DE69935982T2 - Lineare cyclodextrincopolymere - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft lineare Cyclodextrincopolymere und lineare oxidierte Cyclodextrincopolymere. Diese Copolymere enthalten jeweils eine Cyclodextrineinheit, die nichtoxidiert oder oxidiert ist, als Monomereinheit, die in das Copolymergrundgerüst integriert ist. Die Erfindung betrifft auch Verfahren für die Herstellung von linearen Cyclodextrincopolymeren und linearen oxidierten Cyclodextrincopolymeren. Solche Cyclodextrincopolymere können als Abgabeträger von verschiedenen therapeutischen Mitteln verwendet werden.
  • Die Erfindung betrifft des weiteren eine Zusammensetzung, die das vorliegende lineare Cyclodextrincopolymer und das vorliegende lineare oxidierte Cyclodextrincopolymer enthält. Die Erfindung betrifft des weiteren eine therapeutische Zusammensetzung, die das vorliegende lineare Cyclodextrincopolymer, das vorliegende lineare oxidierte Cyclodextrincopolymer oder die vorliegende Cyclodextrinzusammensetzung und ein therapeutisches Mittel enthält. Die Erfindung betrifft des weiteren die Verwendung des vorliegenden linearen Cyclodextrincopolymers, des vorliegenden linearen oxidierten Cyclodextrincopolymers oder der vorliegenden Cyclodextrinzusammensetzung zur Herstellung eines Medikaments für die Behandlung einer Erb- oder erworbenen Krankheit. Schließlich betrifft die Erfindung eine Zusammensetzung, die das vorliegende lineare Cyclodextrincopolymer, das vorliegende lineare oxidierte Cyclodextrincopolymer oder die vorliegende Cyclodextrinzusammensetzung in Kombination mit einer in der Landwirtschaft biologisch wirksamen Verbindung enthält.
  • Cyclodextrine sind cyclische Polysaccharide, die in der Natur vorkommende D(+)-Glucopyranose-Einheiten in einer α-(1,4) Verknüpfung enthalten. Die üblichsten Cyclodextrine sind alpha (α)-Cyclodextrine, beta (β)-Cyclodextrine und gamma (γ)-Cyclodextrine, die jeweils sechs, sieben oder acht Glucopyranose-Einheiten enthalten. Strukturell bildet die cyclische Natur eines Cyclodextrins eine Torus- oder Donut-Form mit einem inneren apolaren oder hydrophoben Hohlraum, wobei sich die sekundären Hydroxylgruppen an einer Seite des Cyclodextrintorus befinden und sich die primären Hydroxylgruppen an der anderen Seite befinden. So wird unter Verwendung von (β)-Cyclodextrin als Beispiel ein Cyclodextrin oft schematisch wie folgt dargestellt:
    Figure 00020001
  • Die Seite, an der sich die sekundären Hydroxylgruppen befinden, besitzt einen größeren Durchmesser als die Seite, an der sich die primären Hydroxylgruppen befinden. Die hydrophobe Natur des inneren Hohlraums des Cyclodextrins gestattet den Einschluss einer Vielzahl von Verbindungen. (Comprehensive Supramolecular Chemistry, Band 3, J. L. Atwood et al., Herausgeber., Pergamon Press (1996); T. Cserhati, Analytical Biochemistry, 225: 328-332 (1995); Husain et al., Applied Spectroscopy, 46: 652-658 (1992); FR 2 665 169 ).
  • Cyclodextrine wurden als Abgabeträger von verschiedenen therapeutischen Verbindungen mittels der Bildung von Einschlusskomplexen mit verschiedenen Arzneistoffen, die in den hydrophoben Hohlraum des Cyclodextrins passen können oder mittels der Bildung von nichtkovalenten Assoziationskomplexen mit anderen biologisch aktiven Molekülen wie Oligonucleotiden und deren Derivaten verwendet. Das US-Patent 4,727,064 beschreibt beispielsweise pharmazeutische Zubereitungen, die aus einem Arzneistoff mit einer im Wesentlichen geringen Wasserlöslichkeit und einer amorphen, wasserlöslichen Mischung auf der Basis von Cyclodextrin bestehen. Der Arzneistoff bildet einen Einschlusskomplex mit den Cyclodextrinen der Mischung. Im US-Patent 5,691,316 wird ein zelluläres Cyclodextrinabgabesystem für Oligonucleotide beschrieben. Bei einem solchen System ist ein Oligonucleotid nichtkovalent mit Cyclodextrin komplexiert oder alternativ kann das Oligonucleotid kovalent an Adamantin gebunden sein, das seinerseits nichtkovalent mit einem Cyclodextrin assoziiert ist.
  • Verschiedene Cyclodextrin enthaltende Polymere und Verfahren für ihre Herstellung sind auch im Stand der Technik bekannt. (Comprehensive Supramolecular Chemistry, Band 3, J. L. Atwood et al., Herausgeber., Pergamon Press (1996)). Ein Verfahren für die Herstellung eines Polymers, das immobilisiertes Cyclodextrin enthält, ist in dem US-Patent 5,608,015 beschrieben. Gemäß dem Verfahren wird ein Cyclodextrinderivat mit entweder einem Säurehalogenidmonomer einer α,β-ungesättigten Säure oder einem Derivat davon oder mit einer α,β-ungesättigten Säure oder einem Derivat davon mit einer endständigen Isocyanatgruppe oder einem Derivat davon umgesetzt. Das Cyclodextrinderivat wird durch Umsetzen von Cyclodextrin mit solchen Verbindungen wie Carbonylhalogeniden und Säureanhydriden erhalten. Das sich ergebende Polymer enthält Cyclodextrineinheiten als Seitenketten von einer linearen Polymerkette.
  • Das US-Patent 5,276,088 beschreibt ein Verfahren des Synthetisierens von Cyclodextrinpolymeren entweder durch Umsetzen von Polyvinylalkohol oder Cellulose oder Derivaten davon mit Cyclodextrinderivaten oder durch Copolymerisation eines Cyclodextrinderivats mit Vinylacetat oder Methylmethacrylat. Wiederum enthält das sich ergebende Cyclodextrinpolymer eine Cyclodextrineinheit als anhängende Einheit der Hauptkette des Polymers.
  • Eine biologisch abbaubare medizinische Polymeranordnung mit einer supermolekularen Struktur ist in WO 96/09073 A1 beschrieben. Die Anordnung umfasst eine Reihe von arzneistofftragenden cyclischen Verbindungen, die durch Binden eines Arzneistoffs an ein α-, β- oder γ-Cyclodextrin und dann Aufreihen der Arzneistoff-/Cyclodextrin-Verbindungen entlang eines linearen Polymers hergestellt, wobei die biologisch abbaubaren Einheiten an beide Enden des Polymers gebunden sind. Es wird berichtet, dass eine solche Anordnung einen Arzneistoff in Reaktion auf einen bestimmten, bei einer Krankheit auftretenden biologischen Abbau freisetzen kann. Diese Anordnungen werden üblicherweise als Cyclodextrinpolymere vom "Halskettentyp" bezeichnet.
  • Jedoch besteht noch ein Bedarf an linearen Cyclodextrinpolymeren, bei denen die Cyclodextrineinheit Teil der Hauptkette und nicht einer anhängenden Einheit der Hauptkette ist, und einem Verfahren für ihre Herstellung.
  • Diese Erfindung erfüllt diesen Bedarf, indem sie ein lineares Cyclodextrincopolymer zur Verfügung stellt. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein wasserlösliches, lineares Cyclodextrincopolymer mit einem linearen Polymergrundgerüst zur Verfügung, wobei das Copolymer eine Vielzahl von Cyclodextrinmonomereinheiten und Linkereinheiten in dem linearen Polymergrundgerüst beinhaltet, wobei, außer wenn die Cyclodextrinmonomereinheit oder die Linkereinheit am Ende einer Polymerkette vorhanden ist, jede der Cyclodextrinmonomereinheiten an zwei der Linkereinheiten gebunden ist und jede der Linkereinheiten zwei Cyclodextrinmonomereinheiten kovalent verbindet und wobei die Cyclodextrinmonomereinheiten unsubstituiert oder mit Resten substituiert sind, die die Copolymerisation mit der Linkereinheit nicht beeinträchtigen. Ein solches lineares Cyclodextrincopolymer kann eine Wiederholungseinheit der Formal Ia, Ib oder eine Kombination davon aufweisen:
    Figure 00040001
  • Die Erfindung stellt auch Verfahren für die Herstellung eines linearen Cyclodextrincopolymers zur Verfügung. Ein Verfahren copolymerisiert einen Cyclodextrinmonomervorläufer, der mit zwei gleichen oder unterschiedlichen Abgangsgruppen substituiert ist, und einen Linkervorläufer, der zwei funktionelle Gruppen enthält, wodurch eine Verknüpfung des Cyclodextrinmonomervorläufers erzielt werden kann. Bei einer Ausführungsform ist der Cyclodextrinmonomervorläufer ein diiodierter Cyclodextrinmonomervorläufer. Der diiodierte Cyclodextrinmonomervorläufer kann aminiert werden, um einen diaminierten Cyclodextrinmonomervorläufer zu bilden, gefolgt von dem Copolymerisieren des diaminierten Cyclodextrin monomervorläufers mit einem Linkervorläufer zur Herstellung des linearen Cyclodextrincopolymers. Ein weiteres Verfahren umfasst die Reduzierung eines linearen oxidierten Cyclodextrincopolymers zu dem linearen Cyclodextrincopolymer.
  • Die Erfindung stellt des weiteren ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer zur Verfügung. Insbesondere stellt die Erfindung ein wasserlösliches, lineares Cyclodextrincopolymer mit einem linearen Polymergrundgerüst zur Verfügung, wobei das Copolymer eine Mehrzahl an Cyclodextrinmonomereinheiten und Linkereinheiten im linearen Polymergrundgerüst beinhaltet, wobei, außer wenn die Cyclodextrinmonomereinheit oder die Linkereinheit am Ende einer Polymerkette vorhanden ist, jede der Cyclodextrinmonomereinheiten an zwei der Linkereinheiten gebunden ist und jede der Linkereinheiten zwei Cyclodextrinmonomereinheiten kovalent verbindet; und wobei die Cyclodextrinmonomereinheiten unsubstituiert oder mit Resten substituiert sind, die die Copolymerisation mit der Linkereinheit nicht beeinträchtigen, und wobei mindestens eine Cyclodextrinmonomereinheit oxidiert ist. Das lineare oxidierte Cyclodextrincopolymer kann ein lineares Cyclodextrincopolymer sein, das mindestens eine oxidierte Cyclodextrineinheit der Formel VIa oder VIb enthält:
    Figure 00050001
  • Jede Cyclodextrineinheit eines linearen Cyclodextrincopolymers der Erfindung kann oxidiert werden, um ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer mit einer Wiederholungseinheit der Formel VIa oder VIb oder einer Kombination davon zu bilden.
  • Die Erfindung stellt auch ein Verfahren für die Herstellung eines linearen oxidierten Cyclodextrincopolymers zur Verfügung. Ein Verfahren umfasst das Oxidieren eines linearen Cyclodextrincopolymers derart, dass mindestens ein Cyclodextrinmonomer oxidiert wird. Andere Verfahren umfassen das Copolymerisieren eines oxidierten Cyclodextrinmonomervorläufers mit einem Linkervorläufer.
  • Hier auch beschrieben ist ein lineares Cyclodextrincopolymer oder ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer, das auf ein Substrat aufgepfropft ist, und ein Verfahren für seine Herstellung. Die Erfindung stellt auch ein lineares Cyclodextrincopolymer oder ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer, das mit einem anderen Polymer vernetzt ist, und ein Verfahren für seine Herstellung zur Verfügung. Ein Verfahren für die Herstellung von vernetzten Cyclodextrinpolymeren umfasst das Umsetzen eines linearen oder linearen oxidierten Cyclodextrincopolymers mit einem Polymer in Gegenwart eines Vernetzungsmittels.
  • Die Erfindung stellt ein lineares Cyclodextrincopolymer oder ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer zur Verfügung, das mindestens einen Liganden aufweist, der an das Cyclodextrincopolymer gebunden ist. Der Ligand kann entweder an die Cyclodextrinmonomereinheit oder die Linkereinheit des Copolymers gebunden sein.
  • Die Erfindung stellt auch eine Zusammensetzung zur Verfügung, die mindestens ein lineares Cyclodextrincopolymer der Erfindung und mindestens ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer der Erfindung enthält. Die Erfindung stellt auch therapeutische Zusammensetzungen zur Verfügung, die ein therapeutisches Mittel und ein lineares Cyclodextrincopolymer und/oder ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer der Erfindung oder die Zusammensetzung der Erfindung enthalten.
  • Die Erfindung betrifft des weiteren die Verwendung des linearen Cyclodextrincopolymers der Erfindung, des linearen oxidierten Cyclodextrincopolymers der Erfindung oder der Zusammensetzung der Erfindung zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung einer Erb- oder erworbenen Krankheit. Die Erfindung betrifft auch eine Zusammensetzung, die das lineare Cyclodextrincopolymer der Erfindung, das lineare oxidierte Cyclodextrincopolymer der Erfindung oder die Zusammensetzung der Erfindung in Kombination mit einer in der Landwirtschaft biologisch aktiven Verbindung enthält.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist ein lineares Cyclodextrincopolymer. Ein lineares Cyclodextrincopolymer ist ein Polymer, das Cyclodextrinmonomereinheiten als integralen Teil seines Polymergrundgerüsts enthält. Früher waren Cyclodextrineinheiten kein Teil der Hauptpolymerkette, sondern eher von einem Polymergrundgerüst weg als anhängende Einheiten befestigt. Erfindungsgemäß kann ein lineares Cyclodextrincopolymer eine Wiederholungseinheit der Formel Ia, Ib oder einer Kombination davon aufweisen:
    Figure 00070001
  • In der Formel Ia und Ib ist C eine substituierte oder unsubstituierte Cyclodextrinmonomereinheit und A ist eine Linkereinheit, die an die Cyclodextrinmonomereinheit C gebunden, d.h. kovalent gebunden, ist. Die Polymerisation eines Cyclodextrinmonomervorläufers mit einem Linkervorläufer führt zu einem erfindungsgemäßen linearen Cyclodextrincopolymer. Innerhalb eines einzigen linearen Cyclodextrincopolmers der Erfindung kann die Cyclodextrinmonomereinheit gleich oder verschieden sein und gleichermaßen kann die Linkereinheit gleich oder verschieden sein.
  • Ein Cyclodextrinmonomervorläufer kann irgendein Cyclodextrin oder Derivat davon sein, das im Stand der Technik bekannt ist. Wie vorstehend erörtert, ist ein Cyclodextrin definiert als cyclisches Polysaccharid, das am üblichsten sechs bis acht in der Natur vorkommende D(+)-Glucopyranoseeinheiten in einer α-(1,4)-Verknüpfung enthält. Vorzugsweise ist der Cyclodextrinmonomervorläufer ein Cyclodextrin mit sechs, sieben und acht Glucoseeinheiten, d.h. ein alpha (α)-Cyclodextrin, ein beta (β)-Cyclodextrin und ein gamma (γ)-Cyclodextrin. Ein Cyclodextrinderivat kann irgend ein substituiertes Cyclodextrin sein, das im Stand der Technik bekannt ist, bei dem der Substituent die Copolymerisation mit dem Linkervorläufer nicht beeinträchtigt, wie nachstehend beschrieben ist. Für den Zweck der Erfindung kann ein Cyclodextrinderivat neutral, kationisch oder anionisch sein. Beispiele von geeigneten Substituenten umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Hydroxyalkylgruppen wie beispielsweise Hydroxypropyl, Hydroxyethyl; Ethergruppen wie beispielsweise Dihydroxypropylether, Methylhydroxyethylether, Ethylhydroxyethylether und Ethylhydroxypropylether; Alkylgruppen wie beispielsweise Methyl; Saccharide wie beispielsweise Glucosyl und Maltosyl; Säuregruppen wie beispielsweise Carbonsäuren, Phosphorigsäuren, Phosphinigsäuren, Phosphonsäuren, Phosphorsäuren, Thiophosphonsäuren, Thiophosphonsäuren und Sulfonsäuren; Imidazolgruppen und Sulfatgruppen.
  • Ein Cyclodextrinmonomervorläufer kann weiter chemisch modifiziert werden (z.B. halogeniert, aminiert), um die Copolymerisation des Cyclodextrinmonomervorläufers mit einem Linkervorläufer zu erleichtern oder zu beeinflussen, wie nachstehend beschrieben ist. Die chemische Modifikation eines Cyclodextrinmonomervorläufers gestattet die Polymerisation an nur zwei Positionen an jedem Cyclodextrinmonomervorläufer, d.h. die Schaffung einer bifunktionellen Cyclodextrinmonomereeinheit. Das Nummerierungsschema für die C1-C6-Positionen jedes Glucopyranoserings ist wie folgt:
    Figure 00080001
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform findet die Polymerisation an zwei Positionen von C2-, C3- und C6-Position, einschließlich Kombinationen davon, des Cyclodextrinnomonomervorläufers statt. Beispielsweise kann ein Cyclodextrinmonomervorläufer an zwei C6-Positionen polymerisiert werden, während ein anderer Cyclodextrinmonomervorläufer an einer C2- und einer C6-Position des Cyclodextrinmonomervorläufers polymerisiert werden kann. Unter Verwendung von β-Cyclodextrin als Beispiel ist das Beschriftungsschema für die relative Position jedes Glucopyranoserings in einem Cyclodextrin wie folgt:
    Figure 00090001
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines linearen Cyclodextrincopolymers der Erfindung besitzt die Cyclodextrinmonomereinheit die folgende allgemeine Formel (II):
    Figure 00090002
  • In der Formel (II) stellen n und m ganze Zahlen dar, die zusammen mit den anderen zwei Glucopyranoseringen die Gesamtzahl der Glucopyranoseeinheiten in der Cyclodextrinmonomereinheit definieren. Die Formel (II) stellt eine Cyclodextrinmonomereinheit dar, die an zwei C6-Positionen an der Cyclodextrinmonomereinheit polymerisiert werden kann.
  • Beispiele der Cyclodextrinmonomereinheiten der Formel (II) umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, 6A,6B-Desoxy-α-cyclodextrin (n = 0, m = 4), 6A,6C-Desoxy-α-cyclodextrin (n = 1, m = 3), 6A,6D-Desoxy-α-cyclodextrin (n = 2, m = 2) , 6A,6B-Desoxy-β-cyclodextrin (n = 0, m = 5) , 6A,6C-Desoxy-β-cyclodextrin (n = 1, m = 4) , 6A,6D-Desoxy-β-cyclodextrin (n = 2, m = 3), 6A,6B-Desoxy-γ-cyclodextrin (n = 0, m = 6), 6A,6C-Desoxy-γ-cyclodextrin (n = 1, m = 5), 6A,6D-Desoxy-γ-cyclodextrin (n = 2, m = 4) und 6A,6E-Desoxy-γ-cyclodextrin (n = 3, m = 3). Bei einer weiteren bevorzugten Aus führungsform des linearen Cyclodextrincopolymers der Erfindung hat eine Cyclodextrinmonomereinheit die folgende allgemeine Formel (III):
    Figure 00100001
    wobei p = 5 bis 7 ist. In der Formel (III) wurde eine der D(+)-Glucopyranoseeinheiten einer Cyclodextrinmonomereinheit einer Ringöffnung unterzogen, um die Polymerisation an einer C2- und einer C3-Position der Cyclodextrinmonomereinheit zu gestatten. Cyclodextrinmonomereinheiten der Formel (III) sind im Handel von Carbomer, Westborough, MA erhältlich. Beispiele der Cyclodextrinmonomereinheiten der Formel (III) umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, 2A,3A-Desoxy-2A,3A-dihydro-α-cyclodextrin, 2A,3A-Desoxy-2A,3A-dehydro-β-cyclodextrin, 2A,3A-Desoxy-2A,3A-dihydro-γ-cyclodextrin, allgemein als jeweils 2,3-Desoxy-α-cyclodextrin, 2,3-Desoxy-β-cyclodextrin und 2,3-Desoxy-γ-cyclodextrin bezeichnet.
  • Ein Linkervorläufer kann jede geradkettige oder verzweigte, symmetrische oder asymmetrische Verbindung sein, die bei Umsetzung mit einem Cyclodextrinmonomervorläufer, wie vorstehend beschrieben, zwei Cyclodextrinmonomereinheiten miteinander verbindet. Vorzugsweise ist ein Linkervorläufer eine Verbindung, die mindestens zwei funktionelle Gruppen enthält, durch die die Umsetzung und so die Verbindung der Cyclodextrinmonomervorläufer erzielt werden kann. Beispiele von möglichen funktionellen Gruppen jedes Vorläufers, die gleich oder verschieden, endständig oder innenliegend sein können, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Amino-, Säure-, Ester-, Imidazol- und Acylhalogenidguppen und deren Derivate. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die zwei funktionellen Gruppen gleich und endständig. Bei der Copolymerisation eines Linkervorläufers mit einem Cyclodextrinmonomervorläufer, können zwei Cyclodextrinmonomereinheiten miteinander durch Verbinden der primären Hydroxylseite von einer Cyclodextrinmonomereinheit mit der primären Hydroxylseite einer anderen Cyclodextrinmonomereinheit, durch Verbinden der sekundären Hydroxylseite einer Cyclodextrinmonomereinheit mit der sekundären Hydroxylseite einer weiteren Cyclodextrinmonomereinheit oder durch Verbinden der primären Hydroxylseite einer Cyclodextrinmonomereinheit mit der sekundären Hydroxylseite einer weiteren Cyclodextrinmonomereinheit verbunden werden. Dementsprechend können Kombinationen solcher Bindungen in dem endgültigen Copolymer vorhanden sein. Sowohl der Linkervorläufer als auch die Linkereinheit des endgültigen Polymers können neutral, kationisch (z.B. dadurch, dass sie protonierte Gruppen wie beispielsweise quaternäre Ammoniumgruppen enthalten) oder anionisch (z.B. dadurch, dass sie deprotonierte Gruppen wie beispielsweise Sulfat, Phosphat oder anionische Carboxylatgruppen enthalten) sein. Die Ladung der Linkereinheit des Copolymers kann durch Einstellen der pH-Bedingungen eingestellt werden. Beispiele von geeigneten Linkervorläufern umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Cystamin, 1,6-Diaminohexan, Diimidazol, Dithioimidazol, Spermin, Dithiospermin, Dihistidin, Dithiohistidin, Succinimid (z.B. Dithiobis(succinimidylpropionat) (DSP) und Disuccinimidylsuberat (DSS)) und Imidate (z.B. Dimethyl-3,3'-dithiobispropionimidate (DTBP)). Die Copolymerisation eines Linkervorläufers mit einem Cyclodextrinmonomervorläufer führt zu der Bildung eines linearen Cyclodextrincopolymers der Erfindung, das Linkereinheiten der folgenden allgemeinen Formeln enthält:
    Figure 00110001
    Figure 00120001
    Figure 00130001
  • In der vorstehend angegebenen Formel ist x = 1 bis 50 und y + z = x. Vorzugsweise ist x = 1 bis 30. Stärker bevorzugt ist x = 1 bis 20. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Linkereinheit biologisch abbaubar oder säurelabil. Bei einer bevorzugten Ausführungsform können der Linkervorläufer und folglich die Linkereinheit selektiv gewählt werden, um eine gewünschte Anwendung zu erzielen. Beispielsweise ist, um therapeutische Mittel mit einem geringen Molekulargewicht zuzuführen, möglicherweise ein geladenes Polymer nicht notwendig und die Linkereinheit kann eine Polyethylenglycolgruppe sein.
  • Ein lineares Cyclodextrincopolymer der Erfindung kann mit mindestens einem Liganden modifiziert werden, der an das Cyclodextrincopolymer gebunden ist. Der Ligand kann an dem Cyclodextrincopolymer durch die Cyclodextrinmonomereinheit oder die Linkereinheit befestigt werden. Vorzugsweise wird der Ligand an mindestens einer Cyclodextrinmonomereinheit des linearen Cyclodextrincopolymers befestigt. Vorzugsweise gestattet der Ligand einem linearen Cyclodextrincopolymer eine Zelle zielgerichtet anzuvisieren und sich an diese zu binden. Falls mehr als ein Ligand, der gleich oder verschieden sein kann, an einem linearen Cyclodextrincopolymer der Erfindung angeheftet wird, kann der zusätzliche Ligand bzw. können die zusätzlichen Liganden an die gleiche oder an verschiedene Cyclodextrinmonomereinheiten oder die gleichen oder verschiedenen Linkereinheiten des Copolymers gebunden sein.
  • Beispiele von geeigneten Liganden umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Vitamine (z.B. Folsäure), Proteine (z.B. Transferrin und monoklonale Antikörper) und Polysaccharide. Der Ligand variiert in Abhängigkeit von dem Typ der gewünschten Abgabe. Beispielsweise kann eine rezeptorvermittelte Abgabe erzielt werden durch, jedoch nicht beschränkt auf, die Verwendung eines Folsäureliganden, während die Antisense-Oligoabgabe erzielt werden kann durch, jedoch nicht beschränkt auf, die Verwendung eines Transferrinliganden. Der Ligand kann an ein Copolymer der Erfindung mit Hilfe von Mitteln, die im Stand der Technik bekannt sind, angeheftet werden.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren für die Herstellung eines linearen Cyclodextrincopolymers. Erfindungsgemäß kann ein lineares Cyclodextrincopolymer der Erfindung durch Copolymerisieren eines Cyclodextrinmonomervorläufers, der mit einer geeigneten Abgangsgruppe mit einem Linkervorläufer disubstituiert wurde, der zwei funktionelle Gruppen enthält, über die eine Bindung des Cyclodextrinmonomervorläufers erzielt werden kann, hergestellt werden. Die Abgangsgruppe, die gleich oder verschieden sein kann, kann irgendeine Abgangsgruppe sein, die im Stand der Technik bekannt ist und die bei der Copolymerisation mit einem Linkervorläufer ersetzt werden kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann ein lineares Cyclodextrincopolymer durch Iodieren eines Cyclodextrinmonomervorläufers zur Bildung eines diiodierten Cyclodextrinmonomervorläufers und Copolymerisieren des diiodierten Cyclodextrinmonomervorläufers mit einem Linkervorläufer zur Bildung eines linearen Cyclodextrincopolymers mit einer Wiederholungseinheit der Formel Ia, Ib oder einer Kombination davon jeweils wie vorstehend beschrieben hergestellt werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform iodiert ein Verfahren zur Herstellung eines linearen Cyclodextrins der Erfindung einen Cyclodextrinmonomervorläufer wie vorstehend beschrieben, um einen diiodierten Cyclodextrinmonomervorläufer der Formel IVa, IVb, IVc oder eine Mischung davon zu bilden:
    Figure 00150001
  • Der diiodierte Cyclodextrinmonomervorläufer kann mit Hilfe jedes Mittels, das im Stand der Technik bekannt ist, hergestellt werden. (Tabushi et al., J. Am. Chem. 106, 5267-5270 (1984); Tabushi et al., J. Am. Chem. 106, 4580-4584 (1984)). Beispielsweise kann β-Cyclodextrin mit Biphenyl-4,4'-disulfonylchlorid in Gegenwart von wasserfreiem Pyridin umgesetzt werden, um ein β-Cyclodextrin mit Biphenyl-4,4'-disulfonylchlorid als Schutzgruppe zu bilden, das dann mit Kaliumiodid umgesetzt werden kann, um Diiodo-β-Cyclodextrin herzustellen. Der Cyclodextrinmonomervorläufer wird nur an zwei Positionen iodiert. Durch Copolymerisieren des diiodierten Cyclodextrinmonomervorläufers mit einem Linkervorläufer, wie vorstehend beschrieben, kann ein lineares Cyclodextrinpolymer mit einer Wiederholungseinheit der Formel Ia, Ib oder einer Kombination davon, auch wie vorstehend beschrieben, hergestellt werden. Falls angebracht, können die Iod- oder Indogruppen durch eine andere bekannte Abgangsgruppe ersetzt werden.
  • Erfindungsgemäß können die Indogruppen oder eine andere geeignete Abgangsgruppe durch eine Gruppe ersetzt werden, die eine Umsetzung mit einem Linkervorläufer, wie vorstehend beschrieben, gestattet. Beispielsweise kann ein diiodierter Cyclodextrinmonomervorläufer der vorläufer der Formel IVa, IVb, IVc oder einer Mischung davon aminiert werden, um einen diaminierten Cyclodextrinmonomervorläufer der Formel Va, Vb, Vc oder einer Mischung davon zu bilden.
  • Figure 00160001
  • Der diaminierte Cyclodextrinmonomervorläufer kann mit Hilfe jedes Mittels, das im Stand der Technik bekannt ist, hergestellt werden. (Tabushi et al., Tetrahedron Lett. 18:1527-1530 (1977); Mungall et al., J. Org. Chem., 1659-1662 (1975)). Beispielsweise kann ein Diiodo-β-cyclodextrin mit Natriumazid umgesetzt und dann reduziert werden, um ein Diamino-β-cyclodextrin zu bilden. Der Cyclodextrinmonomervorläufer wird nur an zwei Positionen aminiert. Der diaminierte Cyclodextrinmonomervorläufer kann dann mit einem Linkevorläufer, wie vorstehend beschrieben, copolymerisiert werden, um ein lineares Cyclodextrincopolymer mit einer Wiederholungseinheit der Formel Ia, Ib oder einer Kombination davon, auch wie vorstehend beschrieben, herzustellen. Die Aminofunktionalität eines diaminierten Cyclodextrinmonomervorläufers muss nicht direkt an die Cyclodextrineinheit angeheftet werden. Alternativ kann die Aminofunktionalität durch Ersetzen der Iodo- oder anderen geeigneten Abgangsgruppen eines Cyclodextrinmonomervorläufers mit eine Aminogruppe enthaltenden Einheiten, wie beispielsweise SCH2CH2NH2, eingeführt werden, um einen diaminierten Cyclodextrinmonomervorläufer der Formel Vd, Ve, Vf oder einer Mischung davon zu bilden:
    Figure 00170001
  • Ein lineares Cyclodextrincopolymer der Erfindung kann auch durch das Reduzieren eines linearen oxidierten Cyclodextrincopolymers der Erfindung, wie nachstehend beschrieben, hergestellt werden. Dieses Verfahren kann durchgeführt werden, so lange der Linker keine reduzierbare Einheit oder Gruppe, wie beispielsweise eine Disulfidbindung, enthält.
  • Erfindungsgemäß kann ein lineares Cyclodextrincopolymer der Erfindung oxidiert werden, um mindestens ein oxidiertes Cyclodextrinmonomer in das Copolymer derart einzuführen, dass das oxidierte Cyclodextrinmonomer ein integraler Teil des Polymergrundgerüsts ist. Ein lineares Cyclodextrincopolymer, das mindestens ein oxidiertes Cyclodextrinmonomer enthält, ist als lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer definiert. Das Cyclodextrinmonomer kann an entweder der sekundären oder der primären Hydroxylseite der Cyclodextrineinheit oxidiert werden. Falls mehr als ein oxidiertes Cyclodextrinmonomer in einem linearen oxidierten Cyclodextrincopolymer der Erfindung vorhanden ist, können die gleichen oder verschiedene Cyclodextrinmonomere, die an entweder der primären Hydroxylseite, der sekundären Hydroxylseite oder an beiden oxidiert wurden, vorhanden sein. Für Veranschaulichungszwecke besitzt ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer mit oxidierten sekundären Hydroxylgruppen beispielsweise mindestens eine Einheit der Formel VIa oder VIb:
    Figure 00180001
  • In den Formeln VIa und VIb ist C eine substituierte oder unsubstituierte, oxidierte Cyclodextrinmonomereinheit und A ist eine Linkereinheit, die an die oxidierte Cyclodextrinmonomereinheit C gebunden, d.h. kovalent gebunden, ist. In den Formeln VIa und VIb führt die Oxidation der sekundären Hydroxylgruppen zu einer Ringöffnung der Cyclodextrinmonomereinheit und der Bildung von Aldehydgruppen.
  • Ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer kann durch die Oxidation eines linearen Cyclodextrincopolymers, wie vorstehend erörtert, hergestellt werden. Die Oxidation eines linearen Cyclodextrincopolymers der Erfindung kann mit Hilfe der im Stand der Technik bekannten Oxidationstechniken bewirkt werden. (Hisamatsu et al., Starch 44:188-191 (1992)). Vorzugsweise wird ein Oxidationsmittel wie beispielsweise Natriumperiodat verwendet. Es ist für einen Fachmann ersichtlich, dass unter Standardoxidationsbedingungen, der Oxidationsgrad variieren oder pro Copolymer variiert werden kann. So kann bei einer Ausführungsform der Erfindung ein lineares oxidiertes Copolymer der Erfindung ein oxidiertes Cyclodextrin monomer enthalten. Bei einer weiteren Ausführungsform würden im Wesentlichen alle zu allen Cyclodextrinmonomeren des Copolymers oxidiert.
  • Ein weiteres Verfahren für die Herstellung eines linearen oxidierten Cyclodextrincopolymers der Erfindung umfasst die Oxidation eines diiodierten oder diaminierten Cyclodextrinmonomervorläufers, wie vorstehend beschrieben, um einen oxidierten diiodierten oder diaminierten Cyclodextrinmonomervorläufer, und die Copolymerisation des oxidierten diiodierten oder diaminierten Cyclodextrinmonomervorläufers mit einem Linkervorläufer zu bilden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann ein oxidierter diiodierter Cyclodextrinmonomervorläufer der Formel VIIa, VIIb, VIIc oder einer Mischung davon:
    Figure 00190001
    durch die Oxidation eines diiodierten Cyclodextrinmonomervorläufers der Formeln IVa, IVb, IVc oder eine Mischung davon, wie vorstehend beschrieben, hergestellt werden. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann ein oxidierter diaminierter Cyclodextrinmonomervorläufer der Formel VIIIa, VIIIb, VIIIc oder einer Mischung davon:
    Figure 00200001
    durch die Aminierung eines oxidierten diiodierten Cyclodextrinmonomervorläufers der Formeln VIIa, VIIb, VIIc oder einer Mischung davon, wie vorstehend beschrieben, hergestellt werden. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann ein oxidierter diaminierter Cyclodextrinmonomervorläufer der Formel IXa, IXb, IXc oder einer Mischung davon:
    Figure 00200002
    Figure 00210001
    durch Ersetzen der Iodo- oder anderer geeigneter Abgangsgruppen eines oxidierten Cyclodextrinmonomervorläufers, der mit einer Iodo- oder einer anderen geeigneten Abgangsgruppe disubstituiert ist, durch die eine Aminogruppe enthaltende Einheit –SCH2CH2NH2 hergestellt werden.
  • Alternativ kann ein oxidierter diiodierter oder diaminierter Cyclodextrinmonomervorläufer, wie vorstehend beschrieben, durch Oxidieren eines Cyclodextrinmonomervorläufers zur Bildung eines oxidierten Cyclodextrinmonomervorläufer und dann Diiodieren und/oder Diaminieren des oxidierten Cyclodextrinmonomervorläufers, wie vorstehend beschrieben, hergestellt werden. Wie vorstehend erörtert, kann der Cyclodextrinmonomervorläufer mit anderen Abgangsgruppen als Iodgruppen und Funktionalitäten, die eine andere Aminogruppe enthalten, modifiziert werden. Der oxidierte, diiodierte oder diaminierte Cyclodextrinmonomervorläufer kann dann mit einem Linkervorläufer, wie vorstehend beschrieben, copolymerisiert werden, um ein erfindungsgemäßes lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer zu bilden.
  • Ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer kann auch weiter durch das Anheften von mindestens einem Liganden an das Copolymer modifiziert werden. Der Ligand ist wie vorstehend beschrieben.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung endet ein lineares Cyclodextrincopolymer oder ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer mit mindestens einem Linkervorläufer oder einem hydrolysierten Produkt des Linkervorläufers, jeweils wie vorstehend beschrieben. Als Ergebnis der Termination des Cyclodextrincopolymers mit mindestens einem Linkervorläufer, gibt es mindestens eine freie funktionelle Gruppe, wie vorstehend beschrieben, pro linearem Cyclodextrincopolymer oder pro linearem oxidierten Cyclodextrincopolymer. Beispielsweise kann die funktionelle Gruppe eine Säuregruppe oder eine funktionelle Gruppe sein, die zu einer Säuregruppe hydrolysiert werden kann. Die funktionelle Gruppe kann des weiteren chemisch nach Wunsch modifiziert werden, um die Eigenschaften des Cyclodextrincopolymers der Erfindung zu verbessern, wie beispielsweise die kolloidale Stabilität und die Transfektionswirksamkeit. Beispielsweise kann die funktionelle Gruppe durch die Umsetzung mit PEG zur Bildung eines Cyclodextrincopolymers mit einer PEG-Endgruppe, um die kolloidale Stabilität zu verbessern, oder mit Histidin modifiziert werden, um ein Cyclodextrincopolymer mit einer Imidazolyl-Endgruppe zu bilden, um die intrazelluläre und die Transfektionswirksamkeit zu verbessern.
  • Eine weitere Chemie kann an dem Cyclodextrincopolymer durch die modifizierte funktionelle Gruppe durchgeführt werden. Beispielsweise kann die modifizierte funktionelle Gruppe dazu verwendet werden, eine Polymerkette durch Verbinden eines linearen Cyclodextrincopolymers oder eines linearen oxidierten Cyclodextrincopolymers, wie hier beschrieben, an das gleiche oder ein unterschiedliches Cyclodextrincopolymer oder an ein nicht-Cyclodextrin Polymer verlängert werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das hinzuzufügende Polymer das gleiche oder ein unterschiedliches lineares Cyclodextrincopolymer oder ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer, das auch mit mindestens einem Linkervorläufer für eine weitere Modifikation, jeweils wie hier beschrieben, terminiert sein kann.
  • Alternativ können mindestens zwei der gleichen oder unterschiedlichen Cyclodextrincopolymere oder linearen oxidierten Cyclodextrincopolymere, die eine endständige funktionelle Gruppe oder eine endständige modifizierte funktionelle Gruppe, wie vorstehend beschrieben, enthalten, miteinander umgesetzt und über die funktionelle oder modifizierte funktionelle Gruppe verbunden werden. Vorzugsweise wird bei der Umsetzung der funktionellen oder modifizierten funktionellen Gruppen eine abbaubare Einheit wie beispielsweise eine Disulfidbindung gebildet. Beispielsweise kann die Modifikation der endständigen funktionellen Gruppe mit Cystein verwendet werden, um ein lineares Cyclodextrincopolymer oder ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer mit mindestens einer freien Thiolgruppe herzustellen. Die Umsetzung mit dem gleichen oder einem unterschiedlichen Cyclodextrincopolymer, das auch mindestens eine freie Thiolgruppe enthält, bildet eine Disulfidbindung zwischen den zwei Copolymeren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die funktionellen oder modifizierten funktionellen Gruppen ausgewählt werden, um Bindungen zu bieten, die unterschiedliche Geschwindigkeiten des Abbaus (z.B. über einen enzymatischen Abbau) aufweisen und dadurch, falls gewünscht, ein Depotwirkungssystem für ein therapeutisches Mittel zur Verfügung stellen Das sich ergebende Polymer kann, wie hier beschrieben, vernetzt werden. Ein therapeutisches Mittel kann, wie hier beschrieben, vor oder nach dem Vernetzen des Polymers zugegeben werden. Ein Ligand kann, wie hier beschrieben, auch über die modifizierte funktionelle Gruppe gebunden werden.
  • Ein lineares Cyclodextrincopolymer oder ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer der Erfindung kann an einem Substrat angeheftet oder auf dieses aufgepfropft werden. Das Substrat kann irgendein Substrat sein, wie von Durchschnittsfachleuten anerkannt wird. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann ein lineares Cyclodextrincopolymer oder ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer mit einem Polymer vernetzt werden, um jeweils ein vernetztes Cyclodextrincopolymer oder ein vernetztes oxidiertes Cyclodextrincopolymer zu bilden. Das Polymer kann jedes Polymer sein, das mit einem linearen oder linearen oxidierten Cyclodextrincopolymer der Erfindung vernetzt werden kann (z.B. Polyethylenglycol- (PEG-) Polymer, Polyethylenpolymer). Das Polymer kann auch das gleiche oder ein unterschiedliches lineares Cyclodextrincopolymer oder das gleiche oder ein unterschiedliches lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer sein. So kann beispielsweise ein lineares Cyclodextrincopolymer mit irgendeinem Polymer vernetzt werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, sich selbst, ein anderes lineares Cyclodextrincopolymer und ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer. Ein vernetztes lineares Cyclodextrincopolymer der Erfindung kann durch Umsetzen eines linearen Cyclodextrincopolymers mit einem Polymer in Gegenwart eines Vernetzungsmittels hergestellt werden. Ein vernetztes lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer der Erfindung kann durch Umsetzen eines linearen oxidierten Cyclodextrincopolymers mit einem Polymer in Gegenwart eines geeigneten Vernetzungsmittels hergestellt werden. Das Vernetzungsmittel kann jedes Vernetzungsmittel sein, das im Stand der Technik bekannt ist. Beispiele von Vernetzungsmitteln umfassen Dihydrazide und Disulfide.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Vernetzungsmittel eine instabile Gruppe, sodass ein vernetztes Copolymer, falls gewünscht, entnetzt werden kann.
  • Ein lineares Cyclodextrincopolymer und ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer der Erfindung können durch jedes im Stand der Technik bekannte Mittel charakterisiert werden. Solche Charakterisierungsmethoden oder -techniken umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Gelpermeationschromatographie (GPC), matrixgestützte Laserdesorptionsionisationsflugzeitmassenspektrometrie (MALDI-TOF Massenspektrometrie) 1H und 13C NMR, Lichtstreuung und Titration.
  • Die Erfindung stellt auch eine Zusammensetzung zur Verfügung, die mindestens ein lineares Cyclodextrincopolymer und mindestens ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, enthält. Dementsprechend kann bzw. können eines oder beide von linearem Cyclodextrincopolymer und linearem oxidierten Cyclodexrincopolymer mit einem anderen Polymer vernetzt werden und/oder mit einem Liganden, wie vorstehend beschrieben, verbunden werden. Therapeutische Zusammensetzungen gemäß der Erfindung enthalten ein therapeutisches Mittel und ein lineares Cyclodextrincopolymer oder ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer, einschließlich vernetzter Copolymere der Erfindung. Ein lineares Cyclodextrincopolymer, ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer und ihre vernetzten Derivate sind wie vorstehend beschrieben. Das therapeutische Mittel kann jedes synthetische oder in der Natur vorkommende, biologisch aktive therapeutische Mittel sein, einschließlich derjenigen, die im Stand der Technik bekannt sind. Beispiele von geeigneten therapeutischen Mitteln umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Antibiotika, Steroide, Polynucleotide (z.B. genomische DNS, cDNS, mRNS und Antisense-Nucleotide), Plasmide, Peptide, Peptidfragmente, kleine Moleküle (z.B. Doxorubicin) und andere biologisch aktive Makromoleküle wie beispielsweise Proteine und Enzyme.
  • Eine therapeutische Zusammensetzung der Erfindung kann mit Hilfe von Mitteln, die im Stand der Technik bekannt sind, hergestellt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Copolymer der Erfindung mit einem therapeutischen Mittel, wie vorstehend beschrieben, gemischt und sich selbst organisieren gelassen. Erfindungsgemäß assoziieren das therapeutische Mittel und ein lineares Cyclodextrincopolymer oder ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer der Erfindung derart miteinander, dass das Copolymer als Abgabeträger für das therapeutische Mittel dient. Das therapeutische Mittel und das Cyclodextrincopolymer können sich mit Hilfe von Mitteln, die von Fachleuten anerkannt sind verbinden, wie beispielsweise elektrostatischer Wechselwirkung und hydrophober Wechselwirkung. Der Grad des Verbindens kann durch im Stand der Technik bekannte Techniken bestimmt werden, einschließlich beispielsweise Fluoreszenzuntersuchungen, DNS-Mobilitätsuntersuchungen, Lichtstreuung, Elektronenmikroskopie, und variiert in Abhängigkeit von dem therapeutischen Mittel. Als Zuführungsart kann beispielsweise eine therapeutische Zusammensetzung der Erfindung, die ein erfindungsgemäßes Copolymer und DNS enthält, verwendet werden, um die Transfektion, d.h. die Aufnahme der DNS in eine tierische (z.B. humane) Zelle zu unterstützen (Boussif, O., Proceedings of the National Academy of Sciences, 92:7297-7301 (1995); Zanta et al., Bioconjugate Chemistry, 8:839-844 (1997)).
  • Eine therapeutische Zusammensetzung der Erfindung kann beispielsweise ein Feststoff, eine Flüssigkeit, eine Suspension oder Emulsion sein. Vorzugsweise liegt eine therapeutische Zusammensetzung der Erfindung in einer Form vor, die intravenös injiziert werden kann. Andere Arten der Verabreichung einer therapeutischen Zusammensetzung der Erfindung umfassen in Abhängigkeit von dem Zustand der therapeutischen Zusammensetzung im Stand der Technik bekannte Verfahren wie, jedoch nicht beschränkt auf, eine orale Verabreichung, eine topische Anwendung, eine parenterale, intravenöse, intranasale, intraokulare, intrakraniale oder intraperitoneale Injektion.
  • In Abhängigkeit von dem verwendeten Typ des therapeutischen Mittels kann eine therapeutische Zusammensetzung der Erfindung bei einer Vielzahl von therapeutischen Verfahren verwendet werden (z.B. DNS-Impfstoffe, Antibiotika, antivirale Mittel) für die Behandlung von Erb- oder erworbenen Krankheiten wie beispielsweise zystischer Fibrose, Gaucher-Krankheit, Muskeldystrophie, AIDS, Krebs (z.B. multiplem Myelom, Leukämie, Melanom und Eierstockkarzinom), kardiovaskulären Erkrankungen (z.B. progressiver Herzinsuffizienz, Restenosierung und Hämophilie) und neurologischen Erkrankungen (z.B. Hirntrauma). Eine therapeutisch wirksame Menge, wie durch Fachleute anerkannt ist, wird fallweise bestimmt. Faktoren, die in Betracht zu ziehen sind, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, die zu behandelnde Krankheit und die physischen Charakteristiken dessen, der an der Krankheit leidet.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist eine Zusammensetzung, die mindestens eine biologisch wirksame Verbindung von landwirtschaftlichem Nutzen und ein lineares Cyclodextrincopolymer oder ein lineares oxidiertes Cyclodextrinpolymer der Erfindung enthält. Die in der Landwirtschaft biologisch wirksamen Verbindungen umfassen diejenigen, die im Stand der Technik bekannt sind. Beispielsweise umfassen geeignete in der Landwirtschaft biologisch wirksame Verbindungen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Fungizide, Herbizide, Insektizide und Mehltaubekämpfungsmittel.
  • Die folgenden Beispiele sind angegeben, um die Erfindung zu veranschaulichen. Es ist jedoch ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die spezifischen Bedingungen oder Einzelheiten beschränkt ist, die in diesen Beispielen beschrieben sind.
  • BEISPIELE
  • Materialien. β-Cyclodextrin (Cerestar USA, Inc., Hammond, IN) wurde 12 Minuten in vacuo (< 0,1 mTorr) bei 120°C vor der Verwendung getrocknet. Biphenyl-4,4'-disulfonylchlorid (Aldrich Chemical Company, Inc., Milwaukee, WI) wurde aus Chloroform/Hexanen umkristallisiert. Kaliumchlorid wurde mit einem Mörser und Stößel pulverisiert und bei 200°C in einem Ofen getrocknet. Alle anderen Reagenzien wurden von kommerziellen Lieferanten erhalten und wurden ohne weitere Reinigung wie erhalten verwendet. Polymerproben wurden auf einem Hitachi HPLC-System, das mit einem Anspec RI Detektor und einer Progel-TSK G3000PWXL Säule ausgestattet war unter Verwendung von Wasser als Eluierungsmittel mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,0 ml/min–1 analysiert.
  • Herstellungsbeispiel 1: β-Cyclodextrin mit einer Biphenyl-4,4'-disulfonyl-A,D-Schutzgruppe, 1 (Tabushi et al., J. Am. Chem. Soc. 106, 5267-5270 (1984))
  • Ein 500 ml Kolben mit einem runden Boden, der mit einer Magnetrührstange, einem Schlenk-Adapter und einem Septum ausgestattet war, wurde mit 7,92 g (6,98 mMol) trockenem β-Cyclodextrin und 250 ml wasserfreiem Pyridin (Aldrich Chemical Company, Inc.) beschickt. Die sich ergebende Lösung wurde bei 50°C unter Stickstoff gerührt, während 2,204 g (6,28 mMol) Biphenyl-4,4'-disulfonylchlorid in vier gleichen Portionen im Abstand von 15 Minuten zugegeben wurden. Nach Rühren bei 50°C während zusätzlicher 3 Stunden wurde das Lösungsmittel in vacuo entfernt und der Rückstand wurde einer Umkehrphasensäulenchromatographie unter Verwendung einer Gradientenelution von 0 bis 40% Acetonitril in Wasser unterzogen. Fraktionen wurden mittels Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) analysiert und die geeigneten Fraktionen wurden kombiniert. Nach dem Entfernen der Hauptmenge des Acetonitrils auf einem Rotationsverdampfer, wurde die sich ergebende wässerige Suspension zur Trockene lyophilisiert. Dies ergab 3,39 g (38%) von 1 als farblosen Feststoff.
  • Herstellungsbeispiel 2: 6A,6D-Diiodo-6A,6D-desoxy-β-cyclodextrin, 2 (Tabushi et al. J. Am. Chem. Soc. 106, 4580-4584 (1984)
  • Ein 40 ml Zentrifugenrohr, das mit einer Magnetrührstange, einem Schlenk-Adapter und einem Septum ausgestattet war, wurde mit 1,02 g (7,2 mMol) von 1, 3,54 g (21,3 mMol) trockenem pulverförmigen Kaliumiodid (Aldrich) und 15 ml wasserfreiem N,N-Dimethylformamid (DMF) (Aldrich) beschickt. Die sich ergebende Suspension wurde 2 Stunden bei 80°C unter Stickstoff gerührt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurden die Feststoffe mittels Zentrifugation abgetrennt und der Überstand wurde dekantiert. Das feste Präzipitat wurde mit einem zweiten Teil des wasserfreien DMF gewaschen und die Überstände wurden kombiniert und in vacuo konzentriert. Der Rückstand wurde dann in 14 ml Wasser gelöst und in einem Eisbad gekühlt, bevor 0,75 ml (7,3 mMol) Tetrachlorethylen (Aldrich) unter schnellem Rühren zugegeben wurden. Der ausgefällte Einschlusskomplex wurde auf einer mittleren Glasfritte gefiltert und mit einem kleinen Teil Aceton gewaschen, bevor er 14 Stunden unter Vakuum über P2O5 getrocknet wurde. Dies ergab 0,90 g (92%) von 2 als weißen Feststoff.
  • Herstellungsbeispiel 3: 6A,6D-Diazido-6A,6D-desoxy-β-cyclodextrin, 3 (Tabushi et al. Tetrahedron Lett. 18, 1527-1530 (1977)
  • Ein 100 ml Kolben mit rundem Boden, der mit einer Magnetrührstange, einem Schlenk-Adapter und einem Septum ausgestattet war, wurde mit 1,704 g (1,25 mMol) β-Cyclodextrindiiodid, 0,49 g (7,53 mMol) Natriumazid (EM Science, Gibbstown, NJ) und 10 ml wasserfreiem N,N-Dimethylformamid (DMF) beschickt. Die sich ergebende Suspension wurde 14 Stunden bei 60°C unter Stickstoff gerührt. Das Lösungsmittel wurde dann in vacuo entfernt. Der sich ergebende Rückstand wurde in ausreichend Wasser gelöst, um eine 0,2 M Lösung in Salz herzustellen, und wurde dann durch 11,3 g Biorad AG501-X8(D) Harz geleitet, um restliche Salze zu entfernen. Das Eluat wurde dann zur Trockene lyophilisiert, um 1,232 g (83%) von 3 als weißen amorphen Feststoff zu ergeben, der ohne weitere Reinigung in den nächsten Schritt überführt wurde.
  • Herstellungsbeispiel 4: 6A,6D-Diamino-6A,6D-desoxy-β-cyclodextrin, 4 (Mungall et al., J. Org. Chem., 1659-1662 (1975))
  • Ein 250 ml Kolben mit rundem Boden, der mit einer Magnetrührstange und einem Septum ausgestattet war, wurde mit 1,232 g (1,04 mMol) β-Cyclodextrinbisazid und 50 ml wasserfreiem Pyridin (Aldrich) beschickt. Dieser gerührten Suspension wurden 0,898 g (3,42 mMol) Triphenylphosphin zugegeben. Die sich ergebende Suspension wurde 1 Stunde bei Umgebungstemperatur gerührt, bevor 10 ml konzentrierter wässeriger Ammoniak zugegeben wurden. Die Zugabe des Ammoniaks war von einer schnellen Gasentwicklung begleitet und die Lösung wurde homogen. Nach 14 Stunden wurde das Lösungsmittel in vacuo entfernt und der Rückstand wurde mit 50 ml Wasser verrieben. Die Feststoffe wurden abgefiltert und das Filtrat wurde mit 10% HCl sauer gemacht (pH < 4), bevor sie auf eine Ionenaustauschsäule aufgebracht wurden, die Toyopearl SP-650M (NH4 +-Form) Harz enthielt. Das Produkt 4 wurde mit einem Gradienten von 0 bis 0,5 M Ammoniumbicarbonat eluiert. Geeignete Fraktionen wurden kombiniert und lyophilisiert, um 0,832 g (71%) des Produkts 4 als Bis(hydrogencarbonat)-Salz zu ergeben.
  • Beispiel 5: β-Cyclodextrin-DSP-Copolymer, 5
  • Eine 20 ml Szintillationsphiole wurde mit einer Lösung aus 92,6 mg (7,65 × l0–5 Mol) des Bis(hydrogencarbonat-)Salzes von 4 in 1 ml Wasser beschickt. Der pH-Wert der Lösung wurde auf 10 mit 1 M NaOH eingestellt, bevor eine Lösung von 30,9 mg (7,65 × 10–5 Mol Dithiobis(succinimidylpropionat) (DSP, Pierce Chemical Co., Rockford, IL) in 1 ml Chloroform zugegeben wurde. Das sich ergebende zweiphasige Gemisch wurde mit einem Vortex-Mischer 0,5 Stunden geschüttelt. Die wässerige Schicht wurde dann dekantiert und mit 3 × 1 ml frischem Chloroform extrahiert. Die wässerige Polymerlösung wurde dann einer Gelpermeationschromatographie (CPC) auf Toyopearl HW-40F Harz unter Verwendung von Wasser als Eluent unterzogen. Die Fraktionen wurden mittels GPC analysiert und geeignete Fraktionen wurden lyophilisiert, um 85 mg (85%) als farbloses amorphes Pulver zu ergeben.
  • Beispiel 6: β-Cyclodextrin-DSS-Copolymer, 6
  • Ein β-Cyclodextrin-DSS Copolymer, 6, wurde auf eine Weise analog zu dem DSP-Polymer, 5, mit dem Unterschied synthetisiert, dass Disuccinimidylsuberat (DSS, Pierce Chemical Co., Rockford, IL) statt des DSP-Reagens verwendet wurde. Die Verbindung 6 wurde mit einer 67%igen Ausbeute erhalten.
  • Beispiel 7: β-Cyclodextrin-DTBP-Copolymer, 7
  • Eine 20 ml Szintillationsphiole wurde mit einer Lösung aus 91,2 mg (7,26 × 10–5 Mol) des Bis(hydrogencarbonat-)Salzes von 4 in 1 ml Wasser beschickt. Der pH der Lösung wurde mit 1 M NaOH auf 10 eingestellt, bevor 22,4 mg (7,26 × 10–5 Mol) Dimethyl-3,3'-dithio-bis(propionimidat)-2 HCL (DTBP, Pierce Chemical Co., Rockford, IL) zugegeben wurden. Die sich ergebende homogene Lösung wurde mit einem Vortex-Mischer 0,5 Stunden geschüttelt. Die wässerige Polymerlösung wurde dann einer Gelpermeationschromatographie (GPC) auf Toyopearl HW-40F-Harz unterzogen. Fraktionen wurden mittels GPC analysiert und geeignete Fraktionen wurden lyophilisiert, um 67 mg (67%) eines farblosen amorphen Pulvers zu ergeben.
  • Beispiel 8: β-Cyclodextrincystamincopolymer, 8
  • Einer Lösung aus 166,2 mg (7,38 × 10–5 Mol) Cystamindihydrochlorid (Aldrich) in 15 ml 0,1 N NaOH wurden 100 mg (7,38 × 10–5 Mol) von 2 und 5 ml Acetonitril zugegeben. Die sich ergebende homogene Lösung wurde 2 Stunden auf 80°C erhitzt, bevor sie einer Gelpermeationschromatographie (GPC) auf Toyopearl HW-40F Harz unterzogen wurde. Fraktionen wurden mittels GPC analysiert und geeignete Fraktionen wurden lyophilisiert, um 17,2 mg (19%) eines farblosen amorphen Pulvers zu ergeben.
  • Herstellungsbeispiel 9: Polyethylenglycol-600-dihydrazid, 9
  • Ein 100 ml Kolben mit rundem Boden, der mit einer Magnetrührstange und einem Rückflusskühler ausgestattet war, wurde mit 1,82 g (3,0 mMol) Polyethylenglycol 600 (Fluka Chemical Corp., Milwaukee, WI), 40 ml absolutem Ethanol (Quantum Chemicals Pty. Ltd., Tuscola, IL) und ein paar Tropfen Schwefelsäure beschickt. Die sich ergebende Lösung wurde 14 Stunden unter Rückfluss erhitzt, Festes Natriumcarbonat wurde zugegeben, um die Umsetzung zu quenchen und die Lösung des PEG-Diesters wurde unter Stickstoff in einen Additionstrichter überführt. Diese Lösung wurde dann tropfenweise einer Lösung aus 0,6 ml (9,0 mMol) Hydrazinhydrat (Aldrich) in 10 ml absolutem Ethanol zugegeben. Eine kleine Menge eines wolkigen Präzipitats wurde gebildet. Die sich ergebende Lösung wurde unter Rückfluss 1 Stunde erhitzt, bevor sie filtriert und konzentriert wurde. Die GPC-Analyse zeigte eine Verunreinigung mit höherem Molekulargewichts, die das Produkt Verunreinigte. Eine Gelpermeationschromatographie auf Toyopearl HW-40 Harz ermöglichte eine teilweise Reinigung dieses Materials auf eine Reinheit von etwa 85%.
  • Beispiel 10: Oxidation von β-Cyclodextrin-DSS-Copolymer, 6, um 10 zu erhalten (Hisamatsu et al., Starch 44, 188-191 (1992))
  • Das β-Cyclodextrin-DSS-Copolymer 6 (92,8 mg, 7,3 × 10–5 Mol) wurde in 1,0 ml Wasser gelöst und in einem Eisbad gekühlt, bevor 14,8 mg (7,3 × 10–5 Mol) Natriumperiodat zugegeben wurden. Die Lösung wurde sofort hellgelb und wurde im Dunklen 14 Stunden bei 0°C gerührt. Die Lösung wurde dann einer Gelpermeationschromatographie (GPC) auf Toyopearl HW-40 Harz unter Verwendung von Wasser als Eluent unterzogen. Fraktionen wurden mittels GPC analysiert. Geeignete Fraktionen wurden kombiniert und zur Trockene lyophilisiert, um 84,2 mg (91%) eines hellbraunen amorphen Feststoffs zu ergeben.
  • Herstellungsbeispiel 11: Polyethylenglycol (PEG) 600 Disäurechlorid, 11
    Figure 00300001
  • Ein 50 ml Kolben mit rundem Boden, der mit einer Magnetrührstange und einem Rückflusskühler ausgestattet war, wurde mit 5,07 g (etwa 8,4 mMol) Polyethylenglycol 600 Disäure (Fluka Chemical Corp., Milwaukee, WI) und 10 ml wasserfreiem Chloroform (Aldrich) beschickt. Dieser gerührten Lösung wurden 3,9 ml (53,4 mMol) Thionylchlorid (Aldrich) zugegeben, und die sich ergebende Lösung wurde 1 Stunde unter Rückfluss erhitzt, während dieses Zeitraums war eine Gasentwicklung klar ersichtlich. Die sich ergebende Lösung wurde sich auf Raumtemperatur abkühlen gelassen, bevor das Lösungsmittel und überschüssiges Thionylchlorid in vacuo entfernt wurden. Das sich ergebende Öl wurde in einem trockenen Kasten gelagert und ohne Reinigung verwendet.
  • Beispiel 12: β-Cyclodextrin-PEG 600 Copolymer, 12
    Figure 00310001
  • Eine 20 ml Szintillationsphiole wurde mit einer Lösung aus 112,5 mg (8,95 × 10–5 Mol) des Bis(hydrogencarbonat)-Salzes von 6A,6D-Diamino-6A,6D-desoxy-β-cyclodextrin, 50 μl (3,6 × 10–4 Mol) Triethylamin (Aldrich) und 5 ml wasserfreiem N,N-Dimethylacetamid (DMAc, Aldrich) beschickt. Die sich ergebende Suspension wurde dann mit 58 mg (9,1 × 10–5 Mol) Polyethylenglycol 600 Disäurechlorid, 11, behandelt. Die sich ergebende Lösung wurde mit einem Vortex-Mischer 5 Minuten geschüttelt und dann 1 Stunde bei 25°C stehen gelassen, während welchem Zeitraum sie homogen wurde. Das Lösungsmittel wurde in vacuo entfernt und der Rückstand wurde einer Gelpermeationschromatographie auf Toyopearl HW-40F Harz unter Verwendung von Wasser als Eluent unterzogen. Fraktionen wurden mittels GPC analysiert und geeignete Fraktionen wurden zur Trockene lyophilisiert, um 115 mg (75%) eines farblosen amorphen Pulvers zu ergeben.
  • Beispiel 13: β-Cyclodextrin-DSP Copolymer, 13
    Figure 00310002
  • Eine 8 ml Phiole wurde mit einer Lösung aus 102,3 mg (8,80 × 10–5 Mol) 2A,3A-Diamino-2A,3A-desoxy-β-cyclodextrin in 1 ml Wasser beschickt. Der pH der Lösung wurde mit 1 M NaOH auf 10 eingestellt, bevor eine Lösung von 36,4 mg (8,80 × 10–5 Mol) Dithiol-bis(succinimidylpropionat) (DSP, Pierce Chemical Co., Rockford, IL) in 1 ml Chloroform zugegeben wurde. Die sich ergebende biphasige Mischung wurde mit einem Vortex-Mischer 0,5 Stunden geschüttelt. Die wässerige Schicht wurde dann abdekantiert und mit 3 × 1 ml frischem Chloroform extrahiert. Die wässerige Polymerlösung wurde dann einer Gelpermeationschromatographie unterzogen.
  • Herstellungsbeispiel 14: 6A,6D-Bis-(2-Aminoethylthio)-6A,6D-desoxy-β-cyclodextrin, 14 (Tabushi, I: Shimokawa, K; Fugita, K, Tetrahedron Lett. 1977, 1527-1530)
    Figure 00320001
  • Ein 25 ml Schlenk-Kolben, der mit einer Magnetrührstange und einem Septum ausgestattet war, wurde mit 0,91 ml (7,37 mMol) einer 0,81 M Lösung aus Natrium-2-aminoethylthiolat in Ethanol beschickt. (Fieser, L.F., Fieser, M. Reagents for Organic Synthesis, Wiley, New York, 1967, Band 3, Seiten 265-266). Die Lösung wurde zur Trockene eingedampft und der Feststoff wurde erneut in 5 ml wasserfreiem DMF (Aldrich) gelöst. 6A,6D-Diiodo-6A,6D-desoxy-β-cyclodextrin (100 mg, 7,38 × 10–5 Mol) wurde zugegeben und die sich ergebende Suspension wurde 2 Stunden bei 60°C unter Stickstoff gerührt. Nach Kühlen auf Raumtemperatur wurde die Lösung in vacuo konzentriert und der Rückstand wurde in Wasser erneut gelöst. Nach Ansäuern mit 0,1 N HCl wurde die Lösung auf eine Toyopearl SP-650M Ionenaustauschsäule (NH4 + Form) aufgebracht und das Produkt wurde mit einem 0 bis 0,4 M Ammoniumbicarbonatgradienten eluiert. Geeignete Fraktionen wurden kombiniert und zur Trockene lyophilisiert. Dies ergab 80 mg (79%) von 14 als weißes Pulver.
  • Beispiel 15: β-Cyclodextrin(cystamin)-DTBP-Copolymer, 15
    Figure 00330001
  • Eine 4 ml Phiole wurde mit einer Lösung aus 19,6 mg (1,42 × 10–5 Mol) des Bis(hydrogencarbonat)-Salzes von 14 in 0,5 ml 0,1 M NaHCO3 beschickt. Die Lösung wurde in einem Eisbad gekühlt, bevor 4,4 mg (1,4 × 10–5 Mol) Dimethyl-3,3'-dithiobispropionimidat-2 HCl (DTBP, Pierce) zugegeben wurden. Die sich ergebende Lösung wurde dann mit einem Vortex-Mischer geschüttelt und 1 Stunde bei 0°C stehen gelassen. Die Umsetzung wurde mit 1 M Tris-HCl gequencht, bevor sie mit 0,1 N HCl auf einen pH von 4 angesäuert wurde. Die wässerige Polymerlösung wurde dann einer Gelpermeationschromatographie auf Toyopearl HW-40F Harz unterzogen. Fraktionen wurden mittels GPC analysiert und geeignete Fraktionen wurden zur Trockene lyophilisiert. Dies ergab 21,3 mg (100%) von 15 als weißes Pulver.
  • Beispiel 16: β-Cyclodextrin(cystamin)-DMS-Copolymer, 16
    Figure 00340001
  • Ein 10 ml Schlenk-Kolben, der mit einer Magnetrührstange und einem Septum ausgestattet war, wurde mit 200 mg (1,60 × 10–4 Mol) von 14, 44 μl (3,2 × 10–4 Mol) Triethylamin (Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI), 43,6 mg (1,60 × 10–4 Mol) Dimethylsuberimidat 2 HCl (DMS, Pierce) und 3 ml wasserfreiem DMF (Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI) beschickt. Die sich ergebende Aufschlämmung wurde 18 Stunden unter einem stetigen Strom von Stickstoff auf 80°C erhitzt; während diesem Zeitraum war der größte Teil des Lösungsmittels verdampft. Der Rückstand, der verblieb, wurde erneut in 10 ml Wasser gelöst und die sich ergebende Lösung wurde dann auf einen pH von 4 mit 10% HCl angesäuert. Diese Lösung wurde dann durch einen Amicon Centricon Plus-20, 5.000 NMWL Zentrifugalfilter geleitet. Nach Waschen mit 2 × 10 ml Portionen Wasser, wurde die Polymerlösung zur Trockene lyophilisiert, was 41,4 mg (18%) eines gebrochen weißen amorphen Feststoffs ergab.
  • Beispiel 17: Folatligandenanheftung am Cyclodextrinpolymer
  • 1. Harzkopplung:
  • 50 mg FMOC-PEG3400-NHS (Shearwater Polymers, Inc., Huntsville, AL) werden in 1 ml wasserfreiem N,N-Dimethylformamid (DMF) gelöst und 10 Äquivalenten Hydrazid-2-chlortritylharz (Novabiochem USA, La Jolla, CA), das in DMF gequollen worden war, zugegeben. Das Gemisch wurde bei 60°C gerührt, bis das gesamte Polymer mit dem Harz gekoppelt war, wie mittels eines GPC-Systems bestimmt, das mit einem UV-Detektor ausgestattet war. Das Harz-Polymer wird dann auf eine gesinterte Glassäule für alle weiteren Umsetzungen übertragen.
  • 2. Versehen des Harzes mit einer Schutzgruppe
  • Die nichtumgesetzten Hydrozidgruppen an den Harzen werden mit einer Essigsäureanhydrid-Schutzgruppe versehen und die Essigsäureprodukte werden mit Diisopropylethylamin neutralisiert.
  • 3. Entfernen der Schutzgruppe:
  • Die FMOC-Schutzgruppe wird mittels zwei Waschungen mit 20% Piperidin in DMF (1 ml Gesamtvolumen) entfernt. Das Harz wird dann 10 mal mit 1 ml DMF und 5 mal mit 1 ml H2O gewaschen.
  • 4. Folsäurekoppeln:
  • 10 Äquivalente Folsäure und 1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimid (EDC) werden dem Harz zusammen mit 1,5 ml H2O zugegeben. 1 N NaOH wird dem Reaktionsgemisch zugegeben, bis die Folsäure gelöst ist (etwa pH 10). Die Glassäule wird dann auf einen Rotator verbracht und über Nacht gemischt. Das Harz wird dann 10 mal mit 1 ml NaOH (1N), 10 mal mit 1 ml 50 mM Natriumbicarbonat und dann 5 mal jeweils mit Wasser, THF und Dichlormethan gewaschen.
  • 5. Abspaltung von dem Harz:
  • 1 %ige Trifluoressigsäure (TFA) in 1 ml DCM wird dem Harz zweimal während jeweils einer Minute zugegeben. Der Überstand wird gesammelt und mit DCM verdampft. Der sich ergebende ölige Film wird in H2O rehydratisiert und lyophilisiert, was ein hellgelbes Pulver ergab. Ein NMR wird durchgeführt, um das Vorhandensein von PEG-Polymer zu bestätigen.
  • 6. Kopplung an das Polymer:
  • Folsäure-Linker wird mit 6 Äquivalenten eines Cyclodextrincopolymers (wie in Beispiel 10 oxidiert) durch Mischen in 50 mMol Borat (pH 8,5) umgesetzt. Das Umsetzungsgemisch wird analysiert und Konjugationspolymer wird mittels eines GPC-System mit einer UV-Detektion bei 285 nm bestätigt.
  • Figure 00370001
  • Figure 00380001
  • Beispiel 18: Folatligandenanheftung an Cyclodextrinpolymer.
  • 1. Kopplung
  • 36 mg t-Butylcarbazat, gelöst in 240 μl DCM/Ethylacetat (1:1), wurden 260 mg FMOC-PEG3400-NHS (Shearwater Polymers) zugegeben und bei Raumtemperatur 2 Stunden gemischt. Das Produkt wurde zweimal aus Ethylacetat/Ether (1:1) ausgefällt.
  • 2. Entfernen der Schutzgruppe
  • Die FMOC-Schutzgruppe wurde mit 20% Piperidin in DMF entfernt. Das Lösungsmittel wurde in vacuo entfernt und das Produkt wurde erneut in 1,3 ml DMSO gelöst.
  • 3. Folsäurekopplung:
  • 1,2 Äquivalente Folsäure und DCC und ein Tropfen Pyridin wurden dann zugegeben, und die sich ergebende Lösung wurde 6 Stunden im Dunkeln bei Raumtemperatur gerührt. DMSO wurde in vacuo entfernt und die Konjugation von Folsäure wurde mittels GPC mit UV-Überwachung bei 285 nm bestätigt.
  • 4. Entfernen der Hydrazidschutzgruppe:
  • Schließlich wurde die Hydrazidschutzgruppe durch Rühren in 4 M HCl in Dioxan während 1 Stunde entfernt, bevor das Lösungsmittel in vacuo entfernt wurde. Das Endprodukt wurde mittels Toyopearl HW-40F Säulenchromatographie gereinigt.
  • 5. Kopplung an das Polymer:
  • Folsäure-Linker wird mit 6 Äquivalenten eines Cyclodextrincopolymers (wie in Beispiel 10 oxidiert) durch Mischen in 50 mMol Borat (pH 8,5) umgesetzt. Das Umsetzungsgemisch wird analysiert und das Konjugationspolymer wird mittels eines GPC-System mit einer UV-Detektion bei 285 nm bestätigt.
  • Figure 00400001
  • Beispiel 19: Transferrinliganden-Anheftung an Cyclodextrinpolymer
  • 1. Transferrinoxidation
  • 500 mg eisenfreies humanes Transferrin (Sigma, St. Louis, MO) werden in 30 mM Natriumacetatpuffer gelöst und auf 0°C gekühlt. Dieser Lösung wurden 20 mg Natriumperiodat, gelöst in 4 μl 30 mM Natriumacetat, zugegeben. Das Gemisch wird über Nacht bei 0°C gerührt. Als nächstes wird 1 g AG501-X8 Harz (Biorad) zugegeben, um Salze zu entfernen, bevor die Lösung lyophilisiert wird.
  • 2. Harzkopplung:
  • 20 mg FMOC-PEG3400-NHS (Shearwater Polymers, Inc., Huntsville, AL) wurden in 0,5 ml wasserfreiem N,N-Dimethylformamid (DMF) gelöst und 10 Äquivalenten Hyrazid-2-chlortritylharz (Novabiochem USA, La Jolla, CA), das in DMF aufgequollen worden war, zugegeben. Die Mischung wurde bei 60°C gerührt, bis das gesamte Polymer an das Harz gekoppelt war wie mittels eines GPC-Systems bestimmt, das mit einem Ultraviolett- (UV-) Detektor ausgestattet war. Das Harz-Polymer wird dann auf eine gesinterte Glassäule für alle weiteren Umsetzungen überführt.
  • 3. Versehen des Harzes mit einer Schutzgruppe
  • Die nichtumgesetzten Hydrazidgruppen an den Harzen wurden mit einer Essigsäureanhydridschutzgruppe versehen und die Essigsäureprodukte wurden durch Diisopropylethylamin neutralisiert.
  • 4. Entfernen der Schutzgruppe:
  • Die FMOC-Schutzgruppe wird mittels zwei Waschungen mit 20% Piperidin in DMF (1 ml, Gesamtvolumen) entfernt. Das Harz wird dann 10 mal mit 1 ml DMF und 5 mal mit 1 ml H2O gewaschen.
  • 5. Transferrinkopplung:
  • Dem Harz werden 1,2 Äquivalente Transferrin, gelöst in 0,05 M Natriumcarbonat und 0,1 M Natriumcitratpuffer, pH 9,5 zugegeben. 5 M Cyanoborhydrid in 1 N NaOH werden dann der Lösung zugegeben. Die Glassäule wird auf einen Rotator verbracht und 2 Stunden gemischt. Das Harz wird dann 15 mal mit Wasser und 5 mal jeweils mit Tetrahydrofuran (THF) und DCM gewaschen.
  • 6. Abspaltung von dem Harz:
  • 1%ige Trifluoressigsäure (TFA) in 1 ml DCM wird dem Harz zweimal während jeweils 1 Minute zugegeben. Der Überstand wird dann gesammelt und DCM wird verdampft. Der sich ergebende ölige Film wird in H2O dehydratisiert und lyophilisiert.
  • 7. Kopplung an das Polymer:
  • Transferrinlinker wird mit 6 Äquivalenten eines Cyclodextrincopolymers mittels reduktiver Aminierung mit Natriumcyanoborhydrid umgesetzt: zunächst wird das Copolymer dem Transferrinlinker zugegeben, der in 0,05 M Natriumcarbonat und 0,1 M Natriumcitratpuffer gelöst wurde. 5 M Cyanoborhydrid in 1 N NaOH wird zugegeben und die Umsetzung wird 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Nicht umgesetzte Aldehydstellen werden durch die Zugabe von Ethanolamin und Umsetzen während 15 Minuten bei Raumtemperatur blockiert. Das sich ergebende Konjugat wird mittels Dialyse gereinigt.
  • Figure 00430001
  • Figure 00440001
  • Beispiel 20: Allgemeines Verfahren für die Cyclodextrincopolymerkomplexierung mit kleinen Molekülen
  • Cyclodextrinbasiertes Copolymer (CD-Polymer) wird in Wasser, Puffer oder organischem Lösungsmittel mit der geeigneten Konzentration gelöst. Das kleine Molekül wird in einem Lösungsmittel gelöst, das mit dem Lösungsmittel der CD-Polymerlösung mischbar ist und der CD-Polymerlösung zugegeben. Die Mischung wird 1/2 Stunde gemischt und dann über Nacht ins Gleichgewicht kommen gelassen.
  • Beispiel 21: Cyclodextrincopolymerkomplexierung mit Doxorubicin
  • Doxorubicin und CD-Polymer wurden in verschiedenen Konzentrationen in PBS (mit Phosphat gepufferter physiologischer Kochsalzlösung, pH 7,2) gelöst. Die Assoziationskonstante zwischen CD und Doxorubicin wurde durch Messen des Ausmaßes der Erhöhung der Fluoreszenz des Doxorubicins auf die Komplexierung mit CD bestimmt. (Die hydrophobe Wechselwirkung zwischen dem CD und Doxorubicin verbessert die Intensität der Fluoreszenz). Die Assoziationskonstante betrug etwa 200 M–1 bei einem pH von 7.1. Die Zugabe von β-CD erhöht die Doxorubicinfluoreszenz konsequent, was eine Komplexierung zwischen dem CD-Polymer und Doxorubicin anzeigt. Husain et al., Applied Spectroscopy, Band 46, Nr. 4,652-658 (1992) fanden, dass die Assoziationskonstante zwischen β-CD und Doxorubicin 210 M–1 bei einem pH von 7,1 war.
  • Beispiel 22: Zuführung des kleinen Moleküls zu Kulturzellen
  • Medien, die Doxorubicin und Doxorubicin/CD-Polymer-Komplexe in verschiedenen Konzentrationen enthielten, wurden auf Kulturzelllinien aufgebracht. Nach fünf Stunden wurden die Medien entfernt und durch frische Medien ersetzt. Die Doxorubicinwirkung auf das Zellüberleben wurde mittels des MTT ([3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium)-Toxizitätsassays bestimmt. (R. Ian Feshney, "Culture of Animal Cells", 3. Auflage, Wiley-Liss: New York (1994)). Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle angegeben. Das Copolymer 15 oder 16 (138 μM Äquivalente des CD-Monomers) war nicht toxisch für KB- oder KB-VI- (einem mehrfachmedikamentenresistenten Derivat der KB-) Zelllinien bei Fehlen von Doxorubicin. Für die rezeptorvermittelte Abgabe wird ein Ligand wie Folgt kovalent an das für die Doxorubicinkomplexierung verwendete CD-Polymer angeheftet.
    Zelllinie CD-Polymer IC50 (μM von Doxorubicin)
    KB keines ~0,1
    KB-VI (mehrfach-Arzneistoffresistent) keines ~10
    KB-VI Copolymer 15 oder 16 (138 μM Äquivalente von CD-Monomer ~2-3
  • Beispiel 23: Komplexierung des fixierten permanent geladenen Copolymers mit Plasmid
  • Im Allgemeinen werden gleiche Volumina von Lösungen aus fest geladenem CD-Polymer und DNS-Plasmid in Wasser mit geeigneten Ladungsverhältnissen von Polymer/Plasmid gemischt. Das Gemisch wird sich dann bei Raumtemperatur über Nacht äquilibrieren und selbst organisieren gelassen. Der Komplexierungserfolg wird durch Übertragen eines kleinen aliquoten Teils des Gemischs auf 0,6% Agarosegel und Überprüfen mit Bezug auf die DNS-Mobilität überwacht. Freie DNS bewegt sich unter einer zur Einwirkung gebrachten Spannung, während komplexierte DNS in der Vertiefung zurückgehalten wird.
  • 1 μg der DNS mit einer Konzentration von 0,2 μg/μl in destilliertem Wasser wurde mit 10 μl des Copolymers 15 bei Ladungsverhältnissen von Polymeramin zu DNS-Phosphat von 2, 4, 6, 12, 24, 36, 60 und 120 gemischt. Die Lösung wurde per Hand mittels einer Mikropipette gemischt und dann sanft über Nacht auf einem Laboratoriumsrotator gemischt. 1 μg/μl des Ladungspuffers (40% Sucrose, 0,25% Bromphenolblau und 200 nN Tris-acetat-Puffer, der 5 mM EDTA (Gao et al., Biochemistry 35: 1027-1036 (1996)) enthielt, wurde jeder Lösung am folgenden Morgen zugegeben. Jede DNS-/Polymer-Probe wurde auf ein 0,6% Agaroseelektrophoresegel geladen, das 6 μg EtBr/100 ml in 1 × TAE-Puffer (40 mM Tris-acetat/1 mM EDTA) enthielt, und 40 V wurden 1 Stunde auf das Gel zur Einwirkung gebracht. Das Ausmaß der DNS-/Polymer-Komplexierung wurde durch DNS-Verlangsamung in dem Gelmigrationsmuster angegeben. Das Polymer (15) verlangsamte die DNS bei Ladungsverhältnissen von 6 und mehr, was eine Komplexierung unter diesen Bedingungen angibt.
  • Beispiel 24: Komplexierung des vernetzenden Copolymers mit Plasmid
  • Das Copolymer 15 oder das Copolymer 16 wird wie in Beispiel 10 oxidiert. Oxidiertes Copolymer 15 oder 16 wird dann mit einem DNS-Plasmid wie in den Beispielen 23 und 26 komplexiert. Ein Vernetzungsmittel (beispielsweise PEG600-Dihydrazid) wird dann zugegeben, um die DNS zu verkapseln. Der Erfolg der Verkapselung wird durch Lichtstreuung und visualisierte Elektronenmikroskopie bestimmt.
  • Beispiel 25: Variabel geladene (pH-empfindliche) Copolymerkomplexierung mit Plasmid
  • Gleiche Volumina eines CD-Polymers und von DNS-Plasmidlösungen in Wasser werden in geeigneten Polymer-/Plasmid-Ladungsverhältnissen gemischt. Der pH der Mischung wird eingestellt, um ein geladenes CD-Polymer zu bilden. Das Gemisch wird sich dann bei Raumtemperatur 30 Minuten äquilibrieren und selbst organisieren gelassen. Ein Vernetzungsmittel (beispielsweise PEG600-Dihydrazid) wird dann zugegeben, um die DNS zu verkapseln. Eine konzentrierte Pufferlösung wird dann zugegeben, um den pH und somit das CD-Polymer neutral zu machen. Der Verkapselungserfolg wird mittels Lichtstreuung bestimmt und mittels Elektronenmikroskopie visualisiert.
  • Beispiel 26: Transfektionsuntersuchungen mit Plasmiden, die für das Luciferasereportergen codieren:
  • BHK-21-Zellen wurden in Platten mit 24 Vertiefungen mit einer Zelldichte von 60.000 Zellen/Vertiefung 24 Stunden vor der Transfektion plattiert. Plasmide, die für das Luciferasegen codieren, wurden von dem CD-Polymer wie in den Beispielen 23 oder 25 derart verkapselt, dass die DNS-/Polymer-Komplexe mit Ladungsverhältnissen von Polymeramin zu DNS-Phosphat von 6, 12, 24, 36 und 60, wie in den DNS-Bindungsuntersuchungen von Beispiel 23 beschrieben, organisiert wurden. Eine Mediumslösung, die die DNS-/Polymer-Komplexe enthielt, wurde den Kulturzellen zugegeben und nach 5 Stunden der Inkubation bei 37°C durch frische Medien ersetzt. Die Zellen wurden 48 Stunden nach der Transfektion lysiert. Geeignete Substrate für den Luciferaselicht-Assay wurden dem Zelllysat zugegeben. Die Luciferaseaktivität, gemessen als erzeugte Lichteinheiten, wurde mittels eines Luminometers quantifiziert. Die DNS-/Polymer-Komplexe wurden erfolgreich mit BHK-21-Zellen mit Ladungsverhältnissen von 6, 12 und 24 transfiziert. Das Zelllysat wurde auch verwendet, um die Zelllebensfähigkeit mittels des Lowry Proteinassays zu bestimmen. (Lowry et al., Journal of Biological Chemistry, Band 193, 265-275(1951)). Die maximale Toxizität wurde bei einem Ladungsverhältnis von Polymeramin zu DNS-Phosphat von 36 und 60 mit einem 91%igen Zellüberleben beobachtet.
  • Beispiel 27: Transfektionsuntersuchungen mit Plasmiden, die für das Luciferasereportergen codieren:
  • BHK-21-Zellen wurden in Platten mit 24 Vertiefungen mit einer Zelldichte von 60.000 Zellen/Vertiefung 24 Stunden vor der Transfektion plattiert. Plasmide, die für das Luciferasegen codieren, wurden mittels des CD-Polymers wie in Beispiel 23 mit dem Unterschied verkapselt, dass das Copolymer 15 durch das Copolymer 16 ersetzt wurde und dass die DNS-Polymer-Komplexe die BHK-21-Zellen mit Ladungsverhältnissen von 10, 20, 30 und 40 erfolgreich transfizierten, wobei die maximale Transfektion bei einem Ladungsverhältnis von Polymeramin zu DNS-Phosphat von 20 auftrat. Die Mediumslösung, die DNS-/Polymer-Komplexe enthielt, wurde Kulturzellen zugegeben und nach 24 Stunden der Inkubation bei 37°C durch frisches Medium ersetzt. Die Zellen wurden 48 Stunden nach der Transfektion lysiert. Geeignete Substrate für den Luciferaselichtassay wurden dem Zelllysat zugegeben. Die Luciferaseaktivität, gemessen als erzeugte Lichteinheiten, wurde mittels eines Luminometers quantifiziert. Die Ergebnisse sind nachstehend angegeben. Die DNS-/Polymer-Komplexe wurden erfolgreich mit BHK-21-Zellen bei Ladungsverhältnissen von 6, 12 und 24 transfiziert. Das Zelllysat wurde auch verwendet, um die Zelllebensfähigkeit mittels des Lowry-Proteinassays zu bestimmen. (Lowry et al., Journal of Biological Chemistry, Band 193, 265-275 (1951)). Die Ergebnisse sind nachstehend angegeben. Die maximale Toxizität wurde bei Ladungsverhältnissen von Polymeramin zu DNS-Phosphat von 40 und 50 mit einem 33%igen Zellüberleben beobachtet.
  • Figure 00490001
  • Beispiel 28: Transfektionsuntersuchungen mit Plasmiden, die für das GFP-Reportergen codieren:
  • Plasmide, die für das grün fluoreszierende Protein codieren, werden durch das CD-Polymer wie in den Beispielen 23 oder 25 verkapselt. Mediumslösung, die die DNS-/Polymer-Komplexe enthält, wird den Kulturzellen zugegeben und nach 5 Stunden der Inkubation bei 37°C durch frisches Medium ersetzt. Die Zellen werden von der Oberfläche mit Trypsin gelöst, gewaschen und erneut in Hankscher abgestimmter Salzlösung mit Propidiumiodid suspendiert.
  • Die Zellen werden dann mit mittels Fluoreszenz aktivierter Zellsortierung (FACS) analysiert. Die Zellüberlebensfähigkeit wird durch Zellgrößen- und Propidiumiodidausschluss bestimmt und der Transfektionerfolg wird mittels GFP-Proteinfluoreszenz bestimmt.
  • Beispiel 29: Polymerkomplexierung mit Oligos
  • Die Komplexierung mit Antisense-Oligos wird mit Hilfe der folgenden Verfahren für die Plasmidkomplexierung der Beispiele 23 oder 25 durchgeführt.
  • Beispiel 30: Transfektionsuntersuchungen mit Oligos
  • Antisense-Oligos, die gegen das Luciferasegen gerichtet sind, werden mit dem CD-Polymer wie in Beispiel 29 beschrieben verkapselt. Die Mediumslösung, die die Oligo-/Polymerkomplexe enthält, wird HeLaX1/5-Zellen (HeLa-Zellen, die das Luciferasegen konstitutiv exprimieren, überlassen von CLONTECH) zugegeben und nach 5 Stunden der Inkubation bei 37°C durch frisches Medium ersetzt. Die Zellen werden 48 Stunden nach der Transfektion lysiert, und geeignete Substrate für den Luciferase-Assay werden den Lysaten zugegeben. Die Luciferaseaktivität, gemessen als erzeugte Lichteinheiten, wird mittels eines Luminometers quantifiziert. Der Transfektionserfolg wird durch ein Ausschalten der Luciferaseaktivität bestimmt.
  • Beispiel 31: Toxizität des β-Cyclodextrin (cystamin)-DTBP-Copolymers, 15
  • Die akute Toxizität des Copolymers 15 wurde unter Verwendung von weißen Swiss Webster Mäusen untersucht. Insgesamt wurden 48 Mäuse wie in der nachstehenden Tabelle beschrieben verwendet. Einzelne intravenöse (i.v.) oder intraperitoneale (i.p.) Injektionen von sterilen physiologischen Kochsalzlösungen oder dem Copolymer 15 wurden den Mäusen verabreicht. Die Tiere wurden fünf Tage beobachtet, danach wurden sie geopfert und eine grobe Nekropsie wurde durchgeführt. Es wurden keine Mortalität und keine Toxizität beobachtet.
    Gruppe Nr. #/Geschlecht (M/W) Copolymer Konzentration (mg/ml) Dosisvolumen (ml) Dosis (mg) Behandlungsplan
    1 3/3 Copolymer 15 0,5275 0,1 0,05 i.v., einmal
    2 3/3 Copolymer 15 5,275 0,1 0,53 i.v., einmal
    3 3/3 Copolymer 15 52,75 0,1 5,28 i.v., einmal
    4 3/3 Copolymer 15 0,5275 0,1 0,05 i.p., einmal
    5 3/3 Copolymer 15 5,275 0,1 0,53 i.p., einmal
    6 3/3 Copolymer 15 52,75 0,1 5,28 i.p., einmal
    7 3/3 0,9% physiologische Kochsalzlösung 0,000 0,1 0,00 i.v., einmal
    8 3/3 0,9% physiologische Kochsalzlösung 0,000 0,1 0,00 i.p., einmal
  • Beispiel 32: Transfektionsuntersuchungen mit Plasmiden, die für das Luciferasereportergen codieren
  • Plasmide, die für das Luciferasegen codieren, wurden durch das CD-Polymer wie in Beispiel 23 mit dem Unterschied verkapselt, dass das Copolymer 15 durch das Copolymer 16 ersetzt wurde. Die DNS-/Polymer-Komplexe wurden verwendet, um BHK-21- oder CHO-K1-Zellen, die jeweils in Platten mit 24 Vertiefungen mit einer Zelldichte von 60.000 Zellen/Vertiefung 24 Stunden vor der Transfektion plattiert wurden, mit verschiedenen Ladungsverhältnissen in 10% Serum und unter serumfreien Bedingungen nach dem in Beispiel 27 angegebenen Verfahren erfolgreich zu transfizieren. Die Zellen wurden 48 Stunden nach der Transfektion lysiert. Geeignete Substrate für den Luciferaselichtassay wurden dem Zelllysat zugegeben. Die Luciferaseaktivität, als erzeugte Lichteinheiten gemessen (d.h. relative Lichteinheiten (RLU)) wurde mit einem Luminometer quantifiziert. Das Zelllysat wurde auch verwendet, um die Zelllebensfähigkeit mittels des Lowry-Proteinassays zu messen. (Lowry et al., Journal of Biological Chemistry, Band 193, 265-275 (1951)). Die Toxizität wurde durch Bestimmen des gesamten zellulären Proteins in den Vertiefungen 48 Stunden nach der Transfektion gemessen. Die Transfektions- und Überlebensergebnisse in 10% Serum und einem serumfreien Medium sind nachstehend angegeben.
  • Die Luciferasseproteinaktivität in BHK-21-Zellen, die unter serumfreien Bedingungen transfiziert worden waren, erreichte ein stabiles Maximum bei 30+/– mit ~5 × 107 RLUs. Die Gegenwart von 10% Serum in dem Transfektionsmedium verringerte die Luciferaseaktivität bei allen Ladungsverhältnissen mit Ausnahme von 70+/–. Mit CHO-K1-Zellen verbessert das Erhöhen des Ladungsverhältnisses auch die Transfektion bei allen getesteten Bedingungen. Des weiteren verringerte die Transfektion in Serum Lichteinheiten um eine Größenordnung.
  • Das Copolymer 16 zeigte nur eine Toxizität für BHK-21-Zellen für Transfektionen in Abwesenheit von Serum. Die Toxizität wurde in Gegenwart von 10% Serum während der Transfektion auf ein Minimum herabgesetzt. Es wurde keine wahrnehmbare Toxizität bei Transfektionen mit Bezug auf CHO-K1-Zellen beobachtet.
  • Transfektion und Toxizität des Copolymers 16 mit Bezug auf BHK-21
    Figure 00520001
  • Die Wirkung des Ladungsverhältnisses des Copolymers 16/DNS und der Serumbedingungen auf die Transfektionswirksamkeit (⦁ und
    Figure 00520002
    ) und das Zellüberleben (
    Figure 00520003
    und
    Figure 00520004
    ) bei BHK-21-Zellen. Die Ergebnisse der Transfektion in 10% Serum und serumfreiem Medium sind jeweils als gestrichelte oder durchgezogene Linien gezeigt. Die Daten sind als mittlerer +/– S.D. der drei Proben angegeben. Die Toxizitätsdaten sind in am besten passenden Linien gezeigt Transfektion und Toxizität des Copolymers 16 mit Bezug auf CHO-K1
    Figure 00530001
  • Die Wirkung des Ladungsverhältnisses des Copolymers 16/DNS und der Serumbedingungen auf die Transfektionswirksamkeit (⦁ und
    Figure 00530002
    ) und das Zellüberleben (
    Figure 00530003
    und
    Figure 00530004
    ) bei CHO-K1-Zellen. Die Ergebnisse der Transfektion in 10% Serum und serumfreiem Medium sind jeweils als gestrichelte oder durchgezogene Linien gezeigt. Die Daten sind als mittlerer +/– S.D. der drei Proben angegeben. Die Toxizitätsdaten sind als in besten passenden Linien gezeigt
  • Vergleichsbeispiel 1: Transfektionsuntersuchungen mit Plasmiden, die für das Luciferasereportergen codieren
  • Nach dem Verfahren von Beispiel 32 wurden die Transfektionswirksamkeit und Toxizität von verschiedenen nichtviralen Vektoren mit BHK-21- und CHO-K1-Zellen untersucht und mit denjenigen verglichen, die mit den DNS-/Copolymer-16-Komplexen erzielt wurden. Die BHK-21- und CHO-K1-Zellen wurden in einem Bereich von Ladungsverhältnissen und Ausgangszelldichten für alle Vektoren in serumfreien Medien transfiziert. Die Ergebnisse sind nachstehend angegeben und zeigen die optimalen Transfektionsbedingungen, die für jeden Vektor gefunden wurden.
  • Figure 00540001

Claims (50)

  1. Wasserlösliches, lineares Cyclodextrincopolymer mit einem linearen Polymergrundgerust, wobei das Copolymer eine Mehrzahl an Cyclodextrinmonomereinheiten und Linkereinheiten im linearen Polymergrundgerüst beinhaltet, wobei, außer wenn die Cyclodextrinmonomereinheit oder die Linkereinheit am Ende einer Polymerkette vorhanden ist, jede der Cyclodextrinmonomereinheiten an zwei der Linkereinheiten gebunden ist und jede der Linkereinheiten zwei Cyclodextrinmonomereinheiten kovalent verbindet; und wobei die Cyclodextrinmonomereinheiten unsubstituiert oder mit Resten substituiert sind, die die Copolymerisation mit der Linkereinheit nicht beeinträchtigen.
  2. Copolymer gemäß Anspruch 1, wobei die Cyclodextrinmonomereinheiten im gesamten Polymer gleich oder voneinander verschieden sind.
  3. Copolymer gemäß Anspruch 1, welches Wiederholungseinheiten der Formel Ia, Ib oder einer Kombination davon umfasst:
    Figure 00550001
    wobei C eine substituierte oder unsubstituierte Cyclodextrinmonomereinheit ist und A eine Linkereinheit ist, welche an die Cyclodextrinmonomereinheit C gebunden ist.
  4. Copolymer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Cyclodextrinmonomereinheiten α-,β-,γ-Cyclodextrin oder eine Kombination davon sind.
  5. Copolymer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Cyclodextrinmonomereinheiten unabhängig voneinander ausgewählt sind aus 6A,6B-Deoxy-α-cyclodextrin, 6A,6C-Deoxy-α-cyclodextrin, 6A,6D-Deoxy-α-cyclodextrin, 6A,6B-Deoxy-β-cyclodextrin, 6A,6C-Deoxy-β-cyclodextrin, 6A,6D-Deoxy-β-cyclodextrin, 6A,6B-Deoxy-γ-cyclodextrin, 6A,6C-Deoxy-γ-cyclodextrin, 6A,6D-Deoxy-γ-cyclodextrin und 6A,6E-Deoxy-γ-cyclodextrin.
  6. Copolymer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Cyclodextrinmonomereinheit die allgemeine Formel (III) aufweist:
    Figure 00560001
    wobei p = 5 bis 7 ist.
  7. Copolymer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Cyclodextrinmonomereinheiten unabhängig voneinander ausgewählt sind aus 2A,3A-Deoxy-2A,3A-dihydro-α-cyclodextrin, 2A,3A-Deoxy-2A,3A-dihydro-β-cyclodextrin und 2A,3A-Deoxy-2A,3A-dihydro-γ-cyclodextrin.
  8. Copolymer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Linkereinheit, unabhängig voneinander bei jedem Vorkommen ausgewählt ist aus:
    Figure 00560002
    Figure 00570001
    Figure 00580001
    Figure 00590001
    wobei x = 1 bis 50 und y + z = x ist.
  9. Copolymer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Linkereinheit biologisch abbaubar oder säurelabil ist.
  10. Copolymer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Cyclodextrincopolymer an ein Polymer vernetzt ist.
  11. Copolymer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei mindestens ein Ligand an das lineare Cyclodextrincopolymer gebunden ist.
  12. Wasserlösliches, lineares Cyclodextrincopolymer mit einem linearen Polymergrundgerüst, wobei das Copolymer eine Mehrzahl an Cyclodextrinmonomereinheiten und Linkereinheiten im linearen Polymergrundgerüst beinhaltet, wobei, außer wenn die Cyclodextrinmonomereinheit oder die Linkereinheit am Ende einer Polymerkette vorhanden ist, jede der Cyclodextrinmonomereinheiten an zwei der Linkereinheiten gebunden ist und jede der Linkereinheiten zwei Cyclodextrinmonomereinheiten kovalent verbindet; und wobei die Cyclodextrinmonomereinheiten unsubstituiert oder mit Resten substituiert sind, die die Copolymerisation mit der Linkereinheit nicht beeinträchtigen, und wobei mindestens eine Cyclodextrinmonomereinheit oxidiert ist.
  13. Copolymer gemäß Anspruch 12, wobei mindestens ein Ligand an das lineare Cyclodextrincopolymer gebunden ist.
  14. Copolymer gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei im Wesentlichen alle Cyclodextrinmonomereinheiten oxidiert sind.
  15. Copolymer gemäß Anspruch 14, wobei alle Cyclodextrinmonomereinheiten oxidiert sind.
  16. Zusammensetzung, welche beinhaltet: (a) ein erstes Copolymer wie in einem der Ansprüche 12 bis 15 definiert; und (b) ein zweites Copolymer wie in einem der Ansprüche 1 bis 11 definiert.
  17. Zusammensetzung gemäß Anspruch 16, wobei das erste Copolymer wie in Anspruch 13 definiert ist und Wiederholungseinheiten der Formel Ia, Ib, oder einer Kombination davon umfasst und wobei das zweite Copolymer wie in Anspruch 3 definiert ist.
  18. Zusammensetzung gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei mindestens eines des ersten linearen Cyclodextrincopolymers und des zweiten linearen Cyclodextrincopolymers an ein anderes Copolymer vernetzt ist.
  19. Zusammensetzung gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei mindestens ein Ligand an mindestens eines des ersten linearen Cyclodextrincopolymers und des zweiten linearen Cyclodextrincopolymers gebunden ist.
  20. Therapeutische Zusammensetzung, umfassend ein Cyclodextrincopolymer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 oder eine Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19 und ein Therapeutikum.
  21. Verfahren zur Herstellung eines wasserlöslichen, linearen Cyclodextrincopolymers gemäß Anspruch 1, welches beinhaltet: (a) Bereitstellen mindestens eines Cyclodextrinmonomervorläufers, welcher mit einer Abgangsgruppe disubstituiert ist; (b) Umsetzen des Cyclodextrinmonomervorläufers mit einem Linkervorläufer, welcher zwei funktionelle Reste enthält, mit denen eine Verknüpfung des Cyclodextrinmonomervorläufers erhalten werden kann.
  22. Verfahren gemäß Anspruch 21, ferner umfassend den Schritt des Umsetzens des linearen Cyclodextrincopolymers mit einem Liganden, um ein lineares Cyclodextrincopolymer mit mindestens einem Liganden, welcher an das Copolymer gebunden ist, zu bilden.
  23. Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei der Ligand ausgewählt ist aus Vitaminen, Proteinen und Polysacchariden.
  24. Verfahren gemäß Anspruch 21, umfassend: Polymerisieren eines Cyclodextrinmonomervorläufers, wobei der Cyclodextrinmonomervorläufer mit der gleichen oder einer anderen Abgangsgruppe disubstituiert ist, mit einem Linker-A-Vorläufer, welcher die Abgangsgruppen ersetzen kann, um das wasserlösliche, lineare Cyclodextrincopolymer mit Wiederholungseinheiten der Formel Ia, Ib, oder einer Kombination davon zu bilden:
    Figure 00620001
    wobei C eine substituierte oder unsubstituierte Cyclodextrinmonomereinheit ist und A eine Linkereinheit ist, welche an die Cyclodextrinmonomereinheit C gebunden ist.
  25. Verfahren gemäß Anspruch 21 oder 24, wobei der Cyclodextrinmonomervorläufer ein diiodierter Cyclodextrinmonomervorläufer der Formel IVa, IVb, IVc oder ein Gemisch davon ist:
    Figure 00620002
  26. Verfahren gemäß Anspruch 25, ferner umfassend das Umsetzen des linearen Cyclodextrincopolymers mit einem Liganden, um ein lineares Cyclodextrincopolymer mit mindestens einem Liganden, welcher an das Copolymer gebunden ist, zu bilden.
  27. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei die Cyclodextrinmonomereinheiten von α-,β-,γ-Cyclodextrin, oder einer Kombination davon abgeleitet sind.
  28. Verfahren gemäß Anspruch 25, ferner umfassend: (a) Aminieren des diiodierten Cyclodextrinmonomervorläufers, um einen diaminierten Cyclodextrinmonomervorläufer zu bilden; und (b) Copolymerisieren des diaminierten Cyclodextrinmonomervorläufers, um das Cyclodextrincopolymer mit Wiederholungseinheiten der Formel Ia, Ib, oder einer Kombination davon zu bilden.
  29. Verfahren gemäß Anspruch 28, wobei der diaminierte Cyclodextrinmonomervorläufer durch die Formel Va, Vb, Vc, oder einem Gemisch davon dargestellt ist:
    Figure 00630001
  30. Verfahren gemäß Anspruch 28, wobei der diaminierte Cyclodextrinmonomervorläufer durch die Formel Vd, Ve, Vf, oder einem Gemisch davon dargestellt ist:
    Figure 00640001
  31. Verfahren zur Herstellung eines wasserlöslichen, linearen Cyclodextrincopolymers gemäß Anspruch 1 oder 2, umfassend das Reduzieren eines linearen oxidierten Cyclodextrincopolymers, mit der Maßgabe, dass das lineare oxidierte Cyclodextrincopolymer keine reduzierbare Linkereinheit enthält.
  32. Verfahren zur Herstellung des wasserlöslichen, linearen oxidierten Cyclodextrincopolymers gemäß Anspruch 12, umfassend das Oxidieren eines Cyclodextrincopolymers mit Wiederholungseinheiten der Formel Ia, Ib oder einer Kombination davon:
    Figure 00640002
    Figure 00650001
    wobei C eine substituierte oder unsubstituierte Cyclodextrinmonomereinheit ist und A eine Linkereinheit ist, welche an die Cyclodextrinmonomereinheit C gebunden ist.
  33. Verfahren gemäß Anspruch 32, ferner umfassend das Umsetzen des linearen oxidierten Cyclodextrincopolymers mit einem Liganden, um ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer mit mindestens einem Liganden, welcher an das Copolymer gebunden ist, zu bilden.
  34. Verfahren zur Herstellung des wasserlöslichen, linearen oxidierten Cyclodextrincopolymers gemäß Anspruch 15, umfassend: (a) Iodieren eines oxidierten Cyclodextrinmonomervorläufers, um einen oxidierten diiodierten Cyclodextrinmonomervorläufer der Formel VIIa, VIIb, VIIc
    Figure 00650002
    oder eines Gemischs davon zu bilden; und (b) Copolymerisieren des oxidierten diiodierten Cyclodextrinmonomervorläufers mit einem bifunktionellen Linkervoräufer.
  35. Verfahren gemäß Anspruch 34, ferner umfassend das Umsetzen des linearen oxidierten Cyclodextrincopolymers mit einem Liganden, um ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer mit mindestens einem Liganden, welcher an das Copolymer gebunden ist, zu bilden.
  36. Verfahren zur Herstellung des wasserlöslichen, linearen Cyclodextrincopolymers gemäß Anspruch 14, welches beinhaltet: (a) Aminieren eines oxidierten diiodierten Cyclodextrinmonomervorläufers, um einen oxidierten diaminierten Cyclodextrinmonomervorläufer der Formel VIIIa, VIIIb, VIIIc
    Figure 00660001
    oder eines Gemischs davon zu bilden; und (b) Umsetzen des oxidierten aminierten Cyclodextrinmonomervorläufers mit einem bifunktionellen Linkervoräufer.
  37. Verfahren zur Herstellung eines wasserlöslichen, linearen Cyclodextrincopolymers gemäß Anspruch 14, welches beinhaltet: (a) Aminieren eines oxidierten diiodierten Cyclodextrinmonomervorläufers, um einen oxidierten diaminierten Cyclodextrinmonomervorläufer der Formel IXa, IXb, IXc
    Figure 00670001
    oder eines Gemischs davon zu bilden; und (b) Umsetzen des oxidierten diaminierten Cyclodextrinmonomervorläufers mit einem bifunktionellen Linkervorläufer.
  38. Verfahren zur Herstellung des vernetzten Cyclodextrincopolymers gemäß Anspruch 10, umfassend: Umsetzen mindestens eines linearen Cyclodextrincopolymers mit einer Wiederholungseinheit der Formel Ia, Ib oder einer Kombination davon:
    Figure 00680001
    wobei C eine substituierte oder unsubstituierte Cyclodextrinmonomereinheit ist und A eine Linkereinheit ist, welche an die Cyclodextrinmonomereinheit C gebunden ist, mit einem Polymer in Gegenwart eines Vernetzungsmittels.
  39. Verfahren gemäß Anspruch 38, wobei das Polymer ein lineares Cyclodextrincopolymer oder ein lineares oxidiertes Cyclodextrincopolymer ist.
  40. Verwendung des linearen Cyclodextrincopolymers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung einer vererbten oder erworbenen Störung.
  41. Verwendung der Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19 zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung einer vererbten oder erworbenen Störung.
  42. Verwendung gemäß Anspruch 40 oder 41, wobei das Medikament für die orale, intranasale oder intraokulare Verabreichung, oder zur topischen Anwendung, oder für die parenterale, intravenöse, intrakraniale oder intraperitoneale Injektion formuliert ist.
  43. Verwendung gemäß Anspruch 40 oder 41, wobei das Medikament ein Therapeutikum enthält, ausgewählt aus einem Polynukleotid, einem Plasmid, einem Peptid und einem Antibiotikum.
  44. Verwendung gemäß Anspruch 43, wobei das Polynukleotid ausgewählt ist aus Genom-DNS, cDNS und mRNS und Antisense-Oligonukleotiden.
  45. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 44, wobei die vererbte oder erworbene Störung ausgewählt ist aus Mukoviszidose, Gaucher-Erkrankung, muskulärer Dystrophie, AIDS, Krebs, Herz-Kreislauf-Störung und neurologischer Störung.
  46. Verwendung gemäß Anspruch 45, wobei der Krebs ausgewählt ist aus multiplem Myelom, Leukämie, Melanom und Eierstockkarzinom.
  47. Verwendung gemäß Anspruch 45, wobei die neurologische Störung Gehirntrauma ist.
  48. Verwendung gemäß Anspruch 45, wobei die Herz-Kreislauf-Störung ausgewählt ist aus progressiver Herzinsuffizienz, Restinose und Bluterkrankheit.
  49. Zusammensetzung, umfassend das Copolymer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 oder die Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19, in Kombination mit einer in der Landwirtschaft biologisch aktiven Verbindung.
  50. Zusammensetzung gemäß Anspruch 49, wobei die in der Landwirtschaft biologisch aktive Verbindung ausgewählt ist aus einem Fungizid, Herbizid, Insektizid und einem Mittel gegen Mehltau.
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