CA2446951C - Polythiourea lipid derivatives - Google Patents
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Abstract
Description
DÉRIVÉS LIPIDIQUES DE POLYTHIOURÉE
La présente invention est relative à de nouveaux composés qui permettent le transfert d'acides nucléiques dans des cellules. Plus précisément, ces nouveaux composés sont des dérivés lipidiques de polythiourée. Ils sont utiles pour la transfection in vitro, ex vivo ou in vivo d'acides nucléiques dans différents types cellulaires.
Avec le développement des biotechnologies, la possibilité de transférer efficacement des acides nucléiques dans les cellules est devenue une nécessité. Il peut s'agir du transfert d'acides nucléiques dans des cellules in vitro, par exemple pour la production de protéines recombinantes, ou au laboratoire, pour l'étude de la régulation de l'expression de gènes, le clonage de gènes, ou toute autre manipulation impliquant l'ADN. Il peut également s'agir du transfert d'acides nucléiques dans des cellules in vivo, par exemple pour la création d'animaux transgéniques, la réalisation de vaccins, des études de marquage ou également des approches thérapeutiques. Il peut encore s'agir du transfert d'acides nucléiques dans des cellules ex vivo, dans des approches de greffes de moelle osseuse, d'immunothérapie ou d'autres méthodes impliquant le transfert de gènes dans des cellules prélevées d'un organisme, en vue de leur réadministration ultérieure.
Aujourd'hui, plusieurs méthodes sont proposées pour la délivrance intracellulaire de matériel génétique exogène. L'une d'entre elles, en particulier, repose sur l'emploi de vecteurs non-viraux qui constitue une alternative très avantageuse aux méthodes virales qui ne sont pas complètement dénuées de risques.
Ces vecteurs synthétiques ont deux fonctions principales : complexer et compacter l'acide nucléique à transfecter, et promouvoir son passage à travers la membrane plasmique et éventuellement à travers l'enveloppe nucléaire.
Plusieurs familles de vecteurs synthétiques ont ainsi été développées, comme par exemple les polymères ou encore les vecteurs biochimiques (constitués d'une protéine cationique associée à un ligand de récepteur cellulaire), mais un progrès LIPID DERIVATIVES OF POLYTHIORA
The present invention relates to novel compounds which allow the transfer of nucleic acids into cells. More specifically, these new Compounds are lipid derivatives of polythiourea. They are useful for the in vitro, ex vivo or in vivo transfection of nucleic acids into different Types cell.
With the development of biotechnologies, the possibility of transferring effectively nucleic acids in the cells has become a need. he can This is the transfer of nucleic acids into cells in vitro, by example for the production of recombinant proteins, or in the laboratory, for the study of regulation of gene expression, gene cloning, or other manipulation involving DNA. It can also be the transfer of nucleic acids into cells in vivo, for example for the creation of transgenic animals, the production of vaccines tagging studies or also therapeutic approaches. he can again the transfer of nucleic acids into cells ex vivo, in approaches to bone marrow transplants, immunotherapy or other methods involving the transfer of genes into cells taken from an organism with a view to their subsequent readministration.
Today, several methods are proposed for delivery intracellular exogenous genetic material. One of them, in particular, based on the use of non-viral vectors which is a very advantageous to viral methods which are not completely devoid of risks.
These synthetic vectors have two main functions: complexing and compact the nucleic acid to be transfected, and promote its passage through the membrane plasma and possibly through the nuclear envelope.
Several families of synthetic vectors have thus been developed, such as for example polymers or biochemical vectors (made up of a cationic protein associated with a cellular receptor ligand), but a progress
2 important a surtout été accompli avec le développement des lipofectants, et plus particulièrement des lipides cationiques. Il a ainsi été mis en évidence que les lipides cationiques, du fait de leur charge globale positive, interféraient spontanément avec l'ADN globalement négatif, formant des complexes nucléolipidiques capables à
la fois de protéger l'ADN vis-à-vis des nucléases et de se fixer sur les membranes cellulaires pour une libération intracellulaire de l'ADN.
Différentes sortes de lipides cationiques ont été synthétisées à ce jour : des lipides comportant un groupement ammonium quaternaire (par exemple le DOTMA, DOTAP, DMRIE, DLRIE...), des lipopolyamines comme par exemple le DOGS, le DC-Chol ou encore les lipopolyamines divulguées dans la demande de brevet WO 97/18185, des lipides associant à la fois un groupement ammonium quaternaire et une polyamine comme le DOSPA, ou encore des lipides comportant diverses autres entités cationiques, notamment des groupes amidinium (par exemple l'ADPDE, ADODE ou les lipides de la demande de brevet WO 97/31935).
Toutefois, l'emploi de ces lipides cationiques en tant qu'agent de transfection pose encore de nombreux problèmes, et leur efficacité reste à améliorer.
Notamment, il a été observé que pour obtenir des complexes nucléolipidiques efficaces et stables, il est en général nécessaire que ces complexes soient fortement cationiques.
Cependant, il serait souhaitable de pouvoir disposer de vecteurs qui ne soient pas cationiques de façon à former avec l'acide nucléique des particules globalement neutres ou négatives. En effet, il a été observé que les complexes globalement cationiques formés entre l'acide nucléique et les lipides cationiques ont tendance à
être captés par le système réticulo-endothélial ce qui induit leur élimination. En outre, les protéines du plasma ont tendance à s'adsorber à leur surface du fait de la charge globale positive des complexes formés, et il en résulte une perte du pouvoir de transfection. De plus, dans un contexte d'injection locale, la présence d'une charge globale positive importante empêche la diffusion des complexes d'acides nucléiques en dehors du site d'administration, car les complexes s'adsorbent sur les matrices extracellulaires ; les complexes ne peuvent donc plus atteindre les cellules cibles, ce qui, par voie de conséquence, entraîne une diminution de l'efficacité de transfert par 2 important has been accomplished with the development of lipofectants, and more particularly cationic lipids. It has thus been highlighted that lipids cationic, because of their overall positive charge, interfered with spontaneously with globally negative DNA, forming nucleolipid complexes capable of the protect the DNA against nucleases and focus on membranes for intracellular release of DNA.
Different kinds of cationic lipids have been synthesized to date:
lipids comprising a quaternary ammonium group (for example DOTMA, DOTAP, DMRIE, DLRIE ...), lipopolyamines such as DOGS, DC-Chol or the lipopolyamines disclosed in the patent application WO 97/18185, lipids combining at the same time an ammonium group quaternary and a polyamine such as DOSPA, or lipids with various other cationic entities, especially amidinium groups (for example ADPDE, ADODE or the lipids of the patent application WO 97/31935).
However, the use of these cationic lipids as a transfection still poses many problems, and their effectiveness remains to be improved.
Especially, it has been observed that to obtain effective nucleolipid complexes and stable it is generally necessary for these complexes to be highly cationic.
However, it would be desirable to have vectors that are not not cationic agents so as to form particles with the nucleic acid overall neutral or negative. Indeed, it has been observed that the complexes globally formed between the nucleic acid and the cationic lipids have tendency to be captured by the reticuloendothelial system which induces their elimination. In addition, plasma proteins tend to adsorb to their surface because of the charge overall positive result of the complexes formed, and this results in a loss of power of transfection. Moreover, in a context of local injection, the presence of a charge positive overall effect prevents diffusion of acid complexes nucleic outside the administration site, because the complexes are adsorbed on the matrices extracellular; the complexes can no longer reach the cells targets, this which, as a result, leads to a decrease in the effectiveness of transfer by
3 rapport à la quantité de complexes injectée. Enfin, il a également été
constaté à de nombreuses reprises que les lipides cationiques ont tui effet inflammatoire.
La présente invention a précisément pour objet de proposer de nouveaux composés transfectants, originaux de par leur fonction polythiourée, et qui sont susceptibles d'être utilisés efficacement pour la transfection in vitro, ex vivo ou in vivo d'acides nucléiques. Ces nouveaux composés sont particulièrement intéressants car :
- l'absence de charges positives dans leur structure permet de résoudre les nombreux problèmes soulevés par l'emploi de vecteurs cationiques discutés ci-avant, - tout comme les lipides cationiques, ils sont capables de complexer et compacter les acides nucléiques et de promouvoir leur transfection.
SOMMAIRE DE L'INVENTION
La présente invention a ainsi pour premier objet des composés transfectants caractérisés en ce qu'ils sont constitués d'une partie polythiourée reliée à
un lipide par l'intermédiaire d'un espaceur.
En particulier, la présente invention a pour objet des composés transfectants de fonnule générale (I) :
X 1 - N ]YL I
H H (IHM 1 () R R
dans laquelle :
= -1 est un entier choisi parmi 0 et 1 = n est un entier choisi parmi 1, 2, 3, 4, 5 et 6, = ni est un entier choisi parmi 2, 3 et 4, ni pouvant prendre des valeurs différentes au sein des différents groupements -[NH-CS-NH-(CH(R))m]-, 3 relative to the amount of complexes injected. Finally, it was also found at many times that cationic lipids have killed the inflammatory effect.
The object of the present invention is precisely to propose new transfectant compounds, originated by their polythiourea function, and are likely to be used effectively for in vitro transfection, ex vivo or in vivo nucleic acids. These new compounds are particularly interesting because :
- the absence of positive charges in their structure makes it possible to solve numerous problems raised by the use of cationic vectors discussed below.
before, - just like cationic lipids, they are able to complex and compact nucleic acids and promote their transfection.
SUMMARY OF THE INVENTION
The present invention thus has for its first object transfecting compounds characterized in that they consist of a polythiourea portion connected to a lipid via a spacer.
In particular, the subject of the present invention is transfectant compounds of general formula (I):
X 1 - N] YL I
HH (HMI 1 () RR
in which :
= -1 is an integer chosen from 0 and 1 = n is an integer chosen from 1, 2, 3, 4, 5 and 6, = ni is an integer chosen from 2, 3 and 4, and can not take values different to within the different groups - [NH-CS-NH- (CH (R)) m] -,
4 = R' représente un groupe de formule générale (II) :
S
4 CH N 'j~ N X (II) ( z)p H H
q dans laquelle q est un entier choisi parmi 1, 2, 3, 4, 5 et 6, et p est un entier choisi parmi 2, 3 et 4, p pouvant prendre des valeurs différentes au sein des différents groupements -[(CH2)p NH-CS-NH]-, = R représente soit un atome d'hydrogène soit un groupe de formule générale (II) telle que définie ci-avant, étant entendu que lorsque n vaut 1 et -e vaut 0, alors au moins un groupe R est de formule (II) = X, dans les formules (I) et (II), représente un groupe aliphatique linéaire ou cyclique, saturé ou insaturé, et comprenant 1 à 8 atomes de carbone, un groupe mercaptométhyle (-CH2SH), ou bien une chaîne hydrophile choisie parmi les groupes :
-(CH2)X (CHOH)ù H avec x un entier compris entre 0 et 10, et u un entier choisi parmi 1, 2, 3, 4, 5 et 6, ou -(OCH2CH2O),-H avec v un entier choisi parmi 1, 2 et 3, étant entendu que pas plus d'un substituant X, à la fois dans les formules*(I) et (II), ne représente une chaîne hydrophile, = Y représente un espaceur = et L représente :
- soit un groupement -N(RI)R2 avec RI et R2 qui représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène ou bien une chaîne aliphatique grasse, ou bien un groupe de formule -(CH2)t-OZ avec t représentant un entier choisi parmi 11, 12, 13, 14 ou 15 et Z représente un sucre, un polyol ou un PEG, étant entendu que l'un au moins de R1 et de R2 est différent de l'hydrogène, - soit un groupement -OR3, avec R3 qui représente un dérivé stéroidien, le cas échéant sous leurs formes isomères ou leurs mélanges.
La présente invention a aussi pour objet des compositions caractérisées en ce qu'elles comprennent un composé transfectant telles que décrites plus haut, et un acide nucléique.
La présente invention a aussi pour objet une méthode de transfert d'acides nucléiques dans les cellules caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes suivantes:
(1) la mise en contact de l'acide nucléique avec un composé transfectant tel que décrit plus haut, pour former un complexe, et (2) la mise en contact des cellules avec le complexe formé en (1).
La présente invention porte aussi sur l'utilisation d'un composé transfectant tel que décrit dans la présente demande pour le traitement ou la prévention d'infections virales ou bactériennes, ou des états cancéreux.
La présente invention porte aussi sur une méthode de transfert d'acides nucléiques dans des cellules caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes suivantes:
(1) la mise en contact de l'acide nucléique avec un composé transfectant tel que décrit dans la présente demande, pour former un complexe, et (2) la mise en contact des cellules in vitro avec le complexe formé en (1).
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Selon la présente invention, on entend par espaceur tout groupe chimique permettant à la fois d'assurer la liaison entre la partie polythiourée et la partie lipidique de la molécule, et d'éloigner ces deux parties afin d'atténuer toute interaction non-désirée entre elles. Des espaceurs préférés peuvent par exemple être 5a constitués d'une ou plusieurs fonctions chimiques choisies parmi les alkyles ayant 1 à
6 atomes de carbone, les fonctions cétone, ester, éther, amide, amidine, carbamate, thiocarbamate, le glycérol, l'tirée, la thiourée, ou encore les cycles aromatiques. Par exemple, l'espaceur Y peut être choisi parmi les groupes de formule :
-NH-C(O)-CH2-CH2-ou : -(CH2-),-W-(CH2)j-dans laquelle i et j sont des entiers choisis entre 1 et 6 inclus et W est un groupe choisi parmi les fonctions cétone, ester, éther, amide, amidine, carbamate, thiocarbamate, le glycérol, l'urée, la thiourée, ou encore les cycles aromatiques, Au sens de la présente invention, on entend par chaînes aliphatiques grasses des groupes alkyle contenant 10 à 22 atomes de carbone, saturés ou insaturés et contenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes, pourvu que lesdites chaînes aliphatiques grasses présentent des propriétés lipidiques. De préférence, il s'agit de groupes alkyles linéaires ou ramifiés contenant 10 à
22 atomes de carbone et 1, 2 ou 3 insaturations. De préférence, lesdits groupes alkyles comprennent 10, 12, 14, 16, 18, 20 ou 22 atomes de carbone. On peut citer plus particulièrement les groupements aliphatiques -(CH2)1 1 CH3, -(CH2)13 CH3, (CH2)15CH3 et -(CH2)17CH3.
On entend au sens de l'invention par "sucre", toute molécule constituée d'un ou plusieurs saccharides. On peut citer à titre d'exemple des sucres tels que les pyranoses et les furanoses, par exemple le glucose, le mannose, le rhamnose, le galactose, le fructose, ou encore le maltose, le lactose, le saccharose, le sucrose, le fucose, le cellobiose, l'allose, le laminarabiose, le gentiobiose, le sophorose, le mélibiose etc... De préférence, le ou les sucres sont choisis parmi le glucose, le mannose, le rhamnose, le galactose, le fructose, le lactose, le saccharose et le cellobiose. De plus, il peut également s'agir de sucres dits complexes , c'est-à-dire de plusieurs sucres couplés covalemment les uns aux autres, chaque sucre étant de préférence choisi dans la liste citée précédemment. A titre de polysaccharides convenables, on peut citer le dextran, l'a-amylose, l'amylopectine, les fructans, les mannans, les xylans et les arabinans. Certains sucres préférés peuvent en outre interagir avec des récepteurs cellulaires, comine par exemple certains types de lectines.
Selon l'invention, on entend également par polyol toute molécule hydrocarbonée linéaire, ramifiée ou cyclique comprenant au moins deux fonctions hydroxy. On peut citer à titre d'exemple le glycérol, l'éthylène glycol, le propylène glycol, les tétritols, les pentitols, les pentitols cycliques (ou quercitols), les hexitols comme le mannitol, le sorbitol, les dulcitols, les hexitols cycliques ou inositols etc...(Stanek et al., The Monosaccharides Academic Press, pp. 621-655 et pp. 778-855). Selon un aspect préféré, les polyols sont choisis parmi les alcools de formule générale :
HO s OH
OH
pour lesquels s est choisi parmi 2, 3, 4, 5 et 6.
Lorsque les composés de formule générale (I) selon l'invention contiennent un groupe polyéthylène glycol (PEG), celui-ci comprend en général entre 2 et 120 motifs -OCH2CH2O-, et de préférence entre 2 et 80 motifs -OCH2CH2O-. Il peut s'agir de PEG simples, c'est-à-dire dont l'extrémité de la chaîne est terminée par un groupe hydroxyle, ou bien de PEG dont le groupe terminal est choisi parmi les alkyles, par exemple le méthyle.
Au sens de la présente invention, on entend par dérivés stéroïdiens les composés polycycliques de type cholestane. Ces composés peuvent être naturels ou non et sont plus préférentiellement choisis parmi le cholestérol, le cholestanol, le 3-a-4 R 'represents a group of general formula (II):
S
4 CH N 'j ~ NX (II) (z) p HH
q wherein q is an integer selected from 1, 2, 3, 4, 5 and 6, and p is a chosen whole among 2, 3 and 4, p being able to take different values within the different groups - [(CH2) p NH-CS-NH] -, R represents either a hydrogen atom or a group of general formula (II) such as defined above, it being understood that when n is 1 and -e is 0, then at least one group R is of formula (II) = X, in formulas (I) and (II), represents a linear aliphatic group or cyclic, saturated or unsaturated, and comprising 1 to 8 carbon atoms, a group mercaptomethyl (-CH2SH), or a hydrophilic chain chosen from groups:
- (CH2) X (CHOH) ù H with x an integer from 0 to 10, and u an integer selected among 1, 2, 3, 4, 5 and 6, or - (OCH2CH2O), - H with v an integer chosen from 1, 2 and 3, with the proviso that not more than one substituent X, both in the formulas * (I) and (II), represents a hydrophilic chain, = Y represents a spacer = and L represents:
- or a group -N (RI) R2 with RI and R2 which represent, independently of one another, a hydrogen atom or a fatty aliphatic chain, or a group of formula - (CH2) t-OZ with t represents an integer selected from 11, 12, 13, 14 or 15 and Z represents a sugar, a polyol or a PEG, it being understood that at least one of R1 and R2 is different from hydrogen, or a group -OR3, with R3 representing a steroid derivative, if appropriate in their isomeric forms or mixtures thereof.
The present invention also relates to compositions characterized in that that they comprise a transfecting compound as described above, and a nucleic acid.
The present invention also relates to a method for transferring acids nucleic cells in the cells characterized in that it comprises the steps following:
(1) contacting the nucleic acid with a transfectant compound such than described above, to form a complex, and (2) contacting the cells with the complex formed in (1).
The present invention also relates to the use of a transfectant compound such described in this application for treatment or prevention infections viral or bacterial, or cancerous states.
The present invention also relates to a method of transferring acids nucleic cells in cells characterized in that it comprises the steps following:
(1) contacting the nucleic acid with a transfectant compound such than described in the present application, to form a complex, and (2) contacting the cells in vitro with the complex formed in (1).
DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the present invention, spacer means any chemical group allowing both the liaison between the polythiourea party and the part lipid of the molecule, and to move these two parts apart in order to reduce any unwanted interaction between them. Preferred spacers may for example to be 5a consisting of one or more chemical functions chosen from among the alkyls having 1 to 6 carbon atoms, the functions ketone, ester, ether, amide, amidine, carbamate, thiocarbamate, glycerol, drawn, thiourea, or cycles aromatics. By for example, the spacer Y may be chosen from groups of formula:
-NH-C (O) -CH2-CH2-or: - (CH2 -), - W- (CH2) j-where i and j are integers selected from 1 to 6 inclusive and W is a group selected from ketone, ester, ether, amide, amidine, carbamate, thiocarbamate, glycerol, urea, thiourea, or even cycles aromatic, For the purposes of the present invention, the term aliphatic chains fatty acids containing from 10 to 22 carbon atoms, saturated or unsaturated and possibly containing one or more heteroatoms, provided that said fatty aliphatic chains have lipid properties. Of preferably they are linear or branched alkyl groups containing 10 to 22 atoms of carbon and 1, 2 or 3 unsaturations. Preferably, said alkyl groups include 10, 12, 14, 16, 18, 20 or 22 carbon atoms. We can mention more especially the aliphatic groups - (CH 2) 1 1 CH 3, - (CH 2) 13 CH 3, (CH2) 15CH3 and - (CH2) 17CH3.
For the purposes of the invention, the term "sugar" means any molecule consisting of or several saccharides. By way of example, mention may be made of sugars such as the pyranoses and furanoses, for example glucose, mannose, rhamnose, the galactose, fructose, or maltose, lactose, sucrose, sucrose, the fucose, cellobiose, allose, laminarabiose, gentiobiose, sophorosis, the melibiose etc ... Preferably, the sugar or sugars are chosen from glucose, the mannose, rhamnose, galactose, fructose, lactose, sucrose and the cellobiose. In addition, it can also be called complex sugars, that is to say of several sugars covalently coupled to each other, each sugar being of preference chosen from the list cited above. As polysaccharides suitable are dextran, α-amylose, amylopectin, fructans, the mannans, xylans and arabinans. Some of the preferred sugars can outraged interact with cellular receptors, like some types of of lectins.
According to the invention, the term "polyol" is also understood to mean any molecule hydrocarbon linear, branched or cyclic comprising at least two hydroxyl functions. We can mention by way of example glycerol, ethylene glycol, propylene glycol, Tetritols, pentitols, cyclic pentitols (or quercitols), hexitols such as mannitol, the sorbitol, dulcitols, cyclic hexitols or inositols etc ... (Stanek and al., The Monosaccharides Academic Press, pp. 621-655 and pp. 778-855). According to one aspect preferred, the polyols are chosen from alcohols of general formula:
HO s OH
OH
for which s is selected from 2, 3, 4, 5 and 6.
When the compounds of general formula (I) according to the invention contain a polyethylene glycol (PEG) group, this usually comprises between 2 and 120 reasons -OCH 2 CH 2 O-, and preferably between 2 and 80 -OCH 2 CH 2 O- units. It could be of PEG simple, that is to say whose end of the chain is terminated by a group hydroxyl, or PEG whose end group is chosen from among the alkyls, by example methyl.
For the purposes of the present invention, the term "steroid derivatives" means polycyclic compounds of the cholestane type. These compounds can be natural or no and are more preferably selected from cholesterol, cholestanol, 3-a-
5-cyclo-5-a-cholestan-6-(3-ol, l'acide cholique, le cholestérylformiate, le chotestanylformiate, le 3a,5-cyclo-5a-cholestan-6p-yl formiate, la cholestérylamine, la 6-(1,5-diméthylhexyl)-3a,5a-diméthylhexadécahydrocyclopenta[a]cyclopropa[2,3]-cyclopenta[ 1,2-f]naphta-lèn-10-ylamine, ou la cholestanylamine.
Selon une variante préférée de l'invention, les composés transfectants ont pour formule générale (III) :
N N- CH Y 'j~ N ~ H H ( 2n R (III) dans laquelle X, m, n, et Y sont tels que définis précédemment dans la formule générale (I), à l'exception de n qui est différent de 1, et RI et R2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène ou bien une chaîne aliphatique grasse, étant entendu que l'un au moins de RI et R2 est différent de l'hydrogène.
Encore plus préférentiellement, les composés transfectants de l'invention ont pour formule générale (IV) :
(IV) NÅN-(2 CH Y N 1 H H mn R2 dans laquelle m, n, et Y sont tels que définis précédemment dans la formule générale (I), à l'exception de n qui est différent de 1, et RI et R2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène ou bien une chaîne aliphatique grasse, étant entendu que l'un au moins de RI et R2 est différent de l'hydrogène.
Il est entendu que la présente invention concerne également les isomères des produits de formule générale (I) lorsqu'ils existent, ainsi que leurs mélanges.
La préparation des composés de formule générale (I) selon la présente invention s'effectue en mettant en oeuvre les étapes suivantes, dans l'ordre présenté ou selon toute autre variante connue et également adaptée, en utilisant les techniques de synthèse organique classique, en solution ou sur des supports solides, bien connues de l'homme du métier :
1) Obtention de la partie lipidique L
Lorsque la partie lipidique L des composés de formule générale (I) est représentée par un groupement N(Rl)R2 avec RI et/ou R2 qui représentent une chaîne aliphatique grasse, on forme tout d'abord l'amine de formule HN(Rl)R2.
Ladite amine peut être obtenue par condensation d'un acide carboxylique et d'une amine contenant l'un le substituant RI et l'autre le substituant R2 pour former l'amide correspondant, suivie de la réduction de dudit amide ainsi obtenu.
La formation de l'amide est avantageusement effectuée par mélange des constituants et fusion par chauffage à une température supérieure à la température de fusion des substances impliquées, en général entre 20 C et 200 C, puis élimination de l'eau produite par déshydratation du milieu; ou plus avantageusement en présence d'un agent dessicant tel que par exemple le pentoxyde de phosphore ou toute autre substance pouvant absorber l'eau. La formation de cet amide intermédiaire peut également se faire en employant une variante de cette méthode ou toute autre méthode de formation d'amide (tel que par exemple le couplage de type peptidique) impliquant les acides carboxyliques ou leurs dérivés, des conditions et des réactifs variés [R.C. Larock, Comprehensive Organic Transformations, VCH Editeurs] et bien connues de l'homme de l'art.
La réduction de l'amide précédemment obtenu en amine de formule HN(Rl)R2 peut être effectuée par exemple en utilisant un réducteur tel que l'hydrure double de lithium et d'aluminium, ou tout autre hydrure ou réducteur efficace dans ce cas. On opère alors de préférence dans un solvant non protique (par exemple le tétrahydrofurane ou encore les éthers), à température inférieure à la température d'ébullition du solvant et sous atmosphère sèche et/ou inerte.
Selon une autre variante, la partie lipidique désignée comme HN(Rn)R2 peut être disponible commercialement.
Lorsque Rn et/ou R2 représente(nt) un groupe de formule -(CH2)t-OZ, on procède comme décrit ci-avant pour former la partie alkyle, puis on effectue un simple couplage avec un sucre, un polyol ou un PEG commercial selon les techniques classiques connues de l'homme du métier.
Lorsque la partie lipidique L des composés de formule générale (I) est représentée par un groupement -OR3, celle-ci est de préférence choisie parmi les produits disponibles dans le commerce.
2) Greffage de l'espaceur Y
L'espaceur Y est ensuite fixé à la partie lipidique L obtenue à l'étape précédente selon les techniques classiques connue de l'homme de l'art. Selon une variante préférée, une liaison amide est réalisée par N-acylation de la partie lipidique L dans un solvant approprié tel que le dichlorométhane, le chloroforme, le tétrahydrofurane, ou tout autre éther, à température inférieure à la température d'ébullition du solvant, et sous atmosphère sèche et/ou inerte. Cette réaction se déroule de préférence en présence d'une base aminée comme la N,N-diméthylaminopyridine, ou en présence de cette base mélangée avec des bases aminées non-nucléophiles comme la triéthylamine ou encore l'éthyldiisopropylamine.
La pyridine peut également être employée, seule ou en mélange avec une autre base, diluée par un des solvants cités ou utilisée elle-même comme solvant.
3) Formation de la chaîne polythiourée La troisième partie de la synthèse des composés de formule générale (I) consiste en l'introduction successive des motifs thiourées. Celle-ci sera réalisée en une suite de réactions pouvant être répétées autant de fois que nécessaire pour obtenir la partie polythiourée désirée. Selon une méthode préférée, on opère de la façon suivante :
A) On greffe tout d'abord au groupement Y-C(O)-L obtenu à l'étape précédente, la première partie du motif sous la forme d'un chaînon -HN-(CHR),,,-.
5 Pour cela, on opère avantageusement à partir d'un chaînon diaminé de formule (CHR)m NH2 en présence d'un agent de couplage, par exemple l'hexafluorophosphore de 1 -benzotriazolyloxytris(pyrrolidino)phosphonium (PyBOP), l'hexafluoro-phosphore de 1-benzotriazolyloxytris(diméthylamino)phosphonium (BOP), les hexafluorophosphore ou tétrafluoroborate de O-(1H-benzotriazol-1-yl)-N,N,N',N'-10 tétraméthyluronium (HBTU ou TBTU), le dicyclohexylcarbodiimide (DCC), le chlorhydrate de 1-(3-diméthylaminopropyl)-3-éthylcarbodiimide (EDC), ou encore l'iodure de 1-(3-triméthylaminoniopropyl)-3-éthylcarbodiimide, supportées ou non.
Ce couplage est effectué dans un solvant convenable, par exemple le dichlorométhane, le chloroforme, le tétrahydrofurane, ou tout autre éther, à
température inférieure à la température d'ébullition du solvant, et sous atmosphère sèche et/ou inerte. On procède également en présence d'une base aminée non nucléophile, par exemple l'éthyldiisopropylamine, la triéthylamine ou encore la triisopropylamine. Si la nature de la partie lipidique et de l'espaceur est compatible, une séquence de type SCN-(CHR)m, ou un précurseur, peut être greffée, permettant ainsi de poursuivre la synthèse par une étape telle que celle décrite ci-après en C), B) Le produit obtenu à l'étape précédente est ensuite transformé, selon une technique préférée, en isothiocyanate par traitement par du sulfure de carbone (CS2), ou par tout autre réactif connu de l'homme du métier pour obtenir une telle fonctionnalité [H. Ulrich, Chemistry and Technology of Isocyanates, Wiley (1996).
The Chemistry of Cyanates and their Thio Derivatives, S. Patai Ed., Wiley (1977). S.
Ozaki, Recent Advances in Isocyanate Chemistry, Chem. Rev. 72, 457 (1972).].
La réaction est avantageusement effectuée dans un solvant tel que par exemple le tétrahydrofurane, ou tout autre solvant éthéré compatible, à une température variant entre celle des mélanges réfrigérants et environ 20 C. On opère également en présence d'un agent capable de promouvoir la réaction et/ou de piéger l'hydrogène sulfuré libéré an cours de la réaction, par exemple le dicyclohexylcarbodiimide (DCC).
C) Puis on forme le motif thiourée à partir de l'isothiocyanate obtenu à
l'étape précédente de façon à permettre le cas échéant l'introduction d'un autre segment de formule -(CHR)m . Avantageusement, une diamine de formule H2N-(CHR)m-NH2 , éventuellement protégée, est mise à réagir, sous sa forme neutre ou sous forme de sel d'acide, avec l'isothiocyanate obtenu à l'étape précédente. Cette réaction est effectuée éventuellement en présence d'une base aminée non-nucléophile, par exemple la triéthylamine, l'éthyldiisopropylarine, la triisopropylamine ou encore le 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undéc-7-ène (DBU). On opère de préférence dans un solvant convenant tel que le dichlorométhane, le chloroforme, le tétrahydrofurane, ou tout autre éther ou solvant compatible, à une température qui peut se situer entre celle des mélanges réfrigérants et la température de reflux du solvant.
Puis on répète séquentiellement et dans l'ordre requis les étapes B) et C) décrites ci-avant, jusqu'à obtention de la structure visée, de manière à
introduire le motif désiré en n exemplaires. Pour obtenir des structures branchées, on procède de façon analogue en introduisant au moment opportun la ou les molécule(s) requise (s) pour obtenir une substitution R telle que décrite par la formule (II).
4) Terminaison de la partie polythiourée par introduction du substituant X
La dernière étape permettant la terminaison de la ou des chaîne(s) de type polythiourée consiste en l'introduction du substituant X. Pour cela, on utilise les méthodes classiques de greffage connues de l'homme de l'art choisies en fonction de la nature du substituant X. Par exemple, lorsque X représente un alkyle, on opère en faisant réagir un alkylisothiocyanate, en présence lorsque cela est nécessaire, d'une base aminée non-nucléophile comme par exemple la triéthylamine, l'éthyldiisopropylamine, la triisopropylamine ou encore le 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undéc-7-ène (DBU). La réaction est conduite dans un solvant convenable, par exemple le dichlorométhane, le chloroforme, le tétrahydrofurane, ou tout autre éther compatible, à une température se situant entre la température des mélanges réfrigérants et la température de reflux du solvant.
Naturellement, lorsque les différents substituants peuvent interférer avec la réaction, il est préférable de les protéger préalablement avec des radicaux compatibles et pouvant être mis en place et éliminés sans toucher au reste de la molécule.
On opère pour cela selon les méthodes classiques connues de l'homme du métier, et notamment selon les méthodes décrites dans T. W. Greene, Protective Croups in Organic Synthesis, Wiley-Interscience, dans McOmie, Protective Groups in Organic Chernistry, Plenum Press, ou dans P. J. Kocienski, Protecting Groups, Thieme.
Par ailleurs, chaque étape du procédé de préparation peut être suivie, le cas échéant, des étapes de séparation et de purification du composé obtenu selon toute méthode connue de l'homme du métier.
Les composés préférés selon la présente invention sont - le 3-(2-~ 3-[2-(3-~ 2-[3-(ditétradécylcarbamoyl)propionylamino]éthyl thiouréido)éthyl] thiouréido ~éthyl)-1-méthylthiourée ou DT-3TU, qui comprend trois thiourées et répond à la formule (I) dans laquelle laquelle X est un -CH3, m est égal à
2, n est égal 3, R est un hydrogène, f est égal à 0, L = -N(R1)R2 où R1= R2 =
C14H29, et Y = NH-CO-CH2-CH2.
- le 3-(2-{3-[2-(3-{2-[3-(2-{3-[ditétradécylcarbamoyl]propionylamino}-éthyl)-thiouréido]-éthyl}-thiouréido)-éthyl]-thiouréido}-éthyl)-1-méthylthiourée ou DT-4TU qui contient quatre groupements thiourées et répond à
la formule générale (I), dans laquelle X est un -CH3, m est égal à 2, n est égal 4, R est un hydrogène, f est égal à 0, L = -N(R1)R2 où R1= R2 = C14H29, et Y = NH-CO-CH2.
- Le composé 2-(3-~ 2-[3-(ditétradécylcarbamoyl)propionylamino]éthyl ~-thiouréido)éthyl]-propane-1,2-diol ou DT-2TU diol répond à la formule générale (I) dans laquelle X = HO OH
m = 2; R = H; n= 2; C = 0; L = -N(R1)R2 où R1= R2 = C14H29, et Y = NH-CO-CH2-CH2.
_ Le composé 2-(3-{2-[3-(2-{3-[2-(3-(ditétradécyl-carbamoyl)propionylamino}éthyl]-thioui ido}-éthyl}thioureido]-éthyl} thiouréido)-éthyl]-propane-1,2-diol ou DT-3TU diol répond à la formule (I) dans laquelle X = HO OH
m2;
R=H;
n= 3;
-e=0;
L = -N(RI)R2 où R1= R2 = C14H29, et Y = NH-CO-CH2-CH2.
Un autre objet de l'invention concerne les compositions comprenant un composé transfectant selon l'invention et un acide nucléique. Les quantités respectives de chaque composant peuvent être ajustées aisément par l'homme du métier en fonction du composé transfectant utilisé, de l'acide nucléique, et des applications recherchées (notamment du type de cellules à transfecter).
On entend au sens de l'invention par "acide nucléique" aussi bien un acide désoxyribonucléique qu'un acide ribonucléique. Il peut s'agir de séquences naturelles ou artificielles, et notamment d'ADN génomique (ADNg), d'ADN complémentaire (ADNc), d'ARN messager (ARNm), d'ARN de transfert (ARNt), d'ARN ribosomique (ARNr), de séquences hybrides telles que des chiméroplastes ADN/ARN ou de séquences synthétiques ou semi-synthétiques, d'oligonucléotides modifiés ou non.
Ces acides nucléiques peuvent être d'origine humaine, animale, végétale, bactérienne, virale, etc... Ils peuvent être obtenus par toute technique connue de l'homme du métier, et notamment par criblage de banques, par synthèse chimique, ou encore par des méthodes mixtes incluant la modification chimique ou enzymatique de séquences obtenues par criblage de banques. Ils peuvent être modifiés chimiquement. En général, ils contiennent au moins 10, 20, 50 ou 100 nucléotides consécutifs, et de préférence au moins 200 nucléotides consécutifs. Encore plus préférentiellement, ils contiennent au moins 500 nucléotides consécutifs.
Concernant plus particulièrement les acides désoxyribonucléiques, ils peuvent être simple ou double brin, de même que des oligonucléotides courts ou des séquences plus longues. En particulier, les acides nucléiques sont avantageusement constitués par des plasmides, des vecteurs, des épisomes, des cassettes d'expression, etc... Ces acides désoxyribonucléiques peuvent porter une origine de réplication procaryote ou eucaryote fonctionnelle ou non dans la cellule cible, un ou plusieurs gènes marqueurs, des séquences régulatrices de la transcription ou de la réplication, des gènes d'intérêt thérapeutique, des séquences antisens modifiées ou non, des régions de liaison à d'autres composants cellulaires, etc...
De préférence, l'acide nucléique comprend un ou plusieurs gènes d'intérêt thérapeutique sous contrôle de séquences de régulation, par exemple un ou plusieurs promoteurs et un tenninateur transcriptionnel actifs dans les cellules cibles.
Au sens de l'invention, on entend par gène d'intérêt thérapeutique notamment tout gène codant pour un produit protéique ayant un effet thérapeutique. Le produit protéique ainsi codé peut être notamment une protéine ou un peptide. Ce produit protéique peut être exogène homologue ou endogène vis-à-vis de la cellule cible, c'est-à-dire un produit qui est normalement exprimé dans la cellule cible lorsque celle-ci ne présente aucune pathologie. Dans ce cas, l'expression d'une protéine permet par exemple de pallier une expression insuffisante dans la cellule ou l'expression d'une protéine inactive ou faiblement active en raison d'une modification, ou encore de surexprimer ladite protéine. Le gène d'intérêt thérapeutique peut aussi coder pour un mutant d'une protéine cellulaire, ayant une stabilité accrue, une activité
modifiée, etc... Le produit protéique peut également être hétérologue vis-à-vis de la cellule cible. Dans ce cas, une protéine exprimée peut par exemple compléter ou apporter une activité déficiente dans la cellule, lui permettant de lutter contre une pathologie, ou stimuler une réponse immunitaire.
Parmi les produits thérapeutiques au sens de la présente invention, on peut citer plus particulièrement les enzymes, les dérivés sanguins, les hormones, les lymphokines et cytokines ainsi que leurs inhibiteurs ou leurs antagonistes: interleukines, interférons, TNF, les antagonistes de l'interleukine 1, les récepteurs solubles de l'interleukine 1 ou du TNFa, etc., les facteurs de croissance, les neurotransmetteurs ou leurs précurseurs ou enzymes de synthèse, les facteurs trophiques (BDNF, CNTF, NGF, IGF, GMF, aFGF, bFGF, VEGF-B, NT3, NT5, HARP/ pléiotrophine, etc...) les apolipoprotéines (ApoAl, ApoAIV, ApoE, etc.), la dystrophine ou une minidystrophine, la protéine CFTR
associée à
la mucoviscidose, les gènes suppresseurs de tumeurs (p53, Rb, RaplA, DCC, k-rev, etc...), les gènes codant pour des facteurs impliqués dans la coagulation (Facteurs VII, VIII, IX), les gènes intervenant dans la réparation de l'ADN, les gènes suicides (thymidine kinase, cytosine déaminase), les gènes de l'hémoglobine ou d'autres transporteurs protéiques, les enzymes du métabolisme, catabolisme etc...
L'acide nucléique d'intérêt thérapeutique peut également être un gène ou Lure séquence antisens ou un ADN codant pour un ARN à fonction de ribozyme, dont l'expression dans la cellule cible permet de contrôler l'expression de gènes ou la transcription d'ARNm cellulaires. De telles séquences peuvent, par exemple, être transcrites dans la cellule cible en ARN complémentaires d'ARNm cellulaires et bloquer ainsi leur traduction en protéine, selon la technique décrite dans le brevet EP
140 308. Les gènes thérapeutiques comprennent également les séquences codant pour des ribozymes, qui sont capables de détruire sélectivement des ARN cibles (EP
201).
Comme indiqué plus haut, l'acide nucléique peut également comporter un ou plusieurs gènes codant pour un peptide antigénique, capable de générer chez l'homme ou l'animal une réponse imnnmitaire. Dans ce mode particulier de mise en oeuvre, l'invention permet la réalisation soit de vaccins soit de traitements immunothérapeutiques appliqués à l'homme ou à l'animal, notamment pour traiter ou prévenir des infections, par exemples virales ou bactériennes, ou des états cancéreux.
Il peut s'agir notamment de peptides antigéniques spécifiques du virus d'Epstein Barr, du virus HIV, du virus de l'hépatite B (EP 185 573), du virus de la pseudo-rage, du "syncitia forming virus", d'autres virus ou encore de peptides antigéniques spécifiques de tumeurs (EP 259 212).
Préférentiellement, l'acide nucléique comprend également des séquences permettant l'expression du gène d'intérêt thérapeutique et/ou du gène codant pour le peptide antigénique dans la cellule ou l'organe désiré. Il peut s'agir des séquences qui sont naturellement responsables de l'expression du gène considéré lorsque ces séquences sont susceptibles de fonctionner dans la cellule infectée. Il peut également s'agir de séquences d'origine différente (responsables de l'expression d'autres protéines, ou même synthétiques). Notamment, il peut s'agir de séquences promotrices de gènes eucaryotes ou viraux. Par exemple, il peut s'agir de séquences promotrices issues du génome de la cellule que l'on désire infecter. De même, il peut s'agir de séquences promotrices issues du génome d'un virus. A cet égard, on peut citer par exemple les promoteurs des gènes EIA, MLP, CMV, RSV, etc... En outre, ces séquences d'expression peuvent être modifiées par addition de séquences d'activation, de régulation, etc... Il peut aussi s'agir de promoteur, inductible ou répressible.
Par ailleurs, l'acide nucléique peut également comporter, en particulier en amont du gène d'intérêt thérapeutique, une séquence signal dirigeant le produit thérapeutique synthétisé dans les voies de sécrétion de la cellule cible.
Cette séquence signal peut être la séquence signal naturelle du produit thérapeutique, mais il peut également s'agir de toute autre séquence signal fonctionnelle, ou d'une séquence signal artificielle. L'acide nucléique peut également comporter une séquence signal dirigeant le produit thérapeutique synthétisé vers un compartiment particulier de la cellule.
Les compositions selon l'invention peuvent en outre comporter un ou plusieurs adjuvants capables de s'associer aux complexes composé transfectant/acide nucléique et d'en améliorer le pouvoir transfectant. Dans un autre mode de mise en oeuvre, la présente invention concerne donc des compositions comprenant un acide nucléique, un composé transfectant tel que défini ci-avant et au moins un adjuvant capable de s'associer aux complexes composé transfectant/acide nucléique et d'en améliorer le pouvoir transfectant. La présence de ce type d'adjuvant (lipides, peptides, protéines ou polymères par exemple) peut permettre avantageusement d'augmenter le pouvoir transfectant des composés. Dans cette optique, les compositions de l'invention peuvent comprendre à titre d'adjuvant, un ou plusieurs lipides neutres, qui possèdent notamment la propriété de former des agrégats lipidiques. Le terme agrégat lipidique est un terme générique qui inclus les liposomes de tous types (à
la fois unilamellaires et multilamellaires) ainsi que les micelles ou encore des agrégats plus amorphes.
Plus préférentiellement, les lipides neutres utilisés dans le cadre de la présente invention sont des lipides à deux chaînes grasses. De manière particulièrement avantageuse, on utilise des lipides naturels ou synthétiques, zwitterioniques ou dépourvus de charge ionique dans les conditions physiologiques. Il peuvent être choisis plus particulièrement parmi la dioléoylphosphatidyléthanolamine (DOPE), l'oléoylpalmitoylphosphatidyléthanolamine (POPE), les distéaroyl, -palmitoyl, -mirystoylphosphatidyléthanolamines ainsi que leurs dérivé N-méthylés 1 à 3 fois, les phosphatidylglycérols, les diacylglycérols, les glycosyldiacylglycérols, les cérébrosides (tels que notamment les galactocérébrosides), les sphingolipides (tels que notamment les sphingomyélines) ou encore les asialogangliosides (tels que notamment les asialoGM1 et GM2). De façon avantageuse, les adjuvants lipidiques utilisés dans le cadre de la présente invention sont choisis parmi DOPE, DOPC
ou le cholestérol.
Ces différents lipides peuvent être obtenus soit par synthèse, soit par extraction à partir d'organes (par exemple le cerveau) ou d'oeufs, par des techniques classiques bien connues de l'homme du métier. En particulier, l'extraction des lipides naturels peut être réalisée au moyen de solvants organiques (voir également Lehninger, Biochemistry).
Préférentiellement, les compositions de l'invention comprennent de 0,01 à 20 équivalents d'adjuvant pour un équivalent d'acide nucléique en mol/mol et, plus préférentiellement, de 0,5 à 5 équivalents molaires.
Selon une autre alternative, les adjuvants cités ci-avant permettant d'améliorer le pouvoir transfectant des compositions selon la présente invention, notamment les peptides, les protéines ou certains polymères tels que le polyéthylène glycol, peuvent être conjugués aux composés transfectants selon l'invention, et non pas simplement mélangés. Dans ce cas, ils sont covalemment liés soit au substituant X dans la formule générale (I), soit à l'extrémité de la (des) chaîne(s) alkyle(s) Ri et/ou R2 lorsque celles-ci sont des chaînes aliphatiques grasses. Il est également avantageux d'utiliser en tant qu'adjuvant, le polyéthylène glycol lié de manière covalente au cholestérol (chol-PEG). En effet, lorsque ce dernier est conjugué aux composés transfectants selon la présente invention, il permet d'obtenir des particules de tailles réduites, et ainsi d'éviter leur aggrégation et d'augmenter le temps de demi-vie des particules dans la circulation sanguine. La quantité de transfectant par exemple DT-3TU utilisé selon la présente invention est telle que les particules ont des tailles inférieures à 500nm. De préférence, la quantité de transfectant, tel que le DT-utilisé est d'au moins 40nmol de lipides DT-3TU/ g d'ADN (voir Exemples 11, 13, et 14, ci-après).
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les compositions selon la présente invention comprennent en outre un élément de ciblage permettant d'orienter le transfert de l'acide nucléique. Cet élément de ciblage peut être un élément de ciblage extracellulaire permettant d'orienter le transfert de l'acide nucléique vers certains types cellulaires ou certains tissus souhaités (cellules tumorales, cellules hépatiques, cellules hématopoïétiques...). Il peut également s'agir d'un élément de ciblage intracellulaire permettant d'orienter le transfert de l'acide nucléique vers certains compartiments cellulaires privilégiés (mitochondries, noyau etc...). L'élément de ciblage peut être mélangé aux composés transfectants selon l'invention et aux acides nucléiques, et dans ce cas l'élément de ciblage est de préférence lié covalemment à une chaîne alkyle grasse (au moins 10 atomes de carbone) ou à un polyéthylène glycol. Selon une autre alternative, l'élément de ciblage est lié covalemment au composé transfectant selon l'invention, soit au niveau du substituant X, soit sur l'espaceur Y, soit encore à l'extrémité de Rl et/ou lorsque ceux-ci représentent des chaînes aliphatiques grasses. Enfin, l'élément de ciblage peut également être lié à l'acide nucléique comme cela a été précisé
précédemment.
Parmi les éléments de ciblage utilisables dans le cadre de l'invention, on peut citer les sucres, les peptides, les protéines, les oligonucléotides, les lipides, les neuromédiateurs, les hormones, les vitamines ou leurs dérivés.
Préférentiellement, il s'agit de sucres, de peptides, de vitamines ou de protéines tels que par exemple des anticorps ou des fragments d'anticorps, des ligands de récepteurs cellulaires ou des fragments de ceux-ci, des récepteurs ou encore des fragments de récepteurs.
Par exemple, il peut s'agir de ligands de récepteurs de facteurs de croissance, de récepteurs de cytokines, de récepteurs de type lectines cellulaires, de récepteurs au folate, ou de ligands à séquence RGD avec une affinité pour les récepteurs de protéines d'adhésion comme les intégrines. On peut également citer les récepteurs de la transferrine, des HDL et des LDL, ou le transporteur du folate. L'élément de ciblage peut également être un sucre permettant de cibler des lectines tels que les récepteurs aux asialoglycoprotéines ou aux syalydés tel que le Sialyl Lewis X, ou encore un fragment Fab d'anticorps, ou un anticorps simple chaîne (ScFv).
L'invention a également pour objet l'utilisation des composés transfectants tels que définis ci-avant pour le transfert d'acides nucléiques dans les cellules in vitro, in vivo ou ex vivo. Plus précisément, la présente invention a pour objet l'utilisation des composés transfectants selon l'invention pour la préparation d'un médicament destiné
à traiter les maladies, en particulier les maladies qui résultent d'une déficience en un produit protéique ou nucléique. Le polynucléotide contenu dans ledit médicament code ledit produit protéique ou nucléique, ou constitue ledit produit nucléique, apte à
corriger lesdites maladies in vivo ou ex vivo.
Pour des utilisations in vivo, par exemple en thérapie ou pour l'étude de la régulation de gènes ou la création de modèles animaux de pathologies, les compositions selon l'invention peuvent être formulées en vue d'administrations par voie topique, cutanée, orale, rectale, vaginale, parentérale, intranasale, intraveineuse, 5 intramusculaire, sous-cutanée, intraoculaire, transdermique, intratrachéale, intrapéritonéale, etc... De préférence, les compositions de l'invention contiennent un véhicule pharmaceutiquement acceptable pour une formulation injectable, notamment pour une injection directe au niveau de l'organe désiré, ou pour une administration par voie topique (sur peau et/ou muqueuse). Il peut s'agir en particulier de solutions 10 stériles, isotoniques, ou de compositions sèches, notamment lyophilisées, qui, par addition selon le cas d'eau stérilisée ou de sérum physiologique, permettent la constitution de solutés injectables. Les doses d'acides nucléiques utilisées pour l'injection ainsi que le nombre d'administrations peuvent être adaptées en fonction de différents paramètres, et notamment en fonction du mode d'administration utilisé, de 15 la pathologie concernée, du gène à exprimer, ou encore de la durée du traitement recherchée. En ce qui concerne plus particulièrement le mode d'administration, il peut s'agir soit d'une injection directe dans les tissus, par exemple au niveau des tumeurs, soit d'une injection dans les voies circulatoires, soit d'un traitement de cellules en culture suivi de leur réimplantation in vivo, par injection ou greffe. Les tissus 20 concernés dans le cadre de la présente invention sont par exemple les muscles, la peau, le cerveau, les poumons, le foie, la rate, la moelle osseuse, le thymus, le coeur, la lymphe, le sang, les os, les cartilages, le pancréas, les reins, la vessie, l'estomac, les intestins, les testicules, les ovaires, le rectum, le système nerveux, les yeux, les glandes, les tissus conjonctifs, etc...
Un autre objet de la présente invention concerne une méthode de transfert d'acides nucléiques dans les cellules comprenant les étapes suivantes :
(1) la mise en contact de l'acide nucléique avec un composé transfectant selon la présente invention, pour former un complexe, et (2) la mise en contact des cellules avec le complexe formé en (1).
L'invention concerne en outre une méthode de traitement du corps humain ou animal comprenant les étapes suivantes :
(1) la mise en contact de l'acide nucléique avec un composé transfectant selon la présente invention, pour former un complexe, et (2) la mise en contact des cellules du corps humain ou animal avec le complexe formé
en (1).
La mise en contact des cellules avec le complexe peut être réalisée par incubation des cellules avec ledit complexe (pour des utilisations in vitro ou ex vivo), ou par injection du complexe dans un organisme (pour des utilisations in vivo). D'une manière générale, la quantité d'acide nucléique destinée à être administrée dépend de très nombreux facteurs tels que par exemple la maladie à traiter ou à
prévenir, la nature même de l'acide nucléique, la force du promoteur, l'activité biologique du produit exprimé par l'acide nucléique, de la condition physique de l'individu ou de l'animal (poids, âge ...), du mode d'administration et du type de formulation.
En général, l'incubation est réalisée de préférence en présence de par exemple de 0,01 à
1000 g d'acide nucléique pour 106 cellules. Pour une administration in vivo, des doses d'acide nucléique allant de 0,01 à 50 mg peuvent par exemple être utilisées.
L'administration peut être effectuée en dose unique ou répétée par intervalle.
Dans le cas où les compositions de l'invention contiennent en outre un ou plusieurs adjuvants tels que définis précédemment, le ou les adjuvants sont préalablement mélangés au composé transfectant selon l'invention et/ou à
l'acide nucléique. Alternativement, le ou les adjuvants peuvent être administrés préalablement à `administration des complexes nucléolipidiques.
Selon une autre alternative avantageuse, les tissus peuvent être soumis à un traitement chimique ou bien physique destiné à améliorer la transfection. Dans le cas du traitement physique, celui-ci peut utiliser des impulsions électriques comme dans le cas de l'électrotransfert, ou bien des foces mécaniques comme dans le cas de la sodoporation.
La présente invention fournit ainsi une méthode particulièrement avantageuse pour le transfert d'acides nucléiques in vivo, notamment pour le traitement de maladies, comprenant l'administration in vivo ou in vitro d'un acide nucléique codant pour une protéine ou pouvant être transcrit en un acide nucléique apte à
corriger ladite maladie, ledit acide nucléique étant associé à un composé transfectant selon l'invention dans les conditions définies ci-avant.
Les composés transfectants de l'invention sont particulièrement utiles pour le transfert d'acides nucléiques dans des cellules primaires ou dans des lignées établies. Il peut s'agir de cellules fibroblastiques, musculaires, nerveuses (neurones, astrocytes, cellules gliales), hépatiques, hématopoïétiques (lymphocytes, CD34, dendritiques, etc...), épithéliales etc..., sous forme différenciée ou pluripotente (précurseurs).
Un autre objet de la présente invention concerne également les kits de transfection qui comprennent un ou plusieurs composés transfectants selon l'invention et/ou leurs mélanges. De tels kits peuvent se présenter sous forme d'un emballage compartimenté de façon à recevoir différents récipients tels que par exemple des ampoules ou des tubes. Chacun de ces récipients comprend les différents éléments nécessaires pour effectuer la transfection, individuellement ou mélangés : par exemple un ou des composé(s) transfectant(s) selon l'invention, un ou des acide(s) nucléique(s), un ou des adjuvant(s), des cellules, etc...
Outre les dispositions qui précèdent, la présente invention comprend également d'autres caractéristiques et avantages qui ressortiront des exemples et figures qui suivent, et qui doivent être considérés comme illustrant l'invention sans en limiter la portée. Notamment, la demanderesse propose à titre non-limitatif un protocole opératoire ainsi que des intermédiaires réactionnels susceptibles d'être mis en oeuvre pour préparer les composés transfectant selon l'invention. Bien entendu, il est à la portée de l'homme du métier de s'inspirer de ce protocole ou produits intermédiaires pour mettre au point des procédés analogues en vue de conduire à ces mêmes composés.
ABBREVIATIONS UTILISEES
BET : bromure d' éthidium DCC : dicyclohexylcarbodiimide DPPC : 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine DTTU : 3-(2-~ 3-[2-(3-~ 2-[3-(ditétradécylcarbamoyl)propionylamino]éthyl ~thio-uréido)éthyl]thiouréido ~éthyl)- 1 -méthylthiourée.
Dans le cas où la molecule de DTTU comporte 3 thiourées, elle sera désignée DT-3TU, 4 thiourées DT-4TU, et ainsi de suite.
EPC : L-a-phosphatidylcholine 95% (oeuf) PyBOP : hexafluorophosphate de benzotriazol-1-yloxytripyrrolidinophosphonium TBE : tris-borate-EDTA
TFA : acide trifluoroacétique THF : tétrahydrofui ane LEGENDES DES FIGURES
Figure 1 : Evolution du taux de fluorescence (en %) en fonction de la quantité
de mélange EPC/DT-3TU (en nmoles) par g d'acide nucléique et en fonction de la quantité d'EPC seul (en nmoles) par g d'acide nucléique (mélange témoin).
Figure 2 : Evolution du taux de fluorescence (en %) en fonction de la quantité
de mélange DPPC/DT-3TU (en nmoles) par g d'acide nucléique et en fonction de la quantité de DPPC seul (en nmoles) par gg d'acide nucléique (mélange témoin).
Figure 3 : Gel d'agarose (0,8 %/TBE) montrant la compaction du plasmide pXL3031 ( g) en fonction de la quantité de liposome EPC/DT-3TU (en nmoles) utilisée.
Figure 4: Potentiel Zéta (en mV) correspondant au potentiel de surface des liposomes DPPC/DT-3TU-ADN en fonction de la quantité de lipide (nmoles) par g d'acide nucléique.
Figure 5 : Efficacité de transfection in vitro de cellules HeLa par des complexes formés entre l'ADN et des liposomes DT-3TU/DPPC (1:2), à différents rapports lipide/ADN en nmoles/ g, avec ou sans sérum.
L'axe des ordonnées représente l'expression de la luciférase en RLU/ g de protéine.
L'axe des abscisses indique la quantité de DT-3TU (en mnoles) par g d'ADN.
Figure 6 : Niveau de protéines (en absorbance) de cellules HeLa non traitées ou traitées avec des liposomes EPC+DT-3TU/ADN à différents rapports lipide/ADN en n voles/ g.
Figure 7: Gel d'agarose (0,8%/TBE) montrant la compaction du plasmide pXL3031 (pg) en fonction de la quantité de nanoémulsion DT-3TU/DPPC (en nmoles) utilisée.
Figure 8: Gel d'agarose (0,8%/TBE) montrant la compaction du plasmide pXL3031 (pg) en fonction de la quantité de nanoémulsion DT-3TU/DPPC/Chol-PEG (en nmoles) utilisée.
Figure 9: Evolution du pourcentage d'ADN compacté en fonction de la quantité
de mélange DT-4TU/DPPC (en nmoles) par g d'acide nucléique en comparaison avec différentes quantités du mélange DT-3TU/DPPC (en nmoles) par pg d'acide nucléique.
Figure 10: Gel d'agarose (0,8%/TBE) montrant la protection du plasmide pXL3031 (pg) par le mélange de lipides DT-3TU/DPPC vis-à-vis de DNases. L'ADN témoin en présence de DNases a été déposé dans le puits 2, l'ADN en présence de 30, 40 nmol de lipide/pg d'ADN et 40nmol/pg + 6% chol-PEG traités par la DNase ont été
déposés dans les puits 3,4 et 5 respectivement.
Figure 11: Gel d'agarose (0,8%/TBE) montrant la protection du plasmide pXL3031 (pg) par le mélange de lipides DT-3TU/DPPC vis-à-vis du sérum. Le puits 1 correspond à l'ADN seul, les puits 2, et 3 à l'ADN seul et en présence de 40nmol/. g de nanoémulsions de DT-3TU/DPPC dans l50mM NaCI puis dans 20% serum (puits 4 et 5) et dans 100% sérum (puits 6 et 7).
Figure 12: Efficacité de transfection in vivo dans le muscle par des complexes formés entre l'ADN et des liposomes DT-3TU/DPPC, à différents rapports lipide/ADN en nmoles/pg avec et sans électrotransfert (e-/e+).
Figure 13: Biodistribution in vivo chez la souris de complexes DT3TU/DPPC/DOPE-Rh/ADN au bout de 30 min, 1 h et 6h dans le sang, les poumons et le système RES.
Cette figure montre le caractère furtif de ces particules : 50% de complexes ont été
retrouvés après 30 minutes dans la circulation sanguine.
EXEMPLES
Les réactifs et catalyseurs usuels tels que la triéthylamine, l'acide trifluoroacétique, l'acide p-toluène sulfonique, l'hexafluorophosphate de benzotriazol-1-yloxytripyrrolidinophosphoniwn (PyBOP), dicylclohexylcarbodiimide 10 (DCC), le disulfure de carbone, la tétradécylamine, le di-ter-t-butyl dicarbonate, la 4-diméthylarninopyridine, ou encore la diisopropyléthylamine sont disponibles commercialement.
Les spectres de Résonance Magnétique Nucléaire du Proton (RMN 1H) ont été
enregistrés sur des spectromètres Bruker 300, 400 et 600 MHz. Les déplacements chimiques sont exprimés en ppm (partie par million) et les multiplicités par les abréviations usuelles.
Dans toute la suite, l'acide nucléique utilisé est le plasmide pXL3031 décrit 20 dans la publication Gene Therapy (1999) 6, pp. 1482-1488, qui contient le gène lue codant pour la luciférase sous contrôle du promoteur P/E CMV du cytomégalovirus.
Ce plasmide est représenté à la figure 7. Sa taille est de 3671 bp. La solution de plasmide utilisée est dilué à 1,262 g/l dans de l'eau pour préparation injectable.
EXEMPLE 1 : Synthèse de la DT-3TU
Le 3-(2-~ 3-[2-(3-{ 2-[3-(ditétradécylcarbamoyl)propionylaminojéthyl ithio-uréido)éthyl] thiouréido ~éthyl)-1-méthylthiourée ou DT-3TU est selon la formule générale (I), dans laquelle:
X = -CH3;
m=2;
RH;
n= 3;
.e = 0;
Y = NH-CO-CH2-CH2, et L = -N(RI)R2 où R1= R2 = C14H29=
a) Synthèse de la ditétradécylamide (1) Dans un ballon équipé d'un agitateur magnétique relié à un ballon récepteur contenant un agent desséchant (P205), sont mélangés 131,6 mmol d'acide tétradécanoïque (30 g) et 140,5 nnnol de tétradécylamine (30 g). Le mélange réactionnel est alors chauffé pendant 4 heures à 170 C sous pression réduite (50 min Hg). Le brut est ensuite solubilisé dans du THF (700 ml ; chauffer légèrement pour aider à solubiliser) puis on ajoute 4 équivalents de résine Amberlyst-15TM (8 g) pour fixer l'excès d'amine. Après 20 minutes d'agitation, la solution est filtrée puis le filtrat est concentré pour obtenir 55,11 g d'un solide blanc (rendement:
99%).
'H RMN (CDC13) : 8 (ppm) 0,88 (t, 6H, J=6,5 Hz, -CH3), 1,25 (ni, 42 H, -CH2-), 1,47 (m, 2H, CO-CH2-CH2), 1,60 (m, 2H, N-CH2-CH2), 2,15 (t, 2H, J=7,5 Hz, CO-CH1), 3,23 (dt, 2H, J=7 Hz, N-CH2), 5,50 (s, 1H, NH).
13C RMN (CDC13) : 8 (ppm) 14,09 (C14+C'13), 22,71 (C13+C'12), 25,90 (C'2), 26,99( C3), 29,69 (-CH2-), 31,96 (C12+C'11), 36,97 (C'1), 39,56 (C1), 160 (CO).
b) Synthèse de la ditétradécylamine (2) Dans un ballon équipé d'un réfrigérant et d'un tube desséchant, on dissout 47 mmol de ditétradécylamide (20 g) dans 700 ml de THF anhydre, sous azote. On refroidit le mélange à 0 C puis on ajoute 89 mmol d'hydrure de lithium aluminium LiAIH4 (3,4 g). Après addition, le mélange est ensuite chauffé au reflux pendant 5 heures sous une agitation vigoureuse. La réaction terminée, le mélange est refroidi à
0 C pour réaliser l'hydrolyse par addition successive de 3,4 ml d'eau, 6,8 ml d'hydroxyde de sodium 2N et 3,4 ml d'eau. Après une heure d'agitation à
température ambiante, le brut réactionnel est filtré sur BüchnerTM et le filtrat est concentré. Le produit obtenu est ensuite purifié sur 1,5 équivalents de résine (15 g) dans 300 ml de THF, sous agitation pendant 30 minutes. La résine est filtrée pour être remise en solution dans 300 ml de THF avec ajout de 2 équivalents de triéthylamine (19,2m1). Après 30 minutes d'agitation, la solution est filtrée et le filtrat est concentré pour obtenir 17,72 g d'un solide blanc (rendement: 92 %).
1H RMN (CDC13) : S (ppm) 0,87 (t, 6H, J=6,5 Hz, -CH3), 1,25 (m, 44 H, -CII2-), 1,46 (in, 4H, N-CH2-CH2), 2,58 (t, 4H, J=7 Hz, N-CH2).
13C RMN (CDC13): 8 (ppm) 14,06 (C14), 22,69 (C13), 27,48 (C3), 28,29 (C2), 29,69 (C4-C1i), 31,96 (C12), 50,15 (C1).
c) Synthèse de l'acide N,N-ditétradécylsuccinamique (3) Dans un ballon sont ajoutés successivement dans 125 ml de dichlorométhane, 12,65 mmol d'anhydride succinique (1,266 g), 12,65 nunol de 4-diméthyl-aminopyridine (1,546 g) et 10,75 nunol de ditétradécylamine (4,407 g). Le mélange réactionnel est agité pendant 18 heures à température ambiante. La réaction achevée, on effectue une extraction avec du dichlorométhane et de l'acide chlorhydrique (1N).
Puis la phase organique est lavée avec de la saumure et séchée sur sulfate de magnésium, filtrée puis concentrée pour obtenir 4,21 g de produit (3) (rendement :
66 %).
'H RNIN (CDC13) : S (ppm) 0,85 (t, 6H, J=6,3 Hz, -CH3), 1,23 (m, 44 H, -CH2-), 1,48 (m, 4H, N-CH2-CH2), 2,64 (s, 4H, CO-CH2-CH2-CO), 3,22 (ni, 4H, N-CH2).
13C RMN (CDC13) : 8 (pprn) 14,08 (C14), 22,69 (C13), 27,74 (C3)1 28,10 (CO-CH2-CH2-CO), 28,92 (C2), 29,67 (C4-C11), 30,07 (CO-CH2-CH2-CO), 31,95 (C12), 46,21 et 47,98 (C1), 4171,46 (CO-NH(C14H29)2), 173,14 (NH-CO).
27a d) Synthèse de l'ester tert-butylique de l'acide 2-aminoéthylcarbamique (4) On ajoute goutte à goutte 18,6 nu-nol de dicarbonate de di-tert-butyle (4 g) à
102,83 mmol d'éthylène diamine (6,17 g) en solution dans du chloroforme (20 ml), sous azote. Le mélange réactionnel est ensuite agité pendant 18 heures à
température i ambiante. Une fois la réaction achevée, la solution est concentrée. L'huile résultante dissoute dans du dichlorométhane est lavée avec une solution aqueuse saturée en carbonate de sodium. Puis la phase organique est séchée sur sulfate de magnésium, filtrée et concentrée. Le produit brut est purifié par chromatographie éclair (dichlorométhane / méthanol 9 :1). On obtient ainsi 2,38 g de produit (4) (rendement :
80 %).
1H RMN (CDC13) : 8 (ppm) 1,40 (s, 9H, (CH3)3), 1,52 (s, 2H, NH2), 2,59 (t, 2H, J=5,9 Hz, N-CH2), 3,12 (q, 2H, 4J=5,4 Hz, NHBoc-CH2), 5,1 (s, 1 H, NHBoc) 13C RMN (CDC13) : 6 (ppm) 28,15 (CH3)3, 41,67 (CH2-NHBoc), 43,46 (CH2-NH2), 78,31 (C-(CH3)3, 156,21 (C=O).
e) Synthèse de l'ester tert-butylique de l'acide 2-[3-(ditétradécylcarbamoyl)-propionylamino]éthylcarbamique (5) On ajoute successivement 8,841nmol de PyBOP (4,601 g), 9,72 mmol de l'amine (4) obtenue à l'étape précédente (1,558 g) et 24,31 mmol de diisopropyléthylamine (4,24 ml) à une solution de 8,84 mmol de l'acide (3) obtenu précédemment (4,5 g) dans 88 ml de dichlorométhane. La solution est alors agitée pendant 4 heures à température ambiante. En fin de réaction, le mélange réactionnel est filtré puis le produit est purifié par chromatographie éclair (heptane/acétate d'éthyle 5 :5 puis heptane/acétate d'éthyle 2 :8). On obtient ainsi 3,79 g de l'ester (5) (rendement : 66 %).
1H RMN (CDC13) : 8 (ppm) 0,87 (t, 6H, J=6,6 Hz, -CH3), 1,25 (m, 44H, -CH2-), 1,43 (s, 9H, (CH3)3) 1,48 (m, 4H, N-CH2-CH2), 2,56 (t, 2H, J= 6,7 Hz, CH23), 2,69 (t, 2H, J= 6,2 Hz, CH24), 3,28 (m, 4H, N-CH2), 3,3 (m, 4H, CH21+ CH22).
13C RMN (CDC13) : 6 (ppm) 14,07 (C"14), 22,56 (C"13), 26,99 ((CH3)3), 27,73 (C"3), 28,29 (C'2), 28,59 (C"2), 29,27 (C"4-C"11), 29,55 (C'3), 31,41 (C"12), 39,85 (C2), 40,39 (Ci), 46,21 et 47,98 (C"1), 78,77 (C(IV)-Boc), 156,33 (CO-Boc), 171,46 (CO-NH(C14H29)2), 173,14 (C'1).
f) Synthèse du 2-[3-(ditétradécylcarbamoyl)propionylamino]éthylamine (6) A 2,44 mmol de l'ester (5) obtenu à l'étape précédente (1,59 g) est ajouté
12,2 mmol de TFA distillé (0,94 ml). Au bout de deux heures, la réaction est totale.
Le produit est co-évaporé 2 fois avec du cyclohexane à l'évaporateur rotatif à
froid.
Le rendement est quantitatif.
'H RMN (CDC13) : S (ppm) 0,91 (t, 6H, J=6,6 Hz, -CH3), 1,29 (m, 44 H, -CH2-), 1,51 (m, 4H, N-CH2-CH2), 2,59 (t, 2H, J= 6,7 Hz, H'3), 2,71 (t, 2H, J= 6,2 Hz, H'3), 3,29 (m, 4H, N-CH2), 3,31 (m, 4H, H1, H2).
13C RMN (CDC13) :: S (ppm) 14,00 (C"14), 22,67 (C"13), 27,35 (C"3), 27,95 (C'2), 28,53 (C2), 29,65 (C"4-C"11), 30,70 (C'3), 31,94 (C"12), 37,83 (C2), 40,08 (C2), 47,85 et 49,42 (C"1), 171,72 (CO-NH(C14H29)2), 173,26 (C'1).
g) Synthèse du ((1,1-diméthyléthoxycarbonyl)amino)éthylisothiocyanate (7) Dans un ballon, on ajoute successivement 43,69 minol de DCC (9,015 g), 297,9 mmol de disulfure de carbone (17,9 ml) dans 27,5 ml de THF. Le mélange est refroidi à -7 C avec un bain de glace et de chlorure d'ammonium NH4C1 (4/1).
On ajoute ensuite goutte à goutte 43,69 mmol l'amine (4) précédemment obtenue (7 g) dissout dans 20,5 ml de THF anhydre, pendant 30 minutes. On laisse le mélange revenir à température ambiante et on laisse agiter pendant 21 heures. Après évaporation, on additionne du diéthyl éther pour précipiter la dicyclohexylurée formée. La solution est filtrée, le filtrat est concentré puis purifié par chromatographie éclair (heptane/acétate d'éthyle 80 : 20) pour obtenir 6,357 g de produit (7) souhaité
(rendement : 72 %).
1H RMN (CDC13) : S (ppm) 1,38 (s, 9H, (CH3)3), 3,31 (q, 2H, 4J= 5,8 Hz, NHBoc-CH2), 3,59 (t, 2H, J= 5,6 Hz, S=C N-CH2), 5,16 (s, 1H, NHBoc) 13C RMN (CDC13) :: 8 (ppm) 28,54 ((CH3)3), 41,03 (CH2-NHBoc), 45,53 (CH2-N=C=S), 79,71 (C-(CH3)3, 132,72 (C=S), 156,21 (C=O).
h) Synthèse de l'ester tert-butylique de l'acide 2-(3-~ 2-[3-(ditétradécyl-carbamoyl)propionylamino]éthyl 4hiouréido)éthyl carbamique (8) A 2,44 mmol de l'amine (6) précédemment obtenue (1,62 g) on ajoute directement 9,76 mmol de triéthylamine (1,36 ml) et on laisse agiter pendant minutes. On additionne ensuite 24,4 ml de dichlorométhane et 2,92 mnnol de l'isothiocyanate (7) obtenu à l'étape précédente (0,59 g). Le mélange réactionnel est 5 agité à température ambiante pendant 12 heures. Le mélange est ensuite évaporé puis purifié par chromatographie éclair (acétate d'éthyle/heptane 6 :4 puis 100 %
d'acétate d'éthyle). On obtient ainsi 1,343 g de l'ester (8) souhaité (rendement : 73 %).
1H RMN (CDC13) : 8 (ppm) 0,67 (t, 6H, J=6,4 Hz, -CH3), 1,05 (m, 44 H, -CH2-), 1,26 (s, 9H, CH3)3), 1,35 (m, 4H, N-CH2-CH2), 2,31 (m, 2H, H3'3), 2,49 (m, 2H, 10 H3'3), 3,06 (m, 4H, N-CH2), 3,11 (m, 4H, H1, H"2), 3,47 (m, 4H, H2, H"1), 7,14 (2H, H thiourée).
13C RMN (CDC13) : 6 (ppm) 13,95 (C4' 14), 22,57 (C4' 13), 26,92 ((CH3)3), 27,07 (4'C3), 27,78 (C3'2), 28,39 (C4'2), 28,82 (C3'3), 29,55 (C4'4-C4' 11), 31,83 (C4' 12), 39,45 (C"2), 43,63 (C2 et C"1), 46,39 et 48,16 (C4'1), 79,24 (C(IV)-Boc), 156,53 15 (CO-Boc), 171,72 (CO-NH(C14H29)2), 173,71 (C3'1), 182,97 (C=S).
i) Synthèse de la 2-(3-~ 2-[3-(ditétradécylcarbamoyl)propionylamino]éthyl ~-thiouréido)éthyl amine (9) A 1,98 mmol du produit (8) obtenu à l'étape précédente (1,5 g) est ajouté
9,86 mmol de TFA distillé (0,76 ml). Au bout de 3 heures, la réaction est totale. Le 20 produit est co-évaporé 2 fois avec du cyclohexane à l'évaporateur rotatif à
froid. Le rendement est quantitatif.
1H RMN (CDC13) : 6 (ppm) 0,67 (t, 6H, J=6,4 Hz, -CH3), 1,05 (m, 44 H, -CH2-), 1,26 (s, 9H, CH3)3), 1,31 (m, 4H, N-CH2-CH2), 2,31 (m, 2H, H3'3), 2,49 (m, 2H, H3'3), 3,06 (m, 4H, N-CH2), 3,11 (m, 4H, H1, H"2), 3,44 (m, 4H, H2, H"1), 7,10, 25 (2H, H thiourée).
13C RMN (CDC13) : 8 (ppm) 13,85 (C4'14), 22,49 (C4'13), 27,01 (C4'3), 27,72 (C3'2), 28,29 (C4'2), 28,79 (C3'3), 29,49 (C4'4-C4'11), 31,77 (C4'12), 39,42 (C"2), 43,75 (C2 et C" 1), 46,29 et 48,09 (C4' 1), 171,72 (CO-NH(C14H29)2), 173,71 (C3' 1), 182,97 (C=S).
j) Synthèse de l'ester tert-butylique de l'acide 2-~ 3-[2-(3-~ 2-[3-(ditétradécyl-carbamoyl)propionylamino]éthyl ~thiouréido)éthyl]thiouréido Whyl carbamique (10) A 1,98 inmol de l'amine (9) obtenue à l'étape précédente (1,47 g) on ajoute directement 7,92 mmol de la triéthylamine (1,1 ml) et on laisse agiter pendant minutes. On additionne ensuite 19,8 ml de dichlorométhane et 2,38 mmol de l'isothiocyanate (7) précédemment obtenu (0,461 g) et on laisse réagir à
température ambiante sous agitation pendant 12 heures. Le mélange est ensuite évaporé puis purifié par chromatographie éclair (acétate d'éthyle/heptane 6 :4 puis acétate d'éthyle/méthanol 98 :2). On obtient 1,136 g du produit (10) souhaité
(rendement :
67 %).
1H RMN (CDC13) : 8 (ppm) 0,74 (t, 6H, J=6,6 Hz, -CH3), 1,12 (m, 44 H, -CH2-)1 1,30 (s, 9H, CH3)3), 1,45 (m, 4H, N-CH2-CH2), 2,41 (m, 2H, H5'2), 2,58 (m, 2H, H5'2), 3,12 (m, 4H, N-CH2), 3,25 (m, 4H, H1, H4'2), 3,56 (m, 8H, H2, H"1, H"2, H4' 1), 7,14 (4H, H thiourée).
13C RMN (CDC13) : 8 (ppm) 14,06 (C6'14), 22,57 (C6'13), 27,11 (C6'3), 26,93 ((CH3)3), 27,79 (C5'2), 28,38 (C6'2), 28,81 (C5'3), 29,56 (C6'4-C6'11), 31,83 (C6'12), 39,55 (C4'2), 43,66 (C2, C"1, C"2, C4'1), 46,49 et 48,23 (C6'1), 79,28 (C(IV)-Boc), 156,61 (CO-Boc), 171,96 (CO-NH(C14H29)2), 173,72 (C5' 1), 182,93 (C=S).
k) Synthèse de la 2-~ 3-[2-(3-~ 2-[3-(ditétradécylcarbamoyl)propionylamino]-éthyl ~thiouréido)éthyl]thiouréido r'éthyl amine (11) A 1,15 mmol du produit (10) obtenu à l'étape précédente (1 g) est ajouté
5,84 mmol de TFA distillé (0,45 ml). Au bout de 3 heures, la réaction est totale. Le produit est co-évaporé 2 fois avec du cyclohexane à l'évaporateur rotatif à
froid. Le rendement est quantitatif.
1H RMN (CDC13) : 6 (ppm) 0,85 (t, 6H, J=6,6 Hz, -CH3), 1,25 (m, 40 H, -CH2-), 1,48 (m, 4H, N-CH2-CH2), 1,52 (m, 4H, N-CH2-CH2_CH2), 2,65 (m, 2H, H5'2), 2,77 (m, 2H, H5'3), 3,26 (m, 4H, N-CH2), 3,43 (m, 4H, H1, H4'2), 3,85 (m, 8H, H2, H" 1, H"2, H4' 1), 7,44 (4H, H thiourée).
13C RMN (CDC13) : b (ppm) 14,05 (C6 14), 22,68 (C6'13), 27,05 (C6'3), 27,58 (C5'2), 28,71 (C6'2), 29,36 (C5'3), 29,67 (C6 4-C6'11), 31,94 (C6'12), 40,49 (C5'1), 43,49 (C en a de C=S), 47,40 et 49,07 (C6'1), 172,16 (CO-NH(C14H29)2), 174,00 (NH-CO), 182,73 (C=S).
1) Synthèse de la DT-3TU (12) A 0,28 mmol de l'amine (11) obtenue à l'étape précédente (0,24 g) on ajoute directement 1,12 mmol de triéthylamine (0,16 ml) et on laisse agiter pendant minutes. On additionne ensuite 2,8 ml de dichlorométhane et 0,34 mmol de méthylisothiocyanate (0,024 g) et on laisse réagir à température ambiante sous agitation pendant 12 heures. Le mélange est ensuite évaporé puis purifié par CLHP
(Chromatographie Liquide Haute Performance) sur une colonne C4 avec le gradient suivant : initialement un mélange eau/méthanol 95 :5 jusqu'à 100 % de méthanol. Le produit obtenu est à nouveau purifié sur une petite colonne de silice (acétate d'éthyle/heptane 80 :20 puis 100 % d'acétate d'éthyle). On obtient ainsi 118 mg de DTTU (rendement : 51 %).
1H RMN (CDC13) : S (ppm) 0,86 (t, 6H, J=6, 7Hz, -CH3), 1,24 (m, 40 H, -CH2-), 1,44 (m, 4H, N-CH2-CH2), 1,54 (m, 4H, N- CH2-CH2-CH2), 2,52 (m, 2H, H6'2), 2,67 (m, 2H, H6'2), 3,05 (m, 3H, -CH3 terminal), 3,21 (m, 4H, N-CH2), 3,32 (m, 2H, H5'2), 3,75 (m, 10H, H' 1, H'2, H3' 1, H3'2, H5' 1), 7,14 (6H, H thiourée).
13C RMN (CDC13) : 6 (ppm) 14,09 (C7'14), 22,69 (C7'13), 27,24 (C7'3), 27,89 (C6'2), 28,87 (C7'2), 29,38 (C6'3), 29,67 (C7'4-C7'11), 31,26 (CH3 terminal), 31,94 (C7'12), 39,71 (C5'2), 43,63 (C'1, C'2, C3'1, C3'2, C"1), 46,67 et 48,40 (C7'1), 172,16 (CO-NH(C14H29)2), 174,00 (C6'1), 182,73 (C=S).
EXEMPLE 2: Synthèse de la DT-4TU
Le DT-4TU ou du 3-(2-{3-[2-(3-{2-[3-(2-{3-[ditétradécylcarbamoyl]
propionylamino } -éthyl)-thiouréido] -éthyl } -thiouréido)-éthyl] -thiouréido } -éthyl )- 1 -méthylthiourée. Le DT-4TU est selon la formule générale (I), dans laquelle:
X = -CH3; m = 2; R = H; n= 4; -8 = 0; Y = NH-CO-CH2-CH2; et L = -N(RI)R2 où
Ri=
R2 = C14H29=
Pour synthétiser la DT-4TU, on procédera de même à partir de l'amine (11).
a) Synthèse de l'ester tai-butylique de l'acide 2{3-{2-[3 e -{3-[2-(3-(ditétradécyl-carbamoyl)propionylamino)-éthyl] thiouréido}-éthyl)-thiouréido]-éthyl}-thiouréido)-éthyl carbamique (13) s s o , Al / N\j4^3 3/I{1'\ N
\1 /%4~~}I N 1~ N 1 N, - N
17 II 15 17 l'I 71 II 9 rl T rl 5 II -0 s 0 A l'amine (11) (0,8 g, ,92 mmol) , on ajoute de la triethylamine (0,643 ml, 4,6 mmol) et on laisse agiter pendant 15 min. Ensuite on ajoute le CH2C12 (9,2mL). On additionne ensuite l' isothiocyanate (7) (0,224 g, 1,104 mmol) et on laisse réagir à t.a.
en agitant pendant 20h. Le mélange est ensuite évaporé puis purifié par chromatographie (acétate d'éthyle/heptane 8:2 puis acétate d'éthyle/méthanol 90 :10) ; On obtient 252 mg du produit souhaité (rendement : 46%).
1H RMN (CDC13) : 6 (ppm) 0,86 (t, 6H, J=6 Hz, H-14'), 1,25 (m, 44 H, H-4'-H-11'), 1,42 (s, 9H, CH3)3), 1,45 (m, 4H, H-2'), 2,55 (m, 2H, H-2), 2,69 (m, 2H, H-3), 3,22 (m, 4H, H-l'), 3,31 (1n, 4H, H-5 et H-15), 3,74 (m, 12H, H-6, H-8, H-9, H-11, H-12, H-14), 7,31 (6H, H thiourée).
13C RMN (CDC13) : 6 (ppm) 14,06 (C-14'), 22,66 (C-13'), 27,21 (C-3'), 27,88 (C-2), 28,50 ((CH3)3), 28,87 (C-2'), 29,64 (C-4'-C-1l'), 31,27 (C-3), 31,92 (C-12'), 39,639 (C-5), 40,44 (C-13), 43,73 (C-6, C-8, C-9, C-11, C-12, C-14), 46,64 et 48,38 (C-l'), 79,10 (C-17), 156,63 (C-16), 172,35 (C-1), 174,04 (C-4), 182,65 (C-7, C-10, C-13).
b) Synthèse de la 2-(3-{2-[3-(2-{3-[2-(3-(ditétradécyl-carbamoyl) propionylamino)-éthyl]-thiouréido}-éthyl)-thiouréido]-éthyl}-thiouréido)-éthyl amine (14) s H Fi s O
CF3000- H,N''~~H H 1119'N~~H H 6 N 4 a z r ' N
s O
A l'amine boc (13) obtenu à l'étape précédente (0,22 g, 0,23 mmol) est ajouté
du TFA distillé (0,142 ml, 1,84 mmol). Au bout de 6 heures, la réaction est totale. Le produit est co-évaporé 2 fois avec du cyclohexane à l'évaporateur rotatif à
froid et mis au dessicateur sur pastilles de soude pour la nuit. Le rendement est quantitatif.
1H RMN (CDC13) : 8 (ppm) 0,74 (t, 6H, J=6,6 Hz, H-14'), 1,12 (m, 44 H, H-4'-H-11'), 1,45 (m, 4H, H-2'), 2,41 (m, 2H, H-2), 2,58 (m, 2H, H-3), 3,12 (m, 4H, H-l'), 3,25 (m, 4H, H-5 et H-15), 3,56 (m, 12H, H-6, H-8, H-9, H-11, H-12, H-14), 7,14 (6H, H thiourée).
13C RMN (CDC13) : 8 (ppm) 14,06 (C-14'), 22,57 (C-13'), 27,11 (C-3'), 27,79 (C-2), 28,38 (C-2'), 28,81 (C-4'-C-1 l'), 29,56 (C-3), 31,83 (C-12'), 39,55 (C-5, C-9), 43,66 (C-6, C-8, C-9, C-11, C-12, C-14), 46,49 et 48,23 (C-l'), 171,96 (C-1), 173,72 (C-4), 182,93 (C-7, C-10, C-13).
c) Synthèse de la 3-(2-{3-[2-(3-{2-[3-(2-{3-[ditétradécylcarbamoyl]
propionylamino}-éthyl)-thiouréido]-éthyl}-thiouréido)-éthyl]-thiouréido}-éthyl )-1-méthylthiourée (DT-4TU) (15) s o ' 14 ' 1ZN 10 5 N 4 3 17 15 H H 11 s H H 5 z s s O
A 0,23 mmol de l'amine (14) obtenue à l'étape précédente (0,224 g) on ajoute directement 1,38 mmol de triéthylamine (0,19 ml) et on laisse agiter pendant minutes. On additionne ensuite 2,3 ml de dichlorométhane et 0,46 mmol de méthylisothiocyanate (0,034 g) et on laisse réagir à température ambiante sous agitation pendant 12 heures. Le mélange est ensuite évaporé puis purifié par chromatographie éclair (100 % acétate d'éthyle puis acétate d'éthyle/méthanol 95 :5).
On obtient ainsi 109 mg de DT4TU (rendement : 51 %).
1H RMN (CDC13) : 6 (ppm) 0,88 (t, 6H, J=6,3Hz, H-14'), 1,26 (m, 44 H, H-4'-H-11'), 1,45 1,45 (m, 4H, H-2'), 1,58 (ln, 4H, H-3'), 2,57 (m, 2H, H-2), 2,73 (m, 2H, H-3), 3,03 (m, 3H, H-17), 3,23 (ln, 4H, H-1'), 3,31 (m, 2H, H-5), 3,73 (m, 14H, H-6, H-8, H-9, H-11, H-12, H-14, H-15), 7,14 (8H, H thiourée).
10 13C RMN (CDC13) : b (ppm) 14,09 (C-14'), 22,69 (C-13'), 27,24 (C-3'), 27,89 (C-2), 28,87 (C-2'), 29,38 (C-3), 29,67 (C-4'-C-1l'), 31,26 (C-17), 31,94 (C-12'), 39,71 (C-5), 43,63 (C-6, C-8, C-9, C-11, C-12, C-14, C-15), 46,67 et 48,40 (C-l'), 172,16 (C-1), 174,00 (C-4), 182,73 (C-7, C-10, C-13, C-16).
15 EXEMPLE 3: Synthèse de la DT-2TU diol Le composé 2-(3-~ 2-[3-(ditétradécylcarbalnoyl)propionylamino]éthyl thiouréido)éthyl]-propane-1,2-diol ou DT-2TU répond à la formule générale (I) dans laquelle x = HO OH
20 m = 2;
R=H;
n= 2;
1=0;
Y = NH-CO-CH2-CH2; et 25 L = -N(R1)R2 où R1= R2 = C14H29.
a) Synthèse du 4-isothiocyanatométhyl-2,2-diméthyl-[1,3] dioxalane (16) H_ N--S
'3 H
o ~
Dans un ballon, on ajoute successivement le DCC (3,146 g, 15,25 mmol), le disulfure de carbone (6,253 ml, 104,005 mmol) dans du THF (9,6075 mL). Le mélange est refroidit à -7 C avec un bain de glace/NH4Cl (4/1). On ajoute ensuite le 2,2-diméthyl-1,2-dioxalane-4-methanamine (2 g, 15,25 mmol) dissout dans du THF
anhydre (7,1675 mL) goutte à goutte pendant 30 minutes. On laisse le mélange revenir à température ambiante et on laisse agiter pendant 21H. Après évaporation, on additionne du diethyl éther. On filtre, on évapore et le mélange est chromatographié.
1H RMN (CDC13) : 6 (ppm) 1,33 et 1,44 (s, 3H, H-5, H-6), 3,57 (dd, 1H, J = 4,8 Hz, J = 14,4 Hz, H-1),3,69 (dd, 1H, J = 4,9 Hz, J = 14,4 Hz, H-l'), 3,80 (dd, 1H, J = 5,4 Hz et J = 8,7 Hz, H-3), 4,09 (dd, 1H, J = 6,3 Hz, et J = 8,7 Hz, H-3), 4,28 (m, 1H, H-2).
13C RMN (CDC13) : 6 (ppm) 25,17, 26,77 (C-5, C-6), 47,49 (C-1), 66,55 (C-3), 73,70 (C-2), 110,29 (C-4), 132,76 (N=C=S).
b) Synthèse de la 2-(3-~ 2-[3-(ditétradécylcarbamoyl)propionylamino]
éthyl ~-thiouréido)éthyl-4-ylméthyl-2,2-diméthyl-[1,3]dioxalane (17) O
13 11 HuH
N N~6\ 6 3 2 O 1z II N N^5 N N
1np s H H 4p A 0,19 mmol de l'amine (9) obtenue à l'étape précédente (0,146 g) on ajoute directement 0,95 mmol de diisopropyléthylamine (0,165 ml) et on laisse agiter pendant 15 minutes. On additionne ensuite 1,9 ml de dichlorométhane et 0,209 mmol de l'isothiocyanate (16) (0,027 g) et on laisse réagir à température ambiante sous agitation pendant 12 heures. Le mélange est ensuite évaporé puis purifié sur cartouche en phase inverse C8 avec un gradient 100% eau jusqu'à
100%acétonitrile.
Le produit (17) est obtenu avec un rendement de 49%.
11H RMN (CDC13) : 6 (ppm) 0,88 (t, 6H, J=6,3Hz, H-14'), 1,25 (m, 44 H, H-4'-H-11'), 1,34 et 1,43 (s, 3H, H-15, H-16), 1,48 (m, 4H, H-2'), 1,56 (m, 4H, H-3'), 2,52 (m, 2H, H-2), 2,68 (m, 2H, H-3), 3,23 (m, 4H, H-l'), 3,37 (m, 2H, H-5), 3,73 (m, 8H, H-6, H-8, H-9, H-11), 4,05 (m, 2H, H-13), 4,33 (m, 1H, H-12), 7,14 (4H, H
thiourée).
13C RMN (CDC13) : 6 (ppm) 14,06 (C-14'), 22,67 (C-13'), 25,32 (C-3'),27,00 et 27,17 (C-15, C-16), 27,80 (C-2), 28,56 (C-2'), 28,84 (C-3), 29,66 (C-4'-C-11'), 31,25 (C-17), 31,92 (C-12'), 39,78 (C-5), 43,66 (C-6, C-8, C-9), 44,53 (C-11), 46,73 et 47,13(C-l'), 66,87 (C-136), 74,62 (C-12), 109,05 (C-14), 172,21 (C-1), 174,14 (C-4), 183,32 (C-7, C-10, C-13, C-16).
c) Synthèse de la [2-(3-~ 2-[3-(ditétradécylcarbamoyl)propionylamino] éthyl '-thiouréido)éthyl]-propane-1,2-diol (DT-2TUdiol) (18) H s O
;s ~z il N`1o/N---' -N N^5 N 4 3 z N
HO OH s H H O
On dissout le diol protégé (17) (0,05 g, ,05 mmol) dans 1 mL de solution HCL
1N/THF (1/1) à t.a; le mélange est agité pendant 18h. le brut est ensuite extrait avec par du dichlorométhane ( 2x 5 ml). Les phases organiques sont rassemblées puis neutraliées par une solution d' hydrogénicarbonate de sodium. Les phases aqueuses sont extraites par du dichlorométhane. Les phases organiques sont rassemblées puis séchées sur sulfate de mgnésium puis évaporéées. Le brut est chromatographié
sur phase inverse C8 avec un gradient 100% eau jusqu'à 100%acétonitrile. Le produit (18) est obtenu avec un rendement de 49%.
1111 RMN (CDC13) : 6 (ppm) 0,88 (t, 6H, J=6,3Hz, H-14'), 1,26 (m, 44 H, H-4'-H-11'), 1,43 (m, 4H, H-2'), 1,59 (m, 4H, H-3'), 1,79 (s, 2H, OH), 2,50 (m, 2H, H-2), 2,70 (m, 2H, H-3), 3,24 (m, 4H, H-l'), 3,39 (m, 2H, H-5), 3,72 (m, 6H, H-6, H-8, H-9), 3,9 (m, 2H, H-11), 4,22 ( m, 2H, H-13), 4,58 (m, 1H, H-12), 7,14 (4H, H
thiourée).
13C RMN (CDC13) : b (ppm) 14,06 (C-14'), 22,67 (C-13'), 25,32 (C-3'), 27,80 (C-2), 28,56 (C-2'), 28,84 (C-3), 29,66 (C-4'-C-1l'), 31,25 (C-17), 31,92 (C-12'), 39,78 (C-5), 43,66 (C-6, C-8, C-9), 45,86 (C-11), 46,73 et 47,13 (C-l'), 63,54 (C-13), 70,97 (C-12), 172,21 (C-1), 174,14 (C-4), 183,32 (C-7, C-10).
EXEMPLE 4: Synthèse de la DT-3TU diol Le composé 2-(3-{2-[3{2-{3-[2{3{diléhadécyl-carbamoyl)propionylamino)-éthyl]
thioureido}-éthyl)thioui ido]-éthyl} thiouréido)-éthyl]-propane-1,2-diol ou DT-3TU diol répond à
la formule (I) dans laquelle x = ~--<-HO OH
m = 2;
RH;
n-- 3;
$=0;
Y= NH-CO-CH2-CH2; et L = -N(RI)R2 où R1= R2 = C14H29, Pour synthétiser la DT-3TU diol , on procédera de même à partir de l'amine (11).
a) Synthèse de la 2 (3-{2-[3{2-{3-[2-(3-(ditéfradécyl-carbamoyl)propionylamino)-éthyl]-thiouréido}-éthyl}thiouréido]-éthyl} thiouréido)-éthyl-4-ylméthyl-2,2-diméthyl-[1,3]dioxalane (19) s H 0 NN 1~ to N~~~NN^/N a a 1 N
H0H H H H s z 0 s 190 A 0,19 mmol de l'amine (11) obtenue à l'étape précédente (0,165 g) on ajoute directement 0,95 mmol de diisopropyléthylamine (0,165 ml) et on laisse agiter pendant 15 minutes. On additionne ensuite 1,9 ml de dichlorométhane et 0,209 mmol de l'isothiocyanate (16) (0,027 g) et on laisse réagir à température ambiante sous agitation pendant 12 heures. Le mélange est ensuite évaporé puis purifié sur cartouche en phase inverse C8 avec un gradient 100% eau jusqu'à 1 00%acétonitrile.
Le produit (19) est obtenu avec un rendement de 49%.
1H RMN (CDC13) : 6 (ppm) 0,88 (t, 6H, J=6,3Hz, H-14'), 1,25 (m, 44 H, H-4'-H-11'), 1,34 et 1,43 (s, 3H, H-18, H-19), 1,48 (m, 4H, H-2'), 1,56 (m, 4H, H-3'), 2,52 (m, 2H, H-2), 2,68 (m, 2H, H-3), 3,23 (in, 4H, H-l'), 3,37 (m, 2H, H-5), 3,73 (m, 12H, H-6, H-8, H-9, H-11, H-12, H-14), 4,05 (m, 2H, H-16), 4,33 (m, 1H, H-15), 7,14 (6H, H thiourée).
13C RMN (CDC13) : 6 (ppm) 14,06 (C-14'), 22,67 (C-13'), 25,32 (C-3'),27,00 et 27,17 (C-18, C-19), 27,80 (C-2), 28,56 (C-2'), 28,84 (C-3), 29,66 (C-4'-C-1l'), 31,25 (C-17), 31,92 (C-12'), 39,78 (C-5), 43,66 (C-6, C-8, C-9, C-11), 44,53 (C-14), 46,73 et 47,13(C-l'), 66,87 (C-16), 74,62 (C-15), 109,05 (C-17), 172,21 (C-1), 174,14 (C-4), 183,32 (C-7, C-10, C-13, C-16).
b) Synthèse de la 2 (3-{2-[3-(2-{3-[2-(3 (ditétradéryl trbamoyl)propionylamino)-éthyl]-thiouréido}-éthyl)-thiouréido]-éthyl}-thiouréido)-éthyl]-propane-1,2-diol (DT-3Tudiol) (20) s s o 12 H H e II H6 H 3 jj 1 ~
e m N 9 H H s 2 H
Ho On dissout le diol protégé (19) (0,05 g, ,05 mmol) dans 1 mL de solution HCL 1N/THF (1/1) à t.a; le mélange est agité pendant 18h. le brut est ensuite extrait avec par du dichlorométhane (2x 5 ml). Les phases organiques sont rassemblées puis neutraliées par une solution d' hydrogénicarbonate de sodium. Les phases aqueuses sont extraites par du dichlorométhane. Les phases organiques sont rassemblées puis séchées sur sulfate de mgnésium puis évaporéées. Le brut est chromatographié
sur phase inverse C8 avec un gradient 100% eau jusqu'à 100%acétonitrile. Le produit (20) est obtenu avec un rendement de 55%.
1H RMN (CDC13) : 6 (ppm) 0,88 (t, 6H, J=6,3Hz, H-14'), 1,26 (m, 44 H, H-4'-H-11'), 1,43 (m, 4H, H-2'), 1,59 (m, 4H, H-3'), 1,79 (s, 2H, OH), 2,50 (m, 2H, H-2), 2,70 (m, 2H, H-3), 3,24 (m, 4H, H-l'), 3,39 (m, 2H, H-5), 3,72 (m, 1OH, H-6, H-8, H-9, H-11, H-12), 3,9 (m, 2H, H-14), 4,22 (m, 2H, H-16), 4,58 (m, 1H, H-15), 7,14 (6H, H thiourée).
13C RMN (CDC13) : ô (ppm) 14,06 (C-14'), 22,67 (C-13'), 25,32 (C-3'), 27,80 (C-2), 5 28,56 (C-2'), 28,84 (C-3), 29,66 (C-4'-C-1 l'), 31,25 (C-17), 31,92 (C-12'), 39,78 (C-5), 43,66 (C-6, C-8, C-9, C-11), 44,53 (C-14), 46,73 et 47,13(C-l'), 63,54 (C-16), 70,97 (C-15), 109,05 (C-17), 172,21 (C-1), 174,14 (C-4), 183,32 (C-7, C-10, C-13, C-16).
10 EXEMPLE 5: Compaction de l'acide nucléique en présence de DT-3TU (12) Le but de cet exemple est d'illustrer la capacité des composés transfectants selon l'invention à s'associer aux acides nucléiques.
Ceci peut être aisément démontré par un test de fluorescence au bromure d'éthidium : l'absence de fluorescence témoigne de l'absence d'acide nucléique libre 15 ce qui signifie que l'acide nucléique est compacté par le composé
transfectant.
L'acide nucléique est mis en présence de quantités croissantes de DT-3TU
(12), par mélange équivolumétrique de solutions lipidiques de différents titres dans les solutions d'acide nucléique. On prépare ainsi des échantillons de 800 l de complexes d'acide nucléique de concentration 0,01 g/ml dans une solution de 20 chlorure de sodium à 150 mM avec des quantités croissantes de DT-3TU (12).
De la même façon, un contrôle a été réalisé en mettant l'acide nucléique en présence de quantités croissantes d'EPC (voir Figure 1) ou de DPPC (voir Figure 2), par mélange équivolumétrique de solutions lipidiques de différents titres dans les solutions d'acide nucléique. On prépare ainsi des échantillons de 800 l de complexes 25 d'acide nucléique de concentration 0,01 g/ml dans une solution de chlorure de sodium à 150 mM avec des quantités croissantes d'EPC ou de DPPC (Figures 1 et respectivement).
La fluorescence au bromure d'éthidium est mesurée au fil du temps (mesure à
20 C) en utilisant un FluoroMax-2 (Jobin Yvon-Spex), avec des longueurs d'onde d'excitation et d'émission de 260 nm et 590 nm respectivement. Les largeurs de fentes pour l'excitation et l'émission sont réglées à 5 nm. La valeur de fluorescence est enregistrée après ajout de 3 gl de bromure d'éthidium à 1 g/l par ml de solution ADN/lipide (à 0,01 mg d'ADN/ml).
Les résultats sont résumés dans les Figures 1 et 2.
Dans la Figure 1, la courbe incluant des carrés montre que l'ajout d'une quantité croissante de mélange lipidique DT-3TU / EPC (0,75 à 20 nmoles de DT-3TU) par rapport à une quantité fixée d'acide nucléique (8 g) induit une diminution de la fluorescence liée à la réduction de l'insertion du bromure d'éthidium entre les paires de base de l'ADN. Ceci indique que l'association entre les liposomes DT-3TU/EPC et l'ADN est suffisamment forte pour exclure le bromure d'éthidium des complexes. Nous avons ainsi pu obtenir jusqu'à 90 % d'exclusion de fluorescence soit 90 % d'association ADN-lipides DT-3TU/EPC. Afin de montrer le rôle actif du lipide DT-3TU dans cette association lipides/ADN, un contrôle a été réalisé.
Il consiste à observer l'interaction entre le lipide EPC et l'ADN, ceci est représenté par la courbe contenant des losanges. Lorsque l'EPC est mise en contact avec de l'ADN
dans des conditions identiques à celles utilisées pour l'étude des complexes DT-3TU/EPC-ADN, seule une faible diminution de fluorescence est observée (environ 5%), qui peut être attribuée à l'augmentation de la turbidité du mélange. Ce contrôle reflète donc l'absence d'association de l'EPC seule avec l'ADN dans les conditions expérimentales pré-citées.
Cet exemple illustre ainsi la capacité du lipide DT-3TU à s'associer à
l'acide nucléique.
De la même façon, dans la Figure 2, la courbe incluant des carrés montre que l'ajout d'une quantité croissante de mélange lipidique DT-3TU / DPPC (0,75 à
nmoles de DT-3TU) par rapport à une quantité fixée d'acide nucléique (8 g) induit une diminution de la fluorescence lorsqu'une quantité identique de bromure d'éthidium est ajoutée aux différents échantillons. Ceci indique que l'association entre les liposomes DT-3TU/DPPC et l'ADN est suffisamment forte pour exclure le bromure d'éthidium des complexes. Nous avons ainsi pu obtenir jusqu'à 90 %
d'exclusion de fluorescence soit 90 % d'association ADN-DT-3TU/DPPC. Afin de montrer le rôle actif du lipide DT-3TU dans cette association lipides/ADN, un contrôle a été réalisé. Il consiste à observer l'interaction entre le lipide DPPC et l'ADN, ceci est représenté par la courbe contenant des losanges. Lorsque la DPPC est mise en contact avec de l'ADN dans des conditions identiques à celles utilisées pour l'étude des complexes DT-3TU/DPPC-ADN, seule une faible diminution de fluorescence est observée (environ 5%). Ce contrôle reflète donc l'absence d'association de la DPPC seule avec l'ADN dans les conditions expérimentales pré-citées.
Cet exemple illustre ainsi la capacité du lipide DT-3TU à s'associer avec l'acide nucléique.
EXEMPLE 6: Compaction de l'ADN par des complexes DT-3TU/EPC
Le but de cet exemple est d'illustrer la capacité des composés transfectants selon l'invention à compacter les acides nucléiques.
Ceci peut être aisément démontré par un test de retard électrophorétique sur gel d'agarose de l'ADN mis en évidence par utilisation de bromure d'éthidium (BET) : l'absence de migration de l'acide nucléique sur le gel témoigne de la compaction de l'acide nucléique. L'acide nucléique libre quant à lui n'est pas sujet à
un retard sur gel.
Sur un gel d'agarose (0,8 % d'agarose dans du TBE 1N) ont été déposés différents échantillons ADN/DT-3TU comportant des quantités croissantes de lipide DT-3TU par rapport à l'ADN. Le gel a été soumis à un courant électrique d'une heure et demie à 70V et 70 mA afin de faire migrer l'ADN par électrophorèse. Les bandes ont été révélées avec du BET et par absorption sous une lampe U.V. Les résultats sont représentés dans la Figure 3.
Le gel montre la migration électrophorétique de l'ADN lorsqu'il n'est pas associé aux lipides (puits 1), puis sa différence de rétention lorsqu'il est associé aux lipides. Les puits 2 à 6 représentent l'ADN (0,01g/l) associé à des quantités croissantes de liposomes DT-3TU/EPC : 0,75 puis 5 puis 10 puis 15 et enfin 20 ninoles de lipide DT-3TU. La comparaison entre le puits 1 et les autres puits indique que plus on augmente la quantité de lipide DT-3TU, plus l'ADN est retenu sur gel pour être totalement retardé à partir de 3 nmoles de DT-3TU/ g d'ADN, zone d'agrégation des complexes. Les puits 8 à 13 correspondent respectivement à
l'ADN
seul (0,1 g/l,1 g pour le gel), les lipoplexes formés à la concentration de 0,1 g/1 d'ADN aux rapports lipide/ADN : 0,75 ou 5 ou 10 ou 15 et enfin 20 nmoles/ g d'ADN. De la même façon, on peut observer qu'à cette concentration d'ADN
compatible avec des expériences in vivo, l'ADN est compacté dès le rapport 5 nmoles lipide/ g d'ADN.
Cet exemple illustre ainsi la capacité du lipide DT-3TU à compacter l'acide nucléique.
EXEMPLE 7: Mesure du potentiel Zéta des compositions DT-3TU/ADN
Le but de cet exemple est d'illustrer la capacité des composés transfectants selon l'invention à compacter les acides nucléiques tout en conservant une structure globalement anionique, neutre, ou très faiblement cationique.
Ceci peut être démontré par une mesure de potentiel Zéta : la mesure donnée en mV témoigne de la charge de surface de la particule relative à la mobilité
électrophorétique de l'échantillon.
L'acide nucléique est mis en présence de quantités croissantes de mélange lipidique DT-3TU/EPC par mélange équivolumétrique de solutions lipidiques de différents titres dans les solutions d'acide nucléique. On prépare ainsi des échantillons de 2 ml de complexes d'acide nucléique de concentration 0,01g /1 dans tune solution de chlorure de sodium à 20 mlvi avec des quantités croissantes de DT-3TU.
La mesure de potentiel Zéta (mV) est réalisée en utilisant un zetasizerTM 3000 Hsa (Malvern). La valeur du potentiel est réalisée 3 fois de suite sur 2 ml d'échantillon DT-3TU/EPC-ADN. Les résultats sont résumés dans la figure 4.
Les liposomes DT-3TU/EPC sont ajoutés à l'ADN dans une zone allant de 0,75 iunoles à 20 ranoles de lipides par g d'ADN. Dans cette zone de variation de la quantité de lipide, le potentiel Zéta varie de -35 mV à +15 mV. La partie négative correspond à ce qui est montré dans les Figures 1, 2 et 3, à savoir que le potentiel Zéta est négatif lorsque l'ADN n'est pas totalement compacté. Plus on ajoute de lipide, plus l'ADN est compacté et plus le potentiel Zéta se rapproche de zéro, les lipoplexes présentent alors un potentiel de surface quasiment nul. Le potentiel Zéta devient ensuite légèrement positif vers 8 nunoles de lipide/ g d'ADN. La relativité de cette mesure doit tenir compte de la comparaison des différents échantillons au cours d'une même expérience. Il est ainsi important de noter l'évolution du potentiel Zéta en fonction de l'augmentation de la quantité de lipide jusqu'à une valeur faiblement positive.
Cet exemple confirme ainsi la compaction de l'ADN par les composés transfectants selon la présente invention, notamment le DT-3TU, et montre que les lipoplexes formés présentent un potentiel de surface proche de la neutralité.
EXEMPLE 8: Transfection in vitro des compositions DT-3TU/ADN
Le but de cet exemple est d'illustrer la capacité des composés transfectants selon l'invention à transfecter des cellules in vitro.
Cette étude a été menée pour des lipoplexes comprenant différentes quantités de DT-3TU : 1,5 ou 5 ou 10 ou 15 ou 20 iunoles de DT-3TU / g d'ADN. Chacune de ces conditions a été testée avec et sans sérum de veau foetal ( + Sérum ou -Sérum ) Culture des cellules : des cellules HeLa (American type Culture Collection (ATCC) Rockville, MD, USA) dérivées d'un carcinome d'epithélium cervical humain, sont mises en culture en présence d'un milieu de type MEM ( minimum essential meditun ) avec addition de 2 mM de L-glutamine, 50 unités/ml de pénicilline, et 50 unités/ml de streptomycine. Le milieu et les additifs proviennent de Gibco/BRL life Technologies (Gaithersburg, MD,USA). Les cellules sont cultivées en flacons à 37 C et à 5 % de dioxyde de carbone en incubateur.
Transfection : un jour avant la transfection, les cellules HeLa sont transférées dans des plaques 24 puits avec tm nombre de cellules de 30000 à 50000 par puits. Ces dilutions représentent approximativement 80% de confluence après 24 heures.
Pour la transfection, les cellules sont lavées deux fois et incubées à 37 C
avec 500 l de milieu avec sérum (10 % SVF v/v) ou sans sérum.
50 l de complexes contenant 0,5 g d'ADN plasinidique sont ajoutés dans chaque puit (les complexes sont préparés au moins 30 minutes avant l'ajout dans les puits).
Après deux heures à 37 C les plaques sans sérum sont complérnentés avec 10 %
(v/v) de SVF ( Sérum de Veau Foetal ).
L'ensemble des plaques est placé 24 heures à 37 C et à 5 % de dioxyde de carbone.
Détermination de l'activité luciférase: Brièvement, les cellules transfectées sont lavées deux fois avec 500 pl de PBS (tampon phosphate) puis lysées avec 250 pl de réactif (PromegaTM cell culture lysis reagent, du kit Luciferase Assay System).
Un aliquote de 10 pl de surnageant du lysat centrifugé (12000 x g) 5 minutes à
4 C est mesuré au luminomètre WallacTM Victor2 (1420 Multilabel couter).
L'activité luciférase est dosée par l'émission de lumière en présence de luciférine, de coenzyme A et d'ATP pendant 10 secondes et rapportée à 2000 cellules traitées.
L' activité luciférase est ainsi exprimée en Unité de Lumière Relative ( RLU
:
Relative light unit ) et normalisée avec la concentration de protéines de l'échantillon obtenue par l'utilisation d'un kit Pierce BCA (Rockford, IL, USA).
Les résultats résumés dans la Figure 5 montrent une efficacité de transfection optimale pour les lipoplexes comprenant 5 ou 10 nmoles de DT-3TU
par pg d'ADN. La présence de sérum induit une faible inhibition de la transfection dans tous les cas.
EXEMPLE 9: détermination de la toxicité des lipoplexes DT-3TU/ADN vis-à-vis des cellules Le but de cet exemple est d'illustrer l'absence de toxicité des composés transfectants selon l'invention.
Le niveau de protéine est mesuré après transfection. Le protocole de transfection est identique à celui décrit pour l'exemple 8.
Détermination du niveau de protéine : Brièvement, les cellules transfectées sont lavées deux fois avec 500 l de PBS (tampon phosphate) puis lysées avec 250 l de réactif (Promega cell culture lysis reagent, du kit Luciferase Assay System).
Un aliquote de 50 l de surnageant du lysat centrifugé (12000 x g) 5 minutes à
est transféré dans un tube en présence de 50 l d'iodoacétamide 0,1 M, d'acide chlorhydrique tris 0,1 M à pH 8,2 et laissé 1 heure à 37 C. 20 l des solutions précédentes sont déposés dans une plaque de 96 puits et 200 l de réactif BCA
protein assay (Pierce, Montluson, France) sont ajoutés. La plaque est alors centrifugée à 2500 tours/min. puis incubée à 37 C pendant 30 minutes. En parallèle, une gamme d'albumine de sérum bovin (BSA) est réalisée afin de corréler la valeur d'absorbante obtenue pour les échantillons à une quantité de protéine présente dans l'échantillon.
Les résultats résumés dans la Figure 6 montrent un niveau de protéine similaire quelle que soit la condition utilisée, les lipoplexes comprenant 0,75 ou 5 ou 10 ou 15 ou 20 nmoles de DT-3TU par g d'ADN. La présence de lipide DT-3TU
n'altère donc pas la cellule et aucune toxicité n'a été observée dans les conditions utilisées.
Cet exemple illustre donc un des avantages majeurs des composés transfectants selon l'invention, à savoir leur très faible toxicité
probablement liée à l'absence de charges positives dans leur structure.
EXEMPLE 10 : Compaction de l'acide nucléique par des nanoémulsions de DT-Le but de cet exemple est d'illustrer la capacité des composés transfectants selon l'invention à s'associer aux acides nucléiques.
Ceci peut être aisément démontré par un test de retard électrophorétique sur gel d'agarose de l'ADN mis en évidence par utilisation de bromure d'éthidium (BET) : l'absence de migration de l'acide nucléique sur le gel témoigne de la compaction de l'acide nucléique. L'acide nucléique libre quant à lui n'est pas sujet à
un retard sur gel.
Sur un gel d'agarose (0,8 % d'agarose dans du TBE 1N) sont déposés différents échantillons ADN/DT-3TU comportant différentes formulations de lipide DT-3TU par rapport à l'ADN. Le gel est soumis à un courant électrique d'une heure et demie à 70V et 40 mA afin de faire migrer l'ADN par électrophorèse. Les bandes ont été révélées avec du BET et par absorption sous une lampe U.V. Les résultats sont représentés dans la figure 7.
De la même façon, la capacité du composé DT-3TU diol à compacter l'ADN
est montrée par un gel d'agarose (0,8 % d'agarose dans du TBE 1N) sur lequel sont déposés différents échantillons ADN/DT-3TUdiol comportant différentes formulations de lipide DT-3TUdiol par rapport à l'ADN. Le gel est soumis à un courant électrique d'une heure et demie à 70V et 40 mA afin de faire migrer l'ADN
par électrophorèse. Les bandes sont révélées avec du BET et par absorption sous une lampe U.V..
Le gel montre la migration électrophorétique de l'ADN lorsqu'il n'est pas associé aux lipides (puits 1), puis sa différence de rétention lorsqu'il est associé aux lipides. Les puits 2 à 5 représentent l'ADN (0,01g/1) associé à des nanoémulsions de DT-3TU/DPPC (60nmol DT-3TU/ g d'ADN) contenant ou pas du calcium et de l'éthanol. Le puits 2 représente 60nmo1/ g d'ADN sans Cal-', sans EtOH, dans le puits 3 a été ajouté 2% EtOH, dans le puits 4, 60eq Cal+/ PO- ADN, dans le puits 5, 2% EtOH et 60eq de Cal+. La comparaison entre le puits 1 et les autres puits indique que les différentes formulations de DT-3TU étudiées retardent la migration de l'ADN
sur le gel, ce qui a également été obtenu après dialyse des constituants Ca2+
et EtOH.
Cet exemple illustre ainsi la capacité du lipide DT-3TU incorporé dans différentes formulations à compacter l'acide nucléique.
EXEMPLE 11 : Compaction de l'acide nucléique par des complexes stabilisés de Le but de cet exemple est d'illustrer la capacité des composés transfectants selon l'invention à s'associer aux acides nucléiques.
Ceci peut être aisément démontré par un test de retard électrophorétique sur gel d'agarose de l'ADN mis en évidence par utilisation de bromure d'éthidium (BET) : l'absence de migration de l'acide nucléique sur le gel témoigne de la compaction de l'acide nucléique. L'acide nucléique libre quant à lui n'est pas sujet à
un retard sur gel.
Sur un gel d'agarose (0,8 % d'agarose dans du TBE 1N) ont été déposés différents échantillons ADN/DT-3TU/DPPC et ADN/DT-3TUdiol/DPPC comportant des quantités croissantes de lipide DT-3TU par rapport à l'ADN associées ou pas à du cholestérol-PEG. Le gel a été soumis à un courant électrique d'une heure et demie à
70V et 40 mA afin de faire migrer l'ADN par électrophorèse. Les bandes ont été
révélées avec du BET et par absorption sous une lampe U.V. Les résultats sont représentés dans la Figure 8.
L'avantage de l'insertion de cholestérol-PEG dans les formulations DT-3TU/DPPC provient de la possibilité de réduire la taille des particules à une quantité
de lipide qui conduirait à une aggrégation sans insertion de lipide-PEG.
L'intérêt est d'optimiser les quantités de transfectants injectés in vivo. En effet, les tailles des particules requises pour avoir des objets furtifs vis-à-vis des protéines sériques et ainsi un temps de demi-vie augmenté dans la circulation sanguine devraient être majoritairement inférieures à 500m-n. Or pour obtenir des tailles de particules de cet ordre, il est nécessaire d'utiliser au moins 40mnol de lipide DT-3TU/ g d'ADN.
L'insertion de lipide-PEG dans les formulations de lipide DT-3TU permet de réduire la quantité de DT-3TU nécessaire à une compaction de l'ADN et à la formation de particules majoritairement inférieures à 500 nm.
Le gel montre la migration électrophorétique de l'ADN lorsqu'il n'est pas associé aux lipides (puits 1), puis sa différence de rétention lorsqu'il est associé aux lipides. Les puits 2 à 5 représentent l'ADN (0,01g/t) associé à des quantités croissantes de nanoémulsions de DT-3TU/DPPC contenant ou pas du cholesterol-PEG (20 motifs ethylène glycol) comme agent de stabilisation des particules.
Le puits 2 représente 20mnol/ g d'ADN + 15% chol-PEG, le puits 3 comporte 20mnol/ELg d'ADN +20% chol-PEG, le puits 4 représente 30mnol/ g d'ADN +15% chol-PEG et le puits 5 représente 20nmol/ g d'ADN +20% chol-PEG. La comparaison entre le puits 1 et les autres puits indique que les différentes formulations de DT-3TU
étudiées retardent la migration de l'ADN sur le gel, indiquant la possibilité
d'incorporer à ces formulations des polymères de polyethylène glycol sans libérer l'ADN des complexes, donc sans les déstabiliser.
EXEMPLE 12 : Compaction de l'acide nucléique en présence de DT-4TU (15) Le but de cet exemple est d'illustrer la capacité des composés transfectants selon l'invention à s'associer aux acides nucléiques.
Ceci peut être aisément démontré par un test de fluorescence au bromure d'éthidium : l'absence de fluorescence témoigne de l'absence d'acide nucléique libre ce qui signifie que l'acide nucléique est compacté par le composé
transfectant.
L'acide nucléique est mis en présence de quantités croissantes de DT-4TU, par mélange équivolumétrique de solutions lipidiques de différents titres dans les solutions d'acide nucléique. On prépare ainsi des échantillons de 800 ffl de complexes d'acide nucléique de concentration 0,01 g/ml dans une solution de chlorure de sodium à 150 n1M avec des quantités croissantes de DT-4TU (15).
De la même façon, un contrôle a été réalisé en mettant l'acide nucléique en présence de quantités croissantes de DT-3TU (12) pour comparer les efficacités de complexion d'un lipide comportant 3 thiourées (voir Figure 2) par rapport à un lipide portant 4 thiourées, par mélange équivolumétrique de solutions lipidiques de différents titres dans les solutions d'acide nucléique. On prépare ainsi des échantillons de 800 l de complexes d'acide nucléique de concentration 0,01 g/m1 dans une solution de 5% glucose avec des quantités croissantes de DPPC.
La fluorescence au bromure d'éthidium est mesurée en utilisant un FluoroMax-2 (Jobin Yvon-Spex), avec des longueurs d'onde d'excitation et d'émission de 260 mn et 590 nm respectivement. Les largeurs de fentes pour l'excitation et l'émission sont réglées à 5 iun. La valeur de fluorescence est enregistrée après ajout de 3 l de bromure d'éthidium (lg/1) par ml de solution ADN/lipide (0,01 g/I d'ADN). Les résultats sont résumés dans la Figure 9.
La courbe incluant des carrés montre que l'ajout d'une quantité croissante de mélange lipidique DT-3TU / DPPC (0,75 à 30 nmoles de DT-3TU) par rapport à une quantité fixée d'acide nucléique (8 g) induit une diminution de la fluorescence liée à
la réduction de l'insertion du bromure d'éthidium entre les paires de bases de l'ADN.
Ceci indique que l'association entre les liposomes DT-3TU/DPPC et l'ADN est suffisamment forte pour exclure le bromure d'éthidium des complexes. Nous avons ainsi pu obtenir 70% de compaction de l'ADN en utilisant 30nmol de lipides DT-3TU/DPPC par pg d'ADN. Le rôle actif du lipide DT-3TU dans cette association lipides/ADN a été montré dans les figures 1 et 2. De la même façon des quantités croissantes de mélange lipidique DT-4TU/DPPC (0,75 à 30 nmoles de DT-3TU) ont été ajoutées à une quantité fixée d'acide nucléique (8 g). Cette association induit une diminution de la fluorescence liée à la réduction de l'insertion du bromure d'éthidium entre les paires de bases de l'ADN. Ceci indique que l'association entre les liposomes DT-4TU/DPPC et l'ADN est suffisamment forte pour exclure le bromure d'éthidiiun des complexes. Nous avons ainsi pu obtenir 60% de compaction de l'ADN pour 30nmoles de lipide/pg d'ADN (cercles, figure 9), ce qui est comparable avec l'efficacité de complexion de la DT-3TU dans les mêmes conditions.
Cet exemple illustre ainsi la capacité du lipide DT-4TU à s'associer à l'acide nucléique.
EXEMPLE 13 : Protection de l'ADN vis-à-vis des DNAses par des complexes Le but de cet exemple est d'illustrer la capacité des composés transfectants selon l'invention à protéger les acides nucléiques des hydrolyses enzymatiques dont les DNases.
Ceci peut être aisément démontré par un test de retard électrophorétique sur gel d'agarose de l'ADN mis en évidence par utilisation de bromure d'éthidium (BET) : l'ADN libre ou complexé avec le lipide est traité par une quantité
appropriée de DNase. L'ADN, extrait du milieu de digestion enzymatique, est déposé sur gel et son intégrité est vérifiée par comparaison de sa migration avec celle de l'acide nucléique non traité.
Sur un gel d'agarose (0,8 % d'agarose dans du TBE 1N) ont été déposés différents échantillons d'ADN extrait qui a préalablement été traité par 2.10-4 M de DNase (Sigma). Le traitement de la DNase a été réalisé sur l'ADN libre et sur l'ADN
51a complexé avec des quantités croissantes de lipide DT-3TU par rapport à l'ADN.
Le gel a été soumis à un courant électrique d'une heure et demie à 70V et 70 mA
afin de faire migrer l'ADN par électrophorèse. Les bandes ont été révélées avec du BET
et par absorption sous une lampe U.V.. Les résultats sont représentés dans la Figure 10.
Le gel montre la migration électrophorétique de l'ADN non traité par la DNase (puits 1), puis sa différence de rétention lorsqu'il a été traité par la DNase. Le puits 2 représente la même quantité d'ADN (3 g) traitée par 2.10"4 M de DNase.
Suite à ce traitement (2.10-4 M DNase, 30min. 37 C), la bande correspondant à
l'ADN n'est pas révélée ce qui indique une dégradation de l'ADN. L'acide nucléique, complexé par 30 et 40 nmol de lipide DT-3TU par g d'ADN et par 40 nmol de lipide DT-3TU + 6% Chol-PEG a été traité avec 2.10-4 M de DNase. Après extraction de l'ADN par un mélange phénol/chloroforme et précipitation de ce dernier, l'acide nucléique a été déposé sur ce gel dans les puits 3, 4 et 5 respectivement.
L'ADN
migre de façon comparable à l'ADN non traité à la DNase ce qui indique que l'ADN
est intègre, il n'a pas été dégradé par le traitement à la DNase, il a donc été protégé
par le lipide DT-3TU. L'ADN dans les complexes de lipide DT-3TU n'est donc pas accessible à l'hydrolyse enzymatique, il est protégé de l'hydrolyse des DNases.
Cet exemple illustre ainsi la capacité du lipide DT-3TU à protéger l'acide nucléique de l'hydrolyse enzymatique.
EXEMPLE 14 : Protection de l'ADN vis-à-vis du sérum par des complexes DT-Le but de cet exemple est d'illustrer la capacité des composés transfectants selon l'invention à protéger les acides nucléiques des dégradations dans un milieu sérique.
Ceci peut être aisément démontré par un test de retard électrophorétique sur gel d'agarose de l'ADN mis en évidence par utilisation de bromure d'éthidium (BET) : l'ADN libre ou complexé avec le lipide est incubé dans différentes proportions de sérum à 37 C. L'ADN, extrait du milieu sérique, est déposé sur gel et son intégrité est vérifiée par comparaison de sa migration avec celle de l'acide nucléique non traité.
Sur un gel d'agarose (0,8 % d'agarose dans du TBE 1N) ont été déposés différents échantillons d'ADN extrait qui a préalablement été incubé dans 150mM
NaCI, 20% sérum et 100% sérum. Les traitements salin et sérique ont été
réalisés sur l'ADN libre et sur l'ADN complexé avec des quantités croissantes de lipide DT-par rapport à l'ADN. Le gel a été soumis à un courant électrique d'une heure et demie à 70V et 40 mA afin de faire migrer l'ADN par électrophorèse. Les bandes ont été
révélées avec du BET et par absorption sous une lampe U.V.. Les résultats sont représentés dans la figure 11.
Le gel montre la migration électrophorétique de l'ADN témoin (puits 1), puis sa différence de rétention lorsqu'il a été traité, non complexé, en milieu salin (15OmM
NaCI) (puits 2), lorsqu'il est complexé par 40 mnol de lipide DT-3TU/ g d'ADN
(puits 3). La migration de l'ADN extrait du milieu salin est comparable pour les 2 puits indiquant que l'ADN reste intègre dans ces conditions. Les puits suivants montrent dans le même ordre l'ADN (puits 4 et 6) et l'ADN + 40mnol de lipide DT-3TU (puits 5 et 7) dans deux conditions sériques différentes : 20% sérum pour les puits 4 et 5 et 100% sérum pour les puits 6 et 7. Lorsque l'ADN est libre, il est totalement dégradé dans les deux conditions de sérum étudiées au bout de 30 minutes à 37 C (puits 4 et 6). En revanche, la complexion de l'ADN avec les nanoémulsions constituées de DT-3TU/DPPC conduit à la protection de l'acide nucléique puisque la bande de migration correspondante à l'ADN est révélée (puits 5 et 7). L'ADN
dans les complexes de lipide DT-3TU est donc protégé de la dégradation en milieu sérique par rapport à l'ADN nu.
Cet exemple illustre ainsi la capacité du lipide DT-3TU à protéger l'acide nucléique de la dégradation dans le sérum.
EXEMPLE 15: Transfection in vivo des compositions DT-3TU/ADN
Le but de cet exemple est d'illustrer la capacité clés composés transfectants selon l'invention à transfecter des tissus biologiques in vivo.
Ceci peut être démontré par injection intramusculaire de complexes d'ADN
codant pour la luciférase. Les prélèvements des muscles sont alors effectués 96h après l'injection et le niveau de l'expression de la luciférase est mesuré en utilisant un lurninomètre (wallac).
Des complexes comportant des quantités croissantes de lipide DT-3TU par g d'ADN ont été injectés dans les deux muscles tibial cranial de souris, auxquels ont été
appliqués ou non des pulsations électriques (Bureau, M et al, BBA 2000, 1474(3):353-9).
Des complexes comportant des quantités croissantes 40 et 60 runol de lipide DT-3TU par pg d'ADN sont injectés sous un volume de 30 L à raison de 3 g d'ADN par animal dans les deux muscles tibial cranial de souris C57b1/6 anesthésiées avec un mélange de Kétamin/Xylazine. Cette injection a été suivie ou non de l'application de pulsations électriques transcutanées appliquées par l'intermédiaire d'électrodes situées de part et d'autre du muscle (Bureau, M et al, BBA 2000, 1474(3): 353-9).
Après euthanasie des souris 96h post-injection, les muscles sont prélevés et broyés dans 1ml de tampon de lyse. Après centrifugation (10min., 12000tr/min, 4 C), 10 l de surnageant sont prélevés et déposés dans des plaques 96 puits pour lecture de la luciférase après ajout de 50 1 de substrat luciférase. Le niveau arbitraire de luminescence est lu dans le surnageant en utilisant un luuninomètre (Wallac, Victor).
Les valeurs obtenues sont indiquées dans la figure 12. Elles représentent les niveaux d'expression relatif à la dose de lipide associée à l'acide nucléique, 20 et 40 nmol de lipide DT-3TU/ g d'ADN. Les niveaux d'expression obtenus sont significatifs, et supérieurs au bruit de fond représentés par le muscle pris comme contrôle qui correspond à 5.104. L'ADN complexé par des quantités différentes de lipide DT-3TU est donc capable de transfecter les tissus musculaires avec un niveau de transfection significatif.
Cet exemple illustre la capacité des composés transfectants selon l'invention à
transfecter des tissus in vivo.
EXEMPLE 16: Biodistribution in vivo des complexes DT-3TU/DPPC/.ADN
Le but de cet exemple est d'illustrer la capacité des composés transfectants selon l'invention à circuler longuement dans la circulation in vivo en raison de leur caractère neutre.
Ceci peut être démontré par injection de complexes d'ADN contenant un 10 lipide fluorescent dans la circulation sanguine de souris. Des prélèvements sanguins sont alors effectués à différents temps après l'injection et le niveau de fluorescence dans la circulation est mesuré en utilisant un FluoroMax-2 TM (Jobin Yvon-Spex).
Des complexes comportant 40 nmol de lipide DT-3TU par g d'ADN, 1 équivalent molaire de lipide DPPC/DT-3TU et 0.7% de lipide-rhodamine par rapport aux lipides totaux ont été injectés sous un volume de 200 . l à raison de 11 p.g d'ADN
par animal dans la veine caudale de souris C57b1/6 anesthésiées avec un mélange de Kétamin/Xylazine.
A 30 minutes, lh et 6h post-injection, le sang est prélevé par ponction intracardiaque sur souris anesthésiée. Après euthanasie des souris, le foie, la rate et 20 les poumons sont immédiatement prélevés, pesés et homogénéisés dans du PBS
(5 l/mg de tissu). Les lipides sont extraits à partir de 100 l de sang et des homogénats des organes avec 3 ml d'un mélange 1/1 de chloroforme et méthanol par agitation vigoureuse pendant 30 min puis par centrifugation. La fluorescence est lue dans le surnageant en utilisant un FluoroMax-21M (Jobin Yvon-Spex), avec des longueurs d'onde d'excitation et d'émission de 550 nm et 590 nm respectivement. Les largeurs de fentes pour l'excitation et l'émission sont réglées à 5 nm.
Les valeurs obtenues sont indiquées dans la figure 13. Elles représentent le 55a pourcentage de la dose injectée obtenu dans le sang, les poumons et le système réticulo-endothélial (foie et rate cumulés) 30 minutes, 1 h et 6h après injection. La mesure de fluorescence dans le sang après 30 minutes représente 50% de la dose injectée ce qui est largement supérieur à ce qui peut être obtenu avec des surfactants de l'ADN de type cationique. Après Ili, 17% de la dose injectée a pu être retrouvée ce qui là encore représente une remarquable amélioration par rapport à des complexes cationiques. Le caractère neutre de ces complexes lipide/ADN (zeta très faiblement positif : figure 4) présente donc un réel avantage pour obtenir des particules furtives aux protéines sériques. Il devrait également limiter leurs interactions avec les macrophages et les cellules de kupffer de la rate et du foie ce qui peut expliquer la quantité de liposome retrouvée à 30 min et 1 h dans le sang.
La quantité de lipoplexe retrouvé dans le poumon est faible comparativement à celle qu'on retrouve dans le cas des lipoplexes cationiques. La neutralité
de ces liposomes devrait également diminuer les interactions non spécifiques avec l' endothélium négatif des poumons.
Cet exemple illustre la capacité des composés transfectants selon l'invention à être furtifs vis-à-vis des protéines sériques. 5-cyclo-5-a-cholestan-6- (3-ol, cholic acid, cholesterylformate, chotestanylformate, 3a, 5-cyclo-5a-cholestan-6p-yl formate, the cholesterylamine, 6- (1,5-dimethylhexyl) -3a, 5α-diméthylhexadécahydrocyclopenta [a] cyclopropa [2,3] -cyclopenta [1,2-f] naphthalen-10-ylamine, or cholestanylamine.
According to a preferred variant of the invention, the transfecting compounds have for general formula (III):
N N- CH Y 'j ~ N ~ HH (2nR (III) wherein X, m, n, and Y are as previously defined in the formula general (I), with the exception of n which is different from 1, and RI and R2 represent independently of one another, a hydrogen atom or a chain fatty aliphatic, it being understood that at least one of R1 and R2 is different of hydrogen.
Even more preferentially, the transfecting compounds of the invention have for general formula (IV):
(IV) NNN- (2 CH YN 1 HH mn R2 wherein m, n, and Y are as previously defined in the formula General (I), except for n which is different from 1, and R1 and R2 represent, independently from each other, a hydrogen atom or a fatty aliphatic chain, being understood that at least one of R1 and R2 is different from hydrogen.
It is understood that the present invention also relates to the isomers of products of general formula (I) where they exist, as well as their mixtures.
The preparation of the compounds of general formula (I) according to the present invention is carried out by implementing the following steps, in the order presented or according to any other known and equally adapted variant, using the techniques of classical organic synthesis, in solution or on solid supports, although known from the skilled person:
1) Obtaining the Lipid Part L
When the lipid portion L of the compounds of general formula (I) is represented by a group N (R1) R2 with R1 and / or R2 which represent a fatty aliphatic chain, the amine of formula HN (R1) R2 is first formed.
Said amine can be obtained by condensation of a carboxylic acid and a amine containing one the substituent R1 and the other the substituent R2 for form the amide corresponding, followed by the reduction of said amide thus obtained.
The formation of the amide is advantageously carried out by mixing the constituents and melting by heating at a temperature above temperature of fusion of the substances involved, usually between 20 C and 200 C, then elimination of water produced by dehydration of the environment; or more advantageously presence a desiccant such as, for example, phosphorus pentoxide or any other other substance that can absorb water. The formation of this intermediate amide can also be done using a variant of this method or any other amide formation method (such as, for example, type coupling peptide) involving carboxylic acids or their derivatives, conditions and reagents [Larock RC, Comprehensive Organic Transformations, VCH Editors] and well known to those skilled in the art.
The reduction of the amide previously obtained in amine of formula HN (R1) R2 may be carried out for example using a reducing agent such as hydride double lithium and aluminum, or any other effective hydride or reductant in this case. The procedure is preferably carried out in a non-protic solvent (for example tetrahydrofuran or ethers), at a temperature below temperature boiling solvent and under dry atmosphere and / or inert.
According to another variant, the lipid portion designated as HN (Rn) R2 may be available commercially.
When Rn and / or R2 represents (nt) a group of formula - (CH2) t-OZ, proceeds as described above to form the alkyl part, and then a simple coupling with a sugar, a polyol or a commercial PEG according to the techniques classics known to those skilled in the art.
When the lipid portion L of the compounds of general formula (I) is represented by a group -OR3, this group is preferably chosen from the commercially available products.
2) Grafting the spacer Y
The spacer Y is then attached to the lipid portion L obtained in step preceding according to conventional techniques known to those skilled in the art. according to a preferred variant, an amide bond is made by N-acylation of the part lipid In a suitable solvent such as dichloromethane, chloroform, tetrahydrofuran, or any other ether, at a temperature below temperature boiling solvent, and under dry atmosphere and / or inert. This reaction himself preferably unrolled in the presence of an amino base such as N, N-dimethylaminopyridine, or in the presence of this base mixed with bases non-nucleophilic amino acids such as triethylamine or ethyldiisopropylamine.
Pyridine can also be used alone or in combination with another based, diluted by one of the solvents mentioned or used itself as a solvent.
3) Formation of the polythiourea chain The third part of the synthesis of the compounds of general formula (I) consists of the successive introduction of the thiourea motifs. This one will be realized in a sequence of reactions that can be repeated as many times as necessary to get the desired polythiourea part. According to a preferred method, the operation is carried out way next :
A) First graft to the YC (O) -L group obtained in step previous, the first part of the pattern as a link -HN-(CHR) ,,, -.
For this, it is advantageous to operate from a diamine ring of formula (CHR) m NH 2 in the presence of a coupling agent, for example the hexafluorophosphore 1-benzotriazolyloxytris (pyrrolidino) phosphonium (PyBOP), hexafluoro-phosphorus of 1-benzotriazolyloxytris (dimethylamino) phosphonium (BOP), the hexafluorophosphorus or O- (1H-benzotriazol-1-yl) -N, N, N ', N'-N'-tetrafluoroborate Tetramethyluronium (HBTU or TBTU), dicyclohexylcarbodiimide (DCC), 1- (3-dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC), or 1- (3-trimethylaminonopropyl) -3-ethylcarbodiimide iodide, supported or no.
This coupling is carried out in a suitable solvent, for example the dichloromethane, chloroform, tetrahydrofuran, or any other ether, temperature below the boiling point of the solvent, and under atmosphere dry and / or inert. It is also carried out in the presence of a non-amino base nucleophile, for example ethyldiisopropylamine, triethylamine or the triisopropylamine. If the nature of the lipid part and the spacer is compatible, a sequence of the SCN- (CHR) m type, or a precursor, can be grafted, allowing thus to continue the synthesis by a step such as that described hereinafter in C), B) The product obtained in the previous step is then converted, according to a preferred technique, isothiocyanate by treatment with carbon disulfide (CS2) or by any other reagent known to those skilled in the art to obtain such a [H. Ulrich, Chemistry and Technology of Isocyanates, Wiley (1996).
The Chemistry of Cyanates and their Thio Derivatives, S. Patai Ed., Wiley (1977). S.
Ozaki, Recent Advances in Isocyanate Chemistry, Chem. Rev. 72, 457 (1972).].
The The reaction is advantageously carried out in a solvent such as, for example, tetrahydrofuran, or any other compatible etheric solvent, at a temperature variant between the refrigerant mixtures and about 20 C. It also operates in presence of an agent capable of promoting the reaction and / or trapping hydrogen sulphide released during the course of the reaction, for example the dicyclohexylcarbodiimide (DCC).
C) Then the thiourea unit is formed from the isothiocyanate obtained at step previous to allow for the introduction of another segment of formula - (CHR) m. Advantageously, a diamine of formula H2N- (CHR) m -NH 2, possibly protected, is reacted, in its neutral form or in the form salt of acid, with the isothiocyanate obtained in the previous step. This reaction is done optionally in the presence of a non-nucleophilic amino base, for example the triethylamine, ethyldiisopropylarine, triisopropylamine or 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU). It is preferably carried out in a solvent such as dichloromethane, chloroform, tetrahydrofuran, or all other ether or compatible solvent, at a temperature that may be between that of refrigerant mixtures and the reflux temperature of the solvent.
Then we repeat sequentially and in the required order the steps B) and C) described above, until the target structure is obtained, so that introduce the desired pattern in n copies. To get connected structures, we proceeds from analogous way by introducing at the appropriate moment the molecule (s) Required to obtain a substitution R as described by formula (II).
4) Termination of the polythiourea part by introduction of the substituent X
The last step allowing the termination of the chain (s) of type polythiourea consists of the introduction of the substituent X. For this, one uses the conventional methods of grafting known to those skilled in the art chosen from function of the nature of the substituent X. For example, when X represents an alkyl, operates in reacting an alkylisothiocyanate, when present necessary, non-nucleophilic amine base, for example triethylamine, ethyldiisopropylamine, triisopropylamine or 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU). The reaction is conducted in a solvent suitable, for example dichloromethane, chloroform, tetrahydrofuran, or any other compatible ether, at a temperature between of the refrigerant mixtures and the reflux temperature of the solvent.
Naturally, when the different substituents can interfere with the reaction, it is better to protect them with radicals compatible and can be put in place and eliminated without touching the rest of the molecule.
We operates for this according to conventional methods known to those skilled in the art, and especially according to the methods described in TW Greene, Protective Croups in Organic Synthesis, Wiley-Interscience, in McOmie, Protective Groups in Organic Chernistry, Plenum Press, or in PJ Kocienski, Protecting Groups, Thieme.
Moreover, each step of the preparation process can be followed, if appropriate, steps of separation and purification of the compound obtained according to all method known to those skilled in the art.
The preferred compounds according to the present invention are 3- (2- [3- [2- (3- [2- (3- (diterradecylcarbamoyl) propionylamino] ethyl thioureido) ethyl] thioureido-ethyl-1-methylthiourea or DT-3TU, which comprises three thioureas and corresponds to formula (I) wherein X is -CH3, m is equal to 2, n is 3, R is hydrogen, f is 0, L = -N (R1) R2 where R1 = R2 =
C14H29, and Y = NH-CO-CH2-CH2.
3- (2- {3- [2- (3- {2- [3- (2- {3- [ditertradecylcarbamoyl] propionylamino} -ethyl) -thioureido] -ethyl} -thioureido) -ethyl] -thioureido} -ethyl) -1-methylthiourea or DT-4TU which contains four thiourea groups and responds to the general formula (I), wherein X is -CH3, m is 2, n is equal 4, R is a hydrogen, f is 0, L = -N (R1) R2 where R1 = R2 = C14H29, and Y = NH-CO-CH2.
- The compound 2- (3- ~ 2- [3- (diterradecylcarbamoyl) propionylamino] ethyl ~ -thioureido) ethyl] propan-1,2-diol or DT-2TU diol corresponds to the general formula (I) in which X = HO OH
m = 2; R = H; n = 2; C = 0; L = -N (R1) R2 where R1 = R2 = C14H29, and Y = NH-CO-CH2-CH2.
The compound 2- (3- {2- [3- (2- {3- [2- (3- (diterradecyl) carbamoyl) propionylamino} ethyl] -thioui ido} -ethyl} thioureido] -ethyl} thioureido) -ethyl] -propane-1,2-diol or DT-3TU diol corresponds to formula (I) in which X = HO OH
m2;
R = H;
n = 3;
-e = 0;
L = -N (RI) R2 where R1 = R2 = C14H29, and Y = NH-CO-CH2-CH2.
Another subject of the invention relates to compositions comprising a transfecting compound according to the invention and a nucleic acid. Quantities respective components of each component can be easily adjusted by the according to the transfecting compound used, the nucleic acid, and of the applications sought (including the type of cells to be transfected).
For the purposes of the invention, the term "nucleic acid" is understood to mean an acid deoxyribonucleic acid as a ribonucleic acid. It can be sequences Natural artificial, and in particular genomic DNA (gDNA), complementary DNA
(CDNA), messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), ribosomal RNA
(RRNA), hybrid sequences such as DNA / RNA chimeroplasts or synthetic or semi-synthetic sequences, modified oligonucleotides or no.
These nucleic acids can be of human, animal, plant origin, bacterial, viral, etc ... They can be obtained by any technique known to man of profession, and in particular by screening of banks, by chemical synthesis, or by mixed methods including chemical or enzymatic modification of sequences obtained by screening banks. They can be chemically modified. In general, they contain at least 10, 20, 50 or 100 consecutive nucleotides, and of preferably at least 200 consecutive nucleotides. Even more preferentially, they contain at least 500 consecutive nucleotides.
With particular regard to deoxyribonucleic acids, they can be single or double strand, as well as short oligonucleotides or longer sequences. In particular, the nucleic acids are advantageously consisting of plasmids, vectors, episomes, cassettes expression, etc. These deoxyribonucleic acids can carry an origin of replication prokaryotic or eukaryotic functional or not in the target cell, one or many marker genes, regulatory sequences of transcription or replication, genes of therapeutic interest, modified or unmodified antisense sequences, of the regions of binding to other cellular components, etc.
Preferably, the nucleic acid comprises one or more genes of interest therapy under control of regulatory sequences, for example one or many promoters and a transcriptional terminator active in the target cells.
For the purposes of the invention, the term gene of therapeutic interest includes any gene encoding a protein product having a therapeutic effect. The product protein thus coded may be in particular a protein or a peptide. This product Protein can be exogenous homologous or endogenous towards the cell target, that is, a product that is normally expressed in the target cell when it presents no pathology. In this case, the expression of a protein allows for example to overcome an insufficient expression in the cell or the expression of an inactive or weakly active protein due to modification, or overexpressing said protein. The gene of therapeutic interest can as well code for a mutant of a cellular protein, having increased stability, an activity modified, etc ... The protein product can also be heterologous vis-à-screw of the target cell. In this case, an expressed protein may for example supplement or bring a deficient activity in the cell, allowing him to fight against a pathology, or stimulate an immune response.
Among the therapeutic products within the meaning of the present invention, it is possible to quote especially enzymes, blood derivatives, hormones, lymphokines and cytokines and their inhibitors or antagonists: interleukins, interferons, TNF antagonists of interleukin-1, the soluble receptors of interleukin 1 or TNFa, etc., growth factors, neurotransmitters or their precursors or synthetic enzymes, trophic factors (BDNF, CNTF, NGF, IGF, GMF, aFGF, bFGF, VEGF-B, NT3, NT5, HARP / pleiotrophin, etc.) apolipoproteins (ApoAI, ApoAIV, ApoE, etc.), dystrophin or a minidystrophin, CFTR protein associated with cystic fibrosis, tumor suppressor genes (p53, Rb, RaplA, DCC, k-rev, etc ...), genes coding for factors involved in coagulation (Factors VII, VIII, IX), the genes involved in the repair of DNA, the genes suicides (thymidine kinase, cytosine deaminase), the genes for hemoglobin or other carriers proteins, metabolic enzymes, catabolism etc ...
The nucleic acid of therapeutic interest can also be a gene or Lure antisense sequence or a DNA coding for a ribozyme-functional RNA, whose the expression in the target cell makes it possible to control the expression of genes or the transcription of cellular mRNAs. Such sequences can, for example, to be transcribed in the target cell into RNA complementary to cellular mRNAs and block their translation into protein, according to the technique described in EP patent 140 308. Therapeutic genes also include coding sequences for ribozymes, which are capable of selectively killing target RNAs (EP
201).
As indicated above, the nucleic acid may also include one or several genes encoding an antigenic peptide, capable of generating the man or the animal an imminent response. In this particular mode of setting artwork, the invention allows the realization of either vaccines or treatments immunotherapeutic agents applied to humans or animals, in particular for treating or prevent infections, for example viral or bacterial, or cancerous.
It may be in particular antigenic peptides specific for the virus of Epstein Barr, HIV, hepatitis B virus (EP 185 573), the virus of the pseudo-rabies, "syncitia-forming virus", other viruses or peptides tumor-specific antigenic agents (EP 259,212).
Preferably, the nucleic acid also comprises sequences allowing the expression of the gene of therapeutic interest and / or the coding gene for the antigenic peptide in the desired cell or organ. These may be sequences that are naturally responsible for the expression of the gene considered when these sequences are likely to work in the infected cell. he can also sequences of different origin (responsible for the expression other proteins, or even synthetic). In particular, it can be sequences promoters of eukaryotic or viral genes. For example, it may be sequences promoters from the genome of the cell that we want to infect. Similarly, he can these are promoter sequences derived from the genome of a virus. In this respect, can mention, for example, the promoters of the genes EIA, MLP, CMV, RSV, etc.
outraged, these expression sequences can be modified by addition of sequences activation, regulation, etc ... It can also be a promoter, inducible or repressible.
On the other hand, the nucleic acid may also comprise, in particular upstream of the gene of therapeutic interest, a signal sequence directing the product therapeutically synthesized in the secretory pathways of the target cell.
This sequence signal may be the natural signal sequence of the therapeutic product, but he can also be any other functional signal sequence, or a sequence artificial signal. The nucleic acid may also include a sequence signal directing the synthesized therapeutic product to a particular compartment of the cell.
The compositions according to the invention may also comprise one or more adjuvants capable of associating with transfectant / acid complex complexes nucleic and to improve the transfecting power. In another mode of implementation work, the The present invention thus relates to compositions comprising an acid nucleic acid, a transfecting compound as defined above and at least one adjuvant able to to associate with the transfectant / nucleic acid complexes and to improve the transfectant capacity. The presence of this type of adjuvant (lipids, peptides, protein or polymers for example) can advantageously make it possible to increase the power transfecting compounds. In this context, the compositions of the invention can include as an adjuvant, one or more neutral lipids, which have in particular the property of forming lipid aggregates. The term aggregate lipid is a generic term that includes liposomes of all types that time unilamellar and multilamellar cells) as well as micelles or aggregates more amorphous.
More preferentially, the neutral lipids used in the context of the present The invention is lipids with two fatty chains. In particular advantageous, natural or synthetic zwitterionic lipids are used or without ionic charge under physiological conditions. They can to be chosen more particularly from dioleoylphosphatidylethanolamine (DOPE), oleoylpalmitoylphosphatidylethanolamine (POPE), distearoyl, -palmitoyl, -mirystoylphosphatidylethanolamines and their N-methylated derivatives 1 to 3 times, phosphatidylglycerols, diacylglycerols, glycosyldiacylglycerols, cerebrosides (such as galactocerebrosides), sphingolipids (such sphingomyelins) or asialogangliosides (such as especially asialoGM1 and GM2). Advantageously, the adjuvants lipid used in the context of the present invention are chosen from DOPE, DOPC
where the cholesterol.
These different lipids can be obtained either by synthesis or by extraction from organs (eg the brain) or eggs, by techniques classics well known to those skilled in the art. In particular, the extraction of lipids can be achieved by means of organic solvents (see also Lehninger, Biochemistry).
Preferably, the compositions of the invention comprise from 0.01 to 20 adjuvant equivalents for one nucleic acid equivalent in mol / mol and, more preferably, from 0.5 to 5 molar equivalents.
According to another alternative, the adjuvants mentioned above improve the transfecting power of the compositions according to the present invention, especially peptides, proteins or certain polymers such as polyethylene glycol, can be conjugated to the transfecting compounds according to the invention, and not simply mixed. In this case, they are covalently linked either to the substituent X in the general formula (I), ie at the end of the alkyl chain (s) Ri and / or R2 when these are fatty aliphatic chains. he is also advantageous to use as adjuvant, polyethylene glycol so bound covalently cholesterol (chol-PEG). Indeed, when the latter is conjugated to the compounds transfectants according to the present invention, it makes it possible to obtain particles of sizes reduced, and thus avoid their aggregation and increase the half-time life of particles in the bloodstream. The amount of transfectant example DT-3TU used according to the present invention is such that the particles have sizes less than 500nm. Preferably, the amount of transfectant, such as DT-used is at least 40nmol of DT-3TU lipids / g of DNA (see Examples 11, 13, and 14, below).
According to a particularly advantageous embodiment, the compositions according to the present invention further include a targeting element allowing to guide the transfer of the nucleic acid. This targeting element can be a extracellular targeting element to guide the transfer of acid nucleic to certain cell types or desired tissues (cells tumors, hepatic cells, hematopoietic cells ...). he can also an intracellular targeting element to guide the transfer of acid nucleic acid towards certain privileged cellular compartments (mitochondria, core etc ...). The targeting element can be mixed with the transfectant compounds according to the invention and the nucleic acids, and in this case the targeting element is of covalently bonded to a fatty alkyl chain (at least 10 carbon atoms).
carbon) or polyethylene glycol. According to another alternative, the element of targeting is covalently bound to the transfecting compound according to the invention, either at level of the substituent X, either on the spacer Y, or else on the end of R1 and / or when these represent fatty aliphatic chains. Finally, the element of targeting can also be linked to the nucleic acid as has been specified previously.
Among the targeting elements that can be used in the context of the invention, can include sugars, peptides, proteins, oligonucleotides, lipids, neuromediators, hormones, vitamins or their derivatives.
Preferably, he These are sugars, peptides, vitamins or proteins such as example of antibodies or antibody fragments, cellular receptor ligands or some fragments thereof, receptors or fragments of receptors.
By for example, they may be growth factor receptor ligands, receptors for cytokines, cell-type lectins, receivers folate, or RGD-sequence ligands with affinity for adhesion proteins like integrins. We can also mention the receivers transferrin, HDL and LDL, or the folate transporter. The element of targeting can also be a sugar to target lectins such that asialoglycoprotein or syalide receptors such as Sialyl Lewis X, or still an antibody Fab fragment, or a single chain antibody (ScFv).
The subject of the invention is also the use of the transfectant compounds such as defined above for the transfer of nucleic acids into cells in vitro, in vivo or ex vivo. More specifically, the subject of the present invention is the use of transfecting compounds according to the invention for the preparation of a medicament destined to treat diseases, especially diseases that result from deficiency in one protein or nucleic product. The polynucleotide contained in said drug code said protein or nucleic product, or constitutes said product nucleic, able to correct said diseases in vivo or ex vivo.
For in vivo uses, for example in therapy or for the study of gene regulation or the creation of animal models of pathologies, the compositions according to the invention may be formulated for administration by topical, cutaneous, oral, rectal, vaginal, parenteral, intranasal, intravenous, Intramuscular, subcutaneous, intraocular, transdermal, intratracheal, intraperitoneally, etc. Preferably, the compositions of the invention contain a a pharmaceutically acceptable carrier for an injectable formulation, especially for direct injection into the desired organ, or for a administration by topical route (on skin and / or mucosa). It may be particularly solutions Sterile, isotonic, or dry compositions, especially freeze-dried, who by addition of sterilized water or physiological saline as appropriate the constitution of injectable solutions. The doses of nucleic acids used for injection and the number of administrations can be adapted function of different parameters, especially depending on the mode of administration used, The pathology, the gene to be expressed, or the duration of the treatment sought. With regard more particularly to the mode of administration, he can be a direct injection into the tissues, for example at the level of tumors, either an injection into the circulatory pathways or a treatment of cells in culture followed by their reimplantation in vivo, by injection or graft. The tissues In the context of the present invention are, for example, muscles, the skin, brain, lungs, liver, spleen, bone marrow, thymus, the heart, lymph, blood, bones, cartilage, pancreas, kidneys, bladder, the stomach, intestines, testes, ovaries, rectum, nervous system, eyes, glands, connective tissues, etc ...
Another subject of the present invention concerns a transfer method nucleic acids in the cells comprising the steps of:
(1) contacting the nucleic acid with a transfecting compound according to the the present invention to form a complex, and (2) contacting the cells with the complex formed in (1).
The invention further relates to a method of treating the human body or animal comprising the following steps:
(1) contacting the nucleic acid with a transfecting compound according to the the present invention to form a complex, and (2) bringing the cells of the human or animal body into contact with the complex form in 1).
The contacting of the cells with the complex can be carried out by incubation of the cells with said complex (for in vitro or ex vivo), injection of the complex into an organism (for vivo). On the one in general, the amount of nucleic acid to be administered depend on very many factors such as, for example, the disease to be treated or prevent, nature of the nucleic acid, promoter strength, biological activity of product expressed by the nucleic acid, the physical condition of the individual or the animal (weight, age, etc.), the method of administration and the type of formulation.
In In general, the incubation is preferably carried out in the presence of, for example, 0.01 to 1000 g of nucleic acid for 106 cells. For in vivo administration, of the nucleic acid doses ranging from 0.01 to 50 mg may for example be used.
The administration can be carried out in single dose or repeated by interval.
In the case where the compositions of the invention additionally contain one or several adjuvants as defined above, the adjuvant (s) are previously mixed with the transfecting compound according to the invention and / or acid nucleic. Alternatively, the adjuvant (s) may be administered prior to administration of the nucleolipid complexes.
According to another advantageous alternative, the tissues can be subjected to a chemical or physical treatment to improve transfection. In the case physical treatment, it can use electrical impulses as in the case of electrotransfer, or mechanical fears as in the case of the sodoporation.
The present invention thus provides a particularly advantageous method for the transfer of nucleic acids in vivo, in particular for the treatment of diseases, including the in vivo or in vitro administration of a nucleic acid encoding for a protein or can be transcribed into a nucleic acid capable of correct said disease, said nucleic acid being associated with a transfectant compound according to the invention under the conditions defined above.
The transfectant compounds of the invention are particularly useful for the transfer of nucleic acids into primary cells or into lines established. he may be fibroblastic, muscle, nerve cells (neurons, astrocytes, glial cells), hepatic, hematopoietic (lymphocytes, CD34, dendritic, etc ...), epithelial etc ..., in differentiated or pluripotent form (Precursors).
Another object of the present invention is also to provide kits for which comprise one or more transfectant compounds according to the invention and / or their mixtures. Such kits may be in the form of a packaging compartmented to receive different containers such as for example of the bulbs or tubes. Each of these containers includes the different items necessary to perform the transfection, individually or mixed: by example a transfectant compound (s) according to the invention, one or more acid (s) nucleic (s), adjuvant (s), cells, etc.
In addition to the foregoing, the present invention also includes other features and benefits that will emerge from the examples and figures that follow, and which must be considered as illustrating the invention without limit the scope. In particular, the applicant proposes a non-limiting protocol procedure as well as reaction intermediates that could be implemented to prepare the transfecting compounds according to the invention. Of course, he is at the the scope of the art to draw inspiration from this protocol or products intermediate to develop similar processes to lead to these same compounds.
ABBREVIATIONS USED
BET: ethidium bromide DCC: dicyclohexylcarbodiimide DPPC: 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine DTTU: 3- (2- [3- [2- (3- [2- (3- (diterradecylcarbamoyl) propionylamino] ethyl-thio]
ureido) ethyl] thioureido-ethyl-1-methylthiourea.
In the case where the DTTU molecule contains 3 thioureas, it will be designated DT-3TU, 4 thiourea DT-4TU, and so on.
EPC: La-phosphatidylcholine 95% (egg) PyBOP: benzotriazol-1-yloxytripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate TBE: tris-borate-EDTA
TFA: trifluoroacetic acid THF: tetrahydrofulan LEGENDS OF FIGURES
Figure 1: Evolution of the fluorescence rate (in%) according to the quantity of EPC / DT-3TU mixture (in nmoles) per g of nucleic acid and depending on the amount of EPC alone (in nmoles) per g of nucleic acid (control mixture).
Figure 2: Evolution of the fluorescence rate (in%) according to the quantity of DPPC / DT-3TU mixture (in nmoles) per g of nucleic acid and depending on the quantity of DPPC alone (in nmoles) per gg of nucleic acid (control mixture).
Figure 3: Agarose gel (0.8% / TBE) showing compaction of the plasmid pXL3031 (g) as a function of the amount of EPC / DT-3TU liposome (in nmoles) used.
Figure 4: Zeta potential (in mV) corresponding to the surface potential of liposomes DPPC / DT-3TU-DNA as a function of the amount of lipid (nmoles) per g of acid nucleic.
Figure 5: Efficacy of in vitro transfection of HeLa cells by complex formed between DNA and DT-3TU / DPPC liposomes (1: 2) at different ratios lipid / DNA in nmoles / g, with or without serum.
The y-axis represents the expression of luciferase in RLU / g of protein.
The x-axis indicates the amount of DT-3TU (in mnoles) per g of DNA.
Figure 6: Protein level (in absorbance) of untreated HeLa cells or treated with EPC + DT-3TU / DNA liposomes at different lipid / DNA ratios n voles / g.
Figure 7: Agarose gel (0.8% / TBE) showing the compaction of the plasmid pXL3031 (pg) as a function of the amount of DT-3TU / DPPC nanoemulsion (in nmoles) used.
Figure 8: Agarose gel (0.8% / TBE) showing the compaction of the plasmid pXL3031 (pg) as a function of the amount of nanoemulsion DT-3TU / DPPC / Chol-PEG (in nmoles) used.
Figure 9: Evolution of the percentage of compacted DNA according to the quantity of DT-4TU / DPPC mixture (in nmoles) per g of nucleic acid compared with different amounts of the DT-3TU / DPPC mixture (in nmoles) per μg of acid nucleic.
Figure 10: Agarose gel (0.8% / TBE) showing the protection of the plasmid pXL3031 (pg) by the mixture of DT-3TU / DPPC lipids vis-à-vis DNases. The control DNA
in presence of DNases was deposited in well 2, DNA in the presence of 30, 40 nmol of lipid / μg DNA and 40nmol / μg + 6% chol-PEG treated with DNase were summer deposited in wells 3,4 and 5 respectively.
Figure 11: Agarose gel (0.8% / TBE) showing the protection of the plasmid pXL3031 (pg) by the mixture of DT-3TU / DPPC lipids vis-à-vis the serum. Well 1 corresponds to DNA alone, wells 2, and 3 to DNA alone and in the presence of 40nmol /. boy Wut of nanoemulsions of DT-3TU / DPPC in 150mM NaCl and then in 20% serum (well 4 and 5) and in 100% serum (wells 6 and 7).
Figure 12: In Vivo Transfection Efficiency in Muscle by Complexes trained between DNA and liposomes DT-3TU / DPPC, at different lipid / DNA ratios nmoles / μg with and without electrotransfer (e- / e +).
Figure 13: In Vivo Biodistribution in Mice of DT3TU / DPPC / DOPE-complexes Rh / DNA after 30 min, 1h and 6h in the blood, lungs and system RES.
This figure shows the stealthiness of these particles: 50% of complex have been found after 30 minutes in the bloodstream.
EXAMPLES
The usual reagents and catalysts such as triethylamine, acid trifluoroacetic acid, p-toluene sulphonic acid, hexafluorophosphate benzotriazol-1-yloxytripyrrolidinophosphonium (PyBOP), dicylclohexylcarbodiimide (DCC), carbon disulfide, tetradecylamine, di-tert-butyl dicarbonate, 4-dimethylaminopyridine or diisopropylethylamine are available commercially.
Proton Nuclear Magnetic Resonance spectra (1H NMR) have been recorded on 300, 400 and 600 MHz Bruker spectrometers. Travel are expressed in ppm (parts per million) and the multiplicities per the usual abbreviations.
In all the following, the nucleic acid used is the plasmid pXL3031 described 20 in Gene Therapy (1999) 6, pp. 1482-1488, which contains the gene read coding for luciferase under the control of the P / E CMV promoter of cytomegalovirus.
This plasmid is shown in FIG. 7. Its size is 3671 bp. The solution of used plasmid is diluted to 1.262 g / l in water for preparation injectable.
EXAMPLE 1 Synthesis of the DT-3TU
3- (2- [3- [2- (3- {2- [3- (diterradecylcarbamoyl) propionylamino] ethyl ureido) ethyl] thioureido ~ ethyl) -1-methylthiourea or DT-3TU is according to the formula (I), in which:
X = -CH3;
m = 2;
HR;
n = 3;
.e = 0;
Y = NH-CO-CH2-CH2, and L = -N (RI) R2 where R1 = R2 = C14H29 =
a) Synthesis of ditetradecylamide (1) In a flask equipped with a magnetic stirrer connected to a receiving flask containing a drying agent (P205) are mixed with 131.6 mmol of acid tetradecanoic acid (30 g) and 140.5 mmol of tetradecylamine (30 g). The mixture The reaction is then heated for 4 hours at 170 ° C. under reduced pressure.
(50 min Hg). The crude is then solubilized in THF (700 ml;
for help to solubilize) then add 4 equivalents of Amberlyst-15TM resin (8 boy Wut) to fix the excess amine. After stirring for 20 minutes, the solution is filtered then the filtrate is concentrated to obtain 55.11 g of a white solid (yield:
99%).
1 H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.88 (t, 6H, J = 6.5Hz, -CH3), 1.25 (n, 42H, -CH2-), 1.47 (m, 2H, CO-CH 2 -CH 2), 1.60 (m, 2H, N-CH 2 -CH 2), 2.15 (t, 2H, J = 7.5 Hz, CO 2 CH1), 3.23 (dt, 2H, J = 7 Hz, N-CH2), 5.50 (s, 1H, NH).
13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 14.09 (C14 + C'13), 22.71 (C13 + C'12), 25.90 (C'2), 26.99 ( C3), 29.69 (-CH2-), 31.96 (C12 + C11), 36.97 (C'1), 39.56 (C1), 160 (CO).
b) Synthesis of ditetradecylamine (2) In a flask equipped with a condenser and a desiccant tube, dissolve 47 mmol of ditetradecylamide (20 g) in 700 ml of anhydrous THF under nitrogen. We the mixture is cooled to 0 ° C. and then 89 mmol of lithium hydride is added aluminum LiAIH4 (3.4 g). After addition, the mixture is then heated to reflux during 5 hours under vigorous agitation. When the reaction is complete, the mixture is cooled to 0 C to perform the hydrolysis by successive addition of 3.4 ml of water, 6.8 ml 2N sodium hydroxide and 3.4 ml of water. After an hour of agitation at room temperature, the crude reaction product is filtered on BuchnerTM and filtrate is concentrated. The product obtained is then purified on 1.5 equivalents of resin (15 g) in 300 ml of THF with stirring for 30 minutes. The resin is filtered to be redissolved in 300 ml of THF with addition of 2 equivalents of triethylamine (19.2m1). After stirring for 30 minutes, the solution is filtered and the filtrate is concentrated to obtain 17.72 g of a white solid (yield: 92%).
1H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.87 (t, 6H, J = 6.5Hz, -CH3), 1.25 (m, 44H, -CII2-), 1.46 (in, 4H, N-CH 2 -CH 2), 2.58 (t, 4H, J = 7 Hz, N-CH 2).
13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 14.06 (C14), 22.69 (C13), 27.48 (C3), 28.29 (C2), 29,69 (C4-C1i), 31.96 (C12), 50.15 (C1).
c) Synthesis of N, N-ditetradecylsuccinamic Acid (3) In a flask are added successively in 125 ml of dichloromethane, 12.65 mmol of succinic anhydride (1.266 g), 12.65 nunol of 4-dimethyl-aminopyridine (1.546 g) and 10.75 nunol of ditetradecylamine (4.407 g). The mixed The reaction mixture is stirred for 18 hours at room temperature. The reaction completed extraction is carried out with dichloromethane and hydrochloric acid (1N).
The organic phase is then washed with brine and dried over sodium sulfate.
magnesium, filtered and concentrated to give 4.21 g of product (3) (yield:
66%).
H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.85 (t, 6H, J = 6.3 Hz, -CH3), 1.23 (m, 44H, -CH2-), 1.48 (m, 4H, N-CH 2 -CH 2), 2.64 (s, 4H, CO-CH 2 -CH 2 -CO), 3.22 (br, 4H, N-CH 2).
13C NMR (CDCl3): δ (pprn) 14.08 (C14), 22.69 (C13), 27.74 (C3) 1 28.10 (CO-CH2) CH2-CO), 28.92 (C2), 29.67 (C4-C11), 30.07 (CO-CH2-CH2-CO), 31.95 (C12), 46.21 and 47.98 (C1), 4171.46 (CO-NH (C14H29) 2), 173.14 (NH-CO).
27a d) Synthesis of tert-butyl ester of 2-aminoethylcarbamic acid (4) 18.6 nu-nols of di-tert-butyl dicarbonate (4 g) are added dropwise to 102.83 mmol of ethylene diamine (6.17 g) in solution in chloroform (20 ml) under nitrogen. The reaction mixture is then stirred for 18 hours at temperature i room. Once the reaction is complete, the solution is concentrated. oil resulting dissolved in dichloromethane is washed with a saturated aqueous solution in sodium carbonate. Then the organic phase is dried over sodium sulphate magnesium, filtered and concentrated. The crude product is purified by flash chromatography (dichloromethane / methanol 9: 1). 2.38 g of product are thus obtained (4) (yield:
80%).
1H NMR (CDCl3): δ (ppm) 1.40 (s, 9H, (CH3) 3), 1.52 (s, 2H, NH2), 2.59 (t, 2H, J = 5.9 Hz, N-CH 2), 3.12 (q, 2H, 4J = 5.4 Hz, NHBoc-CH 2), 5.1 (s, 1H, NHBoc) 13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 28.15 (CH3) 3, 41.67 (CH2-NHBoc), 43.46 (CH2-NH2), 78.31 (C- (CH 3) 3, 156.21 (C = O).
e) Synthesis of the tert-butyl ester of 2- [3- (diterradecylcarbamoyl) -propionylamino] ethylcarbamic (5) 8.841 nmol of PyBOP (4.601 g), 9.72 mmol of the amine (4) obtained in the previous step (1.558 g) and 24.31 mmol of diisopropylethylamine (4.24 ml) to a solution of 8.84 mmol of the acid (3) got previously (4.5 g) in 88 ml of dichloromethane. The solution is then agitated for 4 hours at room temperature. At the end of the reaction, the mixture reaction is filtered and the product is purified by flash chromatography (Heptane / ethyl acetate of ethyl 5: 5 then heptane / ethyl acetate 2: 8). 3.79 g of the ester (5) (yield: 66%).
1H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.87 (t, 6H, J = 6.6Hz, -CH3), 1.25 (m, 44H, -CH2-), 1.43 (s, 9H, (CH 3) 3) 1.48 (m, 4H, N-CH 2 -CH 2), 2.56 (t, 2H, J = 6.7 Hz, CH 2 O);
2.69 (t, 2H, J = 6.2 Hz, CH24), 3.28 (m, 4H, N-CH2), 3.3 (m, 4H, CH21 + CH2).
13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 14.07 (C14), 22.56 (C13), 26.99 (CH3) 3, 27.73.
(C-3), 28.29 (C'2), 28.59 (C-2), 29.27 (C-4-C-11), 29.55 (C-3), 31.41 (C C "12) 39.85 (C2), 40.39 (Ci), 46.21 and 47.98 (C-1), 78.77 (C (IV) -Boc), 156.33 (CO-Boc), 171.46 (CO-NH (C14H29) 2), 173.14 (C'1).
f) Synthesis of 2- [3- (diterradecylcarbamoyl) propionylamino] ethylamine (6) To 2.44 mmol of the ester (5) obtained in the previous step (1.59 g) is added 12.2 mmol of distilled TFA (0.94 ml). After two hours, the reaction is total.
The product is co-evaporated twice with cyclohexane on a rotary evaporator.
cold.
The yield is quantitative.
1 H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.91 (t, 6H, J = 6.6Hz, -CH3), 1.29 (m, 44H, -CH2-), 1.51 (m, 4H, N-CH 2 -CH 2), 2.59 (t, 2H, J = 6.7 Hz, H 3), 2.71 (t, 2H, J = 6.2 Hz, H'3) 3.29 (m, 4H, N-CH 2), 3.31 (m, 4H, H 1, H 2).
13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 14.00 (C-14), 22.67 (C-13), 27.35 (C-3), 27.95.
(C'2), 28.53 (C2), 29.65 (C-4-C-11), 30.70 (C-3), 31.94 (C-12), 37.83 (C2), 40.08.
(C2), 47.85 and 49.42 (C-1), 171.72 (CO-NH (C14H29) 2), 173.26 (C'1).
g) Synthesis of ((1,1-dimethylethoxycarbonyl) amino) ethylisothiocyanate (7) In a flask, 43.69 minol of DCC (9.015 g) are successively added, 297.9 mmol of carbon disulfide (17.9 ml) in 27.5 ml of THF. The mixture is cooled to -7 C with a bath of ice and ammonium chloride NH4Cl (4/1).
We the previously obtained amine (4) (43.69 mmol) is then added dropwise boy Wut) dissolved in 20.5 ml of anhydrous THF for 30 minutes. We leave the mixture return to room temperature and stir for 21 hours. After evaporation, diethyl ether is added to precipitate the dicyclohexylurea formed. The solution is filtered, the filtrate is concentrated and then purified by chromatography flash (heptane / ethyl acetate 80:20) to give 6.357 g of product (7) wish (yield: 72%).
1H NMR (CDCl3): δ (ppm) 1.38 (s, 9H, (CH3) 3), 3.31 (q, 2H, 4J = 5.8 Hz, NHBoc-CH2), 3.59 (t, 2H, J = 5.6 Hz, S = C N-CH2), 5.16 (s, 1H, NHBoc) 13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 28.54 ((CH3) 3), 41.03 (CH2-NHBoc), 45.53 (CH2-N = C = S), 79.71 (C- (CH3) 3, 132.72 (C = S), 156.21 (C = O).
h) Synthesis of the tert-butyl ester of 2- (3- ~ 2- [3- (diterradecyl) carbamoyl) propionylamino] ethyl 4hioureido) ethyl carbamic acid (8) To 2.44 mmol of the amine (6) previously obtained (1.62 g) is added directly 9.76 mmol triethylamine (1.36 ml) and allowed to shake for minutes. 24.4 ml of dichloromethane and 2.92 mmol of the isothiocyanate (7) obtained in the previous step (0.59 g). The mixture reaction is Stirred at room temperature for 12 hours. The mixture is then evaporated then purified by flash chromatography (ethyl acetate / heptane 6: 4 and then 100%
acetate ethyl). 1.343 g of the desired ester (8) are thus obtained (yield: 73 %).
1H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.67 (t, 6H, J = 6.4Hz, -CH3), 1.05 (m, 44H, -CH2-), 1.26 (s, 9H, CH3) 3), 1.35 (m, 4H, N-CH2-CH2), 2.31 (m, 2H, H3'3), 2.49 (m, 2H, H3'3), 3.06 (m, 4H, N-CH2), 3.11 (m, 4H, H1, H2), 3.47 (m, 4H, H2, H-1), 7.14 (2H, H thiourea).
13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 13.95 (C414), 22.57 (C4-13), 26.92 ((CH3) 3), 27.07 (4'C3), 27.78 (C3'2), 28.39 (C4'2), 28.82 (C3'3), 29.55 (C4'4-C4 '11), 31.83 (C4 '12), 39.45 (C-2), 43.63 (C2 and C-1), 46.39 and 48.16 (C4'1), 79.24 (C (IV) -Boc), 156.53 (CO-Boc), 171.72 (CO-NH (C14H29) 2), 173.71 (C3'1), 182.97 (C = S).
i) Synthesis of 2- (3- [2- [3- (diterradecylcarbamoyl) propionylamino] ethyl ~ -thioureido) ethyl amine (9) 1.98 mmol of the product (8) obtained in the previous step (1.5 g) is added 9.86 mmol of distilled TFA (0.76 ml). After 3 hours, the reaction is total. The The product is co-evaporated twice with cyclohexane on a rotary evaporator.
cold. The yield is quantitative.
1H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.67 (t, 6H, J = 6.4Hz, -CH3), 1.05 (m, 44H, -CH2-), 1.26 (s, 9H, CH3) 3), 1.31 (m, 4H, N-CH2-CH2), 2.31 (m, 2H, H3'3), 2.49 (m, 2H, H3'3), 3.06 (m, 4H, N-CH2), 3.11 (m, 4H, H1, H-2), 3.44 (m, 4H, H2, H-1), 7.10, (2H, thiourea).
13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 13.85 (C4'14), 22.49 (C4'13), 27.01 (C4'3), 27.72 (C3'2) 28.29 (C4'2), 28.79 (C3'3), 29.49 (C4'4-C4'11), 31.77 (C4'12), 39.42 (C-2), 43.75 (C2 and C "1), 46.29 and 48.09 (C4 '1), 171.72 (CO-NH (C14H29) 2), 173.71 (C3' 1), 182.97 (C = S).
j) Synthesis of the tert-butyl ester of 2- ~ 3- [2- (3- ~ 2- [3-(ditétradécyl-carbamoyl) propionylamino] ethyl ~ thioureido) ethyl] thioureido Whyl carbamic acid (10) To 1.98 inmol of the amine (9) obtained in the previous step (1.47 g) is added directly 7.92 mmol of triethylamine (1.1 ml) and allowed to shake for minutes. 19.8 ml of dichloromethane and 2.38 mmol of the previously obtained isothiocyanate (7) (0.461 g) and allowed to react to temperature stirring for 12 hours. The mixture is then evaporated and purified by flash chromatography (ethyl acetate / heptane 6: 4 then acetate ethyl / methanol 98: 2). 1.136 g of the desired product (10) is obtained (yield:
67%).
1H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.74 (t, 6H, J = 6.6Hz, -CH3), 1.12 (m, 44H, -CH2-) 1 1.30 (s, 9H, CH3) 3), 1.45 (m, 4H, N-CH2-CH2), 2.41 (m, 2H, H5'2), 2.58 (m, 2H, H5'2), 3.12 (m, 4H, N-CH2), 3.25 (m, 4H, H1, H4'2), 3.56 (m, 8H, H2, H "1, H" 2) , H4 '1), 7.14 (4H, thiourea).
13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 14.06 (C6'14), 22.57 (C6'13), 27.11 (C6'3), 26.93 ((CH3) 3), 27.79 (C5'2), 28.38 (C6'2), 28.81 (C5'3), 29.56 (C6'4-C6'11), 31.83 (C6'12), 39.55 (C4'2), 43.66 (C2, C-1, C-2, C4'1), 46.49 and 48.23 (C6'1), 79.28 (C (IV) -Boc), 156.61 (CO-Boc), 171.96 (CO-NH (C14H29) 2), 173.72 (C5 '1), 182.93 (C = S).
k) Synthesis of 2- [3- [2- (3- [2- (3- (diterradecylcarbamoyl) propionylamino] -ethyl ~ thioureido) ethyl] thioureidoethylamine (11) To 1.15 mmol of the product (10) obtained in the previous step (1 g) is added 5.84 mmol of distilled TFA (0.45 ml). After 3 hours, the reaction is total. The The product is co-evaporated twice with cyclohexane on a rotary evaporator.
cold. The yield is quantitative.
1H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.85 (t, 6H, J = 6.6Hz, -CH3), 1.25 (m, 40H, -CH2-), 1.48 (m, 4H, N-CH2-CH2), 1.52 (m, 4H, N-CH2-CH2-CH2), 2.65 (m, 2H, H5'2), 2.77 (m, 2H, H5'3), 3.26 (m, 4H, N-CH2), 3.43 (m, 4H, H1, H4'2), 3.85 (m, 8H, H2, H "1, H₂, H4₁), 7.44 (4H, thiourea).
13C NMR (CDCl3): b (ppm) 14.05 (C6 14), 22.68 (C6'13), 27.05 (C6'3), 27.58 (C5'2) 28.71 (C6'2), 29.36 (C5'3), 29.67 (C6 4-C6'11), 31.94 (C6'12), 40.49 (C5'1), 43.49 (C has of C = S), 47.40 and 49.07 (C6'1), 172.16 (CO-NH (C14H29) 2), 174.00 (NH-CO), 182.73 (C = S).
1) Synthesis of the DT-3TU (12) 0.28 mmol of the amine (11) obtained in the previous step (0.24 g) is added directly 1.12 mmol of triethylamine (0.16 ml) and allowed to shake for minutes. 2.8 ml of dichloromethane and 0.34 mmol of methylisothiocyanate (0.024 g) and allowed to react at room temperature under stirring for 12 hours. The mixture is then evaporated and then purified by HPLC
(High Performance Liquid Chromatography) on a C4 column with gradient following: initially a mixture water / methanol 95: 5 until 100% of methanol. The obtained product is again purified on a small column of silica (acetate 80:20 ethyl / heptane and then 100% ethyl acetate). We thus obtain 118 mg of DTTU (yield: 51%).
1H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.86 (t, 6H, J = 6.7Hz, -CH3), 1.24 (m, 40H, -CH2-), 1.44 (m, 4H, N-CH 2 -CH 2), 1.54 (m, 4H, N-CH 2 -CH 2 -CH 2), 2.52 (m, 2H, H 6 '2), 2.67 (m, 2H, H6'2), 3.05 (m, 3H, -CH3 terminal), 3.21 (m, 4H, N-CH2), 3.32 (m, 2H, H5'2) 3.75 (m, 10H, H '1, H 2, H 3' 1, H 3 '2, H 5' 1), 7.14 (6H, thiourea H).
13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 14.09 (C7'14), 22.69 (C7'13), 27.24 (C7'3), 27.89 (C6'2) 28.87 (C7'2), 29.38 (C6'3), 29.67 (C7'4-C7'11), 31.26 (terminal CH3), 31.94 (C7'12) 39.71 (C5'2), 43.63 (C'1, C'2, C3'1, C3'2, C-1), 46.67 and 48.40 (C7'1), 172.16 (CO-NH (C14H29) 2), 174.00 (C6'1), 182.73 (C = S).
EXAMPLE 2 Synthesis of the DT-4TU
DT-4TU or 3- (2- {3- [2- (3- {2- [3- (2- {3- [diterradecylcarbamoyl]]
propionylamino} -ethyl) -thioureido] -ethyl} -thioureido) -ethyl] -thioureido } -ethyl) -1-methylthiourea. The DT-4TU is according to the general formula (I), in which:
X = -CH3; m = 2; R = H; n = 4; -8 = 0; Y = NH-CO-CH2-CH2; and L = -N (RI) R2 where Ri =
R2 = C14H29 =
To synthesize the DT-4TU, the same will be done from the amine (11).
a) Synthesis of the t-butyl ester of 2 {3- {2- [3 e - {3- [2- (3-(ditétradécyl-carbamoyl) propionylamino) -ethyl] thioureido} -ethyl) -thioureido] -ethyl}
thioureido) -ethyl carbamic (13) sso , Al / N \ j4 ^ 3 3 / I {1 '\ N
\ 1 /% 4 ~~} IN 1 ~ N 1 N, - N
17 II 15 17 I 71 II 9 rl T rl 5 II -0 s 0 To the amine (11) (0.8 g, 92 mmol) was added triethylamine (0.643 ml, 4.6 mmol) and allowed to stir for 15 minutes. Then CH2Cl2 (9.2 mL) is added. We then add the isothiocyanate (7) (0.224 g, 1.104 mmol) and allow react to stirring for 20h. The mixture is then evaporated and then purified by chromatography (ethyl acetate / heptane 8: 2 then ethyl acetate / methanol 90: 10); 252 mg of the desired product are obtained (yield: 46%).
1H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.86 (t, 6H, J = 6Hz, H-14 '), 1.25 (m, 44H, H-4'-H-11 '), 1.42 (s, 9H, CH3) 3), 1.45 (m, 4H, H-2'), 2.55 (m, 2H, H-2), 2.69 (m, 2H, H-3), 3.22 (m, 4H, H-1 '), 3.31 (1n, 4H, H-5 and H-15), 3.74 (m, 12H, H-6, H-8, H-9). , H-H-12, H-14), 7.31 (6H, thiourea).
13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 14.06 (C-14 '), 22.66 (C-13'), 27.21 (C-3 '), 27.88 (C-2) 28.50 ((CH 3) 3), 28.87 (C-2 '), 29.64 (C-4'-C-11'), 31.27 (C-3), 31.92 (C 12 '), 39.639 (C-5), 40.44 (C-13), 43.73 (C-6, C-8, C-9, C-11, C-12, C-14), 46, 64 and 48, 38 (C-l '), 79.10 (C-17), 156.63 (C-16), 172.35 (C-1), 174.04 (C-4), 182.65 (C-7, C-10, C-13).
b) Synthesis of 2- (3- {2- [3- (2- {3- [2- (3- (diterradecyl-carbamoyl)) propionylamino) ethyl] -thioureido} ethyl) -thioureido] ethyl} -thioureido) -ethyl amine (14) s H Fi s O
CF3000- H, N '' ~ HH 1119'N ~~ HH 6 N 4 az r 'N
s O
To the amine boc (13) obtained in the previous step (0.22 g, 0.23 mmol) is added distilled TFA (0.142 ml, 1.84 mmol). After 6 hours, the reaction is total. The The product is co-evaporated twice with cyclohexane on a rotary evaporator.
cold and put in dessicator on soda tablets for the night. The yield is quantitative.
1H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.74 (t, 6H, J = 6.6Hz, H-14 '), 1.12 (m, 44H, H-4'-H).
11 '), 1.45 (m, 4H, H-2'), 2.41 (m, 2H, H-2), 2.58 (m, 2H, H-3), 3.12 (m, 4H, H-l '), 3.25 (m, 4H, H-5 and H-15), 3.56 (m, 12H, H-6, H-8, H-9, H-11, H-12, H-14), 7.14 (6H, thiourea H).
13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 14.06 (C-14 '), 22.57 (C-13'), 27.11 (C-3 '), 27.79 (C-2) 28.38 (C-2 '), 28.81 (C-4'-C-1), 29.56 (C-3), 31.83 (C-12'), 39.55 (C), -5, C-9), 43.66 (C-6, C-8, C-9, C-11, C-12, C-14), 46.49 and 48.23 (C-1 '), 171.96 (C-1), 173 72 (C-4), 182.93 (C-7, C-10, C-13).
c) Synthesis of 3- (2- {3- [2- (3- {2- [3- (2- {3- [ditertradecylcarbamoyl]) propionylamino} ethyl) -thioureido] ethyl} -thioureido) ethyl]} -thioureido -ethyl) -1-methylthiourea (DT-4TU) (15) n '14' 1ZN 10 5 N 4 3 17 15 HH 11 s HH 5 z ss O
To 0.23 mmol of the amine (14) obtained in the previous step (0.224 g) is added directly 1.38 mmol triethylamine (0.19 ml) and allowed to shake for minutes. 2.3 ml of dichloromethane and 0.46 mmol of methylisothiocyanate (0.034 g) and allowed to react at room temperature under stirring for 12 hours. The mixture is then evaporated and then purified by flash chromatography (100% ethyl acetate and then ethyl acetate / methanol 95: 5).
This gives 109 mg of DT4TU (yield: 51%).
1H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.88 (t, 6H, J = 6.3Hz, H-14 '), 1.26 (m, 44H, H-4'-H-11 '), 1.45 1.45 (m, 4H, H-2'), 1.58 (1n, 4H, H-3 '), 2.57 (m, 2H, H-2), 2, 73 (m, 2H, H-3), 3.03 (m, 3H, H-17), 3.23 (1n, 4H, H-1 '), 3.31 (m, 2H, H-5), 3.73 (m, 14H). , H-6, H-8, H-9, H-11, H-12, H-14, H-15), 7.14 (8H, thiourea).
13C NMR (CDCl3): b (ppm) 14.09 (C-14 '), 22.69 (C-13'), 27.24 (C-3 '), 27.89 (C-2), 28.87 (C-2 '), 29.38 (C-3), 29.67 (C-4'-C-11'), 31.26 (C-17), 31.94 (C-12) '), 39.71 (C-5), 43.63 (C-6, C-8, C-9, C-11, C-12, C-14, C-15), 46.67 and 48.40 (C-1) '), 172.16 (C-1), 174.00 (C-4), 182.73 (C-7, C-10, C-13, C-16).
EXAMPLE 3 Synthesis of DT-2TU Diol The compound 2- (3- ~ 2- [3- (diterradecylcarbaloyl) propionylamino] ethyl thioureido) ethyl] propan-1,2-diol or DT-2TU corresponds to the general formula (I) in which x = HO OH
M = 2;
R = H;
n = 2;
1 = 0;
Y = NH-CO-CH2-CH2; and L = -N (R1) R2 where R1 = R2 = C14H29.
a) Synthesis of 4-isothiocyanatomethyl-2,2-dimethyl- [1,3] dioxalane (16) H_ N - S
'3 H
o ~
In a flask is added successively the DCC (3.146 g, 15.25 mmol), the disulfide of carbon (6.253 mL, 104.005 mmol) in THF (9.6075 mL). The mixture is Cool to -7 C with ice / NH4Cl (4/1). Then add the 2,2-dimethyl-1,2-dioxalane-4-methanamine (2 g, 15.25 mmol) dissolved in THF
anhydrous (7.1675 mL) dropwise for 30 minutes. We leave the mixture return to room temperature and let stir for 21H. After evaporation, one add diethyl ether. We filter, we evaporate and the mixture is chromatography.
1H NMR (CDCl3): δ (ppm) 1.33 and 1.44 (s, 3H, H-5, H-6), 3.57 (dd, 1H, J = 4.8 Hz, J = 14.4 Hz, H-1), 3.69 (dd, 1H, J = 4.9 Hz, J = 14.4 Hz, H-1 '), 3.80 (dd, 1H, J = 5.4 Hz and J = 8.7 Hz, H-3), 4.09 (dd, 1H, J = 6.3 Hz, and J = 8.7 Hz, H-3), 4.28 (m, 1H, H-2).
13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 25.17, 26.77 (C-5, C-6), 47.49 (C-1), 66.55 (C-3), 73.70 (C-2), 110.29 (C-4), 132.76 (N = C = S).
b) Synthesis of 2- (3- ~ 2- [3- (diterradecylcarbamoyl) propionylamino]
ethyl-thioureido) ethyl-4-ylmethyl-2,2-dimethyl- [1,3] dioxalane (17) O
13 11 HuH
NN ~ 6 \ 6 3 2 O 1Z II NN ^ 5 NN
1np s HH 4p To 0.19 mmol of the amine (9) obtained in the previous step (0.146 g) is added directly 0.95 mmol of diisopropylethylamine (0.165 ml) and allowed to shake for 15 minutes. 1.9 ml of dichloromethane and 0.209 are then added.
mmol isothiocyanate (16) (0.027 g) and allowed to react at room temperature under stirring for 12 hours. The mixture is then evaporated and then purified on C8 reverse phase cartridge with a 100% water gradient up 100% acetonitrile.
The product (17) is obtained with a yield of 49%.
11H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.88 (t, 6H, J = 6.3Hz, H-14 '), 1.25 (m, 44H, H-4'-H) 11 '), 1.34 and 1.43 (s, 3H, H-15, H-16), 1.48 (m, 4H, H-2'), 1.56 (m, 4H, H-3 '), 2.52 (m, 2H, H-2), 2.68 (m, 2H, H-3), 3.23 (m, 4H, H-1 '), 3.37 (m, 2H, H-5), 3.73 (m, 8H, H-6, H-8, H-9, H-11), 4.05 (m, 2H, H-13), 4.33 (m, 1H, H-12), 7.14 (4H, H).
thiourea).
13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 14.06 (C-14 '), 22.67 (C-13'), 25.32 (C-3 '), 27.00 and 27.17 (C-15, C-16), 27.80 (C-2), 28.56 (C-2 '), 28.84 (C-3), 29.66 (C-4'), VS-11 '), 31.25 (C-17), 31.92 (C-12 '), 39.78 (C-5), 43.66 (C-6, C-8, C-9), 44.53 (C -11) 46.73 and 47.13 (C-1 '), 66.87 (C-136), 74.62 (C-12), 109.05 (C-14), 172.21 (C-1), 174.14 (C-4), 183.32 (C-7, C-10, C-13, C-16).
c) Synthesis of [2- (3- [2- [3- (diterradecylcarbamoyl) propionylamino] ethyl -thioureido) ethyl] propan-1,2-diol (DT-2TUdiol) (18) H s O
; s ~ z il N`1o / N --- '-NN ^ 5 N 4 3 z N
HO OH s HHO
The protected diol (17) (0.05 g, 0.5 mmol) is dissolved in 1 mL of HCl solution 1N / THF (1/1) at t; the mixture is stirred for 18h. the crude is then extracted with with dichloromethane (2 x 5 ml). The organic phases are collected then neutralized with sodium hydrogen carbonate solution. The phases aqueous are extracted with dichloromethane. The organic phases are collected then dried over magnesium sulphate and then evaporated. The crude is chromatographed sure reverse phase C8 with a 100% water gradient up to 100% acetonitrile. The product (18) is obtained with a yield of 49%.
1111 NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.88 (t, 6H, J = 6.3Hz, H-14 '), 1.26 (m, 44H, H-4'-H) 11 '), 1.43 (m, 4H, H-2'), 1.59 (m, 4H, H-3 '), 1.79 (s, 2H, OH), 2.50 (m, 2H); , H-2) 2.70 (m, 2H, H-3), 3.24 (m, 4H, H-1 '), 3.39 (m, 2H, H-5), 3.72 (m, 6H, H- 6, H-8, H-9), 3.9 (m, 2H, H-11), 4.22 (m, 2H, H-13), 4.58 (m, 1H, H-12), 7.14 (4H, H);
thiourea).
13C NMR (CDCl3): b (ppm) 14.06 (C-14 '), 22.67 (C-13'), 25.32 (C-3 '), 27.80 (C-2) 28.56 (C-2 '), 28.84 (C-3), 29.66 (C-4'-C-11'), 31.25 (C-17), 31.92 (C-12) '), 39.78 (C-5), 43.66 (C-6, C-8, C-9), 45.86 (C-11), 46.73 and 47.13 (C-1 '), 63.54 ( VS-13), 70.97 (C-12), 172.21 (C-1), 174.14 (C-4), 183.32 (C-7, C-10).
EXAMPLE 4 Synthesis of DT-3TU Diol The compound 2- (3- {2- [3 {2- {3- [2 {3 (difechadecyl-carbamoyl) propionylamino) -ethyl]
thioureido} -ethyl) thioui ido] -ethyl} thioureido) -ethyl] -propane-1,2-diol or DT-3TU diol answer to the formula (I) in which x = ~ - <-HO OH
m = 2;
HR;
n-- 3;
$ = 0;
Y = NH-CO-CH2-CH2; and L = -N (RI) R2 where R1 = R2 = C14H29, To synthesize the DT-3TU diol, the same will be done from the amine (11).
a) Synthesis of 2 (3- {2- [3 {2- {3- [2- (3- (diterradecyl) carbamoyl) propionylamino) -ethyl] -thioureido} -ethyl} thioureido] -ethyl} thioureido) -ethyl-4-ylmethyl-2,2-dimethyl [1,3] dioxalane (19) s H 0 NN 1 ~ to N ~~~ NN ^ / N aa 1 N
H0H HHH sz 0 s 190 To 0.19 mmol of the amine (11) obtained in the previous step (0.165 g) is added directly 0.95 mmol of diisopropylethylamine (0.165 ml) and allowed to shake for 15 minutes. 1.9 ml of dichloromethane and 0.209 are then added.
mmol isothiocyanate (16) (0.027 g) and allowed to react at room temperature under stirring for 12 hours. The mixture is then evaporated and then purified on C8 reverse phase cartridge with a 100% water gradient up to 1 00% acetonitrile.
The product (19) is obtained with a yield of 49%.
1H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.88 (t, 6H, J = 6.3Hz, H-14 '), 1.25 (m, 44H, H-4'-H-11 '), 1.34 and 1.43 (s, 3H, H-18, H-19), 1.48 (m, 4H, H-2'), 1.56 (m, 4H, H-3 '), 2.52 (m, 2H, H-2), 2.68 (m, 2H, H-3), 3.23 (in, 4H, H-1 '), 3.37 (m, 2H, H-5), 3.73 (M, 12H, H-6, H-8, H-9, H-11, H-12, H-14), 4.05 (m, 2H, H-16), 4.33 (m, 1H, H- 15) 7.14 (6H, thiourea).
13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 14.06 (C-14 '), 22.67 (C-13'), 25.32 (C-3 '), 27.00 and 27.17 (C-18, C-19), 27.80 (C-2), 28.56 (C-2 '), 28.84 (C-3), 29.66 (C-4'), VS-1l), 31.25 (C-17), 31.92 (C-12 '), 39.78 (C-5), 43.66 (C-6, C-8, C-9, C-11), 44 53 (C-14), 46.73 and 47.13 (C-1 '), 66.87 (C-16), 74.62 (C-15), 109.05 (C-17), 172.21 (C-1), 174.14 (C-4), 183.32 (C-7, C-10, C-13, C-16).
b) Synthesis of 2 (3- {2- [3- (2- {3- [2- (3 (ditertraderyl) trbamoyl) propionylamino) -ethyl] -thioureido} -ethyl) -thioureido] -ethyl} -thioureido) -ethyl] -propane-1,2 diol (DT-3Tudiol) (20) sso 12 HH e II H6 H 3 jj 1 ~
em N 9 HH s 2 H
Ho The protected diol (19) (0.05 g, 0.5 mmol) is dissolved in 1 ml of solution HCl 1N / THF (1/1) at rt; the mixture is stirred for 18h. the crude is then extract with dichloromethane (2x5 ml). The organic phases are collected then neutralized with sodium hydrogen carbonate solution. The phases aqueous are extracted with dichloromethane. The organic phases are collected then dried over magnesium sulphate and then evaporated. The crude is chromatographed sure reverse phase C8 with a 100% water gradient up to 100% acetonitrile. The product (20) is obtained with a yield of 55%.
1H NMR (CDCl3): δ (ppm) 0.88 (t, 6H, J = 6.3Hz, H-14 '), 1.26 (m, 44H, H-4'-H-11 '), 1.43 (m, 4H, H-2'), 1.59 (m, 4H, H-3 '), 1.79 (s, 2H, OH), 2.50 (m, 2H); , H-2) 2.70 (m, 2H, H-3), 3.24 (m, 4H, H-1 '), 3.39 (m, 2H, H-5), 3.72 (m, 1H, 6, H-H-9, H-11, H-12), 3.9 (m, 2H, H-14), 4.22 (m, 2H, H-16), 4.58 (m, 1H, H-15). ) 7.14 (6H, thiourea H).
13C NMR (CDCl3): δ (ppm) 14.06 (C-14 '), 22.67 (C-13'), 25.32 (C-3 '), 27.80 (C
2) 28.56 (C-2 '), 28.84 (C-3), 29.66 (C-4'-C-1'), 31.25 (C-17), 31.92 (C); -12 '), 39.78 (C-5), 43.66 (C-6, C-8, C-9, C-11), 44.53 (C-14), 46.73 and 47.13 (C-1 '), 63.54 (C-16), 70.97 (C-15), 109.05 (C-17), 172.21 (C-1), 174.14 (C-4), 183.32 (C-7, C-10, C-C-16).
EXAMPLE 5 Compaction of the nucleic acid in the presence of DT-3TU (12) The purpose of this example is to illustrate the ability of transfectant compounds according to the invention to associate with the nucleic acids.
This can easily be demonstrated by a bromide fluorescence test of ethidium: the absence of fluorescence testifies to the absence of nucleic acid free Which means that the nucleic acid is compacted by the compound transfectant.
The nucleic acid is brought into the presence of increasing amounts of DT-3TU
(12), by equivolumetric mixing of lipid solutions of different titles in nucleic acid solutions. 800 l samples are thus prepared.
of nucleic acid complexes of concentration 0.01 g / ml in a solution of 150 mM sodium chloride with increasing amounts of DT-3TU (12).
In the same way, a control was carried out by putting the nucleic acid into presence increasing amounts of EPC (see Figure 1) or DPPC (see Figure 2), by equivolumetric mixture of lipid solutions of different nucleic acid solutions. 800 l samples of complex Nucleic acid concentration of 0.01 g / ml in a chloride solution of 150 mM sodium with increasing amounts of EPC or DPPC (FIGS.
respectively).
Ethidium bromide fluorescence is measured over time (measured at C) using a FluoroMax-2 (Jobin Yvon-Spex), with wavelengths excitation and emission of 260 nm and 590 nm respectively. The widths of Slots for excitation and emission are set at 5 nm. The value of fluorescence is recorded after adding 3 g of ethidium bromide to 1 g / l per ml of solution DNA / lipid (at 0.01 mg DNA / ml).
The results are summarized in Figures 1 and 2.
In Figure 1, the curve including squares shows that the addition of a increasing amount of DT-3TU / EPC lipid mixture (0.75 to 20 nmol 3TU) relative to a fixed amount of nucleic acid (8 g) induces a decrease of fluorescence linked to the reduction of the insertion of ethidium bromide between the base pairs of DNA. This indicates that the association between DT liposomes 3TU / EPC and the DNA is strong enough to exclude ethidium bromide from complex. We were able to obtain up to 90% exclusion from fluorescence or 90% DNA-lipid association DT-3TU / EPC. In order to show the active role of lipid DT-3TU in this lipid / DNA combination, a control was performed.
he to observe the interaction between EPC lipid and DNA, this is represented by the curve containing diamonds. When the EPC is brought into contact with DNA
under conditions identical to those used for the study of the complexes DT
3TU / EPC-DNA, only a slight decrease in fluorescence is observed (approximately 5%), which can be attributed to the increased turbidity of the mixture. This control therefore reflects the lack of association of EPC alone with DNA in terms experimental studies.
This example thus illustrates the ability of lipid DT-3TU to associate with the nucleic acid.
In the same way, in Figure 2, the curve including squares shows that the addition of an increasing amount of DT-3TU / DPPC lipid mixture (0.75 to nmoles of DT-3TU) relative to a fixed amount of nucleic acid (8 g) induced a decrease in fluorescence when an identical amount of bromide ethidium is added to the different samples. This indicates that the association between the DT-3TU / DPPC liposomes and the DNA is strong enough to exclude the ethidium bromide complexes. We were able to obtain up to 90%
fluorescence exclusion is 90% DNA-DT-3TU / DPPC association. In order to show the active role of lipid DT-3TU in this lipid / DNA combination, a control has been achieved. It consists in observing the interaction between the lipid DPPC and DNA, this is represented by the curve containing lozenges. When the DPPC is brought into contact with DNA under conditions identical to those used for the study of the DT-3TU / DPPC-DNA complexes, only a slight decrease in fluorescence is observed (about 5%). This control therefore reflects the absence association of DPPC alone with DNA under experimental conditions pre-cited.
This example illustrates the ability of lipid DT-3TU to associate with the nucleic acid.
EXAMPLE 6 Compaction of DNA with DT-3TU / EPC Complexes The purpose of this example is to illustrate the ability of transfectant compounds according to the invention to compact the nucleic acids.
This can easily be demonstrated by an electrophoretic delay test on DNA agarose gel evidenced by use of ethidium bromide (BET): the absence of migration of the nucleic acid on the gel testifies to the compaction of the nucleic acid. Free nucleic acid meanwhile is not subject to a delay on gel.
On an agarose gel (0.8% agarose in 1N TBE) were deposited different DNA / DT-3TU samples with increasing amounts of lipid DT-3TU compared to DNA. The gel was subjected to an electric current of one hour and half at 70V and 70 mA to migrate the DNA by electrophoresis. The bands have been revealed with BET and by absorption under a UV lamp.
results are represented in Figure 3.
The gel shows the electrophoretic migration of DNA when it is not associated with lipids (well 1), then its retention difference when it is associated with lipids. Wells 2 to 6 represent the DNA (0.01 g / l) associated with quantities increasing liposomes DT-3TU / EPC: 0.75 then 5 then 10 then 15 and finally 20 lipid ninoles DT-3TU. The comparison between well 1 and other wells indicated that the more one increases the amount of lipid DT-3TU, the more the DNA is retained on gel to be totally delayed from 3 nmol of DT-3TU / g of DNA, zone aggregation of complexes. Wells 8 to 13 correspond respectively to DNA
alone (0.1 g / l, 1 g for the gel), the lipoplexes formed at the concentration of 0.1 g / 1 of DNA with lipid / DNA ratios: 0.75 or 5 or 10 or 15 and finally 20 nmol / g DNA. In the same way, we can observe that at this concentration of DNA
compatible with in vivo experiments, the DNA is compacted from the report 5 nmol lipid / g of DNA.
This example thus illustrates the capacity of the lipid DT-3TU to be compacted the nucleic acid.
EXAMPLE 7 Measurement of the Zeta Potential of the DT-3TU / DNA Compositions The purpose of this example is to illustrate the ability of transfectant compounds according to the invention to compact the nucleic acids while maintaining a structure globally anionic, neutral, or very weakly cationic.
This can be demonstrated by a measure of Zeta potential: the given measure in mV testifies to the surface charge of the particle relative to mobility electrophoretic sample.
The nucleic acid is brought into the presence of increasing amounts of mixture DT-3TU / EPC lipid by equivolumetric mixing of lipid solutions of different titers in nucleic acid solutions. We thus prepare samples of 2 ml of nucleic acid complexes of concentration 0.01g / l in tune solution of 20 mlvi sodium chloride with increasing amounts of DT-3TU.
Zeta potential measurement (mV) is performed using a zetasizerTM 3000 hsa (Malvern). The value of the potential is carried out 3 times in succession on 2 ml sample DT-3TU / EPC-DNA. The results are summarized in Figure 4.
DT-3TU / EPC liposomes are added to the DNA in an area ranging from 0.75 to 20 μmol of lipids per g of DNA. In this zone of variation of the amount of lipid, the Zeta potential varies from -35 mV to +15 mV. The part negative corresponds to what is shown in Figures 1, 2 and 3, namely that the Zeta potential is negative when the DNA is not fully compacted. More we add lipid, the more the DNA is compacted and the more the Zeta potential approaches zero, the lipoplexes then have a virtually zero surface potential. The Zeta potential bECOMES
then slightly positive to 8 nunoles of lipid / g of DNA. The relativity of this measurement must take into account the comparison of the different samples during a same experience. It is therefore important to note the evolution of the Zeta potential in function of increasing the amount of lipid up to a value weakly positive.
This example thus confirms the compaction of the DNA by the compounds transfectants according to the present invention, in particular the DT-3TU, and shows that the formed lipoplexes have a surface potential close to neutrality.
EXAMPLE 8 In Vitro Transfection of DT-3TU / DNA Compositions The purpose of this example is to illustrate the ability of transfectant compounds according to the invention to transfect cells in vitro.
This study was conducted for lipoplexes comprising different amounts DT-3TU: 1.5 or 5 or 10 or 15 or 20 μl of DT-3TU / g of DNA. Each of these conditions was tested with and without fetal calf serum (+ Serum or -Serum) Cell culture: HeLa cells (American type Culture Collection (ATCC) Rockville, MD, USA) derived from cervical epithelial carcinoma human, are cultured in the presence of a MEM type medium (minimum essential meditun) with addition of 2 mM L-glutamine, 50 units / ml of penicillin, and 50 units / ml of streptomycin. Medium and additives derived from Gibco / BRL Life Technologies (Gaithersburg, MD, USA). The cells are cultivated in flasks at 37 C and 5% carbon dioxide in incubator.
Transfection: one day before transfection, HeLa cells are transferred in 24-well plates with tm number of cells from 30000 to 50000 per well. These Dilutions represent approximately 80% confluency after 24 hours.
For transfection, the cells are washed twice and incubated at 37 ° C.
with 500 l medium with serum (10% FCS v / v) or serum free.
50 l of complexes containing 0.5 g of plastidic DNA are added in each wells (the complexes are prepared at least 30 minutes before adding in well).
After two hours at 37 [deg.] C. the plates without serum are supplemented with 10%
(V / v) of SVF (Fetal Calf Serum).
All the plates are placed 24 hours at 37 ° C. and 5% of carbon.
Determination of luciferase activity: Briefly, transfected cells are washed twice with 500 μl of PBS (phosphate buffer) and then lysed with 250 μl reagent (PromegaTM cell culture lysis reagent, Luciferase kit Assay System).
A 10 μl aliquot of the centrifuged lysate supernatant (12000 xg) 4 C is measured with WallacTM Victor2 luminometer (1420 Multilabel listen).
Luciferase activity is measured by light emission in the presence of luciferin, from coenzyme A and ATP for 10 seconds and reported to 2000 treated cells.
The luciferase activity is thus expressed in Relative Light Unit (RLU
:
Relative light unit) and normalized with the protein concentration of the sample obtained using a Pierce BCA kit (Rockford, IL, USA).
The results summarized in Figure 5 show an efficiency of optimal transfection for lipoplexes comprising 5 or 10 nmoles of DT-3TU
per μg of DNA. The presence of serum induces a weak inhibition of transfection in all cases.
EXAMPLE 9 Determination of the Toxicity of DT-3TU / DNA Lipoplexes with Respect to cells The purpose of this example is to illustrate the absence of toxicity of the compounds transfectants according to the invention.
The level of protein is measured after transfection. The protocol of transfection is identical to that described for Example 8.
Protein level determination: Briefly, transfected cells are washed twice with 500 l of PBS (phosphate buffer) and then lysed with 250 l reagent (Promega cell culture lysis reagent, Luciferase Assay kit System).
A 50 l aliquot of centrifuged lysate supernatant (12000 xg) is transferred to a tube in the presence of 50 l of 0.1 M iodoacetamide, 0.1 M hydrochloric acid at pH 8.2 and left for 1 hour at 37 ° C.
solutions previous ones are deposited in a 96-well plate and 200 l of reagent BCA
protein assay (Pierce, Montluson, France) are added. The plate is then centrifuged at 2500 rpm. then incubated at 37 ° C. for 30 minutes. In parallel, a range of bovine serum albumin (BSA) is performed to correlate the value absorbent obtained for the samples at a present amount of protein in the sample.
The results summarized in Figure 6 show a level of protein similar regardless of the condition used, including lipoplexes 0.75 or 5 or 10 or 15 or 20 nmol of DT-3TU per g of DNA. The presence of lipid DT-3TU
therefore does not alter the cell and no toxicity has been observed in the terms used.
This example illustrates one of the major advantages of the compounds transfectants according to the invention, namely their very low toxicity probably linked the absence of positive charges in their structure.
EXAMPLE 10 Compaction of the Nucleic Acid by DT Nanoemulsions The purpose of this example is to illustrate the ability of transfectant compounds according to the invention to associate with the nucleic acids.
This can easily be demonstrated by an electrophoretic delay test on DNA agarose gel evidenced by use of ethidium bromide (BET): the absence of migration of the nucleic acid on the gel testifies to the compaction of the nucleic acid. Free nucleic acid meanwhile is not subject to a delay on gel.
On an agarose gel (0.8% agarose in TBE 1N) are deposited different DNA / DT-3TU samples with different formulations of lipid DT-3TU compared to DNA. The gel is subjected to an electric current of one hour and half at 70V and 40 mA to migrate the DNA by electrophoresis. The bands have been revealed with BET and by absorption under a UV lamp.
results are shown in Figure 7.
In the same way, the ability of the DT-3TU diol compound to compact DNA
is shown by an agarose gel (0.8% agarose in 1N TBE) on which are deposited different DNA / DT-3TUdiol samples with different DT-3TUdiol lipid formulations relative to DNA. The gel is subjected to a electrical current of one hour and a half at 70V and 40 mA in order to migrate DNA
by electrophoresis. The bands are revealed with BET and by absorption under a UV lamp.
The gel shows the electrophoretic migration of DNA when it is not associated with lipids (well 1), then its retention difference when it is associated with lipids. Wells 2 to 5 represent DNA (0.01g / l) associated with nanoemulsions of DT-3TU / DPPC (60nmol DT-3TU / g DNA) containing or not calcium and ethanol. Well 2 represents 60 nmol / g of DNA without Cal, without EtOH, in the well 3 was added 2% EtOH, in well 4, 60eq Cal + / PO-DNA, in the well 5, 2% EtOH and 60eq of Cal +. The comparison between well 1 and other wells indicated that the different DT-3TU formulations studied are delaying the migration of DNA
on the gel, which was also obtained after dialysis of Ca2 + constituents and EtOH.
This example thus illustrates the capacity of lipid DT-3TU incorporated into different formulations to compact the nucleic acid.
EXAMPLE 11 Compaction of the Nucleic Acid by Stabilized Complexes of The purpose of this example is to illustrate the ability of transfectant compounds according to the invention to associate with the nucleic acids.
This can easily be demonstrated by an electrophoretic delay test on DNA agarose gel evidenced by use of ethidium bromide (BET): the absence of migration of the nucleic acid on the gel testifies to the compaction of the nucleic acid. Free nucleic acid meanwhile is not subject to a delay on gel.
On an agarose gel (0.8% agarose in 1N TBE) were deposited different DNA / DT-3TU / DPPC and DNA / DT-3TUdiol / DPPC samples comprising increasing amounts of DT-3TU lipid relative to the associated DNA or not to PEG-cholesterol. The gel was subjected to an electric current of one hour and half to 70V and 40 mA in order to migrate the DNA by electrophoresis. The bands were revealed with BET and absorption under a UV lamp The results are shown in Figure 8.
The advantage of cholesterol-PEG insertion in DT-formulations 3TU / DPPC comes from the possibility of reducing particle size to a quantity of lipid which would lead to aggregation without insertion of lipid-PEG.
The interest is to optimize the quantities of transfectants injected in vivo. Indeed, sizes of particles required to have stealth objects vis-à-vis proteins serum so an increased half-life time in the bloodstream should to be mostly less than 500m-n. Gold to get sizes of particles of this order, it is necessary to use at least 40mnol of lipid DT-3TU / g of DNA.
The insertion of lipid-PEG in the lipid formulations DT-3TU makes it possible to reduce the amount of DT-3TU required for DNA compaction and training of particles mostly less than 500 nm.
The gel shows the electrophoretic migration of DNA when it is not associated with lipids (well 1), then its retention difference when it is associated with lipids. Wells 2 to 5 represent the DNA (0.01g / t) associated with quantities nanoemulsions of DT-3TU / DPPC with or without cholesterol PEG (20 ethylene glycol units) as a particle stabilizer.
Well 2 represents 20 nmol / g of DNA + 15% chol-PEG, well 3 comprises 20 nmol / ELg of DNA + 20% chol-PEG, well 4 represents 30 nmol / g of DNA + 15% chol-PEG and well 5 represents 20 nmol / g of DNA + 20% chol-PEG. The comparison between the Well 1 and the other wells indicate that the different formulations of DT-3TU
investigated delay the migration of DNA on the gel, indicating the possibility to incorporate into these formulations polymers of polyethylene glycol without release the DNA of the complexes, so without destabilizing them.
EXAMPLE 12 Compaction of the Nucleic Acid in the Presence of DT-4TU (15) The purpose of this example is to illustrate the ability of transfectant compounds according to the invention to associate with the nucleic acids.
This can easily be demonstrated by a bromide fluorescence test of ethidium: the absence of fluorescence testifies to the absence of nucleic acid free which means that the nucleic acid is compacted by the compound transfectant.
The nucleic acid is brought into the presence of increasing amounts of DT-4TU, by equivolumetric mixing of lipid solutions of different the nucleic acid solutions. Samples of 800 ffl complex nucleic acid concentration of 0.01 g / ml in a solution of sodium at 150 nM with increasing amounts of DT-4TU (15).
In the same way, a control was carried out by putting the nucleic acid into presence of increasing amounts of DT-3TU (12) to compare efficiencies of complexion of a lipid with 3 thioureas (see Figure 2) with respect to a lipid carrying 4 thioureas, by equivolumetric mixing of lipid solutions of different titers in nucleic acid solutions. We thus prepare samples of 800 l of nucleic acid complexes of concentration 0.01 g / ml in a 5% glucose solution with increasing amounts of DPPC.
Ethidium bromide fluorescence is measured using a FluoroMax-2 (Jobin Yvon-Spex), with wavelengths of excitation and emission values of 260 nm and 590 nm respectively. Slit widths for excitation and emission are set at 5 iun. The fluorescence value is recorded after addition of 3 l of ethidium bromide (lg / l) per ml of solution DNA / lipid (0.01 g / l of DNA). The results are summarized in Figure 9.
The curve including squares shows that the addition of a growing amount of lipid mixture DT-3TU / DPPC (0.75 to 30 nmol of DT-3TU) relative to a fixed amount of nucleic acid (8 g) induces a decrease in fluorescence linked to reducing the insertion of ethidium bromide between base pairs of DNA.
This indicates that the association between DT-3TU / DPPC liposomes and DNA is strong enough to exclude ethidium bromide from the complexes. We have thus obtained 70% compaction of the DNA using 30nmol of lipids DT-3TU / DPPC per μg of DNA. The active role of lipid DT-3TU in this association Lipids / DNA has been shown in Figures 1 and 2. In the same way, quantities LD-4TU / DPPC lipid mixture (0.75 to 30 nmol of DT-3TU) was added to a fixed amount of nucleic acid (8 g). This association induces a decreased fluorescence due to reduction of bromide insertion ethidium between the base pairs of the DNA. This indicates that the association between liposomes DT-4TU / DPPC and the DNA is strong enough to exclude bromide of éthidiiun complexes. We were able to obtain 60% compaction of DNA for 30 nmol of lipid / μg of DNA (circles, FIG. 9), which is comparable with the complexing efficiency of the DT-3TU under the same conditions.
This example thus illustrates the ability of lipid DT-4TU to associate with the acid nucleic.
EXAMPLE 13 DNA Protection Against DNAses by Complexes The purpose of this example is to illustrate the ability of transfectant compounds according to the invention to protect the nucleic acids of enzymatic hydrolyses whose DNases.
This can easily be demonstrated by an electrophoretic delay test on DNA agarose gel evidenced by use of ethidium bromide (BET): the free DNA or complexed with the lipid is treated with a quantity appropriate of DNase. The DNA, extracted from the enzymatic digestion medium, is deposited on gel and its integrity is verified by comparing its migration with that of acid untreated nucleic acid.
On an agarose gel (0.8% agarose in 1N TBE) were deposited different samples of extracted DNA that had previously been treated with 2.10-4 M of DNase (Sigma). The DNase treatment was performed on free DNA and on DNA
51a complexed with increasing amounts of DT-3TU lipid relative to DNA.
The gel was subjected to an electric current of one hour and a half at 70V and 70 mA
in order to to migrate the DNA by electrophoresis. The strips were revealed with BET
and by absorption under a UV lamp. The results are represented in the figure 10.
The gel shows the electrophoretic migration of untreated DNA by the DNase (well 1), then its difference in retention when treated with DNase. The Well 2 represents the same amount of DNA (3 g) treated with 2.10 -4 M DNase.
Following this treatment (2.10-4 M DNase, 30 min, 37 C), the band corresponding to the DNA is not revealed which indicates a degradation of the DNA. The acid nucleic acid, complexed with 30 and 40 nmol of DT-3TU lipid per g of DNA and 40 nmol of lipid DT-3TU + 6% Chol-PEG was treated with 2.10-4 M DNase. After extraction DNA with a phenol / chloroform mixture and precipitation of the latter, acid Nucleic acid was deposited on this gel in wells 3, 4 and 5 respectively.
The DNA
migrates in a similar way to DNA not treated with DNase, which indicates that DNA
is intact, it has not been degraded by the DNase treatment, so it has been protected by lipid DT-3TU. The DNA in the lipid complexes DT-3TU is therefore not accessible to enzymatic hydrolysis, it is protected from the hydrolysis of DNase.
This example thus illustrates the ability of lipid DT-3TU to protect the acid nucleic enzymatic hydrolysis.
EXAMPLE 14: DNA protection against serum by DT-complexes The purpose of this example is to illustrate the ability of transfectant compounds according to the invention to protect the nucleic acids from degradation in a middle serum.
This can easily be demonstrated by an electrophoretic delay test on DNA agarose gel evidenced by use of ethidium bromide (BET): the DNA free or complexed with the lipid is incubated in different proportions of serum at 37 ° C. The DNA, extracted from serum medium, is deposited on gel and its integrity is verified by comparing its migration with that of acid untreated nucleic acid.
On an agarose gel (0.8% agarose in 1N TBE) were deposited different samples of extracted DNA that was previously incubated in 150 mM
NaCl, 20% serum and 100% serum. Saline and serum treatments have been made on free DNA and on DNA complexed with increasing amounts of lipid DT-compared to the DNA. The gel was subjected to an electric current of one hour and a half at 70V and 40 mA in order to migrate the DNA by electrophoresis. The bands have summer revealed with BET and absorption under a UV lamp. The results are shown in Figure 11.
The gel shows the electrophoretic migration of the control DNA (well 1), then its difference in retention when treated, uncomplexed, in medium saline (15OmM
NaCl) (well 2), when complexed with 40 mnol of lipid DT-3TU / g of DNA
(well 3). The migration of the DNA extracted from the saline medium is comparable for the 2 well indicating that the DNA remains intact under these conditions. The wells following show in the same order the DNA (wells 4 and 6) and the DNA + 40mnol of lipid DT
3TU (wells 5 and 7) in two different serum conditions: 20% serum for the wells 4 and 5 and 100% serum for wells 6 and 7. When the DNA is free, it is completely degraded in the two serum conditions studied after 30 minutes at 37 C (wells 4 and 6). In contrast, the complexion of DNA with nanoemulsions consisting of DT-3TU / DPPC leads to the protection of nucleic acid since the migration band corresponding to the DNA is revealed (wells 5 and 7). The DNA
in the lipid complexes DT-3TU is therefore protected from degradation in medium serum compared to naked DNA.
This example thus illustrates the ability of lipid DT-3TU to protect the acid nucleic acid degradation in the serum.
EXAMPLE 15 In Vivo Transfection of the DT-3TU / DNA Compositions The purpose of this example is to illustrate the key compound transfectant capacity according to the invention to transfect biological tissues in vivo.
This can be demonstrated by intramuscular injection of DNA complexes coding for luciferase. The muscle samples are then taken 96h after the injection and the level of luciferase expression is measured in using a lurninometer (wallac).
Complexes with increasing amounts of lipid DT-3TU per g of DNA were injected into both cranial tibial muscles of mice, which were applied or not electrical pulsations (Bureau, M et al, BBA 2000, 1474 (3): 353-9).
Complexes with increasing amounts 40 and 60 runol of lipid DT-3TU per μg of DNA are injected under a volume of 30 L at a rate of 3 g of DNA per animal in both cranial tibial muscles of C57b1 / 6 mice anesthetized with a mixture of Ketamin / Xylazine. This injection was followed or not the application of transcutaneous electrical pulsations applied by intermediate electrodes located on either side of the muscle (Bureau, M et al, BBA 2000, 1474 (3): 353-9).
After euthanasia of the mice 96 hours post-injection, the muscles are removed and crushed in 1ml of lysis buffer. After centrifugation (10 min, 12000 rpm, 4 C), 10 l of supernatant are removed and deposited in 96 well plates for reading from luciferase after addition of 50 1 of luciferase substrate. The arbitrary level of luminescence is read into the supernatant using a luuninometer (Wallac, Victor).
The values obtained are shown in Figure 12. They represent the levels of expression relating to the dose of lipid associated with the nucleic acid, 20 and 40 nmol of lipid DT-3TU / g of DNA. The expression levels obtained are significant, and greater than the background noise represented by the muscle taken as control that corresponds to 5.104. DNA complexed by different amounts of Lipid DT-3TU is therefore able to transfect muscle tissue with a level significant transfection.
This example illustrates the capacity of the transfecting compounds according to the invention at transfect tissues in vivo.
EXAMPLE 16 In Vivo Biodistribution of DT-3TU / DPPC / DNA Complexes The purpose of this example is to illustrate the ability of transfectant compounds according to the invention to circulate a long time in the circulation in vivo because of their neutral character.
This can be demonstrated by injecting DNA complexes containing a Fluorescent lipid in the bloodstream of mice. Samples blood are then performed at different times after the injection and the level of fluorescence in the circulation is measured using a FluoroMax-2 TM (Jobin Yvon-Spex).
Complexes comprising 40 nmol of DT-3TU lipid per g of DNA, 1 mole equivalent of DPPC / DT-3TU lipid and 0.7% lipid-rhodamine per report total lipids were injected in a volume of 200. l at the rate of 11 pg of DNA
per animal in the caudal vein of C57b1 / 6 mice anesthetized with a mix of Ketamin / Xylazine.
At 30 minutes, lh and 6h post-injection, the blood is collected by puncture intracardiac on anesthetized mouse. After euthanasia of the mice, the liver, the spleen and The lungs are immediately removed, weighed and homogenized in PBS
(5 1 mg of tissue). Lipids are extracted from 100 l of blood and homogenates organs with 3 ml of a 1: 1 mixture of chloroform and methanol agitation vigorous for 30 min then by centrifugation. Fluorescence is read in the supernatant using a FluoroMax-21M (Jobin Yvon-Spex), with lengths excitation and emission waveform of 550 nm and 590 nm respectively. The slit widths for excitation and emission are set at 5 nm.
The values obtained are shown in Figure 13. They represent the 55a percentage of the injected dose obtained in the blood, lungs and system reticuloendothelial (cumulative liver and spleen) 30 minutes, 1 hour and 6 hours after injection. The Fluorescence measurement in the blood after 30 minutes represents 50% of the dose injected which is far superior to what can be achieved with surfactants cationic type DNA. After Ili, 17% of the injected dose could be found this which again represents a remarkable improvement over complex Cationic. The neutral character of these lipid / DNA complexes (zeta very weakly positive: figure 4) thus has a real advantage for obtaining particles stealth serum proteins. It should also limit their interactions with the macrophages and kupffer cells of the spleen and liver which can explain the amount of liposome found at 30 min and 1 h in the blood.
The amount of lipoplex found in the lung is low compared to to that found in the case of cationic lipoplexes. The neutrality of these liposomes should also decrease non-specific interactions with the negative endothelium of the lungs.
This example illustrates the capacity of the transfectant compounds according to the invention to be stealthy vis-à-vis serum proteins.
Claims (20)
dans laquelle:
.cndot. ~ est un entier choisi parmi 0 et 1 .cndot. n est un entier choisi parmi 1, 2, 3, 4, 5 et 6, .cndot. m est un entier choisi parmi 2, 3 et 4, m pouvant prendre des valeurs différentes au sein des différents groupements -[NH-CS-NH-(CH(R))m]-, .cndot. R' représente un groupe de formule générale (II):
dans laquelle q est un entier choisi parmi 1, 2, 3, 4, 5 et 6, et p est un entier choisi parmi 2, 3 et 4, p pouvant prendre des valeurs différentes au sein des différents groupements -[(CH2)p-NH-CS-NH]-, .cndot. R représente soit un atome d'hydrogène soit un groupe de formule générale (II) telle que définie ci-avant, étant entendu que lorsque n vaut 1 et ~ vaut 0, alors au moins un groupe R est de formule (II), .cndot. X, dans les formules (I) et (II), représente un groupe aliphatique linéaire ou cyclique, saturé ou insaturé, et comprenant 1 à 8 atomes de carbone, un groupe mercaptométhyle (-CH2SH), ou bien une chaîne hydrophile choisie parmi les groupes:
-(CH2)x-(CHOH)u-H avec x est un entier choisi entre 0 et 10, et u un entier choisi parmi 1, 2, 3, 4, 5 et 6, ou bien -(OCH2CH2O)v-H avec v un entier choisi parmi 1, 2 et 3, étant entendu que pas plus d'un substituant X, à la fois dans les formules (I) et (II), ne représente une chaîne hydrophile, .cndot. Y représente -NH-CO-CH2-CH2-, .cndot. et L représente -N(R1)R2 avec R1 et R2 qui représentent C14H29, le cas échéant sous leurs formes isomères ou leurs mélanges. 1. The transfecting compounds of general formula:
in which:
.cndot. ~ is an integer chosen from 0 and 1 .cndot. n is an integer chosen from 1, 2, 3, 4, 5 and 6, .cndot. m is an integer chosen from 2, 3 and 4, m being able to take values different within the different groups -[NH-CS-NH-(CH(R))m]-, .cndot. R' represents a group of general formula (II):
where q is an integer selected from 1, 2, 3, 4, 5 and 6, and p is a chosen integer among 2, 3 and 4, p being able to take different values within the different -[(CH2)p-NH-CS-NH]- groups, .cndot. R represents either a hydrogen atom or a group of formula general (II) as defined above, it being understood that when n is 1 and ~ is 0, then at least one R group is of formula (II), .cndot. X, in formulas (I) and (II), represents an aliphatic group linear or cyclic, saturated or unsaturated, and comprising 1 to 8 carbon atoms, a group mercaptomethyl (-CH2SH), or else a hydrophilic chain chosen from groups:
-(CH2)x-(CHOH)uH where x is an integer chosen between 0 and 10, and u an integer selected among 1, 2, 3, 4, 5 and 6, or else -(OCH2CH2O)vH with v an integer chosen from 1, 2 and 3, it being understood that not more than one substituent X, at a time in formulas (I) and (II), ne represents a hydrophilic chain, .cndot. Y represents -NH-CO-CH2-CH2-, .cndot. and L represents -N(R1)R2 with R1 and R2 representing C14H29, where appropriate in their isomeric forms or their mixtures.
dans laquelle X, m, n, R1, R2 et Y sont tels que définis dans la revendication 1, à
l'exception de n qui est différent de 1, le cas échéant sous leurs formes isomères ou leurs mélanges. 2. The transfecting compounds according to claim 1, of general formula:
wherein X, m, n, R1, R2 and Y are as defined in claim 1, to except for n which is different from 1, where appropriate in their isomeric forms or their mixtures.
l'exception de n qui est différent de 1, le cas échéant sous leurs formes isomères ou leurs mélanges. 3. The transfecting compounds according to claim 1 or 2, of formula general wherein m, n, R1, R2 and Y are as defined in claim 1, at except for n which is different from 1, where appropriate in their forms isomers or their mixtures.
transfectant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, et un acide nucléique. 4. Compositions characterized in that they comprise a compound transfectant according to any one of claims 1 to 3, and an acid nucleic.
une molécule de cholestérol, ou un lipide neutre naturel ou synthétique, switterionique ou dépourvus de charge ionique dans des conditions physiologiques. 7. Compositions according to claim 6, characterized in that said adjuvant is polyethylene glycol, polyethylene glycol covalently bonded to a cholesterol molecule, or a natural or synthetic neutral lipid, switterionic or devoid of ionic charge under physiological conditions.
transfectant selon l'une des revendications 1 à 3, soit à l'acide nucléique. 11. Compositions according to claim 10, characterized in that said element targeting agent defined in claim 10 is covalently linked either to the compound transfectant according to one of Claims 1 to 3, or to the nucleic acid.
(1) la mise en contact de l'acide nucléique avec un composé transfectant tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, pour former un complexe, et (2) la mise en contact des cellules in vitro avec le complexe formé en (1). 17. Method for transferring nucleic acids into cells characterized by this that it includes the following steps:
(1) bringing the nucleic acid into contact with a transfecting compound such that defined according to any one of claims 1 to 3, to form a complex, and (2) bringing the cells into contact in vitro with the complex formed in (1).
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