DE102006054192A1 - Method for loading nucleic acid active substances within amphoteric liposomes, comprises: mixing lipid mixture solution and aqueous solution of nucleic acid active substances; and sterile filtrating the liposomes containing the substances - Google Patents
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Abstract
Description
Liposomen können durch verschiedenste Verfahren hergestellt werden.liposomes can be prepared by a variety of methods.
Dazu
zählen
das lange bekannte Lipidfilmverfahren, welches z.B. in
Bekannte Hochdruckhomogenisations-, Microfluidizer- und Ultraschallverfahren zur Herstellung von Liposomen nutzen die im Prozess entstehenden Scherkräfte und Kavitationseffekte aus, um die Größe und Lamellarität der Liposomen zu kontrollieren. Allerdings führen diese Methoden lokal zu sehr hohen Drücken und Temperaturen, wodurch empfindliche Lipide, beispielsweise ungesättigete Fettsäurereste oder empfindliche Wirkstoffe wie Nukleinsäuren geschädigt werden können. Die Produkteigenschaften, wie Stabilität und Wirksamkeit werden daher nachteilig verändert.Known High-pressure homogenization, microfluidizer and ultrasonic methods for the production of liposomes use the resulting in the process shear and cavitation effects to the size and lamellarity of the liposomes to control. However, lead These methods are used locally to produce very high pressures and temperatures sensitive lipids, for example unsaturated fatty acid residues or sensitive drugs such as nucleic acids can be damaged. The Product properties, such as stability and effectiveness are therefore changed adversely.
Andere
beschriebene Verfahren(Papahadjopulos,
Liposomenherstellung per EthanolinjektionLiposome production per ethanol injection
Mit
der Injektion einer ethanolischen Lipidphase in eine wässrige Phase
können
Liposomen ebenfalls hergestellt werden, wie von Batzri und Korn
in Biophys. Biochem. Acta 298, 1015-1019 (1973) erstmals beschrieben. Über eine
feine Nadel wird die Lipidphase in eine gerührte wässrige Phase eingebracht, wobei
sich durch Verdünnung
spontan Liposomen bilden. Diese Methode ist sehr einfach und erlaubt
die Produktion von Liposomen im Industriemaßstab. In
Amphotere Liposomen stellen eine kürzlich beschriebene neue Klasse von Liposomen dar, welche bei einem pH-Wert von 7,5 anionisch oder neutral geladen sind und bei einem pH-Wert von 4 eine kationische Ladung besitzen. Die amphoteren Liposomen und die für deren Herstellung geeignete Lipide sind ausführlich in WO 02 066490 A2, WO 02 066489 A2, WO 02 066012 A2, WO 03 070735 A2 und WO 03/070220 (alle von Panzner et al.) beschrieben. Amphotere Liposomen zeigen eine exzellente in vivo Biodistribution und sind im Tier sehr gut verträglich.amphoteric Liposomes represent a recent described novel class of liposomes which at a pH of 7.5 are anionically or neutrally charged and at a pH of 4 have a cationic charge. The amphoteric liposomes and the for their preparation suitable lipids are described in detail in WO 02 066490 A2, WO 02 066489 A2, WO 02 066012 A2, WO 03 070735 A2 and WO 03/070220 (all described by Panzner et al.). Show amphoteric liposomes an excellent in vivo biodistribution and are very good in the animal compatible.
WO 02 066012 A2 beschreibt darüber hinaus ein Verfahren, mit welchem Nukleinsäurewirkstoffe effektiv in amphotere Liposomen eingeschlossen werden können. Dieses Verfahren nutzt die attraktiven Wechselwirkungen der anionisch geladenen Nukleinsäure-Wirkstoffe mit der bei saurem pH-Wert kationisch geladenen Liposomenmembran aus.WHERE 02 066012 A2 describes about it In addition, a method in which nucleic acid agents are effectively amphoteric Liposomes can be included. This method uses the attractive interactions of the anionically charged nucleic acid agents with the cationically charged liposome membrane at acidic pH out.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung Nukleinsäure-beladener amphoterer Liposomen bereitzustellen welches geeignet ist, nukleinsäurehaltige amphotere Liposomen im Industriemaßstab herzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es Prozessparameter bereitzustellen, mit welchen die Größe der amphoteren Liposomen und das Wirkstoff/Lipid-Verhältnis im finalen Produkt kontrolliert werden kann.task The present invention is a process for the preparation Nucleic acid-loaded to provide amphoteric liposomes which are suitable, nucleic acid-containing to produce amphoteric liposomes on an industrial scale. Another The object of the present invention is to provide process parameters with which the size of the amphoteric Controlled liposomes and the drug / lipid ratio in the final product can be.
Kurzbeschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Amphotere Liposomen können effektiv mit Nukleinsäuren beladenen werden, indem eine alkoholische Lipidlösung in eine nukleinsäurehaltige polare wässrige Phase bei saurem pH-Wert injiziert wird. Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich die bei diesem Prozess bildenden Partikelaggregate nach einer Veränderung des pH-Wertes oder nach einer Änderung der Ionenstärke wieder auflösen und Liposomen definierter Größe erhalten werden. In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird ein zweistufiger Prozess verwendet, bei welchem zunächst mit einer höheren Lösungsmittelmenge gearbeitet wird. Daran schließt sich ein Verdünnungsschritt an. Mit diesem Schritt kann entweder der saure pH-Wert zunächst beibehalten werden und in einem weiteren Schritt die pH-Wert Veränderung erfolgen. Alternativ kann durch den Verdünnungschritt die pH-Wert Veränderung erfolgen. Es wurde weiterhin gefunden dass mit Prozessparametern wie Lipidkonzentration, Temperatur, Ionenstärke, Alkoholgehalt und durch Zusätze wie Sucrose eine präzise Einstellung sowohl der Liposomengrösse als auch des Drug/Lipid-Verhältnisses möglich ist. Überraschenderweise ergeben sich durch die Prozessführung unter Bedingungen, die eine Interaktion zwischen Nukleinsäuren und Lipidmembran erlauben, erheblich andere Partikelgrössen als es bei einer Abwesenheit dieser Interaktion der Fall ist. Weiterhin wurde überraschend gefunden, dass mit der dargestellten Prozessführung die Bildung irreversibler Aggregate auch in Abwesenheit von PEG-Lipiden vermieden wird.amphoteric Liposomes can effective with nucleic acids be loaded by adding an alcoholic lipid solution into a nucleic acid-containing polar watery Phase is injected at acidic pH. Surprisingly, it was found that the particle aggregates forming in this process deteriorate a change the pH or after a change the ionic strength dissolve again and liposomes of defined size become. In a further embodiment The invention uses a two - stage process in which first with a higher one Amount of solvent is working. That concludes a dilution step at. With this step, either the acidic pH can initially be maintained and in another step the pH change respectively. Alternatively, the dilution step may change the pH respectively. It was also found that with process parameters such as lipid concentration, temperature, ionic strength, and alcohol content additions like sucrose a precise Adjustment of both liposome size and drug / lipid ratio possible is. Surprisingly result from the litigation under conditions involving an interaction between nucleic acids and Lipid membrane allow significantly different particle sizes than it is the case in an absence of this interaction. Farther was surprising found that with the process control presented the formation irreversible Aggregates even in the absence of PEG-lipids is avoided.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden die hergestellten Liposomen durch einen Extrusionsschritt weiter prozessiert. Dieser Schritt kann bei saurem pH-Wert, also unmittelbar vor der Änderung des pH-Wertes zu > 7, oder nach der pH-Wert Änderung zu pH > 7 erfolgen. Überraschenderweise wurde gefunden, dass der Extrusionsschritt nicht zu einer substanziellen Freisetzung des eingeschlossenen Nukleinsäure-Wirkstoffes führt, unabhängig bei welchem pH-Wert die Extrusion durchgeführt wird. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass noch engere Größenverteilungen erhalten werden können. Durch eine engere Grössenverteilung wird insbesondere eine Sterilfiltration der Liposomen erleichtert.In an embodiment According to the invention, the liposomes produced are prepared by an extrusion step further processed. This step can be at acidic pH, so immediately before the change of the pH to> 7, or after the pH change to pH> 7. Surprisingly It was found that the extrusion step did not become a substantial one Release of the entrapped nucleic acid drug independently which pH the extrusion is carried out. The advantage of this embodiment is that even narrower size distributions are obtained can. By a narrower size distribution In particular, a sterile filtration of the liposomes is facilitated.
Weiter wurde überraschenderweise gefunden, dass die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Liposomen zur besseren Lagerung in geeignetem Medium eingefroren oder gefriergetrocknet werden können ohne dass nennenswerte Mengen an eingeschlossenen Nukleinsäure-Wirkstoffen freigesetzt werden. Ganz überraschenderweise wurde gefunden, dass allein durch das Einfrieren und Auftauen eine engere Größenverteilung der Liposomen erhalten werden kann. Auch auf diesem Weg kann also eine optional durchgeführte Sterilfiltration der Liposomen erleichtert werden.Furthermore, it has surprisingly been found that the liposomes produced by the method according to the invention can be frozen or freeze-dried for better storage in a suitable medium without releasing appreciable amounts of enclosed nucleic acid active substances. Quite surprisingly, it has been found that only by freezing and thawing a narrower size distribution of the liposomes can be obtained. Also on this way can be an optional through guided sterile filtration of the liposomes are facilitated.
Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Wie
oben erläutert
wird in
In WO 02 066012 A2 wird die Herstellung von DNA-beladenen amphoteren Liposomen durch einen Extrusionsprozess beschrieben, wobei die attraktiven Wechselwirkungen der anionisch geladenen Nukleinsäure-Wirkstoffe mit der bei saurem pH-Wert kationisch geladenen Liposomenmembran ausgenutzt wird. Werden nun Nukleinsäure-beladene amphotere Liposomen unter den in WO 02 066012 A2 beschriebenen bindenden Bedingungen per Ethanolinjektion hergestellt, zeigt sich überraschenderweise, dass sich die Größe der gebildeten wirkstoffhaltigen amphoteren Liposomen deutlich von der Größe der unter nicht Bindebedingungen hergestellten amphoteren Liposomen (vgl. „passiver" Einschluß) unterscheidet und zu größeren Durchmessern hin verschoben wird.In WO 02 066012 A2 describes the preparation of DNA-loaded amphoteric Liposomes are described by an extrusion process, with the attractive Interactions of the anionic charged nucleic acid agents with the cationically charged liposome membrane at acidic pH is exploited. Will now be nucleic acid-loaded amphoteric liposomes under the binding conditions described in WO 02 066012 A2 produced by ethanol injection, surprisingly shows that the size of the educated active substance-containing amphoteric liposomes clearly on the size of the does not distinguish binding conditions of amphoteric liposomes (see "passive" inclusion) and to larger diameters is postponed.
Weiter wurde gefunden, dass durch eine Variation der Prozessparameter überraschende, unten näher beschriebene Effekte auftreten, die dazu verwendet werden können, die Größe der Nukleinsäurebeladenen amphoteren Liposomen sowie das Wirkstoff/Lipid-Verhältnis im finalen Produkt zu kontrollieren.Further was found to be surprising by a variation of the process parameters, described in more detail below Effects that can be used to increase the size of the nucleic acid-loaded amphoteric Liposomes and the drug / lipid ratio in the final product too check.
So zeigte sich überraschenderweise, dass sich die Einschlusseffizienz im erfindungsgemäßen Verfahren, im Gegensatz zum „passiven" Einschluß von Wirkstoffen in Liposomen, bei geringeren Lipidkonzentrationen im Prozess erhöht.So showed up surprisingly, that the entrapment efficiency in the process according to the invention, in contrast to the "passive" inclusion of active ingredients increased in liposomes, with lower lipid concentrations in the process.
Darüber hinaus wurde überraschenderweise eine Temperaturabhängigkeit der Einschlusseffizienz im erfindungsgemäßen Verfahren gefunden. So werden bei höheren Temperaturen höhere Einschlusseffizienzen erreicht.Furthermore was surprisingly a temperature dependence the entrapment efficiency found in the method according to the invention. So be at higher Temperatures higher Inclusion benefits achieved.
Weiter führte die Erhöhung der Ionenstärke oder Osmolarität in der wässrigen Wirkstofflösung durch Natriumchlorid zu überraschenden Ergebnissen im erfindungsgemäßen Verfahren. Bis zu einer bestimmten NaCl-Konzentration nimmt die Einschlusseffizienz ab, während gleichzeitig die Größe der gebildeten Liposomen zunimmt. Wird die NaCl-Konzentration weiter erhöht, verändert sich die Größe der Liposomen und die Einschlusseffizienz zunächst nicht mehr. Bei sehr hohen Salzkonzentrationen wird die Wechselwirkung zwischen den amphoteren Liposomen und den Nukleinsäuren schließlich komplett unterdrückt, so dass der Einschluss über das „passive" Verfahren erfolgt. Dies spiegelt sich auch in der geringeren Größe der gebildeten amphoteren Liposomen wider.Further led the increase the ionic strength or osmolarity in the aqueous drug solution surprising with sodium chloride Results in the process according to the invention. Up to a certain NaCl concentration decreases the entrapment efficiency, while at the same time reducing the size of the formed Liposomes increases. If the NaCl concentration is further increased, it changes the size of the liposomes and the inclusion efficiency first no more. At very high salt concentrations, the interaction becomes finally complete between the amphoteric liposomes and the nucleic acids suppressed so that the inclusion about the "passive" procedure takes place. This is also reflected in the smaller size of the formed amphoteric Reflected liposomes.
Wird ein Zucker (Sucrose) statt Salz zur Erhöhung der Osmolarität zur wässrigen Wirkstofflösung gegeben zeigte sich dagegen ein anderer Effekt. Überraschenderweise blieb die Größe der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergetellte Nukleinsäurebeladenen amphoteren Liposomen nahezu konstant, während sich die Einschlusseffizienz erhöhte.Becomes a sugar (sucrose) instead of salt to increase the osmolarity to the aqueous drug solution given, however, showed another effect. Surprisingly, the Size of through the inventive method prepared nucleic acid loaded amphoteric liposomes almost constant, while the inclusion efficiency increased.
Das erfindungsgemäße Verfahren, mit welchem Nukleinsäure-beladene amphotere Liposomen hergestellt werden können, wird im Folgenden näher beschrieben.The inventive method, with which nucleic acid-loaded amphoteric liposomes can be prepared, is described in more detail below.
Amphotere Liposomenamphoteric liposomes
Amphotere Liposomen können aus Lipidmischungen hergestellt werden, welche entweder ein amphoteres Lipid oder eine Mischung von Lipiden mit amphoteren Eigenschaften und optional ein neutrales Lipid umfassen.amphoteric Liposomes can are prepared from lipid mixtures which are either an amphoteric Lipid or a mixture of lipids with amphoteric properties and optionally include a neutral lipid.
„Amphoter" bedeutet, dass die Liposomen anionische als auch kationische geladene funktionelle Gruppen umfassen, wobei
- (i) mindestens eine der geladenen Gruppen einen pk Wert zwischen 4 und 7,4 aufweist,
- (ii) die kationische Ladung bei pH 4 überwiegt,
- (iii) und die anionische Ladung bei pH 7,4 überwiegt, wobei die Liposomen einen isoelektrischen Punkt zwischen 4 und 7,4 besitzen. Der amphotere Charakter unterscheidet sich dabei vom zwitterionischen Charakter, da Zwitterionen keinen pk-Wert im oben angegebenen pH-Bereich aufweisen. Daraus folgt, dass Zwitterionen über einen weiten pH-Bereich ungeladen vorliegen.
- (i) at least one of the charged groups has a pk value between 4 and 7.4,
- (ii) the cationic charge at pH 4 predominates,
- (iii) and the anionic charge predominates at pH 7.4, the liposomes having an isoelectric point between own 4 and 7.4. The amphoteric character differs from the zwitterionic character, since zwitterions have no pk value in the above-mentioned pH range. It follows that zwitterions are uncharged over a wide pH range.
Neutrale Phospholipide in den amphoteren Lipidmischungen können Phosphatidylcholine oder Phosphatidylethanolamine oder Mischungen aus Phosphatidylcholinen und Phosphatidylethanolaminen umfassen. Phosphatidylcholine und Phosphatidylethanolamine sind neutrale Lipide mit zwitterionischem Charakter.neutral Phospholipids in the amphoteric lipid mixtures can phosphatidylcholines or phosphatidylethanolamines or mixtures of phosphatidylcholines and phosphatidylethanolamines. Phosphatidylcholines and Phosphatidylethanolamines are neutral lipids with zwitterionic Character.
In einer bevorzugten Ausführung, werden die Phosphatidylcholine aus folgender Gruppe ausgewählt: POPC, natürliches oder hydrogeniertes Soja-PC, natürliches oder hydrogeniertes Ei-PC, DMPC, DPPC or DOPC. (Eine Liste der Abkürzungen der verwendeten Lipide sowie deren Namen findet sich unten. In vielen Fällen werden die in der Literatur gebräuchlichen Abkürzungen verwendet).In a preferred embodiment, the phosphatidylcholines are selected from the following group: POPC, natural or hydrogenated soy PC, natural or hydrogenated egg PC, DMPC, DPPC or DOPC. (A list of abbreviations The lipids used and their names can be found below. In many cases the common in the literature Abbreviations used).
Besonders bevorzugte Phoaphatidylcholine sind DMPC, POPC, nicht-hydrogeniertes Soja-PC und nicht-hydrogeniertes Ei-PC.Especially preferred phoaphatidylcholines are DMPC, POPC, non-hydrogenated soy PC and non-hydrogenated egg pc.
Die Phosphatidylethanolamine können aus der Gruppe DOPE, DMPE und DPPE ausgewählt werden.The Phosphatidylethanolamine can be selected from the group DOPE, DMPE and DPPE.
Ganz besonders bevorzugt umfassen die genannten neutralen Lipide DOPE, DMPC, POPC, nicht-hydrogeniertes Soja-PC und nicht-hydrogeniertes Ei-PC.All most preferably, said neutral lipids comprise DOPE, DMPC, POPC, non-hydrogenated soy PC and non-hydrogenated Egg PC.
In einer weiteren Ausführung kann die Lipidmischung der amphoteren Lipide auch das neutrale Lipid Cholesterin umfassen.In another embodiment The lipid mixture of amphoteric lipids may also be the neutral lipid cholesterol include.
Die Lipidmischung der amphoteren Liposomen kann ein amphoteres Lipid umfassen. Geeignete amphotere Lipide sind in WO 02/066489 und WO 03/070735 offenbart. Bevorzugt wird das amphotere Lipid aus folgender Gruppe ausgewählt: HistChol, HistDG, isoHistSuccDG, Acylcarnosin und HCCHol.The Lipid mixing of the amphoteric liposomes can be an amphoteric lipid include. Suitable amphoteric lipids are described in WO 02/066489 and WO 03/070735. Preferably, the amphoteric lipid from the following Group selected: HistChol, HistDG, isoHistSuccDG, acylcarnosine and HCCHol.
Alternativ können die Lipidmischung der amphoteren Liposomen auch pH sensitive anionische und/oder kationische Komponenten enthalten, wie in WO 02/066012 offenbart. Kationische pH-sensitive Lipide sind in WO 02/066489 und WO 03/070220 beschrieben. Darüber hinaus beschreibt Budker et al. in Nat Biotechnol. 14(6):760-4, 1996 weitere kationische pH-sensitive Lipide. Die kationischen pH-sensitiven Lipiden können in Kombination mit stark anionischen Lipiden oder mit anionischen Lipiden, die pH-empfindlich sind, verwendet werden. Umgekehrt kann die kationische Ladung auch durch stark kationische Lipide, die dem Fachmann bekannt sind, in Kombination mit einem pH-empfindlichen anionischen Lipid eingeführt werden.alternative can the lipid mixture of amphoteric liposomes also pH sensitive anionic and / or contain cationic components as disclosed in WO 02/066012. Cationic pH-sensitive lipids are described in WO 02/066489 and WO 03/070220 described. About that In addition, Budker et al. in Nat Biotechnol. 14 (6): 760-4, 1996 further cationic pH-sensitive lipids. The cationic pH-sensitive Lipids can in combination with strongly anionic lipids or with anionic Lipids that are pH sensitive can be used. Conversely, can the cationic charge is also due to strong cationic lipids, the the person skilled in the art, in combination with a pH-sensitive anionic lipid introduced become.
Bevorzugte kationische Komponenten sind DPIM, CHIM, DORIE, DDAB, DAC-Chol, TC-Chol, DOTMA, DOGS, (C18)2Gly+ N,N-Dioctadecylamidoglycin, CTAB, CPyC, DODAP und DOEPC, DMTAP, DPTAP, DOTAP, DC-Chol, MoChol und HisChol.preferred cationic components are DPIM, CHIM, DORIE, DDAB, DAC-Chol, TC-Chol, DOTMA, DOGS, (C18) 2Gly + N, N-dioctadecylamidoglycine, CTAB, CPyC, DODAP and DOEPC, DMTAP, DPTAP, DOTAP, DC-Chol, MoChol and HisChol.
Besonders bevorzugte kationische Lipide sind DMTAP, DPTAP, DOTAP, DC-Chol, MoChol, Chim and HisChol.Especially preferred cationic lipids are DMTAP, DPTAP, DOTAP, DC-Chol, MoChol, Chim and HisChol.
Die amphoteren Mischungen umfassen zudem anionische Lipide, die entweder konstitutiv oder unter gewissen Bedingungen dem pH entsprechend geladen sind, und auch diese Lipide sind dem Fachmann bekannt. Bevorzugte Lipide zur Verwendung bei dieser Erfindung sind DMGSucc, POGSucc, DMGSucc, DPGSucc, DMPS, DPPS, DOPS, POPS, DMPG, DPPG, DOPG, POPG, DMPA, DPPA, DOPA, POPA, CHEMS und Cetyl-P.The Amphoteric mixtures also include anionic lipids, either constitutively or under certain conditions according to the pH are charged, and these lipids are known in the art. preferred Lipids for use in this invention are DMGSucc, POGSucc, DMGSucc, DPGSucc, DMPS, DPPS, DOPS, POPS, DMPG, DPPG, DOPG, POPG, DMPA, DPPA, DOPA, POPA, CHEMS and Cetyl-P.
Besonders bevorzugte anionische Lipide sind DMGSucc, DMGSucc, DMPG, DPPG, DOPG, POPG, DMPA, DPPA, DOPA, POPA, CHEMS and CetylP.Especially preferred anionic lipids are DMGSucc, DMGSucc, DMPG, DPPG, DOPG, POPG, DMPA, DPPA, DOPA, POPA, CHEMS and CetylP.
In einer Ausführung der Erfindung können die genannten kationischen Lipide ein oder mehrere der folgenden Lipide umfassen: DOTAP, DC-Chol, MoChol and HisChol. Die genannten anionischen Lipide können ein oder mehrere der folgenden Lipide umfassen: DMGSucc, DOGSucc, DOPA, CHEMS and CetylP.In an execution of the invention the said cationic lipids one or more of the following Lipids include: DOTAP, DC-Chol, MoChol and HisChol. The mentioned anionic lipids can or more of the following lipids include: DMGSucc, DOGSucc, DOPA, CHEMS and CetylP.
Die folgenden Liste zeigt die Abkürzungen der verwendeten Lipide sowie deren Namen. In vielen Fällen werden die in der Literatur gebräuchlichen Abkürzungen und Namen verwendet.
- DMPC
- Dimyristoylphosphatidylcholine
- DPPC
- Dipalmitoylphosphatidylcholine
- DSPC
- Distearoylphosphatidylcholine
- POPC
- Palmitoyl-oleoylphosphatidylcholine
- DOPC
- Dioleoylphosphatidylcholine
- DOPE
- Dioleoylphosphatidylethanolamine
- DMPE
- Dimyristoylphosphatidylethanolamine
- DPPE
- Dipalmitoylphosphatidylethanolamine
- DOPG
- Dioleoylphosphatidylglycerol
- POPG
- Palmitoyl-oleoylphosphatidylglycerol
- DMPG
- Dimyristoylphosphatidylglycerol
- DPPG
- Dipalmitoylphosphatidylglycerol
- DMPS
- Dimyristoylphosphatidylserine
- DPPS
- Dipalmitoylphosphatidylserine
- DOPS
- Dioleoylphosphatidylserine
- POPS
- Palmitoyl-oleoylphosphatidylserine
- DMPA
- Dimyristoylphosphatidic acid
- DPPA
- Dipalmitoylphosphatidic acid
- DOPA
- Dioleoylphosphatidic acid
- POPA
- Palmitoyl-oleoylphosphatidic acid
- CHEMS
- Cholesterolhemisuccinate
- DC-Chol
- 3-β-[N-(N',N'-dimethylethane) carbamoyl]cholesterol
- Cet-P
- Cetylphosphate
- DODAP
- (1,2)-dioleoyloxypropyl)-N,N-dimethylammonium chloride
- DOEPC
- 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-ethylphosphocholine
- DAC-Chol
- 3-β-[N-(N,N'-dimethylethane)carbamoyl]cholesterol
- TC-Chol
- 3-β-(N-(N',N'',N''-trimethylaminoethane)carbamoyl]cholesterol
- DOTMA
- (1,2-dioleyloxypropyl)-N,N,N-trimethylammoniumchloride) (Lipofectin®)
- DOGS
- ((C18)2GlySper3+)N,N-dioctadecylamido-glycyl-spermine (Transfectam®)
- CTAB
- Cetyl-trimethylammoniumbromide
- CPyC
- Cetyl-pyridiniumchloride
- DOTAP
- (1,2-dioleoyloxypropyl)-N,N,N-trimethylammonium salt
- DMTAP
- (1,2-dimyristoyloxypropyl)-N,N,N-trimethylammonium salt
- DPTAP
- (1,2-dipalmitoyloxypropyl)-N,N,N-trimethylammonium salt
- DOTMA
- (1,2-dioleyloxypropyl)-N,N,N-trimethylammonium chloride)
- DORIE
- (1,2-dioleyloxypropyl)-3 dimethylhydroxyethyl ammoniumbromide)
- DDAB
- Dimethyldioctadecylammonium bromide
- DPIM
- 4-(2,3-bis-palmitoyloxy-propyl)-1-methyl-1H-imidazole
- CHIM
- Histaminyl-Cholesterolcarbamate
- MoChol
- 4-(2-Aminoethyl)-Morpholino-Cholesterolhemisuccinate
- HisChol
- Histaminyl-Cholesterolhemisuccinate
- HCChol
- Nα-Histidinyl-Cholesterolcarbamate
- HistChol
- Nα-Histidinyl-Cholesterol-hemisuccinate
- AC
- Acylcarnosine, Stearyl- & Palmitoylcarnosine
- HistDG
- 1,2-Dipalmitoylglycerol-hemisuccinat-N--Histidinylhemisuccinate, & Distearoyl-, Dimyristoyl, Dioleoyl or palmitoyl-oleoylderivatives
- IsoHistSuccDG
- 1,2-ipalmitoylglycerol-O_-Histidinyl-Na-hemisuccinat, & Distearoyl-, Dimyristoyl, Dioleoyl or palmitoyloleoylderivatives
- DGSucc
- 1,2-Dipalmitoyglycerol-3-hemisuccinate & Distearoyl-, dimyristoyl- Dioleoyl or palmitoyl-oleoylderivatives
- EDTA-Chol
- cholesterol ester of ethylenediaminetetraacetic acid
- Hist-PS
- Nα-histidinyl-phosphatidylserine
- BGSC
- bisguanidinium-spermidine-cholesterol
- BGTC
- bisguanidinium-tren-cholesterol
- DOSPER
- (1.3-dioleoyloxy-2-(6-carboxy-spermyl)-propylarnide
- DOSC
- (1,2-dioleoyl-3-succinyl-sn-glyceryl choline ester)
- DOGSDO
- (1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-succinyl-2-hydroxyethyl disulfide ornithine)
- DOGSucc
- 1,2-Dioleoylglycerol-3-hemisucinate
- POGSucc
- 1,2-Palimtoleoylglycerol-3-hemisuccinate
- DMGSucc
- 1,2-Dimyristoylglycerol-3-hemisuccinate
- DPGSucc
- 1,2-Dipalmitoylglycerol-3-hemisuccinate
- DMPC
- Dimyristoylphosphatidylcholine
- DPPC
- Dipalmitoylphosphatidylcholine
- DSPC
- Distearoylphosphatidylcholine
- POPC
- Palmitoyl oleoylphosphatidylcholine
- DOPC
- Dioleoylphosphatidylcholine
- DOPE
- Dioleoylphosphatidylethanolamine
- DMPE
- Dimyristoylphosphatidylethanolamine
- DPPE
- Dipalmitoylphosphatidylethanolamine
- DOPG
- dioleoylphosphatidylglycerol
- POPG
- Palmitoyl-oleoylphosphatidylglycerol
- DMPG
- dimyristoyl
- DPPG
- dipalmitoylphosphatidylglycerol
- DMPS
- Dimyristoylphosphatidylserine
- DPPS
- Dipalmitoylphosphatidylserine
- DOPS
- Dioleoylphosphatidylserine
- POPS
- Palmitoyl-oleoylphosphatidylserine
- DMPA
- Dimyristoylphosphatidic acid
- DPPA
- Dipalmitoylphosphatidic acid
- DOPA
- Dioleoylphosphatidic acid
- POPA
- Palmitoyl oleoyl phosphatidic acid
- CHEMS
- Cholesterolhemisuccinate
- DC-Chol
- 3-β- [N- (N ', N'-dimethylethanes) carbamoyl] cholesterol
- Cet-P
- Cetylphosphate
- DODAP
- (1,2) -dioleoyloxypropyl) -N, N-dimethylammonium chloride
- DOEPC
- 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-ethylphosphocholine
- DAC-Chol
- 3-β- [N- (N, N'-dimethylethane) carbamoyl] cholesterol
- TC-Chol
- 3-β- (N- (N ', N'',N''- trimethylaminoethane) carbamoyl] cholesterol
- DOTMA
- (1,2-dioleyloxypropyl) -N, N, N-trimethylammoniumchloride) (Lipofectin ®)
- DOGS
- ((C18) 2GlySper3 +) N, N-dioctadecylamido-glycyl-spermine (Transfectam ®)
- CTAB
- Cetyl trimethylammoniumbromide
- CPyC
- Cetyl pyridinium chlorides
- DOTAP
- (1,2-dioleoyloxypropyl) -N, N, N-trimethylammonium salt
- DMTAP
- (1,2-dimyristoyloxypropyl) -N, N, N-trimethylammonium salt
- DPTAP
- (1,2-dipalmitoyloxypropyl) -N, N, N-trimethylammonium salt
- DOTMA
- (1,2-dioleyloxypropyl) -N, N, N-trimethylammonium chloride)
- Dorie
- (1,2-dioleyloxypropyl) -3-dimethylhydroxyethyl ammonium bromide)
- DDAB
- Dimethyldioctadecylammonium bromide
- DPIM
- 4- (2,3-bis-palmitoyloxy-propyl) -1-methyl-1H-imidazole
- CHIM
- Histaminyl-Cholesterolcarbamate
- MoChol
- 4- (2-aminoethyl) -morpholino-Cholesterolhemisuccinate
- HisChol
- Histaminyl-Cholesterolhemisuccinate
- HCChol
- Nα-histidinyl Cholesterolcarbamate
- HistChol
- Nα-histidinyl-cholesterol hemisuccinate
- AC
- Acylcarnosines, stearyl & palmitoylcarnosines
- HistDG
- 1,2-dipalmitoylglycerol hemisuccinate-N - histidinylhemisuccinate, & distearoyl, dimyristoyl, dioleoyl or palmitoyl-oleoylderivatives
- IsoHistSuccDG
- 1,2-ipalmitoylglycerol O_-histidinyl-Na-hemisuccinate, & distearoyl, dimyristoyl, dioleoyl or palmitoyloleoylderivatives
- DGSucc
- 1,2-dipalmitoyglycerol-3-hemisuccinate & distearoyl, dimyristoyl-dioleoyl or palmitoyl-oleoylderivatives
- EDTA-Chol
- cholesterol ester of ethylenediaminetetraacetic acid
- Hist-PS
- Nα-histidinyl phosphatidylserine
- BGSC
- bisguanidinium spermidine-cholesterol
- BGTC
- bisguanidinium tren-cholesterol
- DOSPER
- (1.3-dioleoyloxy-2- (6-carboxy-spermyl) -propylarnide
- DOSC
- (1,2-dioleoyl-3-succinyl-sn-glyceryl choline ester)
- DOGSDO
- (1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-succinyl-2-hydroxyethyl disulfide ornithine)
- DOGSucc
- 1,2-dioleoylglycerol 3-hemisucinate
- POGSucc
- 1,2-Palimtoleoylglycerol-3-hemisuccinate
- DMGSucc
- 1,2-Dimyristoylglycerol-3-hemisuccinate
- DPGSucc
- 1,2-dipalmitoylglycerol-3-hemisuccinate
Die folgende Tabelle zeigt beispielhaft und nicht-limitierend Lipide, die geeignet sind, um amphotere Liposomen der vorliegenden Erfindung herzustellen. Die Membrananker der Lipide sind nur exemplarisch gezeigt und nicht die Lipide sind nicht suf diese Membrananker beschränkt. The following table shows, by way of example and not limitation, lipids useful to prepare amphoteric liposomes of the present invention. The membrane anchors of the lipids are shown by way of example only and not the lipids are not limited to these membrane anchors.
Nukleinsäurennucleic acids
Die vorliegende Erfindung beschreibt einen Prozess mit welchem Nukleinsäure-beladene amphotere Liposomen hergestellt werden können.The The present invention describes a process with which nucleic acid-loaded amphoteric liposomes can be produced.
Nukleinsäuren können eingeteilt werden in Nukleinsäuren, welche ein oder mehrere spezifische Sequenzen für Proteine, Polypeptide oder RNAs codieren und in Oligonukleotide, die sehr spezifisch die Expression eines Proteins hemmen können.Nucleic acids can be classified be in nucleic acids, which one or more specific sequences for proteins, polypeptides or RNAs encode and express in oligonucleotides that are very specific inhibit a protein.
In
einer Ausführung
der Erfindung codieren die Nukleinsäuren ein oder mehrere Sequenzen
für Proteine,
Polypeptide oder RNAs und werden schließlich in die entsprechenden
Proteine, Polypeptide oder RNAs translatiert. Diese Nukleinsäuren umfassen
zirkuläre
DNA-Plasmide, lineare DNA-Konstrukte, wie MIDGE Vektoren (Minimalistic
Immunogenically Defined Gene Expression), offenbart in WO9821322A1
und
In einer weiteren Ausführung der Erfindung werden Oligonucleotide eingesetzt, deren Ziel Nukleinsäuren sind, die für spezifische Proteine codieren, so daß die Expression der Proteine moduliert wird. Bei dieser Erfindung umfaßt der Begriff "Ziel-Nukleinsäure" DNA, die für spezifische Proteine codiert, sowie sämtliche von derartiger DNA abgeleiteten RNAs, die pre-mRNA oder mRNA sind. Spezifische Hybridisierung zwischen der Ziel-Nucleinsäure und einem oder mehreren Oligonucleotiden, die gegen solche Sequenzen gerichtet sind, führt zur Hemmung der Protein-Expression. Um ein solches spezifisches Targeting zu erreichen, muß das Oligonucleotid einen kontinuierlichen Strang aus Nukleotiden aufweisen, die zur Sequenz der Ziel-Nukleinsäure komplementär sind.In another embodiment The invention uses oligonucleotides whose target is nucleic acids, the for encode specific proteins so that the expression of the proteins is modulated. In this invention, the term "target nucleic acid" includes DNA specific for specific Proteins encoded, as well as all RNAs derived from such DNA which are pre-mRNA or mRNA. Specific hybridization between the target nucleic acid and one or more Oligonucleotides directed against such sequences lead to Inhibition of protein expression. To such a specific targeting to achieve that Oligonucleotide have a continuous strand of nucleotides, which are complementary to the sequence of the target nucleic acid.
Oligonucleotide, die die vorstehend erwähnten Kriterien erfüllen, lassen sich mit einer Reihe verschiedener chemischer Eigenschaften und Topologien aufbauen. Die Oligonucleotide können einzelsträngig oder doppelsträngig sein. Zu den einzelsträngigen Oligonucleotiden gehören – ohne jedoch darauf beschränkt zu sein – DNA-basierte Oligonucleotide, geschlossene Nucleinsäuren, 2'-modifizierte Oligonucleotide und andere, die allgemein als Antisense-Oligonucleotide geläufig sind. Zu den Gerüst- oder Basenmodifikationen zählen – ohne jedoch darauf beschränkt zu sein – Phosphothioat-DNA (PTO), 2'O-Methyl-RNA (2'Ome), 2'O-Methoxyethyl-RNA (2'MOE), Peptid-Nucleinsäuren (PNA), N3'-P5'-Phosphoamidate (NP), 2'-Fluorarabinonucleinsäuren (FANA), geschlossene Nucleinsäuren (LNA), Morpholinphosphoamidat-(Morpholino), Cyclohexennucleinsäuren (CeNA), Tricyclo-DNA (tcDNA) und andere. Überdies sind auch gemischte chemische Gebilde in der Fachwelt bekannt, wobei diese aus mehr als einer einzigen Nucleotid-Spezies als Copolymere, Blockcopolymere oder Gapmere oder in anderen Anordnungen aufgebaut sind.oligonucleotides those mentioned above Fulfill criteria, can be treated with a number of different chemical properties and build topologies. The oligonucleotides may be single-stranded or double-stranded. To the single-stranded Oligonucleotides belong - without however limited to this to be - DNA based Oligonucleotides, closed nucleic acids, 2'-modified oligonucleotides and others, commonly known as antisense oligonucleotides. To the scaffolding or Base modifications count - without, however limited to this to be - phosphothioate DNA (PTO), 2'-O-methyl RNA (2'Ome), 2'-O-methoxyethyl RNA (2'MOE), peptide nucleic acids (PNA), N3'-P5'-phosphoamidate (NP), 2'-fluoroarabinonucleic acids (FANA), closed nucleic acids (LNA), morpholine phosphoamidate (morpholino), cyclohexene nucleic acids (CeNA), Tricyclo DNA (tcDNA) and others. Moreover, are also mixed chemical entities known in the art, these being more as a single nucleotide species as copolymers, block copolymers or Gapmere or in other arrangements are constructed.
Außer mit den oben genannten Oligonucleotiden kann eine Proteinexpression auch mit doppelsträngigen RNA-Molekülen gehemmt werden, die die komplementären Sequenzmotive enthalten. Derartige RNA-Moleküle sind in der Fachwelt als siRNA-Moleküle bekannt (eg. WO9932619A1 or WO02055693A2). Wiederum wurden verschiedene chemische Eigenschaften dieser Klasse von Oligonucleotiden angepaßt. Auch DNA/RNA-Hybridsysteme sind in der Fachwelt bekannt.In addition to the above-mentioned oligonucleotides, protein expression can also be inhibited with double-stranded RNA molecules containing the complementary sequence motifs. Such RNA molecules are known in the art as siRNA molecules (eg, WO9932619A1 or WO02055693A2). Again, various chemical properties of this class of oligonucleotides have been adapted. DNA / RNA hybrid systems are also known in the art.
Decoy Oligonukleotide stellen eine weitere Klasse von Oligonukleotiden dar. Diese doppelsträngigen DNA Moleküle zielen nicht auf Nukleinsäuren sondern auf Transkriptionsfaktoren. Das bedeutet, dass Decoy Oligonukleotide sequenz-spezifisch an die Transkriptionsfaktoren (DNA-bindende Proteine) binden und dadurch die Transkription inhibieren (eg. Cho-Chung et al. in Curr Opin Mol Ther., 1999).Decoy Oligonucleotides represent another class of oligonucleotides This double-stranded DNA molecules do not target nucleic acids but on transcription factors. That means that Decoy oligonucleotides sequence-specific to the transcription factors (DNA-binding proteins) bind and thereby inhibit transcription (eg, Cho-Chung et al. in Curr Opin Mol Ther., 1999).
Die speziellen eingesetzten Oligonukleotide oder Polynukleotide sind für die Durchführbarkeit des erfindungsgemässen Verfahrens nicht kritisch, ebenso wenig müssen spezielle Modifikationen in den Nucleobasen, den Nucleosidzuckern oder dem Nukleinsäurerückgrat vorhanden sein oder würden die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens über das Maß einer fachmännischen Optimierung hinaus erschweren. Die Nukleinsäuren müssen lediglich eine anionische Gesamtladung aufweisen.The specific oligonucleotides or polynucleotides used for the feasibility of the inventive Method not critical, as well as have special modifications in the nucleobases, the nucleoside sugars or the nucleic acid backbone be or would be the implementation of the inventive Procedure over the measure of one expert Make optimization even more difficult. The nucleic acids need only be an anionic Have total charge.
Alle beschriebenen Oligonucleotide können in der Länge variieren zwischen nur 10, vorzugsweise 15 und mehr bevorzugt 18 und 50, vorzugsweise 30 und besonders bevorzugt 25 Nucleotiden. Vorzugsweise passen Oligonucleotid und Zielsequenz perfekt zusammen, wobei jede Base des Oligonucleotids über einen ununterbrochenen Strang aus der vorstehend erwähnten Anzahl von Nucleotiden ein Basenpaar mit ihrer komplementären Base auf der Ziel-Nucleinsäure bildet. Weniger bevorzugt ist es, wenn dieses Sequenzpaar eine Fehlpaarung innerhalb des kontinuierlichen Strangs aus Basenpaaren enthält.All described oligonucleotides can in length vary between only 10, preferably 15, and more preferably 18 and 50, preferably 30 and more preferably 25 nucleotides. Preferably, oligonucleotide and target sequence match perfectly, wherein each base of the oligonucleotide has an uninterrupted Strand from the aforementioned Number of nucleotides one base pair with its complementary base forms on the target nucleic acid. It is less preferred if this sequence pair is a mismatch contained within the continuous strand of base pairs.
Verfahrenmethod
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- a) Bereitstellung einer Lösung einer Lipidmischung in einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel, bevorzugt einem Alkohol, das optional angesäuert sein kann
- b) Bereitstellung einer wässrigen Lösung des einzuschließenden Nukleinsäure-Wirkstoffes, die optional angesäuert sein kann wobei mindestens eine der beiden Lösungen in a) und b) durch Säuren und/oder Puffersubstanzen auf einen sauren pH-Wert eingestellt werden muss.
- c) Vermischen definierter Mengen der beiden Lösungen durch Einspritzen der alkoholischen Lösung der Lipidmischung in die wässrige Lösung der Nukleinsäuren oder umgekehrt oder durch Zusammenführung von zwei dosierten Teilströmen der bereitgestellten Lipidlösung und Nukleinsäure-Lösungen, optional in einem oder mehreren Mischern.
- d) Verdünnungsschritt, welcher optional ist
- e) Auflösung der Wechselwirkung zwischen den amphoteren Liposomen und den Nukleinsäuren durch durch eine Erhöhung des pH-Wertes auf >7 oder durch eine Erhöhung der Ionenstärke und anschließender Erhöhung des pH-Wertes auf >7
- f) Abtrennung von nicht eingeschlossenem Wirkstoff und/oder Aufkonzentrierung der Liposomensuspension und/oder Austausch des wässrigen Mediums und/oder Abtrennung des mit Wasser mischbaren Lösungsmittels, wobei jeder dieser Schritte unabhängig voneinander optional ist
- g) Sterilfiltration der wirkstoffhaltigen Liposomen, welche optional ist wobei zwischen den Schritten c) und d) und/oder zwischen d) und e) und/oder zwischen e) und f) und/oder zwischen f) und g) ein Extrusionsschritt erfolgen kann und/oder zwischen den Schritten e) und f) und/oder zwischen f) und g) ein oder mehrere Frier/Tau Zyklen erfolgen können und/oder nach Schritt g) ein oder mehrere Frier/Tau Zyklen und/oder eine Lyophilisation der wirkstoffhaltigen Liposomen erfolgen kann
- a) providing a solution of a lipid mixture in a water-miscible solvent, preferably an alcohol which may optionally be acidified
- b) providing an aqueous solution of the nucleic acid active substance to be enclosed, which may optionally be acidified, wherein at least one of the two solutions in a) and b) has to be adjusted to an acidic pH by acids and / or buffer substances.
- c) mixing defined amounts of the two solutions by injecting the alcoholic solution of the lipid mixture into the aqueous solution of the nucleic acids or vice versa or by combining two metered partial streams of the provided lipid solution and nucleic acid solutions, optionally in one or more mixers.
- d) dilution step, which is optional
- e) dissolution of the interaction between the amphoteric liposomes and the nucleic acids by increasing the pH to> 7 or by increasing the ionic strength and then increasing the pH to> 7
- f) Separation of non-entrapped drug and / or concentration of the liposome suspension and / or exchange of the aqueous medium and / or separation of the water-miscible solvent, each of these steps being independently optional
- g) sterile filtration of the active substance-containing liposomes, which is optional, wherein an extrusion step can take place between steps c) and d) and / or between d) and e) and / or between e) and f) and / or between f) and g) and / or between steps e) and f) and / or between f) and g) one or more freeze / thaw cycles can take place and / or after step g) one or more freeze / thaw cycles and / or lyophilization of the active ingredient-containing Liposomes can be done
Die einzelnen Schritte werden im Folgenden ausführlich beschrieben.The individual steps are described in detail below.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das mit Wasser mischbare Lösungsmittel zur Herstellung der Lipidlösung ein Alkohol. Bevorzugt sind die Alkohole Ethanol, Isopropanol, 1,2-Propandiol, n-Propanol, Butanol, Pentanol, sowie Ethylenglykol, Propylenglykol, Methanol.In a preferred embodiment the invention is the water-miscible solvent for the preparation the lipid solution an alcohol. The alcohols are preferably ethanol, isopropanol, 1,2-propanediol, n-propanol, butanol, pentanol, and ethylene glycol, propylene glycol, Methanol.
In einer weiter bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Alkohol Ethanol, Propanol oder iso-Propanol. Selbstverständlich können auch Mischungen der vorgenannten Alkohole verwendet werden, etwa um eine optimale Löslichkeit aller Lipidkomponenten eines amphoteren Systems zu ermöglichen.In a further preferred embodiment In the invention, the alcohol is ethanol, propanol or iso-propanol. Of course can It is also possible to use mixtures of the abovementioned alcohols, for example for optimal solubility all lipid components of an amphoteric system.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann das Lösungsmittel auch mit Wasser verdünnt werden, solange sich die jeweilige Lipidmischung in diesen Gemischen noch löst.In another embodiment The invention may include the solvent also diluted with water as long as the particular lipid mixture in these mixtures still dissolves.
Die Löslichkeit der Lipide hängt unter anderem von der Temperatur ab. Allgemein ist die Löslichkeit der Lipide umso höher, je höher die Temperatur ist. Bei der Ausgestaltung der Prozessparameter können nur solche Konzentrationen und Prozesstemperaturen verwendet werden, die eine vollständige Lösung der Lipidmischung gewährleisten.The solubility the lipids are hanging among other things from the temperature. Generally, the solubility of the Lipids higher, The higher the temperature is. In the design of the process parameters only such Concentrations and process temperatures are used, which is a full solution ensure the lipid mixture.
Der unter den voranstehenden Gesichtspunkten gewählte Temperaturbereich liegt zwischen 4°C und 100°C, bevorzugt zwischen 10°C und 70°C, weiter bevorzugt zwischen 20 und 50 °C.Of the is below the above selected temperature range between 4 ° C and 100 ° C, preferably between 10 ° C and 70 ° C, more preferably between 20 and 50 ° C.
Die alkoholischen Lipidlösungen werden im Konzentrationsbereich zwischen 1 mM und 500 mM, bevorzugt zwischen 5 mM und 250 mM und ganz bevorzugt zwischen 10 mM und 150 mM eingesetzt.The alcoholic lipid solutions are in the concentration range between 1 mM and 500 mM, preferably between 5 mM and 250 mM, and more preferably between 10 mM and 150 used in mM.
In einer Ausführung der Erfindung wird die Lipidlösung angesäuert. Zur Ansäuerung der Lipidlösung können entweder dem Fachmann bekannte Puffersysteme, z.B. Acetatpuffer oder Citratpuffer verwendet werden. Darüber hinaus kann der pH-Wert mit einer Säure (z.B. HCl, Essigsäure oder Zitronensäure) eingestellt werden. Bevorzugt sind pharmazeutisch akzeptable Puffer wie Essigsäure, Zitronensäure oder Glycin.In an execution The invention is the lipid solution acidified. For acidification the lipid solution can either buffer systems known to those skilled in the art, e.g. Acetate buffer or citrate buffer be used. About that In addition, the pH can be adjusted with an acid (e.g., HCl, acetic acid or Citric acid) be set. Preferred are pharmaceutically acceptable buffers like acetic acid, citric acid or glycine.
In einer weiteren Ausführungsform werden die verwendeten Lipide in ihrer undissoziierten Form, d.h. nicht als Salze verwendet. Das betrifft insbesondere die anionischen und kationischen Lipide, die zur Herstellung der amphoteren Liposomen Verwendung finden. Es ist also vorteilhaft, CHEMS nicht als Natriumsalz, sondern als freie Säure einzusetzen. Es ist ebenso vorteilhaft, MoChol nicht als Hydrochlorid, sondern als freie Base einzusetzen. Die Verwendung salzfreier Lipide erleichtern in späteren Prozessschritten eine eindeutigen Zusatz bestimmter Gegenionen und damit eine optimale Stabilisierung der gewonnenen Liposomen.In a further embodiment For example, the lipids used are in their undissociated form, i. Not used as salts. This concerns in particular the anionic and cationic lipids used to produce the amphoteric liposomes Find use. It is therefore advantageous not to use CHEMS as the sodium salt, but as free acid use. It is equally advantageous not to use MoChol as the hydrochloride, but to use as a free base. The use of salt-free lipids facilitate in later Process steps a unique addition of certain counterions and thus optimal stabilization of the obtained liposomes.
Die wässrige Nukleinsäure-Lösung besitzt in einer Ausführung der Erfindung einen pH-Wert < 6, bevorzugt einen pH-Wert zwischen 3 und 5,5 und ganz besonders bevorzugt einen pH-Wert zwischen 3,5 und 4,5. Zur Einstellung des pH-Wertes können entweder dem Fachmann bekannte Puffersysteme, z.B. Acetatpuffer oder Citratpuffer verwendet werden. Darüber hinaus kann der pH-Wert mit einer Säure (z.B. HCl, Essigsäure oder Zitronensäure) eingestellt werden. Bevorzugt sind pharmazeutisch akzeptable Puffer wie Essigsäure, Zitronensäure oder Glycin. Die Konzentration der wässrigen Nukleinsäure-Lösung ist abhängig von der Menge der im Prozess verwendeten kationischen Lipide. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung liegt das molare Verhältnis der kationischen Ladungen der Lipide zu den anionischen Ladungen der Nukleinsäure (N/P-Verhältnis für einzel- oder doppelsträngige Oligonukleotide zwischen 1 und 10, besonders bevorzugt zwischen 1,5 und 5 und ganz besonders bevorzugt zwischen 2 und 4. Für größere einzel- oder doppelsträngige Nukleinsäuremoleküle wie Plasmide, Aptamere oder RNA-Moleküle mit einer Kettenlänge von 50 oder mehr Nucleobasen oder Basenpaaren ist das N/P-Verhältnis bevorzugt zwischen 1 und 50, besonders bevorzugt zwischen 2 und 30 und ganz besonders bevorzugt zwischen 3 und 20.The aqueous Nucleic acid solution has in one execution the invention has a pH <6, preferably has a pH of between 3 and 5.5, and most preferably a pH between 3.5 and 4.5. For adjusting the pH can either buffer systems known to those skilled in the art, e.g. acetate or citrate buffer. In addition, the pH can be with an acid (e.g., HCl, acetic acid or citric acid) be set. Preferred are pharmaceutically acceptable buffers like acetic acid, citric acid or Glycine. The concentration of the aqueous nucleic acid solution is dependent on the amount of cationic lipids used in the process. In a preferred embodiment The invention relates to the molar ratio of the cationic charges the lipids to the anionic charges of the nucleic acid (N / P ratio for individual or double-stranded Oligonucleotides between 1 and 10, more preferably between 1.5 and 5 and most preferably between 2 and 4. For larger individual or double-stranded nucleic acid molecules such as plasmids, Aptamers or RNA molecules with a chain length of 50 or more nucleobases or base pairs, the N / P ratio is preferred between 1 and 50, more preferably between 2 and 30 and completely more preferably between 3 and 20.
In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird die wässrige Nukleinsäurelösung erst kurz vor der Mischung mit der Lipidphase durch Mischen von zwei wässrigen Phasen hergestellt. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Nukleinsäurelösung als Konzentrat vorliegt und vor Mischung mit der Lipidlösung geeignet verdünnt werden muss. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der gelöste Wirkstoff empfindlich gegenüber den Bindungsbedingungen ist und unter diesen nicht lange gelagert werden kann. Beispielsweise kann eine längere Exposition unter pH 4 DNA irreversibel schädigen; es kommt zur Ablösung von Purinbasen vom Zucker/Phosphatrückgrat.In a particular embodiment of the process becomes the aqueous Nucleic acid solution first just before mixing with the lipid phase by mixing two aqueous Made phases. This is particularly advantageous if the Nucleic acid solution as Concentrate is present and suitable before mixing with the lipid solution dilute must become. This embodiment is particularly advantageous if the dissolved active ingredient sensitive to the Binding conditions is and can not be stored under these long. For example, a longer Irreversibly damage DNA exposure below pH 4; it comes to the replacement of Purine bases from sugar / phosphate backbone.
Eine übermässige Exposition der Nukleinsäuren in saurem Milieu lässt sich natürlich am einfachsten durch Auflösung der Wirkstoffe in einem neutralen wässrigen Puffer erreichen, die Zugabe der notwendigen Säure zum Einstellen des Prozess-pH wird in diesem Fall über das Lipid erreicht, d.h. die Säure wird der ethanolischen Lipidlösung zugegeben.Excessive exposure of the nucleic acids in an acidic environment of course easiest by resolution reach the active ingredients in a neutral aqueous buffer, the Add the necessary acid for adjusting the process pH is in this case about the Lipid reaches, i. the acid becomes the ethanolic lipid solution added.
Die
Durchmischung der beiden bereitgestellten Lösungen erfolgt im Labormassstab
bevorzugt durch eine Injektion der alkoholischen Lipidlösung in
eine gerührte
wässrige
Nukleinsäurelösung oder
umgekehrt. Für
die Herstellung Nukleinsäure-beladener
amphoterer Liposomen im Industriemassstab kann die Durchmischung
der beiden Lösungen
in einer Vorrichtung erfolgen. Eine geeignete Vorrichtung zur Durchmischung
der Lösungen
ist unten näher
beschrieben. Darüber
hinaus kann die Durchmischung in der in
In einer Ausführung der Erfindung beträgt die Menge der alkoholischen Lipidlösung, welche in die wässrige Nukleinsäure-Lösung gemischt wird, bevorzugt zwischen 2 und 25 % und besonders bevorzugt zwischen 5 und 20 % des sich daraus ergebenen Gesamtvolumens.In an execution of the invention the amount of the alcoholic lipid solution which is mixed into the aqueous nucleic acid solution is, preferably between 2 and 25% and more preferably between 5 and 20% of the resulting total volume.
Während und
nach dem Vermischen der alkoholischen Lösung der Lipidmischung und
der wässrigen Nukleinsäurelösung liegen
die sich bildenden oder gebildeten amphoteren Liposomen in einem
kationischen Ladungszustand vor. Aus diesem Grunde wechselwirken
die anionisch geladenen Nukleinsäuren
mit der kationischen Lipidschicht, wodurch sich während des
Prozesses Aggregate bilden können. Überraschenderweise wurde
gefunden dass der Aggregatbildung während der Liposomenherstellung,
anders als in
In einer besonderen Ausführung der Erfindung schließt sich an die Durchmischung der beiden Lösungen ein Verdünnungsschritt an. In diesem Fall beträgt die Menge der alkoholischen Lipidlösung, welche in die wässrige Nukleinsäure-Lösung gemischt wird, bevorzugt zwischen 20 und 50 % und besonders bevorzugt zwischen 25 und 45 % des sich daraus ergebenen Gesamtvolumens.In a special design the invention concludes to the mixing of the two solutions a dilution step at. In this case is the amount of the alcoholic lipid solution which is mixed into the aqueous nucleic acid solution is, preferably between 20 and 50% and more preferably between 25 and 45% of the resulting total volume.
Es kann also vorteilhaft sein während des Prozesses höhere Ethanolmengen einzusetzen. Es wurde gefunden, dass amphotere Liposomen ab einer kritischen Ethanolkonzentration von etwa 20-35 % permeabel sind. Aus diesem Grund schließt sich dem Vermischungsvorgang der beiden Lösungen ein Verdünnungsschritt an, um zu stabilen amphoteren Liposomen zu gelangen, wobei die Ethanolkonzentration dann auf einen Wert von weniger als 25%, bevorzugt von weniger als 15% gesenkt wird.It so it can be beneficial during the process higher Use ethanol quantities. It was found that amphoteric liposomes from a critical ethanol concentration of about 20-35% are permeable. For that reason, concludes the dilution process of the two solutions to a dilution step, to arrive at stable amphoteric liposomes, the ethanol concentration then to a value of less than 25%, preferably less than 15% is lowered.
In einer Ausführung der Erfindung kann der Verdünnungsschritt mit einer wässrigen Lösung erfolgen welcher in der Zusammensetzung der Nukleinsäure-Lösung entspricht, allerdings ohne Nukleinsäure und etwa dem pH-Wert der Mischung entspricht. Alternativ können auch andere dem Fachmann bekannte Lösungen mit entsprechendem sauren pH-Wert zum Verdünnen verwendet werden.In an execution The invention may include the dilution step with an aqueous solution which corresponds in the composition of the nucleic acid solution, however without nucleic acid and about the pH of the mixture corresponds. Alternatively, too other solutions known to those skilled in the art with appropriate acidic pH for dilution.
In einer anderen, vorteilhaften Ausführung der Erfindung werden zum Verdünnen wässrige Lösungen verwendet, die den pH-Wert der vorliegenden Mischung so verändern, dass die Wechselwirkung zwischen den amphoteren Liposomen und den Nukleinsäuren aufgelöst werden. Die Wahl des pH-Wertes ist unten näher erläutert. Generell ist dem Fachmann bekannt, welcher pH-Wert sich durch das Mischen zweier Lösungen definierter Zusammensetzung ergibt, und wie eine Lösung verändert werden muss, um zu einem gewünschten pH-Wert der Mischung zu gelangen.In another advantageous embodiment of the invention for dilution aqueous Solutions used which change the pH of the present mixture so that the interaction between the amphoteric liposomes and the nucleic acids. The choice of pH is explained in more detail below. Generally, the expert known, which pH by mixing two solutions defined composition, and how a solution can be changed needs to get to a desired pH to get to the mixture.
Die Verdünnung wird so durchgeführt, dass sich die Ethanolmenge in der Mischung auf bevorzugt < 20%, besonders bevorzugt zwischen 2 und 15 % und ganz besonders bevorzugt zwischen 5 und 12 % verringert.The dilution is done like this that the amount of ethanol in the mixture is preferably <20%, especially preferably between 2 and 15% and most preferably between 5 and 12% reduced.
Um die Wechselwirkung zwischen den amphoteren Liposomen und den Nukleinsäuren nach der Bildung der Liposomen wieder aufzulösen, können verschiedene Methoden verwendet werden.Around the interaction between the amphoteric liposomes and the nucleic acids The formation of liposomes can be resolved by different methods be used.
In einer Ausführung der Erfindung werden die Wechselwirkungen durch eine Veränderung des pH-Wertes aufgelöst. Wie bereits erläutert sind amphotere Liposomen bei einem pH-Wert von 7,5 anionisch oder neutral geladen. Wird der pH-Wert daher dahingehend verändert, dass die amphoteren Liposomen anionisch oder neutral werden, führt dies gleichzeitig zu einer Auflösung der Wechselwirkungen zwischen den Liposomen und den Nukleinsäuren. Überraschenderweise wurde gefunden, dass der Wechsel des pH-Wertes ausreicht größere Aggregatverbände aus Liposomen und Nukleinsäuren, die sich während des Herstellungsprozesses bilden können, so aufzulösen, dass in der Lösung schließlich Nukleinsäure-beladene amphotere Liposomen neben freien, nicht eingeschlossenen Nukleinsäuremolekülen vorliegen.In an execution the invention, the interactions by a change the pH dissolved. As already explained For example, amphoteric liposomes are anionic at pH 7.5 neutrally charged. If the pH is therefore changed so that the amphoteric liposomes become anionic or neutral, this leads simultaneously to a resolution the interactions between the liposomes and the nucleic acids. Surprisingly it was found that the change in pH suffices for larger aggregate assemblies Liposomes and nucleic acids, which are during of the manufacturing process, so dissolve that in the solution after all Nucleic acid-loaded amphoteric liposomes in addition to free, not included nucleic acid molecules.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Verdünnung der Ethanolkonzentration und die Neutralisierung der Lösung gleichzeitig, d.h. durch Zugabe einer einzigen neutralisierenden Lösung in entsprechender Menge durchgeführt werden kann, ohne dass es zu einem wesentlichen Verlust von eingeschlossenem Wirkstoff kommt bzw. wobei Ausbeuten in vergleichbarer Höhe erreicht werden.Surprisingly it was found that the dilution the ethanol concentration and the neutralization of the solution simultaneously, i.e. by adding a single neutralizing solution in corresponding amount performed can be, without it to a substantial loss of trapped Active ingredient comes or where yields reached a comparable level become.
In einer anderen Ausführung der Erfindung können die Wechselwirkungen auch durch eine Erhöhung der Ionenstärke in der Lösung aufgelöst werden. Bevorzugt wird dazu Natriumchlorid verwendet, ist aber nicht darauf beschränkt. Auch mit dieser Methode wurde gefunden, dass sich während des Prozesses gebildete Aggregatverbände wieder auflösen, obwohl unter diesen Bedingungen der pH-Wert konstant bleibt. Die Höhe der Ionenstärke, die nötig ist, um die Wechselwirkungen zwischen den amphoteren Liposomen und den Nukleinsäuren zu unterbinden ist von den verwendeten Lipidmischungen und Nukleinsäuren abhängig. Z.B. binden größere Nukleinsäuren, wie z.B. DNA Plasmide, fester an die liposomale Membran, da die größere Anzahl von sich wiederholenden Ladungen zu einer stärkeren Bindung führt. Um die Wechselwirkungen zwischen amphoteren Liposomen und Oligonukleotiden aufzulösen beträgt die finale NaCl-Konzentration bevorzugt zwischen 250 und 1500 mM.In another embodiment of the invention, the interactions may also be resolved by increasing the ionic strength in the solution. Preferably, sodium chloride is used for this, but is not limited thereto. It was also found with this method that aggregate assemblies formed during the process dissolve again, although the pH remains constant under these conditions. The level of ionic strength needed to inhibit the interactions between the amphoteric liposomes and the nucleic acids depends on the lipid mixtures and nucleic acids used. For example, tie larger nucleic acids, such as DNA plasmids, more tightly to the liposomal membrane, as the greater number of repeating charges results in greater binding. To resolve the interactions between amphoteric liposomes and oligonucleotides, the final NaCl concentration is preferably between 250 and 1500 mM.
Selbstverständlich können auch andere Salze als NaCl zur Erhöhung der Ionenstärke eingesetzt werden wie z.B. Natrium- oder Kaliumcitrat, Natrium- oder Kaliumphosphat, Ammoniumsulfat oder andere Salze. Besonders bevorzugt sind pharmazeutisch akzeptable Salze. Eine Erhöhung der Ionenstärke wird auch durch Zusatz grösserer Mengen von Puffersubstanz erreicht.Of course you can too Salts other than NaCl to increase the ionic strength can be used as e.g. Sodium or potassium citrate, sodium or potassium phosphate, Ammonium sulfate or other salts. Particularly preferred are pharmaceutically acceptable salts. An increase the ionic strength is also greater by addition Amounts of buffer substance reached.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens kann nicht eingeschlossener Wirkstoff abgetrennt werden. Dazu eignen sich dem Fachmann bekannte Verfahren wie Gelfiltration, Zentrifugation, Dialyse oder Ultrafiltration. Darüber hinaus können die Nukleinsäurebeladenen amphoteren Liposomen bei Bedarf auf konzentriert werden. Auch hierfür eignen sich dem Fachmann bekannte Verfahren, wie z.B. Zentrifugation oder Ultrafiltration. Weiter kann durch diese Verfahren ein Austausch des wässrigen Mediums oder eine Abtrennung des mit Wasser mischbaren Lösungsmittels erfolgen.In another step of the process may not be included Active substance to be separated. These are known to those skilled in the art Methods such as gel filtration, centrifugation, dialysis or ultrafiltration. About that can out the nucleic acid loaded amphoteric liposomes to be concentrated as needed. Also suitable for this methods known to those skilled in the art, e.g. Centrifugation or Ultrafiltration. Further, through these methods, an exchange of the aqueous Medium or a separation of the water-miscible solvent respectively.
Weiter können die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten wirkstoffhaltigen Liposomen in einem abschließenden Schritt sterilfiltriert werden.Further can those according to the inventive method prepared active ingredient-containing liposomes in a final step be sterilized by filtration.
In einer Ausführung der Erfindung kann zwischen den Verfahrensschritten c) und d) und/oder zwischen d) und e) und/oder zwischen e) und f) und/oder zwischen f) und g) ein Extrusionsschritt erfolgen, wodurch die Größenverteilung der wirkstoffhaltigen Liposomen weiter verbessert werden kann.In an execution The invention can be used between process steps c) and d) and / or between d) and e) and / or between e) and f) and / or between f) and g) an extrusion step, whereby the size distribution the active substance-containing liposomes can be further improved.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die Extrusion bei saurem pH-Wert, also zwischen den Verfahrensschritten c) und d) bzw. d) und e) durchgeführt, wobei die sich bildenden oder gebildeten amphoteren Liposomen in einem kationischen Ladungszustand vorliegen und mit den anionisch geladenen Nukleinsäuren wechselwirken. Aus diesem Grund erfolgt keine oder nur eine geringe Freisetzung der bereits eingeschlossenen Nukleinsäure-Wirkstoffe.In another embodiment The invention is the extrusion at acidic pH, ie between the process steps c) and d) or d) and e), wherein the forming or formed amphoteric liposomes in a cationic charge state and with the anionically charged nucleic acids interact. For this reason, no or only a small Release of the already enclosed nucleic acid active substances.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass auch eine Extrusion nach Auflösung der Wechselwirkungen zwischen den gebildeten amphoteren Liposomen und den Nukleinsäuren also zwischen den Verfahrensschritten d) und e) und/oder zwischen e) und f) und/oder zwischen f) und g) nicht zu einer nennenswerten Freisetzung der eingeschlossenen Nukleinsäuren führt. In einer weiteren Ausführung der Erfindung werden die wirkstoffhaltigen amphoteren Liposomen zwischen den Verfahrensschritten d) und e) und/oder zwischen e) und f) und/oder zwischen f) und g) extrudiert, wobei bevorzugt nicht mehr als 30 % des eingeschlossenen Wirkstoffes, besonders bevorzugt nicht mehr als 20 des eingeschlossenen Wirkstoffes und ganz besonders bevorzugt nicht mehr als 10 % des eingeschlossenen Wirkstoffes freigesetzt werden. Weiter wurde überraschenderweise gefunden, dass die Verwendung von Extrusionsmembranen, deren Porengröße größer ist als die mittlere Größe der wirkstoffhaltigen amphoteren Liposomen bei einem pH-Wert >7 zu einer geringeren Freisetzung der eingeschlossenen Nukleinsäure-Wirkstoffe führt.Surprisingly was found to also have an extrusion after dissolution of the Interactions between the formed amphoteric liposomes and the nucleic acids ie between method steps d) and e) and / or between e) and f) and / or between f) and g) are not appreciable Release of the entrapped nucleic acids leads. In a further embodiment of the Invention are the drug-containing amphoteric liposomes between the method steps d) and e) and / or between e) and f) and / or extruded between f) and g), preferably not more than 30 % of the entrapped drug, most preferably not more as 20% of the entrapped active ingredient, and most preferably not more than 10% of the trapped drug released become. Next became surprising found that the use of extrusion membranes whose pore size is greater as the mean size of the active ingredient amphoteric liposomes at a pH> 7 to a lower release of the enclosed nucleic acid agents leads.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung können die wirkstoffhaltigen amphoteren Liposomen zwischen den Verfahrensschritten e) und f) und/oder zwischen f) und g) einem oder mehreren Frier/Tau Zyklen unterzogen werden, wobei überraschenderweise gefunden wurde, dass dieser Prozess zu einer engeren Größenverteilung der Liposomen führt, ohne dass nennenswerte Mengen an eingeschlossenem Wirkstoff freigesetzt werden. Bevorzugt erfolgen die Frier/Tau Zyklen in Gegenwart von Kryoprotektiva, wobei bevorzugt Zucker verwendet werden. Pharmazeutisch akzeptable Zucker sind dem Fachmann bekannt und umfassen z.B. Sucrose, Maltose oder Trehalose, ohne darauf beschränkt zu sein. In einer Ausführung werden die Kryoprotektiva den gebildeten wirkstoffhaltigen amphoteren Liposomen vor dem Frier/Tau Prozess zugesetzt. In einer bevorzugten Ausführung werden die wirkstoffhaltigen amphoteren Liposomen in Gegenwart der Kryoprotektiva hergestellt, so dass sich das Kryoprotektiva nach der Herstellung der Liposomen innerhalb und außerhalb der Liposomen befindet. Die Menge an Kryoprotektiva beträgt bevorzugt zwischen 1 und 25 %, weiter bevorzugt zwischen 5 und 15 %. Das Einfrieren der Liposomen kann in flüssigem Stickstoff, auf Trockeneis, bei –70 °C oder bei –20 °C erfolgen, ohne auf eine dieser Methoden beschränkt zu sein.In another embodiment of the invention the active ingredient-containing amphoteric liposomes between the process steps e) and f) and / or between f) and g) one or more freeze / tow Cycles, surprisingly It has been found that this process leads to a narrower size distribution the liposomes leads, without releasing appreciable amounts of entrapped drug become. The freeze / thaw cycles are preferably carried out in the presence of Cryoprotektiva, preferably using sugar. pharmaceutical acceptable sugars are known to those skilled in the art and include e.g. sucrose, Maltose or trehalose, without being limited thereto. In one execution the cryoprotectants form the active-substance-containing amphoteric liposomes added before the freeze / thaw process. In a preferred embodiment the active substance-containing amphoteric liposomes are prepared in the presence of the cryoprotectants, so that the cryoprotectants after the production of liposomes inside and outside the liposomes is located. The amount of cryoprotectants is preferred between 1 and 25%, more preferably between 5 and 15%. Freezing The liposomes can be in liquid Nitrogen, on dry ice, at -70 ° C or at -20 ° C, without any of these Limited methods to be.
Überraschend wurde darüber hinaus gefunden, dass bestimmte Salze die Stabilität der amphoteren Liposomen erhöhen können. Zu einer solchen Stabilisierung tragen unter anderem die Kationen dieser Salze bei. So lässt sich die Freisetzung von eingeschlossenem Cargo während eines Frier-Tauzyklus durch Verwendung von Tris-(hydroxymethyl)aminomethan verbessern. Andere geeignete Kationen sind beispielsweise Triethanolamin, Ammoniak, Morpholin, Piperazin. Beim Einsatz dieser Kationen wurde ein geringere Freisetzung von Wirkstoff beobachtet als dies beispielweise mit Natrium oder Kalium als Kation möglich ist.Surprisingly, it has also been found that certain salts can increase the stability of the amphoteric liposomes. Among other things, the cations of these salts contribute to such stabilization. Thus, the release of trapped cargo during a freeze-thaw cycle can be improved by using tris (hydroxymethyl) aminomethane. Other suitable cations include triet hanolamine, ammonia, morpholine, piperazine. When using these cations, a lower release of active ingredient was observed than is possible, for example, with sodium or potassium as a cation.
In einer Ausführungsform werden diese Kationen als alleinige Kationen im Puffersystem verwendet, eine Mischung etwa von Natriumionen mit Tris-(Hydroxymethyl)aminomethanionen ist demnach weniger bevorzugt.In an embodiment These cations are used as the sole cations in the buffer system, a Mixture of, for example, sodium ions with tris (hydroxymethyl) aminomethanions therefore less preferred.
In einem anderen Aspekt der Verwendung dieser bevorzugten Kationen wurde beobachtet, dass auch die Grösse der hergestellten Liposomen nach einem Frier-Tau-Zyklus geringeren Schwankungen unterworfen ist, als wenn die bevorzugten Kationen nicht verwendet werden.In another aspect of the use of these preferred cations It was also observed that the size of the liposomes produced is subject to less fluctuations after a freeze-thaw cycle, as if the preferred cations are not used.
In einem weiteren Aspekt der Verwendung bevorzugter Kationen wurde eine verbesserte Kolloidstabilität beobachtet. Liposomen, die unter Verwendung der bevorzugten Kationen präpariert werden lassen sich ohne Veränderungen ihrer kolloidalen Eigenschaften wie Grösse oder Viskosität stärker auf konzentrieren als wenn diese Kationen nicht verwendet werden. Durch Verwendung der bevorzugten Kationen ist es beispielsweise möglich, die Konzentrationen der Liposomen in einer Suspension auf mehr als 100mM zu erhöhen, es ist vielfach möglich diese Konzentration auf mehr als 130mM zu erhöhen und teilweise gelingt eine Aufkonzentrierung auf 150mM oder mehr Lipid.In another aspect of the use of preferred cations an improved colloid stability observed. Liposomes made using the preferred cations prepared can be without changes their colloidal properties such as size or viscosity more concentrate than if these cations are not used. By Using the preferred cations, it is possible, for example, the Concentrations of the liposomes in suspension to more than 100 mM to increase, It is often possible To increase this concentration to more than 130mM and partially succeeds Concentration to 150mM or more lipid.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich die positiven Effekte der bevorzugten Kationen und der oben genannten Kryoprotektiva synergistisch verhalten. Dadurch kann eine weitere Verbesserung der Prozessführung oder Lagerung der hergestellten Liposomen erreicht werden. Solche Verbesserungen umfassen beispielsweise einen genaueren Erhalt der Grösse der Partikel, so dass deren mittlere Größe vor und nach einem Frier-Tau-Zyklus um weniger als 20% differiert. Oft ist es durch synergistischen Einsatz von Kryoprotektanden und Kationen möglich, eine Größendifferenz von weniger als 10% der mittleren Größe zu erzielen und in vielen Fällen liegt die Differenz der Partikalgrößen unterhalb eines sicher nachweisbaren Unterschieds.Surprisingly It was found that the positive effects of the preferred Cations and the above-mentioned cryoprotectants act synergistically. This can further improve process control or Storage of the produced liposomes can be achieved. Such improvements include, for example, a more accurate preservation of the size of the Particles, leaving their mean size before and after a freeze-thaw cycle differs by less than 20%. Often it is through synergistic Use of cryoprotectants and cations possible, a size difference of less than 10% of the mean size and in many make is the difference of the particle sizes below one sure demonstrable difference.
Ebenso ist eine geringe Freisetzung von eingeschlossenem Wirkstoff oder Cargo von Vorteil und ein solcher Release lässt sich durch die beschriebenen Maßnahmen auf Werte von weniger als 10% reduzieren, in vielen Fällen ist eine Freisetzung von weniger als 5% möglich und oft wird eine Freisetzung von weniger als 2% des eingeschlossenen Wirkstoffs erreicht. Die bevorzugten Kationen des Puffersystems und die Kryoprotektanden sind frei miteinander kombinierbar. So lassen sich beispielsweise Sucrose und Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan als Kation miteinander kombinieren, aber auch Maltose oder Trehalose.As well is a low release of entrapped drug or Cargo beneficial and such a release can be described by the activities to reduce values to less than 10%, in many cases a release of less than 5% possible and often a release reached less than 2% of the entrapped drug. The preferred cations of the buffer system and the cryoprotectants are freely combinable. This can be, for example Sucrose and tris (hydroxymethyl) aminomethane as a cation with each other combine, but also maltose or trehalose.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Aspektes der Erfindung kann durch den Zusatz der bevorzugten Kationen die Menge der eingesetzten Kryoprotektiva reduziert werden, ohne dass die Freisetzung von Wirkstoff oder die Grösse der Partikel wesentlich beeinflusst werden.In a preferred embodiment This aspect of the invention can be achieved by the addition of the preferred Cations reduce the amount of cryoprotectants used, without the release of active ingredient or the size of the Particles are significantly influenced.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung werden die wirkstoffhaltigen amphoteren Liposomen im Anschluss an den Prozessschritt e) oder f) oder g) ebenfalls einem oder mehreren Frier/Tau Zyklen und/oder einer Lyophilisation unterzogen. Wie oben beschrieben zeigte sich überraschend, dass die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten wirkstoffhaltigen Liposomen bevorzugt in Gegenwart von Kryoprotektiva und optional den oben erwähnten Salzen eingefroren werden können wobei nach dem Auftauen eine meist engere Größenverteilung der Liposomen beobachtet wird und keine nennenswerte Mengen an eingeschlossenem Wirkstoff freigesetzt werden. Aus diesem Grund werden die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten wirkstoffhaltigen Liposomen in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung nach dem finalen Prozessschritt, welcher e), f) oder g) sein kann, eingefroren und in gefrorenem Zustand gelagert. In einer weiteren Ausführung der Erfindung können die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten wirkstoffhaltigen Liposomen nach dem finalen Prozessschritt, welcher e), f) oder g) sein kann, lyophilisiert werden. Die Lyophilisation erfolgt bevorzugt ebenfalls unter dem Zusatz der oben erläuterten Kryoprotektiva und Salzen. Die Liposomen können dann z.B. bei Raumtemperatur gelagert werden.In another embodiment The invention relates to the active ingredient-containing amphoteric liposomes following the process step e) or f) or g) as well one or more cycles of freezing / thawing and / or lyophilisation subjected. As described above, it was surprising that the after the method according to the invention prepared active substance-containing liposomes preferably in the presence frozen by cryoprotectants and optionally the salts mentioned above can wherein after thawing usually a narrower size distribution of the liposomes observed and no appreciable amounts of trapped Drug to be released. For this reason, the after the produced according to the invention active substance-containing liposomes in a preferred embodiment of Invention after the final process step, which e), f) or g) can be frozen and stored in a frozen state. In a further execution of the invention those according to the inventive method prepared active substance-containing liposomes after the final process step, which can be e), f) or g) are lyophilized. Lyophilization is preferably also under the addition of the above-explained Cryoprotectants and salts. The liposomes may then be e.g. at room temperature be stored.
Auch die Prozesstemperatur ist ein wichtiger Parameter. Sie wird für die Liposomenbildung stets höher als die Phasenübergangstemperatur der Lipidmischung gewählt. Die Phasenübergangstemperatur kann durch kalorimetrische Verfahren, beispielsweise der DSC („differential scanning calorimetry") bestimmt werden. Das Lipid mit der höchsten Phasenübergangstemperatur als Reinstoff kann näherungsweise zur Festlegung der Prozesstemperatur herangezogen werden. Um einen Sicherheitsabstand zu gewährleisten, sollte die Prozesstemperatur mindestens 5°C über der ermittelten oder angenäherten Phasenübergangstemperatur der Lipidmischung gewählt werden.Also the process temperature is an important parameter. It is used for liposome formation always higher than the phase transition temperature selected the lipid mixture. The phase transition temperature can be determined by calorimetric methods, for example the DSC ("differential scanning calorimetry ") be determined. The lipid with the highest phase transition temperature as a pure substance can approximately be used to determine the process temperature. To one To ensure safety distance the process temperature should be at least 5 ° C above the determined or approximated phase transition temperature selected the lipid mixture become.
Die Herstellung der nukleinsäurehaltigen amphoteren Liposomen kann ohne weitere Vorrichtungen erfolgen, etwa durch Mischen in einem gerührten Behälter oder in den oben beschrieben Vorrichtungen.The Preparation of the nucleic acid-containing amphoteric liposomes can be done without further devices, such as by mixing in a stirred container or in the devices described above.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das erfindungsgemässe Verfahren auch als kontinuierlicher Prozess, beispielsweise in folgender Vorrichtung, geführt werden.In a preferred embodiment can the inventive Process also as a continuous process, for example in the following Device, guided become.
Diese Mischkammer besteht aus einem V-Mischer, der den Vorteil eines sehr kleinen Mischungsvolumens besitzt. Daneben sind auch andere Mischerausführungen denkbar, wie T-Mischer, Mikromischer, dynamische oder statisch/dynamische Mischer.These Mixing chamber consists of a V-mixer, which has the advantage of a very possesses small mixing volume. In addition, there are other mixer designs conceivable, such as T-mixers, micromixers, dynamic or static / dynamic Mixer.
Der Gesamtstrom nach Verlassen der Mischkammer M1 wird aus der Summe der Teilströme gebildet.Of the Total flow after leaving the mixing chamber M1 is the sum the partial flows educated.
Der Gesamtstrom wird über eine weitere Schlauch- und/oder Rohrverbindung L3 in ein Vorlagegefäß G3 geleitet, welches den Puffer für die Verdünnung oder für die Einstellung der Ablösebedingungen enthält. Die Schlauch- oder Rohrverbindung L3 kann als Zeitglied dienen, in der die gebildeten Liposomen für einen bestimmte Zeit unter den Bindungsbedingungen gehalten werden können, bis die Bindung des Wirkstoffes an die Lipidmembran ihren Maximalwert erreicht hat. Die Verweilzeit wird bestimmt durch das Schlauchvolumen und die Gesamtflussrate.Of the Total current is over another hose and / or pipe connection L3 is directed into a feed vessel G3, which the buffer for the dilution or for the setting of the release conditions contains. The Hose or pipe connection L3 can serve as a timer, in the the formed liposomes for held under the binding conditions for a certain time can, until the binding of the active substance to the lipid membrane reaches its maximum value has reached. The residence time is determined by the tube volume and the total flow rate.
Das Zeitglied L3 und das Vorlagegefäß G3 können auch temperiert werden.The Timer L3 and the reservoir G3 can also be tempered.
Der
Puffer zur Verdünnung
und/oder zur Einstellung der Ablösebedingungen
kann auch über
eine weitere Mischkammer M2 mit der Pumpe P3 aus dem Gefäß G3 über eine
Schlauch- und/oder Rohrverbindung zugeführt und der Gesamtstrom nach
Passage der Mischkammer M2 in einem weiteren Gefäß G4 gesammelt. Für die Mischkammer
M2 sind die gleichen Ausführungsformen
möglich,
wie bei M1. Diese Ausführungsform ist
in
Darüber hinaus kann der Teilstrom der wässrigen Wirkstofflösung vor Einspeisung in das System aus zwei eigenen Teilströmen gebildet werden.Furthermore may be the partial flow of the aqueous drug solution before being fed into the system, it consists of two separate partial flows become.
Dies
ist insbesondere von Vorteil, wenn die Wirkstofflösung als
Konzentrat vorliegt und vor Mischung mit der Lipidlösung geeignet
verdünnt
werden muss oder wenn die Wirkstofflösung vor einer Einspeisung
umgepuffert werden muss. Diese ist insbesondere dann vorteilhaft,
wenn der gelöste
Wirkstoff empfindlich gegenüber
den Bindungsbedingungen ist und unter diesen nicht lange gelagert
werden kann. Diese Ausführungsform
macht mit Bezug auf
Die Qualitätsmerkmale der hergestellten Liposomen, wie Größe, Größenverteilung und Wirkstoffgehalt können über eine geeignete Verfahrensausgestaltung der Prozessparameter reproduzierbar kontrolliert werden. Die Prozessparameter, welche variiert werden können, umfassen Ethanolmenge, Lipidkonzentration, Nukleinsäurekonzentration, N/P-Verhältnis, Zusammensetzung der wässrigen Nukleinsäurelösung, Temperatur, Volumenströme und Druck.The quality features the produced liposomes, such as size, size distribution and drug content can over a suitable process design of the process parameters reproducible to be controlled. The process parameters, which are varied can, include amount of ethanol, lipid concentration, nucleic acid concentration, N / P ratio, composition the aqueous Nucleic acid solution, temperature, flow rates and pressure.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von Prozessparametern, mit welchen die Größe der amphoteren Liposomen und das Wirkstoff/Lipid-Verhältnis im finalen Produkt kontrolliert werden kann.A Another object of the invention is the provision of process parameters, with which the size of the amphoteric Controlled liposomes and the drug / lipid ratio in the final product can be.
Es zeigte sich überraschenderweise, dass sich die Einschlusseffizienz im erfindungsgemäßen Verfahren, im Gegensatz zum „passiven" Einschluß von Wirkstoffen in Liposomen, bei geringeren Lipidkonzentrationen im Prozess erhöht. Die Lipidkonzentration im Prozess beeinflusst aber auch die Größe der Liposomen, welche mit steigender Lipidkonznetration zunächst zunimmt und dann einen konstanten Wert erreicht. Bevorzugte Lipid-Arbeitskonzentrationen im erfindungsgemäßen Verfahren liegen zwischen 0,2 und 10 mM Lipid, weiter bevorzugt zwischen 0,5 und 5 mM Lipid und ganz bevorzugt zwischen 0,5 und 3 mM.It showed up surprisingly, that the entrapment efficiency in the process according to the invention, in contrast to the "passive" inclusion of active ingredients increased in liposomes, with lower lipid concentrations in the process. The However, lipid concentration in the process also affects the size of the liposomes, which increases with increasing Lipidkonznetration first and then one reached constant value. Preferred lipid working concentrations in the process according to the invention are between 0.2 and 10 mM lipid, more preferably between 0.5 and 5 mM lipid, and more preferably between 0.5 and 3 mM.
Darüber hinaus wurde überraschenderweise eine Temperaturabhängigkeit der Einschlusseffizienz im erfindungsgemäßen Verfahren gefunden. So werden bei höheren Temperaturen höhere Einschlusseffizienzen erreicht. Der bevorzugte Temperaturbereich zur Herstellung von Nukleinsäurebeladenen amphoteren Liposomen durch das erfindungsgemäße Verfahren liegt zwischen 20 und 50 °C.In addition, surprisingly, a temperature dependence of entrapment efficiency in the inventive method found. Thus, higher inclusion efficiencies are achieved at higher temperatures. The preferred temperature range for preparing nucleic acid-loaded amphoteric liposomes by the method according to the invention is between 20 and 50 ° C.
Weiter führte die Erhöhung der Ionenstärke oder Osmolarität in der wässrigen Wirkstofflösung zu überraschenden Ergebnissen im erfindungsgemäßen Verfahren. Bis zu einer bestimmten Ionenstärke nimmt die Einschlusseffizienz ab, während gleichzeitig die Größe der gebildeten Liposomen zunimmt. Wird die Ionenstärke weiter erhöht, verändert sich die Größe der Liposomen und die Einschlusseffizienz zunächst nicht mehr. Bei sehr hohen Ionenstärken wird die Wechselwirkung zwischen den amphoteren Liposomen und den Nukleinsäuren schließlich komplett unterdrückt, so dass der Einschluss über das „passive" Verfahren erfolgt. Dies spiegelt sich auch in der geringeren Größe der gebildeten amphoteren Liposomen wider. Die Ionenstärke kann durch die Zugabe von Natriumchlorid erhöht werden, ist allerdings nicht darauf beschränkt. Selbstverständlich sind dem Fachmann weitere geeignete pharmazeutisch akzeptable Salze bekannt, mit welchen die Ionenstärke einer Lösung verändert werden kann. Diese umfassen z.B. Citrat, Phosphat oder Acetat, sind aber nicht beschränkt auf diese. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Ionenstärke zwischen 0 und 250 mM, bevorzugt zwischen 0 und 150 mM durchgeführt. In einer besonderen Ausführungsform wird das Verfahren bei Ionenstärken zwischen 0 und 50mM durchgeführt.Further led the increase the ionic strength or osmolarity in the aqueous drug solution too surprising Results in the process according to the invention. Up to a certain ionic strength decreases the entrapment efficiency, while at the same time reducing the size of the formed Liposomes increases. If the ionic strength is further increased, it changes the size of the liposomes and the inclusion efficiency first no more. At very high ionic strengths, the interaction becomes finally complete between the amphoteric liposomes and the nucleic acids suppressed so that the inclusion about the "passive" procedure takes place. This is also reflected in the smaller size of the formed amphoteric Reflected liposomes. The ionic strength can be increased by the addition of sodium chloride, but is not limited to this. Of course are the skilled worker further suitable pharmaceutically acceptable salts known, with which the ionic strength a solution changed can be. These include e.g. Citrate, phosphate or acetate but not limited to this. Preferably, the inventive method with an ionic strength between 0 and 250 mM, preferably between 0 and 150 mM. In a particular embodiment the process becomes at ionic strengths between 0 and 50mM.
Wird ein Zucker (z.B. Sucrose) statt ein Salz zur Erhöhung der Osmolarität zur wässrigen Wirkstofflösung gegeben zeigte sich dagegen ein anderer Effekt. Überraschenderweise blieb die Größe der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten nukleinsäurebeladenen amphoteren Liposomen nahezu konstant, während sich die Einschlusseffizienz erhöhte. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Zuckerkonzentration zwischen 0 und 500 mM durchgeführt. Pharmazeutisch akzeptable Zucker sind dem Fachmann bekannt und umfassen z.B. Sucrose, Glucose oder Trehalose, ohne darauf beschränkt zu sein.Becomes a sugar (e.g., sucrose) rather than a salt to increase osmolarity to the aqueous drug solution given, however, showed another effect. Surprisingly, the Size of through the inventive method produced nucleic acid loaded amphoteric liposomes almost constant, while the inclusion efficiency increased. The process according to the invention is preferred with a sugar concentration between 0 and 500 mM. pharmaceutical acceptable sugars are known to those skilled in the art and include e.g. sucrose, Glucose or trehalose, without being limited thereto.
Mit der Variation der erfindungsgemäßen Parameter ist es möglich, nukleinsäurebeladene amphotere Liposomen gewünschter Spezifikationen herzustellen. Für pharmazeutische Anwendungen liegt die Größe der Nukleinsäurebeladenen amphoteren Liposomen bevorzugt zwischen 50 nm und 500 nm und ganz bevorzugt zwischen 80 nm und 250 nm. Weiter können die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Liposomen uni-, oligo- oder multilamellar sein. Das im finalen Produkt bevorzugte Wirkstoff/Lipid-Verhältnis liegt für Oligonukleotid-Wirkstoffe bevorzugt zwischen 1 mg Oligonukleotid/g Lipid und 300 mg Oligonukleotid/g Lipid. Weiter bevorzugt liegt das Wirkstoff/Lipid-Verhältnis zwischen 10 und 100mg Oligonukleotid pro Gramm Lipid. Für größere Nukleinsäure-Wirkstoffe, wie DNA Plasmide liegt das bevorzugte Wirkstoff/Lipid-Verhältnis zwischen 0,3 mg DNA/g Lipid und 30 mg DNA/g Lipid.With the variation of the parameters of the invention Is it possible, nucleic acid-loaded amphoteric liposomes more desired To produce specifications. For Pharmaceutical applications is the size of the nucleic acid loaded amphoteric liposomes preferably between 50 nm and 500 nm and completely preferably between 80 nm and 250 nm. Further, with the inventive method liposomes produced uni-, oligo- or multilamellar be. The in the final product preferred drug / lipid ratio is for oligonucleotide drugs preferably between 1 mg oligonucleotide / g lipid and 300 mg oligonucleotide / g Lipid. More preferably, the drug / lipid ratio is between 10 and 100 mg oligonucleotide per gram of lipid. For larger nucleic acid agents, like DNA plasmids, the preferred drug / lipid ratio is in between 0.3 mg DNA / g lipid and 30 mg DNA / g lipid.
Die Erfindung soll an den folgenden Beispielen näher erläutert werden, ohne auf diese beschränkt zu sein.The The invention will be explained in more detail in the following examples, without reference to these limited to be.
Beschreibung der AbbildungenDescription of the pictures
Beispiel 1example 1
Herstellung von Antisense-Oligonukleotid beladenen amphoteren Liposomen Variierung verschiedener ProzessparameterPreparation of antisense oligonucleotide loaded amphoteric liposomes variation of various process parameters
In
diesem Experiment wurde ein 18 mer Antisense Oligonukleotid in amphotere
Liposomen folgender Zusammensetzung eingeschlossen:
POPC/DOPE/MoChol/Chems
15:45:20:20In this experiment, an 18-mer antisense oligonucleotide was included in amphoteric liposomes of the following composition:
POPC / DOPE / MoChol / Chems 15: 45: 20: 20
Folgende
Prozessparameter wurden nacheinander variiert:
Lipidkonzentration
Temperatur
NaCl-Konzentration
in der wässrigen
Antisense-Lösung The following process parameters were varied one after the other:
lipid concentration
temperature
NaCl concentration in the aqueous antisense solution
Die
Herstellung der Antisense beladenen amphoteren Liposomen erfolgte
mittels der in
Zur
Zusammenführung
der beiden dosierten Teilströme
der bereitgestellten Lipidlösung
und Antisense-Lösung
wurden folgende Volumenströme
gewählt:
Die produzierte Batchgröße betrug jeweils 40 ml.The produced batch size was 40 ml each.
Um die Wechselwirkungen zwischen den amphoteren Liposomen und den Antisense-Molekülen nach der Bildung der Liposomen wieder aufzulösen, wurde 1/20 Voulmen 1M Tris Lösung, pH 8 unter Rühren zugegeben.Around the interactions between the amphoteric liposomes and the antisense molecules after the Formation of the liposomes was again 1/20 Voulmen 1M Tris solution, pH 8 with stirring added.
Variation der LipidkonzentrationVariation of the lipid concentration
Folgende Prozessparameter wurden während der Herstellung konstant gehalten: The following process parameters were kept constant during production:
Die Konzentration der Antisense Lösung wurde an die entsprechende Lipidkonzentration angepasst, um das N/P Verhältnis konstant zu halten.The Concentration of the antisense solution was adapted to the appropriate lipid concentration to the N / P ratio to keep constant.
Variation der TemperaturVariation of temperature
Folgende Prozessparameter wurden während der Herstellung konstant gehalten: The following process parameters were kept constant during production:
Die Temperatur wurde wie folgt variiert: 20°C, 30°C, 40°C, 50°CThe Temperature was varied as follows: 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C, 50 ° C
Variation der NaCl-Konzentration in der wässrigen Antisense-LösungVariation of the NaCl concentration in the aqueous Antisense solution
Folgende Prozessparameter wurden während der Herstellung konstant gehalten: The following process parameters were kept constant during production:
Die NaCl-Konzentration der wässrigen Antisense Lösung wurde sukzessive erhöht im Bereich 0 mM – 400 mM. Die Pufferzusammensetzung und der pH-Wert wurden nicht verändert.The NaCl concentration of the aqueous Antisense solution was gradually increased in the range 0 mM - 400 mM. The buffer composition and the pH were not changed.
Bestimmung der Liposomengröße:Determination of liposome size:
Die Größe der Liposomen wurde nach einer Verdünnung der Proben (max. 1 Ethanol)in PBS per Photonenkorrelationsspektroskopie (PCS) bestimmt.The Size of the liposomes was after dilution of the samples (max 1 ethanol) in PBS by photon correlation spectroscopy (PCS) determined.
Abtrennung von nicht eingeschlossenem Antisense-Oligonukleotid:Separation from not included Antisense oligonucleotide:
Nicht eingeschlossenes Antisense-Oligonukleotid wurde durch eine Sedimentation der Liposomen erreicht.Not included antisense oligonucleotide was by sedimentation reached the liposomes.
Bestimmung der Einschlusseffizienz der Antisense-Oligonukleotide in die amphoteren Liposomen:Determination of entrapment efficiency the antisense oligonucleotides into the amphoteric liposomes:
Die Bestimmung der eingeschlossene Antisense-Menge, erfolgte per OD-Messung bei 260 nm nachdem die Liposomen in einem Lösungsmittelgemisch (Chloroform and Methanol = 1+4) gelöst wurden.The Determination of the included amount of antisense, carried out by OD measurement at 260 nm after the liposomes are dissolved in a mixed solvent (chloroform and methanol = 1 + 4) were.
Bestimmung der Lipidkonzentration:Determination of the lipid concentration:
Das Lipid wurde nach einer Extraktion in Chloroform als anorganisches Phosphat bestimmt (P. Veldhofen and G. Mannaerts (1987) Anal. Biochem. 161: 45-48).The Lipid became inorganic after extraction into chloroform Phosphate (P. Veldhofen and G. Mannaerts (1987) Anal. Biochem. 161: 45-48).
Ergebnisse:Results:
Variation der LipidkonzentrationVariation of the lipid concentration
Variation der Temperaturvariation the temperature
Die
Größe der Liposomen ändert sich
mit steigender Temperatur nicht, wie in
Variation der NaCl-Konzentration in der wässrigen Antisense-LösungVariation of the NaCl concentration in the aqueous Antisense solution
Beispiel 2:Example 2:
Behandlung von verschiedenen amphoteren Liposomen mit steigenden Mengen EthanolTreatment of different amphoteric liposomes with increasing amounts of ethanol
Herstellung verschiedener amphoterer Liposomen mit eingeschlossenem Fluoreszenzfarbstoff CarboxyfluoresceinProduction of various amphoteric liposomes with entrapped fluorescent dye carboxyfluorescein
Aus Lipidstammlösungen in Chloroform wurden verschiedene Lipidmischungen gemischt und das Lösungsmittel am Rotationsvakuumverdampfer entfernt. Die entstandenen Lipidfilme wurden über Nacht im Vakuum getrocknet. Dann wurden die Lipidfilme mit 100 mM Carboxyfluorescein (CF) in PBS, pH 7,5 hydratisiert. Die daraus resultierende Lipidkonzentration betrug 20 mM. Die Suspensionen wurden für 20 min bei RT hydratisiert, für 5 min im Ultraschallbad homogenisiert und schließlich 3 Einfrier/Auftau-Zyklen unterworfen. Nach dem letzten Auftauen wurden die liposomalen Suspensionen 15 mal durch 100 nm Polycarbonat-Membranen extrudiert. Nichteingeschlossenes CF wurde durch Gelfiltration entfernt, wodurch die Liposomen 3 fach verdünnt wurden.Out Lipid stock solutions In chloroform, various lipid mixtures were mixed and the solvent removed on a rotary vacuum evaporator. The resulting lipid films were over Dried overnight in vacuo. Then the lipid films were incubated with 100 mM Carboxyfluorescein (CF) in PBS, pH 7.5 hydrated. The result resulting lipid concentration was 20 mM. The suspensions were for Hydrated at RT for 20 min, for Homogenized for 5 minutes in an ultrasonic bath and finally 3 freeze / thaw cycles subjected. After the last thawing, the liposomal suspensions were Extruded 15 times through 100 nm polycarbonate membranes. not Trapped CF was removed by gel filtration giving the liposomes 3 fold dilute were.
Folgende Formulierungen wurden hergestellt: The following formulations were prepared:
Einfluss steigender Ethanolmengen auf die Integrität der LiposomenInfluence rising Ethanol levels on integrity the liposomes
Die Liposomen wurden zunächst 32-fach mit PBS verdünnt und 20 μl dieser Verdünnung wurden in einer schwarzen Mikrotiterplatte mit 180 μl eines PBS/Ethanol-Gemisches mit steigenden Mengen Ethanol versetzt und für 30 min inkubiert. Im Anschluss wurde das aus den Liposomen freigesetzte CF per Fluoreszenzmessung bei 490nm/530nm gemessen. Um einen Referenzwert für die vollständige Freisetzung zu erhalten, wurden die Ansätze mit 20 μl 2,5 % Triton X-100 Lösung versetzt und die Fluoreszenz erneut gemessen.The Liposomes were first Diluted 32 times with PBS and 20 μl this dilution were in a black microtiter plate with 180 ul of a PBS / ethanol mixture mixed with increasing amounts of ethanol and incubated for 30 min. In connection was the CF released from the liposomes by fluorescence measurement measured at 490nm / 530nm. To a reference value for the complete release to get the approaches were with 20 μl 2.5% Triton X-100 solution and the fluorescence is measured again.
ErgebnisResult
In
Beispiel 3:Example 3:
Herstellung verschiedener Nukleinsäurebeladener amphoterer Liposomen mittels 10 %iger oder 30%iger EthanolinjektionProduction of various nucleic Loaded amphoteric liposomes by 10% or 30% ethanol injection
Die Lipidmischungen wurden eingewogen und in Ethanol p.a. gelöst, so dass die Lipidkonzentration 40 mM oder 13,3 mM betrug. 0,5 ml bzw. 1,5 ml dieser ethanolischen Lipidlösungen wurden in 4,5 ml bzw. 3,5 ml einer wässrigen Nukleinsäurelösung (18 mer Antisense-Oligonukleotid) in 90 mM Acetat, 300 mM Sucrose, pH 4 unter Rühren eingespritzt. Die Menge an Antisense-Oligonukleotid wurde so berechnet, dass sich ein N/P-Verhältnis von 3 im Ansatz ergab. Im Anschluss an die Präparation wurden die Liposomensuspension jeweils mit 10 ml 120 mM Na2HPO4, 90 mM NaCl, pH 9 verdünnt, so dass sich ein pH-Wert > 7 ergab. Um die Einschlusseffizienz zu bestimmen, wurde nicht eingeschlossenes Antisense-Oligonukleotid durch Centriprep-Ultrafiltrationseinheiten (100 kDa MWCO) abgetrennt und per OD-Messung bei 260 nm bestimmt. Die Größe der Liposomen wurde durch nach einer Verdünnung der Proben (max. 1 % Ethanol)in PBS per Photonenkorrelationsspektroskopie (PCS) bestimmt.The lipid mixtures were weighed and dissolved in ethanol so that the lipid concentration was 40 mM or 13.3 mM. 0.5 ml and 1.5 ml of these ethanolic lipid solutions were injected in 4.5 ml and 3.5 ml of an aqueous nucleic acid solution (18 mer antisense oligonucleotide) in 90 mM acetate, 300 mM sucrose, pH 4 with stirring. The amount of antisense oligonucleotide was calculated to give an N / P ratio of 3 in the reaction. Following the preparation, the liposome suspension was diluted in each case with 10 ml of 120 mM Na 2 HPO 4 , 90 mM NaCl, pH 9, to give a pH of> 7. To the In order to determine confinement efficiency, unencapsulated antisense oligonucleotide was separated by Centriprep ultrafiltration units (100 kDa MWCO) and determined by OD measurement at 260 nm. The size of the liposomes was determined by diluting the samples (maximum 1% ethanol) in PBS by photon correlation spectroscopy (PCS).
Folgende Formulierungen wurden wie beschrieben hergestellt: The following formulations were prepared as described:
Ergebnis:Result:
Folgende Einschlusseffizienzen und Liposomengrößen ergeben sich am Ende der Präparation: The following inclusion efficiencies and liposome sizes are given at the end of the preparation:
Beispiel 4:Example 4:
Herstellung von Nukleinsäurebeladenen
amphoteren Liposomen mittels der in
Die
Lipidmischungen wurden eingewogen und in Ethanol p.a. gelöst, so dass
die Lipidkonzentration 16,6 mM betrug. Das 18 mer Antisense-Oligonukleotid
wurde in 20 mM NaAcetat, 300 mM Sucrose pH 4,0 gelöst. Die
Menge an Antisense-Oligonukleotid wurde so berechnet, dass sich
ein N/P-Verhältnis
von 3 bzw. 4 im Ansatz ergab (siehe unten). Die beiden Lösungen wurden
mit Flussraten von 24 ml/min (Lipidlösung) und 56 ml/min (Antisense-Lösung) in
einer Vorrichtung gemäß
Die Bestimmung der eingeschlossene Antisense-Menge, erfolgte per OD-Messung bei 260 nm nachdem die Liposomen in einem Lösungsmittelgemisch (Chloroform and Methanol = 1+4) gelöst wurden.The Determination of the included amount of antisense, carried out by OD measurement at 260 nm after the liposomes are dissolved in a mixed solvent (chloroform and methanol = 1 + 4) were.
Bestimmung der Lipidkonzentration:Determination of the lipid concentration:
Das Lipid wurde nach einer Extraktion in Chloroform als anorganisches Phosphat bestimmt(P. Veldhofen and G. Mannaerts (1987) Anal. Biochem. 161: 45-48).The Lipid became inorganic after extraction into chloroform Phosphate determined (P. Veldhofen and G. Mannaerts (1987) Anal. Biochem. 161: 45-48).
Die Größe der Liposomen wurde in PBS per Photonenkorrelationsspektroskopie (PCS) bestimmt. Ergebnis: The size of the liposomes was determined in PBS by photon correlation spectroscopy (PCS). Result:
Beispiel 5:Example 5:
Einfluss verschiedener Parameter auf die Frier-Tau-FähigkeitInfluence of different Parameters on the freeze-thaw capability
Die Liposomen wurden wie in Beispiel 4 beschrieben mit folgenden Parametern hergestellt: 80mM ethanolische Lipidlösung bestehend aus 6 mol-% POPC, 24 mol-% DOPE, 23 mol-% MoChol und 47 mol-% DMGSucc, 25%ige Ethanolinjektion, N/P = 2. Die Ausverdünnung auf 15% Ethanol und die Umpufferung auf pH 7,5 erfolgte in einem Schritt mit einer Flussrate von 25 ml/min mit einer Lösung, bestehend aus 500mM Natriumhydrogenphosphat, pH 9. Die verdünnte Suspension wurde mittels Crossflow-Filtration auf 160mM Lipid aufkonzentriert, wobei gleichzeitig das nicht eingeschlossene CD40 Oligonukleotide und Ethanol abgetrennt wurde.The Liposomes were as described in Example 4 with the following parameters prepared: 80mM ethanolic lipid solution consisting of 6 mol% POPC, 24 mole% DOPE, 23 mole% MoChol and 47 mole% DMGSucc, 25% Ethanol injection, N / P = 2. The dilution to 15% ethanol and the Buffering to pH 7.5 was performed in one step at a flow rate of 25 ml / min with a solution, consisting of 500mM sodium hydrogen phosphate, pH 9. The diluted suspension was concentrated by cross-flow filtration to 160 mM lipid, at the same time the unenclosed CD40 oligonucleotides and ethanol was separated.
Die Liposomenpräparation wurde aliquotiert und entsprechend den Parametern in der nachstehenden Tabelle auf ihr Frier-Tau-Verhalten untersucht. Wenn nicht anders vermerkt, dann wurden die Proben bei –70°C eingefroren und bei Raumtemperatur aufgetaut. Die behandelten Liposomen wurden auf Partikelgröße und Partikelverteilung (wie in Beispiel 4) getestet. Der Anteil an freigesetztem Wirkstoff wurde mittels Ultrafiltration (Centrisart, 100kD, 2500g, 2 Stunden, 20°C) abgetrennt und per OD260nm gegen eine Referenzlösung mit CD40 bestimmt.The liposome preparation was aliquoted and according to the parameters in the following Table examined for her freeze-thaw behavior. Unless otherwise noted, the samples were frozen at -70 ° C and thawed at room temperature. The treated liposomes were tested for particle size and particle distribution (as in Example 4). The proportion of released drug was separated by ultrafiltration (Centrisart, 100kD, 2500g, 2 hours, 20 ° C) and determined by OD260nm against a reference solution with CD40.
Ergebnis:Result:
Die Liposomensuspension kann durch Zusatz von Zucker und/oder Tris so stabilisiert werden, dass Größe, Verteilung und Wirkstoffgehalt nicht wesentlich von der Ausgangssuspension verschieden sind.The Liposome suspension can be so by adding sugar and / or tris be stabilized that size, distribution and drug content is not significantly different from the starting suspension are different.
Beispiel 6:Example 6:
Einfluss des Extrusionsschrittes auf die LiposomenqualitätInfluence of Extrusion step on the quality of liposomes
Die Liposomen wurden wie in Beispiel 4 beschrieben mit folgenden Parametern hergestellt: 33mM ethanolische Lipidlösung bestehend aus 6 mol-% POPO, 24 mol-% DOPE, 47 mol-% MoChol und 23 mol-% Chems, 30%ige Ethanolinjektion, N/P = 3. Die Ausverdünnung auf 10% Ethanol und die Umpufferung auf pH 7,5 erfolgte in einem Schritt mit einer Flussrate von 160 ml/min mit einer Lösung, bestehend aus 136mM Natriumhydrogenphosphat und 100mM Natriumchlorid, pH 9. Jeweils 50ml dieser Präparation wurden wie folgt weiter prozessiert:
- 1) Filtration durch ein 0,2μm Sterilfilter
- 2) Extrusion durch eine 400nm Polycarbonat-Membran
- 3) Extrusion durch eine 200nm Polycarbonat-Membran und anschließende Filtration durch ein 0,2μm Sterilfilter
- 4) Extrusion durch eine 100nm Polycarbonat-Membran
- 5) Extrusion durch eine 200nm Polycarbonat-Membran, Filtration durch ein 0,2μm Sterilfilter und anschließende Extrusion durch eine 100nm Polycarbonat-Membran
- 1) Filtration through a 0.2μm sterile filter
- 2) extrusion through a 400nm polycarbonate membrane
- 3) Extrusion through a 200nm polycarbonate membrane followed by filtration through a 0.2μm sterile filter
- 4) Extrusion through a 100nm polycarbonate membrane
- 5) Extrusion through a 200nm polycarbonate membrane, filtration through a 0.2μm sterile filter and subsequent extrusion through a 100nm polycarbonate membrane
Die prozessierten Liposomen wurden auf Partikelgröße, Partikelverteilung und Lipidkonzentration (wie in Beispiel 4) getestet. Der Anteil an nicht eingeschlossenem Wirkstoff wurde mittels Ultrafiltration (Centrisart, 100kD, 2500g, 2 Stunden, 20°C) abgetrennt und per OD260nm gegen eine Referenzlösung mit CD40 bestimmt. Ergebnis: The processed liposomes were tested for particle size, particle distribution and lipid concentration (as in Example 4). The proportion of non-entrapped drug was separated by ultrafiltration (Centrisart, 100kD, 2500g, 2 hours, 20 ° C) and determined by OD260nm against a reference solution with CD40. Result:
Mittels Extrusion kann die Qualität der Liposomen derart verbessert werden, dass eine anschließende Sterilfiltration ohne nennenswerte Verluste an Wirkstoff und Partikeln durchgeführt werden kann.through Extrusion can be the quality the liposomes are improved so that a subsequent sterile filtration without appreciable losses of active substance and particles can.
Claims (42)
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DE102004056659A1 (en) * | 2004-11-19 | 2006-06-01 | Novosom Ag | New pharmaceutical composition comprising an oligonucleotide that is adapted to target nucleic acids encoding CD40, useful for preventing or treating an inflammatory, immune or autoimmune disorder |
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2006
- 2006-11-10 DE DE102006054192A patent/DE102006054192A1/en not_active Ceased
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