JP2010523656A - A novel strategy for active substance delivery using micelles and particles - Google Patents

A novel strategy for active substance delivery using micelles and particles Download PDF

Info

Publication number
JP2010523656A
JP2010523656A JP2010503004A JP2010503004A JP2010523656A JP 2010523656 A JP2010523656 A JP 2010523656A JP 2010503004 A JP2010503004 A JP 2010503004A JP 2010503004 A JP2010503004 A JP 2010503004A JP 2010523656 A JP2010523656 A JP 2010523656A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
protein
particle
cells
micelles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010503004A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010523656A5 (en
Inventor
ニーレン マーシー,
マイケル デイビス,
バリー パレンドラン,
スティーブン シー. ヤング,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Georgia Tech Research Corp
Original Assignee
Georgia Tech Research Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Georgia Tech Research Corp filed Critical Georgia Tech Research Corp
Publication of JP2010523656A publication Critical patent/JP2010523656A/en
Publication of JP2010523656A5 publication Critical patent/JP2010523656A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L59/00Compositions of polyacetals; Compositions of derivatives of polyacetals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/69Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6905Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a colloid or an emulsion
    • A61K47/6907Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a colloid or an emulsion the form being a microemulsion, nanoemulsion or micelle
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/69Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6921Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10Dispersions; Emulsions
    • A61K9/107Emulsions ; Emulsion preconcentrates; Micelles
    • A61K9/1075Microemulsions or submicron emulsions; Preconcentrates or solids thereof; Micelles, e.g. made of phospholipids or block copolymers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • A61K9/1605Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/1629Organic macromolecular compounds
    • A61K9/1641Organic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyethylene glycol, poloxamers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/513Organic macromolecular compounds; Dendrimers
    • A61K9/5146Organic macromolecular compounds; Dendrimers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyethylene glycol, polyamines, polyanhydrides
    • A61K9/5153Polyesters, e.g. poly(lactide-co-glycolide)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P11/00Drugs for disorders of the respiratory system
    • A61P11/06Antiasthmatics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P11/00Drugs for disorders of the respiratory system
    • A61P11/08Bronchodilators
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/06Antipsoriatics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P29/00Non-central analgesic, antipyretic or antiinflammatory agents, e.g. antirheumatic agents; Non-steroidal antiinflammatory drugs [NSAID]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00Drugs for disorders of the metabolism
    • A61P3/08Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis
    • A61P3/10Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis for hyperglycaemia, e.g. antidiabetics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04Antibacterial agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/12Antivirals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/12Antivirals
    • A61P31/14Antivirals for RNA viruses
    • A61P31/16Antivirals for RNA viruses for influenza or rhinoviruses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/12Antivirals
    • A61P31/14Antivirals for RNA viruses
    • A61P31/18Antivirals for RNA viruses for HIV
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P33/00Antiparasitic agents
    • A61P33/02Antiprotozoals, e.g. for leishmaniasis, trichomoniasis, toxoplasmosis
    • A61P33/06Antimalarials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00Drugs for immunological or allergic disorders
    • A61P37/02Immunomodulators
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00Drugs for immunological or allergic disorders
    • A61P37/02Immunomodulators
    • A61P37/06Immunosuppressants, e.g. drugs for graft rejection
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00Drugs for immunological or allergic disorders
    • A61P37/08Antiallergic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P39/00General protective or antinoxious agents
    • A61P39/06Free radical scavengers or antioxidants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G4/00Condensation polymers of aldehydes or ketones with polyalcohols; Addition polymers of heterocyclic oxygen compounds containing in the ring at least once the grouping —O—C—O—

Abstract

本発明は、被験体に送達するための活性物質をカプセル化するために用いられ得る生分解性の粒子(例えば、三次元粒子)およびミセルを提供する。本発明はさらに、このような粒子およびミセルを生成および送達するための方法を提供する。さらに、本発明は、これらの新規の粒子およびミセルの使用を含むワクチン接種の戦略を提供する。具体的には、本発明は、重合体の骨格内にケタール基を含む新規の型の疎水性重合体に関する。ここで、上記ケタール基は、両方の酸素原子が上記重合体の骨格内に位置する様式で、配置されている。The present invention provides biodegradable particles (eg, three-dimensional particles) and micelles that can be used to encapsulate an active agent for delivery to a subject. The present invention further provides methods for generating and delivering such particles and micelles. Furthermore, the present invention provides a vaccination strategy involving the use of these novel particles and micelles. Specifically, the present invention relates to a novel type of hydrophobic polymer containing a ketal group within the polymer backbone. Here, the ketal groups are arranged in such a way that both oxygen atoms are located in the skeleton of the polymer.

Description

本出願を通じて、様々な刊行物が引用されている。これらの刊行物の開示の全体は、本発明が属する最新技術をより十分に説明するために、本明細書により参考として本出願に援用されている。   Throughout this application, various publications are cited. The entire disclosures of these publications are hereby incorporated by reference into this application in order to more fully describe the state of the art to which this invention belongs.

本発明は、NIH/NIAIDの助成金AI048638、AI0564499、AI056947、AI057157、AI05726601、NIH/NIDDKの助成金DK057665およびEmtech Bio Grant,NIH R01適用の下の政府支援によって、行われた。政府は、本発明における一定の権利を有する。   This invention was made with government support under NIH / NIAID grants AI048638, AI0556499, AI056947, AI057157, AI0572601, NIH / NIDDK grant DK057665 and Emtech Bio Grant, NIH R01. The government has certain rights in the invention.

(発明の分野)
本発明は、活性物質(例えば、(i)ワクチン;(ii)免疫調節剤(生得免疫細胞(例えば、樹状細胞)の機能を調節するTLRリガンドもしくは合成分子、または細胞(例えば、樹状細胞もしくは他の抗原提示細胞)内のシグナリングネットワークを調節する合成分子もしくはsiRNAを含む)および/あるいは;(iii)生得免疫および獲得免疫を調節するように、治療用環境または予防用環境において、抗原提示細胞を標的化する薬物)を送達するための戦略に基づいた粒子およびミセルに関する。
(Field of Invention)
The present invention relates to active substances (eg (i) vaccines; (ii) immunomodulators (TLR ligands or synthetic molecules that modulate the function of innate immune cells (eg dendritic cells), or cells (eg dendritic cells) (Including synthetic molecules or siRNAs that modulate signaling networks within or other antigen presenting cells) and / or; (iii) antigen presentation in therapeutic or prophylactic environments to modulate innate and acquired immunity It relates to particles and micelles based on strategies for delivering cells (drugs that target cells).

(発明の背景)
ポリエステルおよびポリ無水物に基づいた薬物送達媒体は、それらの優れた生物適合性プロフィールおよび遅い加水分解速度に起因して、治療薬の持続型放出のために広く用いられてきた(非特許文献1;非特許文献2;非特許文献3;非特許文献4)。しかしながら、多数の医学的適用(例えば、リソソームおよび腫瘍の酸性環境を標的化すること)は、迅速なpH感受性の分解を受ける薬物送達システムを必要とする(非特許文献5;非特許文献6)。薬物送達のために用いられる分解性重合体の大部分は、生理学的pH値で塩基により触媒される加水分解によって分解するエステル結合から構成されているので、この必要条件を満たすことができない。エステルベースの物質(例えば、ポリ(乳酸グリコール酸)(PLGA)、ポリオルトエステル、およびポリ無水物)から作製される粒子は全て、分解する際に、多量の酸を生じる。このことは、タンパク質治療薬およびDNA治療薬の分解を引き起こし、この分解はまた、何週間から何ヶ月もかかる。成熟DCの寿命は、約2日なので、これらの物質は、ワクチン開発にとって理想的ではない。最近、ポリ(オルトエステル)およびポリ(β−アミノエステル)に基づくpH感受性疎水性マイクロ粒子が、細胞内薬物送達および腫瘍標的化のために首尾よく用いられてきており、従って、薬物送達のための酸感受性の生体材料の可能性を有することを示している(非特許文献7;非特許文献8;非特許文献9;非特許文献10)。結果として、pH感受性生分解性重合体の合成のための新しい戦略を開発することにおける多大な関心が、存在する。
(Background of the Invention)
Drug delivery vehicles based on polyesters and polyanhydrides have been widely used for sustained release of therapeutic agents due to their excellent biocompatibility profile and slow hydrolysis rate (1). Non-patent document 2; Non-patent document 3; Non-patent document 4). However, many medical applications (eg targeting the acidic environment of lysosomes and tumors) require drug delivery systems that undergo rapid pH-sensitive degradation (Non-Patent Document 5; Non-Patent Document 6). . Most of the degradable polymers used for drug delivery cannot meet this requirement because they are composed of ester bonds that degrade by base-catalyzed hydrolysis at physiological pH values. Particles made from ester-based materials (eg, poly (lactic glycolic acid) (PLGA), polyorthoesters, and polyanhydrides) all produce a large amount of acid upon degradation. This causes degradation of protein and DNA therapeutics, which also takes weeks to months. These materials are not ideal for vaccine development because the life span of mature DC is about 2 days. Recently, pH-sensitive hydrophobic microparticles based on poly (orthoesters) and poly (β-aminoesters) have been successfully used for intracellular drug delivery and tumor targeting, and thus for drug delivery It has shown that it has the possibility of the acid sensitive biomaterial of (nonpatent literature 7; nonpatent literature 8; nonpatent literature 9; nonpatent literature 10). As a result, there is a great deal of interest in developing new strategies for the synthesis of pH sensitive biodegradable polymers.

組換えタンパク質、ペプチド抗原、またはこのようなワクチン抗原をコードするDNAワクチンに基づいたワクチンは、その抗原エピトープが規定されている感染症および腫瘍に対し、大いに治療の可能性を有する。このようなワクチンは、動物モデル、および現在開発中のこのようなワクチンに関する多数の臨床試験において、感染症に対する防御免疫を生じる能力を有していた(非特許文献11;非特許文献12;非特許文献13;非特許文献14)。しかしながら、それらの期待にも拘わらず、挑戦の多くは、有効な免疫反応を惹起するために、適切な型の抗原提示細胞を標的化するような、ペプチド、タンパク質、DNAワクチンおよびアジュバントの効率的な送達を懸念する。脂質結合体およびPLGAマイクロ粒子から構成されるペプチドワクチンに関して、期待できる結果が得られてきたが、依然として、新規のペプチドワクチン送達媒体開発について多大な需要が、存在する(非特許文献15;非特許文献16)。   Vaccines based on recombinant proteins, peptide antigens, or DNA vaccines encoding such vaccine antigens have great therapeutic potential for infections and tumors in which the antigenic epitopes are defined. Such vaccines had the ability to generate protective immunity against infectious diseases in animal models and in many clinical trials on such vaccines currently under development (Non-Patent Document 11; Non-Patent Document 12; Patent Document 13; Non-Patent Document 14). However, despite their expectations, many of the challenges are the efficiency of peptides, proteins, DNA vaccines and adjuvants that target the appropriate type of antigen-presenting cells to elicit an effective immune response. Concerned about proper delivery. Although promising results have been obtained for peptide vaccines composed of lipid conjugates and PLGA microparticles, there is still a great demand for the development of new peptide vaccine delivery vehicles (Non-Patent Document 15; Non-Patent Document 15). Reference 16).

(ワクチン接種のために生得免疫を利用する)
免疫系の特徴は、質的に異なる型の免疫反応を惹起する能力である。従って、例えば、Tヘルパー1(すなわちTh1)免疫反応は、ウイルス感染細胞または腫瘍を殺傷する細胞傷害性「キラー」T細胞を刺激する。反対に、Tヘルパー2(すなわち、Th2)反応は、抗体産生(特に、細胞外の寄生虫もしくは細菌または毒素に対する保護を付与するIgE抗体の分泌)と関連している。さらに、T調節性反応は、強すぎる免疫反応を抑制し得、従って、アレルギー、自己免疫、移植片拒絶、またはセプシス様症状により引き起こされる免疫病理学症状を制限する。このような広範な型の免疫反応の存在、ならびにウイルス、腫瘍、細胞外の寄生虫および細菌に対する有効な保護を付与すること、ならびにアレルギー、自己免疫、移植およびセプシスにおける有害な免疫反応を調節することにおけるそれらの特異な役割を考慮に入れると、近代免疫学の「ロゼッタ石」は、様々な臨床上環境における有効な免疫反応を最適に誘導する方法を学ぶことである。
(Use innate immunity for vaccination)
A characteristic of the immune system is the ability to elicit qualitatively different types of immune responses. Thus, for example, T helper 1 (ie, Th1) immune responses stimulate cytotoxic “killer” T cells that kill virus-infected cells or tumors. Conversely, the T helper 2 (ie, Th2) response is associated with antibody production, particularly secretion of IgE antibodies that confer protection against extracellular parasites or bacteria or toxins. Furthermore, T-regulatory responses can suppress immune responses that are too strong, thus limiting immunopathological symptoms caused by allergies, autoimmunity, graft rejection, or sepsis-like symptoms. The presence of such a broad type of immune response, as well as confer effective protection against viruses, tumors, extracellular parasites and bacteria, and regulate harmful immune responses in allergies, autoimmunity, transplantation and sepsis Taking their unique role into account, modern immunology "Rosetta stones" are learning how to optimally induce an effective immune response in a variety of clinical settings.

この意味において、免疫学における最近の進歩は、免疫反応の質と量との両者を制御することにおける生得免疫系の根本的な役割を明らかにした(非特許文献17)。このように、免疫系は、可溶性の脱凝集した(deaggregated)形態で注射されるほとんどの外来性のタンパク質に対して非反応性であるが、「アジュバント」と呼ばれる免疫刺激物質と一緒に注射される場合、これらの外来性のタンパク質は、強い免疫を誘導し得ることが、ずっと前から知られてきた。実際、アジュバントの本質は、その後の特定の型の免疫反応を決定するものであり、この特定の型の免疫反応は、細胞傷害性T細胞反応、抗体反応、または特定のクラスのTヘルパー反応に対して偏し得ることが公知であった。(非特許文献18;非特許文献19;非特許文献17)。アジュバントの重要性にも拘わらず、米国において臨床上の使用を許可されているアジュバントは、ミョウバン1つのみしか存在せず、そしてほとんどの他の実験的なアジュバントは、免疫細胞の強力な活性化を誘導するが、毒性をもまたもたらす、微生物または細菌の粗抽出物からなる。最近まで、このようなアジュバントの作用機構は、理解されていなかった。しかしながら、生得免疫における最近の進歩は、アジュバントがどのように作用するのかを理解することに関して概念的な枠組みを提供してきた。この問題の中核は、樹状細胞(DC)として公知の細胞の、希少であるが、広く分布したネットワークであり、これは、生得免疫系の必須構成成分を構成する。「天然のアジュバント」と呼ばれているDCは、微生物およびウイルスの構成成分を認識し得るレセプターを発現する。このようなレセプターとしては、微生物の刺激を「感知」し得、そしてDCおよび他の免疫細胞を活性化し得るToll様レセプター(TLR)、C型レクチン、およびキャタピラタンパク質(CATTERPILLAR protein)が挙げられる(非特許文献18;非特許文献19;非特許文献17)。DCが、免疫反応の質および量を調整することに必須の役割を果たすことは、今や明らかである。   In this sense, recent advances in immunology have revealed the fundamental role of the innate immune system in controlling both the quality and quantity of immune responses (Non-Patent Document 17). Thus, the immune system is non-reactive with most foreign proteins injected in soluble, deaggregated form, but injected with an immunostimulant called an “adjuvant”. It has long been known that these foreign proteins can induce strong immunity. In fact, the essence of an adjuvant is to determine a specific type of subsequent immune response, which can be a cytotoxic T cell response, an antibody response, or a specific class of T helper responses. It was known that this could be biased. (Non-patent document 18; Non-patent document 19; Non-patent document 17). Despite the importance of adjuvants, there is only one alum that has been approved for clinical use in the United States, and most other experimental adjuvants are potent activations of immune cells. It consists of a crude extract of microorganisms or bacteria that induces but also causes toxicity. Until recently, the mechanism of action of such adjuvants was not understood. However, recent advances in innate immunity have provided a conceptual framework for understanding how adjuvants work. The core of this problem is a rare but widely distributed network of cells known as dendritic cells (DCs), which constitutes an essential component of the innate immune system. DCs called “natural adjuvants” express receptors that can recognize microbial and viral components. Such receptors include Toll-like receptors (TLRs), C-type lectins, and caterpillar proteins that can "sense" microbial stimuli and activate DCs and other immune cells. Non-patent document 18; Non-patent document 19; Non-patent document 17). It is now clear that DCs play an essential role in regulating the quality and quantity of immune responses.

現在、哺乳類に関して記載されている約13個のTLRが、存在する。DC上の異なるTLRを活性化することは、質的に異なる型の免疫反応を誘導する(前出のPulendranら,2001年;前出のDillonら,2004年;非特許文献20;非特許文献21)。従って、殆どのTLRを活性化することは、Th1反応を誘導し得;TLR3、7または9を活性化することは、ウイルス感染細胞および腫瘍を殺傷する細胞傷害性T細胞を誘導し得;そして得られる証拠は、TLR2を活性化することが、(ウイルスまたは細胞外の細菌もしくは寄生虫に対する保護を提供する抗体反応に関連している)Th2反応、または(強すぎる免疫反応を抑制し、従って、アレルギー、自己免疫、セプシス、および移植における制御できない免疫に対する保護を提供する)T調節性反応もしくは寛容原性の反応までも誘導することを示唆する。このように、DCならびにTLRおよび他の認識レセプターは、ワクチン学者および薬物開発者にとって魅力的な免疫調節の標的を代表する。従って、生得免疫系(例えば、DCおよびTLR)の基本的要素を開発する方法を学ぶことは、新規の薬物およびワクチンの開発において、最も重要である。   Currently, there are about 13 TLRs described for mammals. Activating different TLRs on DCs induces qualitatively different types of immune responses (Pulendran et al., 2001 supra; Dillon et al., 2004 supra; Non-patent document 20; Non-patent document 21). Thus, activating most TLRs can induce a Th1 response; activating TLR3, 7 or 9 can induce virally infected cells and cytotoxic T cells that kill tumors; and The evidence obtained shows that activating TLR2 suppresses a Th2 response (associated with an antibody response that provides protection against viruses or extracellular bacteria or parasites), or an immune response that is too strong, and thus Suggests that it also induces T-regulatory or tolerogenic responses (providing protection against allergy, autoimmunity, sepsis, and uncontrolled immunity in transplantation). Thus, DC and TLR and other recognition receptors represent attractive immunomodulating targets for vaccinologists and drug developers. Therefore, learning how to develop the basic elements of the innate immune system (eg, DC and TLR) is of paramount importance in the development of new drugs and vaccines.

この概念から導出される重要な結論は、(最初に記録されたエドワード ジェンナーのワクチン接種試験以来)過去200年にわたり開発されてきたワクチンの大部分が、実験的に開発されてきたということである。従って、様々な災い(例えば、天然痘、ポリオ、TBおよび黄熱病)を制御することにおけるワクチンの成功にも拘らず、我々は、これらのワクチンがどのようにこのような有効な免疫を刺激するのかに対する科学的な理由について、全く知識を有していない。例えば、黄熱病ワクチン17D[YF−17D]は、最も有効な公知のワクチンの1つである。65年よりも前の黄熱病ワクチン17Dの開発以来、このワクチンは、世界中の4億人を超える人々に投与されてきた。その成功にも拘らず、その作用機構は、知られていない。従って、上記のように、ここ6年ほどの間に起こった生得免疫における目を見張る進歩は、我々に、21世紀の新興感染症および再興感染症に対する将来のワクチンを考案するために、このような知識を用いるという視点で、このような「黄金基準(gold standard)」ワクチンの作用方法(modus operandi)を理解するために用いる新しい見解を提供する。この意味において、我々の最近の知見は、非常に有効な黄熱病ワクチン(YF−17D)が、DC、および多数のTLR(TLR2、7、8および9を含む)の強力な刺激因子であることを示唆する(非特許文献22)。異なるTLRにより引き起こされる異なる型の免疫反応(前出のPulendranら,2001年;非特許文献20;前出のDillonら,2004年;非特許文献21)を考慮に入れた上で、多数のTLRを活性化することにより、YF−17Dが、広いスペクトルの免疫反応を誘導していることを推測することは、魅力的であった。実際、我々のデータは、YF−17Dが、広いスペクトルの生得免疫反応および獲得免疫反応(Th1細胞、Th2細胞、細胞傷害性T細胞、中和抗体)を引き起こし、異なるTLRが、異なる型のこの多価免疫を制御することを示唆する(非特許文献22)。このような広いスペクトルの免疫反応を誘発することはまた、現在有効なワクチンが存在しない他の感染症(例えば、HIV、HCV、マラリア、TB、インフルエンザ、炭壊およびエボラ)に対する、または腫瘍に対するワクチンを設計するのに有利である可能性がある。従って、新興感染症または再興感染症に対する将来のワクチンを設計するための戦略は、多岐にわたる免疫反応を誘導するために、多数のTLRリガンドおよび抗原、ならびに免疫調節剤を組み込むことから利益を得うる。従って、重要な挑戦は、インビボでこのような免疫調節剤を送達する能力を有する送達システムの開発である。   An important conclusion derived from this concept is that the vast majority of vaccines that have been developed over the past 200 years (since the first recorded Edward Jenner vaccination trial) have been experimentally developed. . Thus, despite vaccine success in controlling various calamities (eg smallpox, polio, TB and yellow fever), how do these vaccines stimulate such effective immunity? I have no knowledge of scientific reasons for this. For example, yellow fever vaccine 17D [YF-17D] is one of the most effective known vaccines. Since the development of yellow fever vaccine 17D before 65 years, this vaccine has been administered to over 400 million people worldwide. Despite its success, its mechanism of action is unknown. Thus, as noted above, the striking advances in innate immunity that have occurred over the past six years have allowed us to devise future vaccines against emerging and re-emerging infections in the 21st century. Provides a new view that can be used to understand how such a “gold standard” vaccine works. In this sense, our recent finding is that a very effective yellow fever vaccine (YF-17D) is a potent stimulator of DC and many TLRs (including TLR2, 7, 8, and 9) (Non-Patent Document 22). Taking into account the different types of immune responses caused by different TLRs (Pulendran et al., 2001; Non-Patent Document 20; Dillon et al., 2004; Non-Patent Document 21), a number of TLRs are taken into account. It was attractive to speculate that YF-17D induces a broad spectrum of immune responses by activating. In fact, our data show that YF-17D causes a broad spectrum of innate and acquired immune responses (Th1 cells, Th2 cells, cytotoxic T cells, neutralizing antibodies) and different TLRs have different types of this This suggests that multivalent immunity is controlled (Non-patent Document 22). Inducing such a broad spectrum of immune responses is also a vaccine against other infectious diseases (eg, HIV, HCV, malaria, TB, influenza, charcoal destruction and Ebola) for which there is currently no effective vaccine, or against tumors May be advantageous for designing. Thus, strategies for designing future vaccines against emerging or re-emerging infections may benefit from incorporating multiple TLR ligands and antigens and immunomodulators to induce a wide variety of immune responses . Thus, an important challenge is the development of delivery systems that have the ability to deliver such immunomodulators in vivo.

うっ血性心不全は、世界中の罹患率および死亡率の主要な原因であり、有効な処置選択肢が大いに必要とされている。心筋梗塞後の心機能不全は進行性の疾患であり、任意の成功裏の治療が、数日/数週間の経過にわたって必要とされる(非特許文献23)。   Congestive heart failure is a leading cause of morbidity and mortality worldwide and there is a great need for effective treatment options. Cardiac dysfunction after myocardial infarction is a progressive disease, and any successful treatment is required over the course of days / weeks (Non-Patent Document 23).

急性心筋梗塞患者は、病院において、血液希釈剤および/または罹患した脈管を除去することを試みる血管形成術によって伝統的に処置される。この急性期の間に生じる局所的な細胞死は、増大した心室サイズおよび低減した収縮機能によって特徴付けられる慢性的な心不全をもたらす(非特許文献23)。現在、心不全のための唯一の処置は移植手術であり、移植患者のうちの30%未満が新しい心臓を受容して生存していると見積もられている(Rosamondら、Heart Disease and Stroke Statistics-2007 Update. A Report From the American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee. Circulation, 2006)。梗塞の直後に行われる多くの方法が、潜在的な治療アプローチの標的となっている。   Patients with acute myocardial infarction are traditionally treated in hospitals by angioplasty that attempts to remove blood diluent and / or affected vessels. Local cell death that occurs during this acute phase results in chronic heart failure characterized by increased ventricular size and reduced contractile function (23). Currently, the only treatment for heart failure is transplant surgery, and it is estimated that less than 30% of transplant patients receive a new heart and survive (Rosamond et al., Heart Disease and Stroke Statistics- 2007 Update, A Report From the American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee, Circulation, 2006). Many methods performed immediately after the infarction are the targets of potential therapeutic approaches.

心筋層の喪失は主に局部的であり、限局性の治療が最も有望であることを示唆する(非特許文献23)。近年、心筋層の再形成のための種々の細胞型の形態で限局性の治療を送達する、多くの臨床研究が開始されている(Assmusら、Transplantation of Progenitor Cells and Regeneration Enhancement in Acute Myocardial Infarction(TOPCARE−AMI). Circulation, 2002. 106(24):3009−17、Kangら、Effects of intracoronary infusion of peripheral blood stem−cells mobilised with granulocyte−colony stimulating factor on left ventricular systolic function and restenosis after coronary stenting in myocardial infarction:the MAGIC cell randomised clinical trial. Lancet, 2004. 363(9411):751−6)。   Myocardial loss is mainly localized, suggesting that localized treatment is most promising (Non-Patent Document 23). In recent years, many clinical studies have begun to deliver localized treatments in the form of various cell types for myocardial remodeling (Assmus et al., Transplantation of Progenitor Cells and Generation Enhancement in Myocardial Infection (Assmus et al. TOPCARE-AMI) Circulation, 2002. 106 (24): 3009-17, Kang et al., Effects of intracoronary infusion of peripheral blood-mobile mobilized witness. cular systolic function and restenosis after coronary stenting in myocardial infarction:. the MAGIC cell randomised clinical trial Lancet, 2004. 363 (9411): 751-6).

直接的なタンパク質、RNAおよびDNAの注射の複雑な性質に起因して、現在、心筋層へ治療薬を送達する生体材料を使用することに取り組みが集中している(Davisら、Custom design of the cardiac microenvironment with biomaterials. Circ Res, 2005. 97(1):8−15)。多くの研究が依然として静脈内注射または経口治療を利用しているが、作用の正確な機構は、比較的未知のままである。具体的には、どのようにして、これらの分子/タンパク質が、経口または静脈内に進入し、そして心臓にのみ有意な効果を発揮できるのかについて調べられていない。本発明者らの先の研究は、タンパク質および薬物を保持する生体材料の送達のために、直接的な心筋内注射を使用している(Davisら、Local myocardial insulin−like growth factor 1 (IGF−1) delivery with biotinylated peptide nanofibers improves cell therapy for myocardial infarction. Proc Natl Acad Sci U S A, 2006. 103(21):8155−60、Davisら、Injectable self−assembling peptide nanofibers create intramyocardial microenvironments for endothelial cells. Circulation, 2005. 111(4):442−50、Hsiehら、Controlled delivery of PDGF−BB for myocardial protection using injectable self−assembling peptide nanofibers. J Clin Invest, 2006. 116(1):237−48)。ある者は、これが有害であると考えるが、ヒトでの使用にますますより一般的になっている。なぜなら、いくつかの会社が、チャンバーの内部から心筋壁へ細胞および薬物を送達することが可能なカテーテルを開発しているからである。さらに、新規な技術を使用して、研究者は、閉胸手順(close−chested procedure)でマウスの心筋壁にマイクロスフェアを送達することができた(Springerら、Closed−chest cell injections into mouse myocardium guided by high−resolution echocardiography. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2005. 289(3):H1307−14)。したがって、心筋治療のために小さく、注射可能な粒子を開発することに大きな関心が存在する。   Due to the complex nature of direct protein, RNA and DNA injections, efforts are currently focused on using biomaterials to deliver therapeutic agents to the myocardium (Davis et al., Custom design of the. cardiac microenvironment with biomaterials. Circ Res, 2005. 97 (1): 8-15). Although many studies still utilize intravenous injections or oral treatments, the exact mechanism of action remains relatively unknown. Specifically, it has not been investigated how these molecules / proteins can enter orally or intravenously and exert significant effects only on the heart. Our previous work has used direct intramyocardial injection for the delivery of biomaterials that carry proteins and drugs (Davis et al., Local myocardial insulin-like growth factor 1 (IGF- . 1) delivery with biotinylated peptide nanofibers improves cell therapy for myocardial infarction Proc Natl Acad Sci U S A, 2006. 103 (21): 8155-60, Davis et al., Injectable self-assembling peptide nanofibers create intramyocardial microenv irrationals for endothelial cells. Circulation, 2005. 111 (4): 442-50, Hsieh et al., Controlled delivery of PD-B for mycardial protection using PD. -48). Some consider this harmful, but it is becoming more and more common for human use. This is because several companies have developed catheters that can deliver cells and drugs from the interior of the chamber to the myocardial wall. Furthermore, using a novel technique, researchers were able to deliver microspheres to the myocardial wall of mice in a closed-chest procedure (Springer et al., Closed-chest cell injections into mouse myocardium). guided by high-resolution echography. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2005. 289 (3): H1307-14). Accordingly, there is great interest in developing small, injectable particles for myocardial therapy.

p38 MAPキナーゼ
特定の炎症性サイトカインは、梗塞後の心筋層において大幅に増加している(Bolli,R., Oxygen−derived free radicals and myocardial reperfusion injury:an overview. Cardiovasc Drugs Ther, 1991. 5 Suppl 2:249−68、Bolliら、Direct evidence that oxygen−derived free radicals contribute to postischemic myocardial dysfunction in the intact dog. Proc Natl Acad Sci U S A,1989. 86(12):4695−9、Torella,ら、Cardiac stem cell and myocyte aging, heart failure, and insulin−like growth factor−1 overexpression Circ Res, 2004. 94(4):514−24)。これらのサイトカインは、成体の心筋細胞および局所的な幹細胞の集団の死を導く、特異的なシグナリング経路を活性化する。
p38 MAP kinase Certain inflammatory cytokines are significantly increased in the post-infarction myocardium (Bolli, R., Oxygen-derived free radicals and myocardial reperfusion in: an overview. 19 pour. : 249-68, Bolli et al., Direct evidence that oxygen-derived free radicals contribute to postsistic mycological dysfunction in the intact. Cardiac stem cell and myocyte aging, heart failure, and insulin-like growth factor-1 overexpression Circ Res, 2004. 94 (4): 514-24). These cytokines activate specific signaling pathways that lead to the death of adult cardiomyocytes and local stem cell populations.

3つの異なるマイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)カスケードが同定され、細胞シグナリング経路として研究されている。p38 MAPKカスケードは、ストレスおよび炎症応答において良く特徴付けられている(Laiら、The role of MAP kinases in trauma and ischemia−reperfusion. J Invest Surg, 2004. 17(1):45−53、Lopez−NeblinaおよびToledo−Pereyra, Phosphoregulation of signal transduction pathways in ischemia and reperfusion J Surg Res, 2006. 134(2):292−9)。また、トランスジェニックマウスモデルの使用および遺伝子治療研究によって、p38 MAPK経路は、成体の心筋細胞の死に関与している(Engelら、p38 MAP kinase inhibition enables proliferation of adult mammalian cardiomyocytes. Genes Dev, 2005. 19(10):1175−87、Awadら、Obese diabetic mouse environment differentially affects primitive and monocytic endothelial cell progenitors. Stem Cells, 2005. 23(4):575−83)。   Three different mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascades have been identified and studied as cell signaling pathways. The p38 MAPK cascade is well characterized in stress and inflammatory responses (Lai et al., The role of MAP kinases in trauma and ischemia-reperfusion. J Invest Surg, 2004. 17 (1): 45-53, Lopez-Neplice- And Toledo-Pereyra, Phosphoration of signal transduction pathways in ischemia and reperfusion J Surge Res, 2006. 134 (2): 292-9). In addition, through the use of transgenic mouse models and gene therapy studies, the p38 MAPK pathway has been implicated in the death of adult cardiomyocytes (Engel et al., P38 MAP kinase inhibition of adult mammary cardiology. 19 (10): 1175-87, Awad et al., Obese diabetic mouse environmental differential effects primitive and monofunctional endogenous cell progenitors. 5) (5).

p38の4つの異なるアイソフォームが存在し、p38αは、最も研究され、疾患の過程に関与している。数種のMAPKと同様に、p38は、種々の上流の機構を介して二重リン酸化(ホスフェートドナーとしてATPを使用する)によって活性化され、その機能は、数種の細胞型にわたり保存されている。マクロファージにおけるp38の活性化は、スーパーオキシドの産生、および炎症促進性サイトカインの発現の増大をもたらす。線維芽細胞において、p38の活性化は、サイトカインの産生および線維症促進カスケード(pro−fibrotic cascade)の活性化をもたらす(Kumarら、p38 MAP kinases:key signalling molecules as therapeutic targets for inflammatory diseases. Nat Rev Drug Discov, 2003. 2(9):717−26)。最後に、心筋細胞において、p38の活性化は、アポトーシスおよびサイトカインの放出をもたらす(Liら、Selective inhibition of p38alpha MAPK improves cardiac function and reduces myocardial apoptosis in rat model of myocardial injury. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2006. 291(4):H1972−7、Renら、Role of p38alpha MAPK in cardiac apoptosis and remodeling after myocardial infarction J Mol Cell Cardiol, 2005. 38(4):617−230)。これらの過程の3つ全てが、梗塞後の心機能不全の進行において重要な役割を果たす。図29は、上流のエフェクターの活性化および活性化の結果を含む、p38活性化の概略図を示す。   There are four different isoforms of p38, and p38α is the most studied and involved in the disease process. Like several MAPKs, p38 is activated by dual phosphorylation (using ATP as a phosphate donor) via various upstream mechanisms, and its function is conserved across several cell types. Yes. Activation of p38 in macrophages results in increased superoxide production and pro-inflammatory cytokine expression. In fibroblasts, activation of p38 results in the production of cytokines and activation of the pro-fibrotic cascade (Kumar et al., P38 MAP kinases: key signaling molecules as therapeutic targets. Drug Discov, 2003. 2 (9): 717-26). Finally, in cardiomyocytes, activation of p38 leads to apoptosis and cytokine release (Li et al., Selective inhibition of p38 alpha MAPi im ri ri ri di c h a ly pi m imo ri pi a ri m i s s s s s s s s s s s s s s e m e m e n e i n e n i n e r i n e n i n e n i n e n i n e n i n e n i n e n i n i n e n i n i n e n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n i n. 2006. 291 (4): H1972-7, Ren et al., Role of p38 alpha MAPK in cardiac apoptosis and remodeling after myocardial infusion J Mol Cell Cardol, 2005. 38 (4): 617-230). All three of these processes play an important role in the progression of cardiac dysfunction after infarction. FIG. 29 shows a schematic diagram of p38 activation, including upstream effector activation and activation results.

p38のリン酸化は、カスパーゼおよび核性因子κB(NFκB)を含む、疾患の過程において2つの重要な経路の活性化を導く(ChenおよびTu, Apoptosis and heart failure:mechanisms and therapeutic implications. Am J Cardiovasc Drugs, 2002. 2(1):43−57)。アポトーシスの間、p38のリン酸化は、Baxの活性化を誘導し、これは、最終的にミトコンドリアの透過性を導き、カスパーゼの開裂およびアポトーシスの誘導をもたらす。p38リン酸化後の代替的な経路において、阻害性タンパク質IκBがリン酸化され、NFκBを核に放出し、そこで炎症性サイトカインの活性化が開始し得る(Aggarwalら、TNF blockade:an inflammatory issue. Ernst Schering Res Found Workshop, 2006(56):161−86)。これらの経路の両方は、関節炎、虚血/再灌流障害および気道の炎症を含む種々の炎症性疾患のために標的にされてきた(HerlaarおよびBrown, p38 MAPK signalling cascades in inflammatory disease. Mol Med Today, 1999. 5(10):439−47、Karin,M.、Inflammation−activated protein kinases as targets for drug development. Proc Am Thorac Soc, 2005. 2(4):386−90;discussion 394−5、Leeら、Inhibition of p38 MAP kinase as a therapeutic strategy. Immunopharmacology, 2000. 47(2−3):185−201、Peiferら、New approaches to the treatment of inflammatory disorders small molecule inhibitors of p38 MAP kinase. Curr Top Med Chem, 2006. 6(2):113−49、Schieven,G.L.、The biology of p38 kinase:a central role in inflammation Curr Top Med Chem, 2005. 5(10):921−8)。   Phosphorylation of p38 leads to the activation of two important pathways in the course of the disease, including caspases and nuclear factor κB (NFκB) (Chen and Tu, Apoptosis and heart failure: mechanisms and therapeutic Amplications. Drugs, 2002. 2 (1): 43-57). During apoptosis, phosphorylation of p38 induces Bax activation, which ultimately leads to mitochondrial permeability, leading to caspase cleavage and induction of apoptosis. In an alternative pathway after p38 phosphorylation, the inhibitory protein IκB is phosphorylated, releasing NFκB into the nucleus where activation of inflammatory cytokines can be initiated (Agarwal et al., TNF blockade: an inflammatory issue. Ernst Schering Res Found Workshop, 2006 (56): 161-86). Both of these pathways have been targeted for a variety of inflammatory diseases including arthritis, ischemia / reperfusion injury and airway inflammation (Herala and Brown, p38 MAPK signaling cascades in inflammatory disease. Mol Med Today. , 1999. 5 (10): 439-47, Karin, M., Inflammation-activated protein kinases as targets for drug development. Proc Am Torac Soc, 2005. 2 (4): 386 sc; Inhibition of p38 MAP Kinase as a therapeut i pharmacology, 2000. 47 (2-3): 185-201, Peifer et al., New approaches to the treatment of the infrastructure disorders, and the cult of humans. -49, Schiven, GL, The biology of p38 kinase: a central role in information Curr Top Med Chem, 2005. 5 (10): 921-8).

遺伝的ノックアウトモデル、遺伝子治療およびインヒビター投与によるp38活性化の抑制は、心筋梗塞後の収縮機能不全を防止することに有益な効果を有した(Engelら、p38 MAP kinase inhibition enables proliferation of adult mammalian cardiomyocytes. Genes Dev, 2005. 19(10):1175−87、Minaminoら、MEKK1 suppresses oxidative stress−induced apoptosis of embryonic stem cell−derived cardiac myocytes. Proc Natl Acad Sci U S A, 1999. 96(26):15127−32、Kaiserら、Inhibition of p38 reduces myocardial infarction injury in the mouse but not pig after ischemia−reperfusion. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2005. 289(6):H2747−51、Kumarら、p38 MAP kinases:key signalling molecules as therapeutic targets for inflammatory diseases. Nat Rev Drug Discov, 2003. 2(9):717−26、Kulikら、Antiapoptotic signalling by the insulin−like growth factor I receptor,phosphatidylinositol 3−kinase,and Akt Mol Cell Biol,1997. 17(3):1595−606、Liuら、Inhibition of p38 mitogen−activated protein kinase protects the heart against cardiac remodeling in mice with heart failure resulting from myocardial infarction J Card Fail, 2005. 11(1):74−81、Seeら、p38 mitogen−activated protein kinase inhibition improves cardiac function and attenuates left ventricular remodeling following myocardial infarction in the rat. J Am Coll Cardiol, 2004. 44(8):1679−89)。このことは、アポトーシスの阻害、心筋細胞の増殖の誘導、酸化ストレスの低減および線維症促進遺伝子(pro−fibrotic gene)の発現の防止を含む種々の機構に起因するものと広く考えられている。マウスに送達した場合、p38インヒビターであるSB−282は、心傷害のラットモデルにおいて心機能を改善した(Liら、Selective inhibition of p38alpha MAPK improves cardiac function and reduces myocardial apoptosis in rat model of myocardial injury. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2006. 291(4):H1972−7)。L−NAME、塩およびアンジオテンシンII処置の後、数日間にわたってこの化合物を給餌したラットは、収縮機能および他の心臓のパラメーターにおいて有意な改善を示した。さらに、虚血/再灌流,のマウスモデルにおいて、虚血の直前に尾静脈を介して注入したSB239063は、p38のリン酸化を防止し、24時間後に梗塞のサイズを低減した。この研究において、この知見が、より大きな動物に移されなかったことが注目された。ブタに同様な手順を受けさせたが、再灌流の直後にp38阻害の利益は示されなかった。しかしながら、この研究において、研究者が、虚血−再灌流の前にブタを注射し、左心室の内腔にボーラス投与としてインヒビターを与えたことを理解することが重要である(Kaiserら、Inhibition of p38 reduces myocardial infarction injury in the mouse but not pig after ischemia−reperfusion Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2005. 289(6):H2747−51)。したがって、インヒビターの多くが、必要とされる時間枠において心筋層内に保持された可能性が低い。興味深いことに、p38インヒビターであるSB203580を使用して実行された最近の研究は、成体の心筋細胞が細胞周期に再び入る能力を調節することにおける、p38阻害の重要な役割を実証した。3日毎のp38インヒビターによる処置は、心筋梗塞後の心筋細胞の増殖マーカーの染色に有意な増大をもたらした(Engelら、p38 MAP kinase inhibition enables proliferation of adult mammalian cardiomyocytes. Genes Dev, 2005. 19(10):1175−87)。興味深いことだが、循環する(cycling)筋細胞の総量が1%未満しか上昇していないことと同様に、正確な利益は不明である。本発明者らの提案は、より大型のげっ歯類の心筋細胞のアポトーシスに対する、持続したp38阻害の影響を調べ、より大型の哺乳動物でのp38インヒビターの持続性放出を調べる手段を創出する。   Inhibition of p38 activation by genetic knockout model, gene therapy and inhibitor administration had a beneficial effect in preventing systolic dysfunction after myocardial infarction (Engel et al., P38 MAP kinase inhibition of adult mammalian cardiology) Genes Dev, 2005. 19 (10): 1175-87, Minamino et al., MEKK1 suppressed oxidative stress-in-the-op-of-a-brid. :. 15127-32, Kaiser et al., Inhibition of p38 reduces myocardial infarction injury in the mouse but not pig after ischemia-reperfusion Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2005. 289 (6): H2747-51, Kumar et al., P38 MAP kinases : Key signaling molecules as therapeutic targets for inflammatory diseases.Nat Rev Drug Discovery, 2003.2 (9): 717-26, Kulik et al., Antioptopot. ng by the insulin-like growth factor I receptor, phosphatidylinositol 3-kinase, and Akt Mol Cell Biol, 1997 17 (3):. 1595-606, Liu et al., Inhibition of p38 mitogen-activated protein kinase protects the heart against cardiac remodeling in rice with heart failure reselling from mycardial information J Card Fail, 2005. 11 (1): 74-81, See et al., P38 mitogen-activated protein kinase inhibition improves cardiac function and attentuates left ventilatory remodeling flooding. J Am Coll Cardiol, 2004. 44 (8): 1679-89). This is widely believed to be due to a variety of mechanisms including inhibition of apoptosis, induction of cardiomyocyte proliferation, reduction of oxidative stress, and prevention of expression of pro-fibrotic genes. When delivered to mice, the p38 inhibitor, SB-282, improved cardiac function in a rat model of cardiac injury (Li et al. J Physiol Heart Circ Physiol, 2006. 291 (4): H1972-7). Rats fed this compound for several days after L-NAME, salt and angiotensin II treatment showed significant improvements in systolic function and other cardiac parameters. Furthermore, in a mouse model of ischemia / reperfusion, SB239063 injected via the tail vein immediately before ischemia prevented p38 phosphorylation and reduced infarct size 24 hours later. It was noted in this study that this finding was not transferred to larger animals. Pigs were subjected to a similar procedure but showed no benefit of p38 inhibition immediately after reperfusion. In this study, however, it is important to understand that researchers injected pigs prior to ischemia-reperfusion to give the left ventricular lumen an inhibitor as a bolus dose (Kaiser et al., Inhibition). of p38 reduced mycardial information injury in the mouse but not pig after ischemia- reperfusion Am J Physiol Heart Circ. Thus, it is unlikely that much of the inhibitor was retained in the myocardium in the required time frame. Interestingly, recent studies performed using the p38 inhibitor SB203580 demonstrated an important role for p38 inhibition in regulating the ability of adult cardiomyocytes to reenter the cell cycle. Treatment with a p38 inhibitor every 3 days resulted in a significant increase in staining of myocardial cell proliferation markers after myocardial infarction (Engel et al., P38 MAP kinase inhibition of adult mammalian cardiomy. 200 ed. ): 1175-87). Interestingly, the exact benefit is unclear, as is the total amount of circulating myocytes rising by less than 1%. Our proposals investigate the effect of sustained p38 inhibition on apoptosis of larger rodent cardiomyocytes and create a means to investigate the sustained release of p38 inhibitors in larger mammals.

p38キナーゼインヒビターであるSB239063は、梗塞後にマウスにおいて心機能不全を防止したが、この効果は、より大きな動物に移されなかった(Burnhamら、Increased circulating endothelial progenitor cells are associated with survival in acute lung injury. Am J Respir Crit Care Med, 2005. 172(7):854−60)。このことは、このインヒビターの小さなサイズ、および注射部位からそれが迅速に拡散しやすいことに起因する可能性が最も高い。小分子インヒビターを使用して最も成功した治療上の結果は、機能を回復するために、より長い期間にわたる複数回の注射を必要とし、このことは、ヒトの介入には実行不能である。これらの理由のために、ほんの一回の投与/注射しか必要としない治療アプローチは、既存の処置選択肢に対して大いに有利である。   Although the p38 kinase inhibitor SB239063 prevented cardiac dysfunction in mice after infarction, this effect was not transferred to larger animals (Burnham et al. Am J Respir Crit Care Med, 2005. 172 (7): 854-60). This is most likely due to the small size of the inhibitor and its tendency to diffuse quickly from the injection site. The most successful therapeutic outcomes using small molecule inhibitors require multiple injections over a longer period to restore function, which is impractical for human intervention. For these reasons, therapeutic approaches that require only a single administration / injection are highly advantageous over existing treatment options.

本明細書に記載されるように、ポリケタール(PK)粒子は、生理学的なpH値で制御可能な様式で加水分解し、中性の化合物に分解する新規なクラスの生体材料である。   As described herein, polyketal (PK) particles are a new class of biomaterials that hydrolyze in a controllable manner at physiological pH values and break down into neutral compounds.

Anderson,J.M.ら,Adv.Drug Delivery Rev.,1997年,28,p.5−24Anderson, J.M. M.M. Et al., Adv. Drug Delivery Rev. 1997, 28, p. 5-24 Jain,R.A.,Biomaterials,2000年,21,p.2475−2490Jain, R.A. A. , Biomaterials, 2000, 21, p. 2475-2490 Mathiowitz,E.ら,J.Appl.Polym.ScL,1988,35,p.755−774Mathiowitz, E .; J. et al. Appl. Polym. ScL, 1988, 35, p. 755-774 Berkland,C.ら,J.Controlled Release,2004年,94,p.129−141Berkland, C.I. J. et al. Controlled Release, 2004, 94, p. 129-141 Stubbs,M.ら,Mol.Med.Today,2000年,6,p.15−19Stubbs, M.M. Et al., Mol. Med. Today, 2000, 6, p. 15-19 Leroux,J.−C.,Adv.Drug Delivery Rev.,2004年,56,p.925−926Leroux, J. et al. -C. , Adv. Drug Delivery Rev. 2004, 56, p. 925-926 Heller,J.ら,Biomacromolecules,2004年,5,p.1625−1632Heller, J .; Et al., Biomacromolecules, 2004, 5, p. 1625-1632 Heller,J.ら,Adv.Drug Delivery Rev.,2002年,54,p.1015−1039Heller, J .; Et al., Adv. Drug Delivery Rev. , 2002, 54, p. 1015-1039 Berry,D.ら,Chem.Biol,2004年,11,p.487−498Berry, D.C. Chem. Biol, 2004, 11, p. 487-498 Potineni,A.ら,J.Controlled Release,2003年,86,p.223−234Potinini, A .; J. et al. Controlled Release, 2003, 86, p. 223-234 van Endert,PM,Biologicals,2001年,29,p.285−8van Endert, PM, Biologicals, 2001, 29, p. 285-8 Purcell,AWら,Journal of Peptide Science,2003年,9,p.255−81Purcell, AW et al., Journal of Peptide Science, 2003, 9, p. 255-81 Shirai,M.ら,Journal of Virology,1994年,68,p.3334−42Shirai, M .; Et al., Journal of Virology, 1994, 68, p. 3334-42 Hunziker,IPら,International Immunology,2002年,14,p.615−26Hunziker, IP et al., International Immunology, 2002, 14, p. 615-26 Ertl,HCJら,Vaccine,1996年,14,p.879−85Ertl, HCJ et al., Vaccine, 1996, 14, p. 879-85 Jackson,DCら,Vaccine,1997年,15,p.1697−705Jackson, DC et al., Vaccine, 1997, 15, p. 1697-705 Pulendran & Ahmed,Cell,2006年,124,p.849−863Pulendraun & Ahmed, Cell, 2006, 124, p. 849-863 Pulendran,Immunol.Rev.,2004年,199,p.227−250Pulendran, Immunol. Rev. 2004, 199, p. 227-250 Pulendran,J.Immunol.,2005年,175,p.2457−2465Pulendran, J. et al. Immunol. 2005, 175, p. 2457-2465 Agrawalら,J.Immunol.,2003年,171,p.4984−4989Agrawal et al. Immunol. , 2003, 171, p. 4984-4899 Dillonら,J.Clin.Immunol,2006年,116,p.916−928Dillon et al. Clin. Immunol, 2006, 116, p. 916-928 Querecら,J.Exp.Med.,2006年,203,p.413−421Querec et al., J. MoI. Exp. Med. 2006, 203, p. 413-421 Anversa,P.,「Myocyte death in the pathological heart.」 Circ Res,2000年、86(2)p.121−4Anversa, P.A. , "Myocycle death in the pathological heart." Circ Res, 2000, 86 (2) p. 121-4

(発明の要旨)
本発明は、被験体に送達するための活性物質をカプセル化するために用いられ得る生分解性の粒子(例えば、三次元粒子)およびミセルを提供する。本発明はさらに、このような粒子およびミセルを生成および送達するための方法を提供する。さらに、本発明は、これらの新規の粒子およびミセルの使用を含むワクチン接種の戦略を提供する。
(Summary of the Invention)
The present invention provides biodegradable particles (eg, three-dimensional particles) and micelles that can be used to encapsulate an active agent for delivery to a subject. The present invention further provides methods for producing and delivering such particles and micelles. Furthermore, the present invention provides a vaccination strategy involving the use of these novel particles and micelles.

(疎水性ポリケタール粒子)
本発明は、重合体の骨格内にケタール基を含む新規の型の疎水性重合体に向けられている。ここで、上記ケタール基は、両方の酸素原子が上記重合体の骨格内に位置する様式で、配置されている。
(Hydrophobic polyketal particles)
The present invention is directed to a novel type of hydrophobic polymer containing a ketal group within the polymer backbone. Here, the ketal groups are arranged in such a way that both oxygen atoms are located in the skeleton of the polymer.

さらに、このケタール重合体は、ケタールとジオールとの間のケタール交換反応により形成され得る。本発明に従って、1つ以上の型のケタールおよび/またはジオールは、ホモ重合体または共重合体の形成のために用いられ得る。   Furthermore, the ketal polymer can be formed by a ketal exchange reaction between the ketal and the diol. In accordance with the present invention, one or more types of ketals and / or diols can be used for the formation of homopolymers or copolymers.

また、本発明により含まれるのは、他の重合体(例えば、PEG、ポリエステル、ポリアミド、多糖、ポリエーテル、またはポリ無水物)により連結されるポリケタール重合体である。その結果生じる重合体は、交互共重合体、ランダム共重合体、ブロック共重合体、またはグラフト共重合体であり得る。ポリチオ−アミンケタール、ポリチオ−ヒドロキシルケタールおよびポリヒドロキシル−アミンケタールが混合したポリチオケタール重合体もまた、本発明の範囲内である。   Also included by the present invention are polyketal polymers linked by other polymers (eg, PEG, polyester, polyamide, polysaccharide, polyether, or polyanhydride). The resulting polymer can be an alternating copolymer, a random copolymer, a block copolymer, or a graft copolymer. Polythioketal polymers mixed with polythio-amine ketals, polythio-hydroxyl ketals and polyhydroxyl-amine ketals are also within the scope of the present invention.

本発明のポリケタール重合体は、水溶液中で加水分解して、低分子量、水溶性のアルコールおよびケトンになる。骨格内のケタール結合の利点は、このケタール結合が、ファゴソームの酸性条件下、1〜2日以内にpH5.0で分解することである。従って、ポリケタールはまた、腫瘍、炎症およびファゴリソソームの酸性環境を標的化するために、用いられ得る。この分解は、酸性分解産物を生じない。従って、上記ケタール重合体は、生物学的使用に適する。   The polyketal polymer of the present invention is hydrolyzed in an aqueous solution into low molecular weight, water soluble alcohols and ketones. The advantage of a ketal bond within the backbone is that this ketal bond degrades at pH 5.0 within 1-2 days under the phagosomal acidic conditions. Thus polyketals can also be used to target the acidic environment of tumors, inflammation and phagolysosomes. This degradation does not produce acidic degradation products. Therefore, the ketal polymer is suitable for biological use.

(ミセル)
本発明はさらに、多数の重合体を含む新規の生分解性の架橋されたミセルを提供する。ここで、上記重合体は例えば、外部(external)架橋剤(すなわち、重合体鎖内に導入されない薬剤)により架橋されている。外部薬剤を用いることの利点は、重合体内の架橋可能部分のみが用いられる反応と比較して、架橋反応がより速いことである。上記外部架橋剤はまた、カプセル化されたタンパク質が破壊される機会を減少させる。
(Micelle)
The present invention further provides novel biodegradable cross-linked micelles containing multiple polymers. Here, the polymer is crosslinked by, for example, an external crosslinking agent (that is, a drug that is not introduced into the polymer chain). The advantage of using an external agent is that the cross-linking reaction is faster compared to reactions in which only cross-linkable moieties within the polymer are used. The external cross-linking agent also reduces the chance that the encapsulated protein is destroyed.

図1は、濾過されたFITC−Ova含有PKNおよび濾過されていないFITC−Ova含有PKNの蛍光強度を示す棒グラフである(励起 494nm、放射 520nm)。示されるデータは、2つの試料の平均である。FITC−Ovaカプセル化効率は60%である(実施例3、下記)。FIG. 1 is a bar graph showing the fluorescence intensity of filtered FITC-Ova-containing PKN and unfiltered FITC-Ova-containing PKN (excitation 494 nm, emission 520 nm). The data shown is the average of two samples. FITC-Ova encapsulation efficiency is 60% (Example 3, below). 図2は、ケタール骨格の重合体(ポリケタール)の合成および分解を示す模式図である。(A)ケタール中間体 1を生成するための1,4−ベンゼンジメタノールと2,2−ジメトキシプロパンとの間のケタール交換反応。(B)ポリケタール 2を生成するための1の段階的重合。副生成物のメタノールを蒸留することにより、反応工程AおよびBを進める。(C)溶媒蒸発方法による薬物をロードした粒子の形成。粒子はpH感受性を示して低分子の放出可能な化合物に分解する(実施例4、下記)。FIG. 2 is a schematic view showing synthesis and decomposition of a ketal skeleton polymer (polyketal). (A) Ketal exchange reaction between 1,4-benzenedimethanol and 2,2-dimethoxypropane to produce ketal intermediate 1. (B) One step polymerization to produce polyketal 2. Reaction steps A and B proceed by distilling the by-product methanol. (C) Formation of drug loaded particles by solvent evaporation method. The particles are pH sensitive and break down into small molecule releasable compounds (Example 4, below). 図3(A)は、THF中の(図2の)ポリケタール2のGPCトレース(Shimadzu SCL−10A)を示すグラフである。ポリスチレン標準(Polymer Laboratories,Inc.)に基づいてM=4000、M/M=1.54。Y−軸は、262nmでの相対吸光度を示す。図3(B)は、CDCI中での(図2の)ポリケタール2のH NMRスペクトルを示す(Varian Mercury Vx 400);繰り返し単位のピークは、7.3ppm(4b)、4.5ppm(4c)および1.5ppm(6a)にある。2.5および1.0でのピークは、ケタールの加水分解を防止するために添加したトリエチルアミンに起因する(実施例4、下記)。FIG. 3 (A) is a graph showing a GPC trace (Shimadzu SCL-10A) of polyketal 2 (of FIG. 2) in THF. Polystyrene standards (Polymer Laboratories, Inc.) M w = 4000, M W / M n = 1.54 , based on the. The Y-axis shows the relative absorbance at 262 nm. FIG. 3 (B) shows the 1 H NMR spectrum of polyketal 2 (of FIG. 2) in CDCI 3 (Varian Mercury Vx 400); the repeat unit peaks are 7.3 ppm (4b), 4.5 ppm ( 4c) and 1.5 ppm (6a). The peaks at 2.5 and 1.0 are attributed to triethylamine added to prevent ketal hydrolysis (Example 4, below). 図4は、pH1.0、5.0および7.4での(図2の)ポリケタール2(微細に粉砕された粉末)の加水分解の速度論を示す線グラフである。指数関数的減衰の半減期は、102時間(pH7.4)および35時間(pH5.0)である。pH1.0のコントロールのバッチは、最初の時点以前に完全に加水分解された(実施例4、下記)。FIG. 4 is a line graph showing the hydrolysis kinetics of polyketal 2 (of finely ground powder) at pH 1.0, 5.0 and 7.4 (of FIG. 2). The half-life of exponential decay is 102 hours (pH 7.4) and 35 hours (pH 5.0). The pH 1.0 control batch was fully hydrolyzed before the first time point (Example 4, below). 図5は、(図2の)ポリケタール2で作製された粒子のSEM画像を示す。(A、B)PVA対ポリケタール2が0.2:1の比を使用する粒子(粒径:0.5〜30μm)。(C)1:1のPVA:ポリケタール2を使用して作製された、デキサメタゾンをロードした粒子(粒径:200〜500nm)。スケールバーは、(A)80μm、(B)3μm、そして(C)4μmである(実施例5および6、下記)。FIG. 5 shows an SEM image of particles made of polyketal 2 (of FIG. 2). (A, B) Particles using a ratio of PVA to Polyketal 2 of 0.2: 1 (particle size: 0.5-30 μm). (C) Particles loaded with dexamethasone (particle size: 200-500 nm) made using 1: 1 PVA: Polyketal 2. The scale bars are (A) 80 μm, (B) 3 μm, and (C) 4 μm (Examples 5 and 6, below). 図6は、粒子形成を示す概略図である。A.工程1:ポリケタールおよび薬物をクロロホルム中に溶解する;ポリビニル アルコールを水中に溶解する。B.工程2:クロロホルム溶液を水に添加し、そして超音波処理し、ミクロンサイズの小滴を生成する。工程3:クロロホルムを蒸発させ、粒子を生成する(実施例6、下記)。FIG. 6 is a schematic diagram showing particle formation. A. Step 1: Dissolve polyketal and drug in chloroform; dissolve polyvinyl alcohol in water. B. Step 2: Add chloroform solution to water and sonicate to produce micron sized droplets. Step 3: Evaporate chloroform to produce particles (Example 6, below). 図7は、フルオレセインをロードしたポリケタール粒子が、肝臓に取り込まれることを示す写真である。静脈内注射後の、PKNからのフルオレセインの放出を示すマウス肝臓組織切片(実施例6、下記)。FIG. 7 is a photograph showing that polyketal particles loaded with fluorescein are taken into the liver. Mouse liver tissue section showing release of fluorescein from PKN after intravenous injection (Example 6, below). 図8は、ペプチド架橋されたミセルの設計および合成を示す概略図である。工程1:ISS DNAとIとを混合して、ミセル(架橋されていないミセル)を形成する。工程2:次いで、これらのミセルを抗原性ペプチド(II)で架橋して、免疫刺激分子とペプチド抗原との両者をカプセル化し得る送達システムを生成する。APCによるファゴサイトーシスの後、ペプチド架橋されたミセルは、それらの構成成分を放出する(実施例6、下記)。FIG. 8 is a schematic showing the design and synthesis of peptide-crosslinked micelles. Step 1: ISS DNA and I are mixed to form micelles (non-crosslinked micelles). Step 2: These micelles are then cross-linked with antigenic peptide (II) to produce a delivery system that can encapsulate both immunostimulatory molecules and peptide antigens. After phagocytosis by APC, peptide-crosslinked micelles release their constituents (Example 6, below). 図9は、PEG−ポリリジン チオピリダールの合成および性質決定を示す。Aは、PEG−ポリリジン チオピリダールの合成を示す化学的図式である。Bは、DO中でのPEG−PLL−チオピリダールのH−NMRスペクトルである。C/Dは、架橋されていないPCM(C)およびペプチド架橋された(D)の動的光散乱解析を示すグラフである。Eは、ペプチド抗原II(図8)におけるシステインの架橋反応を示すグラフである。Fは、ペプチド抗原II(図8)とブロック共重合体ミセルとの間の架橋反応のUV解析を示すグラフである(実施例6、下記)。FIG. 9 shows the synthesis and characterization of PEG-polylysine thiopyridal. A is a chemical scheme showing the synthesis of PEG-polylysine thiopyridal. B is a 1 H-NMR spectrum of PEG-PLL-thiopyridal in D 2 O. C / D is a graph showing dynamic light scattering analysis of uncrosslinked PCM (C) and peptide crosslinked (D). E is a graph showing the crosslinking reaction of cysteine in peptide antigen II (FIG. 8). F is a graph showing a UV analysis of the cross-linking reaction between peptide antigen II (FIG. 8) and block copolymer micelle (Example 6, below). 図9は、PEG−ポリリジン チオピリダールの合成および性質決定を示す。Aは、PEG−ポリリジン チオピリダールの合成を示す化学的図式である。Bは、DO中でのPEG−PLL−チオピリダールのH−NMRスペクトルである。C/Dは、架橋されていないPCM(C)およびペプチド架橋された(D)の動的光散乱解析を示すグラフである。Eは、ペプチド抗原II(図8)におけるシステインの架橋反応を示すグラフである。Fは、ペプチド抗原II(図8)とブロック共重合体ミセルとの間の架橋反応のUV解析を示すグラフである(実施例6、下記)。FIG. 9 shows the synthesis and characterization of PEG-polylysine thiopyridal. A is a chemical scheme showing the synthesis of PEG-polylysine thiopyridal. B is a 1 H-NMR spectrum of PEG-PLL-thiopyridal in D 2 O. C / D is a graph showing dynamic light scattering analysis of uncrosslinked PCM (C) and peptide crosslinked (D). E is a graph showing the crosslinking reaction of cysteine in peptide antigen II (FIG. 8). F is a graph showing a UV analysis of the cross-linking reaction between peptide antigen II (FIG. 8) and block copolymer micelle (Example 6, below). 図9は、PEG−ポリリジン チオピリダールの合成および性質決定を示す。Aは、PEG−ポリリジン チオピリダールの合成を示す化学的図式である。Bは、DO中でのPEG−PLL−チオピリダールのH−NMRスペクトルである。C/Dは、架橋されていないPCM(C)およびペプチド架橋された(D)の動的光散乱解析を示すグラフである。Eは、ペプチド抗原II(図8)におけるシステインの架橋反応を示すグラフである。Fは、ペプチド抗原II(図8)とブロック共重合体ミセルとの間の架橋反応のUV解析を示すグラフである(実施例6、下記)。FIG. 9 shows the synthesis and characterization of PEG-polylysine thiopyridal. A is a chemical scheme showing the synthesis of PEG-polylysine thiopyridal. B is a 1 H-NMR spectrum of PEG-PLL-thiopyridal in D 2 O. C / D is a graph showing dynamic light scattering analysis of uncrosslinked PCM (C) and peptide crosslinked (D). E is a graph showing the crosslinking reaction of cysteine in peptide antigen II (FIG. 8). F is a graph showing a UV analysis of the cross-linking reaction between peptide antigen II (FIG. 8) and block copolymer micelle (Example 6, below). 図9は、PEG−ポリリジン チオピリダールの合成および性質決定を示す。Aは、PEG−ポリリジン チオピリダールの合成を示す化学的図式である。Bは、DO中でのPEG−PLL−チオピリダールのH−NMRスペクトルである。C/Dは、架橋されていないPCM(C)およびペプチド架橋された(D)の動的光散乱解析を示すグラフである。Eは、ペプチド抗原II(図8)におけるシステインの架橋反応を示すグラフである。Fは、ペプチド抗原II(図8)とブロック共重合体ミセルとの間の架橋反応のUV解析を示すグラフである(実施例6、下記)。FIG. 9 shows the synthesis and characterization of PEG-polylysine thiopyridal. A is a chemical scheme showing the synthesis of PEG-polylysine thiopyridal. B is a 1 H-NMR spectrum of PEG-PLL-thiopyridal in D 2 O. C / D is a graph showing dynamic light scattering analysis of uncrosslinked PCM (C) and peptide crosslinked (D). E is a graph showing the crosslinking reaction of cysteine in peptide antigen II (FIG. 8). F is a graph showing a UV analysis of the cross-linking reaction between peptide antigen II (FIG. 8) and block copolymer micelle (Example 6, below). 図10は、ペプチドおよびDNAの放出におけるGSHの影響を示す。Aは、GSH感受性のペプチド放出を示すグラフである。Bは、GSH感受性のDNA放出を示すゲル電気泳動解析である。Cは、ISS−DNAが、PCM中の血清ヌクレアーゼから保護されることを示すゲル電気泳動解析である(実施例6、下記)。FIG. 10 shows the effect of GSH on peptide and DNA release. A is a graph showing GSH sensitive peptide release. B is a gel electrophoresis analysis showing GSH sensitive DNA release. C is a gel electrophoresis analysis showing that ISS-DNA is protected from serum nucleases in PCM (Example 6, below). 図11は、ブロック共重合体ミセルを表す。Aは、PEG−ポリ(リジン−チオ−ピリジル)の化学構造を示す。Bは、ミセル形成を示す概略図である。Cは、ミセルの架橋を示す概略図である。Dは、架橋されたミセルの還元を示す概略図である(実施例6、下記)。FIG. 11 represents a block copolymer micelle. A shows the chemical structure of PEG-poly (lysine-thio-pyridyl). B is a schematic diagram showing micelle formation. C is a schematic view showing micelle cross-linking. D is a schematic showing the reduction of cross-linked micelles (Example 6, below). 図11は、ブロック共重合体ミセルを表す。Aは、PEG−ポリ(リジン−チオ−ピリジル)の化学構造を示す。Bは、ミセル形成を示す概略図である。Cは、ミセルの架橋を示す概略図である。Dは、架橋されたミセルの還元を示す概略図である(実施例6、下記)。FIG. 11 represents a block copolymer micelle. A shows the chemical structure of PEG-poly (lysine-thio-pyridyl). B is a schematic diagram showing micelle formation. C is a schematic view showing micelle cross-linking. D is a schematic showing the reduction of cross-linked micelles (Example 6, below). 図12は、ミセルの免疫学を示す。A.DC由来のヒト単球によるSIINFEKL−CFSEミセルの取り込みについての共焦点顕微鏡解析。B.DC由来のヒト単球による、SIINFEKLペプチドをカプセル化されたミセルの取り込みについてのFACS解析。C.マウスのDCおよびマクロファージによる、SIINFEKLペプチドをカプセル化されたミセルの取り込みについてのFACS解析(実施例6、下記)。FIG. 12 shows micelle immunology. A. Confocal microscopic analysis of uptake of SIINFEKL-CFSE micelles by DC-derived human monocytes. B. FACS analysis of uptake of SIINFEKL peptide encapsulated micelles by DC-derived human monocytes. C. FACS analysis of uptake of SIINFEKL peptide encapsulated micelles by mouse DCs and macrophages (Example 6, below). 図12は、ミセルの免疫学を示す。A.DC由来のヒト単球によるSIINFEKL−CFSEミセルの取り込みについての共焦点顕微鏡解析。B.DC由来のヒト単球による、SIINFEKLペプチドをカプセル化されたミセルの取り込みについてのFACS解析。C.マウスのDCおよびマクロファージによる、SIINFEKLペプチドをカプセル化されたミセルの取り込みについてのFACS解析(実施例6、下記)。FIG. 12 shows micelle immunology. A. Confocal microscopic analysis of uptake of SIINFEKL-CFSE micelles by DC-derived human monocytes. B. FACS analysis of uptake of SIINFEKL peptide encapsulated micelles by DC-derived human monocytes. C. FACS analysis of uptake of SIINFEKL peptide encapsulated micelles by mouse DCs and macrophages (Example 6, below). 図12は、ミセルの免疫学を示す。A.DC由来のヒト単球によるSIINFEKL−CFSEミセルの取り込みについての共焦点顕微鏡解析。B.DC由来のヒト単球による、SIINFEKLペプチドをカプセル化されたミセルの取り込みについてのFACS解析。C.マウスのDCおよびマクロファージによる、SIINFEKLペプチドをカプセル化されたミセルの取り込みについてのFACS解析(実施例6、下記)。FIG. 12 shows micelle immunology. A. Confocal microscopic analysis of uptake of SIINFEKL-CFSE micelles by DC-derived human monocytes. B. FACS analysis of uptake of SIINFEKL peptide encapsulated micelles by DC-derived human monocytes. C. FACS analysis of uptake of SIINFEKL peptide encapsulated micelles by mouse DCs and macrophages (Example 6, below). 図13は、SIINFEKLペプチドを処方されたミセルが、インビトロで強いT細胞反応を誘導することを示す棒グラフである(実施例6、下記)。FIG. 13 is a bar graph showing that micelles formulated with SIINFEKL peptide induce a strong T cell response in vitro (Example 6, below). 図14は、ミセルの免疫学を示す。Aは、マウスのDCおよびマクロファージによる、OVAタンパク質をカプセル化されたミセルの効率的な取り込みについてのFACS解析を示す。Bは、OVA/CpGをカプセル化されたミセルが、インビトロでDCを活性化することを示すグラフである(実施例6、下記)。FIG. 14 shows micelle immunology. A shows FACS analysis for the efficient uptake of micelles encapsulated OVA protein by mouse DCs and macrophages. B is a graph showing that micelles encapsulating OVA / CpG activate DC in vitro (Example 6, below). 図14は、ミセルの免疫学を示す。Aは、マウスのDCおよびマクロファージによる、OVAタンパク質をカプセル化されたミセルの効率的な取り込みについてのFACS解析を示す。Bは、OVA/CpGをカプセル化されたミセルが、インビトロでDCを活性化することを示すグラフである(実施例6、下記)。FIG. 14 shows micelle immunology. A shows FACS analysis for the efficient uptake of micelles encapsulated OVA protein by mouse DCs and macrophages. B is a graph showing that micelles encapsulating OVA / CpG activate DC in vitro (Example 6, below). 図15は、ポリケタール粒子の免疫学を示すグラフである。インビトロでの、マウスのDCおよびマクロファージによる、U0126をカプセル化されたポリケタール粒子(PKN)の取り込み(実施例6、下記)。FIG. 15 is a graph showing the immunology of polyketal particles. Uptake of U0126 encapsulated polyketal particles (PKN) by mouse DCs and macrophages in vitro (Example 6, below). 図16は、OVA−OT/1トランスジェニックモデルを用いた、インビトロでのT細胞の刺激についての実験の概略を示す概略図である(実施例6、下記)。FIG. 16 is a schematic diagram showing an outline of an experiment on stimulation of T cells in vitro using an OVA-OT / 1 transgenic model (Example 6, below). 図17は、ミセルの免疫学を示す。A.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、抗原を処方されたミセルでパルスされた脾臓細胞が、インビトロで強い抗原特異的CD8+T細胞反応を誘導することを示す概要である。B.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、抗原を処方されたミセルでパルスされたDCが、インビトロで強い抗原特異的CD8+T細胞反応を誘導することを示す概要である。C.抗原を処方されたミセルが、インビボでDCを活性化することを示すフローサイトメトリー(実施例6、下記)。FIG. 17 shows micelle immunology. A. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that spleen cells pulsed with antigen formulated micelles induce strong antigen-specific CD8 + T cell responses in vitro. B. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that DCs pulsed with antigen formulated micelles induce strong antigen-specific CD8 + T cell responses in vitro. C. Flow cytometry showing that micelles formulated with antigen activate DCs in vivo (Example 6, below). 図17は、ミセルの免疫学を示す。A.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、抗原を処方されたミセルでパルスされた脾臓細胞が、インビトロで強い抗原特異的CD8+T細胞反応を誘導することを示す概要である。B.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、抗原を処方されたミセルでパルスされたDCが、インビトロで強い抗原特異的CD8+T細胞反応を誘導することを示す概要である。C.抗原を処方されたミセルが、インビボでDCを活性化することを示すフローサイトメトリー(実施例6、下記)。FIG. 17 shows micelle immunology. A. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that spleen cells pulsed with antigen formulated micelles induce strong antigen-specific CD8 + T cell responses in vitro. B. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that DCs pulsed with antigen formulated micelles induce strong antigen-specific CD8 + T cell responses in vitro. C. Flow cytometry showing that micelles formulated with antigen activate DCs in vivo (Example 6, below). 図17は、ミセルの免疫学を示す。A.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、抗原を処方されたミセルでパルスされた脾臓細胞が、インビトロで強い抗原特異的CD8+T細胞反応を誘導することを示す概要である。B.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、抗原を処方されたミセルでパルスされたDCが、インビトロで強い抗原特異的CD8+T細胞反応を誘導することを示す概要である。C.抗原を処方されたミセルが、インビボでDCを活性化することを示すフローサイトメトリー(実施例6、下記)。FIG. 17 shows micelle immunology. A. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that spleen cells pulsed with antigen formulated micelles induce strong antigen-specific CD8 + T cell responses in vitro. B. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that DCs pulsed with antigen formulated micelles induce strong antigen-specific CD8 + T cell responses in vitro. C. Flow cytometry showing that micelles formulated with antigen activate DCs in vivo (Example 6, below). 図18は、ミセルおよびポリケタール粒子の免疫学を示す。A.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的CD8+IFN−γ+T細胞反応を誘導することを示す概要である。B.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的CD8TNFαT細胞反応を誘導することを示す概要である。C.OVA/CpGワクチン接種後の特異的なCD8/IFNγT細胞の速度論を示す線グラフ。D.OVA+UOl26 PKNワクチン接種後の特異的なCD8/IFNγT細胞の速度論を示す線グラフ。E.ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的IgG抗体反応を誘導することを示す棒グラフ。F.ワクチンを処方されたミセルは、インビボで抗原特異的なIgEおよびIgMの抗体反応を誘導することを示す棒グラフ(実施例6、下記)。FIG. 18 shows the immunology of micelles and polyketal particles. A. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that vaccine-formulated micelles induce a strong antigen-specific CD8 + IFN-γ + T cell response in vivo. B. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that vaccine-formulated micelles induce a strong antigen-specific CD8 + TNFα + T cell response in vivo. C. Line graph showing kinetics of specific CD8 + / IFNγ + T cells after OVA / CpG vaccination. D. Line graph showing the kinetics of specific CD8 + / IFNγ + T cells after OVA + UOl26 PKN vaccination. E. Bar graph showing that micelles formulated with vaccines induce strong antigen-specific IgG antibody responses in vivo. F. Bar graph showing vaccine-formulated micelles induce antigen-specific IgE and IgM antibody responses in vivo (Example 6, below). 図18は、ミセルおよびポリケタール粒子の免疫学を示す。A.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的CD8+IFN−γ+T細胞反応を誘導することを示す概要である。B.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的CD8TNFαT細胞反応を誘導することを示す概要である。C.OVA/CpGワクチン接種後の特異的なCD8/IFNγT細胞の速度論を示す線グラフ。D.OVA+UOl26 PKNワクチン接種後の特異的なCD8/IFNγT細胞の速度論を示す線グラフ。E.ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的IgG抗体反応を誘導することを示す棒グラフ。F.ワクチンを処方されたミセルは、インビボで抗原特異的なIgEおよびIgMの抗体反応を誘導することを示す棒グラフ(実施例6、下記)。FIG. 18 shows the immunology of micelles and polyketal particles. A. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that vaccine-formulated micelles induce a strong antigen-specific CD8 + IFN-γ + T cell response in vivo. B. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that vaccine-formulated micelles induce a strong antigen-specific CD8 + TNFα + T cell response in vivo. C. Line graph showing kinetics of specific CD8 + / IFNγ + T cells after OVA / CpG vaccination. D. Line graph showing the kinetics of specific CD8 + / IFNγ + T cells after OVA + UOl26 PKN vaccination. E. Bar graph showing that micelles formulated with vaccines induce strong antigen-specific IgG antibody responses in vivo. F. Bar graph showing vaccine-formulated micelles induce antigen-specific IgE and IgM antibody responses in vivo (Example 6, below). 図18は、ミセルおよびポリケタール粒子の免疫学を示す。A.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的CD8+IFN−γ+T細胞反応を誘導することを示す概要である。B.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的CD8TNFαT細胞反応を誘導することを示す概要である。C.OVA/CpGワクチン接種後の特異的なCD8/IFNγT細胞の速度論を示す線グラフ。D.OVA+UOl26 PKNワクチン接種後の特異的なCD8/IFNγT細胞の速度論を示す線グラフ。E.ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的IgG抗体反応を誘導することを示す棒グラフ。F.ワクチンを処方されたミセルは、インビボで抗原特異的なIgEおよびIgMの抗体反応を誘導することを示す棒グラフ(実施例6、下記)。FIG. 18 shows the immunology of micelles and polyketal particles. A. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that vaccine-formulated micelles induce a strong antigen-specific CD8 + IFN-γ + T cell response in vivo. B. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that vaccine-formulated micelles induce a strong antigen-specific CD8 + TNFα + T cell response in vivo. C. Line graph showing kinetics of specific CD8 + / IFNγ + T cells after OVA / CpG vaccination. D. Line graph showing the kinetics of specific CD8 + / IFNγ + T cells after OVA + UOl26 PKN vaccination. E. Bar graph showing that micelles formulated with vaccines induce strong antigen-specific IgG antibody responses in vivo. F. Bar graph showing vaccine-formulated micelles induce antigen-specific IgE and IgM antibody responses in vivo (Example 6, below). 図18は、ミセルおよびポリケタール粒子の免疫学を示す。A.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的CD8+IFN−γ+T細胞反応を誘導することを示す概要である。B.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的CD8TNFαT細胞反応を誘導することを示す概要である。C.OVA/CpGワクチン接種後の特異的なCD8/IFNγT細胞の速度論を示す線グラフ。D.OVA+UOl26 PKNワクチン接種後の特異的なCD8/IFNγT細胞の速度論を示す線グラフ。E.ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的IgG抗体反応を誘導することを示す棒グラフ。F.ワクチンを処方されたミセルは、インビボで抗原特異的なIgEおよびIgMの抗体反応を誘導することを示す棒グラフ(実施例6、下記)。FIG. 18 shows the immunology of micelles and polyketal particles. A. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that vaccine-formulated micelles induce a strong antigen-specific CD8 + IFN-γ + T cell response in vivo. B. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that vaccine-formulated micelles induce a strong antigen-specific CD8 + TNFα + T cell response in vivo. C. Line graph showing kinetics of specific CD8 + / IFNγ + T cells after OVA / CpG vaccination. D. Line graph showing the kinetics of specific CD8 + / IFNγ + T cells after OVA + UOl26 PKN vaccination. E. Bar graph showing that micelles formulated with vaccines induce strong antigen-specific IgG antibody responses in vivo. F. Bar graph showing vaccine-formulated micelles induce antigen-specific IgE and IgM antibody responses in vivo (Example 6, below). 図18は、ミセルおよびポリケタール粒子の免疫学を示す。A.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的CD8+IFN−γ+T細胞反応を誘導することを示す概要である。B.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的CD8TNFαT細胞反応を誘導することを示す概要である。C.OVA/CpGワクチン接種後の特異的なCD8/IFNγT細胞の速度論を示す線グラフ。D.OVA+UOl26 PKNワクチン接種後の特異的なCD8/IFNγT細胞の速度論を示す線グラフ。E.ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的IgG抗体反応を誘導することを示す棒グラフ。F.ワクチンを処方されたミセルは、インビボで抗原特異的なIgEおよびIgMの抗体反応を誘導することを示す棒グラフ(実施例6、下記)。FIG. 18 shows the immunology of micelles and polyketal particles. A. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that vaccine-formulated micelles induce a strong antigen-specific CD8 + IFN-γ + T cell response in vivo. B. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that vaccine-formulated micelles induce a strong antigen-specific CD8 + TNFα + T cell response in vivo. C. Line graph showing kinetics of specific CD8 + / IFNγ + T cells after OVA / CpG vaccination. D. Line graph showing the kinetics of specific CD8 + / IFNγ + T cells after OVA + UOl26 PKN vaccination. E. Bar graph showing that micelles formulated with vaccines induce strong antigen-specific IgG antibody responses in vivo. F. Bar graph showing vaccine-formulated micelles induce antigen-specific IgE and IgM antibody responses in vivo (Example 6, below). 図18は、ミセルおよびポリケタール粒子の免疫学を示す。A.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的CD8+IFN−γ+T細胞反応を誘導することを示す概要である。B.左のパネルは、フローサイトメトリー解析であり、右のパネルは、ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的CD8TNFαT細胞反応を誘導することを示す概要である。C.OVA/CpGワクチン接種後の特異的なCD8/IFNγT細胞の速度論を示す線グラフ。D.OVA+UOl26 PKNワクチン接種後の特異的なCD8/IFNγT細胞の速度論を示す線グラフ。E.ワクチンを処方されたミセルが、インビボで強い抗原特異的IgG抗体反応を誘導することを示す棒グラフ。F.ワクチンを処方されたミセルは、インビボで抗原特異的なIgEおよびIgMの抗体反応を誘導することを示す棒グラフ(実施例6、下記)。FIG. 18 shows the immunology of micelles and polyketal particles. A. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that vaccine-formulated micelles induce a strong antigen-specific CD8 + IFN-γ + T cell response in vivo. B. The left panel is a flow cytometric analysis and the right panel is a summary showing that vaccine-formulated micelles induce a strong antigen-specific CD8 + TNFα + T cell response in vivo. C. Line graph showing kinetics of specific CD8 + / IFNγ + T cells after OVA / CpG vaccination. D. Line graph showing the kinetics of specific CD8 + / IFNγ + T cells after OVA + UOl26 PKN vaccination. E. Bar graph showing that micelles formulated with vaccines induce strong antigen-specific IgG antibody responses in vivo. F. Bar graph showing vaccine-formulated micelles induce antigen-specific IgE and IgM antibody responses in vivo (Example 6, below). 図19は、シクロヘキサンジメタノール由来のポリケタール(本明細書中でPCADKと呼ばれ、IUPAC名称 ポリ(シクロヘキサン−1,4−ジイル アセトン ジメチレン ケタール)を有する)を示す。A.シクロヘキサンジメタノール由来のポリケタールを示す化学的表記。B.酸感受性様式でPCADKが分解することを示す線グラフ(実施例6、下記)。FIG. 19 shows a polyketal derived from cyclohexanedimethanol (referred to herein as PCADK and having the IUPAC name poly (cyclohexane-1,4-diylacetone dimethylene ketal)). A. Chemical notation indicating a polyketal derived from cyclohexanedimethanol. B. Line graph showing that PCADK degrades in an acid sensitive manner (Example 6, below). 図20は、PCADK由来の粒子が、疎水性の化合物および薬物(例えば、ローダミンレッド(rhodhamine red)およびエブセレン(ebselen))をカプセル化し得ることを示すSEM画像を示す(実施例6、下記)。FIG. 20 shows an SEM image showing that PCADK-derived particles can encapsulate hydrophobic compounds and drugs (eg, rhodamine red and ebselen) (Example 6, below). 図21は、PCADK由来のローダミンレッドの放出が、pH感受性であることを示す線グラフを示す(実施例6、下記)。FIG. 21 shows a line graph showing that the release of rhodamine red from PCADK is pH sensitive (Example 6, below). 図22は、ほとんどのいかなる脂肪族ジオールをも含むポリケタールが、作製され得ることを示す化学的表記である(実施例6、下記)。FIG. 22 is a chemical notation showing that polyketals containing almost any aliphatic diol can be made (Example 6, below). 図23は、FITC標識されたポリケタールが、肝臓のマクロファージによりファゴサイトーシスされることを示す写真である(実施例6、下記)。FIG. 23 is a photograph showing that FITC-labeled polyketals are phagocytosed by liver macrophages (Example 6, below). 図24Aは、ポリケタール粒子中にカタラーゼおよびスーパーオキシドジスムターゼをカプセル化するために用いられる二重エマルジョンの手順を示す概略図である。Bは、カタラーゼ含有粒子のSEM画像、およびカタラーゼ含有粒子の蛍光顕微鏡画像である。Cは、カタラーゼの粒子が酵素活性を有することを示すグラフである(実施例6、下記)。FIG. 24A is a schematic showing the procedure of a double emulsion used to encapsulate catalase and superoxide dismutase in polyketal particles. B is an SEM image of catalase-containing particles and a fluorescence microscope image of catalase-containing particles. C is a graph showing that catalase particles have enzyme activity (Example 6, below). 図24Aは、ポリケタール粒子中にカタラーゼおよびスーパーオキシドジスムターゼをカプセル化するために用いられる二重エマルジョンの手順を示す概略図である。Bは、カタラーゼ含有粒子のSEM画像、およびカタラーゼ含有粒子の蛍光顕微鏡画像である。Cは、カタラーゼの粒子が酵素活性を有することを示すグラフである(実施例6、下記)。FIG. 24A is a schematic showing the procedure of a double emulsion used to encapsulate catalase and superoxide dismutase in polyketal particles. B is an SEM image of catalase-containing particles and a fluorescence microscope image of catalase-containing particles. C is a graph showing that catalase particles have enzyme activity (Example 6, below). 図24Aは、ポリケタール粒子中にカタラーゼおよびスーパーオキシドジスムターゼをカプセル化するために用いられる二重エマルジョンの手順を示す概略図である。Bは、カタラーゼ含有粒子のSEM画像、およびカタラーゼ含有粒子の蛍光顕微鏡画像である。Cは、カタラーゼ粒子が酵素活性を有することを示すグラフである(実施例6、下記)。FIG. 24A is a schematic showing the procedure of a double emulsion used to encapsulate catalase and superoxide dismutase in polyketal particles. B is an SEM image of catalase-containing particles and a fluorescence microscope image of catalase-containing particles. C is a graph showing that catalase particles have enzyme activity (Example 6, below). 図25は、非環式ジエン複分解(ADMET)により作製されるポリケタールを示す化学的表記である。FIG. 25 is a chemical notation showing a polyketal made by acyclic diene metathesis (ADMET). 図26は、薬剤をロードした粒子の合成および酸分解についての概略図である。FIG. 26 is a schematic diagram for synthesis and acid degradation of drug loaded particles. 図27は、ローダミン含有PCADK粒子を異なるものにするために用いられる条件を示す表である。FIG. 27 is a table showing the conditions used to make the rhodamine-containing PCADK particles different. 図28は、His−GFPが、少なくとも15時間、NTA−Niに安定して結合したことを示すグラフである(実施例9、下記)。FIG. 28 is a graph showing that His-GFP bound stably to NTA-Ni for at least 15 hours (Example 9, below). 図29は、p38活性化の供給源および下流の影響を示す概略図である(実施例7、下記)。FIG. 29 is a schematic showing the source of p38 activation and downstream effects (Example 7, below). 図30は、ポリ(1,4−シクロヘキサン−アセトン ジメチレン ケタール)(PCADK)の合成の概略図である。PCADKは、反応物として1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび2,2 ジメトキシプロパンを用いるアセタール交換反応を使用して合成される。PCADKは、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよびアセトンに加水分解する(実施例7、下記)。FIG. 30 is a schematic diagram of the synthesis of poly (1,4-cyclohexane-acetone dimethylene ketal) (PCADK). PCADK is synthesized using an acetal exchange reaction using 1,4-cyclohexanedimethanol and 2,2 dimethoxypropane as reactants. PCADK hydrolyzes to 1,4-cyclohexanedimethanol and acetone (Example 7, below). 図31は、THF中のPCADKのGPCトレースを示すグラフである。Y−軸は、262nmでの相対UV吸光度を示す。Mw=6,282、多分散性指数(PDI)=1.54(実施例7、下記)。FIG. 31 is a graph showing a GPC trace of PCADK in THF. The Y-axis shows the relative UV absorbance at 262 nm. Mw = 6,282, polydispersity index (PDI) = 1.54 (Example 7, below). 図32は、SB239063をロードした粒子(PK−p38)の代表的なSEM画像を示す写真である。これらの画像は、およそ3〜15μmの粒径を反射する(return)(実施例7、下記)。FIG. 32 is a photograph showing a representative SEM image of particles (PK-p38 i ) loaded with SB239063. These images reflect a particle size of approximately 3-15 μm (return) (Example 7, below). 図33は、粒径が容易に改変され得ることを示す写真である。A)元のプロトコールで生成された粒子のSEM。B)低減された均質化速度から生成された粒子の、より高倍率のSEM。C)低減されたPVA濃度から生成された粒子の高倍率画像(実施例7、下記)。FIG. 33 is a photograph showing that the particle size can be easily modified. A) SEM of particles produced by the original protocol. B) Higher magnification SEM of particles produced from reduced homogenization rate. C) High magnification image of particles generated from reduced PVA concentration (Example 7, below). 図34は、代替的な多孔質粒子の代表的なSEM画像を示す写真である。最初の分散物へのN−ヘキサンの添加は、多孔質粒子の形成をもたらした。これらの粒子のおおよそのサイズは、10〜25μmである(実施例7、下記)。FIG. 34 is a photograph showing a representative SEM image of an alternative porous particle. Addition of N-hexane to the initial dispersion resulted in the formation of porous particles. The approximate size of these particles is 10-25 μm (Example 7, below). 図35は、SOD−PKNのSEM画像を示す写真である。(A)6000×の倍率。(B)1000×の倍率(実施例7、下記)。FIG. 35 is a photograph showing an SEM image of SOD-PKN. (A) 6000 × magnification. (B) 1000 × magnification (Example 7, below). 図36は、PK−SODで事前に処理し、LPSで刺激した、培養されたマクロファージからの群分けしたデータを示すチャートである。SODをロードしたポリケタールでのマクロファージの前処理は、空のPKおよび遊離SODと比較して、LPSに刺激されたスーパーオキシド放出において有意な低下をもたらした(実施例7、下記)。FIG. 36 is a chart showing grouped data from cultured macrophages pretreated with PK-SOD and stimulated with LPS. Pretreatment of macrophages with polyketals loaded with SOD resulted in a significant reduction in LPS-stimulated superoxide release compared to empty PK and free SOD (Example 7, below). 図37は、培養したマクロファージとともにインキュベートした、FITCをロードしたポリケタールの代表的な蛍光画像を示す写真である。マクロファージを、PK−FITCとともに2時間インキュベートし、その後、徹底的な洗浄およびイメージングを行った。矢印は、FITC色素を取り込んだ細胞を示す。空の粒子がマクロファージの表面に結合していることも見受けられ得る(実施例7、下記)。FIG. 37 is a photograph showing a representative fluorescence image of a polyketal loaded with FITC incubated with cultured macrophages. Macrophages were incubated with PK-FITC for 2 hours, followed by thorough washing and imaging. Arrows indicate cells that have taken up FITC dye. It can also be seen that empty particles are bound to the surface of the macrophages (Example 7, below). 図38は、示された時間(PK時間)、ポリケタールで事前に処理され、20分間、10ng/mL TNF−αで刺激されたマクロファージからの代表的なウェスタンブロット(頂部)および群分けした濃度データ(densitometric data)(底部)を示す。マクロファージを、空のPKまたはPK−p38とともに2〜6時間インキュベートし、その後、徹底的な洗浄およびTNF−α刺激を行った。空のPKでのより長い前処理では、p38のリン酸化に変化はなかったが、4時間および6時間のPK−p38前処理によってp38のリン酸化の有意な阻害が存在した(*p<0.05;Tukey−Kramerに従ったANOVA;n=4)(実施例7、下記)。FIG. 38 shows representative Western blot (top) and grouped concentration data from macrophages pre-treated with polyketals, stimulated with 10 ng / mL TNF-α for 20 minutes as indicated (PK time). (Densitometric data) (bottom). Macrophages were incubated with empty PK or PK-p38 for 2-6 hours, followed by extensive washing and TNF-α stimulation. Longer pretreatment with empty PK did not alter p38 phosphorylation, but there was significant inhibition of p38 phosphorylation with 4 and 6 h PK-p38 i pretreatment (* p <0.05; ANOVA according to Tukey-Kramer; n = 4) (Example 7, below). 図39は、6時間ポリケタールで事前に処理し、20分間10ng/mL TNF−αおよび20分間ジヒドロエチジウムで刺激したマクロファージからの群分けしたデータを示すチャートである。TNF−a処理による細胞外スーパーオキシド放出の有意な増大を示すHPLCデータ。この増大は、空のPKによって妨害されなかったが、PK−p38前処理によって完全に阻害された(*p<0.05 Tukey−Kramerに従ったANOVA(実施例7、下記)。FIG. 39 is a chart showing grouped data from macrophages pretreated with polyketals for 6 hours and stimulated with 10 ng / mL TNF-α for 20 minutes and dihydroethidium for 20 minutes. HPLC data showing a significant increase in extracellular superoxide release by TNF-a treatment. This increase was not disturbed by empty PK but was completely inhibited by PK-p38 i pretreatment (* P <0.05 ANOVA according to Tukey-Kramer (Example 7, below)). 図40は、DHE−HPLCによる梗塞後の細胞外スーパーオキシド産生の検出を示す。頂部のパネルは、偽(sham)および梗塞(MI)試料からの代表的なトレースである。底部のパネルは、この方法によって検出される細胞外スーパーオキシド産生の増大を示す正規化したデータである。動物を、偽手術または冠状動脈結紮手術に供し、左心室の自由壁(free wall)を、梗塞から3日後に回収した。断片を、外因性SODの存在下および不在下でジヒドロエチジウムとともにインキュベートし、データを、SODに阻害されたオキシ−エチジウム濃度として表現した(n=4)。これらのデータは、将来の実験において調べられ得る、梗塞後の損傷の潜在的な機構を表す(実施例7、下記)。FIG. 40 shows detection of extracellular superoxide production after infarction by DHE-HPLC. The top panel is a representative trace from sham and infarct (MI) samples. The bottom panel is normalized data showing the increase in extracellular superoxide production detected by this method. The animals were subjected to sham surgery or coronary ligation surgery and the left ventricular free wall was collected 3 days after the infarction. Fragments were incubated with dihydroethidium in the presence and absence of exogenous SOD and data expressed as oxy-ethidium concentration inhibited by SOD (n = 4). These data represent potential mechanisms of post-infarction damage that can be examined in future experiments (Example 7, below). 図41は、梗塞後3日の脚の筋肉の代表的なH&E染色を示す写真である。左のパネルにおいて、注射されたPCADKは、境界外のわずかな細胞の染色をともなう、画定された注射領域を形成する。対照的に、PLGA(右)は、線維症および炎症性細胞の集団の証拠を示す(実施例7、下記)。FIG. 41 is a photograph showing representative H & E staining of leg muscle 3 days after infarction. In the left panel, injected PCADK forms a defined injection area with slight cell staining outside the border. In contrast, PLGA (right) shows evidence of a population of fibrosis and inflammatory cells (Example 7, below). 図42は、ポリケタールの注射がわずかな炎症を引き起こすことを示す写真である。左のパネルは、CD45(一般的な炎症マーカー)についての、2つの代表的な免疫蛍光(immunofluoresence)染色を示す。切片内にわずかな染色しか存在しなかった。対照的に、右側において、PLGA(一般的に使用される重合体)で注射された脚の筋肉は、CD45染色によって測定される強固な炎症反応を生成する(実施例7、下記)。FIG. 42 is a photograph showing that polyketal injection causes slight inflammation. The left panel shows two representative immunofluorescence stains for CD45 (a common inflammatory marker). There was little staining in the sections. In contrast, on the right, leg muscles injected with PLGA (a commonly used polymer) produce a robust inflammatory response as measured by CD45 staining (Example 7, below). 図43は、PK−p38処置が梗塞後のp38のリン酸化を阻害することを示す。梗塞から3日後の梗塞ゾーンにおける、ホスホ−p38および総p38の両方についての代表的なウェスタンブロット。群分けしたデータ(平均+SEM)は、MI群およびMI+PK群においてp38のリン酸化の有意な増大を実証する(*偽およびMI+PK−p38に対してp<0.05;n=13マウス総数)(実施例7、下記)。FIG. 43 shows that PK-p38 i treatment inhibits post-infarct p38 phosphorylation. Representative Western blot for both phospho-p38 and total p38 in the infarct zone 3 days after infarction. Grouped data (mean + SEM) demonstrate a significant increase in phosphorylation of p38 in the MI and MI + PK groups (* p <0.05 vs sham and MI + PK-p38 i ; n = 13 total mice) (Example 7, below). 図44は、PK−p38処置が梗塞後のIL−5発現を阻害することを示す。梗塞から3日後の梗塞ゾーンにおける、IL−5およびβ−アクチンの両方についての代表的なウェスタンブロット。群分けしたデータは、MI群およびMI+PK群において正規化したIL−5レベルの有意な増大を実証する(*偽およびMI+PK−p38に対してp<0.05)。データを、平均+SEMとして表す(n=13マウス総数)(実施例7、下記)。FIG. 44 shows that PK-p38 i treatment inhibits IL-5 expression after infarction. Representative Western blot for both IL-5 and β-actin in the infarct zone 3 days after infarction. Grouped data demonstrates a significant increase in normalized IL-5 levels in the MI and MI + PK groups (* p <0.05 vs sham and MI + PK-p38 i ). Data are expressed as mean + SEM (n = 13 total mice) (Example 7, below). 図45は、ポリケタールでカプセル化されたSB239063が梗塞から3日後のTNF−α産生を阻害することを示すチャートである。PK−p38の単回注射が梗塞後のラット(n=19ラット総数)においてTNF−αレベルをほとんど正常化することを実証する群分けしたデータ。データを、平均+SEMとして表す(実施例7、下記)。FIG. 45 is a chart showing that SB239063 encapsulated with polyketal inhibits TNF-α production 3 days after infarction. Grouped data demonstrating that a single injection of PK-p38 i almost normalizes TNF-α levels in post-infarction rats (n = 19 total rats). Data are expressed as mean + SEM (Example 7, below). 図46は、移植された細胞の死滅が持続した増殖因子の処置によって逆転したことを示すチャートである。新生仔心筋細胞を、注射前に緑色膜色素(green membrane dye)で染色し、それから、注射から14日後に開裂カスパーゼ−3について染色した。データは、群当りn≧4動物からの平均±SEMである(**ペプチドのみまたは未係留IGFに対してp<0.01)(実施例7、下記)。FIG. 46 is a chart showing that killing of transplanted cells was reversed by sustained growth factor treatment. Neonatal cardiomyocytes were stained with green membrane dye prior to injection and then for cleaved caspase-3 14 days after injection. Data are mean ± SEM from n ≧ 4 animals per group (** p <0.01 vs peptide alone or untethered IGF) (Example 7, below). 図47は、GFPおよびHAアデノウイルスを使用する細胞の追跡を示す。単離直後に、細胞を、100MOIのGFPまたは血球凝集素アデノウイルスとともに懸濁物中で2時間インキュベートした。細胞を24時間平板培養し、フローサイトメトリーを実行した(実施例7、下記)。FIG. 47 shows cell tracking using GFP and HA adenovirus. Immediately after isolation, cells were incubated in suspension with 100 MOI of GFP or hemagglutinin adenovirus for 2 hours. Cells were plated for 24 hours and flow cytometry was performed (Example 7, below). 図48は、偽手術または冠状動脈結紮手術から3日後の、群分けした心エコー検査データを示すチャートである。内径短縮率(fractional shortening)の測定は、虚血から3日後、M−モード、短軸の動画(short axis movies)からなされた。この手順を受けたラットにおいて、内径短縮率によって測定される心機能に有意な低減が存在した(*p<0.05;t−検定)。これらのデータは、ラットにおいてこの手術を一貫して実行し、心機能不全を誘発する本発明者らの能力を実証する(実施例7、下記)。FIG. 48 is a chart showing echocardiographic data grouped 3 days after sham surgery or coronary artery ligation surgery. The measurement of fractional shortening was made 3 days after ischemia from M-mode, short axis movies. In rats that received this procedure, there was a significant reduction in cardiac function as measured by internal diameter shortening (* p <0.05; t-test). These data demonstrate our ability to perform this surgery consistently in rats and induce cardiac dysfunction (Example 7, below). 図49は、心臓の幹細胞の単離を示す写真である。細胞を、記載されるように単離し、4%パラホルムアルデヒド中で固定し、示されるマーカー(maker)に対する抗体、次に蛍光二次抗体で染色した(実施例7、下記)。FIG. 49 is a photograph showing isolation of cardiac stem cells. Cells were isolated as described, fixed in 4% paraformaldehyde, and stained with an antibody against the indicated marker, followed by a fluorescent secondary antibody (Example 7, below). 図50は、PK−3のH−NMR分析を示す。H−NMRスペクトルを、溶媒としてCDClを使用し、Varian Mercury VX 400MHz NMR分光計(Palo Alto,CA)を使用して取得した。1,5−ペンタンジオール対1,4−シクロヘキサンジメタノールのモル比を、それぞれピークaおよびピークb下の面積の比を取得することによって得た(実施例8、下記)。FIG. 50 shows the H-NMR analysis of PK-3. 1 H-NMR spectra were acquired using a Varian Mercury VX 400 MHz NMR spectrometer (Palo Alto, Calif.) Using CDCl 3 as the solvent. The molar ratio of 1,5-pentanediol to 1,4-cyclohexanedimethanol was obtained by obtaining the ratio of the area under peak a and peak b, respectively (Example 8, below). 図51は、1,4−シクロヘキサンジメタノール(第二のジオール)および2,2−ジメトキシプロパンからのポリケタール共重合体の合成を示す概略図である。ポリケタール共重合体の加水分解の速度論は、共重合によって制御され得る(実施例8、下記)。FIG. 51 is a schematic diagram showing the synthesis of a polyketal copolymer from 1,4-cyclohexanedimethanol (second diol) and 2,2-dimethoxypropane. The hydrolysis kinetics of the polyketal copolymer can be controlled by copolymerization (Example 8, below). 図52は、ポリケタールの加水分解の速度論が共重合によって調整され得ることを示すグラフである。(A)pH4.5の緩衝液中でのポリケタール共重合体PK1〜PK6の加水分解プロフィール、および(B)pH7.4の緩衝液中でのPK1〜PK6の加水分解プロフィール。データを、平均±標準偏差として示す。全ての実験を、37℃で三連で実施した(実施例8、下記)。FIG. 52 is a graph showing that the hydrolysis kinetics of polyketals can be adjusted by copolymerization. (A) Hydrolysis profile of polyketal copolymers PK1-PK6 in pH 4.5 buffer, and (B) Hydrolysis profile of PK1-PK6 in pH 7.4 buffer. Data are shown as mean ± standard deviation. All experiments were performed in triplicate at 37 ° C. (Example 8, below). 図53は、PK3で処方した粒子のSEM画像を示す写真である。二重エマルジョン手順によって処方された空の粒子のSEM画像(実施例8、下記)。FIG. 53 is a photograph showing an SEM image of particles formulated with PK3. SEM image of empty particles formulated by the double emulsion procedure (Example 8, below). 図54は、ニッケル(Ni)をロードした場合、ヒスチジンタグ付きタンパク質に結合する、ニトリロ三酢酸(NTA)の概略図である(実施例9、下記)。FIG. 54 is a schematic of nitrilotriacetic acid (NTA) binding to histidine-tagged protein when loaded with nickel (Ni) (Example 9, below). 図55は、マイクロスフェアを形成するNTAリンカーを含むポリケタールの概略図であり、ここで、活性物質は、このマイクロスフェアによってカプセル化され、His−タグ付きタンパク質は、このマイクロスフェアの表面に結合する。B.DOGS−NTAの図(実施例9、下記)。FIG. 55 is a schematic illustration of a polyketal containing NTA linkers that form microspheres, where the active agent is encapsulated by the microsphere and the His-tagged protein binds to the surface of the microsphere. . B. DOGS-NTA diagram (Example 9, below). 図56は、10% NTA PCADKマイクロ粒子のSEM顕微鏡写真を示す写真である(実施例9、下記)。FIG. 56 is a photograph showing an SEM micrograph of 10% NTA PCADK microparticles (Example 9, below). 図57は、ローディング溶液(loading solution)中でのNiの枯渇についての分光光度測定を示すチャートである。種々の濃度のNTA−リガンド(0%、1%、5%、10%)を含むPCADK粒子を、NiCl溶液にロードした。攪拌しながら一晩、粒子をインキュベートした後で、溶液を遠心分離し、上清を、Ni含量について分光光度的に分析した。NTA−リガンドを含まない粒子の上清は、約550mMの濃度のニッケルを有したが、1%、5%および10% NTA粒子は、それらの上清に約500mM Niを有した。このデータは、粒子の表面が1% NTA−リガンド含有物で飽和されていることを示唆する。原子吸光分光を使用するさらなる定量的な試験が、現在進行中である(実施例9、下記)。FIG. 57 is a chart showing spectrophotometric measurements for Ni depletion in a loading solution. Various concentrations NTA- ligand (0%, 1%, 5%, 10%) a PCADK particles containing, were loaded into NiCl 2 solution. After incubating the particles overnight with agitation, the solution was centrifuged and the supernatant was analyzed spectrophotometrically for Ni content. The supernatant of particles without NTA-ligand had a nickel concentration of about 550 mM, whereas the 1%, 5% and 10% NTA particles had about 500 mM Ni in their supernatant. This data suggests that the surface of the particles is saturated with 1% NTA-ligand inclusions. Further quantitative tests using atomic absorption spectroscopy are currently underway (Example 9, below). 図58は、His−タグ付き緑色蛍光タンパク質(GFP)がNi依存的であることを示す写真である。10% NTA粒子をNiで満たし、徹底的に洗浄し、次にHis−タグ付きGFPの100nM溶液中でインキュベートした。粒子をPBSで徹底的に洗浄し、蛍光顕微鏡法を使用して画像化した。(a)PCADK−NTA粒子を、NiClの代わりにPBSでロードした。GFP由来の非常に微かな蛍光が見られる。(b)NiClをロードしたPCADK−NTA粒子は、GFPとのかなりの関連性を示す(実施例9、下記)。FIG. 58 is a photograph showing that His-tagged green fluorescent protein (GFP) is Ni-dependent. 10% NTA particles were filled with Ni, washed thoroughly, and then incubated in a 100 nM solution of His-tagged GFP. The particles were washed thoroughly with PBS and imaged using fluorescence microscopy. The (a) PCADK-NTA particles, was loaded with PBS instead of NiCl 2. Very faint fluorescence derived from GFP is seen. (B) PCADK-NTA particles loaded with NiCl 2 show significant association with GFP (Example 9, below). 図59は、1% NTA−PCADK粒子についての特異的結合曲線(Specific Binding curve)のグラフである(粒子上のELISA)。1% NTA−PCADK粒子をNiで満たし、種々の濃度のHis−タグ付きGFPをロードした。GFPローディングの後の徹底的な洗浄の後、ホースラディシュペルオキシダーゼ(HRP)結合体化GFP抗体(α−GFP Ab)を、粒子(1:5000希釈物のα−GFP Abおよび1%ヤギ血清を含むPBS−T 1mlあたり、1mg粒子で懸濁した粒子)とともに2時間室温でインキュベートした。次に、粒子を3容量のPBS−Tで洗浄した。HRP活性の比色測定を、1ウェルあたり種々の量の粒子を使用してプレートリーダー上で行った。1−step Slow TMB−ELISA基質(3,3’,5,5’−テトラメチルベンジデン、Pierce)を基質として使用し、吸光度を370nmで測定した。3分、6分および9分からの読み取り値を比較し、上記に示す。特異的結合曲線は、60ng GFP/mg粒子でロードした場合、1% NTA粒子がGFPで飽和することを示唆する(実施例9、下記)。FIG. 59 is a graph of the specific binding curve for 1% NTA-PCADK particles (ELISA on particles). 1% NTA-PCADK particles were filled with Ni and loaded with various concentrations of His-tagged GFP. After thorough washing after GFP loading, horseradish peroxidase (HRP) conjugated GFP antibody (α-GFP Ab) contains particles (1: 5000 dilution of α-GFP Ab and 1% goat serum). Incubated for 2 hours at room temperature with particles suspended in 1 mg particles / ml PBS-T). The particles were then washed with 3 volumes of PBS-T. Colorimetric measurements of HRP activity were performed on a plate reader using various amounts of particles per well. Absorbance was measured at 370 nm using 1-step Slow TMB-ELISA substrate (3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidene, Pierce) as substrate. The readings from 3, 6 and 9 minutes are compared and shown above. The specific binding curve suggests that 1% NTA particles are saturated with GFP when loaded with 60 ng GFP / mg particles (Example 9, below). 図60は、10% NTA−PCADK粒子についての特異的結合曲線のグラフである(粒子上のELISA)。10% NTA−PCADK粒子を、Niで満たし、種々の濃度のHis−タグ付きGFPをロードした。GFPローディングの後の徹底的な洗浄の後、ホースラディシュペルオキシダーゼ(HRP)結合体化GFP抗体(α−GFP Ab)を、粒子(1:5000希釈物のα−GFP Abおよび1%ヤギ血清を含むPBS−T 1mlあたり、1mg粒子で懸濁した粒子)とともに2時間室温でインキュベートした。次に、粒子を3容量のPBS−Tで洗浄した。HRP活性の比色測定を、1ウェルあたり種々の量の粒子を使用してプレートリーダー上で行った。1−step Slow TMB−ELISA基質(3,3’,5,5’−テトラメチルベンジデン、Pierce)を基質として使用し、吸光度を370nmで測定した。3分、6分および9分からの読み取り値を比較し、上記に示す。特異的結合曲線は、120ng GFP/mg粒子でロードした場合、10% NTA粒子がGFPで飽和することを示唆する(実施例9、下記)。FIG. 60 is a graph of specific binding curves for 10% NTA-PCADK particles (ELISA on particles). 10% NTA-PCADK particles were filled with Ni and loaded with various concentrations of His-tagged GFP. After thorough washing after GFP loading, horseradish peroxidase (HRP) conjugated GFP antibody (α-GFP Ab) contains particles (1: 5000 dilution of α-GFP Ab and 1% goat serum). Incubated for 2 hours at room temperature with particles suspended in 1 mg particles / ml PBS-T). The particles were then washed with 3 volumes of PBS-T. Colorimetric measurements of HRP activity were performed on a plate reader using various amounts of particles per well. Absorbance was measured at 370 nm using 1-step Slow TMB-ELISA substrate (3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidene, Pierce) as substrate. The readings from 3, 6 and 9 minutes are compared and shown above. Specific binding curves suggest that 10% NTA particles are saturated with GFP when loaded with 120 ng GFP / mg particles (Example 9, below). 図61は、GFP結合が可逆的であることを示すグラフである。GFPをロードした粒子を、イミダゾール(200mM最終濃度)(NTA−Ni複合体への競合的結合リガンド)の添加(spike)に供し、上清の蛍光強度を、時間の関数として測定した。データは、GFPが、200mMイミダゾールの存在下、30分で最も解離することを示唆する(実施例9、下記)。FIG. 61 is a graph showing that GFP binding is reversible. The GFP loaded particles were subjected to the addition of imidazole (200 mM final concentration) (competitive binding ligand to NTA-Ni complex) and the supernatant fluorescence intensity was measured as a function of time. The data suggests that GFP is most dissociated in 30 minutes in the presence of 200 mM imidazole (Example 9, below). 図62は、GFP結合が、NTA−Niの量とともに増大することを示すチャートである(実施例9、下記)。FIG. 62 is a chart showing that GFP binding increases with the amount of NTA-Ni (Example 9, below).

(発明の詳細な説明)
(定義)
本出願において用いられている全ての科学用語および専門用語は、そうでないことが記載されない限り、当該分野において一般的に用いられている意味を有する。本出願において用いられている、以下の語または句は、記載されている意味を有する。
(Detailed description of the invention)
(Definition)
All scientific and technical terms used in this application have meanings commonly used in the art unless otherwise stated. As used in this application, the following words or phrases have the meanings described.

本明細書中に用いられている、用語「ミセル」は、液体培地中における異なる性質と関連づけられる少なくとも2つの異なる部分を有する重合体分子のコロイド状凝集物を指す。これらの性質の違いは、異なる疎水性/親水性、極性、荷電もしくは電荷の分布、または分子の溶解性に影響を与える他のパラメータに起因して、起こり得る。本発明のミセルは、二層から構成されるリポソームと区別され、これを除外する。   As used herein, the term “micelle” refers to a colloidal aggregate of polymer molecules having at least two different moieties associated with different properties in a liquid medium. These differences in properties can occur due to different hydrophobicity / hydrophilicity, polarity, charge or charge distribution, or other parameters that affect the solubility of the molecule. The micelles of the present invention are distinguished from and excluded from liposomes composed of bilayers.

本明細書中に用いられている、用語「重合体」は、単量体分子の共有結合された配置を指す。この配置は、直鎖または分岐された形態で実現され得る。上記重合体は、1つの型の単量体分子からのみ構成されるホモ重合体であっても、2つ以上の異なる型の単量体が同じ重合体の鎖内で結合されている共重合体であってもよい。上記2つの異なる単量体が、交互の様式で配置される場合、その重合体は、交互共重合体と呼ばれる。ランダム共重合体において、上記2つの異なる単量体は、任意の順序で配置され得る。ブロック共重合体において、各型の単量体は、一緒にまとめられている。ブロック共重合体は、それらの末端で一緒に結合されている2つ以上のホモ重合体とみなされ得る。1つの単量体から作製される重合体鎖が、別の単量体の重合体鎖にグラフトされる場合、グラフト共重合体が、形成される。   As used herein, the term “polymer” refers to a covalently linked arrangement of monomer molecules. This arrangement can be realized in linear or branched form. Even if the polymer is a homopolymer composed only of one type of monomer molecule, a copolymer having two or more different types of monomers bonded within the same polymer chain. It may be a coalescence. If the two different monomers are arranged in an alternating fashion, the polymer is called an alternating copolymer. In the random copolymer, the two different monomers can be arranged in any order. In the block copolymer, each type of monomer is grouped together. A block copolymer can be considered as two or more homopolymers joined together at their ends. When a polymer chain made from one monomer is grafted to the polymer chain of another monomer, a graft copolymer is formed.

本明細書中に用いられている、用語「粒子」または「三次元粒子」は、例えば、ナノ粒子および/またはマイクロ粒子を指す。標準的な定義によると、上記用語「ナノ粒子」は、少なくとも1つの寸法が100nmよりも小さい粒子のみを含む。この必要条件を満たさないより大きい粒子は、「マイクロ粒子」と呼ばれる。本発明は、ナノメートル(nm)およびミクロン(μm)のスケールのサイズである三次元粒子を提供する。本発明の粒子は、約50nm〜1000μmまたは約200nm〜600μmのサイズの範囲であり得る。   As used herein, the term “particle” or “three-dimensional particle” refers to, for example, nanoparticles and / or microparticles. According to a standard definition, the term “nanoparticle” includes only particles having at least one dimension smaller than 100 nm. Larger particles that do not meet this requirement are called “microparticles”. The present invention provides three-dimensional particles that are sized at the nanometer (nm) and micron (μm) scale. The particles of the present invention can range in size from about 50 nm to 1000 μm or from about 200 nm to 600 μm.

本明細書中に用いられている用語「ケタール」および「ジオール」は、アルキル基、シクロアルキル基およびアリール基を含むケタールおよびジオールを包含する。本明細書中に用いられている「アルキル基」または「脂肪族基」は、直鎖または分岐鎖のアルキル基である。一実施形態において、直鎖アルキル基が、好ましい。上記アルキルの定義に含まれるのはまた、ヘテロ原子が窒素、酸素、リン、硫黄およびケイ素であり得るヘテロアルキル基である。   As used herein, the terms “ketal” and “diol” encompass ketals and diols containing alkyl, cycloalkyl, and aryl groups. As used herein, “alkyl group” or “aliphatic group” is a linear or branched alkyl group. In one embodiment, a straight chain alkyl group is preferred. Also included in the definition of alkyl are heteroalkyl groups where the heteroatom can be nitrogen, oxygen, phosphorus, sulfur and silicon.

本明細書中に用いられている、用語「シクロアルキル基」または「脂環式基」は、環内に少なくとも3つの炭素原子を含む環構造のアルキルを表す。一実施形態において、5個または6個の炭素を有するシクロアルキル基が、好ましい。シクロアルキル基はまた、ヘテロ原子が窒素、酸素、リン、硫黄およびケイ素であり得る複素環式環を含む。   As used herein, the term “cycloalkyl group” or “alicyclic group” refers to an alkyl ring structure containing at least three carbon atoms in the ring. In one embodiment, cycloalkyl groups having 5 or 6 carbons are preferred. Cycloalkyl groups also include heterocyclic rings where the heteroatoms can be nitrogen, oxygen, phosphorus, sulfur and silicon.

本明細書中に用いられている「アリール基」または「芳香族基」は、芳香族アリール環(例えば、フェニル)、複素環式芳香族環(例えば、ピリジン、フラン、チオフェン、ピロール、インドールおよびプリン)、および窒素、酸素、硫黄またはリンを含む複素環式環である。アルキル基、シクロアルキル基およびアリール基の定義に含まれるのは、置換されたアルキル基、シクロアルキル基およびアリール基である。これらの基は、1つ以上の置換を保有し得る。適切な置換基としては、ハロゲン類、アミン類、ヒドロキシル基、カルボン酸類、ニトロ基、カルボニル基および他のアルキル基、シクロアルキル基およびアリール基が挙げられるが、これらに限定されない。   As used herein, an “aryl group” or “aromatic group” refers to an aromatic aryl ring (eg, phenyl), a heterocyclic aromatic ring (eg, pyridine, furan, thiophene, pyrrole, indole and Purine), and heterocyclic rings containing nitrogen, oxygen, sulfur or phosphorus. Included in the definition of alkyl, cycloalkyl and aryl groups are substituted alkyl, cycloalkyl and aryl groups. These groups can carry one or more substitutions. Suitable substituents include, but are not limited to, halogens, amines, hydroxyl groups, carboxylic acids, nitro groups, carbonyl groups and other alkyl groups, cycloalkyl groups, and aryl groups.

本明細書中に記載されている本発明がより十分に理解され得るために、以下の説明が、示されている。   In order that the invention described herein may be more fully understood, the following description is presented.

(本発明の組成物)
本発明のポリケタール重合体
本発明は、各ケタール基が重合体骨格内に2つの酸素原子を有する多数のケタール基を含む、生分解性疎水性ポリケタール重合体を提供する。一実施形態において、本発明の生分解性疎水性ポリケタール重合体は、固体分子の形態である。
(Composition of the present invention)
Polyketal polymer of the present invention The present invention provides a biodegradable hydrophobic polyketal polymer wherein each ketal group contains a number of ketal groups having two oxygen atoms in the polymer backbone. In one embodiment, the biodegradable hydrophobic polyketal polymer of the present invention is in the form of a solid molecule.

適切なケタール基の例としては、2,2−ジオキシプロピル基、2,2−ジオキシブチル基、1,1−ジオキシシクロヘキシル基またはジオキシアセトフェニル基が挙げられるが、これらに限定されない。本発明の範囲内にはまた、1つ以上のヘテロ原子(例えば、窒素、硫黄、酸素およびハロゲン化物)を含む脂肪族ケタール、脂環式ケタールまたは芳香族ケタールを含むケタール重合体がある。   Examples of suitable ketal groups include, but are not limited to, a 2,2-dioxypropyl group, a 2,2-dioxybutyl group, a 1,1-dioxycyclohexyl group, or a dioxyacetophenyl group. Also within the scope of the present invention are ketal polymers comprising aliphatic ketals, alicyclic ketals or aromatic ketals containing one or more heteroatoms (eg nitrogen, sulfur, oxygen and halides).

本発明の一実施形態において、上記重合体はさらに、アルキル基、アリール基、およびシクロアルキル基を含む化合物を含む。この実施形態において、上記化合物は、直接的に上記ケタール基に結合され得る。   In one embodiment of the invention, the polymer further comprises a compound comprising an alkyl group, an aryl group, and a cycloalkyl group. In this embodiment, the compound can be bound directly to the ketal group.

適切なアルキル基の例としては、メチル基、エチル基およびブチル基が挙げられるが、これらに限定されない。適切なアリール基の例としては、置換されているかまたは非置換のベンジル基、フェニル基またはナフチル基(例えば、1,4−ジメチルベンゼン)が挙げられるが、これらに限定されない。適切なシクロアルキル基の例としては、置換されているかまたは非置換のシクロヘキシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基(例えば、1,4−ジメチルシクロヘキシル基)が挙げられるが、これらに限定されない。   Examples of suitable alkyl groups include, but are not limited to, methyl, ethyl and butyl groups. Examples of suitable aryl groups include, but are not limited to, substituted or unsubstituted benzyl, phenyl or naphthyl groups (eg, 1,4-dimethylbenzene). Examples of suitable cycloalkyl groups include, but are not limited to, substituted or unsubstituted cyclohexyl, cyclopropyl, and cyclopentyl groups (eg, 1,4-dimethylcyclohexyl group).

好ましい実施形態において、上記重合体は、ポリ(l,4−フェニレン−アセトン ジメチレンケタール)であり得る。この重合体は、2,2−ジメトキシプロパンおよび1,4−ベンゼン ジメタノールで合成され得る。上記重合体はまた、2,2−ジメトキシプロパンおよび1,4−シクロヘキサン ジメタノールで合成され得るポリ(l,4−シクロヘキサン−アセトン ジメチレンケタール)であり得る。   In a preferred embodiment, the polymer can be poly (l, 4-phenylene-acetone dimethylene ketal). This polymer can be synthesized with 2,2-dimethoxypropane and 1,4-benzenedimethanol. The polymer can also be poly (l, 4-cyclohexane-acetone dimethylene ketal), which can be synthesized with 2,2-dimethoxypropane and 1,4-cyclohexanedimethanol.

本発明のさらなる実施形態において、上記のポリケタール重合体は、PK1、PK2、PK3、PK4、PK5およびPK6共重合体のうちの任意の1つ以上であり得る。これらの6つのポリケタール共重合体は、異なるpHレベルでの種々の加水分解の速度論を示す。例えば、pH4.5において、PK4は、これらの6つの共重合体のうちで最も速く加水分解し、PK3は、二番目に速い加水分解速度を有する。同様に、PK3は、PK2またはPK5よりも速い加水分解の速度論を有し、一方で、PK2およびPK5は、PK1またはPK6よりも速い加水分解の速度論を有する。しかしながら、pH7.4において、PK3は、PK4よりも速く加水分解される。本発明のポリケタールの共重合体パーセンテージを変更することによって、活性物質の制御可能な放出についての加水分解の速度論は、細かく調整され得る。   In a further embodiment of the present invention, the polyketal polymer can be any one or more of PK1, PK2, PK3, PK4, PK5 and PK6 copolymers. These six polyketal copolymers show different hydrolysis kinetics at different pH levels. For example, at pH 4.5, PK4 hydrolyzes the fastest of these six copolymers and PK3 has the second fastest hydrolysis rate. Similarly, PK3 has faster hydrolysis kinetics than PK2 or PK5, while PK2 and PK5 have faster hydrolysis kinetics than PK1 or PK6. However, at pH 7.4, PK3 is hydrolyzed faster than PK4. By altering the copolymer percentage of the polyketal of the present invention, the hydrolysis kinetics for controllable release of the active substance can be finely tuned.

一実施形態において、PK1は、表1に示される構造を有し(実施例8)、少なくとも2つの異なる単量体(すなわち、ランダムな繰り返し単位のような繰り返し単位)から構成される。PK1の一例において、単量体の1つの型は、約98%のx値(すなわち、上記重合体に組み込まれる第一の単量体のパーセント成分)を有する1,4,−シクロヘキサンジメトキシであり、単量体の第二の型は、約2%のy値(すなわち、上記重合体に組み込まれる第二の単量体のパーセント成分)を有する1,5−ペンタンジオキシである。N値は、3であり得る。この実施形態において、PK1は、2つの型の出発化合物、すなわち、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび1,5−ペンタンジオールから合成される。PK1についてのIUPAC名称は、ポリ(シクロヘキサン−1,4−ジイル アセトン ジメチレン ケタール−コ−1,5−ペンタン−アセトン ジメチレン ケタール)である。   In one embodiment, PK1 has the structure shown in Table 1 (Example 8) and is composed of at least two different monomers (ie, repeating units such as random repeating units). In one example of PK1, one type of monomer is 1,4, -cyclohexanedimethoxy having an x value of about 98% (ie, the percent component of the first monomer incorporated into the polymer). The second type of monomer is 1,5-pentanedioxy having a y value of about 2% (ie, the percent component of the second monomer incorporated into the polymer). The N value can be 3. In this embodiment, PK1 is synthesized from two types of starting compounds: 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,5-pentanediol. The IUPAC name for PK1 is poly (cyclohexane-1,4-diyl acetone dimethylene ketal-co-1,5-pentane-acetone dimethylene ketal).

一実施形態において、PK2は、表1に示される構造を有し(実施例8)、少なくとも2つの異なる単量体(すなわち、ランダムな繰り返し単位のような繰り返し単位)から構成される。PK2の一例において、単量体の1つの型は、約92%のx値(すなわち、上記重合体に組み込まれる第一の単量体のパーセント成分)を有する1,4,−シクロヘキサンジメトキシであり、単量体の第二の型は、約8%のy値(すなわち、上記重合体に組み込まれる第二の単量体のパーセント成分)を有する1,5−ペンタンジオキシである。N値は、3であり得る。この実施形態において、PK2は、2つの型の出発化合物、すなわち、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび1,5−ペンタンジオールから合成される。PK2についてのIUPAC名称は、ポリ(シクロヘキサン−1,4−ジイル アセトン ジメチレン ケタール−コ−1,5−ペンタン−アセトン ジメチレン ケタール)である。   In one embodiment, PK2 has the structure shown in Table 1 (Example 8) and is composed of at least two different monomers (ie, repeating units such as random repeating units). In one example of PK2, one type of monomer is 1,4, -cyclohexanedimethoxy having an x value of about 92% (ie, the percent component of the first monomer incorporated into the polymer). The second type of monomer is 1,5-pentanedioxy having a y value of about 8% (ie, the percent component of the second monomer incorporated into the polymer). The N value can be 3. In this embodiment, PK2 is synthesized from two types of starting compounds: 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,5-pentanediol. The IUPAC name for PK2 is poly (cyclohexane-1,4-diyl acetone dimethylene ketal-co-1,5-pentane-acetone dimethylene ketal).

一実施形態において、PK3は、表1に示される構造を有し(実施例8)、少なくとも2つの異なる単量体(すなわち、ランダムな繰り返し単位のような繰り返し単位)から構成される。PK3の一例において、単量体の1つの型は、約87%のx値(すなわち、上記重合体に組み込まれる第一の単量体のパーセント成分)を有する1,4,−シクロヘキサンジメトキシであり、単量体の第二の型は、約13%のy値(すなわち、上記重合体に組み込まれる第二の単量体のパーセント成分)を有する1,5−ペンタンジオキシである。N値は、3であり得る。この実施形態において、PK3は、2つの型の出発化合物、すなわち、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび1,5−ペンタンジオールから合成される。PK3についてのIUPAC名称は、ポリ(シクロヘキサン−1,4−ジイル アセトン ジメチレン ケタール−コ−1,5−ペンタン−アセトン ジメチレン ケタール)である。   In one embodiment, PK3 has the structure shown in Table 1 (Example 8) and is composed of at least two different monomers (ie, repeating units such as random repeating units). In one example of PK3, one type of monomer is 1,4, -cyclohexanedimethoxy having an x value of about 87% (ie, the percent component of the first monomer incorporated into the polymer). The second type of monomer is 1,5-pentanedioxy having a y value of about 13% (ie, the percent component of the second monomer incorporated into the polymer). The N value can be 3. In this embodiment, PK3 is synthesized from two types of starting compounds: 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,5-pentanediol. The IUPAC name for PK3 is poly (cyclohexane-1,4-diyl acetone dimethylene ketal-co-1,5-pentane-acetone dimethylene ketal).

一実施形態において、PK4は、表1に示される構造を有し(実施例8)、少なくとも2つの異なる単量体(すなわち、ランダムな繰り返し単位のような繰り返し単位)から構成される。PK4の一例において、単量体の1つの型は、約97%のx値(すなわち、上記重合体に組み込まれる第一の単量体のパーセント成分)を有する1,4,−シクロヘキサンジメトキシであり、単量体の第二の型は、約3%のy値(すなわち、上記重合体に組み込まれる第二の単量体のパーセント成分)を有する1,4−ブタンジオキシである。N値は、2であり得る。この実施形態において、PK4は、2つの型の出発化合物、すなわち、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび1,4−ブタンジオールから合成される。PK4についてのIUPAC名称は、ポリ(シクロヘキサン−1,4−ジイル アセトン ジメチレン ケタール−コ−1,4−ブタン−アセトン ジメチレン ケタール)である。   In one embodiment, PK4 has the structure shown in Table 1 (Example 8) and is composed of at least two different monomers (ie, repeating units such as random repeating units). In one example of PK4, one type of monomer is 1,4, -cyclohexanedimethoxy having an x value of about 97% (ie, the percent component of the first monomer incorporated into the polymer). The second type of monomer is 1,4-butanedioxy having a y value of about 3% (ie, the percent component of the second monomer incorporated into the polymer). The N value can be 2. In this embodiment, PK4 is synthesized from two types of starting compounds: 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,4-butanediol. The IUPAC name for PK4 is poly (cyclohexane-1,4-diyl acetone dimethylene ketal-co-1,4-butane-acetone dimethylene ketal).

一実施形態において、PK5は、表1に示される構造を有し(実施例8)、少なくとも2つの異なる単量体(すなわち、ランダムな繰り返し単位のような繰り返し単位)から構成される。PK5の一例において、単量体の1つの型は、約85%のx値(すなわち、上記重合体に組み込まれる第一の単量体のパーセント成分)を有する1,4,−シクロヘキサンジメトキシであり、単量体の第二の型は、約15%のy値(すなわち、上記重合体に組み込まれる第二の単量体のパーセント成分)を有する1,6−ヘキサンジオキシである。N値は、4であり得る。この実施形態において、PK5は、2つの型の出発化合物、すなわち、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび1,6−ヘキサンジオールから合成される。PK5についてのIUPAC名称は、ポリ(シクロヘキサン−1,4−ジイル アセトン ジメチレン ケタール−コ−1,6−ヘキサン−アセトン ジメチレン ケタール)である。   In one embodiment, PK5 has the structure shown in Table 1 (Example 8) and is composed of at least two different monomers (ie, repeating units such as random repeating units). In one example of PK5, one type of monomer is 1,4, -cyclohexanedimethoxy having an x value of about 85% (ie, the percent component of the first monomer incorporated into the polymer). The second type of monomer is 1,6-hexanedioxy having a y value of about 15% (ie, the percent component of the second monomer incorporated into the polymer). The N value can be 4. In this embodiment, PK5 is synthesized from two types of starting compounds: 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,6-hexanediol. The IUPAC name for PK5 is poly (cyclohexane-1,4-diyl acetone dimethylene ketal-co-1,6-hexane-acetone dimethylene ketal).

一実施形態において、PK6は、表1に示される構造を有し(実施例8)、少なくとも2つの異なる単量体(すなわち、ランダムな繰り返し単位のような繰り返し単位)から構成される。PK6の一例において、単量体の1つの型は、約87%のx値(すなわち、上記重合体に組み込まれる第一の単量体のパーセント成分)を有する1,4,−シクロヘキサンジメトキシであり、単量体の第二の型は、約13%のy値(すなわち、上記重合体に組み込まれる第二の単量体のパーセント成分)を有する1,8−オクタンジオキシである。N値は、6であり得る。この実施形態において、PK6は、2つの型の出発化合物、すなわち、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび1,8−オクタンジオールから合成される。PK6についてのIUPAC名称は、ポリ(シクロヘキサン−1,4−ジイル アセトン ジメチレン ケタール−コ−1,8−オクタン−アセトン ジメチレン ケタール)である。   In one embodiment, PK6 has the structure shown in Table 1 (Example 8) and is composed of at least two different monomers (ie, repeating units such as random repeating units). In one example of PK6, one type of monomer is 1,4, -cyclohexanedimethoxy having an x value of about 87% (ie, the percent component of the first monomer incorporated into the polymer). The second type of monomer is 1,8-octanedioxy having a y value of about 13% (ie, the percent component of the second monomer incorporated into the polymer). The N value can be 6. In this embodiment, PK6 is synthesized from two types of starting compounds: 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,8-octanediol. The IUPAC name for PK6 is poly (cyclohexane-1,4-diyl acetone dimethylene ketal-co-1,8-octane-acetone dimethylene ketal).

上記のPK1〜PK6共重合体は、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオールまたはオクタンジオールのいずれかとを共重合することによるアセタール交換反応を使用して合成され得る。下記の実施例8の表1に示されるように、PK1は、単量体A(1,4−シクロヘキサンジメタノール)および単量体B(1,5−ペンタンジオール)を用いて合成した;PK2は、単量体A(1,4−シクロヘキサンジメタノール)および単量体B(1,5−ペンタンジオール)を用いて合成した;PK3は、単量体A(1,4−シクロヘキサンジメタノール)および単量体B(1,5−ペンタンジオール)を用いて合成した;PK4は、単量体A(1,4−シクロヘキサンジメタノール)および単量体B(1,4−ブタンジオール)を用いて合成した;PK5は、単量体A(1,4−シクロヘキサンジメタノール)および単量体B(1,6−ヘキサンジオール)を用いて合成した;PK6は、単量体A(1,4−シクロヘキサンジメタノール)および単量体B(1,8−オクタンジオール)を用いて合成した。   Said PK1-PK6 copolymer may be synthesized using an acetal exchange reaction by copolymerizing 1,4-cyclohexanedimethanol with either butanediol, pentanediol, hexanediol or octanediol. As shown in Table 1 of Example 8 below, PK1 was synthesized using monomer A (1,4-cyclohexanedimethanol) and monomer B (1,5-pentanediol); PK2 Was synthesized using monomer A (1,4-cyclohexanedimethanol) and monomer B (1,5-pentanediol); PK3 was monomer A (1,4-cyclohexanedimethanol) And monomer B (1,5-pentanediol); PK4 uses monomer A (1,4-cyclohexanedimethanol) and monomer B (1,4-butanediol) PK5 was synthesized using monomer A (1,4-cyclohexanedimethanol) and monomer B (1,6-hexanediol); PK6 was synthesized using monomer A (1,4 -Cyclohexane dimethano Le) and the monomer B (1,8-synthesized using octanediol).

本発明の別の実施形態において、本発明のPK1、PK2、PK3、PK4、PK5およびPK6共重合体は混ぜ合わせられ得、付着した活性物質の放出速度プロフィールを変更または細かく調整し得る。例えば、速い加水分解の速度論を有するポリケタール(例えば、PK4またはPK3)は、より遅い加水分解の速度論を有するポリケタール(例えば、PK1またはPK6)と混合され得、被験体に共投与(co−administer)され得る。PK4またはPK3に加えられた活性物質は、被験体内で迅速に放出され、被験体に活性物質の即時放出(IR)用量を提供し、一方で、PK1またはPK6に加えられた活性物質は、より遅い速度で放出され、被験体内において活性物質の漸進的な(gradual)放出または延長放出(ER)を可能にする。   In another embodiment of the present invention, the PK1, PK2, PK3, PK4, PK5 and PK6 copolymers of the present invention can be combined to alter or fine tune the release rate profile of the attached active agent. For example, polyketals with fast hydrolysis kinetics (eg, PK4 or PK3) can be mixed with polyketals with slower hydrolysis kinetics (eg, PK1 or PK6) and co-administered (co- administrator). The active agent added to PK4 or PK3 is released rapidly in the subject, providing the subject with an immediate release (IR) dose of the active agent, while the active agent added to PK1 or PK6 is more It is released at a slow rate, allowing a gradual or extended release (ER) of the active substance in the subject.

本発明の一実施形態において、上記の生分解性の疎水性ポリケタール重合体は、(1)複数のケタール基であって、各ケタール基は、該重合体骨格内に2つの酸素原子を有する、ケタール基、および(2)リンカー、を含む。このケタール基は、2,2−ジオキシプロピル基を含み得る。   In one embodiment of the present invention, the biodegradable hydrophobic polyketal polymer is (1) a plurality of ketal groups, each ketal group having two oxygen atoms in the polymer skeleton. A ketal group, and (2) a linker. This ketal group may comprise a 2,2-dioxypropyl group.

本発明の生分解性ポリケタール粒子
本発明はさらに、本発明のポリケタール重合体を含む生分解性粒子を提供する。この粒子のサイズは変動し得る。例えば、生分解性粒子は、ナノメートル(nm)またはミクロン(μm)スケールで作製され得、例えば、ナノ粒子またはマイクロ粒子を形成し得る。本発明の粒子は、約50nm〜1000μmのサイズの範囲であり得る。一実施形態において、この粒子は、約200nm〜600μmのサイズの範囲である。別の実施形態において、この粒子は、約1μm〜10μm、10μm〜20μm、20μm〜30μm、30μm〜40μmまたは40μm〜50μmのサイズの範囲である。なお別の実施形態において、この粒子は、約1μm〜50μmのサイズの範囲である。好ましい粒径は、約50nmと1000nmとの間であり、より好ましくは約200nmと600nmとの間である。別の好ましい粒径は、約30μmである。
Biodegradable polyketal particles of the present invention The present invention further provides biodegradable particles comprising the polyketal polymer of the present invention. The size of the particles can vary. For example, biodegradable particles can be made on the nanometer (nm) or micron (μm) scale and can form, for example, nanoparticles or microparticles. The particles of the present invention can range in size from about 50 nm to 1000 μm. In one embodiment, the particles range in size from about 200 nm to 600 μm. In another embodiment, the particles range in size from about 1 μm to 10 μm, 10 μm to 20 μm, 20 μm to 30 μm, 30 μm to 40 μm, or 40 μm to 50 μm. In yet another embodiment, the particles range in size from about 1 μm to 50 μm. A preferred particle size is between about 50 nm and 1000 nm, more preferably between about 200 nm and 600 nm. Another preferred particle size is about 30 μm.

生分解性粒子を形成するための適切なポリケタール重合体の好ましいサイズは、約0.5kDaと約2MDaとの間であり、より好ましいのは、1kDaと約150kDaとの間であり、最も好ましいのは、約4kDaと約6kDaとの間である。本発明に従って、上記重合体における単量体の数は、約2から約20,000まで、好ましくは約10から約1,000まで、より好ましくは約10から約50までの範囲であり得る。   The preferred size of a suitable polyketal polymer for forming biodegradable particles is between about 0.5 kDa and about 2 MDa, more preferably between 1 kDa and about 150 kDa, most preferred Is between about 4 kDa and about 6 kDa. In accordance with the present invention, the number of monomers in the polymer can range from about 2 to about 20,000, preferably from about 10 to about 1,000, more preferably from about 10 to about 50.

本発明のポリケタール重合体は、水溶液中で加水分解して、低分子量、水溶性のアルコールおよびケトンになる。例えば、ポリ(アルキル−アセトン ジメチレンケタール)の分解は、酸感受性であり、pH 7.4で102.0時間およびpH 5.0で35.0時間の半減期を有する。骨格内のケタール結合の利点は、このケタール結合が、ファゴソームの酸性条件下、1〜2日以内にpH5.0で分解することである。従って、ポリケタールはまた、腫瘍、炎症およびファゴリソソームの酸性環境を標的化するために、用いられ得る。この分解は、酸性分解産物を生じない。従って、上記ケタール重合体は、生物学的使用に適する。   The polyketal polymer of the present invention is hydrolyzed in an aqueous solution into low molecular weight, water soluble alcohols and ketones. For example, the degradation of poly (alkyl-acetone dimethylene ketal) is acid sensitive and has a half-life of 102.0 hours at pH 7.4 and 35.0 hours at pH 5.0. The advantage of a ketal bond within the backbone is that this ketal bond degrades at pH 5.0 within 1-2 days under the phagosomal acidic conditions. Thus polyketals can also be used to target the acidic environment of tumors, inflammation and phagolysosomes. This degradation does not produce acidic degradation products. Therefore, the ketal polymer is suitable for biological use.

本発明の実施に従って、上記ポリケタール重合体粒子はさらに、1つ以上の活性物質を含み得る。   In accordance with the practice of the present invention, the polyketal polymer particles may further comprise one or more active substances.

本発明の一実施形態において、本発明の生分解性粒子は、(a)複数のケタール基を含む生分解性の疎水性ポリケタール重合体であって、各ケタール基は、該重合体骨格内に2つの酸素原子を有する、生分解性の疎水性ポリケタール重合体、およびおよび(b)リンカーを含む。本発明の粒子を形成するのに適切な重合体としては、PCADKおよびPK1〜PK6が挙げられる。   In one embodiment of the present invention, the biodegradable particle of the present invention is (a) a biodegradable hydrophobic polyketal polymer containing a plurality of ketal groups, and each ketal group is contained in the polymer skeleton. A biodegradable hydrophobic polyketal polymer having two oxygen atoms, and (b) a linker. Suitable polymers for forming the particles of the present invention include PCADK and PK1-PK6.

本発明の一実施形態において、上記のポリケタール重合体粒子はさらに、活性物質に結合し得る1つ以上のリンカーを含み得る。同一または異なる型の複数のリンカーは重合体粒子に付着され得る。これらのリンカーは、粒子の表面に付着される。すなわち、これらのリンカーは、粒子の周りの溶媒または水溶液に曝露される。   In one embodiment of the invention, the polyketal polymer particles described above may further comprise one or more linkers that can be bound to the active agent. Multiple linkers of the same or different types can be attached to the polymer particles. These linkers are attached to the surface of the particle. That is, these linkers are exposed to a solvent or aqueous solution around the particles.

一実施形態において、本発明の生分解性粒子は、(a)1つ以上のPK1、PK2、PK3、PK4、PK5またはPK6(これは、必要に応じてリンカーを含み得る)、および(b)活性物質を含む。本発明の別の実施形態において、本発明の生分解性粒子は、(a)PCADK(これは、必要に応じてリンカーを含み得る)、および(b)活性物質を含む。   In one embodiment, the biodegradable particles of the invention comprise (a) one or more PK1, PK2, PK3, PK4, PK5 or PK6 (which may optionally include a linker), and (b) Contains active substance. In another embodiment of the invention, the biodegradable particles of the invention comprise (a) PCADK (which may optionally include a linker), and (b) an active agent.

本発明の実施にしたがって、上記粒子は、ポリケタールの単一の集団または混合した集団を含み得る。   In accordance with the practice of the invention, the particles may comprise a single population or a mixed population of polyketals.

本発明の活性物質
本明細書中に用いられている、用語「活性物質」は、タンパク質、ペプチド、核酸(DNAもしくはRNA)または有機分子、および他の合成核酸分子、siRNA分子、またはアンチセンス分子を指す。上記活性物質は、治療剤、予防剤または診断用薬剤であり得る。この治療剤は、免疫調節剤(例えば、RIG−1またはTLR、またはC型レクチン(例えば、dectin−1およびDC−SIGN)またはキャタピラタンパク質に対する特異的リガンド、あるいは特異的TLRリガンドの組み合わせ、あるいはDCおよびマクロファージによる調節性シグナリングネットワークを阻害する合成分子またはsiRNA)であり得る。上記活性物質はさらに、タンパク質(例えば、組換えタンパク質)、ペプチド、炭水化物、核酸、低分子(例えば、キナーゼインヒビター、ホスファターゼインヒビター、サイトカインインヒビター、低分子抗酸化物質模倣物、レセプターブロッカー、細胞骨格再構成インヒビター、低分子レセプター活性化剤)、イメージング剤、ワクチン抗原、DNAワクチン、またはワクチン自体(例えば、インフルエンザワクチン)を含み得る。最終的に、活性物質は、DCのサブセット(ランゲルハンス細胞、皮膚のDC、骨髄のDC、腸管のDC、形質細胞様DCを含む)、または単球およびマクロファージのサブセットを標的化するか、刺激するか、調節するかまたは阻害する抗体を含み得る。従って、これらの粒子の表面は、標的群(例えば、樹状細胞のサブセットに対する抗体、または樹状細胞もしくはマクロファージのサブセットを刺激するタンパク質(例えば、CD40L、DEC−205、CD11c、langerin、MARCO、33D1など)など)を含むように改変され得る。
Active Substances of the Invention As used herein, the term “active substance” refers to proteins, peptides, nucleic acids (DNA or RNA) or organic molecules, and other synthetic nucleic acid molecules, siRNA molecules, or antisense molecules. Point to. The active substance can be a therapeutic agent, a prophylactic agent or a diagnostic agent. This therapeutic agent is an immunomodulator (eg, RIG-1 or TLR, or a specific ligand for a C-type lectin (eg, dectin-1 and DC-SIGN) or caterpillar protein, or a combination of specific TLR ligands, or DC. And a synthetic molecule or siRNA that inhibits the regulatory signaling network by macrophages). The active agent is further a protein (eg, recombinant protein), peptide, carbohydrate, nucleic acid, small molecule (eg, kinase inhibitor, phosphatase inhibitor, cytokine inhibitor, small molecule antioxidant mimic, receptor blocker, cytoskeleton reconstitution) Inhibitors, small molecule receptor activators), imaging agents, vaccine antigens, DNA vaccines, or vaccines themselves (eg, influenza vaccines). Ultimately, the active agent targets or stimulates a subset of DCs (including Langerhans cells, skin DCs, bone marrow DCs, intestinal DCs, plasmacytoid DCs), or a subset of monocytes and macrophages Or antibodies that modulate or inhibit. Thus, the surface of these particles is targeted to a target group (eg, an antibody against a subset of dendritic cells, or a protein that stimulates a subset of dendritic cells or macrophages (eg, CD40L, DEC-205, CD11c, Langerin, MARCO, 33D1). Etc.)) and the like.

適切な活性物質の例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:(1)TLR(例えば、TLR−2、TLR−3、TLR−4、TLR−5、TLR−7、TLR−8、TLR−9、TLR−10、およびTLR−11)のアゴニストおよびアンタゴニスト、(2)住血吸虫の卵の抗原(SEA)により活性化されるレセプターのアゴニストおよびアンタゴニスト、(3)これらの型のレセプターのいずれかの活性化により生じるシグナルを伝達する細胞内シグナリング経路の構成要素の発現または活性を刺激または阻害する分子、(4)1つ以上のこれらのシグナリング経路により誘導または安定化される転写因子を刺激または阻害する物質、ならびに(5)樹状細胞、マクロファージまたは抗原提示細胞内の調節経路のインヒビター。   Examples of suitable active agents include, but are not limited to: (1) TLRs (eg, TLR-2, TLR-3, TLR-4, TLR-5, TLR-7, TLR-8 , TLR-9, TLR-10, and TLR-11) agonists and antagonists, (2) Schistosomiasis egg antigen (SEA) activated agonists and antagonists, (3) these types of receptors A molecule that stimulates or inhibits the expression or activity of a component of an intracellular signaling pathway that transmits a signal resulting from the activation of any of the above, (4) a transcription factor that is induced or stabilized by one or more of these signaling pathways And (5) regulatory pathways in dendritic cells, macrophages or antigen presenting cells Bitter.

アゴニストの例としては、ペプチドグリカン(O.Takeuchiら,1999 Immunity 11:443−451)またはザイモサン(Dillonら,2006 J.Clin.Invest.116(4):916−28 A.Ozinskyら,2000 Proc.Natl.Acad.Sci.USA 97:13766−13771)が挙げられるが、これらに限定されない。アゴニストとしてはまた、細菌性リポペプチド(例えば、ジアシル化およびトリアシル化されたリポペプチド)、リポテイコ酸、リポアラビノマンナン、フェノール溶解性モジュリン(modulin)、グリコイノシトールホスホリピッド、糖脂質、ポーリン、Leptospira interrognsもしくはPorphyromonas gingivalis由来の非定型のLPS、またはHSP70も挙げられる(概説については、K Takedaら,2003 Annu.Rev.Immunol.21:335−376を参照のこと)。上記アゴニストは、単離および/または高度精製された分子であり得る。上記アゴニストは、分子全体またはそのフラグメント、あるいは天然に存在するアゴニストもしくは合成アゴニストを包含する。例としては、コレラ毒素の非毒性形態(Braunら,J.Exp.Med.189:541−552,1999)、Candida albicansの特定の形態(d’Ostianiら,J.Exp.Med.191:1661−1674,2000),またはP.gingivalis LPS(Pulendranら,J.Immunol 167:5067−5076,2001)が挙げられるが、これらに限定されない。   Examples of agonists include peptidoglycan (O. Takeuchi et al., 1999 Immunity 11: 443-451) or zymosan (Dillon et al., 2006 J. Clin. Invest. 116 (4): 916-28 A. Ozinsky et al., 2000 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97: 13766-13771), but is not limited thereto. Agonists also include bacterial lipopeptides (eg, diacylated and triacylated lipopeptides), lipoteichoic acid, lipoarabinomannan, phenol-soluble modulin, glycoinositol phospholipids, glycolipids, porin, Leptospira Also included are atypical LPS from interrogns or Porphyromonas gingivalis, or HSP70 (for review, see K Takeda et al., 2003 Annu. Rev. Immunol. 21: 335-376). The agonist can be an isolated and / or highly purified molecule. Such agonists include whole molecules or fragments thereof, or naturally occurring or synthetic agonists. Examples include the non-toxic form of cholera toxin (Braun et al., J. Exp. Med. 189: 541-552, 1999), the specific form of Candida albicans (d'Ostiani et al., J. Exp. Med. 1911661 -1674, 2000), or P.I. gingivalis LPS (Pulendran et al., J. Immunol 167: 5067-5076, 2001).

細菌性リポペプチドの例としては、N末端システインの脂肪酸鎖が異なる細菌細胞壁リポペプチド(例えば、ジアシル化およびトリアシル化されたリポペプチド)が挙げられる。例えば、ジアシル化されたリポペプチドとしては、Mycoplasma fermentans由来のマクロファージ活性化リポペプチド 2キロダルトンもしくはそのフラグメントまたは合成アナログ(例えば、MALP2、Pam2CSK4、Pam2CGNNDESNISFKEK、およびPam2CGNNDESNISFKEK−SK4)が挙げられる。トリアシル化されたリポペプチドとしては、Pam3cys{S−[2,3−ビス(パルミトイルオキシ)−(2−RS)−プロピル]−N−パルミトイル−R−Cys−S−Ser−Lys4−OH)}(Takeuchiら,2001 International Immunology 13:933−940)が挙げられる。   Examples of bacterial lipopeptides include bacterial cell wall lipopeptides (eg, diacylated and triacylated lipopeptides) that differ in the N-terminal cysteine fatty acid chain. For example, diacylated lipopeptides include macrophage activated lipopeptides 2 kilodalton from Mycoplasma fermentans or fragments thereof or synthetic analogs (eg, MALP2, Pam2CSK4, Pam2CGNNDESNISFEKK, and Pam2CGNNDESNISFEKK-SK4). As the triacylated lipopeptide, Pam3cys {S- [2,3-bis (palmitoyloxy)-(2-RS) -propyl] -N-palmitoyl-R-Cys-S-Ser-Lys4-OH)} (Takeuchi et al., 2001 International Immunology 13: 933-940).

ある実施形態において、上記アゴニストは、特異的に、TLR−2またはSEAにより結合されるレセプター(SEAに関して、MacDonaldら,J.Immunol.167:1982−1988,2001を参照のこと)に作用する。ここでもまた、上記アゴニストは、天然のリガンド、その生物学的に活性なフラグメント、または低分子もしくは合成の分子であり得るが、これらに限定されない。他の有用なアゴニストとしては、コレラ毒素の非毒性形態(Braunら,J.Exp.Med.189:541−552,1999)、Candida albicansの特定の形態(d’Ostianiら,J.Exp.Med.191:1661−1674,2000)、またはPorphyromonas gingivalis LPS(Pulendranら,J.Immunol.167:5067−5076.2001)が挙げられ得る。これらの物質は、IL−12(p70)を誘導できず、Th2−様反応を刺激できない。   In certain embodiments, the agonist specifically acts on a receptor that is bound by TLR-2 or SEA (for SEA, see MacDonald et al., J. Immunol. 167: 1982-1988, 2001). Again, the agonist can be a natural ligand, a biologically active fragment thereof, or a small or synthetic molecule, but is not limited thereto. Other useful agonists include non-toxic forms of cholera toxin (Braun et al., J. Exp. Med. 189: 541-552, 1999), specific forms of Candida albicans (d'Ostani et al., J. Exp. Med). 191: 1661-1674, 2000), or Porphyromonas gingivalis LPS (Pulendran et al., J. Immunol. 167: 5067-5076.2001). These substances cannot induce IL-12 (p70) and cannot stimulate a Th2-like response.

上記アゴニストは、(Th反応(例えば、TH1)に対して免疫反応を偏向させる)TLR−4のアゴニストであり得、タキソール、ラウス肉腫ウイルス由来の融合タンパク質、MMTV由来のエンベロープタンパク質、Chlamydia pneumoniae由来のHsp60または宿主由来のHsp60もしくはHsp70が挙げられる。TLR−3を作動する他の宿主因子は、フィブロネクチンのIII型リピートエキストラドメイン(extra domain)A、ヒアルロン酸のオリゴ糖、硫酸ヘパリンの多糖フラグメント、およびフィブリノーゲンを含む。多数の合成化合物(例えば、イミダゾキノリン(イミキモドおよびR−848)、ロキソリビン、ブロピリミン、および核酸と構造的に関係する他の化合物)は、TLR−7のアゴニストとして作用する。   The agonist can be an agonist of TLR-4 (which biases the immune response to a Th response (eg, TH1)), taxol, a rous sarcoma virus-derived fusion protein, an MMTV-derived envelope protein, derived from Chlamydia pneumoniae Hsp60 or host-derived Hsp60 or Hsp70. Other host factors that act on TLR-3 include type III repeat extra domain of fibronectin, oligosaccharides of hyaluronic acid, polysaccharide fragments of heparin sulfate, and fibrinogen. Many synthetic compounds, such as imidazoquinolines (imiquimod and R-848), loxoribine, bropirimine, and other compounds structurally related to nucleic acids, act as agonists of TLR-7.

適切な活性物質のさらなる例としては、ERK、c−Fos、Foxp3、PI3キナーゼ、Akt、JNK、p38、NF−Kb、STAT 1、STAT2、IRF3、IRF7、IFN−αのシグナリングのインヒビターまたはその組み合わせが挙げられる。適切な活性物質としてはさらに、SOCS 1〜7タンパク質のインヒビターが挙げられ得る。このようなインヒビターは、低分子、またはペプチド、タンパク質または核酸(例えば、siRNAもしくはアンチセンス)であり得る。   Further examples of suitable active substances include ERK, c-Fos, Foxp3, PI3 kinase, Akt, JNK, p38, NF-Kb, STAT 1, STAT2, IRF3, IRF7, IFN-α signaling inhibitors or combinations thereof Is mentioned. Suitable active substances may further include inhibitors of SOCS 1-7 protein. Such inhibitors can be small molecules, or peptides, proteins or nucleic acids (eg, siRNA or antisense).

上記アゴニストは、内因性リガンドでも外因性リガンドでもよく、それらの多くは、当該分野において公知である。下記の新規のスクリーニング方法(特に、TLRの結合または活性化を検出することを特色にする方法)は、他のリガンド(天然に存在する分子、そのフラグメントもしくは誘導体、抗体、他のペプチドもしくはタンパク質を含む複合体、または合成のリガンドのいずれであってもよい)を同定するために用いられ得る。例えば、TLR−2の外因性リガンドとしては、LPS(リポ多糖;グラム陰性細菌の外膜の構成成分)、酵母の粒子であるザイモサン、細菌のペプチドグリカン、細菌およびマイコバクテリアに由来するリポタンパク質、およびTrypanosoma cruzi由来のGPIアンカーが挙げられ;内在性リガンドとしては、熱ショック(または「ストレス」)タンパク質(例として、例えば、細菌病原体またはマイコプラズマ病原体に由来するHsp60)およびサーファクタントタンパク質Aが挙げられる。TLR−3の外因性リガンドとしては、ポリ(I:C)(ウイルスdsNRA)が挙げられ;TLR−4の外因性リガンドとしては、LPS、およびRSウイルスが挙げられる(内因性リガンドとしては、ストレスタンパク質(例えば、Hsp60またはHsp70)、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、ヒアルロン酸およびそのフラグメント、ならびにサーファクタントタンパク質Aが挙げられる)。フラゲリンは、TLR−5の外因性リガンドである。CpG(シトシン−グアニン リピート)DNAおよびdsDNAは、各々、TLR−9の外因性リガンドおよび内因性リガンドである。Zuany−Amorimら,Nature Reviews 1:797−807,2002,およびTakedaら,Ann.Rev.Immunol.21:355−376,2003を参照のこと。   The agonist may be an endogenous ligand or an exogenous ligand, many of which are known in the art. The following novel screening methods (especially methods that feature detection of TLR binding or activation) can be performed using other ligands (naturally occurring molecules, fragments or derivatives thereof, antibodies, other peptides or proteins). Which can be either a complex containing or a synthetic ligand). For example, exogenous ligands for TLR-2 include LPS (lipopolysaccharide; a component of the outer membrane of Gram-negative bacteria), zymosan, a yeast particle, bacterial peptidoglycan, lipoproteins derived from bacteria and mycobacteria, and GPI anchors from Trypanosoma cruzi are included; endogenous ligands include heat shock (or “stress”) proteins (eg, Hsp60 from, for example, bacterial or mycoplasma pathogens) and surfactant protein A. Exogenous ligands for TLR-3 include poly (I: C) (virus dsNRA); exogenous ligands for TLR-4 include LPS and RS virus (endogenous ligands include stress Proteins (eg, Hsp60 or Hsp70), saturated fatty acids, unsaturated fatty acids, hyaluronic acid and fragments thereof, and surfactant protein A). Flagellin is an exogenous ligand of TLR-5. CpG (cytosine-guanine repeat) DNA and dsDNA are the exogenous and endogenous ligands of TLR-9, respectively. Zuany-Amorim et al., Nature Reviews 1: 797-807, 2002, and Takeda et al., Ann. Rev. Immunol. 21: 355-376, 2003.

適切な活性物質のさらなる例としては、(a)樹状細胞内のAP−1転写因子の発現または活性を阻害する物質、(b)AP−1転写因子の発現または活性を阻害する物質を含む培養物中で処理された樹状細胞、あるいは(c)(b)に記載されている通り処理された樹状細胞を含む培養物中で刺激された同系のT細胞が挙げられる。上記転写因子としては、c−fos、fos−B、Foxp3、またはc−junが挙げられ得、(上記転写因子または本明細書中に記載されている経路の任意の構成成分(これらの構成成分は当該分野において公知である)の)発現を阻害する物質は、c−fos、fos−B、Foxp3、もしくはc−junの発現(またはキナーゼ、ホスファターゼ、もしくは上記シグナリング経路の他の構成成分の発現)を特異的に阻害するアンチセンスオリゴヌクレオチドあるいはRNAi分子であり得る。本発明の生分解性粒子に関連して議論されている阻害性活性物質はまた、抗体(またはその改変体(例えば、単鎖抗体もしくはヒト化抗体)であり得;好ましくは上記抗体は、モノクローナル抗体である)。   Further examples of suitable active substances include (a) substances that inhibit the expression or activity of AP-1 transcription factor in dendritic cells, (b) substances that inhibit the expression or activity of AP-1 transcription factor Dendritic cells treated in culture, or syngeneic T cells stimulated in a culture containing dendritic cells treated as described in (c) (b). The transcription factor may include c-fos, fos-B, Foxp3, or c-jun (the transcription factor or any component of the pathway described herein (these components Substances that inhibit expression) are c-fos, fos-B, Foxp3, or c-jun expression (or kinase, phosphatase, or expression of other components of the signaling pathway). ) Can be antisense oligonucleotides or RNAi molecules. The inhibitory active substance discussed in connection with the biodegradable particles of the invention can also be an antibody (or a variant thereof (eg, a single chain antibody or a humanized antibody); preferably the antibody is monoclonal Antibody).

別の実施形態において、上記活性物質は、TLR2のシグナリングまたは活性化を弱める細胞内経路のアンタゴニスト(例えば、インヒビターまたはサプレッサ)である。上記アンタゴニストとしては、グラム陰性LPS、タキソール、RSVの融合タンパク質、MMTVのエンベロープタンパク質、HSP60、HSP70、フィブロネクチンのIII型リピートエキストラドメインA、ヒアルロン酸のオリゴ糖、硫酸ヘパリンのオリゴ糖フラグメント、フィブリノーゲンおよびフラゲリンが挙げられる(例えば、概説については、K Takedaら,2003 Annu.Rev.Immunol.21:335−376を参照のこと)。   In another embodiment, the active agent is an antagonist (eg, inhibitor or suppressor) of an intracellular pathway that attenuates TLR2 signaling or activation. Examples of the antagonist include Gram negative LPS, taxol, RSV fusion protein, MMTV envelope protein, HSP60, HSP70, fibronectin type III repeat extra domain A, hyaluronic acid oligosaccharide, heparin sulfate oligosaccharide fragment, fibrinogen and flagellin (For example, see K Takeda et al., 2003 Annu. Rev. Immunol. 21: 335-376 for a review).

さらなる実施形態において、上記活性物質は、SEAのシグナリングまたは活性化を弱める細胞内経路のアンタゴニストである。1つの他の実施形態において、その分子は、JNK 1/2経路のアンタゴニストである。別の実施形態において、上記分子は、p38およびERKを活性化するCpG DNAである(A−K Yiら,2002 The Journal of Immunology 168:4711−4720)。   In a further embodiment, the active agent is an antagonist of an intracellular pathway that attenuates SEA signaling or activation. In one other embodiment, the molecule is an antagonist of the JNK 1/2 pathway. In another embodiment, the molecule is CpG DNA that activates p38 and ERK (AK Yi et al., 2002 The Journal of Immunology 168: 4711-4720).

別の実施形態において、上記活性物質は、樹状細胞の成熟を阻害し得、従って、IL12およびTh1反応を増大させ得るERK 1/2のインヒビターである。上記分子の例としては、PD98059およびU0126(A.Puig−Krogerら,2001 Blood 98:2175−2182)が挙げられるが、これらに限定されない。   In another embodiment, the active agent is an inhibitor of ERK 1/2 that can inhibit dendritic cell maturation and thus increase IL12 and Th1 responses. Examples of such molecules include, but are not limited to, PD98059 and U0126 (A. Puig-Kroger et al., 2001 Blood 98: 2175-2182).

別の実施形態において、上記活性物質は、c−fosのシグナリングを阻害し、従って、IL12およびTh1反応を増大させる。このような分子としては、c−fosのDEFドメイン変異体またはDEFドメイン変異を有する任意のポリペプチドが挙げられ(L.O.Murphyら,2002 Nature Cell Biology 4:556−564および補遺情報1〜3頁)、これらとしては、ラットのFra−1、およびFra−2;マウスのFosB、JunD、c−Jun、c−Myc、およびEgr−1;ならびにヒトのJunB、N−Myc、およびmPerlが挙げられる。   In another embodiment, the active agent inhibits c-fos signaling and thus increases IL12 and Th1 responses. Such molecules include c-fos DEF domain mutants or any polypeptide having a DEF domain mutation (L.O. Murphy et al., 2002 Nature Cell Biology 4: 556-564 and Appendix Information 1- 3)), including rat Fra-1 and Fra-2; mouse FosB, JunD, c-Jun, c-Myc, and Egr-1; and human JunB, N-Myc, and mPerl. Can be mentioned.

活性物質は、DNA、RNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはsiRNAのような核酸を含み得る。DNAの適切な例は、治療用遺伝子を含む。治療用遺伝子の例としては、自殺遺伝子が挙げられる。これらは、遺伝子配列であり、その発現により、腫瘍細胞増殖または腫瘍細胞死を阻害するタンパク質または作用物質が生成される。自殺遺伝子としては、酵素をコードする遺伝子、癌遺伝子、腫瘍抑制遺伝子、毒素をコードする遺伝子、サイトカインをコードする遺伝子、またはオンコスタチンをコードする遺伝子が挙げられる。上記治療用遺伝子の目的は、癌細胞の増殖を阻害するか、または癌細胞を殺傷するか、あるいは直接的もしくは間接的に癌細胞の増殖を阻害するかまたは癌細胞を殺傷するサイトカインまたは他の細胞傷害性物質を産生することである。   The active agent can include nucleic acids such as DNA, RNA, antisense oligonucleotides or siRNA. Suitable examples of DNA include therapeutic genes. An example of a therapeutic gene is a suicide gene. These are gene sequences whose expression produces proteins or agents that inhibit tumor cell growth or tumor cell death. Suicidal genes include genes encoding enzymes, oncogenes, tumor suppressor genes, genes encoding toxins, genes encoding cytokines, or genes encoding oncostatin. The purpose of the therapeutic gene is to inhibit the growth of cancer cells, or to kill cancer cells, or to directly or indirectly inhibit the growth of cancer cells or to kill cancer cells or other It is to produce cytotoxic substances.

適切な癌遺伝子および腫瘍抑制遺伝子としては、neu、EGF、ras(H、K、およびN rasが挙げられる)、p53、網膜芽細胞腫腫瘍抑制遺伝子(Rb)、ウィルムス腫瘍遺伝子産物、ホスホチロシンホスファターゼ(PTPase)、ならびにnm23が挙げられる。適切な毒素としては、シュードモナス属の外毒素Aおよび外毒素S;ジフテリア毒素(DT);E.coliのLT毒素、志賀毒素、志賀類似毒素(SLT−1、−2)、リシン、アブリン、supporin、およびゲロニン(gelonin)が挙げられる。   Suitable oncogenes and tumor suppressor genes include neu, EGF, ras (including H, K, and N ras), p53, retinoblastoma tumor suppressor gene (Rb), Wilms tumor gene product, phosphotyrosine phosphatase ( PTPase), and nm23. Suitable toxins include Pseudomonas exotoxin A and exotoxin S; diphtheria toxin (DT); E. coli LT toxin, Shiga toxin, Shiga-like toxin (SLT-1, -2), ricin, abrin, supporin, and gelonin.

活性物質は、酵素を含み得る。適切な酵素としては、チミジンキナーゼ(TK)、E.coli由来のキサンチン−グアニン ホスホリボシルトランスフェラーゼ(GPT)遺伝子もしくはE.coliのシトシンデアミナーゼ(CD)、またはヒポキサンチン ホスホリボシル トランスフェラーゼ(HPRT)が挙げられる。   The active substance can include an enzyme. Suitable enzymes include thymidine kinase (TK), E.I. xanthine-guanine phosphoribosyltransferase (GPT) gene from E. coli or E. coli. E. coli cytosine deaminase (CD), or hypoxanthine phosphoribosyl transferase (HPRT).

活性物質は、サイトカインを含み得る。適切なサイトカインとしては、インターフェロン、GM−CSF、インターロイキン、腫瘍壊死因子(TNF)が挙げられる(Wong Gら,Science 1985;228:810);WO9323034(1993);Horisberger M.A.ら,Journal of Virology,1990年5月,64(3):1171−81;Li YPら,Journal of Immunology,1992年2月1日,148(3):788−94;Pizarro T.T.ら,Transplantation,1993年8月,56(2):399−404);(Breviario F.ら,Journal of Biological Chemistry,1992年11月5日,267(31):22190−7;Espinoza−Delgado I.ら,Journal of Immunology,1992年11月1日,149(9):2961−8;Algate P.A.ら,Blood,1994年5月1日,83(9):2459−68;Cluitmans F.H.ら,Annals of Hematology,1994年6月,68(6):293−8;Martinez O.M.ら,Transplantation,1993年5月,55(5):1159−66。   The active substance can include a cytokine. Suitable cytokines include interferon, GM-CSF, interleukin, tumor necrosis factor (TNF) (Wong G et al., Science 1985; 228: 810); WO93223034 (1993); Horisberger M. et al. A. Et al., Journal of Virology, May 1990, 64 (3): 1171-81; Li YP et al., Journal of Immunology, February 1, 1992, 148 (3): 788-94; T.A. Et al., Transplantation, August 1993, 56 (2): 399-404); (Brevario F. et al., Journal of Biological Chemistry, November 5, 1992, 267 (31): 22190-7; Espinosa-Delgado I. , Et al., Journal of Immunology, November 1, 1992, 149 (9): 2961-8; Algate PA, et al., Blood, May 1, 1994, 83 (9): 2459-68; H. et al., Anals of Hematology, June 1994, 68 (6): 293-8; Martinez OM et al., Transplantation, May 1993, 55 (5): 1159-66.

活性物質は、増殖因子を含み得る。増殖因子としては、トランスホーミング増殖因子α(TGF−α)およびβ(TGF−β)、サイトカインコロニー刺激因子が挙げられる(Shimane M.ら,Biochemical and Biophysical Research Communications,Feb.28,1994,199(1):26−32;Kay A.B.ら,Journal of Experimental Medicine,Mar.1,1991,173(3):775−8;de Wit Hら,1994 Feb.,86(2):259−64;Sprecher E.ら,Archives of Virology,1992,126(l−4):253−69)。   The active substance can comprise a growth factor. Growth factors include transforming growth factor α (TGF-α) and β (TGF-β), cytokine colony stimulating factor (Shimane M. et al., Biochemical and Biophysical Research Communications, Feb. 28, 1994, 199 ( 1): 26-32; Kay AB et al., Journal of Experimental Medicine, Mar. 1, 1991, 173 (3): 775-8; de Wit H et al., 1994 Feb., 86 (2): 259- 64; Sprecher E. et al., Archives of Virology, 1992, 126 (l-4): 253-69).

さらに、活性物質としては、タンパク質であるカタラーゼ、スーパーオキシドジスムターゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ、一酸化窒素シンターゼが挙げられ得る。   Furthermore, examples of the active substance include catalase, superoxide dismutase, glutathione peroxidase, and nitric oxide synthase, which are proteins.

本発明の活性物質は、天然に存在しているか、合成であるか、または組換えにより生成され得、この活性物質としては、任意の微生物もしくはウイルスの構成成分またはその誘導体(微生物細胞またはウイルスの構造の一部分であるか、またはこれらにより生成される任意の構成成分(細胞壁、被膜タンパク質、細胞外タンパク質、細胞内タンパク質、任意の毒性化合物もしくは非毒性化合物、炭水化物、タンパク質−炭水化物複合体、または微生物細胞もしくはウイルスの任意の他の構成成分が挙げられるが、これらに限定されない))が挙げられるが、これらに限定されない。上記微生物細胞またはウイルスは、病原性であり得る。   The active substances of the present invention may be naturally occurring, synthetic or recombinantly produced, including any microbial or viral component or derivative thereof (microbial cell or viral Any component that is part of or produced by the structure (cell wall, coat protein, extracellular protein, intracellular protein, any toxic or non-toxic compound, carbohydrate, protein-carbohydrate complex, or microorganism Including, but not limited to, any other component of a cell or virus)). The microbial cell or virus can be pathogenic.

本発明のリンカー
本発明のポリケタール(例えば、粒子の実施形態において)はさらに、1つ以上のリンカーを含み得る。このリンカーは、同一の型であっても、ポリケタール重合体に付着される種々の型の混合物を含んでもよい。このリンカーは、ポリケタール重合体の表面に付着され得る。例えば、このリンカーは、この粒子の周りの溶媒または水溶液に曝露され得る。
Linkers of the Invention The polyketals of the invention (eg, in particle embodiments) may further comprise one or more linkers. The linker may be of the same type or may comprise a mixture of different types attached to the polyketal polymer. This linker can be attached to the surface of the polyketal polymer. For example, the linker can be exposed to a solvent or aqueous solution around the particle.

上記リンカーは、1〜1000nmまたは100〜200,000Daのサイズの範囲であり得る。本発明の一実施形態において、このリンカーは、1〜10nm、10〜50nm、50〜100nm、100〜200nm、200〜300nm、300〜400nm、400〜500nm、500〜600nm、600〜700nm、700〜800nm、800〜900nmおよび900〜1000nmのサイズの範囲であり得る。本発明の別の実施形態において、このリンカーは、100〜10,000Da、10,000〜50,000Da、50,000〜100,000Da、100,000〜150,000Daおよび150,000〜200,000Daのサイズの範囲であり得る。本発明のなお別の実施形態において、このリンカーは、約200〜300Da、10,000Da、40,000Da、64,000Daまたは150,000Daのサイズであり得る。   The linker may range in size from 1-1000 nm or 100-200,000 Da. In one embodiment of the invention, the linker is 1-10 nm, 10-50 nm, 50-100 nm, 100-200 nm, 200-300 nm, 300-400 nm, 400-500 nm, 500-600 nm, 600-700 nm, 700- It can range in size from 800 nm, 800-900 nm and 900-1000 nm. In another embodiment of the invention, the linker is 100-10,000 Da, 10,000-50,000 Da, 50,000-100,000 Da, 100,000-150,000 Da and 150,000-200,000 Da. Range of sizes. In yet another embodiment of the invention, the linker may be about 200-300 Da, 10,000 Da, 40,000 Da, 64,000 Da, or 150,000 Da in size.

上記のリンカーは、タンパク質、ポリペプチド、核酸または化合物であり得る。タンパク質リンカーまたはポリペプチドリンカーの例としては、アルギニン−アスパラギン酸−グリシン(RDG)のようなアミノ酸配列、ヘモグロビン、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)、ストレプトアビジンまたは抗体が挙げられるが、これらに限定されない。核酸リンカーの例としては、RNA、DNA(例えば、ポリAまたはポリT配列の4〜50核酸長の索(tract)のようなssDNA)または合成アナログが挙げられるが、これらに限定されない。リンカーとして使用され得る化合物の例としては、ポリカルボン酸(例えば、ポリアクリル酸)またはニトリロ三酢酸(NTA)リガンド、ビピラドール(bipyradol)およびEDTAのようなキレート剤が挙げられるが、これらに限定されない。キレート剤は、金属イオン(例えば、ニッケル、亜鉛、銅など)に結合し、今度は、この金属イオンが、リンカーへの活性物質の結合を促進する。このリンカーは、本発明のポリケタールへ(例えば、非共有結合を介して)活性物質を係留または組み合わせる。   The linker can be a protein, polypeptide, nucleic acid or compound. Examples of protein or polypeptide linkers include, but are not limited to, amino acid sequences such as arginine-aspartate-glycine (RDG), hemoglobin, glutathione-S-transferase (GST), streptavidin or antibodies. Examples of nucleic acid linkers include, but are not limited to, RNA, DNA (eg, ssDNA such as 4-50 nucleic acid long tracts of poly A or poly T sequences) or synthetic analogs. Examples of compounds that can be used as linkers include, but are not limited to, polycarboxylic acids (eg, polyacrylic acid) or nitrilotriacetic acid (NTA) ligands, bipyradol and EDTA. . The chelator binds to a metal ion (eg, nickel, zinc, copper, etc.), which in turn promotes binding of the active agent to the linker. This linker anchors or combines the active agent (eg, via a non-covalent bond) to the polyketals of the present invention.

上記リンカーは、タンパク質、ペプチド、核酸および/または炭水化物が挙げられるが、これらに限定されない活性物質に結合し得る。一実施形態において、このタンパク質、ペプチドおよび/または炭水化物はさらに、ヒスチジンタグを含む。このヒスチジンタグは、約2〜8個のヒスチジンを含み得る。例えば、一実施形態において、このヒスチジンタグは、約6個のヒスチジンを含む。そのようにしてこのリンカーに結合するタンパク質は、治療用タンパク質、予防用タンパク質または診断用タンパク質であり得る。   The linker may be attached to an active agent, including but not limited to proteins, peptides, nucleic acids and / or carbohydrates. In one embodiment, the protein, peptide and / or carbohydrate further comprises a histidine tag. The histidine tag can contain about 2-8 histidines. For example, in one embodiment, the histidine tag comprises about 6 histidines. The protein so bound to the linker can be a therapeutic protein, a prophylactic protein or a diagnostic protein.

本発明の実施にしたがって、上記治療用タンパク質は、免疫調節性タンパク質であり得る。例えば、この免疫調節性タンパク質としては、以下が挙げられ得るが、これらに限定されない:(a)TLR2、3、4、5、7、8、9、10および11のうちのいずれかに対するリガンドまたはこれらの組み合わせ、(b)樹状細胞、マクロファージもしくは抗原提示細胞内の調節経路のインヒビター、ならびに(c)RIG−1、任意のC型レクチン(dectin−1およびDC−SIGNを含む)もしくはキャタピラタンパク質に対するリガンド。調節経路のインヒビターとしては、(a)ERK、c−Fos、Foxp3、PI3キナーゼ、Akt、JNK、p38、NF−Kb、STAT1、STAT2、IRF3、IRF7、IFN−αのシグナリング;または(b)SOCS1、2、3または他のSOCSタンパク質のインヒビターが挙げられ得る。   In accordance with the practice of the invention, the therapeutic protein can be an immunomodulatory protein. For example, the immunomodulatory protein may include, but is not limited to: (a) a ligand for any of TLR2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10 and 11 or Combinations thereof, (b) inhibitors of regulatory pathways in dendritic cells, macrophages or antigen presenting cells, and (c) RIG-1, any C-type lectin (including dectin-1 and DC-SIGN) or caterpillar protein Ligand for. Inhibitors of the regulatory pathway include: (a) ERK, c-Fos, Foxp3, PI3 kinase, Akt, JNK, p38, NF-Kb, STAT1, STAT2, IRF3, IRF7, IFN-α signaling; or (b) SOCS1 2, 3, or other SOCS protein inhibitors may be mentioned.

リンカーに結合するタンパク質のさらに適切な例としては、増殖因子、サイトカイン、抗酸化酵素、抗体、エリスロポエチン(EPO)、レセプターリガンドが挙げられる。   Further suitable examples of proteins that bind to the linker include growth factors, cytokines, antioxidant enzymes, antibodies, erythropoietin (EPO), receptor ligands.

一実施形態において、本発明のポリケタール(例えば、PCADKまたはPK1〜PK6のいずれか)は、NTAリンカーを含む。このNTAリンカーは、ニッケルイオンをロードされ得、ヒスチジンタグ付きタンパク質に結合するNTA−Niリンカーを生成し得る。   In one embodiment, the polyketals of the present invention (eg, either PCADK or PK1-PK6) comprise an NTA linker. This NTA linker can be loaded with nickel ions to produce an NTA-Ni linker that binds to histidine-tagged proteins.

(本発明のミセル)
本発明はさらに、本発明の多数の重合体を含む生分解性の架橋されたミセルを提供する。上記重合体は、外部架橋剤により架橋され得る。本明細書中に用いられている外部架橋剤は、上記重合体鎖に導入されない薬剤である。外部薬剤を用いることの利点は、重合体内の架橋可能部分のみが用いられる反応と比較して、架橋反応がより速いことである。上記外部架橋剤はまた、カプセル化されたタンパク質が破壊される機会を減少させる。
(Micelle of the present invention)
The present invention further provides biodegradable cross-linked micelles comprising multiple polymers of the present invention. The polymer can be crosslinked with an external crosslinking agent. The external cross-linking agent used in the present specification is a drug that is not introduced into the polymer chain. The advantage of using an external agent is that the cross-linking reaction is faster compared to reactions in which only cross-linkable moieties within the polymer are used. The external cross-linking agent also reduces the chance that the encapsulated protein is destroyed.

本発明の一局面において、適切な架橋剤は、少なくとも2つのチオール基を含む化合物である。適切な架橋剤の例としては、エチレングリコールジチオール、脂肪族ジチオール類、ケタール結合により連結されるジチオール類、およびジアミン含有分子が挙げられるが、これらに限定されない。チオール基の利点は、還元条件に対する感受性であり、従って、上記ミセルの容易な分解を可能にすることである。他の架橋戦略としては、アミン、エステル、カーボネート、チオエステル、シッフ塩基、ビシナルジオール、アルケンおよびアルキン、ケタール、ケタール オルトエステル、チオ−ケタール、チオ−オルトエステル、sily−ケタール、フェニル ボロン酸−ジオール複合体、炭素−炭素結合、スルホン、ホスファートを含む官能基、アジド、酵素で切断可能な結合、およびウレタンにより架橋することが挙げられるが、これらに限定されない。シッフ塩基、チオールおよびケトンが、本出願の一実施形態において好ましい(O’Reillyら,2005 Chem.Mater.,17(24):5976−5988;Hankerら,2005 Science 309(5738):1200−05;Le,Z.ら,2005 Langmuir 21(25):11999−12006;実施例1,図9)。   In one aspect of the invention, suitable crosslinkers are compounds that contain at least two thiol groups. Examples of suitable crosslinkers include, but are not limited to, ethylene glycol dithiols, aliphatic dithiols, dithiols linked by ketal linkages, and diamine-containing molecules. The advantage of the thiol group is that it is sensitive to reducing conditions and thus allows easy degradation of the micelles. Other crosslinking strategies include amines, esters, carbonates, thioesters, Schiff bases, vicinal diols, alkenes and alkynes, ketals, ketal orthoesters, thio-ketals, thio-orthoesters, silly-ketals, phenyl boronic acid-diols Examples include, but are not limited to, complexes, carbon-carbon bonds, sulfones, functional groups including phosphates, azides, enzymatically cleavable bonds, and crosslinking with urethane. Schiff bases, thiols and ketones are preferred in one embodiment of the present application (O'Reilly et al., 2005 Chem. Mater., 17 (24): 5976-5988; Hanker et al., 2005 Science 309 (5738): 1200-05. Le, Z. et al., 2005 Langmuir 21 (25): 11999-12006; Example 1, Figure 9).

本発明の別の局面において、上記外部架橋剤は、抗原を含む。適切な抗原の例としては、タンパク質またはペプチドが挙げられるが、これらに限定されない。上記抗原は、天然に存在し得るか、化学的に合成され得るかまたは組換えにより作製され得る。適切なタンパク質抗原またはペプチド抗原の特定の例としては、HIV抗原(例えば、gpl20タンパク質(またはそのフラグメント))、TATタンパク質(またはそのフラグメント)、NEFタンパク質(またはそのフラグメント)、HCVタンパク質(またはそのフラグメント)、およびenvタンパク質(またはそのフラグメント)が挙げられるが、これらに限定されない。好ましい抗原としては、そこにさらなるジスルフィド結合を作製するため、4つのさらなるシステイン残基を含むように化学的に合成および改変されたgpl20ペプチド抗原が挙げられる。架橋可能な基を有する任意の抗原が、用いられ得る。架橋可能な基を有しないかまたはほとんど有しない抗原が、架橋可能なチオール基、アジド、アルキン、アミン、マレイミド、ビニルスルホン、ケトン、ヒドラジンおよびチオエステルを含むように改変され得る(例えば、化学的に改変され得る)。   In another aspect of the present invention, the external cross-linking agent includes an antigen. Examples of suitable antigens include but are not limited to proteins or peptides. The antigen can be naturally occurring, chemically synthesized or can be produced recombinantly. Specific examples of suitable protein or peptide antigens include HIV antigen (eg, gpl20 protein (or fragment thereof)), TAT protein (or fragment thereof), NEF protein (or fragment thereof), HCV protein (or fragment thereof) ), And env proteins (or fragments thereof). Preferred antigens include gpl20 peptide antigens that have been chemically synthesized and modified to include four additional cysteine residues to create additional disulfide bonds therein. Any antigen having a crosslinkable group can be used. Antigens with little or no crosslinkable groups can be modified to include crosslinkable thiol groups, azides, alkynes, amines, maleimides, vinyl sulfones, ketones, hydrazines and thioesters (eg chemically Can be modified).

ミセル形成のために用いられる重合体は、ホモ重合体または共重合体(例えば、ブロック共重合体またはグラフト重合体)であり得る。適切な重合体の例としては、PEGが開始剤として作用する原子転移重合化により合成された、PEGブロック共重合体(例えば、PEG−ポリアミノ酸(例えば、PEG−ポリリジン、PEG−ポリグルタミン酸、PEG−ポリアスパラギン酸またはPEG−ポリアルギニン);PEG−ポリエステル、PEG−ポリウレタン、PEG−PPO、改変されたまたは改変されていない、PEG−ポリアクリラートまたはPEG−ポリメタクリラート)が挙げられるが、これらに限定されない。重合体の架橋を促進するために、上記重合体は、化学基(アミン、エステル、カーボネート、チオエステル、シッフ塩基、ビシナルジオール、アルケンおよびアルキン、ケタール、ケタール オルトエステル、チオ−ケタール、チオ−オルトエステル、sily−ケタール、フェニル ボロン酸−ジオール複合体、炭素−炭素結合、スルホン、ホスファート含有官能基、アジド、酵素で切断可能な結合、およびウレタンが挙げられるが、これらに限定されず、シッフ塩基、チオールおよびケトンが、本発明の一実施形態において好ましい)を含むように改変され得る。これらの基は、当該分野において公知の化学反応(例えば、とりわけ、Michael付加またはアシル化)によって導入され得る(実施例1、図9)。1つの好ましい実施形態において、上記改変された重合体は、PEG−ポリリジン チオピリダール(thiopyridal)(図9)である。   The polymer used for micelle formation can be a homopolymer or a copolymer (eg, a block copolymer or a graft polymer). Examples of suitable polymers include PEG block copolymers (eg, PEG-polyamino acids (eg, PEG-polylysine, PEG-polyglutamic acid, PEG) synthesized by atom transfer polymerization in which PEG acts as an initiator. -Polyaspartic acid or PEG-polyarginine); PEG-polyester, PEG-polyurethane, PEG-PPO, modified or unmodified, PEG-polyacrylate or PEG-polymethacrylate) It is not limited to. In order to promote cross-linking of the polymer, the polymer may contain chemical groups (amines, esters, carbonates, thioesters, Schiff bases, vicinal diols, alkenes and alkynes, ketals, ketal orthoesters, thio-ketals, thio-orthos. Esters, silly-ketals, phenyl boronic acid-diol complexes, carbon-carbon bonds, sulfones, phosphate-containing functional groups, azides, enzymatically cleavable bonds, and urethanes, but are not limited to, Schiff bases , Thiols and ketones are preferred in one embodiment of the invention). These groups can be introduced by chemical reactions known in the art (eg, among others, Michael addition or acylation) (Example 1, FIG. 9). In one preferred embodiment, the modified polymer is PEG-polylysine thiopyridal (FIG. 9).

上記ポリメタクリラートブロックまたはポリアクリラートブロックは、ワクチン構成成分および架橋を用いた組立てを可能にするための改変を含み得る。例えば、ポリアクリラートブロックは、ポリジメチルアミノ−アクリラート−ポリ−グリシジル アクリラートからなるブロック共重合体であり得る。ワクチン構成成分を用いてミセルを形成する能力を有する様々なアクリラート単量体またはメタクリラート単量体から構成されるランダム共重合体のホモ重合体もまた、本発明の範囲内にある。   The polymethacrylate block or polyacrylate block may include modifications to allow assembly with vaccine components and cross-linking. For example, the polyacrylate block can be a block copolymer consisting of polydimethylamino-acrylate-poly-glycidyl acrylate. Homopolymers of random copolymers composed of various acrylate or methacrylate monomers that have the ability to form micelles using vaccine components are also within the scope of the present invention.

本発明の別の局面において、上記ミセルはさらに、1つ以上の活性物質を含み得る。適切な活性物質の例は、本明細書中に、上記される。   In another aspect of the invention, the micelles can further comprise one or more active substances. Examples of suitable active substances are mentioned herein above.

本発明の実施に従って、上記ミセルと上記活性物質との間の相互作用は、静電性または疎水性であり得るかあるいは重合体および物質の型に依存して、水素結合形成または分子認識に起因して生じ得る。このミセルの表面は、標的化群(例えば、樹状細胞に対する抗体、または樹状細胞もしくはマクロファージのサブセットを刺激するタンパク質(例えば、CD40L、DEC−205、CD11c、langerin、MARCO、33D1など))を含むように改変され得る。   In accordance with the practice of the present invention, the interaction between the micelle and the active substance can be electrostatic or hydrophobic, or depends on hydrogen bond formation or molecular recognition, depending on the type of polymer and substance. Can occur. The surface of the micelles is targeted to a targeting group (eg, antibodies against dendritic cells, or proteins that stimulate a subset of dendritic cells or macrophages (eg, CD40L, DEC-205, CD11c, Langerin, MARCO, 33D1, etc.)). It can be modified to include.

一実施形態において、上記ミセルは、ペプチド抗原および免疫調節性分子を抗原提示細胞(APC)に送達するように設計される。この実施形態において、上記ミセルは、免疫調節性分子、ペプチド抗原および共重合体を含む。上記ペプチド抗原は、このペプチド抗原が効率的にカプセル化されてそのペプチド架橋されたミセル(PCM)となることを可能にし、また血清構成成分による分解に対してこれらのPCMを安定化する架橋剤として作用する。   In one embodiment, the micelles are designed to deliver peptide antigens and immunomodulatory molecules to antigen presenting cells (APC). In this embodiment, the micelle comprises an immunomodulatory molecule, a peptide antigen and a copolymer. The peptide antigens enable the peptide antigens to be efficiently encapsulated into peptide cross-linked micelles (PCM) and also stabilize the PCM against degradation by serum components Acts as

別の実施形態において、上記ミセルは、免疫調節剤(多数のTLRリガンド、または分子(例えば、細胞(例えば、樹状細胞もしくは他の抗原提示細胞)内のシグナリングネットワークを調節する合成の化合物またはsiRNA)が挙げられる)を用いて、ペプチド抗原またはタンパク質抗原を一緒にカプセル化するために用いられ得る。樹状細胞およびマクロファージがファゴサイトーシスによりナノメートルのサイズの物質をしっかりと内在化するので、上記ミセルは、ナノメートルの寸法を有することによってこれらの細胞を標的化する。上記ミセルは、ジスルフィド結合を含む架橋剤により架橋され、この架橋剤は、これらのミセルを血清タンパク質により誘導される分解に対して安定化する。本発明のさらなる実施形態において、上記ミセルは、5〜50ミクロンのサイズを有する。   In another embodiment, the micelles are immunomodulatory agents (multiple TLR ligands, or synthetic compounds or siRNAs that modulate signaling networks within a cell (eg, a dendritic cell or other antigen presenting cell)). Can be used to encapsulate peptide antigens or protein antigens together. Since dendritic cells and macrophages firmly internalize nanometer-sized substances by phagocytosis, the micelles target these cells by having nanometer dimensions. The micelles are cross-linked by a cross-linking agent containing a disulfide bond, which stabilizes the micelles against degradation induced by serum proteins. In a further embodiment of the invention, the micelle has a size of 5-50 microns.

ファゴサイトーシス後、本発明の生分解性粒子およびミセルは、分解され、上記カプセル化された物質(例えば、ペプチドまたは抗原、および免疫刺激剤[例えば:ISS DNA、TLR 7/8、TLR 3リガンド(例えば、ss RNA)、TLR 2リガンド、および調節経路(例えば、ERK、c−FosまたはFoxp3の経路)のインヒビター])は、樹状細胞またはマクロファージ内に放出され、上記免疫調節剤は、抗原提示細胞を誘導して、様々なサイトカインを分泌させる。このシグナルの組み合わせが、最適なT細胞の活性化、ならびに調節性T細胞および樹状細胞の阻害をもたらす。   After phagocytosis, the biodegradable particles and micelles of the invention are degraded and the encapsulated material (eg, peptide or antigen, and immunostimulant [eg: ISS DNA, TLR 7/8, TLR 3 ligand] (Eg, ss RNA), TLR 2 ligands, and inhibitors of regulatory pathways (eg, ERK, c-Fos or Foxp3 pathways)) are released into dendritic cells or macrophages, and the immunomodulatory agent is an antigen Presenting cells are induced to secrete various cytokines. This combination of signals results in optimal T cell activation and inhibition of regulatory T cells and dendritic cells.

本発明のミセルは、免疫調節剤[例えば:ISS DNA、TLR 7/8リガンド(例えば、ss RNA)、TLR 2リガンド、および調節経路のインヒビター(例えば、ERK、c−FosもしくはFoxp3、PI3キナーゼ、Akt、SOCS 1〜7タンパク質のインヒビター)、またはsiRNA分子もしくはこのような調節経路を阻害するアンチセンス分子]と共に、活性物質(例えば、関係する病原体に由来する抗原から構成されたワクチン)を含み得る。   The micelles of the present invention comprise immunomodulators [eg: ISS DNA, TLR 7/8 ligand (eg ss RNA), TLR 2 ligand, and inhibitors of regulatory pathways (eg ERK, c-Fos or Foxp3, PI3 kinase, Akt, an inhibitor of SOCS 1-7 protein), or siRNA molecules or antisense molecules that inhibit such regulatory pathways] along with active agents (eg, vaccines composed of antigens from related pathogens) .

本発明はまた、タンパク質が上記ミセル中にカプセル化されるために適切な電荷を有するように、可逆的にこれらのタンパク質を改変するための方法を提供する。この戦略は、上記タンパク質のアミン基と化合物を反応させて、全てのアミン基についてさらなる負電荷を生成し、このタンパク質を負にすることに基づく。次いで、上記改変されたタンパク質は、上記ミセル中にカプセル化され、架橋され、次いで、上記タンパク質から(form)その挿入された化合物を除去するために、pHが、低下される。本発明の一実施形態において、上記化合物は、アミン基は、シス−アコニチル(cis−aconityl)である。この基は、各アミン基に負電荷を付加し、ph 4.0で放出され得る。   The present invention also provides a method for reversibly modifying these proteins so that the proteins have the appropriate charge to be encapsulated in the micelles. This strategy is based on reacting the amine group of the protein with a compound to generate additional negative charges for all amine groups, making the protein negative. The modified protein is then encapsulated in the micelles, crosslinked, and then the pH is lowered to remove the inserted compound from the protein. In one embodiment of the present invention, in the compound, the amine group is cis-aconityl. This group adds a negative charge to each amine group and can be released at ph 4.0.

標的化戦略のための例は、一端でのDNA結合ドメイン、およびタンパク質に結合され得るもう一端を有するヘテロ二官能性PEGを合成することを含む。次いで、このPEG鎖は、タンパク質に結合され、次いで、免疫刺激性DNAを含む予備形成されたミセルに組み立てられる。DNA結合ドメインの例としては、アクリジンまたはポリアクリジンが挙げられる。標的化リガンドの例としては、ガラクトース、マンノースリン酸、マンノース、ペプチド、および抗体が挙げられる。   An example for a targeting strategy involves synthesizing a heterobifunctional PEG having a DNA binding domain at one end and another end that can be attached to a protein. This PEG chain is then attached to a protein and then assembled into preformed micelles containing immunostimulatory DNA. Examples of DNA binding domains include acridine or polyacridine. Examples of targeting ligands include galactose, mannose phosphate, mannose, peptides, and antibodies.

本発明の生分解性粒子およびミセルのさらなる改変
上記生分解性粒子またはミセルはさらに、(1)DCもしくはマクロファージもしくは単球の特定のサブセット(ランゲルハンス細胞、皮膚のDC、骨髄のDC、形質細胞様DCを含む)上の特異的なレセプター、または(2)抗原提示細胞上の特異的なレセプター(例えば、DEC205、Langerin、DC−SIGN、dectin−1、33D1、MARCO)を標的化する抗体または他の分子を組み込むように改変され得る。
Further modifications of the biodegradable particles and micelles of the present invention The biodegradable particles or micelles further comprise (1) a specific subset of DCs or macrophages or monocytes (Langerhans cells, skin DCs, bone marrow DCs, plasmacytoids) Specific receptors on (including DC), or (2) antibodies or other targeting specific receptors on antigen presenting cells (eg DEC205, Langerin, DC-SIGN, dectin-1, 33D1, MARCO) Can be modified to incorporate

本発明の薬学的組成物
本発明は、本発明の重合体(これは、必要に応じてリンカーを含み得る)を含む薬学的組成物を提供する。一実施形態において、本発明は、本発明の粒子(これは、必要に応じてリンカーを含み得る)を含む薬学的組成物を提供する。別の実施形態において、本発明は、本発明のミセル(これは、必要に応じてリンカーを含み得る)を含む薬学的組成物を提供する。本発明の重合体はさらに、粒子の形態であろうとミセルの形態であろうと、活性物質を含み得る。例えば、一実施形態において、本発明は、活性物質に結合されるリンカーを有するPCADK、PK1、PK2、PK3、PK4、PK5および/またはPK6粒子を含む薬学的組成物を提供する。
Pharmaceutical Composition of the Invention The present invention provides a pharmaceutical composition comprising a polymer of the invention, which may optionally include a linker. In one embodiment, the present invention provides a pharmaceutical composition comprising a particle of the present invention, which may optionally include a linker. In another embodiment, the present invention provides a pharmaceutical composition comprising a micelle of the present invention, which may optionally include a linker. The polymers of the present invention may further comprise an active substance, whether in the form of particles or micelles. For example, in one embodiment, the present invention provides a pharmaceutical composition comprising PCADK, PK1, PK2, PK3, PK4, PK5 and / or PK6 particles having a linker attached to an active agent.

本発明の方法
本発明の粒子およびミセルを生成する方法
本発明は、本発明の粒子を生成するための方法を提供する。一実施形態において、上記方法は、a)ケタールおよびジオールまたは不飽和アルコールの疎水性重合体を形成する工程;b)1つ以上の活性物質の存在下で、a)の重合体の重合体粒子を形成し、それによって、上記物質をカプセル化する工程を包含する。ケタールおよびジオールまたは不飽和アルコールの疎水性重合体を形成するための適切な化学の例としては、単一エマルジョンまたは二重エマルジョンおよび非環式ジエン複分解を用いたアセタール交換反応(Heffernan MJ および Murthy N.,2005 Bioconjug.Chem.16(6):1340−2;Jain RA.,2000 Biomaterials.21(23):2475−90:Wagener K.B. および Gomez F.J.,「ADMET Polymerization」,Encyclopedia of Materials:Science and Technology,EJ.Kramer および C. Hawker編集,Elsevier,Oxford,5,48(2002))が挙げられる。
Methods of the Invention Methods for Producing the Particles and Micelles of the Invention The invention provides methods for producing the particles of the invention. In one embodiment, the method comprises: a) forming a hydrophobic polymer of a ketal and a diol or unsaturated alcohol; b) polymer particles of the polymer of a) in the presence of one or more active substances. And thereby encapsulating the material. Examples of suitable chemistries for forming ketal and diol or unsaturated alcohol hydrophobic polymers include acetal exchange reactions (Heffernan MJ and Murthy N) using single or double emulsions and acyclic diene metathesis. , 2005 Bioconjug.Chem.16 (6): 1340-2; Jin RA., 2000 Biomaterials.21 (23): 2475-90: Wagener KB and Gomez FJ, "ADMET Polymerization", Encyclopedia. of Materials: Science and Technology, edited by EJ Kramer and C. Hawker, Elsevier, Oxford, 5, 48 (200 2)).

この方法のための適切なケタールの例としては、2,2−ジメトキシプロパン、2,2−ジメトキシブタン、1,1−ジメトキシシクロヘキサンまたはジメトキシアセトフェノール(dimethoxyacetophenole)が挙げられるが、これらに限定されない。本発明の範囲内にあるのはまた、1つ以上のヘテロ原子(例えば、窒素、硫黄、酸素およびハロゲン化物)を含む脂肪族ケタール、脂環式ケタールまたは芳香族ケタールを含むケタール重合体である。   Examples of suitable ketals for this process include, but are not limited to, 2,2-dimethoxypropane, 2,2-dimethoxybutane, 1,1-dimethoxycyclohexane or dimethoxyacetophenol. Also within the scope of the present invention are ketal polymers comprising aliphatic ketals, alicyclic ketals or aromatic ketals containing one or more heteroatoms (eg, nitrogen, sulfur, oxygen and halides). .

本発明の実施に従って、上記ジオールは、アルキル ジオール、アリール ジオールおよびシクロアルキル ジオールのいずれかであり得る。   In accordance with the practice of the invention, the diol can be any of alkyl diols, aryl diols and cycloalkyl diols.

ジオールの適切な例としては、1,4−ベンゼンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,5−ペンタン ジオール、1,4−ブタン ジオールまたは1,8−オクタン ジオールが挙げられるが、これらに限定されない。   Suitable examples of diols include 1,4-benzenedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,5-pentane diol, 1,4-butane diol, or 1,8-octane diol. It is not limited to.

一実施形態において、本発明は、本発明の粒子を生成するための方法を提供し、この方法は、(a)PCADK重合体を形成する工程、および(b)1つ以上の活性物質の存在下でPCADKの粒子を形成し、それによって、本発明の粒子を生成する工程を包含する。このPCADK重合体は、必要に応じてリンカーを含み得る。   In one embodiment, the present invention provides a method for producing the particles of the present invention comprising: (a) forming a PCADK polymer; and (b) the presence of one or more active agents. The process includes forming PCADK particles, thereby producing the particles of the present invention. The PCADK polymer may include a linker as required.

一実施形態において、本発明は、本発明の粒子を生成するための方法を提供し、この方法は、(a)PK1、PK2、PK3、PK4、PK5および/またはPK6重合体を形成する工程、ならびに(b)1つ以上の活性物質の存在下でPK1、PK2、PK3、PK4、PK5および/またはPK6のうちの1つ以上の粒子を形成し、それによって本発明の粒子を形成する工程を包含する。PK1〜PK6重合体は、必要に応じてリンカーを含み得る。   In one embodiment, the present invention provides a method for producing the particles of the present invention, the method comprising: (a) forming a PK1, PK2, PK3, PK4, PK5 and / or PK6 polymer; And (b) forming one or more particles of PK1, PK2, PK3, PK4, PK5 and / or PK6 in the presence of one or more active substances, thereby forming the particles of the present invention. Include. The PK1-PK6 polymer may include a linker as necessary.

本発明のミセルは、2工程のプロセスで生成され得る。最初に、目的の重合体を、ミセルを形成するのに適切な条件下で液体(使用される重合体に依存して極性液体または非極性液体)と接触させ得る。ミセルの形成後、このミセルは、外部の架橋剤で架橋され得、本発明の生分解性のミセルを生成し得る。   The micelles of the present invention can be produced in a two step process. Initially, the polymer of interest can be contacted with a liquid (polar or nonpolar liquid depending on the polymer used) under conditions suitable to form micelles. After the formation of micelles, the micelles can be crosslinked with an external crosslinking agent to produce the biodegradable micelles of the present invention.

(本発明の組成物を用いるための方法)
本発明はさらに、例えば、疾患または障害に罹患した被験体を処置する(例えば、この疾患に関連する症状を緩和する)ように、活性物質を送達するために、被験体に本発明の粒子または本発明のミセルを介して本発明の活性物質を送達するための方法を提供する。次に、この粒子(例えば、PCADK、PK1、PK2、PK3、PK4、PK5またはPK6重合体から作製される)またはミセルは、被験体への送達のために活性物質を放出するように、被験体内で分解または溶解され得る。本発明の粒子またはミセルは、種々のpH範囲で可変の分解速度を有し、所望のプロフィールにしたがって活性物質を放出するように設計され得る。例えば、PK3重合体から形成された粒子は、PK6重合体から形成された粒子よりも速く分解し、活性物質を放出する。
(Method for using the composition of the present invention)
The invention further provides, for example, the particles of the invention to a subject to deliver an active agent to treat a subject afflicted with a disease or disorder (eg, alleviate symptoms associated with the disease). Methods are provided for delivering the active agents of the invention through the micelles of the invention. The particles (eg, made from PCADK, PK1, PK2, PK3, PK4, PK5, or PK6 polymers) or micelles are then released into the subject so as to release the active agent for delivery to the subject. Can be degraded or dissolved. The particles or micelles of the present invention can be designed to have a variable degradation rate at various pH ranges and release the active substance according to the desired profile. For example, particles formed from PK3 polymer degrade faster than particles formed from PK6 polymer, releasing the active substance.

本発明の一実施形態において、活性物質を送達するために使用される本発明の粒子またはミセルはさらにリンカーを含む。さらなる実施形態において、PCADK重合体から形成された粒子はさらに、被験体への活性物質の送達に使用される、活性物質に結合されるリンカー(例えば、NTA)を含む。   In one embodiment of the invention, the particles or micelles of the invention used to deliver the active agent further comprise a linker. In further embodiments, the particles formed from the PCADK polymer further comprise a linker (eg, NTA) attached to the active agent that is used to deliver the active agent to the subject.

被験体が罹患する疾患または障害は、HIV、マラリア、TB、SARS、炭疽、エボラ、インフルエンザ、トリインフルエンザおよびHCVのいずれかであり得る。さらなる疾患または障害は、感染症、自己免疫疾患、アレルギー疾患、移植、糖尿病および癌に関連する障害または合併症のいずれかであり得る。自己免疫疾患の例としては、狼瘡、慢性関節リウマチ、乾癬、喘息およびCOPDが挙げられる。   The disease or disorder affecting the subject can be any of HIV, malaria, TB, SARS, anthrax, Ebola, influenza, avian influenza and HCV. The additional disease or disorder can be any of the disorders or complications associated with infectious diseases, autoimmune diseases, allergic diseases, transplantation, diabetes and cancer. Examples of autoimmune diseases include lupus, rheumatoid arthritis, psoriasis, asthma and COPD.

上記活性物質は、本発明の粒子を介して、様々な投与手段(静脈内、皮下、筋肉内、経口および吸入の手段が挙げられるが、これらに限定されない)により送達される。本発明の組成物のための最も有効な投与様式および投薬レジメンは、処置される疾患または障害の正確な位置、この疾患または障害の重症度および経過、被験体の健康および処置に対する反応、ならびにその処置する医師の判断に依存する。従って、この分子の用量は、個々の被験体に合わせて調節されるべきである。   The active agent is delivered via the particles of the invention by a variety of means of administration, including but not limited to intravenous, subcutaneous, intramuscular, oral and inhalation means. The most effective mode of administration and dosage regimen for the compositions of the present invention is the exact location of the disease or disorder being treated, the severity and course of this disease or disorder, the health of the subject and its response to treatment, and its Depends on the judgment of the treating physician. Therefore, the dose of this molecule should be adjusted for the individual subject.

mg/m(表面積)に基づいた、様々なサイズおよび種の動物に対する用量とヒトに対する用量との相互関係は、Freireich,E.J.ら,Cancer Chemother.,Rep.50(4):219−244(1966)に記載されている。上記投薬レジメンにおける調整は、腫瘍細胞の増殖阻害反応および殺傷反応を最適化するために行われ得る(例えば、用量が、分割され得、1日ベースで投与され得るか、またはこの用量が、その状況に依存して比例して減少され得る(例えば、いくつかの分割された用量が、日ごとに投与され得るか、またはその特異的治療状況に依存して比例して減少され得る))。処置を達成するために必要とされる本発明の組成物の用量が、計画の最適化によってさらに減少され得ることは、明らかである。 The correlation between doses for animals of various sizes and species and humans based on mg / m 2 (surface area) is described by Freireich, E .; J. et al. Et al., Cancer Chemother. Rep. 50 (4): 219-244 (1966). Adjustments in the dosing regimen can be made to optimize tumor cell growth inhibition and killing responses (e.g., doses can be divided, administered on a daily basis, or Depending on the situation, it can be reduced proportionally (eg, several divided doses can be administered daily or can be reduced proportionally depending on its specific treatment situation). It is clear that the dose of the composition of the invention required to achieve the treatment can be further reduced by schedule optimization.

本明細書中に用いられている、用語「被験体」は、ヒト、任意の動物(例えば、ウマ、ブタ、ウシ、マウス、イヌ、ネコ、および鳥類の被験体)、細胞または細胞組織を含み得る。本発明の実施に従って、上記活性物質は、上記被験体に(本発明の組成物を用いて)上記疾患もしくは障害の発症の前、後、またはその間に、送達または投与され得る。   As used herein, the term “subject” includes any human, any animal (eg, horse, pig, cow, mouse, dog, cat, and avian subject), cell or cellular tissue. obtain. In accordance with the practice of the invention, the active agent can be delivered or administered to the subject (using the compositions of the invention) before, after, or during the onset of the disease or disorder.

本発明は、本発明の粒子またはミセルを介して活性物質を投与することによって免疫反応を調節するための方法を提供する。本発明の一実施形態において、本発明の方法で使用される粒子またはミセルはさらに、リンカーを含む。例えば、本発明の方法において、免疫反応は、被験体に、所望の活性物質を含む本発明の粒子もしくはミセルを送達または投与することにより、TLR依存的様式でTh免疫反応へと偏し得る。一実施形態において、TLRを発現する細胞は、Th免疫反応(例えば、Th0、Th2またはT調節性細胞免疫反応)に対する偏りをもたらす(本発明の粒子またはミセルにより送達される)物質と接触される。例えば、TLR−2、ERK 1/2、またはc−fosを活性化する物質(例えば、天然のリガンド、その生物学的に活性のフラグメント、または低分子もしくは合成の分子)。   The present invention provides a method for modulating an immune response by administering an active agent through the particles or micelles of the present invention. In one embodiment of the invention, the particles or micelles used in the method of the invention further comprise a linker. For example, in the methods of the present invention, the immune response can be biased toward a Th immune response in a TLR-dependent manner by delivering or administering to the subject particles or micelles of the present invention containing the desired active agent. In one embodiment, the TLR-expressing cell is contacted with a substance (delivered by the particles or micelles of the invention) that results in a bias against a Th immune response (eg, a Th0, Th2, or T regulatory cell immune response) . For example, a substance that activates TLR-2, ERK 1/2, or c-fos (eg, a natural ligand, a biologically active fragment thereof, or a small or synthetic molecule).

上記のように、上記免疫反応は、レセプターの活性化からシグナリング経路の下流(例えば、TLR結合から下流またはTLR活性化もしくは認識から下流)の時点において、調節(regulate)または調節(modulate)され得る(例えば、Th免疫反応に対して偏向することを増大または縮小させる)。従って、患者はまた、下流のシグナリング経路の要素に対して細胞内で作用することにより免疫反応を偏向させる(本発明の組成物を用いて送達される)活性物質または活性物質の組み合わせを用いて、処置され得る。   As described above, the immune response can be regulated or modulated at a point in time downstream from the activation of the receptor to the signaling pathway (eg, downstream from TLR binding or downstream from TLR activation or recognition). (E.g., increase or decrease bias to Th immune response). Thus, patients also use active agents or combinations of active agents (delivered using the compositions of the invention) that deflect the immune response by acting intracellularly on elements of downstream signaling pathways. Can be treated.

本発明は、本発明の組成物を用いて送達される所望の活性物質を用いて、MAPキナーゼ経路のいずれか(ERK 1/2経路が挙げられる)の細胞シグナリング(例えば、活性化)を誘導することにより、Th2免疫反応に対して偏向させるための方法を提供する。誘導されるMAPキナーゼ経路は、MAPキナーゼ経路(ERK 1/2が挙げられる)のリン酸化される構成成分の量の増加および/または期間の延長により特徴付けられ得る。   The present invention induces cellular signaling (eg, activation) of any of the MAP kinase pathways, including the ERK 1/2 pathway, using the desired active agent delivered using the composition of the present invention. Thereby providing a method for biasing against a Th2 immune response. The induced MAP kinase pathway can be characterized by an increased amount of phosphorylated components and / or an extended duration of the MAP kinase pathway, including ERK 1/2.

本発明の方法の別の実施形態において、TH2免疫反応を調節する(regulate)ようにERK 1/2 MAPキナーゼ経路を調節(modulate)する活性物質が、本発明の組成物を介して送達され得る。この実施形態において、例として、TLR(例えば、TLR−2)のアゴニストは、TH2免疫反応を増大させるようにERK 1/2のリン酸化を誘導する。さらに本発明の方法の別の実施形態において、活性物質は、細胞内のc−FOS経路を調節(modulate)して、それによってTH2免疫反応を調節する(regulate)ように、本発明の組成物を介して送達され得る。この実施形態において、例として、c−fos経路のアゴニストは、TH2免疫反応を増大させるように、c−fosの発現および/またはc−fosのリン酸化を誘導する。さらに本発明の方法のさらなる実施形態において、活性物質は、TLR2またはその下流のシグナリング経路の要素(例えば、ERK 1/2 MAPキナーゼ経路およびc−FOS経路)に作用することによりTh2免疫反応を調節するように、本発明の組成物を介して送達され得る。例えば、本発明の組成物を介して送達される、上記活性物質は、IL−10の産生または活性を調節する(例えば、IL−10の産生を増加させるかまたはIL−10をアップレギュレーションする)ために用いられ得る。   In another embodiment of the methods of the invention, an active agent that modulates the ERK 1/2 MAP kinase pathway to regulate a TH2 immune response may be delivered via a composition of the invention. . In this embodiment, by way of example, an agonist of TLR (eg, TLR-2) induces phosphorylation of ERK 1/2 to increase the TH2 immune response. In yet another embodiment of the method of the present invention, the active agent modulates the intracellular c-FOS pathway, thereby regulating the TH2 immune response. Can be delivered via. In this embodiment, by way of example, an agonist of the c-fos pathway induces c-fos expression and / or phosphorylation of c-fos to increase the TH2 immune response. In still further embodiments of the methods of the invention, the active agent modulates a Th2 immune response by acting on elements of TLR2 or downstream signaling pathways (eg, ERK 1/2 MAP kinase pathway and c-FOS pathway). As such, it can be delivered via the composition of the present invention. For example, the active agent delivered via the composition of the invention modulates IL-10 production or activity (eg, increases IL-10 production or upregulates IL-10). Can be used for

一実施形態において、Th2免疫反応に対して偏向させるための方法は、本発明の組成物を介して送達される活性物質を投与することにより、IL12の産生を媒介する(例えば、阻害する)p38および/もしくはJNK経路のシグナリングを弱めるかまたは阻害し、それによって、Th1反応に対して偏向させることを含む。別の実施形態において、Th2免疫反応に対して偏向させるための方法は、所望の活性物質(もしくはその組み合わせ)を含む本発明のミセルまたは粒子を投与することにより、IL12の産生を媒介し(例えば、阻害する)、それによってTh1反応に対して偏向させる、p38および/またはJNKのリン酸化された量を減少させるかまたは阻害すること、あるいは、p38および/またはJNKのリン酸化の持続時間を短縮または阻害することを含む。   In one embodiment, a method for biasing against a Th2 immune response mediates (eg inhibits) the production of IL12 by administering an active agent delivered via a composition of the invention p38. And / or including diminishing or inhibiting signaling of the JNK pathway, thereby biasing the Th1 response. In another embodiment, a method for biasing against a Th2 immune response mediates IL12 production by administering micelles or particles of the invention comprising a desired active agent (or combination thereof) (eg, Reduce or inhibit the phosphorylated amount of p38 and / or JNK, or bias the duration of phosphorylation of p38 and / or JNK, thereby biasing against the Th1 response Or including inhibiting.

本発明はまた、本発明の組成物を介して送達される活性物質を投与することによって、MAPキナーゼ経路のいずれか(p38および/またはJNK経路が挙げられる)の細胞シグナリング(例えば、活性化)を誘導することにより、Th1免疫反応に対して偏向させるための方法を提供する。誘導されるp38および/またはJNK経路は、MAPキナーゼ経路(p38、および/またはJNKが挙げられる)のリン酸化された構成成分の量の増加および/または持続時間の延長により特徴付けられ得る。   The present invention also provides for cellular signaling (eg, activation) of any of the MAP kinase pathways, including the p38 and / or JNK pathways, by administering an active agent delivered via a composition of the present invention. A method for biasing against a Th1 immune response is provided. The induced p38 and / or JNK pathway can be characterized by an increase in the amount and / or an increase in duration of the phosphorylated component of the MAP kinase pathway, including p38 and / or JNK.

一実施形態において、Th1免疫反応に対して偏向させるための方法は、本発明の組成物を介して送達される活性物質を投与することにより、ERK 1/2および/またはc−fos経路のシグナリンを弱めるかまたは阻害することを含む。別の実施形態において、Th1免疫反応に対して偏向させるための方法は、本発明の組成物を介して送達される活性物質を投与することにより、リン酸化されたERK 1/2および/またはc−fosの量を減少または阻害すること、あるいはERK 1/2および/またはc−fosのリン酸化の持続時間を短縮または阻害することを含む。   In one embodiment, a method for biasing against a Th1 immune response comprises administering an active agent delivered via a composition of the present invention to provide signalin of the ERK 1/2 and / or c-fos pathway. Weakening or inhibiting. In another embodiment, a method for biasing against a Th1 immune response comprises phosphorylating ERK 1/2 and / or c by administering an active agent delivered via a composition of the invention. -Reducing or inhibiting the amount of fos, or shortening or inhibiting the duration of phosphorylation of ERK 1/2 and / or c-fos.

さらに、本発明は、TH2免疫反応を調節するための方法を提供し、この方法は、T細胞(例えば、ナイーブT細胞)と、本発明の組成物を介して送達される、ERK 1/2経路を活性化しならびに/またはc−fosもしくはc−fos経路を活性化するTLRアゴニスト(例えば、TLR−2アゴニスト)を含む培養物中で処理されたTLR陽性細胞(例えば、DC)とを接触させる工程を包含する。   Furthermore, the present invention provides a method for modulating a TH2 immune response, the method comprising a T cell (eg, a naive T cell) and an ERK 1/2 delivered via the composition of the present invention. Contacting TLR positive cells (eg, DCs) treated in culture containing a TLR agonist (eg, TLR-2 agonist) that activates the pathway and / or activates the c-fos or c-fos pathway Process.

さらに、本発明は、TH1免疫反応を調節するための方法を提供し、この方法は、T細胞(例えば、ナイーブT細胞)と、本発明の組成物を介して送達される、p38経路および/またはJNK経路を活性化するTLRアゴニスト(例えば、TLR−4アゴニスト)を含む培養物中で処理されたTLR陽性細胞とを接触させる工程を包含する。   Furthermore, the present invention provides a method for modulating a TH1 immune response, which method comprises a T cell (eg, a naïve T cell) and a p38 pathway and / or delivered via a composition of the present invention. Or contacting a TLR positive cell treated in a culture comprising a TLR agonist that activates the JNK pathway (eg, a TLR-4 agonist).

本発明は、免疫に関係する状態または疾患(例えば、アレルギー、自己免疫疾患、および他の免疫に関係する状態(癌が挙げられる))を有する被験体を処置するための方法を提供し、この方法は、Th1、Th2もしくはTh0免疫反応に対してまたは反して偏向させるために、本発明の組成物を介して送達される、本発明の任意の物質を、この被験体に、有効量で投与する工程を包含する。上記被験体は、ウシ、ブタ、マウス、ウマ、イヌ、ネコ、サル、ヒト、ヒツジ、魚類または鳥類であり得る。   The present invention provides methods for treating a subject having an immune-related condition or disease (eg, allergies, autoimmune diseases, and other immune-related conditions, including cancer) The method comprises administering to the subject an effective amount of any substance of the present invention delivered via a composition of the present invention to bias against or contrary to a Th1, Th2 or Th0 immune response. The process of carrying out is included. The subject can be a cow, pig, mouse, horse, dog, cat, monkey, human, sheep, fish or bird.

一実施形態において、強いTh2反応に関連する状態または疾患を有する被験体は、本発明の組成物を介して送達される、Th1免疫反応に対して偏向させるようにこの被験体内の細胞シグナリングを活性化する、本発明の物質を用いて処置される。強いTh2反応により特徴付けられる疾患としては、アレルギー、喘息、および慢性閉塞性肺疾患(COPD(例えば、気腫または慢性気管支炎))が挙げられるが、これらに限定されない。   In one embodiment, a subject having a condition or disease associated with a strong Th2 response activates cell signaling in the subject to bias against a Th1 immune response delivered via a composition of the invention. To be treated with the substance of the invention. Diseases characterized by a strong Th2 response include, but are not limited to, allergies, asthma, and chronic obstructive pulmonary disease (COPD (eg emphysema or chronic bronchitis)).

別の実施形態において、強いTh2反応と関連する状態または疾患を有する被験体は、本発明の組成物を介して送達される、Th2免疫反応に対して偏向させることを阻害する分子を用いて処置される。   In another embodiment, a subject having a condition or disease associated with a strong Th2 response is treated with a molecule that inhibits biasing against a Th2 immune response delivered via a composition of the invention. Is done.

一実施形態において、強いTh1反応と関連する状態または疾患を有する被験体は、本発明の組成物を介して送達される、Th2免疫反応に対して偏向させるようにこの被験体内の細胞シグナリングを活性化する本発明の物質を用いて、処置される。強いTh1反応により特徴付けられる疾患としては、糖尿病、慢性関節リウマチ、多発性硬化症、乾癬、および全身性エリテマトーデスが挙げられるが、これらに限定されない。   In one embodiment, a subject having a condition or disease associated with a strong Th1 response activates cell signaling in the subject to bias against a Th2 immune response delivered via a composition of the invention. It is treated with the substance of the invention Diseases characterized by a strong Th1 response include, but are not limited to diabetes, rheumatoid arthritis, multiple sclerosis, psoriasis, and systemic lupus erythematosus.

別の実施形態において、強いTh1反応と関連する状態または疾患を有する被験体は、本発明の組成物を介して送達される、Th1免疫反応に対して偏向させることを阻害する活性物質を用いて、処置される。   In another embodiment, a subject having a condition or disease associated with a strong Th1 response is used with an active substance that inhibits biasing against a Th1 immune response delivered via a composition of the invention. To be treated.

本発明の利点
本発明のポリケタール粒子は、小さなインヒビターから大型のタンパク質まで、広範な範囲の活性物質を含むか、またはそれらをカプセル化でき、疾患または状態に罹患する被験体へ活性物質を送達するためにか、あるいは予防手段として使用され得る。
Advantages of the invention The polyketal particles of the present invention contain a wide range of active substances, from small inhibitors to large proteins, or can encapsulate them, delivering active substances to a subject suffering from a disease or condition Or may be used as a preventive measure.

一実施形態において、上記ポリケタールに加えられるか、またはそれによってカプセル化される活性物質は、被験体内で数週間活性を保持し得る。加えて、活性物質を含むポリケタールは、凍結乾燥され得、分解することなく数ヶ月間保存されることが可能である。このポリケタールは、種々のpH範囲で制御可能な分解プロフィールを有し、必要な場合、活性物質の正確な放出のために細かく調整され得る。   In one embodiment, the active agent added to or encapsulated by the polyketal can remain active in the subject for several weeks. In addition, polyketals containing active substances can be lyophilized and stored for several months without degradation. This polyketal has a controllable degradation profile in various pH ranges and can be finely tuned for precise release of the active substance, if necessary.

本発明のポリケタール重合体は、例えば、心筋細胞の周囲の領域に活性物質を投与することに付随する問題、すなわち、筋細胞の周囲の領域における増大した血液供給によって、活性物質が投与直後に運び去られる可能性が高くなることを克服するはずである。より大きな、ミクロンスケールの本発明のポリケタールは、この障害を克服するはずであり、活性物質を含むかもしくはカプセル化するポリケタールが、局所的な微小環境に残留することを可能にする。   The polyketal polymers of the present invention carry the active substance immediately after administration due to, for example, the problems associated with administering the active substance to the area surrounding the cardiomyocytes, i. It should overcome the increased likelihood of being left. Larger, micron-scale polyketals of the present invention should overcome this obstacle and allow polyketals containing or encapsulating active agents to remain in the local microenvironment.

本発明のポリケタールは、それらを、障害もしくは疾患の処置(例えば、心筋の処置)のための活性物質の送達ビヒクルまたは予防手段として理想的にする、いくつかの固有な特性を有する:(1)本発明のポリケタールは、種々のpH値で1〜2日間から数週間まで容易に操作され得る、時間的尺度で分解し得る;(2)本発明のポリケタールは、中性の排出可能な化合物に加水分解し得、したがってポリエステルベースのマイクロ粒子よりも生じるタンパク質の分解および変性が少ない;(3)このポリケタールは、固体の粒子であり得、処方後延長された期間にわたって安定であり得る;ならびに(4)ポリケタールの特性は、粒径、形状および多孔度を変更するために容易に操作され得る。   The polyketals of the present invention have several unique properties that make them ideal as active vehicle delivery vehicles or preventive measures for the treatment of disorders or diseases (eg, treatment of the myocardium): (1) The polyketals of the present invention can be degraded on a time scale, which can be easily manipulated from 1-2 days to several weeks at various pH values; (2) the polyketals of the present invention can be converted to neutral excretable compounds. (3) The polyketals can be solid particles and can be stable over an extended period after formulation; and (3) can be hydrolyzed and thus produce less protein degradation and denaturation than polyester-based microparticles; 4) The properties of the polyketal can be easily manipulated to change the particle size, shape and porosity.

本発明の一実施形態において、上記ポリケタールの共重合体のパーセンテージを変更することは、ポリケタールに加えられるかもしくはそれによってカプセル化される活性物質の制御可能な放出を提供するために、このポリケタールの加水分解の速度論を変更または細かく調整し得る。例えば、単量体組成のPK4は、pH4.5においてPK3よりも速い加水分解の速度論を提供する。同様に、PK3は、PK2またはPK5よりも速い加水分解の速度論を有するが、PK2およびPK5は、PK1またはPK6よりも速い加水分解の速度論を有する。したがって、PK4に加えられた活性物質は、PK3に加えられた活性物質よりも速く放出され;PK3に加えられた活性物質は、PK2またはPK5に加えられた活性物質よりも速く放出され;そして、PK2またはPK5に加えられた活性物質は、PK1またはPK6に加えられた活性物質よりも速く放出される。   In one embodiment of the present invention, altering the percentage of the polyketal copolymer to provide a controllable release of the active agent added to or encapsulated by the polyketal. Hydrolysis kinetics can be altered or finely tuned. For example, the monomer composition PK4 provides faster hydrolysis kinetics than PK3 at pH 4.5. Similarly, PK3 has faster hydrolysis kinetics than PK2 or PK5, while PK2 and PK5 have faster hydrolysis kinetics than PK1 or PK6. Thus, the active substance added to PK4 is released faster than the active substance added to PK3; the active substance added to PK3 is released faster than the active substance added to PK2 or PK5; and Active substances added to PK2 or PK5 are released faster than active substances added to PK1 or PK6.

本発明の別の実施形態において、本発明のポリケタールは、ポリケタールに加えられるかまたはそれによってカプセル化される活性物質の放出速度を変更または細かく調整するために混合され得る。例えば、速い加水分解の速度論を有するポリケタール(例えば、PK4またはPK3)は、より遅い加水分解の速度論を有するポリケタール(例えば、PK1またはPK6)と混合され得、被験体に共投与され得る。PK4またはPK3に加えられる活性成分は被験体内で迅速に放出され、被験体に活性物質の即時放出(IR)用量を提供する。一方で、PK1またはPK6に加えられる活性物質は、より遅い速度で放出され、被験体において活性物質の漸進的な放出または延長放出(ER)を可能にする。   In another embodiment of the present invention, the polyketals of the present invention can be mixed to alter or fine tune the release rate of the active agent added to or encapsulated by the polyketals. For example, polyketals with fast hydrolysis kinetics (eg, PK4 or PK3) can be mixed with polyketals with slower hydrolysis kinetics (eg, PK1 or PK6) and co-administered to a subject. The active ingredient added to PK4 or PK3 is rapidly released in the subject, providing the subject with an immediate release (IR) dose of the active agent. On the other hand, the active substance added to PK1 or PK6 is released at a slower rate, allowing a gradual or extended release (ER) of the active substance in the subject.

本発明の別の利点は、一実施形態において、リンカーがポリケタール重合体に付着され得ることである。次に、このポリケタール重合体は、リンカーを有する粒子を形成するために使用され得る。リンカーを有する粒子は、被験体への1つ以上の活性物質の二重(すなわち、粒子による活性物質のカプセル化および活性物質〜粒子〜リンカーの付着を介する)の送達を可能にする。一実施形態において、活性物質の送達についてのこの二重様式は、活性物質に関して二重の放出時間を提供し、ここで、リンカーに結合した活性物質は、カプセル化された活性物質よりも速く放出される。   Another advantage of the present invention is that in one embodiment, a linker can be attached to the polyketal polymer. This polyketal polymer can then be used to form particles with linkers. A particle with a linker allows for the delivery of one or more active agents (ie, through encapsulation of the active agent by the particle and attachment of the active agent-particle to the linker) to the subject. In one embodiment, this dual mode of active agent delivery provides a double release time for the active agent, where the active agent attached to the linker releases faster than the encapsulated active agent. Is done.

以下の実施例は、本発明を説明するために、ならびに当業者が同じものを作製および使用することを援助するために示されている。実施例は、他に本発明の範囲を限定するようには決して意図されない。   The following examples are presented to illustrate the present invention and to assist one of ordinary skill in making and using the same. The examples are in no way intended to limit the scope of the invention otherwise.

(実施例1)
抗原を含む架橋されたミセルの合成
タンパク質抗原のオボアルブミンおよび免疫刺激性DNAを含む架橋されたミセルを、2工程のプロセスで合成した。最初に、ミセルを、陽イオン性ブロック共重合体のPEG−ポリリジン−チオピリダールと負に荷電したFITC−オボアルブミン(FITC−OVA)および免疫刺激性DNA(ISS−DNA)との間で形成した。これらのミセルは、濃度10mg/mlのPEG−ポリリジン−チオピリダール、濃度0.5mg/mlのFITC−OVAおよび濃度0.5mg/mlのISS−DNAを含んでいた。上記ミセルを1時間形成させ、次いで、このミセルを0.4mg/mlのジチオ−エチレン グリコールで架橋した。上記架橋反応をU.V.活性(342nm)によりモニタリングしたところ、チオピリダール基が1時間後に室温で定量的に反応したことを示した。100kD spin−filter(centricon)により上記ミセルを遠心分離し、回収した溶液をFITC蛍光(励起 494nm、放射 510nm)について解析することにより、上記ミセル中のFITC−OVAのカプセル化効率を決定した。このことは、FITC−OVAの95%より多くが、上記ミセル中にカプセル化されたことを示した。
Example 1
Synthesis of cross-linked micelles containing antigen Cross-linked micelles containing the protein antigen ovalbumin and immunostimulatory DNA were synthesized in a two-step process. Initially, micelles were formed between the cationic block copolymer PEG-polylysine-thiopyridal and negatively charged FITC-ovalbumin (FITC-OVA) and immunostimulatory DNA (ISS-DNA). These micelles contained 10 mg / ml PEG-polylysine-thiopyridal, 0.5 mg / ml FITC-OVA, and 0.5 mg / ml ISS-DNA. The micelles were allowed to form for 1 hour and then the micelles were crosslinked with 0.4 mg / ml dithio-ethylene glycol. The cross-linking reaction is described in U.S. Pat. V. Monitoring by activity (342 nm) showed that the thiopyridal group reacted quantitatively at room temperature after 1 hour. The micelles were centrifuged by 100 kD spin-filter (centricon), and the recovered solution was analyzed for FITC fluorescence (excitation 494 nm, emission 510 nm) to determine the encapsulation efficiency of FITC-OVA in the micelles. This indicated that more than 95% of FITC-OVA was encapsulated in the micelles.

(実施例2)
ポリケタール粒子の合成(疎水性薬物の送達のための単一エマルジョン方法)
水中油型エマルジョン方法を用いて、粒子を、ポリ(l,4−フェニレン−アセトン ジメチレン ケタール)により合成した。簡単に言えば、10mgの2.1mgのERKインヒビターUO126および0.1gのクロロ−メチル フルオレセイン ジアセタート(CMFDA)を、0.5mLのCHCl(0.1%のトリエチルアミンを含む)中に溶解させた。次いで、この溶液を、2mg/mlのポリビニル アルコール(PVA,31〜50 kDa,Aldrich)を含む5mLのpH 9緩衝液(10mM NaHCO)に添加した。この油−水混合物を、少しの間振とうし、次いで、2〜3分間40ワットで超音波処理して(Branson Sonifier 250)、微細な油/水エマルジョンを形成した。上記エマルジョンを、N流れ下で少なくとも3時間攪拌して、その溶媒を蒸発させ、そして粒子懸濁物を生成した。粒子サイズを、動的光散乱(dynamic light scattering)(DLS)により解析したところ、その平均直径が282nmであることを示した。
(Example 2)
Synthesis of polyketal particles (single emulsion method for delivery of hydrophobic drugs)
The particles were synthesized with poly (l, 4-phenylene-acetone dimethylene ketal) using an oil-in-water emulsion method. Briefly, 10 mg 2.1 mg ERK inhibitor UO126 and 0.1 g chloro-methyl fluorescein diacetate (CMFDA) were dissolved in 0.5 mL CHCl 3 (containing 0.1% triethylamine). . This solution was then added to 5 mL of pH 9 buffer (10 mM NaHCO 3 ) containing 2 mg / ml polyvinyl alcohol (PVA, 31-50 kDa, Aldrich). The oil-water mixture was shaken briefly and then sonicated (Branson Sonifier 250) for 2-3 minutes at 40 Watts to form a fine oil / water emulsion. The emulsion was stirred under N 2 flow for at least 3 hours to evaporate the solvent and produce a particle suspension. Particle size was analyzed by dynamic light scattering (DLS) and showed an average diameter of 282 nm.

(実施例3)
オボアルブミンをカプセル化するポリケタール粒子の合成(親水性薬物の合成のための二重エマルジョン方法)
ポリケタール粒子の合成
FITC−オボアルブミンを含むポリケタール粒子(PKN)を、二重エマルジョン方法を用いて作製した。最初に、500μLのクロロホルム中に溶解させた20mgのポリ(1,4−フェニレン アセトン ジメチレン ケタール)(PPADK)を、100μLのFITC−Ova溶液(約0.7mg)に添加した。この混合物を、40ワットで1分間超音波処理して、一次エマルジョンを形成した。次に、5mLの10mM pH9 リン酸ナトリウム緩衝液中の0.2% w/v ポリビニル アルコール(PVA, Aldrich)を添加し、そしてこの混合物を、40ワットで少なくとも1分間超音波処理して、二次エマルジョンを形成した。上記エマルジョンを、窒素通気下で4時間混合し、その後、その容量を、緩衝液を用いて5mLにした。2バッチのFITC−Ova含有PKNを、2バッチの無添加(plain)PKN(FITC−Ovaを含まない)と同様の様式で調製した。上記PKN懸濁物を、4℃で保管した。
(Example 3)
Synthesis of polyketal particles encapsulating ovalbumin (double emulsion method for the synthesis of hydrophilic drugs)
Synthesis of polyketal particles Polyketal particles (PKN) containing FITC-ovalbumin were made using a double emulsion method. First, 20 mg of poly (1,4-phenylene acetone dimethylene ketal) (PPADK) dissolved in 500 μL of chloroform was added to 100 μL of FITC-Ova solution (about 0.7 mg). The mixture was sonicated at 40 watts for 1 minute to form a primary emulsion. Next, 5 mL of 0.2% w / v polyvinyl alcohol (PVA, Aldrich) in 10 mM pH 9 sodium phosphate buffer was added and the mixture was sonicated at 40 watts for at least 1 min. The next emulsion was formed. The emulsion was mixed for 4 hours under nitrogen bubbling, after which the volume was made up to 5 mL with buffer. Two batches of FITC-Ova containing PKN were prepared in the same manner as two batches of plain PKN (without FITC-Ova). The PKN suspension was stored at 4 ° C.

粒子のサイジングを、動的光散乱(DLS)により決定した。2バッチの、FITC−オボアルブミンをロードしたPKNは、426nmおよび462nmの有効な直径を有し、空のPKNバッチは、321nmおよび347nmであった。   Particle sizing was determined by dynamic light scattering (DLS). Two batches of FITC-ovalbumin loaded PKN had effective diameters of 426 nm and 462 nm, and the empty PKN batches were 321 nm and 347 nm.

FITC−Ovaの標識
鶏卵アルブミン(オボアルブミン)を、次の通りに、フルオレセインを用いて標識した。オボアルブミンを、10mg/mLで200mM pH9 NaHCO緩衝液中に溶解した。イソチオシアン酸フルオレセイン(FITC)を、10mg/mLでDMSO中に溶解した。次に、2.5mLのオボアルブミン溶液(25mg、0.56mmol)を、50μLのFITC/DMSO(0.5mg、1.28mmol)と共に少なくとも1時間30℃で混合した。この生成物を、Sephadex PD−10カラム中で濾過し、遊離色素を除去した;このカラムに、2.5mLの生成物をロードし、そして2.5mLの水で溶出した。得られたオボアルブミンの濃度は、約7mg/mLであった。497nmでのFITCの吸収を測定することにより、かつオボアルブミンの推定濃度を用いて、標識の程度を1.09と算出した。
FITC-Ova labeling Chicken egg albumin (ovalbumin) was labeled with fluorescein as follows. Ovalbumin was dissolved in 200 mM pH 9 NaHCO 3 buffer at 10 mg / mL. Fluorescein isothiocyanate (FITC) was dissolved in DMSO at 10 mg / mL. Next, 2.5 mL of ovalbumin solution (25 mg, 0.56 mmol) was mixed with 50 μL of FITC / DMSO (0.5 mg, 1.28 mmol) for at least 1 hour at 30 ° C. The product was filtered through a Sephadex PD-10 column to remove free dye; the column was loaded with 2.5 mL of product and eluted with 2.5 mL of water. The concentration of the obtained ovalbumin was about 7 mg / mL. The degree of labeling was calculated to be 1.09 by measuring the absorption of FITC at 497 nm and using the estimated concentration of ovalbumin.

PKN中のFITC−Ovaのカプセル化の決定
2つのFITC−Ova PKNバッチを、5倍の水により希釈し、そして希釈した試料各々の一部分を、0.1μm Supor syringe filter (Pall Acrodisc)を通して濾過した。これらの濾過された試料および濾過されていない試料をさらに、10倍のpH9 リン酸ナトリウム緩衝液中に希釈し、そして蛍光を、494nmの励起波長および520nmの放射波長で測定した(図1)。
Determination of FITC-Ova Encapsulation in PKN Two FITC-Ova PKN batches were diluted with 5-fold water, and a portion of each diluted sample was filtered through a 0.1 μm Super syringe filter (Pall Acrodisc). . These filtered and unfiltered samples were further diluted in 10 × pH 9 sodium phosphate buffer and fluorescence was measured at an excitation wavelength of 494 nm and an emission wavelength of 520 nm (FIG. 1).

上記カプセル化の効率を、上記濾過された試料および濾過されていない試料の蛍光強度を用いて、次の通りに、算出した:   The encapsulation efficiency was calculated using the fluorescence intensity of the filtered and unfiltered samples as follows:

(実施例4) ケタール骨格の重合体(ポリケタール)の合成および分解
図2は、以下を示す:(A)ケタール中間体 1を生成するための1,4−ベンゼンジメタノールと2,2−ジメトキシプロパンとの間のケタール交換反応。(B)ポリケタール 2を生成するための1の段階的重合。副生成物のメタノールを蒸留することにより、反応工程AおよびBを進める。(C)溶媒蒸発方法による薬物をロードした粒子の形成。粒子は、低分子量の排出可能な化合物へのpH感受性の分解を表す。
Example 4 Synthesis and Decomposition of Ketal Skeleton Polymer (Polyketal) FIG. 2 shows the following: (A) 1,4-benzenedimethanol and 2,2-dimethoxy to produce ketal intermediate 1 Ketal exchange reaction with propane. (B) One step polymerization to produce polyketal 2. Reaction steps A and B proceed by distilling the by-product methanol. (C) Formation of drug loaded particles by solvent evaporation method. The particles represent a pH sensitive degradation into low molecular weight effluxable compounds.

合成
上記ポリケタールを、ケタール交換反応(Lorette,N.B.;Howard,W.L. J.Org.Chem.1960,25,521−525)に基づいた新規の重合戦略により合成する。この反応は一般的に、低分子量のアルコールに保護基を導入するために用いられており、これまでは、重合体を合成するために用いられていなかった。しかしながら、本発明者らはここで、簡単に2,2−ジメトキシプロパン(DMP)をジオールと反応させることにより、上記ケタール交換反応が、酸感受性の重合体を合成するために用いられ得ることを明らかにする。本発明者らは、上記重合が図2の反応機構により起こることを提唱する。上記ケタール交換反応は、DMPのプロトン化およびその後のアルコールによる求核攻撃を含む平衡反応である。副生成物のメタノールを蒸留して除くことにより、この平衡を、上記ケタール中間体 1の形成に対してシフトさせる。この反応が進むにつれて、1の分子は、段階的様式で結合して、ポリケタール2を形成する。
Synthesis The polyketals are synthesized by a novel polymerization strategy based on the ketal exchange reaction (Lorette, NB; Howard, WL J. Org. Chem. 1960, 25, 521-525). This reaction is generally used to introduce protecting groups into low molecular weight alcohols and has not previously been used to synthesize polymers. However, the inventors now note that the ketal exchange reaction can be used to synthesize acid-sensitive polymers by simply reacting 2,2-dimethoxypropane (DMP) with a diol. To clarify. We propose that the above polymerization occurs by the reaction mechanism of FIG. The ketal exchange reaction is an equilibrium reaction involving protonation of DMP and subsequent nucleophilic attack by alcohol. This equilibrium is shifted relative to the formation of the ketal intermediate 1 by distilling off the byproduct methanol. As this reaction proceeds, one molecule binds in a stepwise fashion to form polyketal 2.

DMPと1,4−ベンゼンジメタノール(BDM)との代表的な重合により、48%の収率でポリケタール 2を得た。上記重合を、短い経路の蒸留ヘッドに結合した25mLの二首フラスコ内で実行した。10mLの温かい酢酸エチル中に溶解したBDM(1.0g、7.3mmol、Aldrich)を、100℃で保たれた10mLの蒸留されたベンゼンに添加した。次いで、550μLの酢酸エチル中に溶解した再結晶化されたp−トルエン スルホン酸(5.5mg、0.029mmol、Aldrich)を、添加した。酢酸エチルを蒸留して除いた後、上記反応を開始するために、蒸留されたDMP(900μL、7.4mmol、Aldrich)を添加した。DMPのさらなる容量(各容量は2mLのベンゼンおよび300〜500μLのDMPからなる)を、計量漏斗を介して添加した。各容量を、間に30分の間期を含む30〜40分の期間にわたって添加した。上記反応の全持続時間は、7時間であった。上記反応を、100μLのトリエチルアミンの添加により停止し、そして冷ヘキサン中に沈殿させた。この粗生成物を、真空濾過し、エーテルおよびヘキサンでリンスし、そして真空乾燥させて、600mgの白色固体生成物(収率48%)を得た。この回収した重合体を、GPCおよびH NMRにより解析した。 Polyketal 2 was obtained in 48% yield by a typical polymerization of DMP and 1,4-benzenedimethanol (BDM). The polymerization was carried out in a 25 mL two-necked flask connected to a short path distillation head. BDM (1.0 g, 7.3 mmol, Aldrich) dissolved in 10 mL warm ethyl acetate was added to 10 mL distilled benzene maintained at 100 ° C. Then recrystallized p-toluenesulfonic acid (5.5 mg, 0.029 mmol, Aldrich) dissolved in 550 μL of ethyl acetate was added. After distilling off ethyl acetate, distilled DMP (900 μL, 7.4 mmol, Aldrich) was added to start the reaction. An additional volume of DMP (each volume consisting of 2 mL of benzene and 300-500 μL of DMP) was added via a metering funnel. Each volume was added over a period of 30-40 minutes with an interphase of 30 minutes in between. The total duration of the reaction was 7 hours. The reaction was stopped by the addition of 100 μL triethylamine and precipitated into cold hexane. The crude product was vacuum filtered, rinsed with ether and hexane, and dried in vacuo to give 600 mg of white solid product (48% yield). The recovered polymer was analyzed by GPC and 1 H NMR.

図3Aは、1つのバッチ由来のGPCトレースを示す。このバッチにおいて、繰り返し単位22.5個の重合の程度に対して、Mw=4000および1.54の多分散度指数を得た。H NMRスペクトル(図3B)は、2の繰り返し単位がジメチルケタール基(「6a」)を含むことを確認する。共に、GPCおよびH NMRのデータは、成功したポリケタール 2の合成についての証拠を提供する。 FIG. 3A shows a GPC trace from one batch. In this batch, a polydispersity index of Mw = 4000 and 1.54 was obtained for a degree of polymerization of 22.5 repeat units. The 1 H NMR spectrum (FIG. 3B) confirms that the 2 repeat units contain a dimethyl ketal group (“6a”). Together, GPC and 1 H NMR data provide evidence for successful polyketal 2 synthesis.

加水分解
2の加水分解の速度論を、リソソーム(pH 5.0)および血流(pH 7.4)に対するpH値で測定した。ポリケタール 2を細かい粉末にひき、そしてこの粉末を、pH 7.4(ホスファート緩衝液)、pH 5.0(アセタート緩衝液)、およびpH 1.0(DCl)の重水素を入れた溶液に添加することにより、上記加水分解の速度を測定した。この懸濁物を37℃で攪拌し、データの点を3時間、24時間、48時間、および72時間でとった。各懸濁物を4分間、1800gで遠心分離し、そしてその上清をH NMRにより解析した。これらのスペクトルは、BDMについてのピーク(7.24ppmおよび4.47ppm)ならびにアセトンについてのピーク(2.05ppm)を含んでいた。2つのBDMピークの積分の平均を用いて、加水分解の相対的な程度を決定した。この加水分解のパーセントを、pH 7.4または5.0の試料のBDMピークの平均をpH 1.0 対コントロールバッチのBDMピークの平均で除算することにより算出した。
Hydrolysis The hydrolysis kinetics of 2 were measured at pH values for lysosomes (pH 5.0) and blood flow (pH 7.4). Grind Polyketal 2 into a fine powder and add this powder to a solution containing deuterium at pH 7.4 (phosphate buffer), pH 5.0 (acetate buffer), and pH 1.0 (DCl) The hydrolysis rate was measured. The suspension was stirred at 37 ° C. and data points were taken at 3 hours, 24 hours, 48 hours, and 72 hours. Each suspension was centrifuged for 4 minutes at 1800 g and the supernatant was analyzed by 1 H NMR. These spectra contained peaks for BDM (7.24 ppm and 4.47 ppm) and peaks for acetone (2.05 ppm). The average of the integration of the two BDM peaks was used to determine the relative degree of hydrolysis. The percent hydrolysis was calculated by dividing the average of the BDM peak of the pH 7.4 or 5.0 sample by the pH 1.0 versus the average of the BDM peak of the control batch.

指数崩壊半減期を、pH 7.4で102時間およびpH 5.0で35時間と算出した。これは、pH 7.4から5.0までの3倍の速度増加を表す(図4)。2のpH感受性は、Kwonら,(Kwon,Y.J.;Standley,S.M.;Goodwin,A.P.;Gillies,E.R.;Frechet,J.M. J.Mol.Pharm.2005,2,83−91)により報告された水溶性ケタールに関するpH感受性よりも有意に小さい。本発明者らは、2のより小さいpH感受性がその水不溶性に起因すると仮定する。この水不溶性は、水の拡散を制限し、そしてpHに対して非感受性である別の速度制限工程をつくり出す。2から作製される物質内への水の拡散の速度論は、この粒子のサイズに依存し、そして本発明者らは、より小さい粒子が挽いた粒子よりも大きいpH感受性を有することを予測する。   The exponential decay half-life was calculated as 102 hours at pH 7.4 and 35 hours at pH 5.0. This represents a 3-fold rate increase from pH 7.4 to 5.0 (FIG. 4). The pH sensitivity of 2 is described in Kwon et al., (Kwon, YJ; Standley, SM; Goodwin, AP; Gillies, ER; Frechet, JM Mol. Pharm. 2005, 2, 83-91) significantly less than the pH sensitivity for water-soluble ketals. We assume that a smaller pH sensitivity of 2 is due to its water insolubility. This water insolubility creates another rate limiting step that limits the diffusion of water and is insensitive to pH. The kinetics of the diffusion of water into the material made from 2 depends on the size of this particle, and we predict that smaller particles have greater pH sensitivity than ground particles. .

(実施例5)
ミクロンサイズの粒子の合成
また、ポリケタール2(実施例4、上記からの)を、ミクロンサイズの粒子を合成するために用いた。水中油型エマルジョン方法(Panyam,J.;Williams,D.;Dash,A.;Leslie−Pelecky,D.;Labhasetwar,V. J.Pharm.Sci.2004,93,1804−1814)を、上記粒子を形成するために用いた。簡単に言うと、1mLのCHCl(0.1% トリエチルアミンを含む)中に溶解させた50mgの2を、乳化剤として様々な量のポリビニル アルコール(PVA、31〜50kDa、Aldrich)を含む5mLの10mM NaHCO pH9緩衝液に添加した。この油−水混合物を、少しの間振とうし、次いで、2〜3分間40ワットで超音波処理して(Branson Sonifier 250)、微細な油/水エマルジョンを形成した。上記エマルジョンを、Nフロー下で少なくとも3時間攪拌して、その溶媒を蒸発させ、そして粒子懸濁物を生成した。
(Example 5)
Synthesis of micron-sized particles Polyketal 2 (Example 4, from above) was also used to synthesize micron-sized particles. Oil-in-water emulsion method (Panyam, J .; Williams, D .; Dash, A .; Leslie-Pelecky, D .; Labhasetwar, V. J. Pharm. Sci. 2004, 93, 1804-1814) Was used to form. Briefly, 50 mg of 2 dissolved in 1 mL of CHCl 3 (containing 0.1% triethylamine) is added to 5 mL of 10 mM containing various amounts of polyvinyl alcohol (PVA, 31-50 kDa, Aldrich) as an emulsifier. Added to NaHCO 3 pH 9 buffer. The oil-water mixture was shaken briefly and then sonicated (Branson Sonifier 250) for 2-3 minutes at 40 Watts to form a fine oil / water emulsion. The emulsion was stirred under N 2 flow for at least 3 hours to evaporate the solvent and produce a particle suspension.

粒子のサイズを、動的光散乱(DLS)およびSEMにより解析した。10mLのpH 9緩衝液中に上記粒子懸濁物を希釈し、そしてより大きい粒子を安定させることにより、DLSの試料を調製した。次いで、各バイアルの液体部分に由来するアリコートを、DLSの粒子のサイジング(Brookhaven 90Plus パーティクルサイザー)のために希釈した。上記粒子懸濁物を10分間(5000g、4℃)で遠心分離し、蒸留水で洗浄し、そしてその回収したペレットを凍結乾燥することにより、SEMの試料を、PVA:ポリケタールの比率 0.2:1で作製した。   Particle size was analyzed by dynamic light scattering (DLS) and SEM. A sample of DLS was prepared by diluting the particle suspension in 10 mL pH 9 buffer and stabilizing the larger particles. An aliquot from the liquid portion of each vial was then diluted for DLS particle sizing (Brookhaven 90Plus particle sizer). The particle suspension was centrifuged for 10 minutes (5000 g, 4 ° C.), washed with distilled water, and the recovered pellet was lyophilized to give a SEM sample a PVA: polyketal ratio of 0.2. : 1.

予測した通り、上記粒子サイズは、PVA対ポリケタールの比率に対して感受性であった。上記DLSの粒子の直径は、PVA:ポリケタールの比率 0.2:1、0.8:1、および2:1の各々を含む試料について、520nm、290nm、および280nmであった。上記0.2:1 バッチのSEM画像(図5Aおよび5B)は、上記ポリケタールが、粒子サイズの分布が直径0.5〜30μmの範囲にわたるミクロンサイズの粒子を形成することを確認する。   As expected, the particle size was sensitive to the ratio of PVA to polyketal. The diameter of the DLS particles was 520 nm, 290 nm, and 280 nm for samples containing PVA: polyketal ratios of 0.2: 1, 0.8: 1, and 2: 1, respectively. The 0.2: 1 batch SEM images (FIGS. 5A and 5B) confirm that the polyketals form micron-sized particles with a particle size distribution ranging from 0.5-30 μm in diameter.

(実施例6)
ミセルとポリケタール粒子の合成および性質決定
材料と方法
ポリケタール粒子中のデキサメタゾンのカプセル化
抗炎症薬デキサメタゾン(Dex,Sigma)を、上記のポリケタール2を用いて作製された粒子中にカプセル化した。油相が5mg/mlの濃度のDexを含んでいたこと、およびPVA:ポリケタールの比率 1:1を用いたことを除いて上記の手順と同じ手順を用いて、Dexをロードした粒子を処方した。これらの粒子のSEM画像は、これらの粒子が直径200〜600nmであることを明らかにする(図5C)。DLSによる粒子のサイジングは、Dexをロードした粒子のバッチについての有効な直径 250nmを示した。上記Dexのカプセル化効率は、43〜53%の間の範囲にわたった。コントロールバッチを、ポリケタール/PVAのみおよびDexのみを用いて調製した。Dexのカプセル化を測定するために、各粒子バッチをpH 9緩衝液中に再懸濁し、次いで、アリコートをさらに希釈した。一部分を0.1μm Supor membrane Acrodisc syringe filter(Pall Corp.)を通して濾過し、そしてその濾液の242nmでの吸光度を、Shimadzu UV− 1700 spectrophotometerにより記録した。上記カプセル化効率を、(ADex−ADexPoly)/(ADex−APoly)として算出した。ここで、Aは242nmでの吸光度であり、下付き文字「Poly」、「Dex」、および「DexPoly」は、「ポリケタールのみ」、「Dexのみ」、および「Dex+ポリケタール」の試料を各々指す。これらの算出により、様々な試料についてのDexカプセル化効率 43%〜53%を得た。
(Example 6)
Synthesis and Characterization of Micelles and Polyketal Particles Materials and Methods Encapsulation of Dexamethasone in Polyketal Particles The anti-inflammatory drug dexamethasone (Dex, Sigma) was encapsulated in particles made using the polyketal 2 described above. The particles loaded with Dex were formulated using the same procedure as above except that the oil phase contained Dex at a concentration of 5 mg / ml and a 1: 1 PVA: polyketal ratio was used. . SEM images of these particles reveal that these particles are 200-600 nm in diameter (FIG. 5C). Sizing the particles with DLS showed an effective diameter of 250 nm for a batch of particles loaded with Dex. The Dex encapsulation efficiency ranged between 43-53%. Control batches were prepared using polyketal / PVA alone and Dex alone. To measure Dex encapsulation, each particle batch was resuspended in pH 9 buffer and then the aliquot was further diluted. A portion was filtered through a 0.1 [mu] m Super membrane Acrodisc syringe filter (Pall Corp.) and the absorbance of the filtrate at 242 nm was recorded by a Shimadzu UV-1700 spectrophotometer. The encapsulation efficiency was calculated as (A Dex -A DexPoly ) / (A Dex -A Poly ). Here, A is the absorbance at 242 nm, and the subscripts “Poly”, “Dex”, and “DexPoly” refer to “polyketal only”, “Dex only”, and “Dex + polyketal” samples, respectively. These calculations yielded 43% to 53% Dex encapsulation efficiency for various samples.

ミセルの形成
図8は、ペプチド架橋されたミセルの設計および合成を示す概略図である。工程1:ISS DNAとIとを混合して、ミセル(架橋されていないミセル)を形成する。工程2:次いで、これらのミセルを抗原性ペプチド(II)で架橋して、免疫刺激分子とペプチド抗原との両者をカプセル化し得る送達システムを生成する。APCによるファゴサイトーシスの後、ペプチド架橋されたミセルは、それらの構成成分を放出する。
Micelle Formation FIG. 8 is a schematic showing the design and synthesis of peptide-crosslinked micelles. Step 1: ISS DNA and I are mixed to form micelles (non-crosslinked micelles). Step 2: These micelles are then cross-linked with antigenic peptide (II) to produce a delivery system that can encapsulate both immunostimulatory molecules and peptide antigens. After phagocytosis by APC, peptide-crosslinked micelles release their constituents.

HIVペプチドワクチンを、ペプチド CGCRIQRGPGRAFVTIGKCGCG(II)を用いたPCM戦略を用いて合成した。上記ペプチドIIは、GP−120タンパク質に由来し、クラスI抗原とクラスII抗原の両者である配列 RIQRGPGRAFVTIGKを含む。最初に、0.5mlの50mM PBS中で、0.5mgのIを0.1mgのISS DNA(5−TCCATGACGTTCCTGACGTT−3)(電荷比率は1対15(−/+)であった)と混合することにより、IとISS−DNAとの間でミセルを形成した。Cumulants方法を用いた、これらのミセルの動的光散乱は、これらのミセルが57.0nmの平均直径を有することを示した。次いで、0.1mgのIIを上記ミセルに添加すること(等モル比のIIにおけるシステイン対Iにおけるチオピリダール基)により、これらのミセルを架橋した。ジスルフィド交換反応により、上記ペプチドIIを上記ミセルに組み込んだ。   The HIV peptide vaccine was synthesized using a PCM strategy with the peptide CGCRIQRGPGRAVVTIGKCGCG (II). The peptide II is derived from the GP-120 protein and contains the sequence RIQRGPGRAFVTIGK, which is both a class I antigen and a class II antigen. First, 0.5 mg of I is mixed with 0.1 mg of ISS DNA (5-TCCATGACGTTCCTGACGTTT-3) (charge ratio was 1 to 15 (− / +)) in 0.5 ml of 50 mM PBS. Thus, micelles were formed between I and ISS-DNA. The dynamic light scattering of these micelles using the Cumulants method showed that these micelles had an average diameter of 57.0 nm. The micelles were then cross-linked by adding 0.1 mg of II to the micelles (the thiopyridal group in cysteine to I in an equimolar ratio of II). The peptide II was incorporated into the micelle by a disulfide exchange reaction.

図9は、PEG−ポリリジン チオピリダールの合成および性質決定を示す。A.PEG−ポリリジン チオピリダール(I)の合成。44マイクロモルのPEG−ポリ−l−リジン(PEG=5kdおよびポリ−l−リジン=5,000を含む)を、攪拌棒の備わった5mlの丸底フラスコ内で1mlのDMF中に溶解した(完全に上記重合体を溶解させるために、室温での一晩中の攪拌を必要とした)。次いで、415マイクロモルのヒドロキシル−エチル チオピリダール アクリラートおよび58μlのトリエチルアミンを、上記PEG−ポリ−l−リジン溶液に添加し、そしてこの反応を室温で24時間継続させた。上記反応溶液を15mlの氷冷したジエチルエーテル中に沈殿させることにより、この生成物を単離した。この収率は、88.2%であった。B.DO中のPEG−PLL−チオピリダールのH−NMRスペクトル。(A)の生成物を、DOにおけるH NMRにより解析した。ピリジンのプロトン(−NC:δ=7.101ppm、7.629ppm、8.187ppm)対ポリ−l−リジンのα、β、γ−メチレンのプロトン(−CHCHCH:δ=1.122ppm、1.285ppm、1.553ppm)のピーク強度の比率を比較することにより、アルキル化されたアミンのパーセンテージを決定した。これは、上記アミンの100%が反応したことを示した。C./D.架橋されていないPCM(C)およびペプチド架橋されたPCM(D)の動的光散乱解析。0.06mg/mlのPEG−ポリリジン チオピリダールおよび20μg/mlのISS DNAを含むpH 7.4の50mM PBS緩衝溶液を、調製し、そして200nm syringe filterを通して濾過した。次いで、この溶液を、Cumulant方法を用いて、動的光散乱(Zetasizer Nano ZS,Malvern Instruments)により解析した(C)。次いで、0.12mgのペプチド抗原(II)を添加することにより、この溶液を架橋し、反応の3時間後、この溶液を、上記の通りのDLSにより解析した(架橋されたミセルのサイズおよびサイズの分布はDに示されている)。E.ペプチド抗原(II)におけるシステインの架橋反応。F.ペプチド抗原(II)とブロック共重合体ミセルとの間の架橋反応についてのUV解析。エッペンドルフチューブ内で、0.5mlの50mM NaHPO緩衝液(pH 7.4)中、0.5mgのIを0.1mgのISS DNAと混合することにより(アミン対ホスファートの比率15/1を表す)、ブロック共重合体ミセルを、IとISS DNAとの間で形成した。室温で2時間のインキュベーションの後、0.1mgのII(1:1のシステイン:チオピリダールの比率を表す)を上記ミセルに添加した。上記ミセル中のチオピリダール基を有するIIにおけるシステイン間の架橋反応を、342nmでのUV解析(放出されたチオピリドンを表す)により決定した。反応したシステイン基のパーセントを、以下の式により決定した: FIG. 9 shows the synthesis and characterization of PEG-polylysine thiopyridal. A. Synthesis of PEG-polylysine thiopyridal (I). 44 micromolar PEG-poly-1-lysine (containing PEG = 5 kd and poly-1-lysine = 5,000) was dissolved in 1 ml DMF in a 5 ml round bottom flask equipped with a stir bar ( In order to completely dissolve the polymer, overnight stirring at room temperature was required). 415 micromoles of hydroxyl-ethyl thiopyridal acrylate and 58 μl of triethylamine were then added to the PEG-poly-1-lysine solution and the reaction was allowed to continue for 24 hours at room temperature. The product was isolated by precipitating the reaction solution in 15 ml of ice-cold diethyl ether. This yield was 88.2%. B. 1 H-NMR spectrum of PEG-PLL-thiopyridal in D 2 O. The product of (A) was analyzed by 1 H NMR in D 2 O. Proton of pyridine (—NC 5 H 4 : δ = 7.101 ppm, 7.629 ppm, 8.187 ppm) vs. poly-1-lysine α, β, γ-methylene protons (—CH 2 CH 2 CH 2 : δ) = 1.122 ppm, 1.285 ppm, 1.553 ppm) by comparing the ratio of peak intensities to determine the percentage of alkylated amine. This indicated that 100% of the amine had reacted. C. / D. Dynamic light scattering analysis of uncrosslinked PCM (C) and peptide crosslinked PCM (D). A pH 7.4 50 mM PBS buffer solution containing 0.06 mg / ml PEG-polylysine thiopyridal and 20 μg / ml ISS DNA was prepared and filtered through a 200 nm syringe filter. The solution was then analyzed by dynamic light scattering (Zetasizer Nano ZS, Malvern Instruments) using the Cumulant method (C). The solution was then cross-linked by adding 0.12 mg peptide antigen (II), and after 3 hours of reaction, the solution was analyzed by DLS as described above (cross-linked micelle size and size). Is shown in D). E. Cross-linking reaction of cysteine in peptide antigen (II). F. UV analysis for cross-linking reaction between peptide antigen (II) and block copolymer micelles. In an Eppendorf tube, mix 0.5 mg I with 0.1 mg ISS DNA in 0.5 ml 50 mM NaH 2 PO 4 buffer (pH 7.4) (amine to phosphate ratio 15/1). Block copolymer micelles were formed between I and ISS DNA. After 2 hours incubation at room temperature, 0.1 mg II (representing a 1: 1 cysteine: thiopyridal ratio) was added to the micelles. The cross-linking reaction between cysteines in II with thiopyridal groups in the micelles was determined by UV analysis at 342 nm (representing released thiopyridone). The percentage of reacted cysteine groups was determined by the following formula:

ここで:ABS=上記ペプチド架橋されたミセル反応についての342nmでのUV吸収(黒丸);ABS=ペプチドを含まない架橋されていないミセルについての342nmでのUV吸収(白四角);ABS=(DTTの添加により)全チオピリドン基が反応した場合の342nmでのUV吸収(白丸)。 Where: ABS 1 = UV absorption at 342 nm for the peptide-crosslinked micelle reaction (black circle); ABS 2 = UV absorption at 342 nm for uncrosslinked micelle without peptide (white square); ABS 0 = UV absorption at 342 nm (open circles) when all thiopyridone groups have reacted (by addition of DTT).

図10は、ペプチドおよびDNAの放出におけるGSHの影響を示す。A.GSH感受性のペプチド放出。ファゴサイトーシス後にPCMがペプチド抗原を放出するかどうかを決定するために、GSHの存在に起因するPCMからのペプチドの刺激反応性放出を、調べた。PCMを、異なる濃度のGSHと共に24時間、50mM pH 7.4 PBS緩衝液中でインキュベートし、次いで、ペプチドの放出を決定するためにHPLCにより解析した。この図は、ペプチドの放出がGSHの存在により引き起こされることを明らかにする。10mM GSH(細胞内レベル)と共に行うPCMのインキュベーションはペプチドの71%の放出を誘導するが、緩衝液のみとのPCMのインキュベーションはペプチドの10%の放出のみしか引き起こさない。B.GSH感受性のDNA放出。PCMが血清ヌクレアーゼによる分解からカプセル化されたISS−DNAを保護する能力を、調べた。PCMを、(上記の通りに)合成し、そして10%の血清と共に12時間インキュベートし、次いで、カプセル化されたISS−DNAの安定性を決定するために、これらのPCMをゲル電気泳動により調べた。コントロールとして、ISS−DNA自体を、血清と共にインキュベートした。この図は、ISS−DNA自体は、10%の血清中で完全に加水分解され(レーン 2)、対照的に、PCM中にカプセル化されたISS−DNAは、おそらく、ヌクレアーゼが上記ミセルに入るのを防ぐに違いない架橋の効果に起因して(レーン 3)、血清ヌクレアーゼから保護されることを明らかにする。C.ISS−DNAは、PCM中の血清ヌクレアーゼから保護される。PCM戦略の重要な利点は、架橋送達システムを生成することである。この架橋は、インビボでPCMを安定化する。分解に対するPCMの安定性を、負に荷電した重合体、ポリ(ビニル サルフェート)(PVS)をPCMと混合することにより調べ、次いで、PVSにより置換されたISS−DNAの量を決定するために、この混合物を、ゲル電気泳動により解析した。コントロールとして、PVSをまた、IIおよびISS−DNAからのみ構成された架橋されていないミセルと共にインキュベートした。図A、レーン 4は、PVSがISS−DNAおよびIIからのみ構成される架橋されていないミセルを破壊し得ることを明らかにする。対照的に、A、レーン 5は、おそらく、ペプチド架橋が、PVSが上記ミセル中に分散しISS−DNAを置き換えることを防ぐことに起因して、PVSが、PCM由来のISS−DNAを置換し得ないことを明らかにする。重要なことには、細胞内濃度のGSHと共にPCMのインキュベーションの後、PCMは、PVSの存在下で、カプセル化されたISS−DNAを放出する。このことは、ファゴサイトーシス後に上記ミセルがそれらの中身を放出することを明らかにする(bのレーン 2および3))。ISS−DNA対Iの電荷比率は、1対15(−/+)である;1μgのDNAを、各レーンにロードした;カプセル化されたISS−DNAの放出を誘導するために、GSH(100μM)をレーン 3に添加した。全試料を、10%の血清と共に、室温で12時間インキュベートした。   FIG. 10 shows the effect of GSH on peptide and DNA release. A. GSH sensitive peptide release. To determine whether PCM releases peptide antigens after phagocytosis, the stimulated reactive release of peptides from PCM due to the presence of GSH was examined. PCM was incubated with different concentrations of GSH for 24 hours in 50 mM pH 7.4 PBS buffer and then analyzed by HPLC to determine peptide release. This figure reveals that the release of the peptide is caused by the presence of GSH. Incubation of PCM with 10 mM GSH (intracellular level) induces 71% release of the peptide, whereas incubation of PCM with buffer only causes only 10% release of the peptide. B. GSH sensitive DNA release. The ability of PCM to protect encapsulated ISS-DNA from degradation by serum nucleases was examined. PCMs were synthesized (as described above) and incubated with 10% serum for 12 hours, then these PCMs were examined by gel electrophoresis to determine the stability of the encapsulated ISS-DNA. It was. As a control, ISS-DNA itself was incubated with serum. This figure shows that ISS-DNA itself is fully hydrolyzed in 10% serum (lane 2), in contrast, ISS-DNA encapsulated in PCM probably has nucleases entering the micelles. Evidence that it is protected from serum nucleases due to the effect of cross-linking that must prevent (lane 3). C. ISS-DNA is protected from serum nucleases in PCM. An important advantage of the PCM strategy is to generate a cross-linked delivery system. This cross-linking stabilizes PCM in vivo. To determine the stability of PCM against degradation by mixing the negatively charged polymer, poly (vinyl sulfate) (PVS) with PCM, and then to determine the amount of ISS-DNA displaced by PVS, This mixture was analyzed by gel electrophoresis. As a control, PVS was also incubated with uncrosslinked micelles composed solely of II and ISS-DNA. Figure A, lane 4 demonstrates that PVS can destroy uncrosslinked micelles composed solely of ISS-DNA and II. In contrast, A, lane 5, shows that PVS displaces PCM-derived ISS-DNA, possibly due to peptide cross-linking preventing PVS from dispersing in the micelles and replacing ISS-DNA. Make it clear that you can't. Importantly, after incubation of PCM with intracellular concentrations of GSH, PCM releases encapsulated ISS-DNA in the presence of PVS. This reveals that the micelles release their contents after phagocytosis (lanes 2 and 3 of b)). The charge ratio of ISS-DNA to I is 1 to 15 (− / +); 1 μg of DNA was loaded into each lane; to induce release of encapsulated ISS-DNA, GSH (100 μM ) Was added to lane 3. All samples were incubated with 10% serum for 12 hours at room temperature.

図11は、ブロック共重合体ミセルを示す:A.PEG−ポリ(リジン−チオ−ピリジル)の化学構造。PEG鎖は、上記ミセルに対する安定性を与え、そしてポリリジンセグメントを、タンパク質およびDNAまたはRNAとの静電相互作用のために用いる。チオピリダール基は、結果として生じるジスルフィド結合を介した架橋のためである。B.工程I:PEG−ポリ(リジン−チオ−ピリダール)をDNAおよびタンパク質と混合し、その外側にPEGを有するミセルを形成する。C.工程II:ミセルをジチオール含有分子(例えば、ジ−チオエチレン グリコール)と架橋する。D.架橋されたミセルを、血中よりも細胞内で一層高い濃度を有するグルタチオンにより還元する。   FIG. 11 shows block copolymer micelles: Chemical structure of PEG-poly (lysine-thio-pyridyl). The PEG chain provides stability to the micelles and the polylysine segment is used for electrostatic interactions with proteins and DNA or RNA. The thiopyridal group is due to cross-linking through the resulting disulfide bond. B. Step I: PEG-poly (lysine-thio-pyridal) is mixed with DNA and protein to form micelles with PEG on the outside. C. Step II: Crosslink micelles with dithiol-containing molecules (eg, di-thioethylene glycol). D. Cross-linked micelles are reduced with glutathione, which has a higher concentration in cells than in blood.

図12は、ミセルの免疫学を示す。A.ヒト単球由来のDCによるSIINFEKL−CFSEミセルの取り込み。ヒトPBMC由来のDC(培養6日目)を、4時間37℃で、濃度10μg/ml、5×10*5細胞/ウェル、96−Uウェル、RPMI/10% FCSで、SIINFEKL/CFSE ミセルを用いてパルスした。細胞を、洗浄し、この形態に固定し、そして共焦点顕微鏡イメージング用に調製した。B.ヒト単球由来のDCによる、SIINFEKLペプチドをカプセル化されたミセルの効率的な取り込み。ヒトPBMC由来のDC(培養6日目)を、4時間37℃で、濃度10μg/ml、5×10*5細胞/ウェル、96−Uウェル、RPMI/10% FCSで、単なる(plain)SIINFEKL/CFSE(1)またはSIINFEKL/CFSEを処方されたミセル(2、3)を用いてパルスした。細胞を、洗浄し、CD11cおよびHLADRについて染色した。細胞を、CD11c+細胞、HLADR+細胞に対してゲートし、そしてCFSEの蛍光について解析した。C.マウスのDCおよびマクロファージによる、SIINFEKLペプチドをカプセル化されたミセルの効率的な取り込み。全マウスC57B1/6J FLT3−L脾臓細胞を、37℃で、濃度1×10*6細胞/ウェル、96−Uウェル、RPMI/10% FCSで、1もしくは10μg/mlのCFSEで標識された単なるSIINFEKL(1)またはペプチド(2,3)を処方されたミセルを用いて4時間(青線)パルスするか、あるいは処理しないでおいた(赤線)。細胞を、CD11cおよびCD11bについて染色し、そしてCFSE陽性蛍光について解析した。 FIG. 12 shows micelle immunology. A. Uptake of SIINFEKL-CFSE micelles by DCs derived from human monocytes. DCs derived from human PBMC (cultured on day 6) were treated with SIINFEKL / CFSE micelles at a concentration of 10 μg / ml, 5 × 10 * 5 cells / well, 96-U well, RPMI / 10% FCS at 37 ° C. for 4 hours. Used to pulse. Cells were washed, fixed in this form, and prepared for confocal microscopy imaging. B. Efficient uptake of micelles encapsulating SIINFEKL peptides by DCs derived from human monocytes. Human PBMC-derived DCs (culture day 6) were simply plain SIINFEKL at 37 ° C. for 4 hours at concentrations of 10 μg / ml, 5 × 10 * 5 cells / well, 96-U well, RPMI / 10% FCS. Pulsed with micelles (2, 3) formulated with / CFSE (1) or SIINFEKL / CFSE. Cells were washed and stained for CD11c and HLADR. Cells were gated on CD11c + cells, HLADR + cells and analyzed for CFSE fluorescence. C. Efficient uptake of micelles encapsulated SIINFEKL peptide by mouse DCs and macrophages. Whole mouse C57B1 / 6J FLT3-L spleen cells were simply labeled with 1 or 10 μg / ml CFSE at 37 ° C. at a concentration of 1 × 10 * 6 cells / well, 96-U well, RPMI / 10% FCS. SIINFEKL (1) or peptide (2,3) were pulsed with micelles formulated (blue line) for 4 hours or left untreated (red line). Cells were stained for CD11c and CD11b and analyzed for CFSE positive fluorescence.

図13は、SIINFEKLペプチドを処方されたミセルが、インビトロで強いT細胞反応を誘導することを示す棒グラフである。同系のC57B1/6J H−2 FLT3−Lの処置されたマウスに由来する精製されたCD11cを、4時間、示された濃度および組み合わせの単なるSIINFEKLペプチドまたはSIINFEKLペプチドを処方されたミセルでパルスした。細胞を、洗浄し、そして、20時間(左のパネル)または96時間(右のパネル)、全OT−1脾臓細胞と共に培養した。細胞を、CD8および細胞内IFNγについて染色し、フローサイトメーターで解析した。グラフは、ミセル SIINFEKL 213.3(黒のバー)、ミセル SIINFEKL 213.2(灰色のバー)、単なるSIINFEKL(白のバー)、培地(ドットのバー)がCD11c+DCを刺激したことを表す。 FIG. 13 is a bar graph showing that micelles formulated with SIINFEKL peptide induce a strong T cell response in vitro. Syngeneic C57B1 / 6J H-2 b FLT3 -L from treated mice of purified CD11c +, pulsed for 4 hours, the indicated concentrations and combinations micelles formulated mere SIINFEKL peptide or SIINFEKL peptide did. Cells were washed and cultured with total OT-1 spleen cells for 20 hours (left panel) or 96 hours (right panel). Cells were stained for CD8 and intracellular IFNγ and analyzed with a flow cytometer. The graph shows that micelle SIINFEKL 213.3 (black bar), micelle SIINFEKL 213.2 (grey bar), simple SIINFEKL (white bar), medium (dot bar) stimulated CD11c + DC.

図14は、ミセルの免疫学を示す。A.マウスのDCおよびマクロファージによる、OVAタンパク質をカプセル化されたミセルの効率的な取り込み。全マウスC57B1/6J FLT3−L脾臓細胞を、37℃、濃度1×10*6細胞/ウェル、96−U ウェル、RPMI/10% FCSで、1もしくは10μg/mlのFITCで標識された、単なるオボアルブミン(1)またはタンパク質を処方されたミセル(2)を用いて1時間(黒線)、5時間(点線)パルスするか、あるいは処理しないでおいた(影つき)。細胞を、CD11cおよびCD11bについて染色し、そしてFITC陽性蛍光について解析した。B.OVA/CpGをカプセル化されたミセルは、インビトロでDCを活性化する。全マウスC57B1/6J FLT3−L脾臓細胞を、1μg/mlの単なるOVA(1)、単なるOVA+lμgのCpG(2)またはOVAを処方されたミセル(3)またはミセル OVA+lμgのCpG(4)を用いて、24時間パルスした。CD11c+細胞を、CD80マーカーまたはCD86マーカーについて解析した。データは、アイソタイプのコントロール(影つき)、処理されていない細胞(灰色の線)または刺激で処理された細胞(黒線)を表す。 FIG. 14 shows micelle immunology. A. Efficient uptake of micelles encapsulating OVA protein by mouse DCs and macrophages. Whole mouse C57B1 / 6J FLT3-L spleen cells were labeled with 1 or 10 μg / ml FITC at 37 ° C., concentration 1 × 10 * 6 cells / well, 96-U well, RPMI / 10% FCS, Ovalbumin (1) or micelles formulated with protein (2) were pulsed for 1 hour (black line), 5 hours (dotted line), or left untreated (shaded). Cells were stained for CD11c and CD11b and analyzed for FITC positive fluorescence. B. OVA / CpG encapsulated micelles activate DCs in vitro. Whole mouse C57B1 / 6J FLT3-L spleen cells with 1 μg / ml of simple OVA (1), simple OVA + 1 μg of CpG (2) or micelle formulated with OVA (3) or micelle OVA + 1 μg of CpG (4) Pulsed for 24 hours. CD11c + cells were analyzed for CD80 or CD86 markers. Data represent isotype controls (shaded), untreated cells (gray line) or stimulated cells (black line).

図15は、ポリケタール粒子の免疫学を示すグラフである。インビトロでの、マウスのDCおよびマクロファージによる、U0126をカプセル化されたポリケタール粒子(PKN)の取り込み。全マウスC57B1/6J FLT3−L脾臓細胞を、5時間37℃で、1×10*6細胞/ウェル、96−U ウェル、RPMI/10% FCSで、U0126 ERKインヒビターを保有する、1または10μg/mlのCMFDAで標識されたポリケタール粒子を用いて、パルスした。細胞を、CD11cおよびCD11bについて染色し、そしてCMFDA陽性蛍光について解析した。データは、培池で処理された細胞(影つき)または5時間の取り込み(黒線)を表す。 FIG. 15 is a graph showing the immunology of polyketal particles. Incorporation of U0126 encapsulated polyketal particles (PKN) by mouse DCs and macrophages in vitro. Total mouse C57B1 / 6J FLT3-L spleen cells were treated with 1 × 10 * 6 cells / well, 96-U well, RPMI / 10% FCS at 37 ° C. for 5 hours, 1 or 10 μg / Pulsed with polyketal particles labeled with ml CMFDA. Cells were stained for CD11c and CD11b and analyzed for CMFDA positive fluorescence. Data represent cells treated in culture (shaded) or 5-hour uptake (black line).

図16は、OVA−OT/1トランスジェニックモデルを使用するインビトロでのT細胞刺激についての実験概要を示す概略図である。   FIG. 16 is a schematic diagram showing an experimental outline of in vitro T cell stimulation using the OVA-OT / 1 transgenic model.

図17は、ミセルの免疫学を示す。A.抗原を処方されたミセルは、インビトロで強いT細胞反応を誘導する。同系のC57B1/6J H−2マウス由来の精製されたCD11c細胞を、4時間、示されている濃度およびオボアルブミンと単なるCpGまたは処方されたミセルの組み合わせを用いてパルスした。細胞を洗浄し、1×10*5のCD11c+を、1×10*6の全OT−1(SIINFEKL 特異的)脾臓細胞と共に、5日間培養した。5日後、細胞を、BFA(5μg/ml)と共にSIINFEKL ペプチド(lμg/ml)で6時間再刺激し、そしてCD8および細胞内IFNγについて染色した。左のパネルは、フローサイトメーター解析を表し;右のパネルは、これらのデータの概要を示す。B.抗原を処方されたミセルは、CD4+依存性のCD8+T細胞の誘導機構を克服する。同系のC57B1/6J H−2マウス由来の精製されたCD11c細胞を、示されている濃度およびオボアルブミンと単なるCpGまたは処方されたミセルの組み合わせを用いて、4時間パルスした。細胞を洗浄し、1×10*5のCD11cを、5×10*5のCD8+ MACS精製されたOT−1脾臓細胞(約90%の純度)と共に、5日間培養した。5日後、細胞を、BFA(5μg/ml)と共にSIINFEKL ペプチド(lμg/ml)で6時間再刺激し、そしてCD8および細胞内IFNγについて染色した。左のパネルは、フローサイトメーター解析を表し;右のパネルは、これらのデータの概要を示す。C.抗原を処方されたミセルは、インビボでDCを活性化する。C57B1/6Jマウス(2/群)に、5μg/マウスの単なるオボアルブミン/CpGまたは500μl PBS中に処方されたミセルをi.v.注射した。脾臓を、注射後4時間および24時間後に摘出し、コラゲナーゼで処理し(30分/37℃)、ホモジナイズし、そして赤血球溶解緩衝液で処理した。CD11c+細胞を、CD80マーカーまたはCD86マーカーについて染色し、そしてフローサイトメーターを用いて解析した。データは、アイソタイプのコントロール(影つき)、処置されていないマウス(灰色の線)または抗原を注射されたマウス(黒線)を表す。 FIG. 17 shows micelle immunology. A. Antigen-formulated micelles induce a strong T cell response in vitro. Syngeneic C57B1 / 6J H-2 b mice of purified CD11c + cells for 4 hours, pulsed with the concentration and ovalbumin are shown a combination of just CpG or formulated micelles. Cells were washed and 1 × 10 * 5 CD11c + were cultured for 5 days with 1 × 10 * 6 total OT-1 (SIINFEKL specific) spleen cells. After 5 days, cells were restimulated with SIINFEKL peptide (1 μg / ml) with BFA (5 μg / ml) for 6 hours and stained for CD8 and intracellular IFNγ. The left panel represents a flow cytometer analysis; the right panel summarizes these data. B. Antigen-formulated micelles overcome the CD4 + -dependent CD8 + T cell induction mechanism. Syngeneic C57B1 / 6J H-2 b mice of purified CD11c + cells, and the indicated concentrations and ovalbumin using a combination of just CpG or prescribed micelle was 4 hours pulse. Cells were washed and 1 × 10 * 5 CD11c was cultured with 5 × 10 * 5 CD8 + MACS purified OT-1 spleen cells (approximately 90% purity) for 5 days. After 5 days, cells were restimulated with SIINFEKL peptide (1 μg / ml) with BFA (5 μg / ml) for 6 hours and stained for CD8 and intracellular IFNγ. The left panel represents a flow cytometer analysis; the right panel summarizes these data. C. Antigen formulated micelles activate DCs in vivo. C57B1 / 6J mice (2 / group) received micelles formulated in 5 μg / mouse of simple ovalbumin / CpG or 500 μl PBS i. v. Injected. Spleens were removed 4 and 24 hours after injection, treated with collagenase (30 min / 37 ° C.), homogenized, and treated with erythrocyte lysis buffer. CD11c + cells were stained for CD80 or CD86 markers and analyzed using a flow cytometer. Data represent isotype controls (shaded), untreated mice (gray line) or mice injected with antigen (black line).

図18は、ミセルおよびポリケタール粒子の免疫学を示す。A.ワクチンを処方されたミセルは、インビボでの強いT細胞反応−CD8IFNγを誘導する。4匹のC57B1/6Jマウスのコホートに、5μg/マウスのOVA(1)またはOVA+CpG(2)、ミセル OVA(3)、ミセル OVA/CpG(4)ミセルをs.c.でワクチン接種した。同じ抗原処方物を用いて、動物に、36日目(ブースト 1)および84日目(ブースト 2)にブーストした。ブースト 2後6日目に血液を採取し、PBMCを、Histopaque gradient方法を用いて単離し、SIINFEKL ペプチド(lμg/ml)およびBFA(5μg/ml)を用いて6時間再刺激し、そしてCD8および細胞内IFNγについて染色した。左のパネルは、フローサイトメトリー解析および選択されたマウスに対するゲート戦略を表し;右のパネルは、全CD8T細胞のうちのCD8IFNγ細胞の%として、これらのデータの概要を示す。B.ワクチンを処方されたミセルは、インビボで強いT細胞反応−CD8TNFαを誘導する。4匹のC57B1/6Jマウスのコホートに、5μg/マウスのOVA(1)またはOVA+CpG(2)、ミセル OVA(3)、ミセル OVA/CpG(4)を、s.c.でワクチン接種した。同じ抗原処方物を用いて、動物に、36日目(ブースト 1)および84日目(ブースト 2)にブーストした。ブースト 2後6日目に血液を採取し、PBMCを、Histopaque gradient方法を用いて単離した。4匹のマウス由来のPBMCをプールし、SIINFEKL ペプチド(lμg/ml)およびBFA(5μg/ml)を用いて6時間再刺激し、そしてCD8ならびに細胞内のTNFαおよびIL−10について染色した。左のパネルは、フローサイトメトリー解析および選択されたマウスに対するゲート戦略を表し;右のパネルは、全CD8T細胞のうちのCD8TNFα細胞の%として、これらのデータの概要を示す。C.OVA/CpGワクチン接種後の特異的CD8+/IFNγ+T細胞の速度論。4匹のC57B1/6Jマウスのコホートに、5μg/マウスのOVA+CpG(灰色の線)およびミセル OVA/CpG(青の線)をs.c.でワクチン接種した。同じ抗原処方物を用いて、動物に、0日目に初回免疫し、36日目(ブースト 1)および84日目(ブースト 2)にブーストした。初回免疫およびブーストの後の異なる日に血液を採取し、PBMCを、Histopaque gradient方法を用いて単離した。4匹のマウス由来のPBMCを、SIINFEKL ペプチド(lμg/ml)およびBFA(5μg/ml)を用いて6時間再刺激し、そしてCD8ならびに細胞内のIFNγについて染色した。パネルは、全CD8T細胞のうちのCD8IFNγ細胞の%(SEMエラーバーを含む)として、これらのデータの概要を表す。D.OVA+UO126 PKNワクチン接種後の特異的CD8+/IFNγ+T細胞の速度論。4匹のC57B1/6Jマウスのコホートに、5μg/マウスのOVA+CpG(灰色の線)、ミセル OVA/CpG(青の線)およびミセル OVA+10μg UO126 PKN(赤の線)をs.c.でワクチン接種した。同じ抗原処方物を用いて、動物に、0日目に初回免疫し、36日目(ブースト 1)および84日目(ブースト 2)にブーストした。初回免疫およびブーストの後の異なる日に血液を採取し、PBMCを、Histopaque gradient方法を用いて単離した。4匹のマウス由来のPBMCを、SIINFEKL ペプチド(lμg/ml)およびBFA(5μg/ml)を用いて6時間再刺激し、そしてCD8ならびに細胞内のIFNγについて染色した。パネルは、全CD8T細胞のうちのCD8IFNγ細胞の%(SEMエラーバーを含む)として、これらのデータの概要を表す。E.ワクチンを処方されたミセルは、インビボで強い抗原特異的IgG抗体反応を誘導する。4匹のC57B1/6Jマウスのコホートに、5μg/マウスのOVA(1)またはOVA+CpG(2)、ミセル OVA(3)、ミセル OVA/CpG(4)ミセル OVA+10μgのPKN U0126(5)またはミセル OVA/CpG+10μgのPKN U0126(6)をs.c.でワクチン接種した。同じ抗原処方物を用いて、動物に、36日目および84日目にブーストした。初回免疫(初回)後4週目、1回目のブースト(ブースト 1)後6週目および2回目のブースト(ブースト 2)後7週目に、瀉血を行った。個々のマウス由来の血清を、プールし、そしてプレートELISAを用いて、OVA特異的な全IgG抗体、IgG1抗体、IgG2a抗体およびIgG2b抗体の反応性について試験した。抗体反応性を、血清の連続的希釈物についての450nm 吸光度として測定した。データは、特異的抗OVA抗体の逆数として表されている。F.ワクチンを処方されたミセルは、インビボで抗原特異的なIgE抗体反応およびIgM抗体反応を誘導する。4匹のC57B1/6Jマウスのコホートに、5μg/マウスのOVA(1)またはOVA+CpG (2)、ミセル OVA(3)、ミセル OVA/CpG(4)ミセル OVA+10μgのPKN U0126(5)またはミセル OVA/CpG+10μgのPKN U0126(6)をs.c.でワクチン接種した。同じ抗原処方物を用いて、動物に、36日目および84日目にブーストした。2回目のブースト後7週目に、瀉血を行った。個々のマウス由来の血清を、プールし、そしてプレートELISAを用いて、OVA特異的なIgE抗体およびIgM抗体の反応性について試験した。抗体反応性を、血清の連続的希釈物についての450nm 吸光度として測定した。データは、特異的抗OVA抗体の逆数として表されている。 FIG. 18 shows the immunology of micelles and polyketal particles. A. Vaccinated micelles induce a strong T cell response in vivo—CD8 + IFNγ + . A cohort of 4 C57B1 / 6J mice received 5 μg / mouse of OVA (1) or OVA + CpG (2), micelle OVA (3), micelle OVA / CpG (4) micelles. c. Vaccinated with. Using the same antigen formulation, animals were boosted on day 36 (boost 1) and day 84 (boost 2). Blood was collected 6 days after boost 2, PBMCs were isolated using the Histopaque gradient method, restimulated with SIINFEKL peptide (1 μg / ml) and BFA (5 μg / ml) for 6 hours, and CD8 and Stained for intracellular IFNγ. The left panel represents flow cytometry analysis and gating strategy for selected mice; the right panel summarizes these data as% of CD8 + IFNγ + cells out of total CD8 + T cells. B. Vaccinated micelles induce a strong T cell response -CD8 + TNFα + in vivo. A cohort of 4 C57B1 / 6J mice received 5 μg / mouse OVA (1) or OVA + CpG (2), micelle OVA (3), micelle OVA / CpG (4), s. c. Vaccinated with. Using the same antigen formulation, animals were boosted on day 36 (boost 1) and day 84 (boost 2). On day 6 after boost 2, blood was collected and PBMC was isolated using the Histopaque gradient method. PBMCs from 4 mice were pooled, restimulated with SIINFEKL peptide (1 μg / ml) and BFA (5 μg / ml) for 6 hours, and stained for CD8 and intracellular TNFα and IL-10. The left panel represents flow cytometry analysis and gating strategy for selected mice; the right panel summarizes these data as% of total CD8 + T cells, CD8 + TNFα + cells. C. Kinetics of specific CD8 + / IFNγ + T cells after OVA / CpG vaccination. A cohort of 4 C57B1 / 6J mice received 5 μg / mouse OVA + CpG (gray line) and micelle OVA / CpG (blue line) s. c. Vaccinated with. Using the same antigen formulation, animals were first immunized on day 0 and boosted on day 36 (boost 1) and day 84 (boost 2). Blood was collected on different days after the first immunization and boost and PBMCs were isolated using the Histopaque gradient method. PBMCs from 4 mice were restimulated with SIINFEKL peptide (1 μg / ml) and BFA (5 μg / ml) for 6 hours and stained for CD8 and intracellular IFNγ. The panel summarizes these data as% of CD8 + IFNγ + cells (including SEM error bars) of total CD8 + T cells. D. Kinetics of specific CD8 + / IFNγ + T cells after OVA + UO126 PKN vaccination. A cohort of 4 C57B1 / 6J mice received 5 μg / mouse OVA + CpG (grey line), micelle OVA / CpG (blue line) and micelle OVA + 10 μg UO126 PKN (red line). c. Vaccinated with. Using the same antigen formulation, animals were first immunized on day 0 and boosted on day 36 (boost 1) and day 84 (boost 2). Blood was collected on different days after the first immunization and boost and PBMCs were isolated using the Histopaque gradient method. PBMCs from 4 mice were restimulated with SIINFEKL peptide (1 μg / ml) and BFA (5 μg / ml) for 6 hours and stained for CD8 and intracellular IFNγ. The panel summarizes these data as% of CD8 + IFNγ + cells (including SEM error bars) of total CD8 + T cells. E. Micelles formulated with vaccines induce strong antigen-specific IgG antibody responses in vivo. Cohorts of 4 C57B1 / 6J mice were included in 5 μg / mouse OVA (1) or OVA + CpG (2), micelle OVA (3), micelle OVA / CpG (4) micelle OVA + 10 μg PKN U0126 (5) or micelle OVA / CpG + 10 μg PKN U0126 (6) was s. c. Vaccinated with. Animals were boosted on days 36 and 84 using the same antigen formulation. On the 4th week after the first immunization (first time), 6 weeks after the first boost (boost 1) and 7 weeks after the second boost (boost 2), phlebotomy was performed. Sera from individual mice were pooled and tested for reactivity of OVA-specific total IgG, IgG1, IgG2a and IgG2b antibodies using plate ELISA. Antibody reactivity was measured as absorbance at 450 nm for serial dilutions of serum. Data are expressed as the reciprocal of specific anti-OVA antibody. F. Vaccinated micelles induce antigen-specific IgE and IgM antibody responses in vivo. Cohorts of 4 C57B1 / 6J mice were included in 5 μg / mouse OVA (1) or OVA + CpG (2), micelle OVA (3), micelle OVA / CpG (4) micelle OVA + 10 μg PKN U0126 (5) or micelle OVA / CpG + 10 μg PKN U0126 (6) was s. c. Vaccinated with. Animals were boosted on days 36 and 84 with the same antigen formulation. Seven weeks after the second boost, phlebotomy was performed. Sera from individual mice were pooled and tested for OVA-specific IgE and IgM antibody reactivity using plate ELISA. Antibody reactivity was measured as the absorbance at 450 nm for serial dilutions of serum. Data are expressed as the reciprocal of specific anti-OVA antibody.

ポリケタールPCADKの性質決定
図19は、シクロヘキサン ジメタノール由来のポリケタールを示す。A.シクロヘキサン ジメタノール由来のポリケタール(PCADKと呼ばれる)は、分解して、シクロヘキサン ジメタノールおよびアセトンになり、どちらも、ヒトの使用のためのFDA承認を有する。B.PCADKは酸感受性様式で分解する。PCADK内のケタール結合は、生理的pH条件下、週単位で加水分解する。PCADK内のケタール結合の加水分解を、4.5および7.4のpHでのH−NMRにより測定した。ファゴソームのpH 4.5で、PCADKのケタール結合は、10日後に約30%が加水分解される。この結果に基づいて、本発明者らは、CAT−PKNが、マクロファージによるファゴサイトーシス後4〜5週間以内に、完全に加水分解されると予想する。
Polyketal PCADK Characterization FIG. 19 shows a polyketal derived from cyclohexane dimethanol. A. Polyketals derived from cyclohexane dimethanol (called PCADK) decompose into cyclohexane dimethanol and acetone, both of which have FDA approval for human use. B. PCADK degrades in an acid sensitive manner. Ketal bonds in PCADK hydrolyze weekly under physiological pH conditions. Hydrolysis of the ketal bond in PCADK was measured by H-NMR at pH of 4.5 and 7.4. At phagosome pH 4.5, the ketal bond of PCADK is hydrolyzed about 30% after 10 days. Based on this result, we expect that CAT-PKN will be fully hydrolyzed within 4-5 weeks after phagocytosis by macrophages.

図20は、PCADK由来の粒子が、ローダミンレッドおよびエブセレンのような疎水性化合物および薬物をカプセル化し得ることを示すSEM画像を示す。   FIG. 20 shows an SEM image showing that PCADK-derived particles can encapsulate hydrophobic compounds and drugs such as rhodamine red and ebselen.

図21は、PCADKからのローダミンレッドの放出がpH感受性であることを示す線グラフを示す。   FIG. 21 shows a line graph showing that the release of rhodamine red from PCADK is pH sensitive.

ポリケタールおよびその粒子の合成および性質決定
図6は、粒子形成の工程を示す概略図である。A.工程1:ポリケタールおよび薬物をクロロホルム中に溶解する;ポリビニル アルコールを水中に溶解する。B.工程2:クロロホルム溶液を水に添加し、そして超音波処理し、ミクロンサイズの小滴を生成する。工程3:クロロホルムを蒸発させ、粒子を生成する。
Synthesis and Characterization of Polyketals and Their Particles FIG. 6 is a schematic diagram showing the steps of particle formation. A. Step 1: Dissolve polyketal and drug in chloroform; dissolve polyvinyl alcohol in water. B. Step 2: Add chloroform solution to water and sonicate to produce micron sized droplets. Step 3: Evaporate chloroform to produce particles.

図7は、フルオレセインをロードしたポリケタール粒子が、肝臓に取り込まれることを示す。静脈内注射後の、PKNからのフルオレセインの放出を示すマウス肝臓組織切片。   FIG. 7 shows that polyketal particles loaded with fluorescein are taken up by the liver. Mouse liver tissue section showing release of fluorescein from PKN after intravenous injection.

図22は、ほとんどのいかなる脂肪族ジオールをも含むポリケタールが、作製され得ることを示す化学的表記である。上記ポリケタールの疎水性は、その加水分解の速度論を決定する。   FIG. 22 is a chemical notation that a polyketal containing almost any aliphatic diol can be made. The hydrophobicity of the polyketal determines its hydrolysis kinetics.

図23は、FITC標識されたポリケタールが、肝臓のマクロファージによりファゴサイトーシスされることを示す写真である。インビボでのクップファー細胞によるPKNのファゴサイトーシス。マウスに、FITC−PKNまたは空のPKNのいずれかを注射した。これらのマウスの肝臓を、組織学により解析した。左:点在する緑の蛍光により証明されるように、FITC−PKNは、クップファー細胞内に豊富に存在する(倍率 100×)。中央:空のPKNは、バックグラウンドの緑の蛍光をほとんど生じない(倍率 100×)。右:FITC(赤)についての免疫組織化学(IHC)は、クップファー細胞による取り込みを確認する(倍率 400×)。   FIG. 23 is a photograph showing that FITC-labeled polyketals are phagocytosed by macrophages in the liver. Phagocytosis of PKN by Kupffer cells in vivo. Mice were injected with either FITC-PKN or empty PKN. The livers of these mice were analyzed by histology. Left: FITC-PKN is abundant in Kupffer cells, as evidenced by scattered green fluorescence (magnification 100 ×). Center: Empty PKN produces little background green fluorescence (100 × magnification). Right: Immunohistochemistry (IHC) for FITC (red) confirms uptake by Kupffer cells (magnification 400 ×).

図24.A.ポリケタール粒子中にカタラーゼおよびスーパーオキシドジスムターゼをカプセル化するために用いられる二重エマルジョンの手順。ホモジナイザーを用いて、カタラーゼ(1mg/ml)の水溶液50μLを、1mLのジクロロメタン中に溶解した75mgのPCADKからなる有機相中に分散させ、油中水型(w/o)エマルジョンを生成した。次いで、このw/oエマルジョンを、25mLの4% PVA溶液中に滴下し、そしてこの溶液を、ホモジナイザーを用いて機械的に攪拌した。次いで、この結果生じたw/o/wエマルジョンを、225mLの4% PVA溶液に注ぎ、そして塩化メチレンが蒸発するまで数時間、機械的に攪拌した。この結果生じた粒子を、遠心分離により単離し、凍結乾燥し、そしてSEM(B)により調べた。このタンパク質のカプセル化効率は、35%であった。これらのCAT−PKNは、約8ミクロンの平均直径を有する。B.カタラーゼ含有粒子のSEM画像、およびカタラーゼ含有粒子の蛍光顕微鏡画像。C.過酸化水素の240nmでの吸光度を減少させる能力により証明されるように、カタラーゼ粒子は酵素活性を有する。   FIG. A. Double emulsion procedure used to encapsulate catalase and superoxide dismutase in polyketal particles. Using a homogenizer, 50 μL of an aqueous solution of catalase (1 mg / ml) was dispersed in an organic phase consisting of 75 mg of PCADK dissolved in 1 mL of dichloromethane to produce a water-in-oil (w / o) emulsion. The w / o emulsion was then dropped into 25 mL of 4% PVA solution and the solution was mechanically stirred using a homogenizer. The resulting w / o / w emulsion was then poured into 225 mL of 4% PVA solution and mechanically stirred for several hours until the methylene chloride evaporated. The resulting particles were isolated by centrifugation, lyophilized and examined by SEM (B). The encapsulation efficiency of this protein was 35%. These CAT-PKNs have an average diameter of about 8 microns. B. SEM image of catalase-containing particles and fluorescence microscope image of catalase-containing particles. C. Catalase particles have enzymatic activity, as evidenced by the ability to reduce the absorbance of hydrogen peroxide at 240 nm.

実施例4〜6についての参考文献:
Ahsan,F.;Rivas,I.P.;Khan,M.A.;Torres−Suarez,A.I.J.Controlled Release 2002,79,29−40.
Prior,S.;Gander,B.;Blarer,N.;Merkle,H.P.;Subira,M.L.;Irache,J.M.;Gamazo,C.Eur.J.Pharm.Sci.2002,15,197−207.
Hahn,S.K.;Jelacic,S.;Maier,R.V.;Stayton,P.S.;Hoffman,A.S.J.Biomater.Sci.Polymer Edn.2004,15,1111−1119.
Walter,E.;Dreher,D.;Kok,M.;Thiele,L.;Kiama,S.G.;Gehr,P.;Merkle,H.P.J.Controlled Release 2001,76,149−168.
van Apeldoorn,A.A.;van Manen,H.−J.;Bezemer,J.M.;de Bruijn,J.D.;van Blitterswijk,C.A.;Otto,C.J.Am.Chem.Soc.2004,126,13226−13227.
Fu,K.;Pack,D.W.;Klibanov,A.M.;Langer,R.Pharm.Res.2000,17,100−106.
Shenderova,A.;Burke,T.G.;Schwendeman,S.P.Pharm.Res.1999,16,241−248.
Fife,T.H.;Jao,L.K.J.Org.Chem.1965,30,1492−1495.
Kwon,Y.J.;Standley,S.M.;Goodwin,A.P.;Gillies,E.R.;Frechet,J.M.J.Mol Pharm.2005,2,83−91.
Murthy,N.;Campbell,J.;Fausto,N.;Hoffman,A.S.;Stayton,P.S.Bioconjugate Chem.2003,14,412−419.
Murthy,N.;Xu,M.;Schuck,S.;Kunisawa,J.;Shastri,N.;Frechet,J.M.J.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.2003,100,4995−5000.
Standley,S.M.;Kwon,Y.J.;Murthy,N.;Kunisawa,J.;Shastri,N.;Guillaudeu,S.J.;Lau,L.;Frechet,J.M.J.Bioconjugate Chem.2004,75,1281−1288.
Gillies,E.R.;Goodwin,A.P.;Frechet,J.M.J.Bioconjugate Chem.2004,15,1254−1263.
Lorette,N.B.;Howard,W.L.J.Org.Chem.1960,25,521−525.
Panyam,J.;Williams,D.;Dash,A.;Leslie−Pelecky,D.;Labhasetwar,V.J.Pharm.Sci.2004,93,1804−1814 。
References for Examples 4-6:
Ahsan, F.A. Rivas, I .; P. Khan, M .; A. Torres-Suarez, A .; I. J. et al. Controlled Release 2002, 79, 29-40.
Prior, S.M. Gander, B .; Blarer, N .; Merkle, H .; P. Subira, M .; L. Irache, J .; M.M. Gamazo, C .; Eur. J. et al. Pharm. Sci. 2002, 15, 197-207.
Hahn, S .; K. Jelacic, S .; Maier, R .; V. Stayton, P .; S. Hoffman, A .; S. J. et al. Biometer. Sci. Polymer Edn. 2004, 15, 1111-1119.
Walter, E .; Dreher, D .; Kok, M .; Thiele, L .; Kiama, S .; G. Gehr, P .; Merkle, H .; P. J. et al. Controlled Release 2001, 76, 149-168.
van Apeldoorn, A.M. A. Van Manen, H .; -J. Bezemer, J .; M.M. De Bruijn, J .; D. Van Blitterswijk, C .; A. Otto, C .; J. et al. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13226-13227.
Fu, K .; Pack, D .; W. Klibanov, A .; M.M. Langer, R .; Pharm. Res. 2000, 17, 100-106.
Shenderova, A .; Burke, T .; G. Schwendeman, S .; P. Pharm. Res. 1999, 16, 241-248.
Fife, T .; H. Jao, L .; K. J. et al. Org. Chem. 1965, 30, 1492-1495.
Kwon, Y .; J. et al. Standley, S .; M.M. Goodwin, A .; P. Gillies, E .; R. Frechet, J .; M.M. J. et al. Mol Pharm. 2005, 2, 83-91.
Murthy, N .; Campbell, J .; Fausto, N .; Hoffman, A .; S. Stayton, P .; S. Bioconjugate Chem. 2003, 14, 412-419.
Murthy, N .; Xu, M .; Schuck, S .; Kunisawa, J .; Shastri, N .; Frechet, J .; M.M. J. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003, 100, 4995-5000.
Stanley, S.M. M.M. Kwon, Y .; J. et al. Murthy, N .; Kunisawa, J .; Shastri, N .; Guillaudeu, S .; J. et al. Lau, L .; Frechet, J .; M.M. J. et al. Bioconjugate Chem. 2004, 75, 1281-1288.
Gillies, E .; R. Goodwin, A .; P. Frechet, J .; M.M. J. et al. Bioconjugate Chem. 2004, 15, 1254-1263.
Lorette, N.M. B. Howard, W .; L. J. et al. Org. Chem. 1960, 25, 521-525.
Panyam, J. et al. Williams, D .; Dash, A .; Leslie-Pelecky, D .; Labhasetwar, V .; J. et al. Pharm. Sci. 2004, 93, 1804-1814.

実施例7A:心筋梗塞の処置のためのPK粒子の合成および性質決定
この実施例において、心筋層への低分子インヒビターの送達にポリケタール(PK)粒子を使用することを記載する。PKを、心臓に治療薬を送達し、急性心筋梗塞を処置するように設計する。PKを、新規なクラスの重合体であるポリケタール(これは、その骨格内にケタール結合を含む)から処方する(図30)。
Example 7A: Synthesis and characterization of PK particles for the treatment of myocardial infarction In this example, the use of polyketal (PK) particles for the delivery of small molecule inhibitors to the myocardium is described. The PK is designed to deliver therapeutic agents to the heart and treat acute myocardial infarction. PK is formulated from a new class of polymers, polyketals, which contain ketal linkages in their backbone (FIG. 30).

材料および方法
ポリ(シクロヘキサン−1,4−ジイル アセトン ジメチレン ケタール)(PCADK)の合成
PCADKを、短経路蒸留ヘッド(short−path distilling head)に接続した50mLの2ツ首フラスコ内で合成した。最初に、6.82mLの酢酸エチル中に溶解させた、5.5mgの再結晶させたp−トルエンスルホン酸(0.029mmol、Aldrich)を、1,4−シクロヘキサンジメタノール(12.98g、90.0mmol、Aldrich)を含有する30mLのベンゼン溶液(100℃に保持)に添加した。この酢酸エチルを蒸発させ、蒸留した2,2−ジメトキシプロパン(10.94mL、90.0mmol、Aldrich)を、このベンゼン溶液に添加し、重合反応を開始した。次に、さらなる用量の2,2−ジメトキシプロパン(5mL)およびベンゼン(25mL)を、6時間にわたって、1時間毎に計量漏斗を介して反応物に添加し、蒸留除去された2,2−ジメトキシプロパンおよびベンゼンを埋め合わせた。8時間後、反応を、500μLのトリエチルアミンを添加することによって停止させた。重合体を、冷ヘキサン(−20℃で保存)での沈殿、その後の真空濾過によって単離した。PCADKの分子量を、図31に示されるUV検出器を装備したゲル透過クロマトグラフィー(GPC)(Shimadzu)によって決定した。THFを、1mL/分の流速での移動相として使用した。Polymer Laboratories(Amherst、MA)製のポリスチレン標準を、分子量較正曲線を確立するために使用した。この化合物を使用して、全ての続く実験においてPCADK粒子を生成した。
Materials and Methods Synthesis of poly (cyclohexane-1,4-diylacetone dimethylene ketal) (PCADK) PCADK was synthesized in a 50 mL two-necked flask connected to a short-path distilling head. First, 5.5 mg of recrystallized p-toluenesulfonic acid (0.029 mmol, Aldrich) dissolved in 6.82 mL of ethyl acetate was added to 1,4-cyclohexanedimethanol (12.98 g, 90 To a 30 mL benzene solution (held at 100 ° C.) containing 0.0 mmol, Aldrich). The ethyl acetate was evaporated and distilled 2,2-dimethoxypropane (10.94 mL, 90.0 mmol, Aldrich) was added to the benzene solution to initiate the polymerization reaction. Next, additional doses of 2,2-dimethoxypropane (5 mL) and benzene (25 mL) were added to the reaction via a metering funnel every hour over a 6 hour period, and 2,2-dimethoxy distilled off. Propane and benzene were offset. After 8 hours, the reaction was stopped by adding 500 μL of triethylamine. The polymer was isolated by precipitation with cold hexane (stored at −20 ° C.) followed by vacuum filtration. The molecular weight of PCADK was determined by gel permeation chromatography (GPC) (Shimadzu) equipped with a UV detector as shown in FIG. THF was used as the mobile phase at a flow rate of 1 mL / min. Polystyrene standards from Polymer Laboratories (Amherst, Mass.) Were used to establish a molecular weight calibration curve. This compound was used to generate PCADK particles in all subsequent experiments.

粒子を、PCADKに加えられたSB239063を使用して製造することができる
SB239063は、p38のインヒビターである。図29は、上流のエフェクターの活性化および活性化の結果を含むp38活性化の概略図である。
Particles can be produced using SB239063 added to PCADK SB239063 is an inhibitor of p38. FIG. 29 is a schematic diagram of p38 activation, including upstream effector activation and activation results.

実験プロトコールを、SODをPLGAベースのマイクロ粒子に処方するために使用した手順に基づいて開発した(Hayashiら、Entrapment of proteins in poly(L−lactide) microspheres using reversed micelle solvent evaporation Pharm Res, 1994 11(2):337−40)。簡潔に述べると、500μL溶液のSB239063(1mg/mL)を、75mgのPCADKを含有する1.0mLの塩化メチレンに添加した。次に、この混合物を、5mLの4%(w/v)ポリビニルアルコール(PVA)水溶液に滴下し、6,000rpmで1分間、ホモジナイザーを用いて攪拌した。生じたw/oエマルジョンを、次に、25mLのpH7.4緩衝液に注ぎ、この混合物を数時間攪拌し、塩化メチレンを蒸発させた。生じた粒子を、遠心分離によって単離し、凍結乾燥させ、白色の固体粉末を生成した。SB239063のみについての標準曲線を使用して320nmでのU.V.吸光度によって決定した、SB293063マイクロ粒子のタンパク質カプセル化効率は、25〜50%であった。図32に示されるSB239063−PCADK粒子のSEM画像は、これらが、直径3〜15μmであり、細胞内送達および細胞外送達の両方に適切であることを実証する。これらのデータは、SB239063が、PK粒子内に成功裏にロードされ得、カプセル化効率の測定のために粒子が加水分解され得ることを実証する。   An experimental protocol was developed based on the procedure used to formulate SOD into PLGA-based microparticles (Hayashi et al., Entrapment of proteins in poly (L-lactide) microspheres using reversed mirevent evelopment 11). 2): 337-40). Briefly, a 500 μL solution of SB239063 (1 mg / mL) was added to 1.0 mL of methylene chloride containing 75 mg of PCADK. Next, this mixture was dropped into 5 mL of 4% (w / v) polyvinyl alcohol (PVA) aqueous solution, and stirred at 6,000 rpm for 1 minute using a homogenizer. The resulting w / o emulsion was then poured into 25 mL of pH 7.4 buffer and the mixture was stirred for several hours to evaporate the methylene chloride. The resulting particles were isolated by centrifugation and lyophilized to produce a white solid powder. Using a standard curve for SB239063 only, U.S. at 320 nm. V. The protein encapsulation efficiency of SB293063 microparticles, determined by absorbance, was 25-50%. The SEM images of SB239063-PCADK particles shown in FIG. 32 demonstrate that they are 3-15 μm in diameter and are suitable for both intracellular and extracellular delivery. These data demonstrate that SB239063 can be successfully loaded into PK particles and the particles can be hydrolyzed for measurement of encapsulation efficiency.

粒径は、容易に変更され得る
より大きな粒子を作製する実行可能性を実証するために、本発明者らは、元のプロトコール(上記)を使用して、低減された均質化速度を使用して、または低減されたPVAパーセンテージを使用してエマルジョンを実行した。次に、本発明者らは、室温で4時間攪拌して、塩化メチレンを蒸発させ、数回洗浄した後、このポリケタールを凍結乾燥させ、それらのサイズについてSEMを用いて調べた。図33に示されるように、元のプロトコールによって、本発明者らは、<10μmの範囲の粒子を得た。しかしながら、均質化速度(60秒間、15,000RPM)を低減することによってか、またはPVAパーセンテージを低減(8%から4%へ)することによって、本発明者らは、20μm以上の粒子を生成することができた。このデータは、より大きな粒子が、均質化の速度を低減するか、または水溶液のパーセンテージを低減することによって生成され得ることを示す。このことは、十分な心筋での保持が得られない場合、代替的なアプローチとしての、より大きな粒子を生成する実行可能性を示す。
The particle size can be easily changed To demonstrate the feasibility of making larger particles, we used a reduced homogenization rate using the original protocol (above). Or the emulsion was run using a reduced PVA percentage. Next, the inventors stirred at room temperature for 4 hours to evaporate the methylene chloride, washed several times, freeze-dried the polyketals, and examined their sizes using SEM. As shown in FIG. 33, by the original protocol we obtained particles in the range <10 μm. However, by reducing the homogenization rate (60 seconds, 15,000 RPM) or by reducing the PVA percentage (from 8% to 4%), we produce particles of 20 μm and larger. I was able to. This data shows that larger particles can be produced by reducing the rate of homogenization or by reducing the percentage of aqueous solution. This indicates the feasibility of generating larger particles as an alternative approach if sufficient myocardial retention is not obtained.

多孔質PCADKマイクロ粒子を合成することができる
肺薬物送達に関して、最近、サイズが20〜30ミクロンの多孔質マイクロ粒子が魅力的な関心をもたれている。なぜなら、依然としてそれらの大きなサイズは、マクロファージによってファゴサイトーシスされることを妨げるが、それらの低密度は、spinhalerを介する、吸入されるべき空力的特性をそれらの多孔質マイクロ粒子に与えるからである。PLGAを使用したLangerらによる研究は、20〜30ミクロンのサイズの粒子が、肺の肺胞領域の細胞外空間へ治療薬を送達することに最適であることを示した(Chengら、Formulation of functionalized PLGA−PEG nanoparticles for in vivo targeted drug delivery. Biomaterials(2007)28(5):869−76;Edwardsら、Large porous particles for pulmonary drug delivery. Science(1997)276(5320):1868−71;Perezら、Poly(lactic acid)−poly(ethylene glycol) nanoparticles as new carriers for the delivery of plasmid DNA. J Control Release(2001)75(1−2):211−24)。
Porous PCADK microparticles can be synthesized With respect to pulmonary drug delivery, porous microparticles of 20-30 microns in size have recently been of attractive interest. Because their large size still prevents them from being phagocytosed by macrophages, their low density provides their porous microparticles with aerodynamic properties to be inhaled via spinhalers . A study by Langer et al. Using PLGA showed that 20-30 micron sized particles are optimal for delivering therapeutic agents to the extracellular space of the alveolar region of the lung (Cheng et al., Formulation of function materialized PLGA-PEG nanoparticulates for in vivo targeted drug delivery. Et al., Poly (lactic acid) -poly (ethylene glycol) nano . Articles as new carriers for the delivery of plasmid DNA J Control Release (2001) 75 (1-2): 211-24).

したがって、本発明者らは、タンパク質をロードした多孔質PCADKマイクロ粒子を生成する実験プロトコールを開発した。このプロトコールを、Hongらによる多孔質ポリラクチドマイクロスフェアを処方するために使用される手順から適合させた。簡潔に述べると、100mgのPCADK重合体を2.55mLの塩化メチレンに溶解させた。次に、0.45mLのn−ヘキサンを、この重合体/塩化メチレン溶液に添加し、21,500rpmで30秒間均質化し、「油層」を生成した。次に、油中水エマルジョンを、200μlの水性のFITC標識OVA溶液(25mg/ml)をこの油層に添加し、21,500rpmで90秒間の均質化を介して水層を油層に分散させることによって生成した。次に、濁ったw/oエマルジョンを、20mLの2%(w/v)ポリビニルアルコール水溶液に注ぎ、17,000rpmで60秒間均質化し、最終的な水中油中水エマルジョンを生成した。次に、このw/o/wエマルジョンを、100mLの2% PVA溶液にデカントし、油層中の塩化メチレンを蒸発させ、この重合体がカプセル化されたOVAの周囲で硬化するように500rpmで3時間、25℃で攪拌した。その後、この硬化した粒子を、500rpmで72時間、40℃で攪拌し、ヘキサンを粒子から除去し、細孔を、粒子の内部および粒子の表面に残した。OVA−PCADKのSEM画像を、多孔質粒子が合成されたことを実証する図34に示す。これらのデータは、インビボでのSB239063の放出に問題がある場合での、本発明者らの代替的な計画を支持する。   Accordingly, the inventors have developed an experimental protocol that produces protein loaded porous PCADK microparticles. This protocol was adapted from the procedure used to formulate porous polylactide microspheres by Hong et al. Briefly, 100 mg of PCADK polymer was dissolved in 2.55 mL of methylene chloride. Next, 0.45 mL of n-hexane was added to the polymer / methylene chloride solution and homogenized at 21,500 rpm for 30 seconds to form an “oil layer”. The water-in-oil emulsion is then added by adding 200 μl of aqueous FITC-labeled OVA solution (25 mg / ml) to the oil layer and dispersing the water layer into the oil layer via homogenization at 21,500 rpm for 90 seconds. Generated. The cloudy w / o emulsion was then poured into 20 mL of a 2% (w / v) aqueous polyvinyl alcohol solution and homogenized at 17,000 rpm for 60 seconds to produce the final water-in-oil-in-water emulsion. The w / o / w emulsion is then decanted into 100 mL of 2% PVA solution, the methylene chloride in the oil layer is evaporated, and the polymer is cured at 500 rpm at 500 rpm so that it cures around the encapsulated OVA. Stir for 25 hours at 25 ° C. The cured particles were then stirred at 500 rpm for 72 hours at 40 ° C. to remove hexane from the particles, leaving pores inside and on the surface of the particles. An SEM image of OVA-PCADK is shown in FIG. 34 demonstrating that porous particles have been synthesized. These data support our alternative plan in case of problems with the release of SB239063 in vivo.

放出の速度論は、共重合体の添加によって変更され得る
この研究において、ポリケタール共重合体の加水分解の速度論に対する疎水性の影響を調べた。2つのセットの共重合体を合成し、それらの加水分解速度を調べた。最初に、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび1,5−ペンタンジオールから構成される一連のポリケタール共重合体(これらは、種々の比の1,5−ペンタンジオールを含む)を合成した。これらの共重合体の親水性は、1,5−ペンタンジオールと1,4−シクロヘキサンジメタノールとの間の疎水性の大きな差(これらのそれぞれのLog P値は0.27および1.75である)に基づいて、それらの1,5−ペンタンジオール含量に対応する(scale)。本発明者らは、1,5−ペンタンジオールが劇的に1,4−シクロヘキサンジメタノールベースのポリケタールの加水分解の速度論を加速することを実証する。例えば、pH4.5において、PCADKは、20日の加水分解半減期を有するが、2%ペンタンジオールを含む共重合体であるPK1は、pH4.5において12.5日の半減期を有し、そして13%モルの1,5−ペンタンジオールを含む共重合体であるPK3は、たった2日の加水分解半減期を有する。種々の親水性のジオールを含んだ、1,4−シクロヘキサンジメタノールに基づく第二のシリーズの共重合体も合成した。まとめると、表3のデータは、ポリケタールの加水分解の速度論が、それらの親水性を変化させることによって調整され得ることを実証し、ポリマーマトリクスへの水の拡散が、ケタールの加水分解を支配する律速工程(rate determining step)であることを示唆する。PCADKのこれらの共重合体を本発明者らの研究に使用する。なぜなら、これらが「調整可能な」加水分解速度を有し、数週間にわたってゆっくりと加水分解する粒子が心臓の再生に最適であるからである。
Release kinetics can be altered by copolymer addition In this study, the effect of hydrophobicity on the hydrolysis kinetics of polyketal copolymers was investigated. Two sets of copolymers were synthesized and their hydrolysis rates were investigated. Initially, a series of polyketal copolymers composed of 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,5-pentanediol, which contain various ratios of 1,5-pentanediol, were synthesized. The hydrophilicity of these copolymers is due to the large difference in hydrophobicity between 1,5-pentanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol (their Log P values are 0.27 and 1.75 respectively). On the basis of their 1,5-pentanediol content. We demonstrate that 1,5-pentanediol dramatically accelerates the hydrolysis kinetics of 1,4-cyclohexanedimethanol based polyketals. For example, at pH 4.5, PCADK has a hydrolysis half-life of 20 days, whereas PK1, a copolymer containing 2% pentanediol, has a half-life of 12.5 days at pH 4.5, And PK3 which is a copolymer containing 13% mol of 1,5-pentanediol has a hydrolysis half-life of only 2 days. A second series of copolymers based on 1,4-cyclohexanedimethanol containing various hydrophilic diols was also synthesized. In summary, the data in Table 3 demonstrate that the hydrolysis kinetics of polyketals can be tuned by changing their hydrophilicity, with water diffusion into the polymer matrix governing the hydrolysis of the ketal. It is suggested that this is a rate-determining step. These copolymers of PCADK are used for our study. This is because they have “tunable” hydrolysis rates and particles that slowly hydrolyze over several weeks are optimal for heart regeneration.

タンパク質をロードしたポリケタールを生成することができる
実験プロトコールを、SODをPLGAベースのマイクロ粒子に処方するために使用された手順に基づいて開発した。簡潔に述べると、100μLのSOD水溶液(40mg/mL)を、均質化(21,500rpm、30秒間)によって125mgのPCADKを含む1.0mLの塩化メチレンに分散させ、油中水(w/o)エマルジョンを生成した。次に、このw/oエマルジョンを、5mLの8%(w/v)ポリビニルアルコール(PVA)水溶液に滴下し、ホモジナイザーを用いて6,000rpmで5分間攪拌した。その後、生じたw/o/wエマルジョンを、25mLのpH7.4緩衝液に注ぎ、この混合物を数時間攪拌し、塩化メチレンを蒸発させた。生じた粒子を、遠心分離によって単離し、凍結乾燥させ、白色の固体粉末を生成した。SOD−PCADKマイクロ粒子のタンパク質カプセル化効率は、280nmでのU.V.吸光度によって決定した場合に36.7%であった。図35に示される、SOD−PCADKマイクロ粒子のSEM画像は、これらが直径3〜15μmであり、細胞内送達および細胞外送達の両方に適切であることを実証する。このことは、SOD送達の場合に有益であり得る。なぜなら、スーパーオキシドは、炎症の間に細胞内毒性と細胞外組織損傷の両方を引き起こすからである。これらのデータは、本発明者らの代替的なアプローチに関して、低分子インヒビターに加え、より大きな、親水性のタンパク質をカプセル化するそれらの能力における、ポリケタールの多用途性を実証する。
An experimental protocol capable of producing polyketals loaded with proteins was developed based on the procedure used to formulate SOD into PLGA-based microparticles. Briefly, 100 μL of SOD aqueous solution (40 mg / mL) was dispersed in 1.0 mL of methylene chloride containing 125 mg of PCADK by homogenization (21,500 rpm, 30 seconds) and water-in-oil (w / o) An emulsion was produced. Next, this w / o emulsion was added dropwise to 5 mL of an 8% (w / v) aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA), and stirred at 6,000 rpm for 5 minutes using a homogenizer. The resulting w / o / w emulsion was then poured into 25 mL pH 7.4 buffer and the mixture was stirred for several hours to evaporate the methylene chloride. The resulting particles were isolated by centrifugation and lyophilized to produce a white solid powder. The protein encapsulation efficiency of SOD-PCADK microparticles is the U.S. V. It was 36.7% as determined by absorbance. The SEM images of SOD-PCADK microparticles shown in FIG. 35 demonstrate that they are 3-15 μm in diameter and are suitable for both intracellular and extracellular delivery. This can be beneficial in the case of SOD delivery. This is because superoxide causes both intracellular toxicity and extracellular tissue damage during inflammation. These data demonstrate the versatility of polyketals in their ability to encapsulate larger, hydrophilic proteins, in addition to small molecule inhibitors, for our alternative approach.

PCADKは、マクロファージへのSODの送達を増強する
マクロファージからスーパーオキシドを除去するSOD−PCADKマイクロ粒子の能力を、細胞培養物で調べた。TIB−186マクロファージ(1×10細胞/ウェル、96ウェルプレート)を、0.1mg/mL SOD−PCADKマイクロ粒子、遊離SOD(1.14μg/mL SOD)、または空のPCADKマイクロ粒子のいずれかと2時間インキュベートし、次に0.2μg/mLホルボールミリステートアセテート(PMA)で30分間刺激した。その後、これらのマクロファージからのスーパーオキシド産生を、20nmolシトクロムc(550nmでの吸光度)を使用して測定した。図36は、遊離SOD単独では、スーパーオキシド産生のほんのわずかな阻害しか生じなかったが、SOD−PCADKマイクロ粒子は、スーパーオキシド産生において60%の低減を生じたことを実証する。空のマイクロ粒子はまた、マクロファージによるスーパーオキシド産生をおよそ20%低減した。これらのデータは、酵素タンパク質が、細胞送達のためにカプセル化された場合にその活性を保持し得ることを示す。別の計画のために処方される一方で、これらのデータは、代替的な方法として、細胞へのタンパク質のポリケタール媒介送達の実行可能性を実証する。
PCADK enhances delivery of SOD to macrophages The ability of SOD-PCADK microparticles to remove superoxide from macrophages was examined in cell culture. TIB-186 macrophages (1 × 10 5 cells / well, 96 well plate) with either 0.1 mg / mL SOD-PCADK microparticles, free SOD (1.14 μg / mL SOD), or empty PCADK microparticles. Incubated for 2 hours and then stimulated with 0.2 μg / mL phorbol myristate acetate (PMA) for 30 minutes. Superoxide production from these macrophages was then measured using 20 nmol cytochrome c (absorbance at 550 nm). FIG. 36 demonstrates that free SOD alone produced very little inhibition of superoxide production, whereas SOD-PCADK microparticles produced a 60% reduction in superoxide production. Empty microparticles also reduced superoxide production by macrophages by approximately 20%. These data indicate that the enzyme protein can retain its activity when encapsulated for cellular delivery. While formulated for another scheme, these data demonstrate the feasibility of polyketal-mediated delivery of proteins to cells as an alternative method.

ポリケタールは、培養物中においてマクロファージによって保持される
一般的に、マクロファージは、ファゴサイトーシスを介して外来性の粒子を貪食するが、SB239063を含有する本発明者らのポリケタールは、ファゴサイトーシスを受けるには大きすぎる(>5μm)可能性があり、放出の主要な方法は、マクロファージによる粒子の加水分解に続く小さな分子の取り込みである可能性がある。ポリケタールがマクロファージによって保持されるか否かを決定するために、本発明者らは、FITCをロードしたポリケタールとRAWマクロファージとを2時間インキュベートし、PBSで3回洗浄し、蛍光顕微鏡法を使用して画像化した。図37が示すように、FITCをロードしたポリケタール(そして、ロードされていないポリケタール)を、細胞の外側に見出すことができる。さらに、図37は、FITCを取り込んだ細胞(矢印)を示す。これらのデータは、ポリケタールが培養されたマクロファージに「粘着」し、それらの内容物が取り込みのための加水分解に続いて放出され得ることを実証する。
Polyketals are retained by macrophages in culture In general, macrophages phagocytose foreign particles via phagocytosis, but our polyketals containing SB239063 do not phagocytosis. It may be too large to receive (> 5 μm) and the primary method of release may be the uptake of small molecules following particle hydrolysis by macrophages. To determine whether polyketals are retained by macrophages, we incubated FITC loaded polyketals with RAW macrophages for 2 hours, washed 3 times with PBS, and used fluorescence microscopy. Imaged. As FIG. 37 shows, FITC loaded polyketals (and unloaded polyketals) can be found outside the cells. Furthermore, FIG. 37 shows cells (arrows) that have taken up FITC. These data demonstrate that polyketals “stick” to cultured macrophages and their contents can be released following hydrolysis for uptake.

SB239063粒子は、TNF−α刺激マクロファージにおいてp38のリン酸化を阻害する
サイトカイン媒介性のp38のリン酸化およびスーパーオキシド放出に対するPK−p38の影響を決定するために、RAWマクロファージを、血清を含まない培地において集密度でプレートし、20分間のTNF−α刺激の前に、2、4または6時間、空のPKまたはPK−p38を含有する、血清を含まない培地に切り替えた。タンパク質を、試料緩衝液で回収し、20μgを、ウェスタン分析のために12%SDS−ポリアクリルアミドゲル上で泳動(run)した。タンパク質を、PVDFメンブレンに移し、ホスホ特異的p38に対する抗体(Cell Signaling)でプローブした。ブロットを、Bio−Rad製のQuantity Oneソフトウェアを使用してスキャンおよび定量化した。図38が実証するように、PK−p38(0.1mg/mLすなわち2μM)は、時間依存的な様式でTNF−αによるp38のリン酸化を防止した。種々の時点において、空のPKによる影響はなかったが、PK−p38でのマクロファージの4または6時間の処理は、TNF−αによるp38のリン酸化を完全に防止した。これらのデータは、PK−p38が、マクロファージにおけるサイトカイン媒介性のp38の活性化およびスーパーオキシド産生を防止し得ることを示唆した。
SB239063 particles inhibit phosphorylation of p38 in TNF-α-stimulated macrophages To determine the effect of PK-p38 i on cytokine-mediated phosphorylation of p38 and superoxide release, RAW macrophages do not contain serum Plated at confluence in medium and switched to serum free medium containing empty PK or PK-p38 i for 2, 4 or 6 hours prior to 20 minutes of TNF-α stimulation. The protein was recovered with sample buffer and 20 μg was run on a 12% SDS-polyacrylamide gel for Western analysis. The protein was transferred to a PVDF membrane and probed with an antibody against phospho-specific p38 (Cell Signaling). Blots were scanned and quantified using Quantity One software from Bio-Rad. As FIG. 38 demonstrates, PK-p38 i (0.1 mg / mL or 2 μM) prevented p38 phosphorylation by TNF-α in a time-dependent manner. At various time points, there was no effect of empty PK, but treatment of macrophages with PK-p38 i for 4 or 6 hours completely prevented p38 phosphorylation by TNF-α. These data suggested that PK-p38 i may prevent cytokine-mediated activation of p38 and superoxide production in macrophages.

SB239063粒子は、TNF−α刺激されたマクロファージにおけるスーパーオキシド産生を阻害する
心筋梗塞後の増大したスーパーオキシド産生は、梗塞後の心臓のアポトーシスおよび機能不全において一定の役割を果たし得る。TNF−α刺激は、マクロファージにおいて細胞外スーパーオキシド産生をもたらし得、この応答はp38依存的であることが示されている。
SB239063 particles inhibit superoxide production in TNF-α stimulated macrophages Increased superoxide production after myocardial infarction may play a role in post-infarction cardiac apoptosis and dysfunction. TNF-α stimulation can result in extracellular superoxide production in macrophages, and this response has been shown to be p38 dependent.

SB239063をロードしたポリケタールが細胞外スーパーオキシド産生を阻害し得るか否かを決定するために、本発明者らは、高速液体クロマトグラフィーを使用して、刺激された細胞の培地において酸化されたジヒドロエチジウムの蓄積を測定するための公開された方法を採用した(Fernandesら、Analysis of dihydroethidium−derived oxidation products by HPLC in the assessment of superoxide production and NADPH oxidase activity in vascular systems. Am J Physiol Cell Physiol(2006)、Finkら、Detection of intracellular superoxide formation in endothelial cells and intact tissues using dihydroethidium and an HPLC−based assay. Am J Physiol Cell Physiol,(2004)287(4):C895−902)。注記すべき重要なことは、一度、ジヒドロエチジウムが酸化されると、それは、もはや細胞膜を横切ることができず、したがって、細胞外空間で形成されたあらゆるオキシ−エチジウムが測定のためにそこに残留するということである。オキシ−エチジウムは安定であり、値は吸光係数(extinction coefficient)を使用して定量化され得、スーパーオキシドのモルは、オキシ−エチジウムのモルと同一であると推定される。なぜなら、それらは、1:1の比で反応するからである。マクロファージを、実験の前夜に、血清を含まない培地中に10細胞/ウェルでプレートした。次に、細胞を、6時間、緩衝剤、空のPKまたはPK−p38を含む、血清を含まない培地に切り替え、TNF−αでの刺激の前に徹底的に洗浄した。TNF−α(10ng/mL)を、15分間、Krebs−Hepes緩衝液中の細胞に加え、その後、20分間、ジヒドロエチジウム(25μM)を加えた。100μLの培地を、蛍光検出器を備えたHPLCのために300μLのメタノールに集めた。図39中のデータ(n=4)が実証するように、TNF−αで刺激されたマクロファージにおいて細胞外スーパーオキシド産生の有意な増大が存在し、これは、PK−p38での前処理によって完全に阻害されたが、空のポリケタールには影響されなかった。外因的に添加されたスーパーオキシドジスムターゼ(50U/mL)は、完全にこのシグナルをなくした。細胞外スーパーオキシド放出が、心筋梗塞に応答して大幅に増大する(図40)ことを考慮すると、このことは、将来の研究において調査されるべき潜在的な機構を提示し得る。しかしながら、これらのデータは、ポリケタールが、細胞にSB239063を送達し得、TNF−αに誘導されたp38のリン酸化だけでなく、下流の結果も同様に阻害し得ることを実証する。 To determine whether polyketals loaded with SB239063 can inhibit extracellular superoxide production, we used high performance liquid chromatography to oxidize dihydroxidized in the medium of stimulated cells. adopted the published methods for measuring the accumulation of ethidium (Fernandes et al., Analysis of dihydroethidium-derived oxidation products by HPLC in the assessment of superoxide production and NADPH oxidase activity in vascular systems. Am J Physiol Cell Physiol (2006) , Fink et al., Detection of intr . Cellular superoxide formation in endothelial cells and intact tissues using dihydroethidium and an HPLC-based assay Am J Physiol Cell Physiol, (2004) 287 (4): C895-902). The important thing to note is that once dihydroethidium is oxidized, it can no longer cross the cell membrane, so any oxy-ethidium formed in the extracellular space remains there for measurement. Is to do. Oxy-ethidium is stable and the value can be quantified using the extinction coefficient, and the mole of superoxide is assumed to be the same as the mole of oxy-ethidium. Because they react at a 1: 1 ratio. Macrophages were plated at 10 6 cells / well in serum free media the night before the experiment. The cells were then switched to serum free medium containing buffer, empty PK or PK-p38 i for 6 hours and washed thoroughly prior to stimulation with TNF-α. TNF-α (10 ng / mL) was added to the cells in Krebs-Hepes buffer for 15 minutes, followed by dihydroethidium (25 μM) for 20 minutes. 100 μL of medium was collected in 300 μL of methanol for HPLC equipped with a fluorescence detector. As the data in FIG. 39 (n = 4) demonstrate, there is a significant increase in extracellular superoxide production in macrophages stimulated with TNF-α, which is due to pretreatment with PK-p38 i . Although completely inhibited, it was not affected by the empty polyketal. Exogenously added superoxide dismutase (50 U / mL) completely abolished this signal. Given that extracellular superoxide release is significantly increased in response to myocardial infarction (FIG. 40), this may present a potential mechanism to be investigated in future studies. However, these data demonstrate that polyketals can deliver SB239063 to cells and not only inhibit TNF-α-induced p38 phosphorylation, but also downstream results as well.

ポリケタールは、注射から3日間、筋肉中に保持される
ポリケタールが、数日後にインビボで検出され得るか否かを決定するために、本発明者らは、C57BL/6Jマウスの肢の筋肉に25mg/mLの空のポリケタールまたはポリ(乳酸−コ−グリコール酸)(PLGA)を注射した。注射から3日後、筋肉を単離し、4%パラホルムアルデヒド中に固定し、組織学のために包埋した。ヘマトトキシリン&エオジン染色を、5μm切片上で実行し、光学顕微鏡法を使用して画像を取得した。図41の代表的な画像が実証するように、粒子は、注射から3日後に検出可能であった。興味深いことに、異常に高い濃度の粒子(25mg/mLは、本発明者らが提唱する実験よりも25倍〜250倍高い)にもかかわらず、粒子の周囲にはほんのわずかな炎症しか存在しないようであった。対照的に、PLGA粒子で注射された肢の筋肉は、続く図によって観察されるように、激しい線維症と炎症細胞の浸潤の可能性を示した。注記、PCADK試料での暗色の染色は、DAPI染色によって確認されるように、大半は粒子のようであり、細胞ではない。これらのデータは、PCADK粒子の注射は光学顕微鏡法によって確認され得、激しい炎症反応をもたらさないようである点において原理の重要な証拠を実証する。
Polyketals are retained in muscle for 3 days after injection To determine whether polyketals can be detected in vivo after several days, we have added 25 mg to the limb muscles of C57BL / 6J mice. / ML of empty polyketal or poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA) was injected. Three days after injection, muscles were isolated, fixed in 4% paraformaldehyde and embedded for histology. Hematoxylin & eosin staining was performed on 5 μm sections and images were acquired using light microscopy. As the representative image in FIG. 41 demonstrates, particles were detectable 3 days after injection. Interestingly, despite the unusually high concentration of particles (25 mg / mL is 25 to 250 times higher than the experiments proposed by the inventors), there is very little inflammation around the particles. It seemed. In contrast, limb muscles injected with PLGA particles showed the potential for severe fibrosis and inflammatory cell infiltration, as observed by the following figure. Note, the dark staining with the PCADK sample is mostly particles and not cells, as confirmed by DAPI staining. These data demonstrate important proof of principle in that PCADK particle injections can be confirmed by light microscopy and do not appear to result in a severe inflammatory response.

ポリケタールの注射は炎症反応を誘発しない
炎症に対するポリケタールの注射の効果を決定するために、上記の肢の注射実験からの切片を、CD45(一般的な炎症細胞のマーカー)に対する蛍光抗体で染色した。具体的には、パラフィン除去および再水和の後、切片を、抗原回復(antigen retrieval)のためにプロテイナーゼKとともにインキュベートした。回復の後、切片を10%ウマ血清でブロックし、次に蛍光タグ付き抗マウスCD45抗体(eBioscience)とともにインキュベートした。徹底的な洗浄の後、切片を、DAPI(1μg/mL)とともにインキュベートし、カバースリップをかけた(coverslip)。適切なFITC結合体化アイソタイプをコントロールとして使用し、染色がないことが明らかだった。画像を、正確に同一の曝露時間で取得し、Matlabソフトウェアを使用して組み合わせた。図42の画像が実証するように、左側のポリケタール注射された筋肉と比較して、PLGA処置された筋肉の注射領域全体にわたって確固とした染色が存在した。本発明者らは、CD14(炎症細胞の別のマーカー)についての染色を使用してこのデータを確認した。PLGA処置された筋肉において激しい細胞応答が存在したが、本発明者らは、PCADK処置された筋肉におけるDAPI染色の大半が非特異的であると考える。高濃度のポリケタールの注射に対する炎症反応がわずかなことを実証する、これらのデータは、この提案に対して必須である。この実験で使用された濃度が本発明者らが提唱する注射よりも数桁大きい可能性があったにも関わらず、CD45およびCD14染色によって測定される炎症細胞の応答はわずかだった。これらのデータは、PK−p38に関連して炎症において本発明者らが観察したあらゆる低下が、粒子自体によって引き起こされたあらゆる炎症を弱めたこと(offsetting)に起因しないという確信を提供する。
Polyketal injection does not elicit an inflammatory response To determine the effect of polyketal injection on inflammation, sections from the above limb injection experiments were stained with a fluorescent antibody against CD45 (a common marker of inflammatory cells). Specifically, after paraffin removal and rehydration, the sections were incubated with proteinase K for antigen retrieval. After recovery, sections were blocked with 10% horse serum and then incubated with fluorescently tagged anti-mouse CD45 antibody (eBioscience). After extensive washing, the sections were incubated with DAPI (1 μg / mL) and covered slips. Appropriate FITC-conjugated isotype was used as a control and was apparently free of staining. Images were acquired with exactly the same exposure time and combined using Matlab software. As the image in FIG. 42 demonstrates, there was a robust staining throughout the injection area of the PLGA treated muscle compared to the left polyketal injected muscle. We confirmed this data using staining for CD14 (another marker of inflammatory cells). Although there was a vigorous cellular response in PLGA-treated muscle, we believe that the majority of DAPI staining in PCADK-treated muscle is nonspecific. These data are essential to this proposal, demonstrating that the inflammatory response to injection of high concentrations of polyketals is negligible. Despite the possibility that the concentration used in this experiment was several orders of magnitude higher than the injection proposed by the inventors, the response of inflammatory cells as measured by CD45 and CD14 staining was negligible. These data provide the belief that any reduction we have observed in inflammation in relation to PK-p38 i is not due to offsetting any inflammation caused by the particles themselves.

ポリケタール内のSB239063は梗塞ゾーン内のp38のリン酸化を阻害する
SB239063をカプセル化するポリケタールがインビボにおいて活性であるか否かを決定するために、冠状動脈結紮を受け、梗塞直後のC57BL/6マウスに、空のポリケタール(PK)またはSB239063を含むポリケタール(PK−p38 0.1mg/mL)のいずれかを二重盲検様式(double−blinded manner)で心筋内に与えた。心臓を梗塞から3日後に切除し、左心室の自由壁の梗塞ゾーンを単離し、プロテアーゼおよびホスファターゼインヒビターを含むTriton−X緩衝液で均質化した。500μgのタンパク質を、ポリクローナルp38抗体(Cell Signaling)で一晩インキュベートし、その後、プロテイン−Aアガロースとともにインキュベートした。ビーズを洗浄し、そして試料緩衝液とともにインキュベートし、その後12%ゲル上で泳動した。タンパク質をPVDFメンブレンに移し、ホスホ特異的p38抗体(Cell Signaling)を用いてプローブした。現像(development)後、メンブレンを、ストリッピングし、総p38抗体で再プローブ(re−probe)した。ブロットを、スキャンし、Quantity Oneソフトウェアを使用して定量化し、データをホスホ−p38対総p38の比として表現し、ANOVAを使用して統計的に比較した。図43のブロットおよびデータが実証するように、梗塞から3日後、左心室のホスホ−p38に有意な増大が存在した。この増大は、空のPKによって阻害されなかったが、PK−p38処置によって完全になくなった。これらのデータは、ポリケタール内にカプセル化されたSB239063が、インビボで活性であり、急性心筋梗塞後の梗塞ゾーン内のp38のリン酸化を有意に低減させることを実証する。
SB239063 in the polyketal inhibits phosphorylation of p38 in the infarct zone To determine if the polyketal that encapsulates SB239063 is active in vivo, C57BL / 6 mice undergoing coronary artery ligation and immediately following infarction In addition, either an empty polyketal (PK) or a polyketal containing SB239063 (PK-p38 i 0.1 mg / mL) was given into the myocardium in a double-blind manner. The heart was excised 3 days after the infarction and the left ventricular free wall infarct zone was isolated and homogenized with Triton-X buffer containing protease and phosphatase inhibitors. 500 μg of protein was incubated overnight with polyclonal p38 antibody (Cell Signaling) and then with protein-A agarose. The beads were washed and incubated with sample buffer before running on a 12% gel. The protein was transferred to a PVDF membrane and probed with a phospho-specific p38 antibody (Cell Signaling). After development, the membrane was stripped and re-probed with total p38 antibody. Blots were scanned and quantified using Quantity One software, data expressed as the ratio of phospho-p38 to total p38, and statistically compared using ANOVA. As the blot and data in FIG. 43 demonstrated, there was a significant increase in left ventricular phospho-p38 3 days after infarction. This increase was not inhibited by empty PK but was completely abolished by PK-p38 i treatment. These data demonstrate that SB239063 encapsulated in polyketals is active in vivo and significantly reduces phosphorylation of p38 in the infarct zone after acute myocardial infarction.

ポリケタール内のSB239063は、心筋梗塞後のIL−5の増大を阻害する
上記の二重盲検実験からのタンパク質ホモジネート(50μg)を、12%ゲル上で泳動し、ウェスタン分析のためにPVDFメンブレンに移した。メンブレンを、インターロイキン−5(IL−5;AbCam)(梗塞後心機能不全に関連する炎症促進性サイトカイン(Weiら、Subacute and chronic effects of quinapril on cardiac cytokine expression, remodeling, and function after myocardial infarction in the rat J Cardiovasc Pharmacol, 2002. 39(6):842−50)に対する抗体とともにインキュベートした。その後、メンブレンをストリッピングし、正規化のためにβ−アクチンに対する抗体で再−再プローブした。図44において代表的なブロットおよび群分けしたデータが示すように、梗塞から3日後に、IL−5発現に有意な増大が存在した。この増大は、空のPK処置によって妨害されなかったが、PK−p38処置によって完全になくなった。これらのデータは、ポリケタール内のSB239063が、急性心筋梗塞後の炎症促進性サイトカイン産生を阻害する可能性を実証する。
SB239063 in the polyketal inhibits the increase in IL-5 after myocardial infarction Protein homogenate (50 μg) from the above double-blind experiment was run on a 12% gel and applied to a PVDF membrane for western analysis. Moved. Interleukin-5 (IL-5; AbCam) (a pro-inflammatory cytokine associated with post-infarction cardiac dysfunction (Wei et al. The rat J Cardiovas Pharmacol, 2002. 39 (6): 842-50), and then the membrane was stripped and re-reprobed with an antibody against β-actin for normalization. 3 days after infarction as shown in representative blots and grouped data in Later, there was a significant increase in IL-5 expression, which was not disturbed by empty PK treatment, but was completely abolished by PK-p38 i treatment These data indicate that SB239063 within the polyketal Demonstrates the potential to inhibit pro-inflammatory cytokine production after acute myocardial infarction.

ポリケタール内のSB239063は、ラットにおいて心筋梗塞後のTNF−αの増大を阻害する
上記のデータの大半は、マウスモデルを使用して集めたが、本発明者らは、ラットにおける本発明者らの二重盲検研究からのデータを分析し始めた。TNF−α放出を測定するために、成体の雄性Sprague−Dawleyラットに偽手術または冠状動脈結紮手術を施し、50μLの0.5mg/mLの空のPK、PK−p38または遊離のSB239063(1μM;0.5mg/mL PK−p38に相当する)のいずれかを注射した。左心室の自由壁を、結紮から3日後に回収および均質化し、タンパク質レベルを、Bradfordアッセイ(Bio−Rad)によって決定した。次に、試料を、市販のELISAキット(eBioscience)を使用してTNF−α含量について分析した。データを、補正後にpg/mgタンパク質として表現した。図45のデータが示すように、結紮から3日後に梗塞した動物において、TNF−α産生に2倍の増大が存在した。数が少ないので(1群あたり、n=3〜4)、統計的に有意ではないが、PK−p38による阻害の傾向(約33%の低下)が存在した。また、空のポリケタール(PK)、または匹敵する量の遊離のSB239063の注射に明らかな効果は存在しなかった。これらのデータは、マウスにおける本発明者らの最初の肯定的な知見を支持し、ポリケタール内でのSB239063カプセル化が、ラットにおいて、心筋梗塞後の炎症促進性サイトカインの産生を阻害し得ることを示唆する。
SB239063 in a polyketal inhibits TNF-α increase after myocardial infarction in rats Most of the above data was collected using a mouse model, but we have We began to analyze the data from the double-blind study. To measure TNF-α release, adult male Sprague-Dawley rats were subjected to sham surgery or coronary ligation surgery and 50 μL of 0.5 mg / mL empty PK, PK-p38 i or free SB239063 (1 μM ; Corresponding to 0.5 mg / mL PK-p38 i ). The left ventricular free wall was harvested and homogenized 3 days after ligation and protein levels were determined by Bradford assay (Bio-Rad). Samples were then analyzed for TNF-α content using a commercially available ELISA kit (eBioscience). Data were expressed as pg / mg protein after correction. As the data in FIG. 45 shows, there was a 2-fold increase in TNF-α production in the infarcted animals 3 days after ligation. Because of the small number (n = 3-4 per group), there was a tendency for inhibition by PK-p38 i (approximately 33% reduction), although not statistically significant. There was also no apparent effect on injection of empty polyketal (PK) or comparable amounts of free SB239063. These data support our first positive findings in mice that SB239063 encapsulation in polyketals can inhibit the production of pro-inflammatory cytokines after myocardial infarction in rats. Suggest.

結果および考察
この実施例において、本発明者らは、粒子の合成および試験の両方、ならびにある程度の細胞および梗塞後の効果からなるデータを提示した。本発明者らのデータは、p38インヒビターであるSB239063をカプセル化する粒子が、比較的単純な単一エマルジョンプロトコールから生成され得ることを示す。さらに、本発明者らのデータは、粒子の特性を容易に変更することができることを明らかに示す。具体的には、均質化速度または水溶液を変更することによって、粒径が増大され得、心筋での保持を確実にし得る。さらに、種々の共重合体を添加することによって、本発明者らは、加水分解の速度論を細かく調整し、梗塞後の治癒過程の必要性に適合し得る。最終的に、低分子インヒビターのカプセル化に加えて、本発明者らは、本発明者らの必要性がそれを要求する場合に、大型の酵素タンパク質もカプセル化することができる。
Results and Discussion In this example, we presented data consisting of both particle synthesis and testing, as well as some cellular and post-infarction effects. Our data show that particles encapsulating the p38 inhibitor SB239063 can be generated from a relatively simple single emulsion protocol. Furthermore, our data clearly show that the properties of the particles can be easily changed. Specifically, by changing the homogenization rate or the aqueous solution, the particle size can be increased, ensuring retention in the myocardium. Furthermore, by adding various copolymers, we can fine-tune the hydrolysis kinetics to meet the need for post-infarction healing processes. Finally, in addition to encapsulating small molecule inhibitors, we can also encapsulate large enzyme proteins when our needs demand it.

これらの粒子が培養されたマクロファージに送達される場合に、それらは、細胞の外に保持されるのに十分大きいが、ポリケタール粒子の内容物は、明らかに細胞内に送達される。このことは、時間依存的な様式で生じる。なぜなら、マクロファージとPK−p38とのインキュベーションは、TNF−α刺激に応答したp38のリン酸化を顕著に阻害するのに少なくとも4時間かかったからである。この阻害は、下流の影響に移された。なぜなら、PK−p38前処理が、TNF−αに誘発された細胞外スーパーオキシド産生を阻害したからである。 When these particles are delivered to cultured macrophages, they are large enough to be retained out of the cells, but the contents of the polyketal particles are clearly delivered intracellularly. This occurs in a time dependent manner. This is because incubation of macrophages with PK-p38 i took at least 4 hours to significantly inhibit phosphorylation of p38 in response to TNF-α stimulation. This inhibition was transferred to downstream effects. This is because PK-p38 i pretreatment inhibited TNF-α-induced extracellular superoxide production.

肢の筋肉に送達された場合、この粒子は、周囲の組織から容易に識別可能であり、注射から数日間保持された。酸性の産物に分解するPLGA粒子と比較して、PCADKは、CD45およびCD14染色によって測定されるようにほんのわずかな炎症しか引き起こさなかった。心筋内に送達された場合に、PK−p38は、心筋梗塞に応答した左心室のp38のリン酸化を低減した。さらに、PK−p38処置は、IL−5およびTNF−α(2つの炎症促進性サイトカイン)の左心室のレベルを低減させた。対照的に、空のPK、または遊離のSB239063でさえも効果はなかった。 When delivered to the limb muscles, the particles were easily distinguishable from the surrounding tissue and were retained for several days after injection. Compared to PLGA particles that degrade into acidic products, PCADK caused very little inflammation as measured by CD45 and CD14 staining. When delivered intramyocardially, PK-p38 i reduced left ventricular p38 phosphorylation in response to myocardial infarction. Moreover, PK-p38 i treatment reduced the level of the left ventricle of the IL-5 and TNF-alpha (2 single proinflammatory cytokines). In contrast, empty PK, or even free SB239063, had no effect.

まとめると、この実施例は、単回の注射の後に、梗塞の領域内に化合物SB239063(p38インヒビター)を保持することが、より大型のげっ歯類において、内因性の心筋細胞の細胞死を阻害し、心筋梗塞後の心機能を回復させ、細胞治療を改善することを示す。   In summary, this example shows that retention of compound SB239063 (p38 inhibitor) in the area of infarct after a single injection inhibits cell death of endogenous cardiomyocytes in larger rodents. And restores cardiac function after myocardial infarction and improves cell therapy.

本明細書のデータは、SB239063をカプセル化する小さなミクロンスケールのポリケタール(PK)粒子、ならびに培養細胞におけるTNF−α誘発性p38活性化およびスーパーオキシド形成を生成する本発明者らの能力を実証した。本発明者らのデータはまた、これらの粒子が梗塞後の心筋層に送達され得、マウスの梗塞領域内のp38のリン酸化を低減し得ることを示した。   The data herein demonstrated small micron scale polyketal (PK) particles that encapsulate SB239063 and our ability to produce TNF-α-induced p38 activation and superoxide formation in cultured cells. . Our data also showed that these particles can be delivered to the post-infarction myocardium and reduce phosphorylation of p38 in the infarct region of mice.

実施例7B:将来の研究
p38インヒビターであるSB239063を含むポリケタール(PK)は、培養細胞において、p38のリン酸化、炎症促進性サイトカインの産生およびアポトーシスを阻害し得る。
Example 7B: Future Studies A polyketal (PK) containing the p38 inhibitor SB239063 can inhibit p38 phosphorylation, pro-inflammatory cytokine production and apoptosis in cultured cells.

PKにカプセル化されたSB239063は、数日間の過程にわたり用量依存的な様式で、ラット新生仔心筋細胞においてTNF−αに誘発されたp38のリン酸化およびアポトーシスを阻害するために使用され得る。   SB239063 encapsulated in PK can be used to inhibit TNF-α-induced p38 phosphorylation and apoptosis in rat neonatal cardiomyocytes in a dose-dependent manner over a period of several days.

実験設計:PK−p38を、上記の方法セクションに記載されるように生成する。本発明者らは、上記の方法に記載されるようにラット新生仔心筋細胞を単離し、それらと0mg/mL、0.1mg/mL、0.5mg/mLおよび1mg/mLの空のPKまたはPK−p38とを、図38に示される時間経過に基づき6時間インキュベートする。PK−p38インキュベーションに続いて、TNF−α(10ng/mL)を、細胞に30分間加え、タンパク質を、SDS−試料緩衝液中に回収する。TNF−αのこの用量は、大半の細胞型におけるp38の活性化に十分であるはずである。試料を、SDS−PAGEゲル上で泳動し、リン酸化p38タンパク質または総p38タンパク質のいずれかを認識する抗体でプローブする。この実験を、PK−p38処理および洗浄から24時間後、48時間後および72時間後に行うTNF−αの添加によって繰り返す。遊離のSB293063は、阻害についての陽性コントロールとして使用する。デンシトメトリーを実行し、群をANOVAによって統計的に比較する。各実験は、統計のために少なくとも3回繰り返される。 Experimental design: PK-p38 i is generated as described in the method section above. We isolated rat neonatal cardiomyocytes as described in the method above and with them 0 mg / mL, 0.1 mg / mL, 0.5 mg / mL and 1 mg / mL empty PK or PK-p38 i is incubated for 6 hours based on the time course shown in FIG. Following PK-p38 i incubation, TNF-α (10 ng / mL) is added to the cells for 30 minutes and the protein is recovered in SDS-sample buffer. This dose of TNF-α should be sufficient for p38 activation in most cell types. Samples are run on an SDS-PAGE gel and probed with an antibody that recognizes either phosphorylated p38 protein or total p38 protein. This experiment is repeated with the addition of TNF-α performed 24 hours, 48 hours and 72 hours after PK-p38 i treatment and washing. Free SB293063 is used as a positive control for inhibition. Densitometry is performed and groups are statistically compared by ANOVA. Each experiment is repeated at least 3 times for statistics.

心筋細胞のアポトーシスに対する効果を測定するために、ラット新生仔心筋細胞を、0mg/mL、0.1mg/mL、0.5mg/mLおよび1mg/mLの空のPKまたはPK−p38とともに6時間インキュベートする。PK−p38インキュベーションに続いて、TNF−α(10ng/mL)を、この細胞に18時間加え、タンパク質をSDS−試料緩衝液中に回収する。本発明者らは、開裂カスパーゼ−3および開裂PARP(2つの周知のアポトーシス経路のシグナリング分子)に対する抗体を使用するウェスタン分析によってアポトーシスを調べる。群を、デンシトメトリーを使用して定量化し、ANOVAを使用して比較する。上記の実験に加えて、細胞をまたトリプシンを用いて回収し、アネキシンV染色を実行し、その後フローサイトメトリーを行う。データを収集し、アポトーシスを生じている細胞のパーセンテージとして示し、ANOVAおよびGraphpad Prismソフトウェアを使用して統計的有意性に関して比較する。これらの実験を、PK−p38処理から24時間後、48時間後および72時間後に行うTNF−αの添加によって繰り返し、空の粒子(陰性コントロール)およびSB239063のカプセル化されていない形態(陽性コントロール)を、コントロールとして使用する。アポトーシス促進性(pro−apoptosis)マーカーを測定することに加えて、本発明者らは、TUNEL染色、それに続いて蛍光イメージングを使用してアポトーシスに関して、TNF−αで刺激された筋細胞も調べる。 To determine the effect on cardiomyocyte apoptosis, rat neonatal cardiomyocytes were treated with 0 mg / mL, 0.1 mg / mL, 0.5 mg / mL and 1 mg / mL empty PK or PK-p38 i for 6 hours. Incubate. Following PK-p38 i incubation, TNF-α (10 ng / mL) is added to the cells for 18 hours and the protein is recovered in SDS-sample buffer. We examine apoptosis by Western analysis using antibodies to cleaved caspase-3 and cleaved PARP (two well-known apoptotic pathway signaling molecules). Groups are quantified using densitometry and compared using ANOVA. In addition to the above experiments, the cells are also harvested with trypsin and annexin V staining is performed followed by flow cytometry. Data is collected and presented as the percentage of cells undergoing apoptosis and compared for statistical significance using ANOVA and Graphpad Prism software. These experiments were repeated with the addition of TNF-α performed 24 hours, 48 hours and 72 hours after PK-p38 i treatment, and empty particles (negative control) and unencapsulated form of SB239063 (positive control). ) As a control. In addition to measuring pro-apoptosis markers, we also examine TNF-α stimulated myocytes for apoptosis using TUNEL staining followed by fluorescence imaging.

PKにカプセル化されたSB239063は、RAWおよび単離された初代マクロファージの両方においてp38のリン酸化および炎症性サイトカインの産生を阻害し得る。   SB239063 encapsulated in PK may inhibit phosphorylation of p38 and production of inflammatory cytokines in both RAW and isolated primary macrophages.

実験設計:方法セクションに記載されるようにPK−p38を生成する。本発明者らは、0mg/mL、0.1mg/mL、0.5mg/mLおよび1mg/mLの空のPKまたはPK−p38を用いての6時間のインキュベーションに続いて、TNF−α(10ng/mL)で刺激した培養RAW細胞を使用して、これらの実験を実行する。実験の1つのセットにおいて、30分間の刺激の後に総タンパク質を抽出し、リン酸化p38および総p38に関してウェスタン分析を実行する。さらに、転写因子NFκBのようなp38の下流のエフェクターを、活性化に関して調べ得る。サイトカイン産生を測定するために、本発明者らは、6時間のPKインキュベーションに続いてLPSおよびTNF−αで細胞を刺激する。培地を単離し、サイトカイン産生を、Bio−Rad製のBio−Plexサイトカインアッセイを使用して測定する。測定されるべき選択されたサイトカインとしては、TNF−α、インターロイキンファミリーのうちの数個のメンバー、インターフェロン−γ、および数種の他の周知の炎症性サイトカインが挙げられる。特に、IL−1、IL−5、IL−6およびIL−8は、心筋梗塞後の心機能不全に関与している。したがって、上記のBio−Plexアッセイは、確認のためにウェスタン分析に引き続いて行われ得る。炎症促進性サイトカインの産生を測定することに加えて、培養および単離された細胞由来のmRNAを単離し、本発明者らは、同一のサイトカインについて、そしてコントロールとして18Sまたはハウスキーピング遺伝子(β−チューブリン)のいずれかを使用して、リアルタイムPCRを実行する。 Experimental design: Generate PK-p38 i as described in the methods section. We followed a 6 hour incubation with 0 mg / mL, 0.1 mg / mL, 0.5 mg / mL and 1 mg / mL empty PK or PK-p38 i followed by TNF-α ( These experiments are performed using cultured RAW cells stimulated with 10 ng / mL). In one set of experiments, total protein is extracted after 30 minutes of stimulation and Western analysis is performed on phosphorylated p38 and total p38. In addition, effectors downstream of p38, such as the transcription factor NFκB, can be examined for activation. To measure cytokine production, we stimulate cells with LPS and TNF-α following a 6 hour PK incubation. Media is isolated and cytokine production is measured using the Bio-Plex cytokine assay from Bio-Rad. Selected cytokines to be measured include TNF-α, several members of the interleukin family, interferon-γ, and several other well-known inflammatory cytokines. In particular, IL-1, IL-5, IL-6 and IL-8 are involved in cardiac dysfunction after myocardial infarction. Thus, the Bio-Plex assay described above can be performed following Western analysis for confirmation. In addition to measuring the production of pro-inflammatory cytokines, we isolated mRNA from cultured and isolated cells, and we isolated the 18S or housekeeping gene (β- Real-time PCR is performed using any of (tubulin).

本発明者らは、PK−p38がTNF−αに誘発されたp38のリン酸化を用量依存的な様式で阻害することを予測する。さらに、本発明者らは、TNF−αの添加前、PK−p38を6時間インキュベートしようと24時間インキュベートしようと48時間インキュベートしようと72時間インキュベートしようと、この阻害が明らかであることを予測する。比較において、空のPKはp38のリン酸化に対し何の効果も有さないはずであり、遊離のSB293063は、適切な陽性コントロールであるはずである。カプセル化が、一部のインヒビターをより活性の低いものにし得る可能性がある。この場合、本発明者らは、SB293063の出発量を増大させ得るか、または代用品のインヒビターを選択し得るかのいずれかを行い得る。本発明者らはまた、PK−p38処理がTNF−αによって誘発されたアポトーシスを低減することを予測する。多くの研究が、この経路と、さらなるアポトーシスシグナルが続く開裂カスパーゼ−3活性化との間の直接的な関連性を示している。本発明者らは、PK−p38がカスパーゼ−3およびPARPの開裂を用量依存的に減少させ、そしてアネキシンVの露出を防止することを予測する。何らかの困難が生じた場合、調べられ得るアポトーシスを検出する他のいくつかの方法(TUNEL、DNA断片化およびシトクロムc放出を含む)も存在する。広範な文献の体系的記述(history)にもかかわらず、p38阻害が、TNF−αによって誘発されるアポトーシスを防止するのに十分ではない可能性がある。この場合、本発明者らは、カプセル化手順に、c−jun−N−末端キナーゼ(JNK)およびストレス活性化プロテインキナーゼ(SAPK)経路のインヒビターのような他のインヒビターを加える可能性を調べ得る。このことは、本発明者らのインビボ研究を排除しない。なぜなら、TNF−αは、梗塞後に産生される唯一のサイトカインではなく、他の研究室からの初期の研究は、インビボでのp38についての強力な役割を示唆するからである。 We predict that PK-p38 i inhibits TNF-α-induced phosphorylation of p38 in a dose-dependent manner. Furthermore, we predict that this inhibition is evident before addition of TNF-α whether PK-p38 i is incubated for 6 hours, 24 hours, 48 hours or 72 hours. To do. In comparison, empty PK should have no effect on p38 phosphorylation and free SB293063 should be an appropriate positive control. Encapsulation may make some inhibitors less active. In this case, we can either increase the starting amount of SB293063 or select a surrogate inhibitor. We also predict that PK-p38 i treatment reduces apoptosis induced by TNF-α. Many studies have shown a direct link between this pathway and cleaved caspase-3 activation followed by additional apoptotic signals. We predict that PK-p38 i reduces caspase-3 and PARP cleavage in a dose-dependent manner and prevents annexin V exposure. There are also several other methods of detecting apoptosis that can be examined if any difficulties arise, including TUNEL, DNA fragmentation and cytochrome c release. Despite the extensive literature systematic history, p38 inhibition may not be sufficient to prevent apoptosis induced by TNF-α. In this case, we can investigate the possibility of adding other inhibitors to the encapsulation procedure, such as inhibitors of c-jun-N-terminal kinase (JNK) and stress activated protein kinase (SAPK) pathways. . This does not preclude our in vivo studies. Because TNF-α is not the only cytokine produced after infarction, early studies from other laboratories suggest a powerful role for p38 in vivo.

心筋細胞に対する効果に加えて、本発明者らは、PK−p38処理が、TNF−αで刺激された、培養および単離されたマクロファージにおいてp38のリン酸化および炎症性サイトカインの産生を用量依存的に阻害することを予測する。 In addition to the effects on cardiomyocytes, we have determined that PK-p38 i treatment dose-dependently regulates p38 phosphorylation and inflammatory cytokine production in cultured and isolated macrophages stimulated with TNF-α Predictive inhibition.

全てのウェスタン研究について、現像したフィルムを、スキャンし、Bio−Rad製のQuantity Oneソフトウェアを使用して定量化する。全ての実験を、少なくとも3回の別々に繰り返し、平均を、ANOVA、その後適切な後検定(post−test)を使用して比較する。サイトカイン産生を、pg/mLとして表現し、データを、ANOVA、その後適切な後検定を使用して全ての群をわたって比較する。   For all Western studies, the developed film is scanned and quantified using Quantity One software from Bio-Rad. All experiments are repeated at least 3 separate times and the means are compared using ANOVA followed by an appropriate post-test. Cytokine production is expressed as pg / mL and data is compared across all groups using ANOVA followed by an appropriate post-test.

p38インヒビターであるSB239063を含むPKは、p38のリン酸化、心筋細胞のアポトーシスを阻害し得、炎症マーカーの発現を防止し得、そして心筋梗塞後の心機能を改善し得る
PKにカプセル化されたSB239063は、ラットにおいて心筋梗塞後、最大7日間、梗塞ゾーン内のp38のリン酸化およびアポトーシスを阻害し得、心機能を救済し得る
実験設計:PK−p38を、上記の方法セクションに記載されるように生成する。成体の雄性Sprague−Dawleyラットに、上記方法に記載されるように偽手術または冠状動脈結紮を施し、空のPK、PK−p38または遊離のSB293063の投与で無作為化かつ盲検様式で注射する。手術から3日後および7日後、動物を、軽い麻酔下で訓練をつんだ技術者による心エコー検査およびMRIに供し、心臓を、示された時点でタンパク質研究(n≧5)または免疫組織学研究(n≧5)のいずれかのために回収する。タンパク質研究のために、左心室の自由壁を切除し、洗剤緩衝液で均質化し、そしてタンパク質をSDS−PAGEゲル上で泳動し、ホスホレベルおよび総レベルのp38の両方を認識する抗体でプローブする。この方法は、梗塞後にインビボでホスホ−タンパク質を確実に検出するために、本発明者らの研究室およびその他によって使用されている(Hsiehら、Controlled delivery of PDGF−BB for myocardial protection using injectable self−assembling peptide nanofibers. J Clin Invest(2006)116(1):237−48)。タンパク質試料もまた開裂カスパーゼ−3レベルについて調べ、アポトーシスのレベルを決定する。ホスホ−p38測定に加えて、ブロットもまた、TNF−αおよびインターロイキンファミリーのうちの数種のメンバー(IL−1、IL−5、IL−6およびIL−8が挙げられる)のような炎症促進性サイトカインに対する抗体でプローブする。デンシトメトリーを、Bio−Rad製のQuantity Oneソフトウェアを使用して実行し、データを、ANOVA、その後の適切な後検定を使用して統計的に比較する。本発明者らの動物の数は、続く脊椎動物の切片において正当化されるが、本発明者らが発表した変動性を使用する検出力分析(power analysis)がこれらの数を決定している。
A PK containing SB239063, a p38 inhibitor, can inhibit p38 phosphorylation, apoptosis of cardiomyocytes, can prevent the expression of inflammatory markers, and can improve cardiac function after myocardial infarction. SB239063 can inhibit phosphorylation and apoptosis of p38 in the infarct zone and rescue cardiac function for up to 7 days after myocardial infarction in rats. Experimental design: PK-p38 i is described in the method section above. Generate as follows. To male Sprague-Dawley rats Adult, sham-operated or coronary artery ligation as described in the above-described method, empty PK, randomized and injected in a blinded manner by administration of PK-p38 i or free SB293063 To do. Three and seven days after surgery, the animals were subjected to echocardiography and MRI by a trained technician under light anesthesia, and the hearts were protein studies (n ≧ 5) or immunohistologic studies at the indicated time points. Recover for any of (n ≧ 5). For protein studies, the left ventricular free wall is excised, homogenized with detergent buffer, and the protein is run on an SDS-PAGE gel and probed with an antibody that recognizes both phospho and total levels of p38 . This method has been used by our laboratory and others to reliably detect phospho-proteins in vivo after infarction (Hsieh et al., Controlled delivery of PDGF-BB for myocardial protection using injectable self- assembling peptide nanofibers.J Clin Invest (2006) 116 (1): 237-48). Protein samples are also examined for cleaved caspase-3 levels to determine the level of apoptosis. In addition to phospho-p38 measurements, blots are also inflamed like TNF-α and several members of the interleukin family, including IL-1, IL-5, IL-6 and IL-8. Probe with an antibody against the pro-inflammatory cytokine. Densitometry is performed using Quantity One software from Bio-Rad and the data are compared statistically using ANOVA followed by an appropriate post-test. The number of our animals is justified in subsequent vertebrate sections, but power analysis using the variability published by us has determined these numbers. .

免疫組織学的に、切片を、ホスホ−p38および信頼できる心筋細胞マーカー(トロポニンI、α−サルコメアアクチニン)の両方を認識する抗体でプローブする。本発明者らは、免疫組織化学についての本発明者らの標準的なプロトコールを使用して数報の論文を発表している。簡潔に述べると、組織を、4%パラホルムアルデヒドで固定し、脱水し、そして切片作製(sectioning)のためにパラフィンに包埋する。標準的なミクロトームを使用して、全ての研究に関して5μm切片を作製する。染色のために、再水和に続いて、抗原回復を、プロテイナーゼK(20μg/mL)を使用して実行する。洗浄後、切片を、示される一次抗体および適切な蛍光タグつきの二次抗体でのインキュベーションの前に、10%血清でブロックする。最終的に、切片を、核の視覚化のためにDAPI(1μg/mL)でインキュベートする。ホスホ−p38染色の強度および二重陽性細胞の両方を、ImageProソフトウェアを使用して定量化する。単位面積あたりの強度および二重陽性細胞のパーセンテージを、ANOVAによって統計的に比較する。アポトーシスを測定するために、組織切片を、製造者のプロトコールにしたがってTUNEL染色に供し、アポトーシスを起こしている心筋細胞のパーセンテージを決定する。データをImageProソフトウェアを使用して分析し、アポトーシスの細胞のパーセンテージを、計数し、ANOVA、その後の適切な後検定を使用して統計的に比較する。   Immunohistologically, sections are probed with antibodies that recognize both phospho-p38 and a reliable cardiomyocyte marker (troponin I, α-sarcomeric actinin). We have published several papers using our standard protocol for immunohistochemistry. Briefly, tissues are fixed with 4% paraformaldehyde, dehydrated, and embedded in paraffin for sectioning. A standard microtome is used to make 5 μm sections for all studies. For staining, following rehydration, antigen retrieval is performed using proteinase K (20 μg / mL). After washing, the sections are blocked with 10% serum prior to incubation with the indicated primary antibody and an appropriate fluorescently tagged secondary antibody. Finally, sections are incubated with DAPI (1 μg / mL) for nuclear visualization. Both the intensity of phospho-p38 staining and double positive cells are quantified using ImagePro software. The intensity per unit area and the percentage of double positive cells are compared statistically by ANOVA. To measure apoptosis, tissue sections are subjected to TUNEL staining according to the manufacturer's protocol to determine the percentage of cardiomyocytes undergoing apoptosis. Data is analyzed using ImagePro software and the percentage of apoptotic cells is counted and statistically compared using ANOVA followed by an appropriate post-test.

PKにカプセル化されたSB239063は、長期間の心機能不全および線維症の発症を予防し得る
上記の実験に加えて、本発明者らはまた、無作為化かつ二重盲検様式での空のPK、PK−p38または遊離のSB239063の注射の前に、成体の雄性ラット(n≧10)を偽手術または冠状動脈結紮に供する。梗塞から28日後および90日後に、ラットに、軽い麻酔下で、訓練をつんだ技術者による心エコー検査およびMRIを施し、回復が慢性期に明らかであるか否かを決定する。示された時点において、心臓を、免疫組織学的評価のためにパラホルムアルデヒド中に回収する。線維症を、ピクロシリウスレッド(picrosirius red)染色、続いて、Matlabソフトウェアで書かれた特製プログラムを使用する染色の定量化によって決定する。このプログラムは、数個の領域をわたってピクセル強度を調べ、試料中のバックグラウンドを低減するように設計されている。群を、ANOVA、その後の適切な後検定を使用して統計的に比較する。線維症の染色に加えて、免疫組織化学を、結合組織増殖因子およびトランスホーミング増殖因子を含む心臓線維症の一般的なマーカーについて実施する。
SB239063 encapsulated in PK can prevent the onset of long-term cardiac dysfunction and fibrosis In addition to the above experiments, we have also emptied in a randomized and double-blind manner. Adult male rats (n ≧ 10) are subjected to sham surgery or coronary artery ligation prior to injection of PK, PK-p38 i or free SB239063. At 28 and 90 days after infarction, rats are subjected to echocardiography and MRI by a trained technician under mild anesthesia to determine if recovery is evident in the chronic phase. At the indicated time points, hearts are collected in paraformaldehyde for immunohistochemical evaluation. Fibrosis is determined by picrosirius red staining followed by staining quantification using a special program written in Matlab software. This program is designed to examine pixel intensity across several regions and reduce background in the sample. Groups are statistically compared using ANOVA followed by an appropriate post-test. In addition to fibrosis staining, immunohistochemistry is performed on general markers of cardiac fibrosis, including connective tissue growth factor and transforming growth factor.

心筋梗塞の後に、本発明者らは、リン酸化p38の増大を予測し、これは、PK−p38によって阻害されるが、空のPKによっても遊離のSB293063によっても阻害されない。本発明者らは、両方の抽出されたタンパク質でこのことを、ならびに免疫組織化学を使用して心筋細胞特異的阻害およびマクロファージ特異的阻害の両方で観察することを予測する。p38阻害がPK−p38投与後にインビボにおいて生じない可能性がある。本発明者らはまた、代替的なインヒビターのカプセル化またはSB239063のローディングを増大させることも調べ得る。加えて、本発明者らは、必要とされる場合、粒子の多孔度および加水分解の速度論を変更し得、送達の速度論を改善し得る。上記に加えて、本発明者らはまた、ブースター(booster)として数週間後に第二の注射を考慮し得る。したがって、本発明者らは、第二の注射によって慢性的なp38阻害を達成し得る。本発明者らは、心筋細胞のアポトーシスの有意な減少をもたらす、心筋梗塞後のp38活性化のこの阻害を予測する。このことは、開裂カスパーゼ−3を含むアポトーシスマーカーについての染色およびTUNEL標識によって明らかである。本発明者らは、PK−p38の投与がまた、空のPKまたはSB239063単独と比較して、梗塞領域において炎症促進性サイトカインの産生を低減することを予測する。このことは、TNF−α、インターロイキンファミリーのうちの特定のメンバーおよびインターフェロン−γを含む特定のサイトカインについてのウェスタン分析によって明らかである。ウェスタン分析が、インビボにおいてこれらのマーカーの差を検出するのに十分には感度が良くない可能性があり得る。この場合、本発明者らは、Bio−Rad製のBio−Plexサイトカインアッセイまたは示されるマーカーについてのリアルタイムPCRを使用することができる。心筋梗塞の後に、PK−p38での処置がサイトカイン産生を阻害しない可能性もある。いずれかの場合において、これらのデータは、疾患の進行においてより包括的なシグナルへの局所的な梗塞後のシグナル変換の寄与について、価値のある情報を与える。 After myocardial infarction, we predict an increase in phosphorylated p38, which is inhibited by PK-p38 i but not by empty PK or free SB293063. We expect to observe this with both extracted proteins as well as both cardiomyocyte specific inhibition and macrophage specific inhibition using immunohistochemistry. p38 inhibition may not occur in vivo after PK-p38 i administration. We can also investigate alternative inhibitor encapsulation or increasing SB239063 loading. In addition, we can alter the porosity and hydrolysis kinetics of the particles, if required, to improve delivery kinetics. In addition to the above, we can also consider a second injection after a few weeks as a booster. Thus, we can achieve chronic p38 inhibition by the second injection. We predict this inhibition of p38 activation after myocardial infarction resulting in a significant reduction in cardiomyocyte apoptosis. This is evident by staining for apoptotic markers including cleaved caspase-3 and TUNEL labeling. We anticipate that administration of PK-p38 i will also reduce pro-inflammatory cytokine production in the infarct region compared to empty PK or SB239063 alone. This is evident by Western analysis for specific cytokines including TNF-α, specific members of the interleukin family and interferon-γ. Western analysis may not be sensitive enough to detect the difference between these markers in vivo. In this case we can use the Bio-Plex cytokine assay from Bio-Rad or real-time PCR for the indicated markers. It is possible that treatment with PK-p38 i does not inhibit cytokine production after myocardial infarction. In either case, these data provide valuable information about the contribution of local post-infarction signal transduction to a more comprehensive signal in disease progression.

本発明者らは、上記で概説したPK−p38によるこれらの潜在的かつ有益な効果が、空のPKおよび遊離のSB239063と比較して、心機能の改善をもたらすことを予測する。このことは、MIのみ、空のPKまたは遊離のSB239063ととものMIと比較して、PK−p38群における、短縮の部分的な面積(fractional area)の有意な増大、ならびに拡張末期の(end diastolic)心室の直径および容積の減少によって明らかとなるはずである。心エコー検査測定を、本発明者らの技術者によってMモードの間、短軸画像から行い、容積測定を、盲検様式で長軸測定から行う。加えて、心臓のMRIを、これらのデータを確認するために行う。炎症促進性サイトカインの産生およびアポトーシスの低減にもかかわらず、心機能に対する陽性の効果は、この初期の時点では明らかではない可能性がある。この理由のために、本発明者らは、より長い時点(28日より後)でこの実験を再度実行することを提案している。 We anticipate that these potential and beneficial effects of PK-p38 i outlined above will result in improved cardiac function compared to empty PK and free SB239063. This is a significant increase in fractional area in the PK-p38 i group compared to MI alone, MI with empty PK or free SB239063, and end-diastolic ( end diastatic) should be evident by a decrease in ventricular diameter and volume. Echocardiographic measurements are made from short axis images during M mode by our technicians, and volume measurements are made from long axis measurements in a blinded fashion. In addition, cardiac MRI is performed to confirm these data. Despite the reduction of pro-inflammatory cytokine production and apoptosis, a positive effect on cardiac function may not be apparent at this early time point. For this reason, we propose to run this experiment again at a longer time (after 28 days).

最後に、線維症の予防に対する有益な効果は、明らかであり得る。なぜなら、数件の研究が、p38カスケードが心臓線維症の重要なメディエーターであることを示しているからである。したがって、将来において、本発明者らは、ELISAによる炎症促進性サイトカインの放出またはリアルタイムPCRによる炎症促進性遺伝子の発現のように、心臓線維症のマーカーを調べ得る。公表されたデータはまた、p38インヒビターの注入後の成体の心筋細胞の増殖における有意な増大を実証した(Engelら、p38 MAP kinase inhibition enables proliferation of adult mammalian cardiomyocytes. Genes Dev,(2005)19(10):1175−87)。p38インヒビターを用いてもその増殖の速度は極めて遅かったが、本発明者らは、Ki67での染色または屠殺前にBrdUを注射することによってこのことを調べ得る。本発明者らの研究室およびその他は、傷害後の筋細胞の増殖を測定するために、BrdU注射についてのプロトコールを開発した(Hsiehら、Controlled delivery of PDGF−BB for myocardial protection using injectable self−assembling peptide nanofibers. J Clin Invest,(2006)116(1):237−48)。   Finally, the beneficial effect on the prevention of fibrosis can be obvious. This is because several studies have shown that the p38 cascade is an important mediator of cardiac fibrosis. Thus, in the future we can examine markers of cardiac fibrosis, such as the release of pro-inflammatory cytokines by ELISA or the expression of pro-inflammatory genes by real-time PCR. Published data also demonstrated a significant increase in the proliferation of adult cardiomyocytes following infusion of p38 inhibitors (Engel et al., P38 MAP kinase inhibition of adult mammalian cardiocytoses. ): 1175-87). Although the rate of growth was very slow with the p38 inhibitor, we can investigate this by injecting BrdU prior to staining with Ki67 or sacrifice. Our laboratory and others have developed a protocol for BrdU injection to measure myocyte proliferation following injury (Hsieh et al., Controlled delivery of PDGF-BB for mycardial protection using injectable self-inflating cells). peptide nanofibers.J Clin Invest, (2006) 116 (1): 237-48).

p38インヒビターであるSB239063を含むPKは、心臓の幹細胞の生存および培養物およびインビボの両方での効能を改善し得る
PK−p38は、培養された心臓の幹細胞の生存および分化を改善し得る
実験設計:本発明者らは、このセクションの最後における方法に記載されるように、心臓の幹細胞を単離する。本発明者らの予備的な単離は、この方法に示されるように、高純度のc−kitの心臓の幹細胞を実証した。培養された心臓の幹細胞を、集密度で血清を含まない培地にプレートし、0mg/mL、0.1mg/mL、0.5mg/mLおよび1mg/mLの空のPKまたはPK−p38とともに6時間インキュベートする。PKインキュベーションに続いて、細胞を洗浄し、TNF−αとともに30分間インキュベートする。タンパク質を、試料緩衝液に回収し、ウェスタン分析をホスホ−p38および総−p38について実行する。加えて、細胞をTNF−αとともに18時間インキュベートし、細胞を、アポトーシスの一般的なマーカー(開裂カスパーゼ−3および開裂ポリ(ADP−リボース)ポリメラーゼ(PARP)が挙げられる)について染色する。アポトーシスもまた、TUNELおよびアネキシン−V染色を使用して測定する。全ての画像を、Matlabプログラムを使用して定量化し、%陽性として表現する。ウェスタンブロットをスキャンし、Bio−Rad製のQuantity Oneソフトウェアを使用して定量化する。全ての実験を、少なくとも3回繰り返し、その後、ANOVA、続いて適切な後検定を使用して群間の統計的な比較を行う。
PK containing SB239063, a p38 inhibitor, can improve cardiac stem cell survival and efficacy both in culture and in vivo PK-p38 i can improve survival and differentiation of cultured cardiac stem cells Design: We isolate cardiac stem cells as described in the methods at the end of this section. Our preliminary isolation demonstrated high purity c-kit + cardiac stem cells, as demonstrated in this method. Cultured cardiac stem cells are plated on confluent, serum-free medium and mixed with 0 mg / mL, 0.1 mg / mL, 0.5 mg / mL and 1 mg / mL empty PK or PK-p38 i Incubate for hours. Following PK incubation, cells are washed and incubated with TNF-α for 30 minutes. Protein is recovered in sample buffer and Western analysis is performed on phospho-p38 and total-p38. In addition, the cells are incubated with TNF-α for 18 hours, and the cells are stained for general markers of apoptosis, including cleaved caspase-3 and cleaved poly (ADP-ribose) polymerase (PARP). Apoptosis is also measured using TUNEL and Annexin-V staining. All images are quantified using the Matlab program and expressed as% positive. Western blots are scanned and quantified using Quantity One software from Bio-Rad. All experiments are repeated at least 3 times, followed by statistical comparisons between groups using ANOVA followed by an appropriate post-test.

改善された生存が分化を増強し得るか否かを決定するために、細胞を、10%子ウシ血清および10nMデキサメタゾンで処理し、空のPKまたはPK−p38の前処理の存在下および不在下で分化を誘導する。子ウシ血清とデキサメタゾンとのこの組み合わせは、Linkeら(Linkeら、Stem cells in the dog heart are self− renewing, clonogenic, and multipotent and regenerate infarcted myocardium, improving cardiac function. Proc Natl Acad Sci U S A(2005)102(25):8966−71)によって以前に記載されるように、心臓の幹細胞に分化を誘導するのに十分であるはずである。同じ実験をTNF−a(10ng/mL)の存在下で実行し、生存における改善が、分化に対して追加の利益を付与するか否かを決定する。子ウシ血清およびデキサメタゾンの処理に続いて、細胞を、透過化(permeabilization)および転写因子Nkx2.5、心ミオシン、α−サルコメアアクチニン、コネキシン−43およびトロポニンTを含む心臓特異的マーカーでのその後の染色のために80%メタノールで固定する。これらは全て、本発明者らが先祖の集団(progenitor population)において心臓の表現型を決定するために以前に使用した心臓の成熟のマーカーである。心臓マーカー特異的な染色に加え、本発明者らはまた、リアルタイムPCRを使用する上記のタンパク質の測定のために、細胞のRNAも回収する。 To determine whether improved survival can enhance differentiation, cells were treated with 10% calf serum and 10 nM dexamethasone in the presence and absence of empty PK or PK-p38 i pretreatment. Induce differentiation in the presence. This combination of calf serum and dexamethasone has been described by Linke et al. (Linke et al., Stem cells in the dog heart self self-renewing, clonogenic, and multi-ported and regenerative infertility). ) 102 (25): 8966-71) should be sufficient to induce differentiation into cardiac stem cells. The same experiment is performed in the presence of TNF-a (10 ng / mL) to determine whether an improvement in survival confers an additional benefit on differentiation. Following treatment with calf serum and dexamethasone, the cells were permeabilized and subsequently subjected to cardiac specific markers including transcription factor Nkx2.5, cardiac myosin, α-sarcomeric actinin, connexin-43 and troponin T. Fix with 80% methanol for staining. All of these are markers of heart maturation that we have previously used to determine heart phenotypes in ancestral populations. In addition to cardiac marker specific staining, we also collect cellular RNA for the above protein measurements using real-time PCR.

PK−p38は、内因性の心臓の幹細胞の生存、成長および成熟を改善し得る
実験設計:PK−p38を、上記の方法に記載されるように生成する。成体の雄性Sprague−Dawleyラットを、冠状動脈結紮、その直後に空のPK、PK−p38またはSB239063単独の注射に供する。冠状動脈結紮から1日後、7日後、14日後および28日後に、ラットを屠殺し、心臓を4%パラホルムアルデヒドで固定し、免疫組織学的評価のために包埋する(n≧5)。梗塞ゾーンにおける、c−Kit陽性細胞およびSca−1陽性細胞の存在およびサイズを、免疫蛍光検査およびイメージングソフトウェアを使用して分析し、盲検かつ無作為化様式で実行する。その上、心臓の幹細胞マーカーであるc−KitまたはSca−1および生存因子(survival factor)ホスホ−Aktについての二重染色を、二重免疫蛍光検査を使用して調べる。さらに、TUNELおよび開裂カスパーゼ−3染色もまた、c−KitおよびSca−1と共局在し、PK−p38送達が、これらの内因性幹細胞の生存を改善するか否かを決定する。成熟/分化を測定するために、本発明者らは、心臓マーカーであるα−サルコメアアクチニン、トロポニンTの発現について、そしてサルコメアの存在について、これらの先祖細胞を調べる。最後に、複製を測定するために、本発明者らは、BrdU取り込みならびにc−kitおよびsca−1陽性幹細胞のKi67染色を調べる。本発明者らの先の研究は、屠殺の2時間前の、BrdUの単回のボーラス注射が、増殖する細胞を測定するために十分であることを実証する。上記の免疫組織学的評価のために、陽性細胞を、手動およびMatlabで書かれたプログラムで数え、%陽性として表現する。さらに、本発明者らは、Matlabでの、細胞のサイズを計数するためのプログラム(本発明者らが、移植した細胞のサイズを測定するために以前に使用した)を作製した(Davisら、Local myocardial insulin−like growth factor 1(IGF−1) delivery with biotinylated peptide nanofibers improves cell therapy for myocardial infarction Proc Natl Acad Sci U S A(2006)103(21):8155−60)。本発明者らの発表した研究において、この方法は信頼でき、標準化アッセイにおいてわずかな変動性しか有さない。群を、ANOVA比較(適切な後検定を使用する)を使用することによって統計的に比較する。全ての動物の数を、免疫組織化学染色、その後の細胞計数のための本発明者らの以前に発表した標準偏差を使用する検出力分析を実行することによって正当化した。
PK-p38 i may improve the survival, growth and maturation of endogenous cardiac stem cells Experimental design: PK-p38 i is generated as described in the method above. Adult male Sprague-Dawley rats are subjected to coronary artery ligation, followed immediately by empty PK, PK-p38 i or SB239063 alone. One day, 7 days, 14 days and 28 days after coronary artery ligation, the rats are sacrificed and the heart is fixed with 4% paraformaldehyde and embedded for immunohistologic evaluation (n ≧ 5). The presence and size of c-Kit positive cells and Sca-1 positive cells in the infarct zone are analyzed using immunofluorescence and imaging software and performed in a blinded and randomized fashion. In addition, double staining for the cardiac stem cell markers c-Kit or Sca-1 and survival factor phospho-Akt is examined using double immunofluorescence. Furthermore, TUNEL and cleaved caspase-3 staining also co-localize with c-Kit and Sca-1 to determine whether PK-p38 i delivery improves the survival of these endogenous stem cells. To measure maturation / differentiation, we examine these progenitor cells for the expression of the cardiac markers α-sarcomere actinin, troponin T, and for the presence of sarcomere. Finally, to measure replication, we examine BrdU incorporation and Ki67 staining of c-kit and sca-1 positive stem cells. Our previous study demonstrates that a single bolus injection of BrdU 2 hours prior to sacrifice is sufficient to measure proliferating cells. For the immunohistologic evaluation described above, positive cells are counted manually and in programs written in Matlab and expressed as% positive. In addition, we have created a program in Matlab to count the size of cells (we used previously to measure the size of transplanted cells) (Davis et al., Local myocardial insulin-like growth factor 1 (IGF-1): 15 with delivery of biot animated cells. In our published work, this method is reliable and has little variability in standardized assays. Groups are compared statistically by using ANOVA comparison (using appropriate post-test). All animal numbers were justified by performing a power analysis using our previously published standard deviation for immunohistochemical staining followed by cell counts.

PK−p38は、移植した心臓の幹細胞の生存、成長および成熟を改善し得る
実験設計:方法のセクションに記載されるように、心臓の幹細胞を単離し、培養する。使用する前に、細胞に、追跡のために、血球凝集素(hemagglutanin)をコードするアデノウイルスで感染させる。無作為化かつ二重盲検の様式で、成体の雄性Sprague−Dawleyラット(群あたりn≧5)での冠状動脈結紮の直後に、細胞のみ、細胞と空のPK、細胞と遊離のSB239063または細胞とPK−p38を、目視で検査するように梗塞ゾーンに注射する。全ての研究において、注射あたり500,000個の細胞を使用する。なぜなら、本発明者らは、以前にこの量の注射で成功しているからである(Davisら、Local myocardial insulin−like growth factor 1 (IGF−1) delivery with biotinylated peptide nanofibers improves cell therapy for myocardial infarction. Proc Natl Acad Sci U S A(2006)103(21):8155−60)。心エコー検査および心臓のMRIを、軽い麻酔下で、梗塞から3日後、14日後および28日後に、訓練をつんだ技術者によって二重盲検様式で実施する。心機能に加えて、心臓を、3日および28日に回収し、4%パラホルムアルデヒドで固定し、免疫組織学的評価のために包埋する(時点あたり、群あたりn≧5)。切片を、血球凝集素(hemagglutanin)、ならびにアポトーシスの評価のために開裂カスパーゼ−3およびTUNELについて共染色する。本発明者らは、細胞を追跡するために血球凝集素(hemaglutanning)およびGFPアデノウイルスを以前に使用し、細胞のうちの95%超を染色することが可能である(図47)。データを、これらのマーカーについて陽性の移植された幹細胞のパーセンテージとして表現する。アポトーシスマーカーの測定に加えて、本発明者らはまた、心臓の成熟マーカー(心ミオシン、α−サルコメアアクチニンおよびトロポニンTが挙げられる)についても染色し、分化/成熟を決定する。最後に、切片を血球凝集素(hemagglutanin)で染色し、サイズをMatlabで書かれたプログラムを使用して測定する。全てのデータを、ANOVA、続いて適切な後検定を使用して統計的有意性について評価する。本発明者らは、空のPKと比較して、PK−p38がTNF−α処理された細胞における開裂カスパーゼ−3の活性化を有意に阻害するが、遊離のSB239063が適切なコントロールであるはずであることを予測する。このことは、TUNELおよびアネキシン−V染色を含む、アポトーシスについての他のマーカーにおいて明らかであるはずである。生存に対する影響に加えて、本発明者らはまた、この保護が、成熟心臓のマーカー染色によって測定される場合に、子ウシ血清/デキサメタゾンに誘導される分化の増大に移されることも予測する。
PK-p38 i can improve survival, growth and maturation of transplanted cardiac stem cells Experimental Design: Isolate and culture cardiac stem cells as described in the Methods section. Prior to use, cells are infected with an adenovirus encoding hemagglutanin for tracking. Immediately after coronary artery ligation in adult male Sprague-Dawley rats (n ≧ 5 per group) in a randomized, double-blind manner, cells only, cells and empty PK, cells and free SB239063 or Cells and PK-p38 i are injected into the infarct zone for visual inspection. In all studies, 500,000 cells are used per injection. Because we have previously been successful with this amount of injection (Davis et al., Local myocardial insulin-like growth factor 1 (IGF-1)) with the witherbirritated peptide. Proc Natl Acad Sci USA (2006) 103 (21): 8155-60). Echocardiography and cardiac MRI are performed in a double-blind manner under light anesthesia by trained technicians at 3, 14, and 28 days after infarction. In addition to cardiac function, hearts are collected on days 3 and 28, fixed with 4% paraformaldehyde, and embedded for immunohistologic evaluation (n ≧ 5 per group per time point). Sections are co-stained for hemagglutinin and cleaved caspase-3 and TUNEL for assessment of apoptosis. We have previously used hemagglutining and GFP adenovirus to track cells and can stain more than 95% of the cells (FIG. 47). Data are expressed as the percentage of transplanted stem cells positive for these markers. In addition to measuring apoptosis markers, we also stain for cardiac maturation markers, including cardiac myosin, α-sarcomeric actinin and troponin T, to determine differentiation / maturation. Finally, the sections are stained with hemagglutanin and the size is measured using a program written in Matlab. All data are evaluated for statistical significance using ANOVA followed by an appropriate post-test. We compared to empty PK, PK-p38 i significantly inhibits cleaved caspase-3 activation in TNF-α treated cells, but free SB239063 is a suitable control. Predict that it should be. This should be evident in other markers for apoptosis, including TUNEL and Annexin-V staining. In addition to the effect on survival, we also anticipate that this protection will be transferred to increased calf serum / dexamethasone-induced differentiation as measured by marker staining of mature hearts.

培養細胞に対する効果に加えて、本発明者らは、PK−p38が、心筋梗塞後の内因性の幹細胞の生存を増強することを予測する。より成体と幹細胞を梗塞後に生存させることによって、本発明者らは、このことがまた、時間をわたっての特異的なマーカーについての染色によって測定される、幹細胞の成熟の増大をもたらすと考える。本発明者らは、PK−p38とともに移植された細胞を受容するラットが、細胞および空のPKまたは遊離のSB239063と比較した場合、心エコー検査およびMRIによって測定される、改善された心機能を示すことを予測する。 In addition to the effects on cultured cells, we predict that PK-p38 i enhances the survival of endogenous stem cells after myocardial infarction. By allowing more adult and stem cells to survive post-infarction, we believe that this also results in increased stem cell maturation as measured by staining for specific markers over time. We have improved cardiac function as measured by echocardiography and MRI when rats receiving cells transplanted with PK-p38 i compare to cells and empty PK or free SB239063. Predict that

本発明者らが上記の方法に記載した特異的な系統マーカーでの染色による細胞の性質決定に周到な注意が払われる。本発明者らが予備的な単離に使用した磁気ビーズ分離に加えて、蛍光活性化細胞選別法(fluorescence activated cell sorting method)が、c−kit幹細胞の単離に関して公開されている。元の心臓の幹細胞を凍結し、培養物を慣例的に系統マーカーについてチェックし、適切な細胞型を確実にする。 Careful attention is given to characterization of the cells by staining with the specific lineage markers that we have described in the above method. In addition to the magnetic bead separation we used for preliminary isolation, a fluorescence activated cell sorting method has been published for the isolation of c-kit + stem cells. The original heart stem cells are frozen and the culture is routinely checked for lineage markers to ensure the appropriate cell type.

ポリケタール合成−ポリ(1,4−シクロヘキサン−アセトン ジメチレン ケタール)(PCADK)を、1,4−シクロヘキサンジメタノールと2,2−ジメトキシプロパンとを反応させることによって合成する。PCADKから生成したPKはインビボで1,4−シクロヘキサンジメタノールおよびアセトンに分解するはずである。PCADKを、短経路蒸留ヘッドに接続した25mL 2ツ首フラスコ内で合成する。10mLの温かい酢酸エチル中に溶解させた1,4−シクロヘキサンジメタノール(1.0g、Aldrich)を、100℃に保持した10mLの蒸留ベンゼンに加える。次に、550μLの酢酸エチル中に溶解させた、再結晶させたp−トルエンスルホン酸(5.5mg、0.029mmol、Aldrich)を、このベンゼン溶液に加える。酢酸エチルを蒸留して除き、蒸留した2,2−ジメトキシプロパン(900μL、7.4mmol、Aldrich)を加えて、反応を開始させる。追加の用量の2,2−ジメトキシプロパンを計量漏斗を介して添加し、蒸留除去された2,2 ジメトキシプロパンを埋め合わせる。この反応を、100μL トリエチルアミンを添加することによって停止し、冷ヘキサンで沈殿させる。この粗生成物を、真空濾過し、エーテルおよびヘキサンでリンスし、そして真空乾燥させて、PCADKを生成する。回収された重合体を、GPCおよびH NMRによって分析する。 Polyketal synthesis—Poly (1,4-cyclohexane-acetone dimethylene ketal) (PCADK) is synthesized by reacting 1,4-cyclohexanedimethanol with 2,2-dimethoxypropane. PK generated from PCADK should degrade in vivo to 1,4-cyclohexanedimethanol and acetone. PCADK is synthesized in a 25 mL two-necked flask connected to a short path distillation head. 1,4-Cyclohexanedimethanol (1.0 g, Aldrich) dissolved in 10 mL warm ethyl acetate is added to 10 mL distilled benzene maintained at 100 ° C. Next, recrystallized p-toluenesulfonic acid (5.5 mg, 0.029 mmol, Aldrich) dissolved in 550 μL of ethyl acetate is added to the benzene solution. Ethyl acetate is distilled off and distilled 2,2-dimethoxypropane (900 μL, 7.4 mmol, Aldrich) is added to initiate the reaction. An additional dose of 2,2-dimethoxypropane is added via a metering funnel to make up for the distilled off 2,2 dimethoxypropane. The reaction is stopped by adding 100 μL triethylamine and precipitated with cold hexane. The crude product is vacuum filtered, rinsed with ether and hexane, and vacuum dried to produce PCADK. The recovered polymer is analyzed by GPC and 1 H NMR.

シクロヘキサン−ジメタノールおよびブタンジオールからなるポリケタールの共重合体もまた、ポリケタールマイクロ粒子の疎水性および加水分解の速度論を操作するために、先に記載した方法論を使用して合成する。3、5および10モル%のブタンジオールを含む共重合体を合成し、本発明者らは、これらの重合体が、それらのより高い親水性に起因して、pH7.4においてPCADKよりも有意に速く、加水分解しSB239063を放出することを予測する。   Polyketal copolymers consisting of cyclohexane-dimethanol and butanediol are also synthesized using the methodology described above to manipulate the hydrophobicity and hydrolysis kinetics of polyketal microparticles. Copolymers containing 3, 5 and 10 mol% butanediol were synthesized and we found that these polymers were significantly more than PCADK at pH 7.4 due to their higher hydrophilicity. Is expected to hydrolyze and release SB239063.

SB239063のカプセル化−SB239063カプセル化実験を、油層としてジクロロメタンを、界面活性剤安定剤(surfactant stabilizer)としてPVAを使用する単一エマルジョン手順を使用して実行する。代表的な手順を、以下に記載する。500μL溶液のSB239063(1mg/ml)を、有機相(1mLのジクロロメタンに溶解させた75mgのPCADKからなる)に分散させる。この溶液を、1分間にわたり、最低の設定で4% PVA中で均質化し、油中水(w/o)エマルジョンを生成する。次に、生じたw/oエマルジョンを、30mLの1% PVA溶液に注ぎ、有機溶媒が蒸発するまで、数時間にわたり機械的に攪拌する。生じた粒子を、遠心分離によって単離し、徹底的に洗浄し、そして凍結乾燥する。粒子を、コントロールとして空のポリケタールを使用して、A320によってインヒビター含量についてアッセイし得る。本発明者らは、適用され得るSB239063濃度についての標準曲線を生成した。生じたポリケタールもまた、乾燥させ、SEMで調べる。   Encapsulation of SB239063-The SB239063 encapsulation experiment is performed using a single emulsion procedure using dichloromethane as the oil layer and PVA as the surfactant stabilizer. A typical procedure is described below. A 500 μL solution of SB239063 (1 mg / ml) is dispersed in the organic phase (consisting of 75 mg of PCADK dissolved in 1 mL of dichloromethane). This solution is homogenized in 4% PVA at the lowest setting for 1 minute to produce a water-in-oil (w / o) emulsion. The resulting w / o emulsion is then poured into 30 mL of 1% PVA solution and mechanically stirred for several hours until the organic solvent has evaporated. The resulting particles are isolated by centrifugation, washed thoroughly and lyophilized. The particles can be assayed for inhibitor content by A320 using an empty polyketal as a control. We generated a standard curve for the SB239063 concentration that could be applied. The resulting polyketal is also dried and examined by SEM.

心筋注射/梗塞−250グラムの重量の成体の雄性Sprague−Dawleyラットを、記載されるように心筋梗塞または注射手術に供する。簡潔に述べると、動物を、麻酔(1%〜3%イソフルラン)し、気管内挿管に続いて、心臓を、肋骨の分離によって露出させる。心筋梗塞を、左冠状動脈の前室間動脈の結紮によって実行する。PK注射または細胞治療の研究のために、冠状動脈結紮の直後に、処置(50〜100μL)を、30ゲージの針を介して梗塞ゾーンへ注射するが、この間、心臓は鼓動している。注射後、胸部を閉じ、動物は、加熱パッド(heating pad)上で回復する。心エコー図を、上記の実験設計に記載されるときに実行する。本発明者は、この動物モデルに経験を有し、本発明者らは、心エコー検査によって測定される再現可能な梗塞を得た。本発明者らは、ラットにおいて数回の実験を実行し、図48は、偽手術または冠状動脈結紮手術を受けた10匹の動物からの群分けしたデータのグラフを示す。Y−軸は、3日後の%内径短縮率である(心エコー検査を使用する心機能の一般的な測定)。   Myocardial Injection / Infarction—Adult male Sprague-Dawley rats weighing 250 grams are subjected to myocardial infarction or injection surgery as described. Briefly, animals are anesthetized (1% to 3% isoflurane) and following endotracheal intubation, the heart is exposed by rib separation. Myocardial infarction is performed by ligation of the anterior ventricular artery of the left coronary artery. For PK injection or cell therapy studies, immediately after coronary artery ligation, treatment (50-100 μL) is injected through a 30 gauge needle into the infarct zone while the heart is beating. After injection, the chest is closed and the animal recovers on a heating pad. Echocardiograms are performed as described in the experimental design above. The inventor has experience with this animal model, and we have obtained a reproducible infarct measured by echocardiography. We performed several experiments in rats and FIG. 48 shows a graph of grouped data from 10 animals that underwent sham surgery or coronary artery ligation surgery. The Y-axis is the% inner diameter shortening after 3 days (a common measure of cardiac function using echocardiography).

新生仔心筋細胞の単離−このプロトコールに従うことによって、本発明者らは、95〜99%の純度で新生仔心筋細胞を回収することができた(Davisら、Local myocardial insulin−like growth factor 1(IGF−1) delivery with biotinylated peptide nanofibers improves cell therapy for myocardial infarction. Proc Natl Acad Sci U S A(2006)103(21):8155−60;Davisら、Injectable self−assembling peptide nanofibers create intramyocardial microenvironments for endothelial cells. Circulation(2005)111(4):442−50;Narmonevaら、Endothelial cells promote cardiac myocyte survival and spatial reorganization:implications for cardiac regeneration Circulation(2004)110(8):962−8)。Sprague−Dawleyラット(Charles River Laboratories)の1日齢の仔を屠殺し、心臓を切除し、ハンクス緩衝化塩溶液中で洗浄し、切り刻んだ後、6時間、4℃でトリプシン(1mg/mL)中に置く。次に、生じたペレットを、1時間、37℃でコラゲナーゼ2型(0.8mg/mL)中に溶解させる。軽く遠心分離した後、生じたペレットを、20%ウシ胎児血清を含む培地199に再懸濁し、2時間平板培養する。非接着性の細胞を、実験のためにフィブロネクチンでコーティングされたデッシュ上にプレートするか、または収集して、α−サルコメアアクチンに対する抗体を使用するフローサイトメトリーによって分析し、筋細胞の組成を決定する。   Neonatal cardiomyocyte isolation—By following this protocol, we were able to recover neonatal cardiomyocytes with a purity of 95-99% (Davis et al., Local myocardial insulin-like growth factor 1 . (IGF-1) delivery with biotinylated peptide nanofibers improves cell therapy for myocardial infarction Proc Natl Acad Sci U S A (2006) 103 (21): 8155-60; Davis et al, Injectable self-assembling peptide nanofibers create intramyocardial m (4): 442-50; Narmoneva et al., Endocelial cells myc ral citral sig nal sigma (4): 442-50; One day old pups of Sprague-Dawley rats (Charles River Laboratories) were sacrificed, the heart was excised, washed in Hank's buffered salt solution, and minced for 6 hours at 4 ° C. for trypsin (1 mg / mL) Put in. The resulting pellet is then dissolved in collagenase type 2 (0.8 mg / mL) for 1 hour at 37 ° C. After light centrifugation, the resulting pellet is resuspended in medium 199 containing 20% fetal calf serum and plated for 2 hours. Non-adherent cells are plated or collected on fibronectin-coated dishes for experiments and analyzed by flow cytometry using antibodies against α-sarcomeric actin to determine myocyte composition To do.

心臓の幹細胞の単離−成体のSprague−Dawleyラットの心臓を単離し、切り刻み、そして1時間、37℃でコラゲナーゼ2型(0.8mg/ml)とともにインキュベートする。上清を、遠心分離によって単離し、次に、磁気ビーズ(Dynal)に結合体化されたc−Kit抗体とともにインキュベートする。細胞が集密度に達した後、第二の選択工程を、Sca−1に対する抗体を使用して行う。細胞の表現型を、c−Kit、Sca−1および系統マーカーに対するフローサイトメトリーを使用して決定する。使用される系統マーカーは、CD34、CD45、CD31、コネキシン43、心ミオシンおよびフォン・ビルブラント因子である。このプロセスを使用して、数人の研究者は、継続的に再生し、培養物中に保持され得る心臓の幹細胞の系統を維持することができた(Beltramiら、Adult cardiac stem cells are multipotent and support myocardial regeneration. Cell(2003)114(6):763−76)。加えて、図49が実証するように、本発明者らの予備的な単離手順が始まり、それは極めて有効である。本発明者らは、CD45を含む他の系統マーカーに関して染色されないc−kit幹細胞の系統を維持することができた。他のマーカーの不在および死促進刺激(pro−death stimuli)に対する感度を決定するための、さらなる研究が進行中である。 Heart Stem Cell Isolation—Adult Sprague-Dawley rat hearts are isolated, minced and incubated with collagenase type 2 (0.8 mg / ml) at 37 ° C. for 1 hour. The supernatant is isolated by centrifugation and then incubated with c-Kit antibody conjugated to magnetic beads (Dynal). After the cells reach confluence, a second selection step is performed using an antibody against Sca-1. Cell phenotype is determined using flow cytometry for c-Kit, Sca-1 and lineage markers. Lineage markers used are CD34, CD45, CD31, connexin 43, cardiac myosin and von Willebrand factor. Using this process, several researchers were able to maintain a lineage of cardiac stem cells that can be continuously regenerated and maintained in culture (Beltrami et al., Adult cardiac stem cells are multipotent and support myocardial regeneration. Cell (2003) 114 (6): 763-76). In addition, as FIG. 49 demonstrates, our preliminary isolation procedure has begun and is extremely effective. We were able to maintain a line of c-kit + stem cells that did not stain for other lineage markers including CD45. Further work is underway to determine the absence of other markers and sensitivity to pro-death stimuli.

ウェスタン分析およびリアルタイムPCR−培養細胞および梗塞領域から抽出されたタンパク質におけるウェスタン分析を、以前に記載されたように実行する(Hsiehら、Controlled delivery of PDGF−BB for myocardial protection using injectable self−assembling peptide nanofibers. J Clin Invest,(2006)116(1):237−48)。CTGF、TGF−β、1型コラーゲンおよびMMP−2に対する抗体は市販されている。RNAを、Tri−Reagentを使用し、製造者のプロトコールに従って梗塞ゾーンから抽出する。細胞ホモジネートまたは組織ホモジネートからウェスタン分析を実行する。細胞を、0.1% Triton−X、プロテアーゼインヒビターおよびホスファターゼインヒビターを含むTris/EDTA緩衝液で回収する。組織ホモジネートを、(特定のプロトコールが異なる緩衝液を必要としない限り)同様な緩衝液を使用して作製し、鋸歯ジェネレータ(saw−tooth generator)を備えるPowerGenホモジナイザー(Fisher)を使用して均質化する。   Western analysis and real-time PCR--Western analysis on proteins extracted from cultured cells and infarcted areas is performed as previously described (Hsieh et al., Controlled delivery of PDGF-BB for myocardial protection using infectious selef assemblable assemblable assembly-separable assembly-semplable assembly-semplable assembly-sep-semplifying assembly-separable-self-injectable assembly-separating-self-assembling assembly-separable-sampling-injectable-separating-self-assembling-separating-separating-separating-the-slept J Clin Invest, (2006) 116 (1): 237-48). Antibodies against CTGF, TGF-β, type 1 collagen and MMP-2 are commercially available. RNA is extracted from the infarct zone using Tri-Reagent according to the manufacturer's protocol. Western analysis is performed from cell or tissue homogenates. Cells are harvested with Tris / EDTA buffer containing 0.1% Triton-X, protease inhibitor and phosphatase inhibitor. Tissue homogenates are made using similar buffers (unless a specific protocol requires a different buffer) and homogenized using a PowerGen homogenizer (Fisher) equipped with a saw-tooth generator. To do.

免疫染色−心臓を、示された時点で単離し、6時間、室温で4%パラホルムアルデヒド中で固定する。脱水後、心臓をパラフィン内に包埋し、5μm切片を免疫組織化学のために作製する。パラフィンを、キシレン中での浸漬によって除去し、切片を、上記方法に記載されるように抗体でプローブする。心臓マーカー(トロポニンT、α−サルコメア−アクチン、心ミオシン)に対する抗体は市販されており、本発明者らの研究室で使用された。   Immunostaining-Hearts are isolated at indicated time points and fixed in 4% paraformaldehyde for 6 hours at room temperature. After dehydration, the heart is embedded in paraffin and 5 μm sections are made for immunohistochemistry. Paraffin is removed by immersion in xylene and the sections are probed with antibodies as described in the method above. Antibodies against cardiac markers (troponin T, α-sarcomere-actin, cardiac myosin) are commercially available and were used in our laboratory.

心エコー検査/MRI−心エコー検査およびMRIを、経験をつんだ技術者によって軽い麻酔下で実行する。全ての測定値を、二重盲検様式で取得し、そして分析する。左心室の収縮末期および拡張末期(end systolic and diastolic)の測定値を、Mモードの短軸画像から取得し、長軸像で確認する。   Echocardiography / MRI—Echocardiography and MRI are performed under light anesthesia by an experienced technician. All measurements are taken and analyzed in a double blind fashion. The left ventricular end systolic and diastole measurements are obtained from the M-mode short axis image and confirmed with the long axis image.

(実施例8:ポリケタール共重合体の合成および粒子の形成)
この実施例において、ポリ(シクロヘキサン−1,4−ジイル アセトン ジメチレン ケタール)(PCADK)の加水分解の速度論を、種々の親水性を有する他のジオールとの共重合を介して、その親水性を制御することによって操作するための戦略を提示する。PCADKに基づく、6つのポリケタール共重合体PK1〜PK6を合成した。
(Example 8: Synthesis of polyketal copolymer and formation of particles)
In this example, the hydrolysis kinetics of poly (cyclohexane-1,4-diylacetone dimethylene ketal) (PCADK) can be determined through its copolymerization with other diols having various hydrophilicities. Present a strategy for manipulating by controlling. Six polyketal copolymers PK1 to PK6 based on PCADK were synthesized.

材料および方法
ポリケタール共重合体を、短経路蒸留ヘッドに接続した25mL 2ツ首フラスコ内で合成した。ジオールである1,4−シクロヘキサンジメタノール(1.04g、7.25mmol)と、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールまたは1,8−オクタンジオールのいずれかとを、20mLの蒸留ベンゼン中に溶解し、100℃に保持した。550μLの酢酸エチルに溶解させた、再結晶させたp−トルエンスルホン酸(5.5mg、0.029mmol)を、このベンゼン溶液に添加した。酢酸エチルを蒸留して除去し、蒸留した2,2−ジメトキシプロパン(2つのジオールを合わせたモル量と等しい)を添加して反応を開始した。次に、さらなる用量の2,2−ジメトキシプロパン(500μL)およびベンゼン(2mL)を、6時間にわたって、1時間毎に計量漏斗を介して反応物に添加し、蒸留除去された2,2−ジメトキシプロパンおよびベンゼンを埋め合わせた。24時間後、反応を、100μLのトリエチルアミンを添加することによって停止させた。重合体を、冷ヘキサンへの沈殿によって単離し、H−NMRおよびGPCによって分析した。一般的に、生じた重合体は、2000〜4000Daの間の数平均分子量を有した。表1は、合成したポリケタール共重合体の組成および分子量を列挙する。H NMRスペクトルを、溶媒としてCDClを使用するVarian Mercury VX 400 MHz NMR分光計(Palo Alto、CA)を使用して取得した。これらのポリケタール共重合体のH−NMRスペクトルを、代表的な例として以下にまとめ、PK3のH−NMRを図50に示す。1,5−ペンタンジオール対1,4−シクロヘキサンジメタノールのモル比を、ピークaおよびb下のそれぞれの面積の比を取得することによって取得した。
Materials and Methods Polyketal copolymers were synthesized in a 25 mL two-necked flask connected to a short path distillation head. 1,4-cyclohexanedimethanol (1.04 g, 7.25 mmol), which is a diol, and any of 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, or 1,8-octanediol The heel was dissolved in 20 mL of distilled benzene and kept at 100 ° C. Recrystallized p-toluenesulfonic acid (5.5 mg, 0.029 mmol) dissolved in 550 μL of ethyl acetate was added to the benzene solution. Ethyl acetate was distilled off and distilled 2,2-dimethoxypropane (equal to the combined molar amount of the two diols) was added to initiate the reaction. Next, additional doses of 2,2-dimethoxypropane (500 μL) and benzene (2 mL) were added to the reaction via a metering funnel every hour over a 6 hour period, and 2,2-dimethoxy distilled off. Propane and benzene were offset. After 24 hours, the reaction was stopped by adding 100 μL of triethylamine. The polymer was isolated by precipitation into cold hexane and analyzed by 1 H-NMR and GPC. In general, the resulting polymer had a number average molecular weight between 2000 and 4000 Da. Table 1 lists the composition and molecular weight of the synthesized polyketal copolymers. 1 H NMR spectra were acquired using a Varian Mercury VX 400 MHz NMR spectrometer (Palo Alto, Calif.) Using CDCl 3 as a solvent. The H-NMR spectra of these polyketal copolymers are summarized below as representative examples, and 1 H-NMR of PK3 is shown in FIG. The molar ratio of 1,5-pentanediol to 1,4-cyclohexanedimethanol was obtained by taking the ratio of the respective areas under peaks a and b.

これらのポリケタール共重合体の分子量を、UV検出器を装備したShimadzu system(Kyoto、Japan)を使用してゲル透過クロマトグラフィー(GPC)によって決定した。THFを、1mL/分の流速での移動相として使用した。Polymer Laboratories(Amherst、MA)製のポリスチレン標準(ピークMw=1060、2970および10680)を、分子量較正曲線を確立するために使用した。 The molecular weight of these polyketal copolymers was determined by gel permeation chromatography (GPC) using a Shimadzu system (Kyoto, Japan) equipped with a UV detector. THF was used as the mobile phase at a flow rate of 1 mL / min. Polystyrene standards from Polymer Laboratories (Amherst, Mass.) (Peaks Mw = 1060, 2970 and 10680) were used to establish molecular weight calibration curves.

これらのポリケタール共重合体の加水分解を、37℃で1.0(.1M HCL)、4.5(100mM AcOH)および7.4(100mM)のpH値で緩衝化された水中で測定した。簡潔に述べると、20mgの重合体試料を、5mLバイアルに置き、1mLの緩衝液を、各バイアルに加え、磁気攪拌棒で混合した。特定の時点において、1mLのCDClを、各バイアルに加え、激しく振とうし、CDCl相を単離し、H NMRによって分析して、ポリケタール共重合体中のケタール結合の%加水分解を決定した。 Hydrolysis of these polyketal copolymers was measured at 37 ° C. in water buffered at pH values of 1.0 (0.1 M HCL), 4.5 (100 mM AcOH) and 7.4 (100 mM). Briefly, 20 mg of polymer sample was placed in a 5 mL vial and 1 mL of buffer was added to each vial and mixed with a magnetic stir bar. At specific time points, 1 mL of CDCl 3 is added to each vial, shaken vigorously, the CDCl 3 phase is isolated and analyzed by 1 H NMR to determine the% hydrolysis of the ketal bond in the polyketal copolymer. did.

結果および考察
PCADKに基づく6つのポリケタール共重合体PK1〜PK6(表1、下記)を、アセタール交換反応を使用して合成した。PCADKの共重合体を、1,4−シクロヘキサンジメタノールとブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオールおよびオクタンジオールのいずれかとを共重合することによって合成した。これらのジオールの親水性は、それらの各々のlogP値(表2、下記)によって証明されるように、1,4−シクロヘキサンジメタノール(logP=1.46)の親水性とは異なる。図51は、上記のポリケタールを作製するために使用したアセタール交換反応の合成スキーム、およびそれらの加水分解から生成された分解産物を示す。これら全てのポリケタール共重合体の合成は、一工程、多グラム(multi−gram)のスケール、50%〜60%の収率で達成した。一般的に、CDMではなくジオールの導入は、合成にいかなる複雑化も生じず、PCADKの合成のために開発した手順は、共重合体の合成のために適していた。重要なことに、合成した全てのコポリケタール(copolyketal)は結晶性であり、したがって、マイクロ粒子への処方の可能性を有する。
Results and Discussion Six polyketal copolymers PK1-PK6 (Table 1, below) based on PCADK were synthesized using an acetal exchange reaction. A copolymer of PCADK was synthesized by copolymerizing 1,4-cyclohexanedimethanol and any of butanediol, pentanediol, hexanediol, and octanediol. The hydrophilicity of these diols differs from the hydrophilicity of 1,4-cyclohexanedimethanol (logP = 1.46) as evidenced by their respective logP values (Table 2, below). FIG. 51 shows the synthetic scheme of the acetal exchange reaction used to make the polyketals described above, and the degradation products generated from their hydrolysis. The synthesis of all these polyketal copolymers was achieved in one step, multi-gram scale, 50% -60% yield. In general, the introduction of diols rather than CDM did not create any complications in the synthesis, and the procedures developed for the synthesis of PCADK were suitable for the synthesis of copolymers. Importantly, all synthesized copolyketals are crystalline and thus have the potential for formulation into microparticles.

PK1〜PK6の加水分解の速度論を、4.5および7.4のpH値で測定し、ファゴソームの酸性環境中および血中でのそれらの挙動を決定した。図52は、全てのポリケタール共重合体が、酸に触媒される加水分解を受け、それらの加水分解の速度論が、それらの疎水性と反比例(scale inversely)することを実証する。PK1、PK2およびPK3は、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび1,5−ペンタンジオールから合成された共重合体であった。それらの親水性は、1,5−ペンタンジオールと1,4−シクロヘキサンジメタノールとの間の疎水性(それらの各々のLogP値は、0.27および1.46である)の大きな差に起因して、それらの1,5−ペンタンジオール含量に比例する。図52Aは、1,5−ペンタンジオールが、1,4−シクロヘキサンジメタノールベースのポリケタールのpH4.5での加水分解の速度論を劇的に加速することを実証する。例えば、PK1(2%ペンタンジオールを含む共重合体)のうちのほんの30%が、pH4.5で10日後、加水分解された。他方、同一のpH条件で、PK2(7.5%ペンタンジオールを含む)は、7日後に75%が加水分解され、PK3(13%ペンタンジオールを含む)は、2日後に50%が加水分解され、5日後に完全に加水分解された。3つ全てのポリケタールに関して、これらの重合体のうちの15%未満が、実験の継続期間内にpH7.4で加水分解された(図52B)。 The hydrolysis kinetics of PK1-PK6 were measured at pH values of 4.5 and 7.4 to determine their behavior in the acidic environment of phagosomes and in blood. FIG. 52 demonstrates that all polyketal copolymers undergo acid-catalyzed hydrolysis, and their hydrolysis kinetics scale inversely with their hydrophobicity. PK1, PK2 and PK3 were copolymers synthesized from 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,5-pentanediol. Their hydrophilicity is due to the large difference in hydrophobicity between 1,5-pentanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol (whose LogP values are 0.27 and 1.46, respectively) And is proportional to their 1,5-pentanediol content. FIG. 52A demonstrates that 1,5-pentanediol dramatically accelerates the hydrolysis kinetics of 1,4-cyclohexanedimethanol based polyketals at pH 4.5. For example, only 30% of PK1 (a copolymer containing 2% pentanediol) was hydrolyzed after 10 days at pH 4.5. On the other hand, at the same pH conditions, PK2 (containing 7.5% pentanediol) is 75% hydrolyzed after 7 days, and PK3 (containing 13% pentanediol) is 50% hydrolyzed after 2 days. And completely hydrolyzed after 5 days. For all three polyketals, less than 15% of these polymers were hydrolyzed at pH 7.4 within the duration of the experiment (FIG. 52B).

これが、ペンタンジオールの共重合体を超えて拡張する、より一般的な現象であるか否かを決定するために、ポリケタール共重合体PK4、PK5およびPK6もまた、ペンタンジオールとは異なる疎水性を有するブタンジオール、ヘキサンジオールおよびオクタンジオールから合成し、それらの加水分解の速度論を調べた。表2は、このセットの共重合体がまた、疎水性と加水分解の速度論との間に逆の関連性を有することを実証する。例えば、PK4(1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび1,4−ブタンジオールを使用して合成された共重合体)は、合成された全てのコポリケタールのうちでより速い加水分解の速度論を有し、かつpH4.5において、1日の加水分解半減期を有し、このことは、その他のジオールと比較した、ブタンジオールの高い(hig)親水性に基づいて予測される。他方、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよびより疎水性の単量体である1,8−オクタンジオールを使用して合成されたPK6は、18.6日のpH4.5での加水分解半減期を有した。まとめると、これらのデータは、これらのポリケタールの加水分解の速度論が、それらの疎水性を変更することによって調整され得ることを実証し、これらのポリケタールへの水の拡散が、加水分解を支配する律速段階であることを示唆する。重要なことに、全てのポリケタール共重合体の加水分解の速度論は、pH感受性であり、一般的に、これらは、pH4.5においてpH7.4よりも少なくとも1桁速く加水分解した。 In order to determine whether this is a more general phenomenon that extends beyond the copolymer of pentanediol, the polyketal copolymers PK4, PK5 and PK6 also have a different hydrophobicity from pentanediol. They were synthesized from butanediol, hexanediol and octanediol, and their hydrolysis kinetics were investigated. Table 2 demonstrates that this set of copolymers also has an inverse relationship between hydrophobicity and hydrolysis kinetics. For example, PK4 (a copolymer synthesized using 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,4-butanediol) has faster hydrolysis kinetics among all the copolyketals synthesized. And has a hydrolysis half-life of 1 day at pH 4.5, which is expected based on the high hydrophilicity of butanediol compared to other diols. On the other hand, PK6 synthesized using 1,4-cyclohexanedimethanol and the more hydrophobic monomer 1,8-octanediol has a hydrolysis half-life at pH 4.5 of 18.6 days. Had. Taken together, these data demonstrate that the hydrolysis kinetics of these polyketals can be adjusted by changing their hydrophobicity, and the diffusion of water into these polyketals dominates the hydrolysis Suggests that it is the rate-limiting step. Importantly, the hydrolysis kinetics of all polyketal copolymers are pH sensitive and generally they hydrolyzed at least an order of magnitude faster than pH 7.4 at pH 4.5.

シクロヘキサン−ジメタノールおよびペンタンジオールからなる、合成した上記のポリケタール共重合体のうちの1つ(表1においてPK3と呼ぶ)は、pH4.5において2日の加水分解半減期を有するが、pH7.4においては数週間の加水分解半減期を有する。このポリケタールは、被験体に治療薬を送達するのに有用であり得る。なぜなら、それは、ファゴサイトーシスの後、迅速に加水分解するはずであるが、生理学的なpHにおいては比較して安定であるからである。さらに、PK3は、その迅速な加水分解の速度論ならびに1,5−ペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよびアセトンである生物適合性の分解産物のため、マイクロ粒子薬物送達に適切であり得る。   One of the above synthesized polyketal copolymers composed of cyclohexane-dimethanol and pentanediol (referred to as PK3 in Table 1) has a hydrolysis half-life of 2 days at pH 4.5, but pH 7. 4 has a hydrolysis half-life of several weeks. The polyketal can be useful for delivering a therapeutic agent to a subject. Because it should hydrolyze rapidly after phagocytosis, it is relatively stable at physiological pH. Furthermore, PK3 may be suitable for microparticle drug delivery because of its rapid hydrolysis kinetics and biocompatible degradation products that are 1,5-pentanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol and acetone .

薬物療法の送達のためにPK3を使用するさらなる研究のために、マイクロ粒子を、溶媒蒸発手順を使用してPK3から処方した。図53は、マイクロ粒子がPK3とともに形成され得、この粒子が、マクロファージによるファゴサイトーシスに適切である1〜5ミクロンの間のサイズを有することを実証する。したがって、治療薬は、被験体への投与のために、(例えば、水/油/水二重エマルジョン手順または他の方法を使用することによって)PK3マイクロ粒子にカプセル化され得る。   For further studies using PK3 for drug therapy delivery, microparticles were formulated from PK3 using a solvent evaporation procedure. FIG. 53 demonstrates that microparticles can be formed with PK3, which particles have a size between 1 and 5 microns that is suitable for phagocytosis by macrophages. Thus, the therapeutic agent can be encapsulated in PK3 microparticles (eg, by using a water / oil / water double emulsion procedure or other methods) for administration to a subject.

活性物質をロードしたマイクロ粒子は、改変された水/油/水エマルジョン方法(Andoら、Journal of Pharmaceutical Sciences(1999)88,126−130)を使用して、ポリケタール共重合体から処方される。例えば、PK3(100mg)を、1mLのジクロロメタンに溶解させ、別のバイアルにおいて、40mgの活性物質を、400μLのD.I.水に溶解させる。この活性物質の水溶液を、PK3溶液と混合し、60秒間超音波処理(Misonix Incorporated、Farmigdale、NY)を行う。次に、超音波処理した混合物を、15秒間液体窒素に浸漬し、12mLの5% w/w PVA溶液(pH7.45)をこれに加える。この混合物を、Powergen 500ホモジナイザー(Fisher Scientific、Waltham、MA)を使用して120秒間均質化し、次に、40mLの1% w/w PVA(pH7.45)を含むビーカーに移す。その後、この溶液を、磁気攪拌棒を使用して3時間攪拌し、有機溶媒を蒸発させる。この粒子を、10,000rmpで15分間遠心分離することによって単離し、15mLのPBS緩衝液で2回洗浄し、凍結乾燥させる。   Active particles loaded microparticles are formulated from polyketal copolymers using a modified water / oil / water emulsion method (Ando et al., Journal of Pharmaceutical Sciences (1999) 88, 126-130). For example, PK3 (100 mg) is dissolved in 1 mL of dichloromethane, and in a separate vial, 40 mg of active substance is added to 400 μL of D.I. I. Dissolve in water. This aqueous solution of the active substance is mixed with the PK3 solution and subjected to ultrasonic treatment (Misonix Incorporated, Farmigdale, NY) for 60 seconds. The sonicated mixture is then immersed in liquid nitrogen for 15 seconds and 12 mL of 5% w / w PVA solution (pH 7.45) is added thereto. This mixture is homogenized for 120 seconds using a Powergen 500 homogenizer (Fisher Scientific, Waltham, Mass.) And then transferred to a beaker containing 40 mL of 1% w / w PVA (pH 7.45). The solution is then stirred for 3 hours using a magnetic stir bar to evaporate the organic solvent. The particles are isolated by centrifugation at 10,000 rpm for 15 minutes, washed twice with 15 mL PBS buffer and lyophilized.

実施例8についての参考文献   Reference for Example 8

実施例9:リンカーを有する粒子の形成
この実施例において、本発明のポリケタール分子を、活性物質を結合し得るリンカーを使用して改変した。具体的には、ニトリロ三酢酸(NTA)リンカーをPCADKに添加した。ニッケル(Ni)でロードした場合、NTAリンカーは、ヒスチジンタグ付きタンパク質の結合を可能にした(図54)。次に、改変したPCADKは、活性物質(例えば、増殖因子)の迅速な送達に理想的なマイクロスフェアを形成した(図55)。
Example 9: Formation of particles with a linker In this example, the polyketal molecules of the present invention were modified using a linker capable of binding an active agent. Specifically, a nitrilotriacetic acid (NTA) linker was added to PCADK. When loaded with nickel (Ni), the NTA linker allowed binding of histidine-tagged proteins (FIG. 54). The modified PCADK then formed microspheres ideal for rapid delivery of active agents (eg, growth factors) (FIG. 55).

材料および方法
NTAリンカーを含むPCADK粒子の合成
PCADKは、上記に記載されるように以前に合成されている(Lee Sら、Polyketal microparticles:a new delivery vehicle for superoxide dismutase. Bioconjug Chem.(2007)Jan〜Feb;18(1):4〜7、ならびにHeffeman MJおよびMurthy N. Polyketalnanoparticles:a new pH−sensitive biodegradable drug delivery vehicle. Bioconjug Chem.(2005)Nov−Dec;16(6):1340−2(これらは、参考として本明細書に援用される)もまた参照のこと)。
Materials and Methods Synthesis of PCADK Particles Containing NTA Linkers PCADK has been previously synthesized as described above (Lee S et al., Polymicroparticulates: a new delivery vehicle for superjumjet. 18 (1): 4-7, and Heffman MJ and Murthy N. Polyketal nanoparticulates: a new pH-sensitive biodegradable drug delivery vehicle (N). Which are incorporated herein by reference) See also).

ポリケタールの合成後、90mgのPCADKを、DOGS−NTA(Avanti Polar Lipids)の1mLの10mg/mLジクロロメタン溶液(10% DOGS−NTAの最終濃度)に溶解させた。溶解度を確実にするために、この混合物を、水浴のソニケーター内で数秒間/数分間、超音波処理した。次に、この重合体溶液を、5mLのPVA(2%)を含むバイアルに注ぎ、60秒間均質化した。生じた溶液を、4〜6時間、40mLの0.5% PVAで攪拌した。次に、粒子を遠心分離し、脱イオン水で数回洗浄し、凍結乾燥のために液体窒素中で凍結させた。生じた凍結乾燥粒子を、SEMを使用して画像化し、図56に示す。   After synthesis of the polyketal, 90 mg of PCADK was dissolved in 1 mL of a 10 mg / mL dichloromethane solution (final concentration of 10% DOGS-NTA) of DOGS-NTA (Avanti Polar Lipids). To ensure solubility, the mixture was sonicated for several seconds / minutes in a water bath sonicator. The polymer solution was then poured into a vial containing 5 mL PVA (2%) and homogenized for 60 seconds. The resulting solution was stirred with 40 mL of 0.5% PVA for 4-6 hours. The particles were then centrifuged, washed several times with deionized water and frozen in liquid nitrogen for lyophilization. The resulting lyophilized particles were imaged using SEM and shown in FIG.

PCADK−NTAのニッケルローディング
His−タグ付きタンパク質に結合し得る粒子を得るために、粒子にニッケルをロードする必要があった。したがって、粒子を、10mg/mLの50mM NiClとともにインキュベートし、室温で2時間攪拌した。ニッケルの取り込みを決定するために、本発明者らは、粒子をNiClとともに一晩インキュベートし、そして粒子を遠心分離し、上清内の未結合のニッケルを分光光度的に測定した。図57のデータが実証するように、種々のNTAローディングにおいて、溶液中の遊離のニッケルが減少し、粒子にニッケルがロードしたことを示した。
Nickel loading of PCADK-NTA In order to obtain particles that could bind to His-tagged proteins, it was necessary to load the particles with nickel. Therefore, the particles were incubated with 10 mg / mL 50 mM NiCl 2 and stirred for 2 hours at room temperature. To determine nickel uptake, we incubated the particles with NiCl 2 overnight, centrifuged the particles and measured unbound nickel in the supernatant spectrophotometrically. As the data in FIG. 57 demonstrates, at various NTA loadings, the free nickel in the solution was reduced, indicating that the particles were loaded with nickel.

PCADK−NiNTAへのHis−タグ付きタンパク質の結合
粒子上のNiNTAがHis−タグ付きタンパク質を結合し得るか否かを決定するために、種々の濃度のHis−GFPを、4℃で一晩、PCADK−NiNTA(1%溶液w/v)とともにインキュベートした。粒子を遠心分離し、PBSで数回洗浄し、その後、分析のために再懸濁した。図58は、表示のためにグレースケールに変換した、GFPについての代表的な蛍光染色である。画像が示すように、これらの粒子は、その表面にGFPを保持した。結合したHis−GFPの量をさらに定量化するために、粒子に、増加量のHis−GFPをロードし、数回洗浄し、結合のレベルを決定するためにこれらの粒子に対してELISAを実行した。図59のデータ(1% NTA)および図60のデータ(10% NTA)が示すように、PCADK−NiNTAは、用量依存的にHis−タグ付きタンパク質を結合した。1% NTAにおいて、これらの粒子は、60ng His−GFPのローディングで結合が飽和し、一方、10% NTAでは、120ng His−GFPのローディングで飽和に達した。線形範囲の大半の点において、結合は、おおよそ50%有効(efficient)であった。図62のデータは、His−GFPのパーセント結合が、NTAの量とともに増大する(encrease)ことを示す。図28は、NTAへのHis−GFP結合が少なくとも15時間安定であることを示す。
Binding of His-tagged proteins to PCADK-NiNTA To determine whether NiNTA on particles can bind His-tagged proteins, various concentrations of His-GFP were applied overnight at 4 ° C. Incubated with PCADK-NiNTA (1% solution w / v). The particles were centrifuged, washed several times with PBS and then resuspended for analysis. FIG. 58 is a representative fluorescent stain for GFP converted to grayscale for display. As the image shows, these particles retained GFP on their surface. To further quantify the amount of bound His-GFP, the particles are loaded with increasing amounts of His-GFP, washed several times and an ELISA is performed on these particles to determine the level of binding. did. As shown by the data in FIG. 59 (1% NTA) and the data in FIG. 60 (10% NTA), PCADK-NiNTA bound His-tagged protein in a dose-dependent manner. In 1% NTA, these particles were saturated in binding with 60 ng His-GFP loading, while in 10% NTA, saturation was reached with 120 ng His-GFP loading. At most points in the linear range, the binding was approximately 50% effective. The data in FIG. 62 shows that the percent binding of His-GFP increases with the amount of NTA. FIG. 28 shows that His-GFP binding to NTA is stable for at least 15 hours.

結合が可逆的であるか否かを決定するために、種々のNTA濃度のHis−GFPをロードした粒子を、イミダゾール(200mM)(Ni−NTA複合体の競合因子)とともにインキュベートした。種々の時点で上清を収集し、GFPの蛍光についてアッセイした。図61のデータが実証するように、His−GFPが、粒子からやや迅速に放出され、大半のタンパク質は、30分で放出された。このことは、タンパク質が粒子に不可逆的に結合しているのではなく、良好なバイオアベイラビリティを有するはずであることを示唆する。   To determine if binding was reversible, particles loaded with His-GFP at various NTA concentrations were incubated with imidazole (200 mM), a competitor of the Ni-NTA complex. Supernatants were collected at various time points and assayed for GFP fluorescence. As the data in FIG. 61 demonstrate, His-GFP was released from the particles rather quickly and most of the protein was released in 30 minutes. This suggests that the protein should not have irreversible binding to the particles but should have good bioavailability.

Claims (44)

PK1、PK2、PK3、PK4、PK5またはPK6である、ポリケタール重合体。   A polyketal polymer which is PK1, PK2, PK3, PK4, PK5 or PK6. 請求項1に記載のポリケタール重合体を含む生分解性粒子。   A biodegradable particle comprising the polyketal polymer according to claim 1. 1つ以上の活性物質をさらに含む、請求項2に記載の粒子。   The particle of claim 2 further comprising one or more active agents. (a)1つ以上のPK1、PK2、PK3、PK4、PK5またはPK6、および
(b)活性物質、
を含む、生分解性粒子。
(A) one or more PK1, PK2, PK3, PK4, PK5 or PK6, and (b) an active substance,
Containing biodegradable particles.
ナノ粒子またはマイクロ粒子である、請求項2または4に記載の粒子。   The particle according to claim 2 or 4, which is a nanoparticle or a microparticle. 約50nm〜1000μmのサイズまたは約200nm〜600μmのサイズである、請求項2または4に記載の粒子。   5. A particle according to claim 2 or 4 having a size of about 50 nm to 1000 μm or a size of about 200 nm to 600 μm. 前記活性物質が、治療剤、予防剤または診断用薬剤である、請求項3または4に記載の粒子。   The particle according to claim 3 or 4, wherein the active substance is a therapeutic agent, a preventive agent or a diagnostic agent. 前記治療剤が、免疫調節剤である、請求項7に記載の粒子。   The particle according to claim 7, wherein the therapeutic agent is an immunomodulator. 請求項8に記載の粒子であって、前記免疫調節剤が、
a.TLR2、3、4、5、7、8、9、10および11のいずれかに対するリガンドまたはその組み合わせ、
ならびに
b.樹状細胞、マクロファージまたは抗原提示細胞内の調節経路のインヒビター
c.RIG−1、dectin−1およびDC−SIGNを含む任意のC型レクチン、またはキャタピラタンパク質に対するリガンド
からなる群から選択される、粒子。
9. The particle of claim 8, wherein the immunomodulator is
a. A ligand for any of TLR2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10 and 11, or a combination thereof,
And b. Inhibitors of regulatory pathways in dendritic cells, macrophages or antigen presenting cells c. Particles selected from the group consisting of any C-type lectin, including RIG-1, dectin-1 and DC-SIGN, or a ligand for caterpillar protein.
請求項9に記載の粒子であって、前記インヒビターが、(a)ERK、c−Fos、Foxp3、PI3キナーゼ、Akt、JNK、p38、NF−Kb、STAT 1、STAT2、IRF3、IRF7、IFN−αのシグナリングのインヒビター;または(b)SOCS 1、2、3、もしくは他のSOCSタンパク質のインヒビターからなる群から選択される、粒子。   10. The particle of claim 9, wherein the inhibitor comprises (a) ERK, c-Fos, Foxp3, PI3 kinase, Akt, JNK, p38, NF-Kb, STAT 1, STAT2, IRF3, IRF7, IFN- an inhibitor of α signaling; or (b) a particle selected from the group consisting of inhibitors of SOCS 1, 2, 3, or other SOCS proteins. 前記活性物質が、タンパク質、ペプチド、炭水化物、核酸、低分子、イメージング剤、ワクチン抗原および/またはワクチンである、請求項3または4に記載の粒子。   The particle according to claim 3 or 4, wherein the active substance is a protein, peptide, carbohydrate, nucleic acid, small molecule, imaging agent, vaccine antigen and / or vaccine. 前記タンパク質が、増殖因子、サイトカイン、抗酸化タンパク質(antoxidant protein)、抗体、エリスロポエチン(EPO)、レセプターリガンドである、請求項11に記載の粒子。   12. The particle according to claim 11, wherein the protein is a growth factor, cytokine, antioxidant protein, antibody, erythropoietin (EPO), receptor ligand. 前記核酸が、DNA、RNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはsiRNAである、請求項11に記載の粒子。   The particle according to claim 11, wherein the nucleic acid is DNA, RNA, antisense oligonucleotide, or siRNA. 前記低分子が、キナーゼインヒビター、ホスファターゼインヒビター、レセプターブロッカー、低分子抗酸化物質模倣物、細胞骨格再構成インヒビター、レセプターリガンドである、請求項11に記載の粒子。   12. The particle of claim 11, wherein the small molecule is a kinase inhibitor, phosphatase inhibitor, receptor blocker, small molecule antioxidant mimic, cytoskeletal reconstitution inhibitor, receptor ligand. さらにリンカーを含む、請求項2または4に記載の粒子。   The particle according to claim 2 or 4, further comprising a linker. 前記リンカーが、ストレプトアビジン、RDG、GST、ssDNA、ヘモグロビン、アミノ酸配列、抗体、ポリカルボン酸および/またはキレート剤である、請求項15に記載の粒子。   16. Particles according to claim 15, wherein the linker is streptavidin, RDG, GST, ssDNA, hemoglobin, amino acid sequence, antibody, polycarboxylic acid and / or chelating agent. 前記キレート剤が、ニトリロ三酢酸(NTA)リガンド、ビピラドールまたはEDTAである、請求項16に記載の粒子。   17. The particle of claim 16, wherein the chelator is a nitrilotriacetic acid (NTA) ligand, bipyrador or EDTA. 前記リンカーが、タンパク質、ペプチドおよび/または炭水化物に結合する、請求項15に記載の粒子。   16. A particle according to claim 15, wherein the linker binds to a protein, peptide and / or carbohydrate. 前記タンパク質、ペプチドおよび/または炭水化物が、ヒスチジンタグを含む、請求項18に記載の粒子。   19. A particle according to claim 18, wherein the protein, peptide and / or carbohydrate comprises a histidine tag. 前記ヒスチジンタグが、約2〜8個のヒスチジンを含む、請求項19に記載の粒子。   20. The particle of claim 19, wherein the histidine tag comprises about 2-8 histidines. 前記ヒスチジンタグが、約6個のヒスチジンを含む、請求項19に記載の粒子。   20. The particle of claim 19, wherein the histidine tag comprises about 6 histidines. 前記タンパク質が、治療用タンパク質、予防用タンパク質または診断用タンパク質である、請求項18に記載の粒子。   19. A particle according to claim 18, wherein the protein is a therapeutic protein, a prophylactic protein or a diagnostic protein. 前記治療用タンパク質、予防用タンパク質または診断用タンパク質が、増殖因子、サイトカイン、抗酸化酵素または抗体、エリスロポエチン(EPO)、レセプターリガンドである、請求項22に記載の粒子。   23. The particle of claim 22, wherein the therapeutic protein, prophylactic protein or diagnostic protein is a growth factor, cytokine, antioxidant enzyme or antibody, erythropoietin (EPO), receptor ligand. 請求項1に記載のポリケタール重合体を含む、薬学的組成物。   A pharmaceutical composition comprising the polyketal polymer of claim 1. 請求項3または4に記載の粒子を含む、薬学的組成物。   A pharmaceutical composition comprising the particles according to claim 3 or 4. 被験体に活性物質を送達するための方法であって、該被験体に請求項3または4に記載の粒子を投与する工程を含み、該粒子は、活性物質が、放出され、そして該被験体へ送達されるように該被験体内で分解される、方法。   A method for delivering an active substance to a subject comprising the step of administering to the subject a particle according to claim 3 or 4 wherein the active substance is released and the subject Wherein the method is degraded in the subject to be delivered to the subject. 請求項26に記載の方法により、疾患または障害に影響し得る活性物質を送達することによって、該疾患または障害に罹患した被験体を処置する方法。   27. A method of treating a subject afflicted with a disease or disorder by delivering an active substance that can affect the disease or disorder according to the method of claim 26. 前記疾患または障害が、自己免疫疾患、アレルギー疾患、感染症、移植、糖尿病および癌に関連する障害または合併症からなる群より選択される、請求項27に記載の方法。   28. The method of claim 27, wherein the disease or disorder is selected from the group consisting of autoimmune diseases, allergic diseases, infectious diseases, transplants, diabetes and cancer related disorders or complications. 前記感染症が、HIV、マラリア、TB、SARS、炭疽、エボラ、インフルエンザ、トリインフルエンザおよびHCVからなる群より選択される、請求項28に記載の方法。   29. The method of claim 28, wherein the infection is selected from the group consisting of HIV, malaria, TB, SARS, anthrax, Ebola, influenza, avian influenza and HCV. 前記自己免疫疾患が、狼瘡、慢性関節リウマチ、乾癬、喘息およびCOPDからなる群より選択される、請求項28に記載の方法。   30. The method of claim 28, wherein the autoimmune disease is selected from the group consisting of lupus, rheumatoid arthritis, psoriasis, asthma and COPD. 被験体にタンパク質、ペプチドおよび/または炭水化物を送達するための方法であって、該被験体に請求項18に記載の粒子を投与する工程を含み、該粒子は、該タンパク質、ペプチドおよび/または炭水化物が放出され、そして該被験体に送達されるように該被験体内で分解される、方法。   A method for delivering a protein, peptide and / or carbohydrate to a subject comprising administering to the subject the particle of claim 18, wherein the particle comprises the protein, peptide and / or carbohydrate. Is released and degraded in the subject so that it is delivered to the subject. 請求項31に記載の方法により、疾患または障害に影響し得るタンパク質、ペプチドおよび/または炭水化物を送達することによって、該疾患または障害に罹患した被験体を処置する方法。   32. A method of treating a subject afflicted with a disease or disorder by delivering a protein, peptide and / or carbohydrate that can affect the disease or disorder according to the method of claim 31. 前記疾患または障害が、自己免疫疾患、アレルギー疾患、感染症、移植、糖尿病および癌に関連する障害または合併症からなる群より選択される、請求項32に記載の方法。   35. The method of claim 32, wherein the disease or disorder is selected from the group consisting of autoimmune diseases, allergic diseases, infectious diseases, transplants, diabetes and cancer related disorders or complications. 前記感染症が、HIV、マラリア、TB、SARS、炭疽、エボラ、インフルエンザ、トリインフルエンザおよびHCVからなる群より選択される、請求項33に記載の方法。   34. The method of claim 33, wherein the infectious disease is selected from the group consisting of HIV, malaria, TB, SARS, anthrax, Ebola, influenza, avian influenza and HCV. 前記自己免疫疾患が、狼瘡、慢性関節リウマチ、乾癬、喘息およびCOPDからなる群より選択される、請求項33に記載の方法。   34. The method of claim 33, wherein the autoimmune disease is selected from the group consisting of lupus, rheumatoid arthritis, psoriasis, asthma and COPD. 請求項3または4に記載の粒子を作製するための方法であって、該方法は、
a.PK1、PK2、PK3、PK4、PK5および/またはPK6重合体を形成する工程;ならびに、
b.1つ以上の活性物質の存在下で、1つ以上のa)の重合体の粒子を形成する工程、
を包含し、それによって請求項3または4に記載の粒子を作製する、方法。
A method for making a particle according to claim 3 or 4, wherein the method comprises:
a. Forming a PK1, PK2, PK3, PK4, PK5 and / or PK6 polymer; and
b. Forming one or more polymer particles of a) in the presence of one or more active substances;
And thereby producing the particles of claim 3 or 4.
前記活性物質が、治療剤、予防剤または診断用薬剤である、請求項36に記載の方法。   The method according to claim 36, wherein the active substance is a therapeutic agent, a prophylactic agent or a diagnostic agent. 前記治療剤が、免疫調節剤である、請求項37に記載の方法。   38. The method of claim 37, wherein the therapeutic agent is an immunomodulator. 請求項38に記載の方法であって、前記免疫調節剤が、
a.TLR2、3、4、5、7、8、9、10および11のいずれかに対するリガンドまたはその組み合わせ、
b.樹状細胞、マクロファージまたは抗原提示細胞内の調節経路のインヒビター、
c.RIG−1、dectin−1およびDC−SIGNのような任意のC型レクチン、または任意のキャタピラタンパク質に対するリガンド
からなる群から選択される、方法。
40. The method of claim 38, wherein the immunomodulator is
a. A ligand for any of TLR2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10 and 11, or a combination thereof,
b. Inhibitors of regulatory pathways in dendritic cells, macrophages or antigen presenting cells,
c. A method selected from the group consisting of ligands for any C-type lectin, such as RIG-1, dectin-1 and DC-SIGN, or any caterpillar protein.
請求項39に記載の方法であって、前記インヒビターが、(a)ERK、c−Fos、Foxp3、PI3キナーゼ、Akt、JNK、p38、NF−Kb、STAT1、STAT2、IRF3、IRF7、IFN−αのシグナリングのインヒビター;または(b)SOCS 1、2、3、もしくは他のSOCSタンパク質のインヒビターからなる群から選択される、方法。   40. The method of claim 39, wherein the inhibitor is (a) ERK, c-Fos, Foxp3, PI3 kinase, Akt, JNK, p38, NF-Kb, STAT1, STAT2, IRF3, IRF7, IFN-α. Or (b) a method selected from the group consisting of inhibitors of SOCS 1, 2, 3, or other SOCS proteins. 前記活性物質が、タンパク質、ペプチド、炭水化物、核酸、低分子、イメージング剤、ワクチン抗原および/またはワクチンである、請求項36に記載の方法。   37. The method of claim 36, wherein the active agent is a protein, peptide, carbohydrate, nucleic acid, small molecule, imaging agent, vaccine antigen and / or vaccine. 前記タンパク質が、増殖因子、サイトカイン、抗酸化タンパク質(antoxidant protein)、抗体、エリスロポエチン(EPO)またはレセプターリガンドである、請求項41に記載の方法。   42. The method of claim 41, wherein the protein is a growth factor, cytokine, antioxidant protein, antibody, erythropoietin (EPO) or receptor ligand. 前記核酸が、DNA、RNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはsiRNAである、請求項41に記載の粒子。   42. The particle of claim 41, wherein the nucleic acid is DNA, RNA, antisense oligonucleotide or siRNA. 前記低分子が、キナーゼインヒビター、ホスファターゼインヒビター、レセプターブロッカー、低分子抗酸化物質模倣物、細胞骨格再構成インヒビターまたはレセプターリガンドである、請求項41に記載の粒子。   42. The particle of claim 41, wherein the small molecule is a kinase inhibitor, phosphatase inhibitor, receptor blocker, small molecule antioxidant mimic, cytoskeletal reconstitution inhibitor or receptor ligand.
JP2010503004A 2007-04-12 2008-03-12 A novel strategy for active substance delivery using micelles and particles Pending JP2010523656A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US92313607P 2007-04-12 2007-04-12
PCT/US2008/003422 WO2008127532A1 (en) 2007-04-12 2008-03-12 Novel strategies for delivery of active agents using micelles and particles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010523656A true JP2010523656A (en) 2010-07-15
JP2010523656A5 JP2010523656A5 (en) 2011-06-02

Family

ID=39590347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010503004A Pending JP2010523656A (en) 2007-04-12 2008-03-12 A novel strategy for active substance delivery using micelles and particles

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2146747A1 (en)
JP (1) JP2010523656A (en)
AU (1) AU2008239795A1 (en)
CA (1) CA2684052A1 (en)
WO (1) WO2008127532A1 (en)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110020388A1 (en) 2009-05-27 2011-01-27 Selecta Biosciences, Inc. Targeted synthetic nanocarriers with ph sensitive release of immunomodulatory agents
EP2553019A1 (en) 2010-03-26 2013-02-06 Mersana Therapeutics, Inc. Modified polymers for delivery of polynucleotides, method of manufacture, and methods of use thereof
EA023397B1 (en) 2010-05-26 2016-05-31 Селекта Байосайенсиз, Инк. Synthetic nanocarrier combination vaccines
US9994443B2 (en) 2010-11-05 2018-06-12 Selecta Biosciences, Inc. Modified nicotinic compounds and related methods
EA027410B1 (en) 2011-04-29 2017-07-31 Селекта Байосайенсиз, Инк. Tolerogenic nanocarriers to reduce cytotoxic t lymphocyte responses
WO2013019658A2 (en) 2011-07-29 2013-02-07 Selecta Biosciences, Inc. Synthetic nanocarriers comprising polymers comprising multiple immunomodulatory agents
CN105338968A (en) 2013-05-03 2016-02-17 西莱克塔生物科技公司 Tolerogenic synthetic nanocarriers to reduce or prevent anaphylaxis in response to a non-allergenic antigen
IL295392A (en) 2013-06-04 2022-10-01 Selecta Biosciences Inc Repeated administration of non-immunosupressive antigen specific immunotherapeutics
AU2015279738A1 (en) 2014-06-25 2016-12-22 Selecta Biosciences, Inc. Methods and compositions for treatment with synthetic nanocarriers and immune checkpoint inhibitors
CA2957737A1 (en) 2014-09-07 2016-03-10 Selecta Biosciences, Inc. Methods and compositions for attenuating gene expression modulating anti-viral transfer vector immune responses
EP3227348A4 (en) 2014-12-04 2018-07-18 The Trustees of Columbia University in the City of New York Biodegradable thermo-responsive polymers and uses thereof
WO2017189953A1 (en) * 2016-04-29 2017-11-02 Children's Medical Center Corporation Poly(ketals) and related compositions and methods
CN109922819A (en) 2016-09-27 2019-06-21 西莱克塔生物科技公司 Recombinant immunotoxin for treating cancer
KR20190104194A (en) 2017-01-07 2019-09-06 셀렉타 바이오사이언시즈, 인크. Patterned Administration of Immunosuppressants Coupled to Synthetic Nanocarriers
JP7427584B2 (en) 2017-10-13 2024-02-05 セレクタ バイオサイエンシーズ インコーポレーテッド Methods and compositions for attenuating antiviral transfer vector IGM responses
CA3106639A1 (en) 2018-07-16 2020-01-23 Selecta Biosciences, Inc. Methods and compositions of otc constructs and vectors
JP2021530571A (en) 2018-07-16 2021-11-11 セレクタ バイオサイエンシーズ インコーポレーテッドSelecta Biosciences, Inc. MMA constructs and vectors methods and compositions
US20210355276A1 (en) * 2018-09-17 2021-11-18 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Ketals and Polyketals as Release Agents
CA3138525A1 (en) 2019-04-28 2020-11-05 Selecta Biosciences, Inc. Methods for treatment of subjects with preexisting immunity to viral transfer vectors
US20200390718A1 (en) 2019-05-28 2020-12-17 Selecta Biosciences, Inc. Methods and compositions for attenuated anti-viral transfer vector immune response
JP2022553345A (en) 2019-10-21 2022-12-22 セレクタ バイオサイエンシーズ インコーポレーテッド Methods and compositions for treating liver disease and disorders
CA3173734A1 (en) 2020-02-26 2021-09-02 Selecta Biosciences, Inc. Methods and compositions using synthetic nanocarriers comprising immunosuppressant
CN115916193A (en) 2020-04-14 2023-04-04 西莱克塔生物科技公司 Methods and compositions for inducing autophagy
AU2022206197A1 (en) 2021-01-05 2023-07-13 Selecta Biosciences, Inc. Viral vector dosing protocols
CA3216364A1 (en) 2021-04-09 2022-10-13 Selecta Biosciences, Inc. Synthetic nanocarriers comprising an immunosuppressant in combination with high affinity il-2 receptor agonists to enhance immune tolerance
CA3235269A1 (en) 2021-10-12 2023-04-20 Cartesian Therapeutics, Inc. Viral vector dosing protocols
WO2023064367A1 (en) 2021-10-12 2023-04-20 Selecta Biosciences, Inc. Methods and compositions for attenuating anti-viral transfer vector igm responses
WO2023086615A1 (en) 2021-11-14 2023-05-19 Selecta Biosciences, Inc. Multiple dosing with viral vectors
WO2023133319A1 (en) 2022-01-10 2023-07-13 Selecta Biosciences, Inc. High affinity il-2 receptor agonists and synthetic nanocarrier dose sparing
US20230357437A1 (en) 2022-03-09 2023-11-09 Selecta Biosciences, Inc. Immunosuppressants in combination with anti-igm agents and related dosing
WO2023172628A1 (en) 2022-03-09 2023-09-14 Selecta Biosciences, Inc. Immunosuppressant in combination with high affinity il-2 receptor agonists and related dosing
WO2023183568A1 (en) 2022-03-25 2023-09-28 Selecta Biosciences, Inc. Synthetic nanocarriers comprising an immunosuppressant in combination with high affinity il-2 receptor agonists and anti-igm agents
US20230381277A1 (en) 2022-04-08 2023-11-30 Selecta Biosciences, Inc. High affinity il-2 receptor agonists and immunosuppressants to enhance immune tolerance

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005032597A1 (en) * 2003-09-29 2005-04-14 Nitto Denko Corporation Biodegradable polyacetals for in vivo polynucleotide delivery
WO2006122223A2 (en) * 2005-05-10 2006-11-16 Emory University Strategies for delivery of active agents using micelles and particles
JP2007504253A (en) * 2003-09-05 2007-03-01 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション Polyacetal drug conjugates as release systems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007504253A (en) * 2003-09-05 2007-03-01 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション Polyacetal drug conjugates as release systems
WO2005032597A1 (en) * 2003-09-29 2005-04-14 Nitto Denko Corporation Biodegradable polyacetals for in vivo polynucleotide delivery
WO2006122223A2 (en) * 2005-05-10 2006-11-16 Emory University Strategies for delivery of active agents using micelles and particles

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008127532A1 (en) 2008-10-23
CA2684052A1 (en) 2008-10-23
AU2008239795A1 (en) 2008-10-23
EP2146747A1 (en) 2010-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010523656A (en) A novel strategy for active substance delivery using micelles and particles
US8252846B2 (en) Strategies for delivery of active agents using micelles and particles
EP1893661B1 (en) Strategies for delivery of active agents using micelles and particles
US10709664B2 (en) Nanolipogel comprising a polymeric matrix and a lipid shell
Gong et al. Proton-driven transformable nanovaccine for cancer immunotherapy
Park et al. Antioxidant and anti-inflammatory activities of hydroxybenzyl alcohol releasing biodegradable polyoxalate nanoparticles
Papa et al. Selective nanovector mediated treatment of activated proinflammatory microglia/macrophages in spinal cord injury
Carrillo-Conde et al. Mannose-functionalized “pathogen-like” polyanhydride nanoparticles target C-type lectin receptors on dendritic cells
Ahmad et al. Gelatin-coated polycaprolactone nanoparticle-mediated naringenin delivery rescue human mesenchymal stem cells from oxygen glucose deprivation-induced inflammatory stress
Deshayes et al. Polymeric biomaterials with engineered degradation
Xu et al. Prevention of colorectal cancer liver metastasis by exploiting liver immunity via chitosan-TPP/nanoparticles formulated with IL-12
US9549901B2 (en) Lipid-polymer hybrid particles
Abou-ElNour et al. Microparticles-in-thermoresponsive/bioadhesive hydrogels as a novel integrated platform for effective intra-articular delivery of triamcinolone acetonide
Smith et al. Cationic nanoparticles enhance T cell tumor infiltration and antitumor immune responses to a melanoma vaccine
Li et al. Guanidinylated cationic nanoparticles as robust protein antigen delivery systems and adjuvants for promoting antigen-specific immune responses in vivo
Gupta et al. Tolerogenic Modulation of the Immune Response by Oligoglycerol–and Polyglycerol–Peptide Conjugates
Zhang et al. PASylation improves pharmacokinetic of liposomes and attenuates anti-PEG IgM production: An alternative to PEGylation
Xu et al. Nanomaterial-dependent immunoregulation of dendritic cells and its effects on biological activities of contraceptive nanovaccines
WO2022228469A1 (en) Polymersome nano-sting agonist, preparation method therefor, and application thereof
Sun et al. Bioactive Phosphorus Dendrimers as a Universal Protein Delivery System for Enhanced Anti-inflammation Therapy
Calderón‐Colón et al. Design and characterization of lipid nanocarriers for oral delivery of immunotherapeutic peptides
WO2022098467A1 (en) Methods, compositions and vaccine for autoimmune diseases and allergy treatment
US20220025015A1 (en) Methods, compositions and therapeutical vaccine for autoimmune diseases and allergy treatment
Shen et al. Intrinsic Adjuvanticity of Branched Polyethylenimine In Vitro and Subcutaneously
Meng et al. An Adjuvant Micelle-Based Multifunctional Nanosystem for Tumor Immunotherapy by Remodeling Three Types of Immunosuppressive Cells

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20101013

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20101203

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20101203

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20110107

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110314

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110314

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110404

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130221

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130717