EA046334B1 - CATIONIC POLYMER AND APPLICATION FOR BIOMOLECULE DELIVERY - Google Patents

CATIONIC POLYMER AND APPLICATION FOR BIOMOLECULE DELIVERY Download PDF

Info

Publication number
EA046334B1
EA046334B1 EA202092577 EA046334B1 EA 046334 B1 EA046334 B1 EA 046334B1 EA 202092577 EA202092577 EA 202092577 EA 046334 B1 EA046334 B1 EA 046334B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
group
polymer
nucleic acid
cas9
polypeptide
Prior art date
Application number
EA202092577
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кунвоо Ли
Сантану Майти
Original Assignee
Дженедит Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дженедит Инк. filed Critical Дженедит Инк.
Publication of EA046334B1 publication Critical patent/EA046334B1/en

Links

Description

Материалы, представленные в электронном виде, включенные в виде ссылкиMaterials presented in electronic form, included by reference

В настоящее описание включен машиночитаемый список нуклеотидных/аминокислотных последовательностей, во всей своей полноте в виде ссылки, представленный одновременно с настоящим документом в виде одного 62527-байтового файла в ASCII (текстовом) формате, названного 512879.TXT, который создан 29 апреля 2019 г.Included herein is a machine-readable list of nucleotide/amino acid sequences, in its entirety by reference, provided concurrently with this document in a single 62527-byte ASCII (text) file named 512879.TXT, which was created on April 29, 2019.

Уровень техникиState of the art

Технологии на основе пептидов, белков и нуклеиновых кислот находят многочисленное применение для профилактики, лечения и терапии заболеваний. Однако безопасная и эффективная доставка больших молекул (например, полипептидов и нуклеиновых кислот) в целевые ткани остается проблематичной. Соответственно, по-прежнему существует потребность в новых композициях и способах, полез ных для доставки терапевтических молекул.Technologies based on peptides, proteins and nucleic acids have numerous applications in the prevention, treatment and therapy of diseases. However, safe and effective delivery of large molecules (e.g., polypeptides and nucleic acids) to target tissues remains challenging. Accordingly, there continues to be a need for new compositions and methods useful for the delivery of therapeutic molecules.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Настоящее изобретение относится к полимеру, содержащему структуру формулы 4:The present invention relates to a polymer containing the structure of formula 4:

А' где каждый из m1 и n1 представляет собой целое число от 0 до 1000 при условии, что сумма m1+n1 больше чем 2;A' where each of m 1 and n 1 is an integer from 0 to 1000, provided that the sum of m 1 +n 1 is greater than 2;

символ / указывает, что разделенные таким образом звенья связаны случайным образом или в любом порядке;the symbol / indicates that the links separated in this way are connected randomly or in any order;

каждый из А1 и А2 независимо представляет собой группу формулыeach of A 1 and A 2 independently represents a group of the formula

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR22;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 2;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2 2]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 2 ] 2 ;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2R2}; или-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2R 2 }; or

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2 2]2}2, где каждый из p1-p4, q1-q6 и r1 и r2 независимо представляет собой целое число от 1 до 5;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 2 ] 2 } 2 , where each of p1-p4, q1-q6 and r1 and r2 independently represents integer from 1 to 5;

каждый R2 независимо представляет собой водород или ^Ж^-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу при условии, что каждый из А1 и А2 содержит по меньшей мере один третичный амин;each R 2 independently represents hydrogen or an γ-alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, or a cycloalkenyl group, with the proviso that A 1 and A 2 each contain at least one tertiary amine;

каждый из R3a и R3b независимо представляет собой метиленовую или этиленовую группу;each of R 3a and R 3b independently represents a methylene or ethylene group;

каждый R13 независимо представляет собой водород или ^Ж^-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу.each R 13 independently represents hydrogen or an γ-alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, or a cycloalkenyl group.

Также представлена композиция для доставки нуклеиновой кислоты и/или полипептида в клетку, содержащая структуру формулы 4 и нуклеиновую кислоту и/или полипептид.Also presented is a composition for delivering a nucleic acid and/or polypeptide into a cell, containing a structure of formula 4 and a nucleic acid and/or polypeptide.

Также представлен способ доставки нуклеиновой кислоты и/или полипептида в клетку, включающий введение в клетку данной композиции.Also presented is a method for delivering a nucleic acid and/or a polypeptide into a cell, including introducing the composition into the cell.

Краткое описание рисунковBrief description of the drawings

На фиг. 1 представлена аминокислотная последовательность Cas9 из Streptococcuspyogen (SEQ ID NO: 1).In fig. 1 shows the amino acid sequence of Cas9 from Streptococcus pyogen (SEQ ID NO: 1).

На фиг. 2 представлена аминокислотная последовательность Cpf1 из Francisella tularensis subsp. Novicida U112 (SEQ ID NO: 2).In fig. Figure 2 shows the amino acid sequence of Cpf1 from Francisella tularensis subsp. Novicida U112 (SEQ ID NO: 2).

На фиг. 3 представлен график уровня доставки Cas9 RNP, измеренного по процентному содержанию отрицательно заряженного зеленого флуоресцентного белка (GFP) в клетках GFP-HEK при различных дозах композиций полимер/Cas9.In fig. 3 is a graph of the level of Cas9 RNP delivery measured as the percentage of negative green fluorescent protein (GFP) in GFP-HEK cells at various doses of polymer/Cas9 formulations.

На фиг. 4 представлена схематическая иллюстрация репортерного аллеля ai9.In fig. Figure 4 shows a schematic illustration of the ai9 reporter allele.

На фиг. 5 показан уровень доставки Cre-рекомбиназы в первичные миобласты, измеренный по величине экспрессии RFP+ при различных концентрациях композиций полимер/CreIn fig. Figure 5 shows the level of delivery of Cre recombinase to primary myoblasts, measured by the magnitude of RFP+ expression at various concentrations of polymer/Cre compositions

На фиг. 6 показан уровень доставки Cre-рекомбиназы в мышцу мыши, визуализированной с помощью красного флуоресцентного белка (более светлые участки указывают на флуоресценцию).In fig. Figure 6 shows the level of Cre recombinase delivery into mouse muscle visualized with red fluorescent protein (lighter areas indicate fluorescence).

На фиг. 7 показана частота индел-мутаций в нейрональных стволовых клетках человека, определенная по величине доставки Cas9.In fig. Figure 7 shows the frequency of indel mutations in human neuronal stem cells, determined by the magnitude of Cas9 delivery.

На фиг. 8 схематично показана генетическая конструкция Traffic light reporter в HEK 293Т.In fig. Figure 8 schematically shows the genetic design of the Traffic light reporter in HEK 293T.

На фиг. 9 показан уровень доставки Cre-рекомбиназы в TLR-HEK 293Т, измеренный по уровню экспрессии RFP+ при различных концентрациях композиций полимер/Cre.In fig. 9 shows the level of Cre recombinase delivery to TLR-HEK 293T as measured by the level of RFP+ expression at various concentrations of polymer/Cre compositions.

На фиг. 10 представлен график уровня доставки РНП (RNP) Cas9, измеренный по % содержанию зеленого флуоресцентного белка (GFP) в клетках GFP-HEK при различных дозах композиций полимер/Cas9.In fig. 10 is a graph of Cas9 RNP delivery levels measured by % green fluorescent protein (GFP) in GFP-HEK cells at various doses of polymer/Cas9 compositions.

На фиг. 11 показан уровень доставки мРНК eGFP в клетки HEK 293Т, измеренный по % содержаIn fig. Figure 11 shows the level of eGFP mRNA delivery into HEK 293T cells, measured by % containing

- 1 046334 нию GFP.- 1 046334 niyu GFP.

На фиг. 12 показана зависимость от времени инкубации уровня доставки мРНК eGFP в клетки HEK 293Т, измеренная по % содержанию GFP.In fig. Figure 12 shows the dependence of the level of eGFP mRNA delivery into HEK 293T cells on incubation time, measured by the % GFP content.

На фиг. 13 показан уровень доставки мРНК красного флуоресцентного белка (RFP) в клетки HEK 293Т, измеренный по уровню экспрессии RFP+ как в присутствии, так и в отсутствие полимера PEG-PAsp (DET) размером 1,5 кДа.In fig. 13 shows the level of red fluorescent protein (RFP) mRNA delivery into HEK 293T cells as measured by the level of RFP+ expression in both the presence and absence of the 1.5 kDa PEG-PAsp (DET) polymer.

На фиг. 14 показан уровень мРНК красного флуоресцентного белка (RFP) в клетках HEK 293Т, измеренный по уровню экспрессии RFP+ как в присутствии, так и в отсутствие полимера PEG-PAsp (DET) размером 1,5 кДа.In fig. 14 shows the level of red fluorescent protein (RFP) mRNA in HEK 293T cells as measured by the level of RFP+ expression in both the presence and absence of the 1.5 kDa PEG-PAsp (DET) polymer.

На фиг. 15 представлен график уровня доставки РНП Cas9, измеренного по % содержанию зеленого флуоресцентного белка (GFP) в клетках GFP-HEK для наночастиц полимер/Cas9 в буфере.In fig. 15 is a graph of the level of Cas9 RNP delivery measured by % green fluorescent protein (GFP) content in GFP-HEK cells for polymer/Cas9 nanoparticles in buffer.

На фиг. 16 представлена последовательность AsCpf1 (SEQ ID NO: 19).In fig. 16 shows the sequence of AsCpf1 (SEQ ID NO: 19).

На фиг. 17 представлена последовательность LbCpf1 (SEQ ID NO: 20).In fig. 17 shows the sequence of LbCpf1 (SEQ ID NO: 20).

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

Изобретение относится к полимеру, содержащему структуру формулы 1:The invention relates to a polymer containing the structure of formula 1:

где каждый из m1 и n1 представляет собой целое число от 0 до 1000;where each of m 1 and n 1 is an integer from 0 to 1000;

каждый из m2 и n2 представляет собой целое число от 0 до 1000 при условии, что сумма m2+n2 больше чем 5;each of m2 and n2 is an integer from 0 to 1000, provided that the sum of m2 + n2 is greater than 5;

символ / указывает на то, что разделенные таким образом звенья связаны случайным образом или в любом порядке;the symbol / indicates that the links separated in this way are connected randomly or in any order;

каждый из R3a и R3b независимо представляет собой метиленовую или этиленовую группу;each of R 3a and R 3b independently represents a methylene or ethylene group;

каждый R13 независимо представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу;each R 13 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group;

каждый из А1 и А2 независимо представляет собой группу формулы:each of A 1 and A 2 independently represents a group of the formula:

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR22;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 2;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2 2]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 2 ] 2 ;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2R2}; или-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2R 2 }; or

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2 2]2}2, каждый из В1 и В2 независимо представляет собой:-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 2 ] 2 } 2 , each of B 1 and B 2 independently represents:

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR2-(CH2)sl-R4-R5;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 -(CH2) sl -R 4 -R 5 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2-(CH2)s2-R4-R5]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 -(CH2)s2-R 4 -R 5 ]2;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2(CH2)s3-R4-R5};-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2(CH 2 ) s3 -R 4 -R 5 };

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2-(CH2)s4-R4-R5]2}2;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 -(CH2)s4-R 4 -R 5 ]2} 2 ;

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR2-CH2-CHOH-R5;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 -CH2-CHOH-R 5 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2-CH2-CHOH-R5;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 -CH 2 -CHOH-R 5 ;

-(CH2)p3-N{ [-(CH2)q3-NR22] [-(CH2)q4-NR2-]r2-CH2-CHOH-R5;-(CH 2 ) p3 -N{ [-(CH 2 ) q3 -NR 2 2] [-(CH2)q4-NR 2 -]r2-CH 2 -CHOH-R 5 ;

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2-CH2-CHOH-R5]2}2;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 -CH2-CHOH-R 5 ]2} 2 ;

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR2-(CH2)sl-R5;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 -(CH2) sl -R 5 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2-(CH2)s2-R5]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 -(CH2)s2-R 5 ]2;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2(CH2)s3-R5};-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2(CH 2 ) s3 -R 5 };

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2-(CH2)s4-R5]2}2;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 -(CH2)s4-R 5 ]2} 2 ;

-(CH2)pl-[N{(CH2)sl-R4-R5}-(CH2)ql-]rlNR22; или-(CH 2 ) pl -[N{(CH 2 ) sl -R 4 -R 5 }-(CH2)ql-]rlNR 2 2; or

-(CH2)pl-[N{(CH2)sl-R5}-(CH2)ql-]rlNR22, где каждый из p1-p4, q1-q6, r1 и r2, и s1-s4 независимо представляет собой целое число от 1 до 5;-(CH 2 ) pl -[N{(CH 2 ) sl -R 5 }-(CH2)ql-]rlNR 2 2, where each of p1-p4, q1-q6, r1 and r2, and s1-s4 independently represents an integer from 1 to 5;

каждый R2 независимо представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу;each R 2 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group;

каждый R4 независимо представляет собой -C(O)O-, -C(O)NH-, или -S(O)(O)-;each R 4 independently represents -C(O)O-, -C(O)NH-, or -S(O)(O)-;

каждый R5 независимо представляет собой замещенную или незамещенную алкильную группу, циклоалкильную группу, алкенильную группу, циклоалкенильную группу, арильную группу, гетероалкильную группу, гетероциклическую группу или их комбинацию, необязательно содержащую от 1 до 8 или от 2 до 8 вторичных или третичных аминов, или заместитель, содержащий тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент.each R 5 independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, a heteroalkyl group, a heterocyclic group, or a combination thereof, optionally containing from 1 to 8 or from 2 to 8 secondary or tertiary amines, or a substituent containing a tissue-specific or cell-specific targeting moiety.

В контексте настоящего описания алкил относится к замещенной или незамещеннойAs used herein, alkyl refers to substituted or unsubstituted

- 2 046334 углеводородной цепи. Алкильная группа может иметь любое количество атомов углерода (например, С1-С100-алкил, С1-С50-алкил, С1-С12-алкил, С1-С8-алкил, С1-С6-алкил, С1-С4-алкил, С1-С2-алкил и т.д.). Углеводородная цепь может быть замещенной или в некоторых вариантах осуществления может быть незамещенной до любой степени (например, в случае алкенильных или алкинильных групп) и может быть линейной, разветвленной, с прямой цепью, циклической (например, циклоалкил или циклоалкенил) или их комбинацией. Циклические группы могут быть моноциклическими, слитыми с образованием бициклических или трициклических групп, связанных связью, или спироциклическими. Циклические группы содержат по меньшей мере три углерода (например, C3-C12, C3-C10, C3-C8, C3-C6 или C5-C6). В некоторых вариантах осуществления углеводородная цепь может быть прервана одним или более гетероатомами (например, 1, 2, 3, 4 или 5 или более атомами кислорода, азота и/или серы), обеспечивая таким образом гетероалкил, гетероалкенил, гетероалкинил или гетероциклил (т.е. гетероциклическую группу). В некоторых вариантах осуществления алкил, алкенил, алкинил замещен одним или более заместителями.- 2 046334 hydrocarbon chain. An alkyl group can have any number of carbon atoms (for example, C1-C 100 -alkyl, C1-C 50 -alkyl, C1-C 12 -alkyl, C1-C 8 -alkyl, C1-C 6 -alkyl, C1-C 4 -alkyl, C1-C 2 -alkyl, etc.). The hydrocarbon chain may be substituted or, in some embodiments, may be unsubstituted to any extent (eg, in the case of alkenyl or alkynyl groups) and may be linear, branched, straight chain, cyclic (eg, cycloalkyl or cycloalkenyl), or a combination thereof. The cyclic groups may be monocyclic, fused to form bicyclic or tricyclic groups linked by a bond, or spirocyclic. Cyclic groups contain at least three carbons (eg C3-C12, C3 - C10 , C3-C8, C3 - C6 or C5 - C6 ). In some embodiments, the hydrocarbon chain may be interrupted by one or more heteroatoms (e.g., 1, 2, 3, 4, or 5 or more oxygen, nitrogen, and/or sulfur atoms), thereby providing a heteroalkyl, heteroalkenyl, heteroalkynyl, or heterocyclyl (i.e., e. heterocyclic group). In some embodiments, the alkyl, alkenyl, alkynyl is substituted with one or more substituents.

Термин гетероциклил или гетероциклическая группа относится к циклической группе, например ароматической (например, гетероарильной) или неароматической группе, где циклическая группа имеет один или более гетероатомов (например, 1, 2, 3, 4 или 5 или более атомов кислорода, азота и/или серы). В некоторых вариантах осуществления гетероциклил или гетероциклическая группа (т.е. циклическая группа, например ароматическая (например, гетероарильная) или неароматическая, где циклическая группа имеет один или более гетероатомов) является замещенной одним или более заместителями.The term heterocyclyl or heterocyclic group refers to a cyclic group, such as an aromatic (eg heteroaryl) or non-aromatic group, where the cyclic group has one or more heteroatoms (eg 1, 2, 3, 4 or 5 or more oxygen, nitrogen and/or sulfur). In some embodiments, a heterocyclyl or heterocyclyl group (ie, a cyclic group, such as aromatic (eg, heteroaryl) or non-aromatic, where the cyclic group has one or more heteroatoms) is substituted with one or more substituents.

Термин арил относится к ароматической кольцевой системе, имеющей любое подходящее количество кольцевых атомов и любое подходящее количество колец. Арильные группы могут включать любое подходящее количество кольцевых атомов, например 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 или 16 кольцевых атомов, а также от 6 до 10, от 6 до 12 или от 6 до 14 членов кольца. Арильные группы могут быть моноциклическими, слитыми с образованием бициклических или трициклических групп или связанными связью с образованием биарильной группы. Представители арильных групп включают фенил, нафтил и бифенил. В некоторых вариантах осуществления арильная группа содержит алкиленовую связывающую группу, обеспечивающую образование арилалкильной группы (например, бензильной группы). Некоторые арильные группы имеют от 6 до 12 членов кольца, например фенил, нафтил или бифенил. Другие арильные группы имеют от 6 до 10 членов кольца, такие как фенил или нафтил. В некоторых вариантах осуществления арильный заместитель содержит один или более гетероатомов (например, 1, 2, 3, 4 или 5 или более атомов кислорода, азота и/или серы), таким образом обеспечивая гетероарильную группу. В некоторых вариантах осуществления арил является замещенным одним или более заместителями.The term aryl refers to an aromatic ring system having any suitable number of ring atoms and any suitable number of rings. Aryl groups may include any suitable number of ring atoms, for example 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 or 16 ring atoms, as well as 6 to 10, 6 to 12, or 6 to 14 ring members. Aryl groups can be monocyclic, fused to form bicyclic or tricyclic groups, or bonded to form a biaryl group. Representative aryl groups include phenyl, naphthyl and biphenyl. In some embodiments, the aryl group contains an alkylene linking group to provide an arylalkyl group (eg, a benzyl group). Some aryl groups have 6 to 12 ring members, such as phenyl, naphthyl, or biphenyl. Other aryl groups have 6 to 10 ring members, such as phenyl or naphthyl. In some embodiments, the aryl substituent contains one or more heteroatoms (eg, 1, 2, 3, 4, or 5 or more oxygen, nitrogen, and/or sulfur atoms), thereby providing a heteroaryl group. In some embodiments, aryl is substituted with one or more substituents.

Понятно, что любая из вышеперечисленных групп может быть одновалентной, двухвалентной или поливалентной (например, алкилен, алкенилен, алкинилен, арилен, гетероалкилен, гетероалкенилен, гетероалкинилен, гетероциклилен, гетероарилен и т.п.).It is understood that any of the above groups may be monovalent, divalent or polyvalent (eg, alkylene, alkenylene, alkynylene, arylene, heteroalkylene, heteroalkenylene, heteroalkynylene, heterocyclylene, heteroarylene, etc.).

В контексте настоящего описания термин замещенный может означать, что один или более атомов водорода на указанном атоме или группе (например, замещенной алкильной группе) замещен другой группой при условии, что нормальная валентность указанного атома не превышена. Например, когда заместитель представляет собой оксо (т.е. =O), то заменены два водорода на атоме. Группы заместителей могут включать одно или более из: альдегида, эфира, амида, кетона, нитро, циано, фторалкила (например, трифторметана), галогена (например, фтора), арила (например, фенила), гетероциклила или гетероциклической группы (т.е. циклической группы, например, ароматической (например, гетероарила) или неароматической, причем циклическая группа имеет один или более гетероатомов), оксо или их заместителей. Допускаются комбинации заместителей и/или переменных при условии, что заместители не оказывают существенного отрицательного воздействия на синтез или применение соединения.As used herein, the term substituted may mean that one or more hydrogen atoms on a specified atom or group (eg, a substituted alkyl group) is replaced by another group, provided that the normal valence of said atom is not exceeded. For example, when the substituent is oxo (i.e. =O), then two hydrogens on the atom are replaced. Substituent groups may include one or more of: aldehyde, ether, amide, ketone, nitro, cyano, fluoroalkyl (e.g., trifluoromethane), halogen (e.g., fluorine), aryl (e.g., phenyl), heterocyclyl, or heterocyclic group (i.e. a cyclic group, for example, aromatic (eg heteroaryl) or non-aromatic, wherein the cyclic group has one or more heteroatoms), oxo or substituents thereof. Combinations of substituents and/or variables are permitted provided that the substituents do not have a significant adverse effect on the synthesis or use of the compound.

Согласно формуле 1, каждый из m1 и n1 представляет собой целое число от 0 до 1000, например 0-500, 0-200, 0-100 или 0-50. Более того, каждый из m2 и n2 представляет собой целое число от 0 до 1000, например 0-500 или 0-100, при условии, что сумма m2+n2 больше чем 5 (например, 5-2000, 5-1000, 5-500, 5-200, 5-100 или 5-50). Другими словами, полимер содержит по меньшей мере некоторое количество мономерных звеньев, содержащих группы В1 и/или В2, которые в настоящем описании упоминаются под общим названием мономеры В. В некоторых вариантах осуществления m1 и n1 равны нулю, т.е. такой полимер не содержит ни группу А1, ни группу А2. В других вариантах осуществления полимер содержит некоторое количество групп А1 и/или А2 и некоторое количество групп В1 и/или В2. В таких вариантах осуществления отношение (m1+n1)/(m2+n2) составляет примерно 20 или менее (например, примерно 10 или менее, примерно 5 или менее, примерно 2 или менее или даже примерно 1 или менее). Также в некоторых вариантах осуществления отношение (m1+n1)/(m2+n2) составляет примерно 0,2 или более, например примерно 0,5 или более.According to Formula 1, each of m 1 and n 1 is an integer from 0 to 1000, such as 0-500, 0-200, 0-100 or 0-50. Moreover, each of m2 and n2 is an integer from 0 to 1000, such as 0-500 or 0-100, provided that the sum of m2 + n2 is greater than 5 (for example, 5-2000, 5-1000 , 5-500, 5-200, 5-100 or 5-50). In other words, the polymer contains at least a number of monomer units containing B 1 and/or B 2 groups, which are collectively referred to herein as B monomers. In some embodiments, m 1 and n 1 are zero, i.e. such a polymer contains neither the A 1 group nor the A 2 group. In other embodiments, the polymer contains a number of A 1 and/or A 2 groups and a number of B 1 and/or B 2 groups. In such embodiments, the ratio (m1+n1)/( m2 + n2 ) is about 20 or less (eg, about 10 or less, about 5 or less, about 2 or less, or even about 1 or less). Also in some embodiments, the ratio (m1+n1)/( m2 + n2 ) is about 0.2 or more, such as about 0.5 or more.

Полимер может существовать в виде структуры любого подходящего типа. Например, полимер может существовать в виде полимера с регулярным чередованием мономерных звеньев, статистического полимера, блок-полимера, привитого полимера, линейного полимера, разветвленного полимера, циклического полимера или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления полимер представляет собой статистический полимер, блок-полимер, привитой полимер или их комбинацию.The polymer may exist in any suitable type of structure. For example, the polymer may exist as a regular polymer, a random polymer, a block polymer, a graft polymer, a linear polymer, a branched polymer, a cyclic polymer, or a combination thereof. In some embodiments, the polymer is a random polymer, a block polymer, a graft polymer, or a combination thereof.

Таким образом, в структуре формулы 1 мономеры (которые могут быть обозначены соответствуюThus, in the structure of formula 1, the monomers (which can be designated accordingly)

- 3 046334 щими им боковыми цепями А1, А2, В1 и В2) могут быть расположены случайным образом или в любом порядке. Целые числа m1, n1, m2 и n2 просто обозначают количество соответствующих мономеров, которые появляются в цепи в целом, и необязательно представляют блоки этих мономеров, хотя в некоторых вариантах осуществления могут присутствовать блоки или участки данного мономера. Например, структура формулы 1 может включать мономеры в порядке -А1212-, -А2121-, -А1122- и т.д. В некоторых вариантах осуществления полимер имеет полипептидную (например, полиаспартамидную) основу, расположенную в альфа/бета-конфигурации, в которой мономеры 1 и 2 чередуются (например, -А1212-, -А2121-, -А1212-, -А2121-, -В1212- и т.д.). Однако мономеры или боковые цепи А и В (например, A1/A2 и В12) могут быть распределены случайным образом по всей основной цепи полимера или могут быть расположены в виде блоков или некоторой их комбинации.- 3 046334 their associated side chains A 1 , A 2 , B 1 and B 2 ) can be arranged randomly or in any order. The integers m 1 , n 1 , m 2 and n 2 simply denote the number of corresponding monomers that appear in the chain as a whole, and do not necessarily represent blocks of these monomers, although in some embodiments blocks or regions of a given monomer may be present. For example, the structure of Formula 1 may include monomers in the order -A 1 -A 2 -B 1 -B 2 -, -A 2 -A 1 -B 2 -B 1 -, -A 1 -B 1 -A 2 -B 2 - etc. In some embodiments, the polymer has a polypeptide (eg, polyaspartamide) backbone arranged in an alpha/beta configuration in which monomers 1 and 2 alternate (eg, -A 1 -A 2 -B 1 -B 2 -, -A 2 - A 1 -B 2 -B 1 -, -A 1 -B 2 -B 1 -A 2 -, -A 2 -B 1 -B 2 -A 1 -, -B 1 -A 2 -B 1 -A 2 - etc.). However, the monomers or side chains of A and B (eg, A1/A 2 and B 1 /B 2 ) may be distributed randomly throughout the polymer backbone or may be arranged in blocks or some combination thereof.

В качестве дополнительной иллюстрации полимер можно было бы альтернативно описать формулой 1.1:For further illustration, the polymer could alternatively be described by Formula 1.1:

или, если остов находится в альфа-, бета-конфигурации, формулой 1.2:or, if the core is in alpha, beta configuration, formula 1.2:

где m1 и n1 являются такими, как описано выше;where m 1 and n 1 are as described above;

m3 представляет собой целое число от 5-2000 (например, 5-1000, 5-500, 5-100, 25-2000, 25-500, 25-100, 50-2000, 50-1000, 50-500 или 50-100);m 3 is an integer from 5-2000 (for example, 5-1000, 5-500, 5-100, 25-2000, 25-500, 25-100, 50-2000, 50-1000, 50-500 or 50 -100);

символ / указывает, что разделенные таким образом звенья связаны случайным образом или в любом порядке;the symbol / indicates that the links separated in this way are connected randomly or in any order;

каждый из R3a и R3b независимо представляет собой метиленовую или этиленовую группу;each of R 3a and R 3b independently represents a methylene or ethylene group;

каждый R13 независимо представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу;each R 13 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group;

каждый А3 независимо представляет собой группу формулы:each A 3 independently represents a group of the formula:

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR22;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 2;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2 2]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 2 ] 2 ;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2R2};-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2R 2 };

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2 2]2}2;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 2 ] 2 } 2 ;

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR2-(CH2)sl-R4-R5;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 -(CH2) sl -R 4 -R 5 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2-(CH2)s2-R4-R5]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 -(CH2)s2-R 4 -R 5 ]2;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2(CH2)s3-R4-R5};-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2(CH 2 ) s3 -R 4 -R 5 };

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2-(CH2)s4-R4-R5]2}2;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 -(CH2)s4-R 4 -R 5 ]2} 2 ;

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR2-CH2-CHOH-R5;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 -CH2-CHOH-R 5 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2-CH2-CHOH-R5;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 -CH 2 -CHOH-R 5 ;

-(CH2)p3-N{ [-(CH2)q3-NR22] [-(CH2)q4-NR2-]r2-CH2-CHOH-R5;-(CH 2 ) p3 -N{ [-(CH 2 ) q3 -NR 2 2] [-(CH2)q4-NR 2 -]r2-CH 2 -CHOH-R 5 ;

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2-CH2-CHOH-R5]2}2;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 -CH2-CHOH-R 5 ]2} 2 ;

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR2-(CH2)sl-R5;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 -(CH2) sl -R 5 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2-(CH2)s2-R5]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 -(CH2)s2-R 5 ]2;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2(CH2)s3-R5};-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2(CH 2 ) s3 -R 5 };

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2-(CH2)s4-R5]2}2;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 -(CH2)s4-R 5 ]2} 2 ;

-(CH2)pl-[N{(CH2)sl-R4-R5}-(CH2)ql-]rlNR22; или-(CH 2 ) pl -[N{(CH 2 ) sl -R 4 -R 5 }-(CH2)ql-]rlNR 2 2; or

-(CH2)pl-[N{(CH2)sl-R5}-(CH2)ql-]rlNR22, где каждый из p1-p4, q1-q6, r1 и r2 и s1-s4 независимо представляет собой целое число от 1 до 5;-(CH 2 ) pl -[N{(CH 2 ) sl -R 5 }-(CH2)ql-]rlNR 2 2, where each of p1-p4, q1-q6, r1 and r2 and s1-s4 independently represents is an integer from 1 to 5;

каждый R2 независимо представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу;each R 2 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group;

каждый R4 независимо представляет собой -C(O)O-, -C(O)NH- или -S(O)(O)-;each R 4 independently represents -C(O)O-, -C(O)NH- or -S(O)(O)-;

- 4 046334 каждый R5 независимо представляет собой алкильную группу, циклоалкильную группу, алкенильную группу, циклоалкенильную группу, арильную группу, гетероалкильную группу, гетероциклическую группу или их комбинацию, необязательно содержащую от 1 до 8 или от 2 до 8 вторичных или третичных аминов, или заместитель, содержащий тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент;- 4 046334 each R 5 independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, a heteroalkyl group, a heterocyclic group, or a combination thereof, optionally containing from 1 to 8 or from 2 to 8 secondary or tertiary amines, or a substituent containing a tissue-specific or cell-specific targeting moiety;

при условии, что по меньшей мере примерно 5% (например, по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 25%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 35%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 45%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 55%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 65%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 75%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 85%, по меньшей мере примерно 90%, по меньшей мере примерно 95% или даже 100%) групп А3 выбирают из:provided that at least about 5% (e.g., at least about 10%, at least about 25%, at least about 30%, at least about 35%, at least about 40%, at least at least about 45%, at least about 50%, at least about 55%, at least about 60%, at least about 65%, at least about 70%, at least about 75%, at least about 80%, at least about 85%, at least about 90%, at least about 95% or even 100%) of the A 3 groups are selected from:

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR2-(CH2)sl-R4-R5;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 -(CH2) sl -R 4 -R 5 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2-(CH2)s2-R4-R5]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 -(CH2)s2-R 4 -R 5 ]2;

-(CH2)P3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2(CH2)S3-R4-R5};-(CH 2 ) P 3-N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2(CH 2 ) S 3-R 4 -R 5 };

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2-(CH2)s4-R4-R5]2}2;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 -(CH2)s4-R 4 -R 5 ]2} 2 ;

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR2-CH2-CHOH-R5;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 -CH2-CHOH-R 5 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2-CH2-CHOH-R5;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 -CH 2 -CHOH-R 5 ;

-(CH2)p3-N{ [-(CH2)q3-NR22] [-(CH2)q4-NR2-]r2-CH2-CHOH-R5;-(CH 2 ) p3 -N{ [-(CH 2 ) q3 -NR 2 2] [-(CH2)q4-NR 2 -]r2-CH 2 -CHOH-R 5 ;

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2-CH2-CHOH-R5]2}2;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 -CH2-CHOH-R 5 ]2} 2 ;

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR2-(CH2)sl-R5;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 -(CH2) sl -R 5 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2-(CH2)s2-R5]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 -(CH2)s2-R 5 ]2;

-(CH2)P3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2(CH2)s3-R5};-(CH 2 ) P 3-N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2(CH 2 ) s3 -R 5 };

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2-(CH2)s4-R5]2}2;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 -(CH2)s4-R 5 ]2} 2 ;

-(CH2)pl-[N{(CH2)sl-R4-R5}-(CH2)ql-]rlNR22; или -(CH2)pl-[N{(CH2)sl-R5}-(CH2)ql-]rlNR22.-(CH 2 ) pl -[N{(CH 2 ) sl -R 4 -R 5 }-(CH2)ql-]rlNR 2 2; or -(CH 2 ) pl -[N{(CH 2 ) sl -R 5 }-(CH2)ql-]rlNR 2 2.

В другом варианте осуществления полимер содержит некоторое количество или даже большую часть групп А3 (по меньшей мере примерно 5%, по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 25%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 35%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 45%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 55%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 65%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 75%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 85%, по меньшей мере примерно 90% или по меньшей мере примерно 95%), выбранных из:In another embodiment, the polymer contains some or even a majority of A 3 groups (at least about 5%, at least about 10%, at least about 25%, at least about 30%, at least about 35% , at least about 40%, at least about 45%, at least about 50%, at least about 55%, at least about 60%, at least about 65%, at least about 70%, at least about 75%, at least about 80%, at least about 85%, at least about 90%, or at least about 95%), selected from:

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR22 ;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 2 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2 2]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 2 ] 2 ;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2R2}; или -(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR22]2}2.-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2R 2 }; or -(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR 2 2] 2 } 2 .

В любой из указанных выше полимерных структур R3a и R3b независимо представляют собой метиленовую или этиленовую группу. В некоторых вариантах осуществления R3a представляет собой этиленовую группу и R3b представляет собой метиленовую группу или R3a представляет собой метиленовую группу и R3b представляет собой этиленовую группу. В некоторых вариантах осуществления каждый из R3a и R3b представляет собой этиленовую группу. В предпочтительных вариантах осуществления каждый из R3a и R3b представляет собой метиленовую группу.In any of the above polymer structures, R 3a and R 3b independently represent a methylene or ethylene group. In some embodiments, R 3a is an ethylene group and R 3b is a methylene group, or R 3a is a methylene group and R 3b is an ethylene group. In some embodiments, R 3a and R 3b are each an ethylene group. In preferred embodiments, R 3a and R 3b are each a methylene group.

Группы А1 и А2 выбирают независимо, и, следовательно, они могут быть одинаковыми или отличаться друг от друга. Аналогично, группы В1 и В2 выбирают независимо, и они могут быть одинаковыми или отличаться друг от друга. Кроме того, присутствующие группы А3 могут быть одинаковыми или каждая группа А3 может отличаться от других групп А3.Groups A 1 and A 2 are selected independently, and therefore they may be the same or different from each other. Likewise, groups B 1 and B 2 are independently selected and may be the same or different from each other. In addition, the A 3 groups present may be the same or each A 3 group may be different from other A 3 groups.

В группах А1, А2, А3, В1 и В2 каждое из целых чисел p1-p4 (т.е. p1, р2, р3 и р4), q1-q6 (т.е. q1, q2, q3, q4, q5 и q6) и r1 и r2 независимо представляет собой целое число от 1 до 5 (например, 1, 2, 3, 4 или 5). В некоторых вариантах осуществления каждое из р1-р4 (т.е. p1, р2, р3 и р4), q1-q6 (т.е. q1, q2, q3, q4, q5 и q6) и/или r1 и r2 независимо представляет собой целое число от 1 до 3 (например, 1, 2 или 3). В некоторых вариантах осуществления каждое из p1-p4 (т.е. p1, р2, р3 и р4) и/или q1-q6 (т.е. q1, q2, q3, q4, q5 и q6) равно 2. В некоторых вариантах осуществления каждое из p1-p4 (т.е. p1, р2, р3 и р4) и/или q1-q6 (т.е. q1, q2, q3, q4, q5 и q6) равно 2, и каждое из r1 и r2 равно 1. В некоторых вариантах осуществления каждое из s1-s4 независимо представляет собой целое число от 1, 2, 3, 4 или 5, например, 1, 2 или 3, или 1-2.In groups A 1 , A 2 , A 3 , B 1 and B 2, each of the integers p1-p4 (i.e. p1, p2, p3 and p4), q1-q6 (i.e. q1, q2, q3 , q4, q5 and q6) and r1 and r2 independently represent an integer from 1 to 5 (for example, 1, 2, 3, 4 or 5). In some embodiments, each of p1-p4 (i.e., p1, p2, p3, and p4), q1-q6 (i.e., q1, q2, q3, q4, q5, and q6), and/or r1 and r2 are independently represents an integer from 1 to 3 (for example, 1, 2, or 3). In some embodiments, each of p1-p4 (i.e., p1, p2, p3, and p4) and/or q1-q6 (i.e., q1, q2, q3, q4, q5, and q6) is 2. In some In embodiments, each of p1-p4 (i.e. p1, p2, p3 and p4) and/or q1-q6 (i.e. q1, q2, q3, q4, q5 and q6) is 2, and each of r1 and r2 is 1. In some embodiments, each of s1-s4 is independently an integer from 1, 2, 3, 4, or 5, such as 1, 2 or 3, or 1-2.

В полимерной структуре каждый R4 независимо представляет собой -C(O)O-, -C(O)NH- или -S(O)(O)-. В некоторых вариантах осуществления каждый R4 независимо представляет собой -C(O)Oили -C(O)NH-. В некоторых вариантах осуществления каждый R4 представляет собой -C(O)O-. В некоторых вариантах осуществления каждый R4 представляет собой -C(O)NH-.In the polymer structure, each R 4 independently represents -C(O)O-, -C(O)NH- or -S(O)(O)-. In some embodiments, each R 4 is independently -C(O)O or -C(O)NH-. In some embodiments, each R 4 is -C(O)O-. In some embodiments, each R 4 is -C(O)NH-.

- 5 046334- 5 046334

В некоторых вариантах осуществления формулы 1 каждый из А1 и А2 представляет собой группу формулы -(CH2)p1-[NH-(CH2)q1-]r1NH2, такую как группа -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH2. Дополнительно или альтернативно, каждый из В1 и В2 представляет собой группу формулы -(CH2)p1-[NH-(CH2)ql-]r1NH-(CH2)2-R4-R5, такую как группа -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-R4-R5, или группу -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-C(O)-O-R5. В некоторых вариантах осуществления каждый из В1 и В2 представляет собой группу формулы -(CH2)p1-[NR2-(CH2)q1-]r1NR2-(CH2)s1-R5 или -(CH2)2-NR2-(CH2)2-NR2-(CH2)2-R5, при этом необязательно каждый из R2 независимо представляет собой Q^-алкил (например, метил), и причем необязательно R5 представляет собой ^-^-алкиламино или C1-C3-диалкиламино (например, R5 представляет собой -CH2-NH-CH3 или -CH2-N-(CH3)2).In some embodiments of Formula 1, A 1 and A 2 are each a group of the formula -(CH2)p1-[NH-(CH2)q1-]r1NH2, such as a -(CH2)2-NH-(CH2)2- group NH2. Additionally or alternatively, each of B 1 and B 2 represents a group of the formula -(CH2) p1 -[NH-(CH 2 ) ql -] r1 NH-(CH 2 ) 2 -R 4 -R 5 such as the group - (CH2)2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-R 4 -R 5 , or the group -(CH2) 2 -NH-(CH 2 ) 2 -NH-(CH 2 ) 2 -C (O)-OR 5 . In some embodiments, B 1 and B 2 are each a group of the formula -(CH2)p1-[NR 2 -(CH2) q1 -] r1 NR 2 -(CH2)s1-R 5 or -(CH2) 2 -NR 2 -(CH2)2-NR 2 -(CH2) 2 -R 5 , wherein optionally each of R 2 independently represents Q^-alkyl (for example, methyl), and optionally R 5 represents ^-^-alkylamino or C1-C3 dialkylamino (eg R 5 is -CH2-NH-CH3 or -CH2-N-(CH 3 ) 2 ).

В некоторых вариантах осуществления формулы 1.1 А3 представляет собой группу формулы -(CH2)p1-[NH-(CH2)q1-]r1NH2, такую как группа -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH2; или группу формулы -(CH2)p1-[NH-(CH2)q1-]r1NH-(CH2)2-R4-R5, такую как группа -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-R4-R5; -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-C(O)-O-R5; или группу -(CH2)p1-[NR2-(CH2)q1-]r1NR2-(CH2)s1-R5, такую как -(CH2)2-NR2-(CH2)2-NR2-(CH2)2-R5, при этом необязательно каждый из R2 независимо представляет собой Ci^-алкил (например, метил), и при этом необязательно R5 представляет собой Ci-C'3-алкиламино или C1-C3-диалкuламино (например, R5 представляет собой -CH2-NH-CH3 или -CH2-N-(CH3)2); при условии, что по меньшей мере примерно 5% (например, по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 25%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 35%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 45%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 55%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 65%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 75%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 85%, по меньшей мере примерно 90%, по меньшей мере примерно 95% или даже 100%) групп А3 представляют собой -(CH2)p1-[NH-(CH2)q1-]r1]S[H-(CH2)2-R4-R5, такую как группа -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-R4-R5 или группа -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-C(O)-O-R5; или группу -(CH2)p1-[NR2-(CH2)q1-]r1NR2-(CH2)s1-R5, такую как -(CH2)2-NR2-(CH2)2-NR2-(CH2)2-R5, при этом необязательно каждый из R2 независимо представляет собой Q^-алкил (например, метил), и при этом необязательно R5 представляет собой ^-^-алкиламино или ^-^-диалкиламино (например, R5 представляет собой -CH2-NH-CH3 или -CH2-N-(CH3)2).In some embodiments of Formula 1.1, A 3 is a group of the formula -(CH2)p1-[NH-(CH2)q1-]r1NH2, such as a -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH2 group; or a group of the formula -(CH2)p1-[NH-(CH2)q1-]r1NH-(CH2)2-R 4 -R 5 such as the -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH-( group CH2)2-R 4 -R 5 ; -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-C(O)-OR 5 ; or a -(CH2)p1-[NR 2 -(CH2)q1-]r1NR 2 -(CH2)s1-R 5 group such as -(CH2)2-NR 2 -(CH2)2-NR 2 -(CH2 )2-R 5 , optionally each of R 2 independently represents Ci^-alkyl (eg, methyl), and optionally R 5 represents Ci-C'3-alkylamino or C1-C 3 -dialkylamino (eg , R 5 represents -CH2-NH-CH3 or -CH 2 -N-(CH 3 ) 2 ); provided that at least about 5% (e.g., at least about 10%, at least about 25%, at least about 30%, at least about 35%, at least about 40%, at least at least about 45%, at least about 50%, at least about 55%, at least about 60%, at least about 65%, at least about 70%, at least about 75%, at least about 80%, at least about 85%, at least about 90%, at least about 95%, or even 100%) of the A 3 groups are -(CH 2 ) p1 -[NH-(CH 2 ) q1 - ] r1 ]S[H-(CH 2 ) 2 -R 4 -R 5 , such as a -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-R 4 -R 5 group or a - group (CH2)2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-C(O)-OR 5 ; or a -(CH2)p1-[NR 2 -(CH2)q1-]r1NR 2 -(CH2)s1-R 5 group such as -(CH2)2-NR 2 -(CH2)2-NR 2 -(CH2 )2-R 5 , optionally each of R 2 independently represents Q^-alkyl (e.g., methyl), and optionally R 5 represents ^-^-alkylamino or ^-^-dialkylamino (e.g., R 5 represents -CH2-NH-CH3 or -CH2-N-(CH3)2).

Дополнительно, в некоторых вариантах осуществления полимер имеет некоторое количество или даже большую часть групп А3 (по меньшей мере примерно 5%, по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 25%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 35%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 45%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 55%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 65%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 75%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 85%, по меньшей мере примерно 90% или по меньшей мере примерно 95%), которые представляют собой -(CH2)p1-[NH-(CH2)q1-]r1NH-(CH2)2-R4-R5, такую как группа -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-R4-R5 или группа -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-C(O)-O-R5; или группу -(CH2)p1-[NR2-(CH2)q1-]r1NR2-(CH2)s1-R5, такую как -(CH2)2-NR2-(CH2)2-NR2-(CH2)2-R5, при этом необязательно каждый из R2 независимо представляет собой Q^-алкил (например, метил), и при этом необязательно R5 представляет собой ^-^-алкиламино или ^-^-диалкиламино (например, R5 представляет собой -CH2-NH-CH3 или -CH2-N-(CH3)2).Additionally, in some embodiments, the polymer has some or even a majority of A 3 groups (at least about 5%, at least about 10%, at least about 25%, at least about 30%, at least about 35%, at least about 40%, at least about 45%, at least about 50%, at least about 55%, at least about 60%, at least about 65%, at least about 70 %, at least about 75%, at least about 80%, at least about 85%, at least about 90%, or at least about 95%), which is -(CH 2 ) p1 -[NH -(CH 2 ) q1 -] r1 NH-(CH 2 ) 2 -R 4 -R 5 , such as the group -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-R 4 -R 5 or group -(CH2)2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-C(O)-OR 5 ; or a -(CH2)p1-[NR 2 -(CH2) q1 -] r1 NR 2 -(CH2)s1-R 5 group such as -(CH2) 2 -NR 2 -(CH2)2-NR 2 -( CH2) 2 -R 5 , optionally each of R 2 being independently Q^-alkyl (e.g., methyl), and optionally R 5 being ^-^-alkylamino or ^-^-dialkylamino (e.g., R 5 is -CH2-NH-CH3 or -CH2-N-(CH3)2).

Более того, в полимерных структурах каждый из R5 независимо представляет собой алкильную группу, циклоалкильную группу, алкенильную группу, циклоалкенильную группу, арильную группу, гетероалкильную группу, гетероциклическую группу или их комбинацию, необязательно содержащую от 1 до 8 (или от 2 до 8) вторичных или третичных аминов. Любая из вышеуказанных групп R5 может быть замещенной или незамещенной. R5 также может быть заместителем, содержащим тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент. В некоторых вариантах осуществления R5 может содержать от примерно 1 до примерно 50 атомов углерода (например, от примерно 2 до примерно 50 атомов углерода, например от примерно 2 до примерно 40 атомов углерода, от примерно 2 до примерно 30 атомов углерода, от примерно 2 до примерно 20 атомов углерода, от примерно 1 до примерно 16 или от примерно 2 до примерно 16 атомов углерода, от примерно 1 до примерно 12 или от примерно 2 до примерно 12 атомов углерода, от примерно 1 до примерно 10 или от примерно 2 до примерно 10 атомов углерода или от примерно 1 до примерно 8 или от примерно 2 до примерно 8 атомов углерода). В некоторых вариантах осуществления R5 представляет собой гетероалкильную группу, содержащую от 1 до 8 или от 2 до 8 (т.е. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8) вторичных или третичных аминов. Вторичные или третичные амины могут представлять собой часть гетероалкильного остова (т.е. самой длинной непрерывной цепи атомов в гетероалкильной группе) или боковой (подвешенный) заместитель. Таким образом, например, гетероалкильная группа, содержащая вторичные или третичные амины, может быть алкиламино группой, диалкиламино группой, аминоалкильной группой, алкиламиноалкильной группой, диалкиламиноалкильной группой, аминоалкиламино группой или т.п., содержащей от 1 до 8 (или 2-8) вторичных или третичных аминов.Moreover, in polymer structures, each of R 5 independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, a heteroalkyl group, a heterocyclic group, or a combination thereof, optionally containing from 1 to 8 (or 2 to 8) secondary or tertiary amines. Any of the above R 5 groups may be substituted or unsubstituted. R 5 may also be a substituent containing a tissue-specific or cell-specific targeting moiety. In some embodiments, R 5 may contain from about 1 to about 50 carbon atoms (e.g., from about 2 to about 50 carbon atoms, e.g., from about 2 to about 40 carbon atoms, from about 2 to about 30 carbon atoms, from about 2 to about 20 carbon atoms, from about 1 to about 16 or from about 2 to about 16 carbon atoms, from about 1 to about 12 or from about 2 to about 12 carbon atoms, from about 1 to about 10 or from about 2 to about 10 carbon atoms or from about 1 to about 8 or from about 2 to about 8 carbon atoms). In some embodiments, R 5 is a heteroalkyl group containing 1 to 8 or 2 to 8 (ie, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8) secondary or tertiary amines. Secondary or tertiary amines may be part of a heteroalkyl backbone (i.e., the longest continuous chain of atoms in a heteroalkyl group) or a pendant substituent. Thus, for example, the heteroalkyl group containing secondary or tertiary amines may be an alkylamino group, a dialkylamino group, an aminoalkyl group, an alkylaminoalkyl group, a dialkylaminoalkyl group, an aminoalkylamino group, or the like, containing from 1 to 8 (or 2-8) secondary or tertiary amines.

- 6 046334- 6 046334

В некоторых вариантах осуществления каждый из R5 независимо выбирают из:In some embodiments, each of R 5 is independently selected from:

где каждый R2 независимо представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу;where each R 2 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group;

R7 представляет собой C1-C50-αлкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу, необязательно замещенную одним или более аминами;R 7 represents a C 1 -C 50 -alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group, optionally substituted by one or more amines;

z представляет собой целое число от 1 до 5;z is an integer from 1 to 5;

с представляет собой целое число от 0 до 50;c is an integer from 0 to 50;

Y необязательно присутствует и является расщепляемым линкером;Y is optionally present and is a cleavable linker;

n представляет собой целое число от 0 до 50;n is an integer from 0 to 50;

R8 представляет собой тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент, C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу.R 8 represents a tissue-specific or cell-specific targeting moiety, a C 1 -C 12 alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, or a cycloalkenyl group.

Каждый R2 может представлять собой водород или C1-C12-αлкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу. В некоторых вариантах осуществления R2 предEach R 2 may represent hydrogen or a C 1 -C 12 -alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group. In some embodiments, R 2 is

- 7 046334 ставляет собой линейную или разветвленную С1-С12-алкильную группу (например, С1-С10-алкильную группу; ^-^-алкильную группу; ^-^-алкильную группу; ^-^-алкильную группу, ^-^-алкильную группу или C1 или С2 алкильную группу). В некоторых вариантах осуществления R2 представляет собой метил или водород.- 7 046334 is a linear or branched C1-C 12 -alkyl group (for example, C1-C 10 -alkyl group; ^-^-alkyl group; ^-^-alkyl group; ^-^-alkyl group, ^-^ -alkyl group or C 1 or C 2 alkyl group). In some embodiments, R 2 is methyl or hydrogen.

R7 может представлять собой C1-C50 (например, C1-C40, C1-C30, C1-C20, C1-C10, C4-C12 или C6-C8) алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу, необязательно замещенную одним или более аминами. В некоторых вариантах осуществления R7 представляет собой C4-C12, например C6-C8, алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу, необязательно замещенную одним или более аминами. В некоторых вариантах осуществления R7 является замещенным одним или более аминами. В некоторых вариантах осуществления R7 является замещенным 1-8 или 2-8 (т.е. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8) вторичными или третичными аминами. Амины могут быть частью алкильной группы (т.е. включенной в остов, состоящий из алкильной группы) или боковым (подвешенным) заместителем.R 7 may represent a C1-C50 (for example, C1-C40, C1-C30, C1-C20, C1-C10, C4-C12 or C6-C8) alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group, optionally substituted by one or more amines. In some embodiments, R 7 is a C 4 -C 12 , for example a C 6 -C 8 , an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, or a cycloalkenyl group, optionally substituted with one or more amines. In some embodiments, R 7 is substituted with one or more amines. In some embodiments, R 7 is substituted with 1-8 or 2-8 (ie, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8) secondary or tertiary amines. Amines can be part of an alkyl group (i.e. included in a backbone consisting of an alkyl group) or a pendant substituent.

R13 может представлять собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу. В некоторых вариантах осуществления R13 представляет собой линейную или разветвленную C1-C12-алкильную группу (например, C1-C10-алкильную группу; ^-^-алкильную группу; ^-^-алкильную группу; ^-^-алкильную группу, ^-^-алкильную группу или C1 или С2 алкильную группу). В некоторых вариантах осуществления R13 является метилом. В других вариантах осуществления R13 может представлять собой водород. Обычно, в заданном полимере все R13 являются одинаковыми (например, все являются метилом или все являются водородом); однако, каждый из R13 выбирают независимо, и они могут быть одинаковыми или разными.R 13 may represent hydrogen or a C1-C12 alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group or a cycloalkenyl group. In some embodiments, R 13 is a straight or branched C1-C 12 alkyl group (e.g., C 1 -C 10 alkyl group; ^-^-alkyl group; ^-^-alkyl group; ^-^-alkyl group , ^-^-alkyl group or C1 or C 2 alkyl group). In some embodiments, R 13 is methyl. In other embodiments, R 13 may be hydrogen. Typically, in a given polymer, all R 13 are the same (eg, all are methyl or all are hydrogen); however, each of the R 13 is independently selected and may be the same or different.

Каждый из Y присутствует необязательно. В контексте настоящего описания фраза присутствует необязательно означает, что заместитель, указанный как необязательно присутствующий может присутствовать или не присутствовать, и, если заместитель не присутствует, то соседние заместители связаны непосредственно друг с другом. Если Y присутствует, Y представляет собой расщепляемый линкер. В контексте настоящего описания фраза расщепляемый линкер относится к любому химическому элементу, соединяющему две части, которые могут быть расщеплены на две отдельные части. Например, расщепляемый линкер может быть расщеплен в результате гидролитического процесса, фотохимического процесса, свободно-радикального процесса, ферментативного процесса, электрохимического процесса или их комбинации. Примеры расщепляемых линкеров включают, без ограничения:Each of the Y's is optional. As used herein, the phrase present does not necessarily mean that a substituent indicated as optionally present may or may not be present, and if the substituent is not present, then adjacent substituents are directly related to each other. If Y is present, Y is a cleavable linker. As used herein, the phrase cleavable linker refers to any chemical element connecting two parts that can be cleaved into two separate parts. For example, the cleavable linker may be cleaved by a hydrolytic process, a photochemical process, a free radical process, an enzymatic process, an electrochemical process, or a combination thereof. Examples of cleavable linkers include, but are not limited to:

где каждый R14 независимо представляет собой ^-^-алкильную группу, каждый R15 независимо представляет собой водород, арильную группу, гетероциклическую группу (например, ароматическую или неароматическую), C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу,wherein each R 14 independently represents a ^-^-alkyl group, each R 15 independently represents hydrogen, an aryl group, a heterocyclic group (eg, aromatic or non-aromatic), a C 1 -C 12 -alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, or cycloalkenyl group,

R16 представляет собой шестичленную ароматическую или гетероароматическую группу, необязательно замещенную одним или более из: -ОСН3, -NHCH3, -N(CH3)2, -SCH3, -ОН или их комбинацией.R 16 represents a six-membered aromatic or heteroaromatic group, optionally substituted by one or more of: -OCH3, -NHCH3, -N(CH3)2, -SCH3, -OH, or a combination thereof.

Полимер может быть любым подходящим полимером при условии, что этот полимер содержит вышеуказанную полимерную структуру как часть полимера. В некоторых вариантах осуществления полимер является блок-сополимером, содержащим блок полимера, имеющий структуру формулы 1, 1.1 или 1.2, и один или более других блоков полимера (например, субъединицу этиленоксида или субъединицу пропиленоксида). В других вариантах осуществления структура формулы 1, 1.1 или 1.2 представляет собой только полимерное звено полимера, которое может быть кэпировано на любом конце подходящим терминальным концом. В некоторых вариантах осуществления полимер дополнительно содержит заместитель, содержащий тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент.The polymer may be any suitable polymer, provided that the polymer contains the above polymer structure as part of the polymer. In some embodiments, the polymer is a block copolymer comprising a polymer block having a structure of Formula 1, 1.1, or 1.2, and one or more other polymer blocks (eg, an ethylene oxide subunit or a propylene oxide subunit). In other embodiments, the structure of formula 1, 1.1 or 1.2 is only a polymer polymer unit that can be capped at either end with a suitable terminal end. In some embodiments, the polymer further comprises a substituent containing a tissue-specific or cell-specific targeting moiety.

- 8 046334- 8 046334

В некоторых вариантах осуществления полимер имеет структуру формулы 1А:In some embodiments, the polymer has a structure of Formula 1A:

где Q представляет собой формулу:where Q is the formula:

или формулу 1А1:or formula 1A1:

где с представляет собой целое число от 0 до 50;where c is an integer from 0 to 50;

Y необязательно присутствует и является расщепляемым линкером, описанным выше;Y is optionally present and is the cleavable linker described above;

R1 представляет собой водород, арильную группу, гетероциклическую группу (например, ароматическую или неароматическую), C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу или линейную или разветвленную C1-C12-алкильную группу, необязательно замещенную одним или более заместителями, такими как один или более аминов;R 1 represents hydrogen, an aryl group, a heterocyclic group (eg, aromatic or non-aromatic), a C 1 -C 12 alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group or a cycloalkenyl group, or a linear or branched C 1 -C 12 alkyl group, optional substituted with one or more substituents, such as one or more amines;

R6 представляет собой водород, аминогруппу, арильную группу, гетероциклическую группу (например, ароматическую или неароматическую), C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу, линейную или разветвленную C1-C12-алкильную группу, необязательно замещенную одним или более аминами; или тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент;R 6 represents hydrogen, an amino group, an aryl group, a heterocyclic group (eg, aromatic or non-aromatic), a C 1 -C 12 alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group or a cycloalkenyl group, a linear or branched C 1 -C 12 alkyl group optionally substituted with one or more amines; or a tissue-specific or cell-specific targeting moiety;

каждый R13 независимо представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу;each R 13 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group;

и все другие заместители (например, m1, n1, m2, n2, R2, R3a, R3b, R4, R5 и R13) являются такими, как описано выше.and all other substituents (eg m 1 , n 1 , m 2 , n 2 , R 2 , R 3a , R 3b , R 4 , R 5 and R 13 ) are as described above.

Аналогично, полимер может иметь структуру формулы 1.1А:Likewise, the polymer may have the structure of Formula 1.1A:

или, если остов находится в альфа, бета конфигурации, структуру формулы 1.2А:or, if the skeleton is in alpha, beta configuration, the structure of formula 1.2A:

где с представляет собой целое число от 0 до 50;where c is an integer from 0 to 50;

Y необязательно присутствует и является расщепляемым линкером, описанным выше;Y is optionally present and is the cleavable linker described above;

R1 представляет собой водород, арильную группу, гетероциклическую группу (например, ароматическую или неароматическую), C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу или линейную или разветвленную C1-C12-алкильную группу, необязаR 1 represents hydrogen, an aryl group, a heterocyclic group (eg, aromatic or non-aromatic), a C 1 -C 12 alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group or a cycloalkenyl group, or a linear or branched C 1 -C 12 alkyl group, optional

- 9 046334 тельно замещенную одним или более заместителями, такими как один или более аминов;- 9 046334 specifically substituted with one or more substituents, such as one or more amines;

R6 представляет собой водород, аминогруппу, арильную группу, гетероциклическую группу (например, ароматическую или неароматическую), C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу, линейную или разветвленную Q-C^-алкильную группу, необязательно замещенную одним или более аминами; или тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент;R 6 represents hydrogen, an amino group, an aryl group, a heterocyclic group (for example, aromatic or non-aromatic), a C 1 -C 12 -alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group or cycloalkenyl group, a linear or branched QC^-alkyl group, optionally substituted one or more amines; or a tissue-specific or cell-specific targeting moiety;

каждый R13 независимо представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу;each R 13 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group;

и все другие заместители (например, m3, R3a, R3b и А3) являются такими, как описано выше.and all other substituents (eg m 3 , R 3a , R 3b and A 3 ) are as described above.

В некоторых вариантах осуществления вышеуказанного полимера R1 и/или R6 представляет собой линейную или разветвленную C1-C12-αлкильную группу (например, C1-C10-алкильную группу; C1-C8-алкильную группу; ^-^-алкильную группу; ^-^-алкильную группу, ^-^-алкильную группу или C1 или С2 алкильную группу), замещенную одним или более заместителями. В некоторых вариантах осуществления гетероалкильная или алкильная группа содержит или замещена одним или более аминами, например 1-8 или 2-8 (т.е. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8) вторичными или третичными аминами. Амины могут быть частью гетероалкильной основной цепи или боковыми (подвешенными) заместителями.In some embodiments of the above polymer, R 1 and/or R 6 is a linear or branched C 1 -C 12 -alkyl group (e.g., a C 1 -C 10 -alkyl group; a C 1 -C 8 -alkyl group; ^-^ -alkyl group; ^-^-alkyl group, ^-^-alkyl group or C1 or C2 alkyl group) substituted with one or more substituents. In some embodiments, the heteroalkyl or alkyl group contains or is substituted with one or more amines, such as 1-8 or 2-8 (ie, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8) secondary or tertiary amines. Amines can be part of a heteroalkyl backbone or pendant substituents.

Неограничивающие примеры полимеров, представленных в настоящем описании, включают, например:Non-limiting examples of polymers provided herein include, for example:

- 10 046334- 10 046334

- 11 046334- 11 046334

- 12 046334- 12 046334

- 13 046334- 13 046334

- 14 046334- 14 046334

- 15 046334- 15 046334

- 16 046334- 16 046334

Полимер 15Polymer 15

- 17 046334- 17 046334

- 18 046334- 18 046334

- 19 046334- 19 046334

- 20 046334- 20 046334

- 21 046334- 21 046334

илиor

где каждый из a, b, с и d независимо представляет собой целое число от 0 до 1000, такое как 0-500, 0-200, 0-100 или 0-50, при условии, что (a+b+c+d)> примерно 5. В некоторых вариантах осуществления (а+b) находится в пределах от примерно 0 до примерно 75 (например, от примерно 5 до примерно 75, от примерно 20 до примерно 75, от примерно 40 до примерно 75, от примерно 40 до примерно 60,where each of a, b, c and d is independently an integer from 0 to 1000, such as 0-500, 0-200, 0-100 or 0-50, provided that (a+b+c+d ) > about 5. In some embodiments, (a+b) is in the range from about 0 to about 75 (e.g., from about 5 to about 75, from about 20 to about 75, from about 40 to about 75, from about 40 up to about 60,

- 22 046334 от примерно 50 до примерно 75, от примерно 60 до примерно 75 или от примерно 70 до примерно 75), и (c+d) находится в пределах от примерно 5 до примерно 80 (например, от примерно 5 до примерно 75, от примерно 5 до примерно 60, от примерно 5 до примерно 40, от примерно 20 до примерно 40, от примерно 5 до примерно 30, от примерно 5 до примерно 20 или от примерно 5 до примерно 10).- 22 046334 from about 50 to about 75, from about 60 to about 75, or from about 70 to about 75), and (c+d) is in the range from about 5 to about 80 (for example, from about 5 to about 75, from about 5 to about 60, from about 5 to about 40, from about 20 to about 40, from about 5 to about 30, from about 5 to about 20, or from about 5 to about 10).

В некоторых вариантах осуществления (а+b) больше чем (c+d). Например, в некоторых вариантах осуществления отношение (a+b)/(c+d) находится в пределах от примерно 1 до примерно 3 (например, (а+b) составляет примерно 55, и (c+d) составляет примерно 25) или отношение (a+b)/(c+d) находится в пределах от примерно 3 до примерно 10 (например, (а+b) составляет примерно 70, и (c+d) составляет примерно 10). В других вариантах осуществления (а+b) меньше, чем (c+d) настолько, что отношение (a+b)/(c+d) меньше 1 (например, примерно 0,1 или более, но меньше чем 1). В этом случае также указание количества звеньев (а, b, с и d) в этих приведенных в качестве примера полимерах не подразумевает структуру блок-сополимера; наоборот, эти количества указывают на общее количество звеньев, причем звенья могут быть расположены в случайном порядке, на что указывает символ / в этих формулах.In some embodiments, (a+b) is greater than (c+d). For example, in some embodiments, the ratio (a+b)/(c+d) is between about 1 and about 3 (e.g., (a+b) is about 55, and (c+d) is about 25), or the ratio (a+b)/(c+d) ranges from about 3 to about 10 (eg, (a+b) is about 70, and (c+d) is about 10). In other embodiments, (a+b) is less than (c+d) such that the ratio (a+b)/(c+d) is less than 1 (eg, about 0.1 or more, but less than 1). In this case also, the indication of the number of units (a, b, c and d) in these exemplary polymers does not imply the structure of the block copolymer; on the contrary, these quantities indicate the total number of links, and the links can be arranged in a random order, as indicated by the symbol / in these formulas.

Изобретение также относится к полимеру, содержащему структуру формулы 2:The invention also relates to a polymer containing the structure of formula 2:

где а представляет собой целое число от 10 до 2,000;where a is an integer from 10 to 2,000;

с представляет собой целое число от 0 до 50;c is an integer from 0 to 50;

Y необязательно присутствует и является расщепляемым линкером, как представлено выше в настоящем описании;Y is optionally present and is a cleavable linker, as described above in the present description;

R1, R2, и R13 и все другие группы заместителей являются такими, как описано выше для полимеров, имеющих другие формулы (например, формулы 1, 1А, 1А1, 1.1А и 1.2А); иR 1 , R 2 , and R 13 and all other substituent groups are as described above for polymers having other formulas (eg, formulas 1, 1A, 1A1, 1.1A and 1.2A); And

R8 представляет собой тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент.R 8 is a tissue-specific or cell-specific targeting moiety.

Изобретение также относится к полимеру, содержащему структуру формулы 4:The invention also relates to a polymer containing the structure of formula 4:

ГО ОΊ > JI н н, / ,11 . н н, |---4-с—с— n4 / C-R3a^C— n)-£ > I ΓΪΊ / t ΠΊJ RyAoGO OΊ > JI n n, / ,11. n n, |---4-с—с— n4 / C-R3a^C— n)-£ > I ΓΪΊ / t Π Ί J R yAo

NR13 NR 13

NR13A \1 где каждый из m1 и n1 представляет собой целое число от 0 до 1000 при условии, что сумма m1+n1 больше чем 2;NR 13 A \ 1 where each of m 1 and n 1 is an integer from 0 to 1000, provided that the sum of m1+n1 is greater than 2;

символ / указывает, что разделенные таким образом звенья связаны случайным образом или в любом порядке;the symbol / indicates that the links separated in this way are connected randomly or in any order;

каждый из А1 и А2 независимо является группой формулы:each of A 1 and A 2 is independently a group of the formula:

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR22;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 2;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2 2]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 2 ] 2 ;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2R2}; или-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2R 2 }; or

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2 2]2}2, где каждый из p1-p4, q1-q6, и r1 и r2 независимо представляет собой целое число от 1 до 5;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 2 ] 2 } 2 , where each of p1-p4, q1-q6, and r1 and r2 independently represents is an integer from 1 to 5;

каждый R2 независимо представляет собой водород, C1-C12-αлкильную группу, C1-C12-алкенильную группу, C3-C12 циклоалкильную группу или C3-C12 циклоалкенильную группу при условии, что А1 и А2 содержат по меньшей мере один (например, по меньшей мере два, по меньшей мере три, по меньшей мере четыре или даже по меньшей мере пять) третичный амин (например, по меньшей мере некоторые из R2 представляют собой C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу);each R 2 independently represents hydrogen, a C1-C12-alkyl group, a C1-C12 alkenyl group, a C3-C12 cycloalkyl group, or a C3-C12 cycloalkenyl group, provided that A 1 and A 2 contain at least one (for example, at least two, at least three, at least four or even at least five) a tertiary amine (for example, at least some of R 2 are a C1-C 12 alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group or a cycloalkenyl group);

каждый из R3a и R3b независимо представляет собой метиленовую или этиленовую группу;each of R 3a and R 3b independently represents a methylene or ethylene group;

каждый R13 независимо представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу.each R 13 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group.

- 23 046334- 23 046334

Изобретение также относится к полимеру, имеющему структуру формулы 4А:The invention also relates to a polymer having the structure of formula 4A:

о оoh oh

где с представляет собой целое число от 0 до 50;where c is an integer from 0 to 50;

Y необязательно присутствует и является расщепляемым линкером;Y is optionally present and is a cleavable linker;

каждый из m1 и n1 представляет собой целое число от 0 до 1000 при условии, что сумма m1+n1 больше чем 2;each of m 1 and n 1 is an integer from 0 to 1000, provided that the sum of m1+n1 is greater than 2;

символ / указывает, что разделенные таким образом звенья связаны случайным образом или в любом порядке;the symbol / indicates that the links separated in this way are connected randomly or in any order;

каждый из А1 и А2 независимо является группой формулы:each of A 1 and A 2 is independently a group of the formula:

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR22 ;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 2 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2 2]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 2 ] 2 ;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2R2}; или -(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR22]2}2, где каждый из p1-p4, q1-q6 и r1 и r2 независимо представляет собой целое число от 1 до 5;-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2R 2 }; or -(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR 2 2] 2 } 2 , where p1-p4, q1-q6 and r1 and r2 are each independently an integer from 1 to 5;

R1 представляет собой водород, арильную группу, гетероциклическую группу (например, ароматическую или неароматическую), C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу или линейную или разветвленную C1-C12-алкильную группу, необязательно замещенную одним или более заместителями;R 1 represents hydrogen, an aryl group, a heterocyclic group (eg, aromatic or non-aromatic), a C 1 -C 12 alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group or a cycloalkenyl group, or a linear or branched C 1 -C 12 alkyl group, optional substituted with one or more substituents;

каждый R2 независимо представляет собой водород, C1-C12-алкильную группу, C1-C12-алкенильную группу, C3-C12 циклоалкильную группу или C3-C12 циклоалкенильную группу при условии, что А1 и А2 содержат по меньшей мере один (например, по меньшей мере два, по меньшей мере три, по меньшей мере четыре или даже по меньшей мере пять) третичный амин (например, по меньшей мере некоторые из R2 представляют собой C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу);each R 2 independently represents hydrogen, a C1-C12 alkyl group, a C1-C12 alkenyl group, a C3-C12 cycloalkyl group, or a C3-C12 cycloalkenyl group, provided that A 1 and A 2 contain at least one (for example, at least two, at least three, at least four or even at least five) a tertiary amine (for example, at least some of R 2 are a C1-C 12 alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group or a cycloalkenyl group);

каждый из R3a и R3a независимо представляет собой метиленовую или этиленовую группу;each of R 3a and R 3a independently represents a methylene or ethylene group;

R6 представляет собой водород, аминогруппу, арильную группу, гетероциклическую группу (например, ароматическую или неароматическую), C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу, линейную или разветвленную C1-C12-алкильную группу, необязательно замещенную одним или более аминами; или тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент; и каждый R13 независимо представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу.R 6 represents hydrogen, an amino group, an aryl group, a heterocyclic group (eg, aromatic or non-aromatic), a C 1 -C 12 alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group or a cycloalkenyl group, a linear or branched C 1 -C 12 alkyl group optionally substituted with one or more amines; or a tissue-specific or cell-specific targeting moiety; and each R 13 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group.

В вариантах осуществления полимеров, содержащих структуру формулы 4, и полимеров, содержащих структуру формулы 4А, каждый R2 независимо представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, C1-C12-алкенильную группу, C3-C12-циклоалкильную группу или C3-C12-циклоалкенильную группу при условии, что каждый из А1 и А2 содержит по меньшей мере один третичный амин (например, по меньшей мере два, по меньшей мере три, по меньшей мере четыре или даже по меньшей мере пять третичных аминов). В некоторых вариантах осуществления каждый R2 независимо представляет собой C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу. Соответственно, в вариантах осуществления полимеров, содержащих структуру формулы 4, и полимеров, содержащих структуру формулы 4А, каждый азот, содержащий заместители R2, представляет собой третичный амин, за исключением того, что концевой амин может быть первичным, вторичным или третичным амином, предпочтительно вторичным амином или третичным амином.In embodiments of polymers containing the structure of Formula 4 and polymers containing the structure of Formula 4A, each R 2 independently represents hydrogen or a C1-C12 alkyl group, a C1-C12 alkenyl group, a C3-C12 cycloalkyl group, or a C3-C12 -cycloalkenyl group, provided that each of A 1 and A 2 contains at least one tertiary amine (for example, at least two, at least three, at least four or even at least five tertiary amines). In some embodiments, each R 2 independently represents a C1-C 12 alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, or a cycloalkenyl group. Accordingly, in embodiments of polymers containing the structure of Formula 4 and polymers containing the structure of Formula 4A, each nitrogen containing R 2 substituents is a tertiary amine, except that the terminal amine may be a primary, secondary or tertiary amine, preferably a secondary amine or a tertiary amine.

В некоторых вариантах осуществления полимеров, содержащих структуру формулы 4, полимеров, содержащих структуру формулы 4А, каждый из А1 и А2 представляет собой группу формулы -(CH2)2-NR2-(CH2)2-NR22, где каждый R2 независимо представляет собой C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу, за исключением того, что терминальный амин может быть первичным, вторичным или третичным амином, предпочтительно вторичным или третичным амином. В некоторых вариантах осуществления полимеров, содержащих структуру формулы 4, и полимеров, содержащих структуру формулы 4А, каждый R2 представляет собой этил или метил, необязательно за исключением того, что концевой амин может быть первичным, вторичным или третичным амином, предпочтительно вторичным или третичным амином.In some embodiments of polymers containing the structure of formula 4, polymers containing the structure of formula 4A, each of A 1 and A 2 represents a group of formula -(CH2)2-NR 2 -(CH2) 2 -NR 2 2, where each R 2 independently represents a C1- C12 alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group or a cycloalkenyl group, except that the terminal amine may be a primary, secondary or tertiary amine, preferably a secondary or tertiary amine. In some embodiments of polymers containing the structure of Formula 4 and polymers containing the structure of Formula 4A, each R 2 is ethyl or methyl, optionally except that the terminal amine may be a primary, secondary or tertiary amine, preferably a secondary or tertiary amine .

В вариантах осуществления полимеров, содержащих структуру формулы 4, и полимеров, содержащих структуру формулы 4А, каждый R13 независимо представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу. Как правило, каIn embodiments of the polymers containing the structure of Formula 4 and the polymers containing the structure of Formula 4A, each R 13 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, or a cycloalkenyl group. As a rule,

- 24 046334 ждый R13 независимо представляет собой водород или метальный заместитель. В некоторых вариантах осуществления каждый R13 представляет собой водород.- 24 046334 Each R 13 independently represents hydrogen or a methyl substituent. In some embodiments, each R 13 is hydrogen.

Согласно любому из приведенных выше вариантов осуществления полимеров, примеры групп А1 иAccording to any of the above polymer embodiments, examples of groups A 1 and

А2 включают, например:And 2 include, for example:

- NH-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)2;- NH-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)2;

- N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)2;- N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)2;

- NH-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)2;- NH-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)2;

- N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)2;- N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)2;

- NH-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-NH(CH3);- NH-CH 2 -CH 2 -N(CH 3 )-CH 2 -CH 2 -NH(CH 3 );

- N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-NH(CH3);- N(CH 3 )-CH 2 -CH 2 -N(CH 3 )-CH 2 -CH 2 -NH(CH 3 );

- NH-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-NH(CH3);- NH-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-NH(CH3);

- N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-NH(CH3).- N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-NH(CH3).

Неограничивающие примеры полимеров, представленных в настоящем описании, таким образом, включают, например:Non-limiting examples of polymers provided herein thus include, for example:

Полимер 31Polymer 31

- 25 046334- 25 046334

- 26 046334- 26 046334

где каждый из а и b независимо представляет собой целое число от 0 до 1000, такое как 0-500, 0-200, 0-100 или 0-50.where each of a and b is independently an integer from 0 to 1000, such as 0-500, 0-200, 0-100, or 0-50.

Таким образом, в некоторых вариантах осуществления либо а, либо b может быть равно 0, либо полимер может иметь некоторое отношение а к b. В некоторых вариантах осуществления (а+b) составляет примерно 5 или более (например, от примерно 5 до примерно 160, от примерно 5 до примерно 140, от примерно 5 до примерно 120, от примерно 5 до примерно 100, от примерно 5 до примерно 80 или от примерно 5 до примерно 60) или примерно 25 или более (например, от примерно 25 до примерно 160, от примерно 25 до примерно 140, от примерно 25 до примерно 120, от примерно 25 до примерно 100, от примерно 25 до примерно 80 или от примерно 25 до примерно 60) или даже примерно 50 или более (например, от примерно 50 до примерно 160, от примерно 50 до примерно 140, от примерно 50 до примерно 120, от примерно 50 до примерно 100 или от примерно 50 до примерно 80). Дополнительные примеры включают полимеры 30-33, в которых концевой третичный амин одной или обеих боковых цепей деметилирован с образованием вторичного амина (например, -NHCH3):Thus, in some embodiments, either a or b may be 0, or the polymer may have some ratio of a to b. In some embodiments, (a+b) is about 5 or more (e.g., about 5 to about 160, about 5 to about 140, about 5 to about 120, about 5 to about 100, about 5 to about 80 or about 5 to about 60) or about 25 or more (e.g., about 25 to about 160, about 25 to about 140, about 25 to about 120, about 25 to about 100, about 25 to about 80 or from about 25 to about 60) or even about 50 or more (for example, from about 50 to about 160, from about 50 to about 140, from about 50 to about 120, from about 50 to about 100, or from about 50 to approximately 80). Additional examples include polymers 30-33 in which the terminal tertiary amine of one or both side chains is demethylated to form a secondary amine (e.g., -NHCH3):

- 27 046334- 27 046334

где а и b являются такими, как описано выше.where a and b are as described above.

Любой из вышеперечисленных полимеров может включать тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент в положении, указанном в описанных формулах, или полимеры могут быть модифицированы иным образом так, чтобы они включали тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент. Способы присоединения тканеспецифического или клеткоспецифического нацеливающего фрагмента известны в данной области, некоторые из них включают реакцию присоединения по Михаэлю, раскрытие эпоксидного кольца, реакцию замещения или клик-химию (например, CuAAC, SPAAC, SPANC или реакцию напряженных алкенов), в которых используется тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент с соответствующими функциональными группами. Тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент может представлять собой любую малую молекулу, белок (например, антитело или антиген), аминокислотную последовательность, сахар, олигонуклеотид, наночастицу на основе металла или их комбинацию, способные распознавать (например, специфически связываться с) заданную целевую ткань или клетку (например, специфически связываться с конкретным лигандом, рецептором или другим белком или молекулой, что позволяет целевому фрагменту отличать целевую ткань или клетку от другой ткани или клетки, которые не являются целевыми). В некоторых вариантах осуществления тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент представляет собой рецептор лиганда. В некоторых вариантах осуществления тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент представляет собой лиганд рецептора.Any of the foregoing polymers may include a tissue-specific or cell-specific targeting moiety at the position indicated in the described formulas, or the polymers may be otherwise modified to include a tissue-specific or cell-specific targeting moiety. Methods for attaching a tissue-specific or cell-specific targeting moiety are known in the art, some of which include Michael addition, epoxy ring opening, displacement reactions, or click chemistry (e.g., CuAAC, SPAAC, SPANC, or strained alkene reactions) that utilize tissue-specific or cell-specific targeting moiety with appropriate functional groups. A tissue-specific or cell-specific targeting moiety can be any small molecule, protein (eg, antibody or antigen), amino acid sequence, sugar, oligonucleotide, metal-based nanoparticle, or combination thereof capable of recognizing (eg, specifically binding to) a given target tissue or cell (eg, specifically bind to a particular ligand, receptor, or other protein or molecule, allowing the target moiety to distinguish the target tissue or cell from another tissue or cell that is not the target). In some embodiments, the tissue-specific or cell-specific targeting moiety is a ligand receptor. In some embodiments, the tissue-specific or cell-specific targeting moiety is a receptor ligand.

Тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент можно использовать дляA tissue-specific or cell-specific targeting moiety can be used to

- 28 046334 нацеливания на любую требуемую ткань или тип клеток. В некоторых вариантах осуществления тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент локализует полимер в тканях периферической нервной системы, центральной нервной системы, печени, мышц (например, сердечной мышцы), легких, костей (например, кроветворных клеток) или глаза субъекта. В некоторых вариантах осуществления тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент локализует полимер в опухолевых клетках. Например, тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент может представлять собой сахар, который связывается с рецептором на конкретной ткани или клетке.- 28 046334 targeting any desired tissue or cell type. In some embodiments, the tissue-specific or cell-specific targeting moiety localizes the polymer to tissues of the peripheral nervous system, central nervous system, liver, muscle (eg, cardiac muscle), lung, bone (eg, hematopoietic cells), or eye of the subject. In some embodiments, the tissue-specific or cell-specific targeting moiety localizes the polymer to tumor cells. For example, a tissue-specific or cell-specific targeting moiety may be a sugar that binds to a receptor on a specific tissue or cell.

В некоторых вариантах осуществления тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающй фрагмент представляет собой:In some embodiments, the tissue-specific or cell-specific targeting moiety is:

где каждый из R9, R10, R11 и R12 независимо представляет собой водород, галоген, CrC^-алкил или ^-^-алкокси, независимо замещенные одной или более аминогруппами.wherein each of R 9 , R 10 , R 11 and R 12 independently represents hydrogen, halogen, CrC^-alkyl or ^-^-alkoxy, independently substituted with one or more amino groups.

Указанные тканеспецифические или клеткоспецифические нацеливающие фрагменты могут быть выбраны для обеспечения локализации полимера в ткани, как раскрыто в настоящем описании. Например, альфаЖ-маннозу можно использовать для локализации полимера в периферической нервной системе, центральной нервной системе или иммунных клетках, альфаЖ-галактозу и N-ацетилгалактозамин можно использовать для локализации полимера в гепатоцитах печени, и фолиевую кислоту можно использовать для локализации полимера в опухолевых клетках.These tissue-specific or cell-specific targeting moieties can be selected to ensure localization of the polymer in tissue, as disclosed herein. For example, alphaG-mannose can be used to localize the polymer to the peripheral nervous system, central nervous system or immune cells, alphaG-galactose and N-acetylgalactosamine can be used to localize the polymer to liver hepatocytes, and folic acid can be used to localize the polymer to tumor cells.

Обычно полимер является катионным (т.е. положительно заряженным при рН 7 и 23°С). Используемый в настоящем описании термин катионный относится к полимерам, имеющим общий суммарный положительный заряд, независимо от того, содержит ли полимер только катионные мономерные звенья или комбинацию катионных мономерных звеньев и неионных или анионных мономерных звеньев.Typically the polymer is cationic (i.e. positively charged at pH 7 and 23°C). As used herein, the term cationic refers to polymers having an overall net positive charge, regardless of whether the polymer contains only cationic monomer units or a combination of cationic monomer units and nonionic or anionic monomer units.

В некоторых вариантах осуществления полимер имеет средневесовую молекулярную массу от примерно 5 до примерно 2000 кДа, например, от примерно 10 до примерно 2000 кДа. Полимер может иметь средневесовую молекулярную массу, составляющую примерно 2000 кДа или меньше, например, примерно 1800 кДа или меньше, примерно 1600 кДа или меньше, примерно 1400 кДа или меньше, примерно 1200 кДа или меньше, примерно 1000 кДа или меньше, примерно 900 кДа или меньше,In some embodiments, the polymer has a weight average molecular weight of from about 5 to about 2000 kDa, such as from about 10 to about 2000 kDa. The polymer may have a weight average molecular weight of about 2000 kDa or less, for example, about 1800 kDa or less, about 1600 kDa or less, about 1400 kDa or less, about 1200 kDa or less, about 1000 kDa or less, about 900 kDa, or less,

- 29 046334 примерно 800 кДа или меньше, примерно 700 кДа или меньше, примерно 600 кДа или меньше, примерно 500 кДа или меньше, примерно 100 кДа или меньше, или примерно 50 кДа или меньше, или даже примерно 40 кДа или меньше, например, примерно 30 кДа или меньше или 25 кДа или меньше. Альтернативно или дополнительно, полимер может иметь средневесовую молекулярную массу, составляющую примерно 5 кДа или более или примерно 10 кДа или более, например, примерно 50 кДа или более, примерно 100 кДа или более, примерно 200 кДа или более, примерно 300 кДа или более или примерно 400 кДа или более. Таким образом, полимер может иметь средневесовую молекулярную массу, ограниченную любыми двумя из вышеупомянутых конечных точек. Например, полимер может иметь средневесовую молекулярную массу, составляющую от примерно 5 до примерно 50 кДа, от примерно 10 до примерно 50 кДа, от примерно 10 до примерно 100 кДа, от примерно 10 до примерно 500 кДа, от примерно 50 до примерно 500 кДа, от примерно 100 до примерно 500 кДа, от примерно 200 до примерно 500 кДа, от примерно 300 до примерно 500 кДа, от примерно 400 до примерно 500 кДа, от примерно 400 до примерно 600 кДа, от примерно 400 до примерно 700 кДа, от примерно 400 до примерно 800 кДа, от примерно 400 до примерно 900 кДа, от примерно 400 до примерно 1000 кДа, от примерно 400 до примерно 1200 кДа, от примерно 400 до примерно 1400 кДа, от примерно 400 до примерно 1600 кДа, от примерно 400 до примерно 1800 кДа, от примерно 400 до примерно 2000 кДа, от примерно 200 до примерно 2000 кДа, от примерно 500 до примерно 2000 кДа или от примерно 800 до примерно 2000 кДа.- 29 046334 about 800 kDa or less, about 700 kDa or less, about 600 kDa or less, about 500 kDa or less, about 100 kDa or less, or about 50 kDa or less, or even about 40 kDa or less, for example, about 30 kDa or less or 25 kDa or less. Alternatively or additionally, the polymer may have a weight average molecular weight of about 5 kDa or more, or about 10 kDa or more, such as about 50 kDa or more, about 100 kDa or more, about 200 kDa or more, about 300 kDa or more, or approximately 400 kDa or more. Thus, the polymer may have a weight average molecular weight limited to any two of the above endpoints. For example, the polymer may have a weight average molecular weight of about 5 kDa to about 50 kDa, about 10 kDa to about 50 kDa, about 10 kDa to about 100 kDa, about 10 kDa to about 500 kDa, about 50 kDa to about 500 kDa, from about 100 to about 500 kDa, from about 200 to about 500 kDa, from about 300 to about 500 kDa, from about 400 to about 500 kDa, from about 400 to about 600 kDa, from about 400 to about 700 kDa, from about 400 to about 800 kDa, from about 400 to about 900 kDa, from about 400 to about 1000 kDa, from about 400 to about 1200 kDa, from about 400 to about 1400 kDa, from about 400 to about 1600 kDa, from about 400 to about 1800 kDa, about 400 to about 2000 kDa, about 200 to about 2000 kDa, about 500 to about 2000 kDa, or about 800 to about 2000 kDa.

Средневесовую молекулярную массу можно определить любым подходящим методом. Обычно средневесовую молекулярную массу определяют с помощью эксклюзионной хроматографии на колонке, выбранной из TSKgel Guard, GMPW, GMPW, G1000PW, с помощью детектора показателя преломления Waters 2414 (Waters Corporation, Milford, Massachusetts). Кроме того, средневесовую молекулярную массу определяют с помощью калибровки, используя в качестве стандарта полиэтиленоксид/полиэтиленгликоль с молекулярным весом в диапазоне от 150 до 875000 Да.The weight average molecular weight can be determined by any suitable method. Typically, weight average molecular weight is determined by size exclusion chromatography on a column selected from TSKgel Guard, GMPW, GMPW, G1000PW using a Waters 2414 refractive index detector (Waters Corporation, Milford, Massachusetts). In addition, the weight average molecular weight is determined by calibration using polyethylene oxide/polyethylene glycol with a molecular weight ranging from 150 to 875,000 Da as a standard.

Способы приготовленияCooking methods

Предлагаемые полимеры могут быть получены любым подходящим способом. В некоторых вариантах осуществления полимеры могут быть получены способом, который включает модификацию по меньшей мере части групп А1 и/или А2 полимера, содержащего структуру формулы 3:The proposed polymers can be obtained by any suitable method. In some embodiments, polymers can be prepared by a process that involves modifying at least a portion of the A 1 and/or A 2 groups of a polymer containing the structure of Formula 3:

о оoh oh

где каждый из m1 и n1 представляет собой целое число от 0 до 1000 при условии, что m1+n1 больше чем 5;where each of m 1 and n 1 is an integer from 0 to 1000, provided that m 1 +n 1 is greater than 5;

символ / указывает, что разделенные таким образом звенья связаны случайным образом или в любом порядке;the symbol / indicates that the links separated in this way are connected randomly or in any order;

каждый из R3a и R3b независимо представляет собой метиленовую или этиленовую группу;each of R 3a and R 3b independently represents a methylene or ethylene group;

каждый R13 независимо представляет собой водород или C1-C12-αлкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу;each R 13 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 -alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group;

каждый из А1 и А2 независимо представляет собой группу формулы:each of A 1 and A 2 independently represents a group of the formula:

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR22;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 2;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2 2]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 2 ] 2 ;

-(CH2)P3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2R2}; или-(CH 2 ) P 3-N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2R 2 }; or

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2 2]2}2, где каждый из p1-p4, q1-q6 и r1 и r2 независимо представляет собой целое число от 1 до 5;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 2 ] 2 } 2 , where each of p1-p4, q1-q6 and r1 and r2 independently represents integer from 1 to 5;

каждый R2 независимо представляет собой водород или Q-Cn-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу с образованием полимера, содержащего структуру формулы 1:each R 2 independently represents hydrogen or a Q-Cn-alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group to form a polymer containing the structure of formula 1:

г ОО ОО, g OO OO,

где m1 и n1 представляет собой целое число от 0 до 1000;where m 1 and n 1 represents an integer from 0 to 1000;

каждый из m2 и n2 представляет собой целое число от 0 до 1000 при условии, что сумма m2+n2 больше чем 5;each of m2 and n2 is an integer from 0 to 1000, provided that the sum of m2 + n2 is greater than 5;

символ / указывает, что разделенные таким образом звенья связаны случайным образом или в люthe symbol / indicates that the links separated in this way are connected randomly or in any way

- 30 046334 бом порядке;- 30 046334 good order;

каждый из R3a и R3b независимо представляет собой метиленовую или этиленовую группу;each of R 3a and R 3b independently represents a methylene or ethylene group;

каждый R13 независимо представляет собой водород или Q-Cn-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу;each R 13 independently represents hydrogen or a Q-Cn-alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group;

каждый из А1 и А2 независимо представляет собой группу формулы:each of A 1 and A 2 independently represents a group of the formula:

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR22;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 2;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2 2]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 2 ] 2 ;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2R2}; или-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2R 2 }; or

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2 2]2}2, каждый из В1 и В2 независимо представляет собой:-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 2 ] 2 } 2 , each of B 1 and B 2 independently represents:

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR2-(CH2)sl-R4-R5;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 -(CH2) sl -R 4 -R 5 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2-(CH2)s2-R4-R5]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 -(CH2)s2-R 4 -R 5 ]2;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2(CH2)s3-R4-R5};-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2(CH 2 ) s3 -R 4 -R 5 };

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2-(CH2)s4-R4-R5]2}2;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 -(CH2)s4-R 4 -R 5 ]2} 2 ;

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR2-CH2-CHOH-R5;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 -CH2-CHOH-R 5 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2-CH2-CHOH-R5;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 -CH 2 -CHOH-R 5 ;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2-CH2-CHOH-R5;-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2-CH 2 -CHOH-R 5 ;

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2-CH2-CHOH-R5]2}2;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 -CH2-CHOH-R 5 ]2} 2 ;

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR2-(CH2)sl-R5;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 -(CH2) sl -R 5 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2-(CH2)s2-R5]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 -(CH2)s2-R 5 ]2;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2(CH2)s3-R5};-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2(CH 2 ) s3 -R 5 };

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2-(CH2)s4-R5]2}2;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 -(CH2)s4-R 5 ]2} 2 ;

-(CH2)pl-[N{(CH2)sl-R4-R5}-(CH2)ql-]rlNR22; или-(CH 2 ) pl -[N{(CH 2 ) sl -R 4 -R 5 }-(CH2)ql-]rlNR 2 2; or

-(CH2)pl-[N{(CH2)sl-R5}-(CH2)ql-]rlNR22, где каждый из p1-p4, q1-q6, r1 и r2 и s1-s4 независимо представляет собой целое число от 1 до 5;-(CH 2 ) pl -[N{(CH 2 ) sl -R 5 }-(CH2)ql-]rlNR 2 2, where each of p1-p4, q1-q6, r1 and r2 and s1-s4 independently represents is an integer from 1 to 5;

каждый R2 независимо представляет собой водород или Q-Cn-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу;each R 2 independently represents hydrogen or a Q-Cn-alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group;

каждый R4 независимо представляет собой -C(O)O-, -C(O)NH- или -S(O)(O)-;each R 4 independently represents -C(O)O-, -C(O)NH- or -S(O)(O)-;

каждый R5 независимо представляет собой алкильную группу, циклоалкильную группу, алкенильную группу, циклоалкенильную группу, арильную группу, гетероалкильную группу, гетероциклическую группу или их комбинацию, необязательно содержащую от 1 до 8 или от 2 до 8 вторичных или третичных аминов, или заместитель, содержащий тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент.each R 5 independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, a heteroalkyl group, a heterocyclic group, or a combination thereof, optionally containing 1 to 8 or 2 to 8 secondary or tertiary amines, or a substituent containing tissue-specific or cell-specific targeting moiety.

Полимер, содержащий структуру формулы 1, полученный этим способом, может быть любым полимером формулы 1, включая формулы 1.1, 1.2, 1А1, 1А, 1.1А, 1.2А, 4 или 4А, а также любые их варианты осуществления, как описано в отношении полимера по изобретению.The polymer containing the structure of formula 1 obtained by this method can be any polymer of formula 1, including formulas 1.1, 1.2, 1A1, 1A, 1.1A, 1.2A, 4 or 4A, and any embodiments thereof, as described with respect to the polymer according to the invention.

Полимер, содержащий структуру формулы 3, может быть любым подходящим полимером, отвечающим этим критериям. В некоторых вариантах осуществления полимер альтернативно может быть описан формулой 3.1:The polymer containing the structure of formula 3 can be any suitable polymer meeting these criteria. In some embodiments, the polymer may alternatively be described by Formula 3.1:

или, если остов находится в альфа-, бета-конфигурации, формулой 3.2:or, if the core is in alpha, beta configuration, by formula 3.2:

где m3 представляет собой целое число от 5 до 2000 (например, 5-1000, 5-500, 5-100, 25-2000, 25-500, 25-100, 50-2000, 50-1000, 50-500 или 50-100);where m 3 represents an integer from 5 to 2000 (for example, 5-1000, 5-500, 5-100, 25-2000, 25-500, 25-100, 50-2000, 50-1000, 50-500 or 50-100);

символ / указывает, что разделенные таким образом звенья связаны случайным образом или в любом порядке;the symbol / indicates that the links separated in this way are connected randomly or in any order;

каждый из R3a и R3b независимо представляет собой метиленовую или этиленовую группу;each of R 3a and R 3b independently represents a methylene or ethylene group;

каждый R13 независимо представляет собой водород или Q-Cn-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу;each R 13 independently represents hydrogen or a Q-Cn-alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group;

каждый А3 независимо представляет собой группу формулы:each A 3 independently represents a group of the formula:

- 31 046334- 31 046334

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR22;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 2;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2 2]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 2 ] 2 ;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2R2}; или -(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR22]2}2, где каждый из p1-p4, q1-q6 и rl и r2 независимо представляет собой целое число от 1 до 5;-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2R 2 }; or -(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR 2 2] 2 } 2 , where p1-p4, q1-q6 and rl and r2 are each independently an integer from 1 to 5;

каждый R2 независимо представляет собой водород или CrCn-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу.each R 2 independently represents hydrogen or a CrCn-alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group.

В этом случае способ может включать модификацию по меньшей мере части групп А3, достаточную для получения полимера со структурой формулы 1.1 или 1.2, как раскрыто в настоящем описании. Примером полимера, содержащего одну из следующих структур, является pAsp(DET) (поли(2-[(2аминоэтил)амино]этиласпартамид)) или PEG-pAsp(DET) (полиэтиленгликоль-b-поли{N'-[N-(2-аминоэтил)-2-аминоэтил] аспартамид}).In this case, the method may include modifying at least a portion of the A 3 groups sufficient to produce a polymer with a structure of formula 1.1 or 1.2, as disclosed herein. An example of a polymer containing one of the following structures is pAsp(DET) (poly(2-[(2aminoethyl)amino]ethyl aspartamide)) or PEG-pAsp(DET) (polyethylene glycol-b-poly{N'-[N-(2 -aminoethyl)-2-aminoethyl] aspartamide}).

Группы, обозначенные А1 и/или А2 (или группа А3 полимера формулы 3.1 или 3.2), могут быть модифицированы любыми подходящими средствами для получения групп, обозначенных В1 и/или В2 (или группы А3 полимера формулы 1.1 или 1.2).The groups designated A 1 and/or A 2 (or the A 3 group of a polymer of formula 3.1 or 3.2) can be modified by any suitable means to produce the groups designated B 1 and/or B 2 (or the A 3 group of a polymer of formula 1.1 or 1.2 ).

Например, группы, обозначенные А1 и/или А2 (или группа А3 полимера формулы 3.1 или 3.2), могут быть модифицированы с помощью реакции присоединения по Михаэлю, раскрытия эпоксидного кольца или реакции замещения. В предпочтительных вариантах осуществления группы, обозначенные А1 и/или А2 (или группа А3 полимера формулы 3.1 или 3.2), модифицированы с помощью реакции присоединения по Михаэлю.For example, groups designated A 1 and/or A 2 (or group A 3 of a polymer of formula 3.1 or 3.2) can be modified by Michael addition, epoxy ring opening, or substitution reactions. In preferred embodiments, the groups designated A 1 and/or A 2 (or the A 3 group of a polymer of Formula 3.1 or 3.2) are modified by a Michael addition reaction.

В одном из вариантов осуществления группы А1 и/или А2 полимера, содержащего структуру формулы 3, или группа А3 полимера формулы 3.1 или 3.2, модифицированы с помощью реакции присоединения по Михаэлю, осуществляемой между полимером, содержащим структуру формулы 3, и α,β-ненасыщенным карбонильным соединением. В контексте настоящего описания термин присоединение по Михаэлю относится к нуклеофильному присоединению нуклеофила полимера (например, карбаниона, аниона кислорода, аниона азота, атома кислорода, атома азота или их комбинации) к α,β-ненасыщенному карбонильному соединению. Соответственно, реакция присоединения по Михаэлю осуществляется между полимером, содержащим структуру формулы 3, и α,β-ненасыщенным карбонильным соединением. В некоторых вариантах осуществления нуклеофил полимера является анионом азота, атомом азота ли их комбинацией.In one embodiment, groups A 1 and/or A 2 of a polymer containing a structure of formula 3, or group A 3 of a polymer of formula 3.1 or 3.2, are modified by a Michael addition reaction carried out between the polymer containing a structure of formula 3 and α, β-unsaturated carbonyl compound. As used herein, the term Michael addition refers to the nucleophilic addition of a polymer nucleophile (eg, a carbanion, an oxygen anion, a nitrogen anion, an oxygen atom, a nitrogen atom, or a combination thereof) to an α,β-unsaturated carbonyl compound. Accordingly, a Michael addition reaction occurs between a polymer containing the structure of Formula 3 and an α,β-unsaturated carbonyl compound. In some embodiments, the nucleophile of the polymer is a nitrogen anion, a nitrogen atom, or a combination thereof.

α,β-Ненасыщенное карбонильное соединение может представлять собой любое α,β-ненасыщенное карбонильное соединение, способное принимать нуклеофил по реакции присоединения по Михаэлю. В некоторых вариантах осуществления α,β-ненасыщенное карбонильное соединение является акрилатом, акриламидом, винилсульфоном или их комбинацией. Соответственно, реакция присоединения по Михаэлю может происходить между полимером, содержащим структуру формулы 3, и акрилатом, акриламидом, винилсульфоном или их комбинацией. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления способ содержит приведение в контакт полимера, содержащего структуру формулы 3, и акрилата; приведение в контакт полимера, содержащего структуру формулы 3, и акриламида; или приведение в контакт полимера, содержащего структуру формулы 3, и винилсульфона.The α,β-unsaturated carbonyl compound can be any α,β-unsaturated carbonyl compound capable of accepting a nucleophile via Michael addition reaction. In some embodiments, the α,β-unsaturated carbonyl compound is an acrylate, an acrylamide, a vinyl sulfone, or a combination thereof. Accordingly, a Michael addition reaction can occur between a polymer containing the structure of Formula 3 and an acrylate, acrylamide, vinyl sulfone, or a combination thereof. Thus, in some embodiments, the method comprises contacting a polymer containing the structure of Formula 3 and an acrylate; bringing into contact a polymer containing the structure of formula 3 and acrylamide; or contacting a polymer containing the structure of Formula 3 and a vinyl sulfone.

В вариантах осуществления, в которых группы, обозначенные А1 и/или А2 (или группа А3 полимера формулы 3.1 или 3.2), модифицированы с помощью реакции присоединения по Михаэлю, эти группы образуют группы, обозначенные В1 и/или В2, определенные в настоящем описании в отношении формул 1, 1.1, 1.2, 1А, 1А1, и т.д. (или группы А3 полимера формулы 1.1 или 1.2). Например, группы В1 и/или В2 могут быть представлены формулой:In embodiments in which the groups designated A 1 and/or A 2 (or the A 3 group of a polymer of formula 3.1 or 3.2) are modified by a Michael addition reaction, these groups form groups designated B 1 and/or B 2 . defined herein with respect to formulas 1, 1.1, 1.2, 1A, 1A1, etc. (or group A 3 polymer of formula 1.1 or 1.2). For example, groups B 1 and/or B 2 can be represented by the formula:

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR2-(CH2)sl-R4-R5;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 -(CH2) sl -R 4 -R 5 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2-(CH2)s2-R4-R5]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 -(CH2)s2-R 4 -R 5 ]2;

-(CH2)P3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2(CH2)s3-R4-R5};-(CH 2 ) P 3-N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2(CH 2 ) s3 -R 4 -R 5 };

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2-(CH2)s4-R4-R5]2}2, где каждый из p1-p4, q1-q6, r1 и r2 и s1-s4 независимо представляет собой целое число от 1 до 5;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 -(CH2)s4-R 4 -R 5 ]2} 2 , where each of p1-p4, q1-q6, r1 and r2 and s1-s4 independently represent an integer from 1 to 5;

каждый R2 независимо представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу; каждый R4 независимо представляет собой -C(O)O-, -C(O)NH- или -S(O)(O)-;each R 2 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group; each R 4 independently represents -C(O)O-, -C(O)NH- or -S(O)(O)-;

каждый R5 независимо представляет собой алкильную группу, циклоалкильную группу, алкенильную группу, циклоалкенильную группу, арильную группу, гетероалкильную группу, гетероциклическую группу или их комбинацию, необязательно содержащую от 1 до 8 или от 2 до 8 вторичных или третичных аминов, или заместитель, содержащий тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент; или в других случаях группы и заместители могут быть такими, как они определены в отношении полимеров по изобретению.each R 5 independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, a heteroalkyl group, a heterocyclic group, or a combination thereof, optionally containing 1 to 8 or 2 to 8 secondary or tertiary amines, or a substituent containing tissue-specific or cell-specific targeting moiety; or in other cases, the groups and substituents may be as defined in relation to the polymers of the invention.

- 32 046334- 32 046334

Примеры подходящих для использования акрилатов, акриламидов и винилсульфонов включают акрилат формулы:Examples of suitable acrylates, acrylamides and vinyl sulfones include an acrylate of the formula:

где R5 является таким, как определено отношении любой из формул 1, 1.1, 1.2, 1А, 1.1А или 1.2А.where R 5 is as defined by any of formulas 1, 1.1, 1.2, 1A, 1.1A or 1.2A.

В некоторых вариантах осуществления для облегчения проведения реакции присоединения по Михаэлю используют кислоту и/или основание. Кислота и/или основание могут быть любой подходящей кислотой и/или основанием с любым подходящим значением pKa. Кислота и/или основание могут представлять собой органическую кислоту (например, п-толуолсульфоновую кислоту), органическое основание (например, триэтиламин), неорганическую кислоту (например, тетрахлорид титана), неорганическое основание (например, карбонат калия) или их комбинацию.In some embodiments, an acid and/or a base is used to facilitate the Michael addition reaction. The acid and/or base can be any suitable acid and/or base with any suitable pKa value. The acid and/or base may be an organic acid (eg, p-toluenesulfonic acid), an organic base (eg, triethylamine), an inorganic acid (eg, titanium tetrachloride), an inorganic base (eg, potassium carbonate), or a combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления для облегчения проведения реакции присоединения по Михаэлю используют кислоту. Кислота может представлять собой кислоту Брэнстеда или кислоту Льюиса. В вариантах осуществления, в которых кислота представляет собой кислоту Брэнстеда, кислота может быть слабой кислотой (т.е. с pKa от примерно 4 до примерно 7) или сильной кислотой (т.е. с pKa от примерно -2 до примерно 4). Обычно кислота является слабой кислотой. В некоторых вариантах осуществления кислота представляет собой кислоту Льюиса. Например, кислота может представлять собой бис-(трифторметансульфон)имид или п-толуолсульфоновую кислоту.In some embodiments, an acid is used to facilitate the Michael addition reaction. The acid may be a Brønsted acid or a Lewis acid. In embodiments in which the acid is a Brønsted acid, the acid can be a weak acid (ie, with a pKa of about 4 to about 7) or a strong acid (ie, with a pKa of about -2 to about 4). Typically the acid is a weak acid. In some embodiments, the acid is a Lewis acid. For example, the acid may be bis(trifluoromethanesulfone)imide or p-toluenesulfonic acid.

В некоторых вариантах осуществления для облегчения проведения реакции присоединения по Михаэлю используют основание. Основание может представлять собой слабое основание (т.е. с pKa от примерно 7 до примерно 12) или сильное основание (т.е. с pKa от примерно 12 до примерно 50). Обычно основание представляет собой слабое основание. Например, основание может представлять собой триэтиламин, диизопропилэтиламин, пиридин, N-метил морфолин или НК-диметид-иинеразин или их производные.In some embodiments, a base is used to facilitate the Michael addition reaction. The base may be a weak base (ie, a pKa of about 7 to about 12) or a strong base (ie, a pKa of about 12 to about 50). Typically the base is a weak base. For example, the base may be triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine, N-methyl morpholine or NA-dimethylinerazine or derivatives thereof.

В некоторых вариантах осуществления реакцию присоединения по Михаэлю выполняют в растворителе. Растворитель может быть любым подходящим растворителем или смесью растворителей, способных солюбилизировать полимер и α,β-ненасыщенное карбонильное соединение для осуществления реакции. Например, растворитель может включать воду, протонные органические растворители и/или апротонные органические растворители. Приведенный в качестве примера список растворителей включает воду, дихлорметан, диэтиловый эфир, диметилсульфоксид, ацетонитрил, метанол и этанол.In some embodiments, the Michael addition reaction is performed in a solvent. The solvent may be any suitable solvent or mixture of solvents capable of solubilizing the polymer and the α,β-unsaturated carbonyl compound to effect the reaction. For example, the solvent may include water, protic organic solvents and/or aprotic organic solvents. An exemplary list of solvents includes water, dichloromethane, diethyl ether, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, methanol and ethanol.

В одном из вариантов осуществления группы А1 и/или А2 (или группа А3 полимера формулы 3.1 или 3.2) полимера модифицированы с помощью реакции раскрытия эпоксидного кольца между полимером и эпоксидным соединением. В контексте настоящего описания термин раскрытие эпоксидного кольца относится к нуклеофильному присоединению нуклеофила полимера (например, карбаниона, аниона кислорода, аниона азота, атома кислорода, атома азота или их комбинации) к эпоксидному соединению, таким образом раскрывая эпоксидное кольцо. Соответственно, реакция раскрытия эпоксидного кольца осуществляется между полимером и эпоксидным соединением. В некоторых вариантах осуществления нуклеофилом полимера является анион азота, атом азота или их комбинация.In one embodiment, the A 1 and/or A 2 groups (or the A 3 group of a polymer of Formula 3.1 or 3.2) of the polymer are modified by an epoxy ring opening reaction between the polymer and the epoxy compound. As used herein, the term epoxy ring opening refers to the nucleophilic addition of a polymer nucleophile (eg, a carbanion, an oxygen anion, a nitrogen anion, an oxygen atom, a nitrogen atom, or a combination thereof) to an epoxy compound, thereby opening the epoxy ring. Accordingly, the epoxy ring opening reaction occurs between the polymer and the epoxy compound. In some embodiments, the nucleophile of the polymer is a nitrogen anion, a nitrogen atom, or a combination thereof.

В вариантах осуществления, в которых группы, обозначенные А1 и/или А2 (или группа А3 полимера формулы 3.1 или 3.2), модифицированы с помощью реакции раскрытия эпоксидного кольца, эти группы образуют группы, обозначенные В1 и/или В2 (или группы А3 полимера формулы 1.1 или 1.2) формулы:In embodiments in which groups designated A 1 and/or A 2 (or group A 3 of a polymer of formula 3.1 or 3.2) are modified by an epoxy ring opening reaction, these groups form groups designated B 1 and/or B 2 ( or group A 3 polymer of formula 1.1 or 1.2) formula:

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR2-CH2-CHOH-R5;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 -CH2-CHOH-R 5 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2-CH2-CHOH-R5;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 -CH 2 -CHOH-R 5 ;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2-CH2-CHOH-R5;-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2-CH 2 -CHOH-R 5 ;

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2-CH2-CHOH-R5]2}2, где каждый из p1-p4, q1-q6 и r1 и r2 независимо представляет собой целое число от 1 до 5;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 -CH2-CHOH-R 5 ]2} 2 , where each of p1-p4, q1-q6 and r1 and r2 independently represent an integer from 1 to 5;

каждый R2 независимо представляет собой водород или С1-С12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу;each R 2 independently represents hydrogen or a C1-C 12 alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group;

каждый R5 независимо представляет собой алкильную группу, циклоалкильную группу, алкенильную группу, циклоалкенильную группу, арильную группу, гетероалкильную группу, гетероциклическую группу или их комбинацию, необязательно содержащую от 1 до 8 или от 2 до 8 вторичных или третичных аминов, или заместитель, содержащий тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент.each R 5 independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, a heteroalkyl group, a heterocyclic group, or a combination thereof, optionally containing 1 to 8 or 2 to 8 secondary or tertiary amines, or a substituent containing tissue-specific or cell-specific targeting moiety.

Примеры эпоксидов, подходящих для применения, включают эпоксиды формулы:Examples of epoxides suitable for use include epoxides of the formula:

где R5 является таким, как определено в отношении любого полимера по изобретению (например, формулы 1, 1.1, 1.2, 1А, 1.1А или 1.2А).where R 5 is as defined in relation to any polymer according to the invention (for example, formulas 1, 1.1, 1.2, 1A, 1.1A or 1.2A).

В некоторых вариантах осуществления для облегчения проведения реакции раскрытия эпоксидного кольца используют кислоту и/или основание. Кислота и/или основание могут быть любой подходящейIn some embodiments, an acid and/or a base is used to facilitate the epoxy ring opening reaction. The acid and/or base may be any suitable

- 33 046334 кислотой и/или основанием с любым подходящим значением pKa. Кислота и/или основание могут представлять собой органическую кислоту (например, п-толуолсульфоновую кислоту), органическое основание (например, триэтиламин), неорганическую кислоту (например, тетрахлорид титана), неорганическое основание (например, карбонат калия) или их комбинацию.- 33 046334 acid and/or base with any suitable pKa value. The acid and/or base may be an organic acid (eg, p-toluenesulfonic acid), an organic base (eg, triethylamine), an inorganic acid (eg, titanium tetrachloride), an inorganic base (eg, potassium carbonate), or a combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления для облегчения проведения реакции раскрытия эпоксидного кольца используют кислоту. Кислота может представлять собой кислоту Брэнстеда или кислоту Льюиса. В вариантах осуществления, в которых кислота представляет собой кислоту Брэнстеда, кислота может быть слабой кислотой (т.е. с pKa от примерно 4 до примерно 7) или сильной кислотой (т.е. с pKa от примерно -2 до примерно 4). Обычно кислота является слабой кислотой. В некоторых вариантах осуществления кислота представляет собой кислоту Льюиса. Например, кислота может представлять собой бис-(трифторметансульфон)имид или п-толуолсульфоновую кислоту.In some embodiments, an acid is used to facilitate the epoxy ring opening reaction. The acid may be a Brønsted acid or a Lewis acid. In embodiments in which the acid is a Brønsted acid, the acid can be a weak acid (ie, with a pKa of about 4 to about 7) or a strong acid (ie, with a pKa of about -2 to about 4). Typically the acid is a weak acid. In some embodiments, the acid is a Lewis acid. For example, the acid may be bis(trifluoromethanesulfone)imide or p-toluenesulfonic acid.

В некоторых вариантах осуществления для облегчения проведения реакции раскрытия эпоксидного кольца используют основание. Основание может представлять собой слабое основание (т.е. с pKa от примерно 7 до примерно 12) или сильное основание (т.е. с pKa от примерно 12 до примерно 50). Обычно основание представляет собой слабое основание. Например, основание может представлять собой триэтиламин, диизопропилэтиламин, пиридин, N-метилморфолин или ^^диметилпиперазин или их производные.In some embodiments, a base is used to facilitate the epoxy ring opening reaction. The base may be a weak base (ie, a pKa of about 7 to about 12) or a strong base (ie, a pKa of about 12 to about 50). Typically the base is a weak base. For example, the base may be triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine, N-methylmorpholine or N-dimethylpiperazine or derivatives thereof.

В некоторых вариантах осуществления реакцию раскрытия эпоксидного кольца выполняют в растворителе. Растворитель может быть любым подходящим растворителем или смесью растворителей, способных солюбилизировать полимер и эпоксидное соединение для осуществления реакции. Например, растворитель может включать воду, протонные органические растворители и/или апротонные органические растворители. Приведенный в качестве примера список растворителей включает воду, дихлорметан, диэтиловый эфир, диметилсульфоксид, ацетонитрил, метанол и этанол.In some embodiments, the epoxy ring opening reaction is performed in a solvent. The solvent may be any suitable solvent or mixture of solvents capable of solubilizing the polymer and the epoxy compound to effect the reaction. For example, the solvent may include water, protic organic solvents and/or aprotic organic solvents. An exemplary list of solvents includes water, dichloromethane, diethyl ether, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, methanol and ethanol.

В одном из вариантов осуществления группы А1 и/или А2 (или группа А3 полимера формулы 3.1 или 3.2) полимера модифицированы с помощью реакции замещения, проводимой между полимером и соединением, содержащим уходящую группу (например, хлорид, бромид, иодид, тозилат, трифлат, мезилат и т.п.). В контексте настоящего описания термин замещение относится к нуклеофильному присоединению нуклеофила полимера (например, карбаниона, аниона кислорода, аниона азота, атома кислорода, атома азота или их комбинации) к соединению, содержащему уходящую группу. Соответственно, реакция замещения осуществляется между полимером и соединением, содержащим уходящую группу. В некоторых вариантах осуществления нуклеофил полимера является анионом азота, атомом азота или их комбинацией.In one embodiment, the groups A 1 and/or A 2 (or group A 3 of a polymer of formula 3.1 or 3.2) of the polymer are modified by a substitution reaction carried out between the polymer and a compound containing a leaving group (eg, chloride, bromide, iodide, tosylate , triflate, mesylate, etc.). As used herein, the term substitution refers to the nucleophilic addition of a polymer nucleophile (eg, a carbanion, an oxygen anion, a nitrogen anion, an oxygen atom, a nitrogen atom, or a combination thereof) to a compound containing a leaving group. Accordingly, the substitution reaction occurs between the polymer and the compound containing the leaving group. In some embodiments, the nucleophile of the polymer is a nitrogen anion, a nitrogen atom, or a combination thereof.

В вариантах осуществления, в которых группы, обозначенные А1 и/или А2 (или группа А3 полимера формулы 3.1 или 3.2), модифицированы с помощью реакции замещения, эти группы образуют группы, обозначенные В1 и/или В2 (или группы А3 полимера формулы 1.1 или 1.2) формулы:In embodiments in which the groups designated A 1 and/or A 2 (or group A 3 of the polymer of formula 3.1 or 3.2) are modified by a substitution reaction, these groups form groups designated B 1 and/or B 2 (or groups A 3 polymers of formula 1.1 or 1.2) formula:

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR2-(CH2)sl-R5;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 -(CH2) sl -R 5 ;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2-(CH2)s2-R5]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 -(CH2)s2-R 5 ]2;

-(CH2)P3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2(CH2)S3-R5}; или -(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2-(CH2)s4-R5]2}2, где каждый из p1-p4, q1-q6, r1 и r2 и s1-s4 независимо представляет собой целое число от 1 до 5;-(CH 2 ) P 3-N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2(CH 2 ) S 3-R 5 }; or -(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 -(CH2)s4-R 5 ]2} 2 , where each of p1-p4, q1- q6, r1 and r2 and s1-s4 independently represent an integer from 1 to 5;

каждый R2 независимо представляет собой водород или C1-C12-αлкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу;each R 2 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 -alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group;

каждый R5 независимо представляет собой алкильную группу, циклоалкильную группу, алкенильную группу, циклоалкенильную группу, арильную группу, гетероалкильную группу, гетероциклическую группу или их комбинацию, необязательно содержащую от 1 до 8 или от 2 до 8 вторичных или третичных аминов, или заместитель, содержащий тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент.each R 5 independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, a heteroalkyl group, a heterocyclic group, or a combination thereof, optionally containing 1 to 8 or 2 to 8 secondary or tertiary amines, or a substituent containing tissue-specific or cell-specific targeting moiety.

В некоторых вариантах осуществления способ содержит получение полимера, содержащего структуру формулы 5, из соединения формулы А:In some embodiments, the method comprises preparing a polymer containing the structure of Formula 5 from a compound of Formula A:

где R3b представляет собой метиленовую или этиленовую группу;where R 3b represents a methylene or ethylene group;

W представляет собой -NR14- или -О-, где R14 представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу;W represents -NR 14 - or -O-, where R 14 represents hydrogen or a C 1 -C 12 alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group;

Z представляет собой А1 или алкильную группу, циклоалкильную группу, алкенильную группу, циклоалкенильную группу, арильную группу, арилалкильную группу, гетероалкильную группу, гетероциклическую группу или их комбинацию, необязательно содержащую от 1 до 8 или от 2 до 8 вторичных или третичных аминов, или заместитель, содержащий тканеспецифический или клеткоспецифическийZ represents A 1 or an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, an arylalkyl group, a heteroalkyl group, a heterocyclic group, or a combination thereof, optionally containing 1 to 8 or 2 to 8 secondary or tertiary amines, or a substituent containing a tissue-specific or cell-specific

- 34 046334 нацеливающий фрагмент;- 34 046334 targeting fragment;

А1 представляет собой группу формулы:And 1 represents a group of the formula:

-(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR22;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 2;

-(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2 2]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 2 ] 2 ;

-(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2R2}; или-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2R 2 }; or

-(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR22]2}2, где каждый из p1-p4, q1-q6 и r1 и r2 независимо представляет собой целое число от 1 до 5;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR2 2 ] 2 } 2 , where each of p1-p4, q1-q6 and r1 and r2 independently represents an integer number from 1 to 5;

каждый R2 независимо представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу.each R 2 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group.

Как правило, способ, содержащий образование полимера, содержащего структуру формулы 5, из соединения формулы А, включает полимеризацию с раскрытием кольца соединения формулы А. Полимеризация с раскрытием кольца соединения формулы А может быть инициирована любым подходящим способом (например, с помощью температуры, света, катализатора, соединения и т.п.). В некоторых вариантах осуществления полимеризацию с раскрытием кольца соединения формулы А инициируют с помощью амин-содержащего соединения.Typically, the process comprising forming a polymer containing the structure of formula 5 from a compound of formula A involves ring opening polymerization of a compound of formula A. Ring opening polymerization of a compound of formula A can be initiated by any suitable method (eg, temperature, light, catalyst, compound, etc.). In some embodiments, ring-opening polymerization of a compound of Formula A is initiated with an amine-containing compound.

В некоторых вариантах осуществления полимеризацию с раскрытием кольца соединения формулы А инициируют с помощью амин-содержащего соединения формулы:In some embodiments, ring-opening polymerization of a compound of formula A is initiated with an amine-containing compound of formula:

RMcH2CH20prCH^Y— νηξ с 0-6 где с представляет собой целое число от 0 до 50;RMcH 2 CH 2 0prC H ^Y— νη ξ с 0-6 where с represents an integer from 0 to 50;

Y необязательно присутствует и представляет собой расщепляемый линкер;Y is optionally present and is a cleavable linker;

R6 представляет собой водород, аминогруппу, арильную группу, гетероциклическую группу, C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу, линейную или разветвленную C1-C12-алкильную группу, необязательно замещенную одним или более аминами; или тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент.R 6 represents hydrogen, an amino group, an aryl group, a heterocyclic group, a C 1 -C 12 alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group or a cycloalkenyl group, a linear or branched C 1 -C 12 alkyl group, optionally substituted by one or more amines ; or a tissue-specific or cell-specific targeting moiety.

В предпочтительных вариантах осуществления амин-содержащее соединение представляет собойIn preferred embodiments, the amine-containing compound is

В некоторых вариантах осуществления в соединении формулы A Y представляет собой -О- и Z представляет собой алкильную группу, циклоалкильную группу, алкенильную группу, циклоалкенильную группу, арильную группу, арилалкильную группу, гетероалкильную группу, гетероциклическую группу или их комбинацию, необязательно содержащую от 1 до 8 или от 2 до 8 вторичных или третичных аминов. В некоторых вариантах осуществления Z представляет собой арилалкильную группу, такую как бензил. Способ получения полимера формулы 5 дополнительно содержит, после осуществления полимеризации с раскрытием кольца, обработку полученного промежуточного полимера соединением формулы NHR17-A1, где А1 является таким, как определено в отношении формулы 1. Соединение формулы NI IRr-A' необязательно представляет собой диэтиленамин триамин. В некоторых вариантах осуществления соединение формулы NHR17-A1 не является диэтиленамин триамином.In some embodiments, in a compound of formula, AY is -O- and Z is an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, an arylalkyl group, a heteroalkyl group, a heterocyclic group, or a combination thereof, optionally containing from 1 to 8 or 2 to 8 secondary or tertiary amines. In some embodiments, Z is an arylalkyl group, such as benzyl. The method for preparing the polymer of formula 5 further comprises, after ring opening polymerization has occurred, treating the resulting intermediate polymer with a compound of formula NHR17-A 1 , wherein A 1 is as defined in relation to formula 1. The compound of formula NI IR r -A' is optionally diethylenamine triamine. In some embodiments, the compound of formula NHR17-A 1 is not a diethyleneamine triamine.

R17 может представлять собой водород или С1-С12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу. В некоторых вариантах осуществления R17 представляет собой линейную или разветвленную С1-С12-алкильную группу (например, С110-алкильную группу; С1-С8-алкильную группу; С1-С6-алкильную группу; С1-С4-алкильную группу, С1-С3-алкильную группу или C1 или С2 алкильную группу). В некоторых вариантах осуществления R17 представляет собой метил. В других вариантах осуществления R17 может быть водородом. Обычно в заданном полимере все R17 являются одинаковыми (например, все представляет собой метил или водород); однако каждый R17 выбирают независимо, и R17 могут быть одинаковыми или разными.R 17 may represent hydrogen or a C1-C12 alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group or a cycloalkenyl group. In some embodiments, R 17 is a straight or branched C1-C12 alkyl group (e.g., a C 1 -C 10 alkyl group; a C1-C 8 alkyl group; a C1-C 6 alkyl group; a C1-C 4 - alkyl group, C1- C3 alkyl group or C1 or C2 alkyl group). In some embodiments, R 17 is methyl. In other embodiments, R 17 may be hydrogen. Typically, in a given polymer, all R 17 are the same (eg, all are methyl or hydrogen); however, each R 17 is independently selected and the R 17 may be the same or different.

Примеры соединений, содержащих уходящие группы, подходящие для применения, включают соединение формулы:Examples of compounds containing leaving groups suitable for use include a compound of the formula:

где LG представляет собой уходящую группу (например, хлорид, бромид, йодид, тозилат, трифлат, мезилат и т.д.);where LG represents a leaving group (eg, chloride, bromide, iodide, tosylate, triflate, mesylate, etc.);

R5 является таким, как описано в отношении любой из формул 1, 1.1, 1.2, 1А, 1.1А или 1.2А.R 5 is as described in relation to any of formulas 1, 1.1, 1.2, 1A, 1.1A or 1.2A.

В некоторых вариантах осуществления для облегчения проведения реакции замещения используют кислоту и/или основание. Кислота и/или основание могут быть любой кислотой и/или основанием с любым подходящим значением pKa. Кислота и/или основание могут быть органической кислотой (например, п-толуолсульфоновой кислотой), органическим основанием (например, триэтиламином), неорганиIn some embodiments, an acid and/or a base is used to facilitate the displacement reaction. The acid and/or base can be any acid and/or base with any suitable pKa value. The acid and/or base may be an organic acid (eg, p-toluenesulfonic acid), an organic base (eg, triethylamine), inorganic

- 35 046334 ческой кислотой (например, тетрахлоридом титана), неорганическим основанием (например, карбонатом калия) или их комбинацией.- 35 046334 chelic acid (for example titanium tetrachloride), an inorganic base (for example potassium carbonate) or a combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления для облегчения проведения реакции замещения используют кислоту. Кислота может представлять собой кислоту Брэнстеда или кислоту Льюиса. В вариантах осуществления, в которых кислота представляет собой кислоту Брэнстеда, кислота может быть слабой кислотой (т.е. с pKa от примерно 4 до примерно 7) или сильной кислотой (т.е. с pKa от примерно -2 до примерно 4). Обычно кислота является слабой кислотой. В некоторых вариантах осуществления кислота представляет собой кислоту Льюиса. Например, кислота может представлять собой бис-(трифторметансульфон)имид или п-толуолсульфоновую кислоту.In some embodiments, an acid is used to facilitate the displacement reaction. The acid may be a Brønsted acid or a Lewis acid. In embodiments in which the acid is a Brønsted acid, the acid can be a weak acid (ie, with a pKa of about 4 to about 7) or a strong acid (ie, with a pKa of about -2 to about 4). Typically the acid is a weak acid. In some embodiments, the acid is a Lewis acid. For example, the acid may be bis(trifluoromethanesulfone)imide or p-toluenesulfonic acid.

В некоторых вариантах осуществления для облегчения проведения реакции замещения используют основание. Основание может представлять собой слабое основание (т.е. с pKa от примерно 7 до примерно 12) или сильное основание (т.е. с pKa от примерно 12 до примерно 50). Обычно основание представляет собой слабое основание. Например, основание может представлять собой триэтиламин, диизопропилэтиламин, пиридин, N-метил морфолин или N, N-диметилпиперазин или их производные.In some embodiments, a base is used to facilitate the displacement reaction. The base may be a weak base (ie, a pKa of about 7 to about 12) or a strong base (ie, a pKa of about 12 to about 50). Typically the base is a weak base. For example, the base may be triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine, N-methyl morpholine or N,N-dimethylpiperazine or derivatives thereof.

В некоторых вариантах осуществления реакцию замещения выполняют в растворителе. Растворитель может быть любым подходящим растворителем или смесью растворителей, способных солюбилизировать полимер и соединение, содержащее уходящую группу, для прохождения реакции. Например, растворитель может включать воду, протонные органические растворители и/или апротонные органические растворители. Приведенный в качестве примера список растворителей включает воду, дихлорметан, диэтиловый эфир, диметилсульфоксид, ацетонитрил, метанол и этанол.In some embodiments, the displacement reaction is performed in a solvent. The solvent may be any suitable solvent or mixture of solvents capable of solubilizing the polymer and the leaving group-containing compound for the reaction. For example, the solvent may include water, protic organic solvents and/or aprotic organic solvents. An exemplary list of solvents includes water, dichloromethane, diethyl ether, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, methanol and ethanol.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает выделение полимера, содержащего структуру формулы 1. Полимер, содержащий структуру формулы 1, может быть выделен с помощью любых подходящих средств. Например, полимер, содержащий структуру формулы 1, может быть выделен путем экстракции, кристаллизации, рекристаллизации, колоночной хроматографии, фильтрации или любой их комбинацией.In some embodiments, the method further comprises isolating a polymer containing the structure of Formula 1. The polymer containing the structure of Formula 1 may be isolated by any suitable means. For example, a polymer containing the structure of Formula 1 can be isolated by extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography, filtration, or any combination thereof.

КомпозицииCompositions

Представленные в настоящем описании полимеры можно использовать для любых целей. Однако считается, что полимеры особенно полезны для доставки нуклеиновых кислот и/или полипептидов (например, белка) в клетки. Таким образом, предложена композиция, содержащая раскрытые в настоящем описании полимер и нуклеиновую кислоту и/или полипептид (например, белок).The polymers presented herein can be used for any purpose. However, polymers are believed to be particularly useful for delivering nucleic acids and/or polypeptides (eg, protein) into cells. Thus, a composition is provided containing a polymer and a nucleic acid and/or polypeptide (eg, protein) as disclosed herein.

В некоторых вариантах осуществления композиция содержит нуклеиновую кислоту. Можно использовать любую нуклеиновую кислоту. Приведенный в качестве примера список нуклеиновых кислот включает системы CRISPR гидовой и/или донорной нуклеиновых кислот, миРНК, микроРНК, интерферирующую РНК или РНКи, дцРНК, мРНК, ДНК-вектор, рибозимы, антисмысловые полинуклеотиды и ДНК-кассеты экспрессии, кодирующие миРНК, микроРНК, дцРНК, рибозимы или антисмысловые нуклеиновые кислоты. миРНК содержит двухцепочечную структуру, обычно содержащую 15-50 пар оснований и предпочтительно 19-25 пар оснований и имеющую нуклеотидную последовательность, идентичную или почти идентичную экспрессируемому целевому гену или РНК внутри клетки. миРНК может состоять из двух гибридизованных полинуклеотидов или одного полинуклеотида, который образует шпилечную структуру. МикроРНК (миРНК) представляют собой малые некодирующие полинуклеотиды, длиной примерно 22 нуклеотида, которые направляют деградацию или трансляционную репрессию своих целевых мРНК. Антисмысловые полинуклеотиды содержат последовательность, комплементарную гену или мРНК. Антисмысловые полинуклеотиды включают, без ограничения, морфолины, 2'-О-метилполинуклеотиды, ДНК, РНК и т.п.In some embodiments, the composition contains a nucleic acid. Any nucleic acid can be used. An exemplary list of nucleic acids includes CRISPR guide and/or donor nucleic acid systems, siRNA, microRNA, interfering RNA or RNAi, dsRNA, mRNA, vector DNA, ribozymes, antisense polynucleotides, and DNA expression cassettes encoding siRNA, microRNA, dsRNA, ribozymes or antisense nucleic acids. siRNA contains a double-stranded structure, typically containing 15-50 base pairs and preferably 19-25 base pairs, and having a nucleotide sequence identical or nearly identical to the expressed target gene or RNA within the cell. siRNA can consist of two hybridized polynucleotides or one polynucleotide that forms a hairpin structure. MicroRNAs (miRNAs) are small noncoding polynucleotides, approximately 22 nucleotides in length, that direct the degradation or translational repression of their target mRNAs. Antisense polynucleotides contain a sequence complementary to a gene or mRNA. Antisense polynucleotides include, but are not limited to, morpholines, 2'-O-methyl polynucleotides, DNA, RNA, and the like.

Ингибитор экспрессии на основе полинуклеотидов может быть полимеризованным in vitro, рекомбинантным, содержать химерные последовательности или производные этих групп. Ингибитор экспрессии на основе полинуклеотидов может содержать рибонуклеотиды, дезоксирибонуклеотиды, синтетические нуклеотиды или любую подходящую комбинацию, которая подавляет целевую РНК и/или ген. Полинуклеотид также может представлять собой последовательность, которая служит штрих-кодом для таких целей, как отслеживание доставки in vitro или in vivo.The polynucleotide-based expression inhibitor may be in vitro polymerized, recombinant, contain chimeric sequences, or derivatives of these groups. The polynucleotide-based expression inhibitor may comprise ribonucleotides, deoxyribonucleotides, synthetic nucleotides, or any suitable combination that inhibits the target RNA and/or gene. The polynucleotide may also be a sequence that serves as a barcode for purposes such as tracking delivery in vitro or in vivo.

Композиция также может содержать любой предназначенный для доставки белок в дополнение к нуклеиновой кислоте или вместо нее. Полипептид может быть любым подходящим полипептидом. Например, полипептид может быть цинк-пальцевой нуклеазой, эффекторной нуклеазой, подобной активатору транскрипции (TAKEN), рекомбиназой, дезаминазой, эндонуклеазой или их комбинацией. В некоторых вариантах осуществления полипептид представляет собой РНК-управляемую эндонуклеазу (например, полипептид Cas9, полипептид Cpfl или их варианты) или ДНК-рекомбиназу (например, полипептид Cre).The composition may also contain any protein to be delivered in addition to or instead of the nucleic acid. The polypeptide may be any suitable polypeptide. For example, the polypeptide may be a zinc finger nuclease, a transcription activator-like effector nuclease (TAKEN), a recombinase, a deaminase, an endonuclease, or a combination thereof. In some embodiments, the polypeptide is an RNA-guided endonuclease (eg, a Cas9 polypeptide, a Cpfl polypeptide, or variants thereof) or a DNA recombinase (eg, a Cre polypeptide).

Считается, что представленные в настоящем описании полимеры особенно полезны для доставки одного или более компонентов системы CRISPR. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления композиция содержит гидовую РНК, РНК-управляемую эндонуклеазу или нуклеиновую кислоту, кодирующую ее, и/или донорную нуклеиновую кислоту. Композиция может содержать один, два или все три компонента вместе с раскрытым в настоящем описании полимером. Кроме того, композиция может соThe polymers provided herein are believed to be particularly useful for delivering one or more components of the CRISPR system. Thus, in some embodiments, the composition comprises a guide RNA, an RNA-guided endonuclease, or a nucleic acid encoding the same, and/or a donor nucleic acid. The composition may contain one, two or all three components together with the polymer disclosed herein. In addition, the composition can

- 36 046334 держать несколько гидовых РНК, РНК-управляемых эндонуклеаз или нуклеиновых кислот, кодирующих их, и/или донорные нуклеиновые кислоты. Например, могут быть включены несколько различных гидовых РНК для разных целевых сайтов, необязательно с несколькими разными донорными нуклеиновыми кислотами и даже с несколькими разными РНК-управляемыми эндонуклеазами или нуклеиновыми кислотами, кодирующими их.- 36 046334 hold several guide RNAs, RNA-guided endonucleases or nucleic acids encoding them, and/or donor nucleic acids. For example, several different guide RNAs for different target sites may be included, optionally with several different donor nucleic acids and even with several different RNA-guided endonucleases or nucleic acids encoding them.

Кроме того, компоненты системы CRISPR можно комбинировать друг с другом (если присутствует несколько компонентов) и полимером любым конкретным способом или в любом порядке. В некоторых вариантах осуществления гидовую РНК связывают в комплекс с РНК-эндонуклеазой до объединения с полимером. Дополнительно или альтернативно гидовая РНК может быть связана (ковалентно или нековалентно) с донорной нуклеиновой кислотой до объединения с полимером.In addition, the components of the CRISPR system can be combined with each other (if multiple components are present) and the polymer in any particular way or in any order. In some embodiments, the guide RNA is complexed with an RNA endonuclease prior to combining with the polymer. Additionally or alternatively, the guide RNA can be linked (covalently or non-covalently) to a donor nucleic acid prior to association with the polymer.

Композиции не ограничены какой-либо конкретной системой CRISPR (т.е. любой конкретной гидовой РНК, РНК-управляемой эндонуклеазой или донорной нуклеиновой кислотой), многие из которых известны. Тем не менее для дополнительной иллюстрации ниже описаны компоненты некоторых таких систем.The compositions are not limited to any particular CRISPR system (ie, any particular guide RNA, RNA-guided endonuclease, or donor nucleic acid), many of which are known. However, for further illustration, the components of some of these systems are described below.

Донорная нуклеиновая кислота.Donor nucleic acid.

Донорная нуклеиновая кислота (или донорная последовательность, или донорный полинуклеотид, или донорная ДНК) представляет собой последовательность нуклеиновой кислоты, которая предназначена для введения в сайт расщепления, индуцируемого РНК-направленной эндонуклеазой (например, полипептидом Cas9 или полипептидом Cpf1). Донорный полинуклеотид может иметь достаточную гомологию с целевой геномной последовательностью в сайте расщепления, например 70, 80, 85, 90, 95 или 100% гомологию с нуклеотидными последовательностями, фланкирующими сайт расщепления, например, в пределах примерно 50 оснований или меньше от сайта расщепления, например, в пределах примерно 30 оснований, в пределах примерно 15 оснований, в пределах примерно 10 оснований, в пределах примерно 5 оснований от сайта расщепления или непосредственно фланкирующими сайт расщепления, для поддержания репарации, управляемой гомологией между ним и геномной последовательностью, которой он гомологичен. Гомология, составляющая приблизительно 25, 50, 100 или 200 нуклеотидов или более 200 нуклеотидов последовательности между донором и геномной последовательностью (или любое интегральное значение от 10 до 200 нуклеотидов или более) будут поддерживать управляемую гомологией репарацию. Донорные последовательности могут иметь любую длину, например 10 нуклеотидов или более, 50 нуклеотидов или более, 100 нуклеотидов или более, 250 нуклеотидов или более, 500 нуклеотидов или более, 1000 нуклеотидов или более, 5000 нуклеотидов или более и т.д.A donor nucleic acid (or donor sequence, or donor polynucleotide, or donor DNA) is a nucleic acid sequence that is intended to be introduced into a cleavage site induced by an RNA-directed endonuclease (eg, a Cas9 polypeptide or a Cpf1 polypeptide). The donor polynucleotide may have sufficient homology to the target genomic sequence at the cleavage site, e.g., 70, 80, 85, 90, 95, or 100% homology to nucleotide sequences flanking the cleavage site, e.g., within about 50 bases or less of the cleavage site, e.g. , within about 30 bases, within about 15 bases, within about 10 bases, within about 5 bases from the cleavage site, or immediately flanking the cleavage site, to support homology-driven repair between it and the genomic sequence to which it is homologous. Homology of approximately 25, 50, 100 or 200 nucleotides or more than 200 nucleotides of sequence between the donor and the genomic sequence (or any integral value of 10 to 200 nucleotides or more) will support homology-driven repair. The donor sequences can be of any length, such as 10 nucleotides or more, 50 nucleotides or more, 100 nucleotides or more, 250 nucleotides or more, 500 nucleotides or more, 1000 nucleotides or more, 5000 nucleotides or more, etc.

Донорная последовательность обычно не идентична геномной последовательности, которую она заменяет. Скорее, донорная последовательность может содержать одну или более замен, вставок, делеций, инверсий или перестановок единичных оснований относительно геномной последовательности, пока сохраняется достаточная гомология для поддержания управляемой гомологией репарации. В некоторых вариантах осуществления донорная последовательность включает негомологичную последовательность, фланкированную двумя областями гомологии, вследствие чего в результате управляемой гомологией репарации между целевой областью ДНК и двумя фланкирующими последовательностями происходит вставка негомологичной последовательности в целевую область. Донорные последовательности также могут включать остов вектора, содержащий последовательности, которые не гомологичны представляющей интерес области ДНК и которые не предназначены для вставки в представляющую интерес область ДНК. Как правило, гомологичный(ые) участок(и) донорной последовательности будет иметь по меньшей мере 50% идентичности последовательности с геномной последовательностью, с которой желательна рекомбинация. В некоторых вариантах осуществления имеется 60, 70, 80, 90, 95, 98, 99 или 99,9% идентичности последовательности. Идентичность последовательности может иметь любое значение от 1 до 100% в зависимости от длины донорного полинуклеотида.The donor sequence is usually not identical to the genomic sequence it replaces. Rather, the donor sequence may contain one or more substitutions, insertions, deletions, inversions, or single base rearrangements relative to the genomic sequence as long as sufficient homology is maintained to support homology-driven repair. In some embodiments, the donor sequence includes a non-homologous sequence flanked by two regions of homology such that homology-driven repair between the target DNA region and the two flanking sequences results in insertion of the non-homologous sequence into the target region. Donor sequences may also include a vector backbone containing sequences that are not homologous to the DNA region of interest and which are not intended to be inserted into the DNA region of interest. Typically, the homologous region(s) of the donor sequence will have at least 50% sequence identity with the genomic sequence with which recombination is desired. In some embodiments, there is 60, 70, 80, 90, 95, 98, 99, or 99.9% sequence identity. Sequence identity can have any value from 1 to 100% depending on the length of the donor polynucleotide.

Донорной последовательность может отличаться до некоторой степени от геномной последовательности, например сайтами рестрикции, нуклеотидными полиморфизмами, селектируемыми маркерами (например, генами устойчивости к лекарственным веществам, флуоресцентными белками, ферментами и т.д.) и т.д., которые можно использовать для оценки успешности вставки донорной последовательности в сайт расщепления или которые в некоторых вариантах осуществления можно использовать для других целей (например, для обозначения экспрессии в целевом локусе генома). В некоторых вариантах осуществления, если такие различия нуклеотидных последовательностей находятся в кодирующей области, они не будут изменять аминокислотную последовательность или будут приводить к молчащим аминокислотным заменам (т.е. заменам, которые не влияют на структуру или функцию белка). Альтернативно, эти различия в последовательностях могут включать последовательности, фланкирующие рекомбинацию, такие как последовательности FLP, loxP и т.п., которые могут быть активированы в более позднее время для удаления последовательности маркера.The donor sequence may differ to some extent from the genomic sequence, such as restriction sites, nucleotide polymorphisms, selectable markers (eg, drug resistance genes, fluorescent proteins, enzymes, etc.), etc., which can be used for evaluation the success of insertion of a donor sequence into a cleavage site or which, in some embodiments, can be used for other purposes (eg, to indicate expression at a target genomic locus). In some embodiments, if such nucleotide sequence differences are in the coding region, they will not change the amino acid sequence or will result in silent amino acid substitutions (ie, substitutions that do not affect the structure or function of the protein). Alternatively, these sequence differences may involve sequences flanking the recombination, such as FLP, loxP, etc. sequences, which may be activated at a later time to remove the marker sequence.

Донорная последовательность может быть введена в клетку в виде одноцепочечной ДНК, одноцепочечной РНК, двухцепочечной ДНК или двухцепочечной РНК. Она может быть введена в клетку в линейной или кольцевой форме. При введении в линейной форме концы донорной последовательности могут быть защищены (например, от экзонуклеолитической деградации) способами, известными специалиThe donor sequence can be introduced into the cell as single-stranded DNA, single-stranded RNA, double-stranded DNA, or double-stranded RNA. It can be introduced into the cell in a linear or ring form. When introduced in linear form, the ends of the donor sequence can be protected (for example, from exonucleolytic degradation) by methods known in the art.

- 37 046334 стам в данной области. Например, к 3 '-концу линейной молекулы добавляют один или более дидезоксинуклеотидных остатков, и/или самокомплементарные олигонуклеотиды лигируют с одним или обоими концами. См., например, Chang et al. (1987), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84:4959-4963; Nehls et al. (1996), Science, 272:886-889. Также могут быть успешно использованы процедуры амплификации, такие как амплификация по типу катящегося кольца, как показано в настоящем описании. Дополнительные методы защиты экзогенных полинуклеотидов от деградации включают, помимо прочего, добавление концевой(ых) аминогруппы() и использование модифицированных межнуклеотидных связей, таких как, например, фосфортиоаты, фосфорамидаты и остатки О-метилрибозы или дезоксирибозы.- 37 046334 stam in this area. For example, one or more dideoxynucleotide residues are added to the 3' end of a linear molecule, and/or self-complementary oligonucleotides are ligated to one or both ends. See, for example, Chang et al. (1987), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84:4959-4963; Nehls et al. (1996), Science, 272:886-889. Amplification procedures such as rolling circle amplification as shown herein can also be successfully used. Additional methods for protecting exogenous polynucleotides from degradation include, but are not limited to, the addition of amino terminal(s) and the use of modified internucleotide linkages such as, for example, phosphorothioates, phosphoramidates, and O-methylribose or deoxyribose residues.

В качестве альтернативы, для защиты концов линейной донорной последовательности за пределами областей гомологии могут быть включены дополнительные последовательности определенной длины, которые могут быть разрушены без воздействия на рекомбинацию. Донорную последовательность можно ввести в клетку в составе молекулы вектора, содержащей дополнительные последовательности, такие как, например, точки начала репликации, промоторы и гены, кодирующие устойчивость к антибиотикам. Более того, донорные последовательности могут быть введены в виде голой нуклеиновой кислоты, в виде комплекса нуклеиновой кислоты с агентом, таким как липосома или полимер, или могут быть доставлены вирусами (например, аденовирусом, AAV), как раскрыто в настоящем описании для нуклеиновых кислот, кодирующих гидовую РНК Cas9 и/или слитый полипептид Cas9 и/или донорный полинуклеотид.Alternatively, additional sequences of a certain length may be included to protect the ends of the linear donor sequence outside the regions of homology, which can be disrupted without affecting recombination. The donor sequence can be introduced into the cell as part of a vector molecule containing additional sequences, such as, for example, origins of replication, promoters and genes encoding antibiotic resistance. Moreover, donor sequences may be administered as naked nucleic acid, as a complex of the nucleic acid with an agent such as a liposome or polymer, or may be delivered by viruses (e.g., adenovirus, AAV) as disclosed herein for nucleic acids. encoding a Cas9 guide RNA and/or a Cas9 fusion polypeptide and/or a donor polynucleotide.

Г идовая нуклеиновая кислота.Gide nucleic acid.

В некоторых вариантах осуществления композиция содержит гидовую нуклеиновую кислоту. Гидовые нуклеиновые кислоты, подходящие для включения в композицию по настоящему изобретению, включают одномолекулярные гидовые РНК (одинарная гидовая РНК/огРНК) и двухмолекулярные гидовые нуклеиновые кислоты (двойная гидовая РНК/дгРНК).In some embodiments, the composition contains a guide nucleic acid. Guide nucleic acids suitable for inclusion in the composition of the present invention include single-molecule guide RNAs (single guide RNA/sgRNA) and double-molecule guide nucleic acids (double guide RNA/dgRNA).

Гидовая нуклеиновая кислота (например, гидовая РНК), подходящая для включения в комплекс по настоящему изобретению, направляет активность РНК-управляемой эндонуклеазы (например, полипептида Cas9 или Cpf1) на конкретную целевую последовательность в целевой нуклеиновой кислоте. Гидовая нуклеиновая кислота (например, гидовая РНК) содержит первый сегмент (также называемый в настоящем описании нацеливающим сегментом нуклеиновой кислоты или просто нацеливающим сегментом) и второй сегмент (также называемый в настоящем описании белок-связывающим сегментом). Термины первый и второй не подразумевают порядок, в котором сегменты встречаются в гидовой РНК. Порядок элементов относительно друг друга зависит от конкретного используемого РНКуправляемого полипептида. Например, гидовая РНК для Cas9 обычно имеет белок-связывающий сегмент, расположенный на 3'-конце нацеливающего сегмента, тогда как гидовая РНК для Cpf1 обычно имеет белок-связывающий сегмент, расположенный на 5'-конце нацеливающего сегмента.A guide nucleic acid (eg, guide RNA) suitable for inclusion in the complex of the present invention directs the activity of an RNA-guided endonuclease (eg, a Cas9 or Cpf1 polypeptide) to a specific target sequence in the target nucleic acid. A guide nucleic acid (eg, guide RNA) contains a first segment (also referred to herein as a targeting nucleic acid segment or simply a targeting segment) and a second segment (also referred to herein as a protein binding segment). The terms first and second do not imply the order in which the segments occur in the guide RNA. The order of the elements relative to each other depends on the particular RNA-guided polypeptide used. For example, a guide RNA for Cas9 typically has a protein-binding segment located at the 3' end of the targeting segment, whereas a guide RNA for Cpf1 typically has a protein-binding segment located at the 5' end of the targeting segment.

Гидовая РНК может быть введена в клетку в линейной или кольцевой форме. При введении в линейной форме концы гидовой РНК могут быть защищены (например, от экзонуклеолитической деградации) методами, известными специалистам в данной области. Процедуры амплификации, такие как амплификация по типу катящегося кольца, также могут быть успешно использованы, как проиллюстрировано в настоящем описании.Guide RNA can be introduced into the cell in linear or circular form. When administered in linear form, the ends of the guide RNA can be protected (eg, from exonucleolytic degradation) by methods known to those skilled in the art. Amplification procedures such as rolling circle amplification can also be used successfully, as illustrated herein.

Первый сегмент: нацеливающий сегмент.First segment: targeting segment.

Первый сегмент гидовой нуклеиновой кислоты (например, гидовой РНК) включает нуклеотидную последовательность, комплементарную последовательности (целевому сайту) целевой нуклеиновой кислоты. Другими словами, нацеливающий сегмент гидовой нуклеиновой кислоты (например, гидовой РНК) может взаимодействовать с целевой нуклеиновой кислотой (например, РНК, ДНК, двухцепочечной ДНК) специфическим для последовательности образом путем гибридизации (т.е. спаривания оснований). Таким образом, нуклеотидная последовательность нацеливающего сегмента может меняться и может определять местоположение в целевой нуклеиновой кислоте, в котором будут взаимодействовать гидовая нуклеиновая кислота (например, гидовая РНК) и целевая нуклеиновая кислота. Нацеливающий сегмент гидовой нуклеиновой кислоты (например, гидовой РНК) может быть модифицирован (например, методами генной инженерии) для гибридизации с любой требуемой последовательностью (целевым сайтом) в целевой нуклеиновой кислоте.The first segment of the guide nucleic acid (eg, guide RNA) includes a nucleotide sequence complementary to the sequence (target site) of the target nucleic acid. In other words, a targeting segment of a guide nucleic acid (eg, guide RNA) can interact with a target nucleic acid (eg, RNA, DNA, dsDNA) in a sequence-specific manner by hybridization (ie, base pairing). Thus, the nucleotide sequence of the targeting segment may vary and may determine the location in the target nucleic acid at which the guide nucleic acid (eg, guide RNA) and the target nucleic acid will interact. A targeting segment of a guide nucleic acid (eg, guide RNA) can be modified (eg, by genetic engineering) to hybridize to any desired sequence (target site) in the target nucleic acid.

Нацеливающий сегмент может иметь длину от 12 до 100 нуклеотидов. Нуклеотидная последовательность (нацеливающая последовательность, также называемая гидовой последовательностью) нацеливающего сегмента, который является комплементарным нуклеотидной последовательности (целевому сайту) целевой нуклеиновой кислоты, может иметь длину 12 нуклеотидов (нт) или более. Например, нацеливающая последовательность нацеливающего сегмента, который является комплементарным целевому сайту целевой нуклеиновой кислоты, может иметь длину 12 нт или более, 15 нт или более, 17 нт или более, 18 нт или более, 19 нт или более, 20 нт или более, 25 нт или более, 30 нт или более, 35 нт или более или 40 нт.The targeting segment can range from 12 to 100 nucleotides in length. The nucleotide sequence (targeting sequence, also called guide sequence) of the targeting segment, which is complementary to the nucleotide sequence (target site) of the target nucleic acid, may be 12 nucleotides (nt) or more in length. For example, the targeting sequence of a targeting segment that is complementary to the target site of the target nucleic acid may be 12 nt or greater, 15 nt or greater, 17 nt or greater, 18 nt or greater, 19 nt or greater, 20 nt or greater, 25 nt or more, 30 nt or more, 35 nt or more, or 40 nt.

Процент комплементарности между нацеливающей последовательностью (т.е. гидовой последовательностью) нацеливающего сегмента и целевым сайтом целевой нуклеиновой кислоты может составлять 60% или более (например, 65% или более, 70% или более, 75% или более, 80% или более, 85% или более, 90% или более, 95% или более, 97% или более, 98% или более, 99% или более или 100%). В некоThe percentage of complementarity between the targeting sequence (i.e., guide sequence) of the targeting segment and the target site of the target nucleic acid may be 60% or more (e.g., 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more, 98% or more, 99% or more, or 100%). In neko

- 38 046334 торых вариантах осуществления процент комплементарности между нацеливающей последовательностью нацеливающего сегмента и целевым сайтом целевой нуклеиновой кислоты составляет 100% в пределах семи смежных ближайших к 5'-концу нуклеотидов целевого сайта целевой нуклеиновой кислоты. В некоторых вариантах осуществления процент комплементарности между нацеливающей последовательностью нацеливающего сегмента и целевым сайтом целевой нуклеиновой кислоты составляет 60% или более в пределах 20 смежных нуклеотидов. В некоторых вариантах осуществления процент комплементарности между нацеливающей последовательностью нацеливающего сегмента и целевым сайтом целевой нуклеиновой кислоты составляет 100% в пределах 17, 18, 19 или 20 смежных ближайших к 5'-концевых нуклеотидов целевого сайта целевой нуклеиновой кислоты и 0% или более в остальной части. В таком случае можно считать, что нацеливающая последовательность имеет длину 17, 18, 19 или 20 нуклеотидов соответственно.- 38 046334 In other embodiments, the percentage of complementarity between the targeting sequence of the targeting segment and the target site of the target nucleic acid is 100% within the seven contiguous nucleotides closest to the 5' end of the target site of the target nucleic acid. In some embodiments, the percentage of complementarity between the targeting sequence of the targeting segment and the target site of the target nucleic acid is 60% or greater within 20 contiguous nucleotides. In some embodiments, the percentage of complementarity between the targeting sequence of the targeting segment and the target site of the target nucleic acid is 100% within the 17, 18, 19, or 20 contiguous nucleotides closest to the 5' terminal nucleotides of the target site of the target nucleic acid and 0% or more throughout the remainder . In this case, the targeting sequence can be considered to be 17, 18, 19 or 20 nucleotides in length, respectively.

Второй сегмент: белок-связывающий сегмент.Second segment: protein-binding segment.

Белок-связывающий сегмент гидовой нуклеиновой кислоты (например, гидовой РНК) взаимодействует (связывается) с РНК-управляемой эндонуклеазой. Гидовая нуклеиновая кислота (например, гидовая РНК) направляет связанную эндонуклеазу на определенную нуклеотидную последовательность в целевой нуклеиновой кислоте (целевом сайте) посредством вышеупомянутого нацеливающего сегмента/нацеливающей последовательности/гидовой последовательности. Белок-связывающий сегмент гидовой нуклеиновой кислоты (например, гидовой РНК) содержит два участка нуклеотидов, комплементарных друг другу. Комплементарные нуклеотиды белок-связывающего сегмента гибридизуются с образованием дуплекса двухцепочечной РНК (дцРНК).The protein-binding segment of a guide nucleic acid (eg, guide RNA) interacts (binds) with an RNA-guided endonuclease. The guide nucleic acid (eg, guide RNA) directs the bound endonuclease to a specific nucleotide sequence in the target nucleic acid (target site) via the aforementioned targeting segment/targeting sequence/guide sequence. The protein-binding segment of a guide nucleic acid (eg, guide RNA) contains two stretches of nucleotides that are complementary to each other. The complementary nucleotides of the protein-binding segment hybridize to form a double-stranded RNA (dsRNA) duplex.

Одинарные и двойные гидовые нуклеиновые кислоты.Single and double guide nucleic acids.

Двойная гидовая нуклеиновая кислота (например, гидовая РНК) состоит из двух отдельных молекул нуклеиновой кислоты. Каждая из двух молекул рассматриваемой двойной гидовой нуклеиновой кислоты (например, гидовой РНК) содержит участок нуклеотидов, комплементарных друг другу, такой, что комплементарные нуклеотиды двух молекул гибридизуются с образованием дуплекса двухцепочечной РНК белок-связывающего сегмента.A double guide nucleic acid (eg, guide RNA) consists of two separate nucleic acid molecules. Each of the two molecules of a subject double guide nucleic acid (eg, guide RNA) contains a region of nucleotides complementary to each other such that the complementary nucleotides of the two molecules hybridize to form a double-stranded RNA protein-binding segment duplex.

В некоторых вариантах осуществления дуплекс-образующий сегмент активатора является на 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99% или более идентичным или на 100% идентичным одной из молекул активатора (тракрРНК, tracrRNA), приведенных в международных заявках на патент № PCT/US2016/052690 и PCT/US2017/062617, или его комплементу на участке, состоящем из 8 или более смежных нуклеотидов (например, 8 или более смежных нуклеотидов, 10 или более смежных нуклеотидов, 12 или более смежных нуклеотидов, 15 или более смежных нуклеотидов или 20 или более смежных нуклеотидов).In some embodiments, the duplex-forming segment of the activator is 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99% or more identical or 100% identical to one of the activator molecules (tracrRNA) listed in international patent applications No. PCT/US2016/052690 and PCT/US2017/062617, or its complement at a site consisting of 8 or more contiguous nucleotides (for example, 8 or more contiguous nucleotides, 10 or more contiguous nucleotides, 12 or more contiguous nucleotides, 15 or more contiguous nucleotides, or 20 or more contiguous nucleotides).

В некоторых вариантах осуществления дуплекс-образующий сегмент таргетера (targrter) является на 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99% или более идентичным или на 100% идентичным одной из целевых последовательностей (крРНК, crRNA), приведенных в международных заявках на патент № PCT/US2016/052690 и PCT/US2017/062617, или ее комплементу на участке, состоящем из 8 или более смежных нуклеотидов (например, 8 или более смежных нуклеотидов, 10 или более смежных нуклеотидов, 12 или более смежных нуклеотидов, 15 или более смежных нуклеотидов или 20 или более смежных нуклеотидов).In some embodiments, the duplex-forming segment of the target (targrter) is 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99% or more identical or 100% identical to one of the target sequences (crRNA ), shown in international patent applications No. PCT/US2016/052690 and PCT/US2017/062617, or its complement at a site consisting of 8 or more contiguous nucleotides (for example, 8 or more contiguous nucleotides, 10 or more contiguous nucleotides, 12 or more contiguous nucleotides, 15 or more contiguous nucleotides, or 20 or more contiguous nucleotides).

Двойная гидовая нуклеиновая кислота (например, гидовая РНК) может быть разработана для обеспечения контролируемого (т.е. зависимого от условий) связывания таргетера с активатором. Поскольку двойная гидовая нуклеиновая кислота (например, гидовая РНК) не работает, если активатор и таргетер не связаны в функциональный комплекс с Cas9, двойная гидовая нуклеиновая кислота (например, гидовая РНК) может быть индуцируемой (например, индуцируемой лекарственным веществом), генерируя индуцируемую связь между активатором и таргетером. В качестве одного неограничивающего примера для регулирования (т.е. управления) связывания активатора с таргетером могут использоваться РНК-аптамеры. Соответственно, активатор и/или таргетер могут включать последовательность аптамера РНК.A dual guide nucleic acid (eg, guide RNA) can be designed to provide controlled (ie, condition-dependent) binding of the target to the activator. Because a dual guide nucleic acid (eg, guide RNA) does not function unless the activator and target are bound into a functional complex with Cas9, the dual guide nucleic acid (eg, guide RNA) can be inducible (eg, drug-inducible) by generating an inducible binding between activator and targeter. As one non-limiting example, RNA aptamers can be used to regulate (ie, control) the binding of an activator to a target. Accordingly, the activator and/or targeter may include an RNA aptamer sequence.

Аптамеры (например, аптамеры РНК) известны в данной области и обычно представляют собой синтетическую версию рибопереключателя. Термины РНК-аптамер и рибопереключатель используются в настоящем описании взаимозаменяемо, охватывая как синтетические, так и природные последовательности нуклеиновых кислот, которые обеспечивают индуцируемую регуляцию структуры (и, следовательно, доступность конкретных последовательностей) молекулы нуклеиновой кислоты (например, РНК, гибрида ДНК/РНК и т.д.), частью которого они являются. РНК-аптамеры обычно содержат последовательность, которая складывается в определенную структуру (например, шпильку), которая специфически связывается с конкретном лекарственным веществом (например, малой молекулой). Связывание лекарственного вещества вызывает структурное изменение в укладке РНК, что изменяет свойства нуклеиновой кислоты, частью которой является аптамер. В качестве неограничивающих примеров (i) активатор с аптамером неспособен связываться с родственным таргетером, если аптамер не связан соответствующим лекарственным веществом; (ii) таргетер с аптамером неспособен связываться с родственным активатором, если аптамер не связан соответствующим лекарственным веществом; и (iii) таргетер и активатор, каждый из которых содержит разные аптамеры, связывающие разные лекарственные вещества,Aptamers (eg, RNA aptamers) are known in the art and are typically a synthetic version of a riboswitch. The terms RNA aptamer and riboswitch are used interchangeably herein to cover both synthetic and naturally occurring nucleic acid sequences that provide inducible regulation of the structure (and hence the availability of specific sequences) of a nucleic acid molecule (e.g., RNA, DNA/RNA hybrid, and etc.) of which they are a part. RNA aptamers typically contain a sequence that folds into a specific structure (eg, a hairpin) that specifically binds to a specific drug (eg, a small molecule). Drug binding causes a structural change in the folding of the RNA, which alters the properties of the nucleic acid of which the aptamer is a part. As non-limiting examples, (i) an aptamer activator is unable to bind to a cognate target unless the aptamer is bound to a corresponding drug; (ii) the aptamer target is unable to bind to its cognate activator unless the aptamer is bound to the corresponding drug; and (iii) a targeter and an activator, each containing different aptamers that bind different drugs,

- 39 046334 неспособны связываться друг с другом, если не присутствуют оба лекарственных вещества. Как показано в этих примерах, двойная гидовая нуклеиновая кислота (например, гидовая РНК) может быть сконструирована таким образом, чтобы она была индуцируемой.- 39 046334 are unable to bind to each other unless both drugs are present. As shown in these examples, a double guide nucleic acid (eg, guide RNA) can be designed to be inducible.

Примеры аптамеров и рибопереключателей можно найти, например, в: Nakamura et al., Genes Cells. 2012 May; 17(5):344-64; Vavalle et al., Future Cardiol. 2012 May; 8(3):371-82; Citartan et al., Biosens Bioelectron. 2012 Apr 15; 34(1):1-11; and Liberman et al., Wiley Interdiscip Rev. RNA. 2012 May-Jun; 3(3):369-84; все включены в настоящее описание во всей своей полноте посредством ссылки.Examples of aptamers and riboswitches can be found, for example, in: Nakamura et al., Genes Cells. May 2012; 17(5):344-64; Vavalle et al., Future Cardiol. May 2012; 8(3):371-82; Citartan et al., Biosens Bioelectron. 2012 Apr 15; 34(1):1-11; and Liberman et al., Wiley Interdiscip Rev. R.N.A. 2012 May-Jun; 3(3):369-84; all are incorporated herein in their entirety by reference.

Неограничивающие примеры нуклеотидных последовательностей, которые могут быть включены в двойную гидовую нуклеиновую кислоту (например, гидовую РНК), представлены в международных заявках на патент № PCT/US2016/052690 и PCT/US2017/062617, а также включают их комплементы, которые могут гибридизоваться с образованием белок-связывающего сегмента.Non-limiting examples of nucleotide sequences that may be included in a dual guide nucleic acid (e.g., guide RNA) are provided in International Patent Application Nos. PCT/US2016/052690 and PCT/US2017/062617, and also include complements thereof that may hybridize with formation of a protein-binding segment.

Рассматриваемая одинарная гидовая нуклеиновая кислота (например, гидовая РНК) содержит два участка нуклеотидов (подобно таргетеру и активатору двойной гидовой нуклеиновой кислоты), которые комплементарны друг другу, гибридизуются с образованием дуплекса двухцепочечной РНК (дуплекса дцРНК) белок-связывающего сегмента (что приводит к образованию структуры стержень-петля) и ковалентно связываются посредством промежуточных нуклеотидов (линкеров или линкерных нуклеотидов). Таким образом, рассматриваемая одинарная гидовая нуклеиновая кислота (например, одинарная гидовая РНК) может содержать таргетер и активатор, каждый из которых имеет дуплекс-образующий сегмент, где дуплекс-образующие сегменты таргетера и активатора гибридизуются друг с другом с образованием дуплекса дцРНК. Таргетер и активатор могут быть ковалентно связаны через 3'-конец таргетера и 5'-конец активатора. Альтернативно, таргетер и активатор могут быть ковалентно связаны через 5'-конец таргетера и 3'-конец активатора.The single guide nucleic acid in question (e.g., guide RNA) contains two stretches of nucleotides (like the targeter and activator of the double guide nucleic acid), which are complementary to each other, hybridize to form a double-stranded RNA duplex (dsRNA duplex) protein-binding segment (resulting in the formation stem-loop structures) and are covalently linked through intermediate nucleotides (linkers or linker nucleotides). Thus, a subject single guide nucleic acid (eg, single guide RNA) may comprise a targeter and an activator, each of which has a duplex-forming segment, wherein the duplex-forming segments of the targeter and activator hybridize with each other to form a dsRNA duplex. The targeter and activator can be covalently linked through the 3' end of the targeter and the 5' end of the activator. Alternatively, the targeter and activator can be covalently linked through the 5' end of the target and the 3' end of the activator.

Линкер одинарной гидовой нуклеиновой кислоты может иметь длину от 3 до 100 нуклеотидов. В некоторых вариантах осуществления линкер одинарной гидовой нуклеиновой кислоты (например, гидовой РНК) составляет 4 нуклеотида.The single guide nucleic acid linker can be from 3 to 100 nucleotides in length. In some embodiments, the single guide nucleic acid (eg, guide RNA) linker is 4 nucleotides.

Типичная одинарная гидовая нуклеиновая кислота (например, гидовая РНК) содержит два комплементарных участка нуклеотидов, которые гибридизуются с образованием дуплекса дцРНК. В некоторых вариантах осуществления один из двух комплементарных участков нуклеотидов одинарной гидовой нуклеиновой кислоты (например, гидовой РНК) (или ДНК, кодирующей этот участок) является на 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99% или более идентичным или на 100% идентичным одной из молекул активатора (тракрРНК), приведенных в международных заявках на патент № PCT/US2016/052690 и PCT/US2017/062617, или его комплементу, в пределах участка, состоящего из 8 или более смежных нуклеотидов (например, 8 или более смежных нуклеотидов, 10 или более смежных нуклеотидов, 12 или более смежных нуклеотидов, 15 или более смежных нуклеотидов или 20 или более смежных нуклеотидов).A typical single guide nucleic acid (eg, guide RNA) contains two complementary stretches of nucleotides that hybridize to form a dsRNA duplex. In some embodiments, one of the two complementary nucleotide regions of a single guide nucleic acid (e.g., guide RNA) (or the DNA encoding that region) is 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99% or more identical or 100% identical to one of the activator molecules (tracrRNA) listed in international patent applications No. PCT/US2016/052690 and PCT/US2017/062617, or its complement, within a region consisting of 8 or more contiguous nucleotides (eg, 8 or more contiguous nucleotides, 10 or more contiguous nucleotides, 12 or more contiguous nucleotides, 15 or more contiguous nucleotides, or 20 or more contiguous nucleotides).

В некоторых вариантах осуществления один из двух комплементарных участков нуклеотидов одинарной гидовой нуклеиновой кислоты (например, гидовой РНК) (или ДНК, кодирующей этот участок) является на 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99% или более идентичным или на 100% идентичным одной из целевых последовательностей (крРНК), приведенных в международных заявках на патент № PCT/US2016/052690 и PCT/US2017/062617, или его комплементу, в пределах участка, состоящего из 8 или более смежных нуклеотидов (например, 8 или более смежных нуклеотидов, 10 или более смежных нуклеотидов, 12 или более смежных нуклеотидов, 15 или более смежных нуклеотидов или 20 или более смежных нуклеотидов).In some embodiments, one of the two complementary nucleotide regions of a single guide nucleic acid (e.g., guide RNA) (or the DNA encoding that region) is 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99% or more identical or 100% identical to one of the target sequences (crRNA) given in international patent applications No. PCT/US2016/052690 and PCT/US2017/062617, or its complement, within a region consisting of 8 or more contiguous nucleotides (eg, 8 or more contiguous nucleotides, 10 or more contiguous nucleotides, 12 or more contiguous nucleotides, 15 or more contiguous nucleotides, or 20 or more contiguous nucleotides).

В некоторых вариантах осуществления один из двух комплементарных участков нуклеотидов одинарной гидовой нуклеиновой кислоты (например, гидовой РНК) (или ДНК, кодирующей этот участок) является на 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99% или более идентичным или на 100% идентичным одной из последовательностей таргетера (крРНК) или последовательностей активатора (тракрРНК), приведенных в международных заявках на патент № PCT/US2016/052690 и PCT/US2017/062617, или их комплементу, в пределах участка, состоящего из 8 или более смежных нуклеотидов (например, 8 или более смежных нуклеотидов, 10 или более смежных нуклеотидов, 12 или более смежных нуклеотидов, 15 или более смежных нуклеотидов или 20 или более смежных нуклеотидов).In some embodiments, one of the two complementary nucleotide regions of a single guide nucleic acid (e.g., guide RNA) (or the DNA encoding that region) is 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99% or more identical or 100% identical to one of the targeter sequences (crRNA) or activator sequences (tracrRNA) given in international patent applications No. PCT/US2016/052690 and PCT/US2017/062617, or their complement, within the region consisting of 8 or more contiguous nucleotides (eg, 8 or more contiguous nucleotides, 10 or more contiguous nucleotides, 12 or more contiguous nucleotides, 15 or more contiguous nucleotides, or 20 or more contiguous nucleotides).

Соответствующие родственные пары таргетеров и активаторов могут быть определены с помощью рутинных процедур, принимая во внимание название вида и спаривание оснований (для дуплекса дцРНК белок-связывающего домена). В составе двойной гидовой нуклеиновой кислоты (например, гидовой РНК) или в составе одинарной гидовой нуклеиновой кислоты (например, гидовой РНК) может использоваться любая пара активатор/таргетер.Appropriate cognate pairs of targeters and activators can be determined using routine procedures, taking into account the species name and base pairing (for the protein-binding domain dsRNA duplex). Any activator/targeter pair may be used as part of a double guide nucleic acid (eg, guide RNA) or as part of a single guide nucleic acid (eg, guide RNA).

В некоторых вариантах осуществления активатор (например, трРНК, трРНК-подобная молекула и т.д.) двойной гидовой нуклеиновой кислоты (например, гидовой РНК) (например, двойной гидовой РНК) или одинарной гидовой нуклеиновой кислоты (например, гидовой РНК) (например, одинарной гидовой РНК) включает участок нуклеотидов с 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99 или более или 100% идентичности последовательности с молекулой активатора (тракрРНК), описанной в международных заявках на патента № PCT/US2016/052690 и PCT/US2017/062617, или его комплементом.In some embodiments, an activator (e.g., trRNA, trRNA-like molecule, etc.) of a double guide nucleic acid (e.g., guide RNA) (e.g., double guide RNA) or a single guide nucleic acid (e.g., guide RNA) (e.g. , single guide RNA) includes a region of nucleotides with 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99 or more or 100% sequence identity with the activator molecule (tracrRNA) described in international patent applications No. PCT /US2016/052690 and PCT/US2017/062617, or its complement.

В некоторых вариантах осуществления активатор (например, трРНК, трРНК-подобная молекула иIn some embodiments, an activator (e.g., tRNA, a tRNA-like molecule, and

- 40 046334- 40 046334

т.д.) двойной гидовой нуклеиновой кислоты (например, двойной гидовой РНК) или одинарной гидовой нуклеиновой кислоты (например, одинарной гидовой РНК) включает 30 или более нуклеотидов (nt) (например, 40 или более, 50 или более, 60 или более, 70 или более, 75 или более нуклеотидов). В некоторых вариантах осуществления активатор (например, трРНК, трРНК-подобная молекула и т.д.) двойной гидовой нуклеиновой кислоты (например, двойной гидовой РНК) или одинарной гидовой нуклеиновой кислоты (например, одинарной гидовой РНК) имеет длину в диапазоне от 30 до 200 нуклеотидов (nt).etc.) double guide nucleic acid (e.g. double guide RNA) or single guide nucleic acid (e.g. single guide RNA) includes 30 or more nucleotides (nt) (e.g. 40 or more, 50 or more, 60 or more , 70 or more, 75 or more nucleotides). In some embodiments, the activator (e.g., trRNA, trRNA-like molecule, etc.) of a double guide nucleic acid (e.g., double guide RNA) or single guide nucleic acid (e.g., single guide RNA) has a length ranging from 30 to 200 nucleotides (nt).

Белок-связывающий сегмент может иметь длину от 10 до 100 нуклеотидов.The protein-binding segment can be from 10 to 100 nucleotides in length.

Также в отношении как рассматриваемой одинарной гидовой нуклеиновой кислоты (например, одинарной гидовой РНК), так и рассматриваемой двойной гидовой нуклеиновой кислоты (например, двойной гидовой РНК), дуплекс дцРНК белок-связывающего сегмента может иметь длину от 6 до 50 пар оснований (п.о.). Процент комплементарности между нуклеотидными последовательностями, которые гибридизуются с образованием дуплекса дцРНК белок-связывающего сегмента, может составлять 60% или более. Например, процент комплементарности между нуклеотидными последовательностями, которые гибридизуются с образованием дуплекса дцРНК белок-связывающего сегмента, может составлять 65% или более, 70% или более, 75% или более, 80% или более, 85% или более, 90% или более, 95% или более, 98% или более или 99% или более (например, в некоторых вариантах осуществления присутствуют некоторые нуклеотиды, которые не гибридизуются и, следовательно, создают выпуклость внутри дуплекса дцРНК). В некоторых вариантах осуществления процент комплементарности между нуклеотидными последовательностями, которые гибридизуются с образованием дуплекса дцРНК белоксвязывающего сегмента, составляет 100%.Also, for both the contemplated single guide nucleic acid (e.g., single guide RNA) and the contemplated double guide nucleic acid (e.g., double guide RNA), the protein-binding segment dsRNA duplex may be from 6 to 50 base pairs in length (bp). O.). The percentage of complementarity between the nucleotide sequences that hybridize to form a dsRNA protein-binding segment duplex can be 60% or more. For example, the percentage of complementarity between nucleotide sequences that hybridize to form a dsRNA protein-binding segment duplex may be 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more , 95% or more, 98% or more, or 99% or more (eg, in some embodiments, there are some nucleotides that do not hybridize and therefore create a bulge within the dsRNA duplex). In some embodiments, the percentage of complementarity between nucleotide sequences that hybridize to form a protein-binding segment dsRNA duplex is 100%.

Г ибридные гидовые нуклеиновые кислоты.Hybrid guide nucleic acids.

В некоторых вариантах осуществления гидовая нуклеиновая кислота представляет собой две молекулы РНК (двойная гидовая РНК). В некоторых вариантах осуществления гидовая нуклеиновая кислота представляет собой одну молекулу РНК (одинарная гидовая РНК). В некоторых вариантах осуществления гидовая нуклеиновая кислота представляет собой ДНК/РНК гибридную молекулу. В таких вариантах осуществления белок-связывающий сегмент гидовой нуклеиновой кислоты представляет собой РНК и образует дуплекс РНК. Таким образом, дуплекс-образующие сегменты активатора и таргетера представляют собой РНК. Однако нацеливающий сегмент гидовой нуклеиновой кислоты может представлять собой ДНК. Таким образом, если ДНК/РНК гибридная гидовая нуклеиновая кислота представляет собой двойную гидовую нуклеиновую кислоту, молекула таргетера и является гибридной молекулой (например, нацеливающий сегмент может быть ДНК, а образующий дуплекс сегмент может быть РНК). В таких вариантах осуществления дуплекс-образующий сегмент молекулы активатора может представлять собой РНК (например, для образования РНК-дуплекса с дуплекс-образующим сегментом целевой молекулы), в то время как нуклеотиды молекулы активатора, которые находятся за пределами дуплексобразующего сегмента, могут быть ДНК (в этом случае молекула активатора представляет собой гибридную ДНК/РНК молекулу) или могут быть РНК (в этом случае молекулой активатора является РНК). Если ДНК/РНК гибридная гидовая нуклеиновая кислота представляет собой одинарную гидовую нуклеиновую кислоту, то нацеливающий сегмент может быть ДНК, дуплекс-образующие сегменты (которые составляют белок-связывающий сегмент одинарной гидовой нуклеиновой кислоты) могут быть РНК, и нуклеотиды за пределами нацеливающего и дуплекс-образующего сегментов могут быть РНК или ДНК.In some embodiments, the guide nucleic acid is two RNA molecules (double guide RNA). In some embodiments, the guide nucleic acid is a single RNA molecule (single guide RNA). In some embodiments, the guide nucleic acid is a DNA/RNA hybrid molecule. In such embodiments, the protein-binding segment of the guide nucleic acid is RNA and forms an RNA duplex. Thus, the duplex-forming segments of the activator and target are RNA. However, the targeting segment of the guide nucleic acid may be DNA. Thus, if the DNA/RNA hybrid guide nucleic acid is a double guide nucleic acid, the target molecule is a hybrid molecule (eg, the targeting segment may be DNA and the duplexing segment may be RNA). In such embodiments, the duplex-forming segment of the activator molecule may be RNA (e.g., to form an RNA duplex with the duplex-forming segment of the target molecule), while the nucleotides of the activator molecule that are outside the duplex-forming segment may be DNA ( in this case the activator molecule is a hybrid DNA/RNA molecule) or may be RNA (in this case the activator molecule is RNA). If the DNA/RNA hybrid guide nucleic acid is a single guide nucleic acid, then the targeting segment may be DNA, the duplex-forming segments (which constitute the protein-binding segment of the single guide nucleic acid) may be RNA, and nucleotides outside the targeting and duplex the forming segments can be RNA or DNA.

В некоторых вариантах осуществления может быть использована ДНК/РНК гибридная гидовая нуклеиновая кислота, например, когда целевая нуклеиновая кислота представляет собой РНК. Cas9 обычно связывается с гидовой РНК, которая гибридизуется с целевой ДНК, таким образом образуя дуплекс ДНК-РНК в целевом сайте. Следовательно, когда целевая нуклеиновая кислота представляет собой РНК, иногда выгодно воспроизвести дуплекс ДНК-РНК в целевом сайте, используя нацеливающий сегмент (гидовой нуклеиновой кислоты), который представляет собой ДНК, а не РНК. Однако, поскольку белок-связывающий сегмент гидовой нуклеиновой кислоты представляет собой РНК-дуплекс, в нацеливающем сегменте таргетерной молекулой является ДНК, а в дуплекс-образующем сегменте - РНК. Гибридные гидовые нуклеиновые кислоты могут смещать связывание Cas9 в сторону связывания с одноцепочечными целевыми нуклеиновыми кислотами в сранении с двухцепочечными целевыми нуклеиновыми кислотами.In some embodiments, a DNA/RNA hybrid guide nucleic acid may be used, for example when the target nucleic acid is RNA. Cas9 typically binds to a guide RNA, which hybridizes to the target DNA, thereby forming a DNA-RNA duplex at the target site. Therefore, when the target nucleic acid is RNA, it is sometimes advantageous to reproduce a DNA-RNA duplex at the target site using a targeting segment (guide nucleic acid) that is DNA rather than RNA. However, since the protein-binding segment of the guide nucleic acid is an RNA duplex, in the targeting segment the target molecule is DNA, and in the duplex-forming segment it is RNA. Hybrid guide nucleic acids can bias Cas9 binding towards binding to single-stranded nucleic acid targets versus double-stranded nucleic acid targets.

Примеры гидовых нуклеиновых кислот.Examples of guide nucleic acids.

Можно использовать любую гидовую нуклеиновую кислоту. В данной области известно много различных типов гидовых нуклеиновых кислот. Выбранная гидовая нуклеиновая кислота может быть соответствующим образом спарена с конкретной используемой системой CRISPR (например, с конкретной используемой РНК-управляемой эндонуклеазой). Таким образом, гидовая нуклеиновая кислота может быть, например, гидовой нуклеиновой кислотой, соответствующей любой РНК-управляемой эндонуклеазе, раскрытой в настоящем описании или известной в данной области. Гидовые нуклеиновые кислоты и РНК-управляемые эндонуклеазы описаны, например, в международных заявках на патент № PCT/US2016/052690 и PCT/US2017/062617.Any guide nucleic acid can be used. There are many different types of guide nucleic acids known in the art. The selected guide nucleic acid can be suitably paired with the particular CRISPR system used (eg, the particular RNA-guided endonuclease used). Thus, the guide nucleic acid can be, for example, a guide nucleic acid corresponding to any RNA-guided endonuclease disclosed herein or known in the art. Guide nucleic acids and RNA-guided endonucleases are described, for example, in international patent applications No. PCT/US2016/052690 and PCT/US2017/062617.

В некоторых вариантах осуществления подходящая гидовая нуклеиновая кислота включает две отдельные молекулы РНК-полинуклеотидов. В некоторых вариантах осуществления первая из двух отIn some embodiments, a suitable guide nucleic acid includes two separate RNA polynucleotide molecules. In some embodiments, the first of two from

- 41 046334 дельных молекул РНК-полинуклеотидов (активатор) содержит нуклеотидную последовательность, имеющую 60% или более (например, 65% или более, 70% или более, 75% или более, 80% или более, 85% или более, 90% или более, 95% или более, 98% или более, 99% или более или 100%) идентичности нуклеотидной последовательности в пределах участка, состоящего из 8 или более смежных нуклеотидов (например, 8 или более смежных нуклеотидов, 10 или более смежных нуклеотидов, 12 или более смежных нуклеотидов, 15 или более смежных нуклеотидов или 20 или более смежных нуклеотидов), с любой из нуклеотидных последовательностей, раскрытых в международных заявках на патент № PCT/US2016/052690 и PCT/US2017/062617, или ее комплементом. В некоторых вариантах осуществления вторая из двух отдельных молекул полинуклеотидов РНК (таргетер) содержит нуклеотидную последовательность, имеющую 60% или более (например, 65% или более, 70% или более, 75% или более, 80% или более, 85% или более, 90% или более, 95% или более, 98% или более, 99% или более или 100%) идентичности нуклеотидной последовательности в пределах участка, состоящего из 8 или более смежных нуклеотидов (например, 8 или более смежных нуклеотидов, 10 или более смежных нуклеотидов, 12 или более смежных нуклеотидов, 15 или более смежных нуклеотидов или 20 или более смежных нуклеотидов), с любой из нуклеотидных последовательностей, раскрытых в международных заявках на патент № PCT/US2016/052690 и PCT/US2017/062617, или ее комплементом.- 41 046334 distinct RNA polynucleotide molecules (activator) contains a nucleotide sequence having 60% or more (for example, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, 98% or more, 99% or more, or 100%) nucleotide sequence identity within a region of 8 or more contiguous nucleotides (e.g., 8 or more contiguous nucleotides, 10 or more contiguous nucleotides, 12 or more contiguous nucleotides, 15 or more contiguous nucleotides, or 20 or more contiguous nucleotides), with any of the nucleotide sequences disclosed in international patent applications No. PCT/US2016/052690 and PCT/US2017/062617, or its complement. In some embodiments, the second of two separate RNA polynucleotide molecules (the targeter) contains a nucleotide sequence having 60% or more (e.g., 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more , 90% or more, 95% or more, 98% or more, 99% or more, or 100%) nucleotide sequence identity within a region of 8 or more contiguous nucleotides (e.g., 8 or more contiguous nucleotides, 10 or more contiguous nucleotides, 12 or more contiguous nucleotides, 15 or more contiguous nucleotides, or 20 or more contiguous nucleotides), with any of the nucleotide sequences disclosed in international patent applications No. PCT/US2016/052690 and PCT/US2017/062617, or its complement .

В некоторых вариантах осуществления подходящая гидовая нуклеиновая кислота представляет собой полинуклеотид единичной РНК и содержит первую и вторую нуклеотидную последовательности, имеющие 60% или более (например, 65% или более, 70% или более, 75% или более, 80% или более, 85% или более, 90% или более, 95% или более, 98% или более, 99% или более или 100%) идентичности нуклеотидной последовательности в пределах участка, состоящего из 8 или более смежных нуклеотидов (например, 8 или более смежных нуклеотидов, 10 или более смежных нуклеотидов, 12 или более смежных нуклеотидов, 15 или более смежных нуклеотидов или 20 или более смежных нуклеотидов), с любой из нуклеотидных последовательностей, приведенных в международных заявках на патент № PCT/US2016/052690 и PCT/US2017/062617, или ее комплементом.In some embodiments, a suitable guide nucleic acid is a single RNA polynucleotide and contains first and second nucleotide sequences having 60% or more (e.g., 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85 % or more, 90% or more, 95% or more, 98% or more, 99% or more, or 100%) nucleotide sequence identity within a region of 8 or more contiguous nucleotides (e.g., 8 or more contiguous nucleotides, 10 or more contiguous nucleotides, 12 or more contiguous nucleotides, 15 or more contiguous nucleotides or 20 or more contiguous nucleotides), with any of the nucleotide sequences shown in international patent applications No. PCT/US2016/052690 and PCT/US2017/062617, or its complement.

В некоторых вариантах осуществления гидовая РНК представляет собой гидовую РНК Cpf1 и/или Cas9. Гидовая РНК Cpf1 и/или Cas9 может иметь общую длину от 30 нуклеотидов (нт) до 100 нт, например, от 30 до 40 нт, от 40 до 45 нт, от 45 до 50 нт, от 50 до 60 нт, от 60 до 70 нт, от 70 до 80 нт, от 80 до 90 нт или от 90 до 100 нт. В некоторых вариантах осуществления гидовая РНК Cpf1 и/или Cas9 имеет общую длину 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 или 50 нт. Гидовая РНК Cpf1 и/или Cas9 может включать сегмент, связывающий целевую нуклеиновую кислоту, и дуплекс-образующий сегмент.In some embodiments, the guide RNA is a Cpf1 and/or Cas9 guide RNA. The Cpf1 and/or Cas9 guide RNA may have a total length of from 30 nucleotides (nt) to 100 nt, e.g., 30 to 40 nt, 40 to 45 nt, 45 to 50 nt, 50 to 60 nt, 60 to 70 nt, 70 to 80 nt, 80 to 90 nt, or 90 to 100 nt. In some embodiments, the Cpf1 and/or Cas9 guide RNA has a total length of 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, or 50 nt. The Cpf1 and/or Cas9 guide RNA may include a target nucleic acid binding segment and a duplex-forming segment.

Сегмент, связывающий целевую нуклеиновую кислоту, гидовой РНК Cpf1 и/или Cas9 может иметь длину от 15 до 30 нт, например, 15, 16, 17, 18, 19, 20 нуклеотидов, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 или 30 нт. В некоторых вариантах осуществления сегмент, связывающий целевую нуклеиновую кислоту, имеет длину 23 нт. В некоторых вариантах осуществления сегмент, связывающий целевую нуклеиновую кислоту, имеет длину 24 нт. В некоторых вариантах осуществления сегмент, связывающий целевую нуклеиновую кислоту, имеет длину 25 нт.The target nucleic acid binding segment of the Cpf1 and/or Cas9 guide RNA may be 15 to 30 nt in length, e.g., 15, 16, 17, 18, 19, 20 nt, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 or 30 nt. In some embodiments, the target nucleic acid binding segment is 23 nt in length. In some embodiments, the target nucleic acid binding segment is 24 nt in length. In some embodiments, the target nucleic acid binding segment is 25 nt in length.

Сегмент, связывающий целевую нуклеиновую кислоту, гидовой РНК Cpf1 и/или Cas9 может иметь 100% комплементарности с соответствующей длиной последовательности целевой нуклеиновой кислоты. Нацеливающий сегмент может иметь менее 100% комплементарности с соответствующей длиной последовательности целевой нуклеиновой кислоты. Например, сегмент, связывающий целевую нуклеиновую кислоту, гидовой РНК Cpf1 и/или Cas9 может иметь 1, 2, 3, 4 или 5 нуклеотидов, которые не комплементарны последовательности целевой нуклеиновой кислоты. Например, в некоторых вариантах осуществления, в которых сегмент, связывающий целевую нуклеиновую кислоту, имеет длину 25 нуклеотидов, и последовательность целевой нуклеиновой кислоты имеет длину 25 нуклеотидов, в некоторых вариантах осуществления сегмент, связывающий целевую нуклеиновую кислоту, имеет 100% комплементарности с последовательностью целевой нуклеиновой кислоты. В качестве другого примера, в некоторых вариантах осуществления, в которых сегмент, связывающий целевую нуклеиновую кислоту, имеет длину 25 нуклеотидов, и последовательность целевой нуклеиновой кислоты имеет длину 25 нуклеотидов, в некоторых вариантах осуществления сегмент, связывающий целевую нуклеиновую кислоту, имеет один некомплементарный нуклеотид и 24 комплементарных нуклеотида с последовательностью целевой нуклеиновой кислоты.The target nucleic acid binding segment of the Cpf1 and/or Cas9 guide RNA may have 100% complementarity with the corresponding length of the target nucleic acid sequence. The targeting segment may have less than 100% complementarity with the corresponding length of the target nucleic acid sequence. For example, the target nucleic acid binding segment of the Cpf1 and/or Cas9 guide RNA may have 1, 2, 3, 4 or 5 nucleotides that are not complementary to the target nucleic acid sequence. For example, in some embodiments, in which the target nucleic acid binding segment is 25 nucleotides in length and the target nucleic acid sequence is 25 nucleotides in length, in some embodiments, the target nucleic acid binding segment has 100% complementarity with the target nucleic acid sequence acids. As another example, in some embodiments, in which the target nucleic acid binding segment is 25 nucleotides in length and the target nucleic acid sequence is 25 nucleotides in length, in some embodiments, the target nucleic acid binding segment has one non-complementary nucleotide and 24 complementary nucleotides to the target nucleic acid sequence.

Дуплекс-образующий сегмент гидовой РНК Cpf1 и/или Cas9 может иметь длину от 15 до 25 нт, например, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 или 25 нт.The duplex-forming segment of the Cpf1 and/or Cas9 guide RNA may be 15 to 25 nt in length, for example 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 or 25 nt.

В некоторых вариантах осуществления дуплекс-образующий сегмент гидовой РНК Cpf1 может содержать нуклеотидную последовательность 5'-AAUUUCUACUGUUGUAGAU-3'.In some embodiments, the duplex-forming segment of the Cpf1 guide RNA may comprise the nucleotide sequence 5'-AAUUUCUACUGUUGUAGAU-3'.

Дополнительные элементы.Additional elements.

В некоторых вариантах осуществления гидовая нуклеиновая кислота (например, гидовая РНК) включает дополнительный сегмент или сегменты (в некоторых вариантах осуществления на 5'-конце, в некоторых вариантах осуществления на 3'-конце, в некоторых вариантах осуществления либо на 5'-, либо на 3'-конце, в некоторых вариантах осуществления встроенные в последовательность (т.е. не на 5'- и/илиIn some embodiments, the guide nucleic acid (e.g., guide RNA) includes an additional segment or segments (in some embodiments at the 5' end, in some embodiments at the 3' end, in some embodiments at either the 5' or at the 3' end, in some embodiments, embedded within the sequence (i.e., not at the 5' and/or

- 42 046334- 42 046334

З'-конце), в некоторых вариантах осуществления как на 5'-конце, так и на З'-конце, в некоторых вариантах осуществления встроенные и на 5'-конце и/или 3'-конце и т.д.). Например, подходящий дополнительный сегмент может включать 5'-кэп (например, 7-метилгуанилатный кэп (m7G)); 3'-полиаденилированный хвост (т.е. 3'-поли(А) хвост); последовательность рибозима (например, для обеспечения саморасщепления гидовой нуклеиновой кислоты или компонента гидовой нуклеиновой кислоты, например, таргетера, активатора и т.д.); последовательность рибопереключателя (например, для обеспечения регулируемой стабильности и/или регулируемой доступности для белков и белковых комплексов); последовательность, которая образует дуплекс дцРНК (т.е. шпильку)); последовательность, которая нацелена на РНК в субклеточном участке (например, ядре, митохондриях, хлоропластах и т.п.); модификацию или последовательность, которая обеспечивает отслеживание (например, метку, такую как флуоресцентная молекула (т.е. флуоресцентный краситель), последовательность или другой фрагмент, который облегчает обнаружение флуоресценции; последовательность или другую модификацию, которая обеспечивает сайт связывания для белков (например, белков, которые действуют на ДНК, включая активаторы транскрипции, репрессоры транскрипции, ДНК-метилтрансферазы, ДНК-деметилазы, гистоновые ацетилтрансферазы, гистоновые деацетилазы, белки, связывающие РНК (например, аптамеры РНК), меченые белки, флуоресцентно меченые белки и т.п.); модификацию или последовательность, которая обеспечивает повышенную, пониженную и/или контролируемую стабильность, и их комбинации.3' end), in some embodiments both at the 5' end and at the 3' end, in some embodiments embedded at both the 5' end and/or 3' end, etc.). For example, a suitable additional segment may include a 5' cap (eg, a 7-methylguanylate cap (m7G)); 3'-polyadenylated tail (ie, 3'-poly(A) tail); a ribozyme sequence (eg, to cause self-cleavage of a guide nucleic acid or a component of a guide nucleic acid, eg, targeter, activator, etc.); a riboswitch sequence (eg, to provide controlled stability and/or controlled accessibility to proteins and protein complexes); sequence that forms a dsRNA duplex (i.e. hairpin)); a sequence that targets RNA at a subcellular site (eg, nucleus, mitochondria, chloroplasts, etc.); a modification or sequence that provides tracking (e.g., a tag such as a fluorescent molecule (i.e., a fluorescent dye), sequence or other fragment that facilitates detection of fluorescence; a sequence or other modification that provides a binding site for proteins (e.g., proteins that act on DNA, including transcription activators, transcription repressors, DNA methyltransferases, DNA demethylases, histone acetyltransferases, histone deacetylases, RNA binding proteins (e.g., RNA aptamers), tagged proteins, fluorescently tagged proteins, etc.) ; a modification or sequence that provides increased, decreased and/or controlled stability, and combinations thereof.

РНК-управляемая эндонуклеаза.RNA-guided endonuclease.

Композиция может содержать, дополнительно или вместо гидовой нуклеиновой кислоты, белок РНК-управляемой эндонуклеазы или кодирующую его нуклеиновую кислоту (например, мРНК или вектор). Может использоваться любая РНК-управляемая эндонуклеаза. Выбор используемой РНК-управляемой эндонуклеазы будет зависеть, по меньшей мере частично, от предполагаемого конечного использования применяемой системы CRISPR.The composition may contain, in addition to or instead of a guide nucleic acid, an RNA-guided endonuclease protein or a nucleic acid encoding it (eg, mRNA or vector). Any RNA-guided endonuclease can be used. The choice of RNA-guided endonuclease used will depend, at least in part, on the intended end use of the CRISPR system being used.

В некоторых вариантах осуществления полипептид представляет собой полипептид Cas9. Полипептиды Cas9, подходящие для включения в композицию по настоящему изобретению, включают встречающийся в природе полипептид Cas9 (например, встречающийся в природе в бактериальных и/или архейных клетках) или не встречающийся в природе полипептид Cas9 (например, полипептид Cas9 представляет собой вариант полипептида Cas9, химерный полипептид, как обсуждается ниже, и т.п.), как описано ниже. В некоторых вариантах осуществления специалист в данной области может оценить, что раскрытый в настоящем описании полипептид Cas9 может быть любым вариантом, полученным или выделенным из любого источника. В других вариантах осуществления пептид Cas9 по настоящему изобретению может включать одну или более мутаций, описанных в литературе, включая, без ограничения, функциональные мутации, описанные в Fonfara et al. Nucleic Acids Res. 2014 Feb; 42(4):2577-90; Nishimasu H. et al. Cell. 2014 Feb 27; 156(5):935-49; Jinek M. et al. Science. 2012, 337:816-21; и Jinek M. et al. Science. 2014 Mar 14; 343(6176); см. также заявку на патент США № 13/842,859, поданную 15 марта 2013 г., которая включена в настоящее описание посредством ссылки; также см. патенты США № 8,697,359; 8,771,945; 8,795,965; 8,865,406; 8,871,445; 8,889,356; 8,895,308; 8,906,616; 8,932,814; 8,945,839; 8,993,233 и 8,999,641, включенные в настоящее описание посредством ссылки. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления системы и способы, раскрытые в настоящем описании, можно использовать с белком Cas9 дикого типа, обладающим активностью двухцепочечной нуклеазы, мутантами Cas9, которые действуют как одноцепочечные никазы, или другими мутантами с модифицированной нуклеазной активностью. Таким образом, полипептид Cas9, подходящий для включения в композицию по настоящему изобретению, может быть ферментативно активным полипептидом Cas9, например, может давать одно- или двухцепочечные разрывы в целевой нуклеиновой кислоте или, альтернативно, может иметь пониженную ферментативную активность по сравнению с полипептидом Cas9 дикого типа.In some embodiments, the polypeptide is a Cas9 polypeptide. Cas9 polypeptides suitable for inclusion in the composition of the present invention include a naturally occurring Cas9 polypeptide (e.g., naturally occurring in bacterial and/or archaeal cells) or a non-naturally occurring Cas9 polypeptide (e.g., a Cas9 polypeptide is a variant of a Cas9 polypeptide chimeric polypeptide, as discussed below, etc.) as described below. In some embodiments, one of ordinary skill in the art will appreciate that a Cas9 polypeptide disclosed herein can be any variant obtained or isolated from any source. In other embodiments, the Cas9 peptide of the present invention may include one or more mutations described in the literature, including, without limitation, functional mutations described in Fonfara et al. Nucleic Acids Res. Feb 2014; 42(4):2577-90; Nishimasu H. et al. Cell. 2014 Feb 27; 156(5):935-49; Jinek M. et al. Science. 2012, 337:816-21; and Jinek M. et al. Science. 2014 Mar 14; 343(6176); see also US Patent Application No. 13/842,859, filed March 15, 2013, which is incorporated herein by reference; also see US Pat. No. 8,697,359; 8,771,945; 8,795,965; 8,865,406; 8,871,445; 8,889,356; 8,895,308; 8,906,616; 8,932,814; 8,945,839; 8,993,233 and 8,999,641, incorporated herein by reference. Thus, in some embodiments, the systems and methods disclosed herein can be used with wild-type Cas9 protein having double-stranded nuclease activity, Cas9 mutants that act as single-stranded nickases, or other mutants with modified nuclease activity. Thus, a Cas9 polypeptide suitable for inclusion in a composition of the present invention may be an enzymatically active Cas9 polypeptide, for example, may produce single- or double-strand breaks in the target nucleic acid, or, alternatively, may have reduced enzymatic activity compared to a wild-type Cas9 polypeptide type.

Встречающиеся в природе полипептиды Cas9 связываются с гидовой нуклеиновой кислотой, тем самым направляя ее на конкретную последовательность в целевой нуклеиновой кислоте (целевой сайт) и расщепляют целевую нуклеиновую кислоту (расщепляют дцДНК, создавая двухцепочечный разрыв, расщепляют оцРНК, расщепляют оцРНК и т.д.). Рассматриваемый полипептид Cas9 включает две части: РНК-связывающую часть и часть с активностью. РНК-связывающая часть взаимодействует с рассматриваемой нуклеиновой кислотой, и часть с активностью обладает сайт-направленной ферментативной активностью (например, нуклеазную активность, активность метилирования ДНК и/или РНК, активность расщепления ДНК и/или РНК, активность ацетилирования гистонов, активность метилирования гистонов, активность модификации РНК, РНК-связывающую активность, активность сплайсинга РНК и т.д. В некоторых вариантах осуществления часть с активностью имеет пониженную нуклеазную активность по сравнению с соответствующей частью полипептида Cas9 дикого типа. В некоторых вариантах осуществления часть с активностью ферментативно неактивна.Naturally occurring Cas9 polypeptides bind to a guide nucleic acid, thereby directing it to a specific sequence in the target nucleic acid (target site) and cleave the target nucleic acid (cleave dsDNA creating a double-strand break, cleave ssRNA, cleave ssRNA, etc.) . The Cas9 polypeptide in question has two parts: an RNA-binding part and an activity part. The RNA binding moiety interacts with the nucleic acid in question, and the activity moiety has site-directed enzymatic activity (e.g., nuclease activity, DNA and/or RNA methylation activity, DNA and/or RNA cleavage activity, histone acetylation activity, histone methylation activity, RNA modification activity, RNA binding activity, RNA splicing activity, etc. In some embodiments, the activity portion has reduced nuclease activity compared to the corresponding portion of the wild type Cas9 polypeptide.In some embodiments, the activity portion is enzymatically inactive.

Анализы для определения, имеет ли белок РНК-связывающую часть, которая взаимодействует с рассматриваемой нуклеиновой кислотой, могут представлять собой любой удобный анализ связывания, позволяющий оценить связывание между белком и нуклеиновой кислотой. Типичные анализы связывания включают анализы связывания (например, анализы сдвига электрофоретической подвижности в геле), которые включают добавление гидовой нуклеиновой кислоты и полипептида Cas9 к целевой нукAssays for determining whether a protein has an RNA-binding moiety that interacts with the nucleic acid in question can be any convenient binding assay that assesses the binding between the protein and the nucleic acid. Typical binding assays include binding assays (eg, gel mobility shift assays) that involve adding a guide nucleic acid and a Cas9 polypeptide to a target nucleic acid.

- 43 046334 леиновой кислоте.- 43 046334 leic acid.

Анализы для определения, имеет ли белок часть с активностью (например, чтобы определить, обладает ли полипептид нуклеазной активностью, которая расщепляет целевую нуклеиновую кислоту), могут представлять собой любой удобный анализ расщепления нуклеиновой кислоты, позволяющий оценить расщепление нуклеиновой кислоты. Типичные анализы расщепления включают добавление гидовой нуклеиновой кислоты и полипептида Cas9 к целевой нуклеиновой кислоте.Assays to determine whether a protein has a moiety with activity (eg, to determine whether a polypeptide has nuclease activity that cleaves a target nucleic acid) can be any convenient nucleic acid cleavage assay that assesses nucleic acid cleavage. Typical cleavage assays involve adding a guide nucleic acid and a Cas9 polypeptide to a target nucleic acid.

В некоторых вариантах осуществления подходящий полипептид Cas9 для включения в композицию по настоящему изобретению имеет ферментативную активность, которая модифицирует целевую нуклеиновую кислоту (например, нуклеазную активность, активность метилтрансферазы, активность деметилазы, активность репарации ДНК, активность повреждения ДНК, активность дезаминирования, активность дисмутазы, активность алкилирования, активность депуринизации, активность окисления, активность образования димера пиримидина, активность интегразы, активность транспозазы, активность рекомбиназы, активность полимеразы, активность лигазы, активность геликазы, активность фотолиазы или активность гликозилазы).In some embodiments, a suitable Cas9 polypeptide for inclusion in a composition of the present invention has enzymatic activity that modifies the target nucleic acid (e.g., nuclease activity, methyltransferase activity, demethylase activity, DNA repair activity, DNA damage activity, deamination activity, dismutase activity, alkylation activity, depurination activity, oxidation activity, pyrimidine dimer formation activity, integrase activity, transposase activity, recombinase activity, polymerase activity, ligase activity, helicase activity, photolyase activity or glycosylase activity).

В других вариантах осуществления полипептид Cas9, подходящий для включения в композицию по настоящему изобретению, имеет ферментативную активность, которая модифицирует полипептид (например, гистон), связанный с целевой нуклеиновой кислотой (например, активностью метилтрансферазы, активностью деметилазы, активностью ацетилтрансферазы, активностью деацетилазы, активностью киназы, активностью фосфатазы, активностью убиквитинлигазы, активностью деубиквитинирования, активностью аденилирования, активностью деаденилирования, активностью SUMO-лирования, активностью де-SUMO-лирования, активностью рибозилирования, активностью дерибозилирования, активностью миристоилирования или активностью демиристоилирования).In other embodiments, a Cas9 polypeptide suitable for inclusion in a composition of the present invention has enzymatic activity that modifies a polypeptide (e.g., histone) associated with a target nucleic acid (e.g., methyltransferase activity, demethylase activity, acetyltransferase activity, deacetylase activity, kinase activity, phosphatase activity, ubiquitin ligase activity, deubiquitination activity, adenylation activity, deadenylation activity, SUMOlylation activity, de-SUMOlylation activity, ribosylation activity, deribosylation activity, myristoylation activity, or demyristoylation activity).

Было идентифицировано множество ортологов Cas9, происходящих из широкого разнообразия видов, и в некоторых вариантах осуществления белки имеют только несколько идентичных аминокислот. Все идентифицированные ортологи Cas9 имеют одинаковую доменную архитектуру с центральным эндонуклеазным доменом HNH и доменом расщепления RuvC/RNaseH. Белки Cas9 имеют четыре общих ключевых мотива с консервативной архитектурой. Мотивы 1, 2 и 4 представляют собой RuvC-подобные мотивы, тогда как мотив 3 представляет собой HNH-мотив.Numerous Cas9 orthologs have been identified, originating from a wide variety of species, and in some embodiments, the proteins have only a few identical amino acids. All identified Cas9 orthologues share the same domain architecture with a central HNH endonuclease domain and a RuvC/RNaseH cleavage domain. Cas9 proteins share four core motifs with conserved architecture. Motifs 1, 2, and 4 are RuvC-like motifs, whereas motif 3 is an HNH motif.

В некоторых вариантах осуществления подходящий полипептид Cas9 содержит аминокислотную последовательность, имеющую 4 мотива, каждый из мотивов 1-4 имеет 60% или более, 70% или более, 75% или более, 80% или более, 85% или более, 90% или более, 95% или более, 99% или более или 100% идентичности аминокислотной последовательности с аминокислотной последовательностью Cas9, изображенной на фиг. 1 (SEQ ID NO: 1); или, альтернативно, с мотивами 1-4 аминокислотной последовательности Cas9, представленной в табл. 1 ниже (мотивы 1-4 SEQ ID NO: 1 представляют собой SEQ ID NO: 3-6 соответственно, как показано в табл. 1 ниже); или, альтернативно, с аминокислотами 7-166 или 731-1003 аминокислотной последовательности Cas9, изображенной на фиг. 1 (SEQ ID NO: 1).In some embodiments, a suitable Cas9 polypeptide comprises an amino acid sequence having 4 motifs, each of motifs 1-4 having 60% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or greater than, 95% or greater, 99% or greater, or 100% amino acid sequence identity with the Cas9 amino acid sequence depicted in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1); or, alternatively, with motifs 1-4 of the Cas9 amino acid sequence presented in table. 1 below (motifs 1-4 of SEQ ID NO: 1 are SEQ ID NO: 3-6, respectively, as shown in Table 1 below); or, alternatively, with amino acids 7-166 or 731-1003 of the Cas9 amino acid sequence depicted in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1).

В некоторых вариантах осуществления полипептид Cas9 содержит аминокислотную последовательность, имеющую 75% или более, 80% или более, 85% или более, 90% или более, 95% или более или 98% идентичности аминокислотной последовательности с аминокислотной последовательностью, изображенной на фиг. 1 и приведенной в SEQ ID NO: 1; и включает аминокислотные замены N497, R661, Q695 и Q926 относительно аминокислотной последовательности, приведенной в SEQ ID NO: 1; или содержит аминокислотную замену К855 относительно аминокислотной последовательности, приведенной в SEQ ID NO: 1; или содержит аминокислотные замены K810, K1003 и R1060 относительно аминокислотной последовательности, приведенной в SEQ ID NO: 1; или содержит аминокислотные замены K848, K1003 и R1060 относительно аминокислотной последовательности, приведенной в SEQ ID NO: 1.In some embodiments, a Cas9 polypeptide comprises an amino acid sequence having 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, or 98% amino acid sequence identity with the amino acid sequence depicted in FIG. 1 and given in SEQ ID NO: 1; and includes amino acid substitutions N497, R661, Q695 and Q926 relative to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1; or contains an amino acid substitution K855 relative to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1; or contains amino acid substitutions K810, K1003 and R1060 relative to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1; or contains amino acid substitutions K848, K1003 and R1060 relative to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.

Используемый в настоящем описании термин полипептид Cas9 включает термин вариант полипептида Cas9; и термин вариант полипептида Cas9 включает термин химерный полипептид Cas9.As used herein, the term Cas9 polypeptide includes the term Cas9 polypeptide variant; and the term Cas9 polypeptide variant includes the term chimeric Cas9 polypeptide.

Варианты полипептида Cas9.Cas9 polypeptide variants.

Полипептиды Cas9, подходящие для включения в композицию по настоящему изобретению, включают вариант полипептида Cas9. Вариант полипептида Cas9 имеет аминокислотную последовательность, которая отличается одной аминокислотой (например, имеет делецию, вставку, замену, слияние) (т.е. отличается по меньшей мере одной аминокислотой) по сравнению с аминокислотной последовательностью полипептида Cas9 дикого типа (например, встречающегося в природе полипептид Cas9, как описано выше). В некоторых случаях вариант полипептида Cas9 имеет аминокислотную замену (например, делецию, вставку или замену), которая снижает нуклеазную активность полипептида Cas9. Например, в некоторых случаях вариант полипептида Cas9 содержит менее 50%, менее 40%, менее 30%, менее 20%, менее 10%, менее 5% или менее 1% нуклеазной активности, проявляемой соответствующим полипептидом Cas9 дикого типа. В некоторых вариантах осуществления вариант полипептида Cas9 не обладает значительной нуклеазной активностью. Когда полипептид Cas9 представляет собой вариант полипептида Cas9, который не обладает значительной нуклеазной активностью, он может быть указан как dCas9.Cas9 polypeptides suitable for inclusion in the composition of the present invention include a variant Cas9 polypeptide. A variant Cas9 polypeptide has an amino acid sequence that differs by one amino acid (e.g., has a deletion, insertion, substitution, fusion) (i.e., differs in at least one amino acid) compared to the amino acid sequence of a wild-type Cas9 polypeptide (e.g., naturally occurring Cas9 polypeptide as described above). In some cases, a variant Cas9 polypeptide has an amino acid substitution (eg, deletion, insertion, or substitution) that reduces the nuclease activity of the Cas9 polypeptide. For example, in some cases, a variant Cas9 polypeptide contains less than 50%, less than 40%, less than 30%, less than 20%, less than 10%, less than 5%, or less than 1% of the nuclease activity exhibited by the corresponding wild-type Cas9 polypeptide. In some embodiments, the variant Cas9 polypeptide does not have significant nuclease activity. When a Cas9 polypeptide is a variant of a Cas9 polypeptide that does not have significant nuclease activity, it may be referred to as dCas9.

В некоторых вариантах осуществления вариант полипептида Cas9 имеет пониженную нуклеазную активность. Например, вариант полипептида Cas9, подходящий для использования в способе связыванияIn some embodiments, the variant Cas9 polypeptide has reduced nuclease activity. For example, a variant of a Cas9 polypeptide suitable for use in a binding method

- 44 046334 по настоящему изобретению, имеет менее примерно 20%, менее примерно 15%, менее примерно 10%, менее примерно 5%, менее примерно 1% или менее примерно 0,1% эндонуклеазной активности, проявляемой полипептидом Cas9 дикого типа, например полипептида Cas9 дикого типа, содержащего аминокислотную последовательность, показанную на фиг. 1 (SEQ ID NO: 1).- 44 046334 of the present invention has less than about 20%, less than about 15%, less than about 10%, less than about 5%, less than about 1%, or less than about 0.1% of the endonuclease activity exhibited by a wild-type Cas9 polypeptide, e.g. Wild-type Cas9 containing the amino acid sequence shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1).

В некоторых вариантах осуществления вариант полипептид Cas9 может расщеплять комплементарную цепь целевой нуклеиновой кислоты, но имеет пониженную способность расщеплять некомплементарную цепь двухцепочечной целевой нуклеиновой кислоты. Например, вариант полипептида Cas9 может иметь мутацию (аминокислотную замену), которая снижает функцию домена RuvC (например, домена 1 на фиг. 1). В качестве неограничивающего примера, в некоторых вариантах осуществления вариант полипептида Cas9 имеет мутацию D10A (например, замену аспартата аланином в положении аминокислоты, соответствующем положению 10 SEQ ID NO: 1) и поэтому может расщеплять комплементарную цепь двухцепочечной целевой нуклеиновой кислоты, но имеет пониженную способность расщеплять некомплементарную цепь двухцепочечной целевой нуклеиновой кислоты (что приводит к разрыву одной цепи (SSB) вместо разрыва двух цепей (DSB), когда вариант полипептида Cas9 расщепляет целевую двухцепочечную нуклеиновую кислоту) (см., например, Jinek et al., Science. 2012 Aug 17; 337(6096):816-21).In some embodiments, the variant Cas9 polypeptide can cleave the complementary strand of a target nucleic acid, but has a reduced ability to cleave the non-complementary strand of a double-stranded target nucleic acid. For example, a variant Cas9 polypeptide may have a mutation (amino acid substitution) that reduces the function of the RuvC domain (eg, domain 1 in Fig. 1). As a non-limiting example, in some embodiments, a Cas9 polypeptide variant has a D10A mutation (e.g., replacing aspartate with alanine at the amino acid position corresponding to position 10 of SEQ ID NO: 1) and therefore can cleave the complementary strand of a double-stranded target nucleic acid, but has a reduced ability to cleave non-complementary strand of the double-stranded target nucleic acid (resulting in a single-strand break (SSB) instead of a double-strand break (DSB) when the Cas9 polypeptide variant cleaves the target double-stranded nucleic acid) (see, for example, Jinek et al., Science. 2012 Aug 17 ; 337(6096):816-21).

В некоторых вариантах осуществления вариант полипептида Cas9 может расщеплять некомплементарную цепь двухцепочечной целевой нуклеиновой кислоты, но имеет пониженную способность расщеплять комплементарную цепь целевой нуклеиновой кислоты. Например, вариант полипептида Cas9 может иметь мутацию (аминокислотную замену), которая снижает функцию домена HNH (мотивы домена RuvC/HNH/RuvC, домен 2 на фиг. 1). В качестве неограничивающего примера в некоторых вариантах осуществления вариант полипептида Cas9 может иметь мутацию Н840А (например, замену гистидина аланином в положении аминокислоты, соответствующем положению 840 SEQ ID NO: 1) (фиг. 1) и, следовательно, может расщеплять некомплементарную цепь целевой нуклеиновой кислоты, но имеет пониженную способность расщеплять комплементарную цепь целевой нуклеиновой кислоты (что приводит к SSB вместо DSB, когда вариант полипептида Cas9 расщепляет двухцепочечную целевую нуклеиновую кислоту). Такой полипептид Cas9 имеет пониженную способность расщеплять целевую нуклеиновую кислоту (например, одноцепочечную целевую нуклеиновую кислоту), но сохраняет способность связывать целевую нуклеиновую кислоту (например, одноцепочечную или двухцепочечную целевую нуклеиновую кислоту).In some embodiments, a variant Cas9 polypeptide can cleave the non-complementary strand of a double-stranded target nucleic acid, but has a reduced ability to cleave the complementary strand of the target nucleic acid. For example, a variant Cas9 polypeptide may have a mutation (amino acid substitution) that reduces the function of the HNH domain (RuvC/HNH/RuvC domain motifs, domain 2 in Fig. 1). As a non-limiting example, in some embodiments, a variant Cas9 polypeptide may have an H840A mutation (e.g., a replacement of histidine by alanine at the amino acid position corresponding to position 840 of SEQ ID NO: 1) (Fig. 1) and, therefore, may cleave a non-complementary strand of the target nucleic acid , but has a reduced ability to cleave the complementary strand of the target nucleic acid (resulting in an SSB instead of a DSB when the Cas9 polypeptide variant cleaves the double-stranded target nucleic acid). Such a Cas9 polypeptide has a reduced ability to cleave a target nucleic acid (eg, a single-stranded target nucleic acid) but retains the ability to bind a target nucleic acid (eg, a single- or double-stranded target nucleic acid).

В некоторых вариантах осуществления вариант полипептида Cas9 имеет пониженную способность расщеплять как комплементарные, так и некомплементарные цепи двухцепочечной целевой нуклеиновой кислоты. В качестве неограничивающего примера в некоторых вариантах осуществления вариант полипептида Cas9 содержит мутации как D10A, так и Н840А (например, мутацию как в домене RuvC, так и в домене HNH), в результате чего полипептид имеет пониженную способность расщеплять обе комплементарную и некомплементарную цепи двухцепочечной целевой нуклеиновой кислоты. Такой полипептид Cas9 имеет пониженную способность расщеплять целевую нуклеиновую кислоту (например, одноцепочечную целевую нуклеиновую кислоту или двухцепочечную целевую нуклеиновую кислоту), но сохраняет способность связывать целевую нуклеиновую кислоту (например, одноцепочечную целевую нуклеиновую кислоту или двухцепочечную целевую нуклеиновую кислоту).In some embodiments, the variant Cas9 polypeptide has a reduced ability to cleave both complementary and non-complementary strands of a double-stranded target nucleic acid. As a non-limiting example, in some embodiments, a variant Cas9 polypeptide contains both D10A and H840A mutations (e.g., a mutation in both the RuvC domain and the HNH domain), resulting in the polypeptide having a reduced ability to cleave both the complementary and non-complementary strands of a double-stranded target nucleic acid. Such a Cas9 polypeptide has a reduced ability to cleave a target nucleic acid (eg, a single-stranded target nucleic acid or a double-stranded target nucleic acid) but retains the ability to bind a target nucleic acid (eg, a single-stranded target nucleic acid or a double-stranded target nucleic acid).

В качестве другого неограничивающего примера в некоторых вариантах осуществления вариант полипептида Cas9 содержит мутации W476A и W1126A, вследствие чего полипептид имеет пониженную способность расщеплять целевую нуклеиновую кислоту. Такой полипептид Cas9 имеет пониженную способность расщеплять целевую нуклеиновую кислоту, но сохраняет способность связывать целевую нуклеиновую кислоту.As another non-limiting example, in some embodiments, a variant Cas9 polypeptide contains the W476A and W1126A mutations, whereby the polypeptide has a reduced ability to cleave a target nucleic acid. Such a Cas9 polypeptide has a reduced ability to cleave the target nucleic acid, but retains the ability to bind the target nucleic acid.

В качестве другого неограничивающего примера в некоторых вариантах осуществления вариант полипептида Cas9 содержит мутации Р475А, W476A, N477A, D1125A, W1126A и D1127A, вследствие чего полипептид имеет пониженную способность расщеплять целевую нуклеиновую кислоту. Такой полипептид Cas9 имеет пониженную способность расщеплять целевую нуклеиновую кислоту, но сохраняет способность связывать целевую нуклеиновую кислоту.As another non-limiting example, in some embodiments, a variant Cas9 polypeptide contains mutations P475A, W476A, N477A, D1125A, W1126A, and D1127A, whereby the polypeptide has a reduced ability to cleave a target nucleic acid. Such a Cas9 polypeptide has a reduced ability to cleave the target nucleic acid, but retains the ability to bind the target nucleic acid.

В качестве другого неограничивающего примера в некоторых вариантах осуществления вариант полипептида Cas9 содержит мутации Н840А, W476A и W1126A, вследствие чего полипептид имеет пониженную способность расщеплять целевую нуклеиновую кислоту. Такой полипептид Cas9 имеет пониженную способность расщеплять целевую нуклеиновую кислоту, но сохраняет способность связывать целевую нуклеиновую кислоту.As another non-limiting example, in some embodiments, a variant Cas9 polypeptide contains mutations H840A, W476A, and W1126A, whereby the polypeptide has a reduced ability to cleave a target nucleic acid. Such a Cas9 polypeptide has a reduced ability to cleave the target nucleic acid, but retains the ability to bind the target nucleic acid.

В качестве другого неограничивающего примера в некоторых вариантах осуществления вариант полипептида Cas9 содержит мутации Н840А, D10A, W476A и W1126A, вследствие чего полипептид имеет пониженную способность расщеплять целевую нуклеиновую кислоту. Такой полипептид Cas9 имеет пониженную способность расщеплять целевую нуклеиновую кислоту, но сохраняет способность связывать целевую нуклеиновую кислоту.As another non-limiting example, in some embodiments, a variant Cas9 polypeptide contains mutations H840A, D10A, W476A, and W1126A such that the polypeptide has a reduced ability to cleave a target nucleic acid. Such a Cas9 polypeptide has a reduced ability to cleave the target nucleic acid, but retains the ability to bind the target nucleic acid.

В качестве другого неограничивающего примера в некоторых вариантах осуществления вариант полипептида Cas9 содержит мутации Н840А, Р475А, W476A, N477A, D1125A, W1126A и D1127A,As another non-limiting example, in some embodiments, the Cas9 polypeptide variant contains mutations H840A, P475A, W476A, N477A, D1125A, W1126A, and D1127A,

- 45 046334 вследствие чего полипептид имеет пониженную способность расщеплять целевую нуклеиновую кислоту. Такой полипептид Cas9 имеет пониженную способность расщеплять целевую нуклеиновую кислоту, но сохраняет способность связывать целевую нуклеиновую кислоту.- 45 046334 as a result of which the polypeptide has a reduced ability to cleave the target nucleic acid. Such a Cas9 polypeptide has a reduced ability to cleave the target nucleic acid, but retains the ability to bind the target nucleic acid.

В качестве другого неограничивающего примера в некоторых вариантах осуществления вариант полипептида Cas9 содержит мутации D10A, Н840А, Р475А, W476A, N477A, D1125A, W1126A и D1127A, вследствие чего полипептид имеет пониженную способность расщеплять целевую нуклеиновую кислоту. Такой полипептид Cas9 имеет пониженную способность расщеплять целевую нуклеиновую кислоту, но сохраняет способность связывать целевую нуклеиновую кислоту.As another non-limiting example, in some embodiments, a variant Cas9 polypeptide contains mutations D10A, H840A, P475A, W476A, N477A, D1125A, W1126A, and D1127A, whereby the polypeptide has a reduced ability to cleave a target nucleic acid. Such a Cas9 polypeptide has a reduced ability to cleave the target nucleic acid, but retains the ability to bind the target nucleic acid.

Для достижения вышеуказанных эффектов (т.е. инактивации той или иной части нуклеазы) можно подвергнуть модификации и другие остатки. В качестве неограничивающих примеров остатки D10, G12, G17, Е762, Н840, N854, N863, Н982, Н983, А984, D986 и/или А987 могут быть изменены (т.е. заменены) (см. табл. 1 для получения дополнительной информации относительно сохранения аминокислотных остатков Cas9). Подходящими также являются мутации, отличные от замены аланина.To achieve the above effects (i.e., inactivation of one or another part of the nuclease), other residues can be modified. By way of non-limiting examples, residues D10, G12, G17, E762, H840, N854, N863, H982, H983, A984, D986, and/or A987 may be altered (i.e., replaced) (see Table 1 for more information regarding the conservation of amino acid residues of Cas9). Mutations other than alanine substitution are also suitable.

В некоторых вариантах осуществления вариант полипептида Cas9, который обладает пониженной каталитической активностью (например, когда белок Cas9 имеет D10, G12, G17, Е762, Н840, N854, N863, Н982, Н983, А984, D986 и/или мутацию А987, например D10A, G12A, G17A, Е762А, Н840А, N854A, N863A, Н982А, Н983А А984А и/или D986A), вариант полипептида Cas9 все еще может связываться с целевой нуклеиновой кислотой сайт-специфическим образом (потому что он все еще нацелен на последовательность целевой нуклеиновой кислоты посредством гидовой нуклеиновой кислоты) до тех пор, пока у него сохраняется способность взаимодействовать с гидовой нуклеиновой кислотой.In some embodiments, a variant of a Cas9 polypeptide that has reduced catalytic activity (e.g., when the Cas9 protein has a D10, G12, G17, E762, H840, N854, N863, H982, H983, A984, D986, and/or an A987 mutation, such as D10A, G12A, G17A, E762A, H840A, N854A, N863A, H982A, H983A A984A and/or D986A), the Cas9 polypeptide variant can still bind to the target nucleic acid in a site-specific manner (because it is still targeted to the target nucleic acid sequence by guide nucleic acid) as long as it retains the ability to interact with the guide nucleic acid.

В табл. 1 перечислены четыре мотива, которые присутствуют в последовательностях Cas9 различных видов. Перечисленные в этой таблице аминокислоты получены из Cas9 S. pyogenes (SEO ID NO: 1).In table Figure 1 lists four motifs that are present in Cas9 sequences of various species. The amino acids listed in this table are derived from S. pyogenes Cas9 (SEO ID NO: 1).

Таблица 1Table 1

Моти в Mochi in Мотив Motive Аминокислоты (№ остатка(ов)) Amino acids (no. of residue(s)) Сильно консервативные Strongly conservative 1 1 RuvC RuvC IGLDIGTNSVGWAVI (7-21) (SEQ ID NO:3) IGLDIGTNSVGWAVI (7-21) (SEQ ID NO:3) D10, G12, G17 D10, G12, G17 2 2 RuvC RuvC IVIEMARE (759-766) (SEQ ID NO :4) IVIEMARE (759-766) (SEQ ID NO:4) E762 E762 j j HNH-motif HNH-motif DVDHIVPQSFLKDDSIDNKVLTRS DKN (837-863) (SEQ ID NO:5) DVDHIVPQSFLKDDSIDNKVLTRS DKN (837-863) (SEQ ID NO:5) H840, N854, N863 H840, N854, N863 4 4 RuvC RuvC HHAHDAYL (982-989) (SEQ ID NO:6) HHAHDAYL (982-989) (SEQ ID NO:6) H982, H983, A984, D986, A987 H982, H983, A984, D986, A987

В дополнение к вышесказанному вариант белка Cas9 может иметь такие же параметры идентичности последовательности, как описано выше для полипептидов Cas9. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления подходящий вариант полипептида Cas9 содержит аминокислотную последовательность, имеющую 4 мотива, причем каждый из мотивов 1-4 имеет 60% или более, 70% или более, 75% или более, 80% или более, 85% или более, 90% или более, 95% или более, 99% или более или 100% идентичности аминокислотной последовательности с аминокислотной последовательностью Cas9, изображенной на фиг. 1 (SEQ ID NO: 1), или, альтернативно, с мотивами 1-4 (мотивы 1-4 SEQ ID NO: 1 представляют собой SEQ ID NO: 3-6 соответственно, как показано в табл. 1); или, альтернативно, с аминокислотами 7166 или 731-1003 аминокислотной последовательности Cas9, изображенной на фиг. 1 (SEQ ID NO: 1). Любой определенный выше белок Cas9 может быть использован в качестве полипептида Cas9 или в качестве части химерного полипептида Cas9 в композиции по настоящему изобретению, включая полипептиды, которые, в частности, приведены в международных заявках на патент № PCT/US2016/052690 и PCT/US2017/062617.In addition to the above, a variant Cas9 protein may have the same sequence identity parameters as described above for Cas9 polypeptides. Thus, in some embodiments, a suitable Cas9 polypeptide variant comprises an amino acid sequence having 4 motifs, with each of motifs 1-4 having 60% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or greater than, 90% or greater, 95% or greater, 99% or greater, or 100% amino acid sequence identity with the Cas9 amino acid sequence depicted in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1), or alternatively with motifs 1-4 (motifs 1-4 of SEQ ID NO: 1 are SEQ ID NO: 3-6, respectively, as shown in Table 1); or, alternatively, with amino acids 7166 or 731-1003 of the Cas9 amino acid sequence depicted in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1). Any Cas9 protein defined above can be used as a Cas9 polypeptide or as part of a chimeric Cas9 polypeptide in the composition of the present invention, including polypeptides that are particularly disclosed in International Patent Application Nos. PCT/US2016/052690 and PCT/US2017/ 062617.

В некоторых вариантах осуществления подходящий вариант полипептида Cas9 содержит аминокислотную последовательность, имеющую 60% или более, 70% или более, 75% или более, 80% или более, 85% или более, 90% или более, 95% или более, 99% или более или 100% идентичности аминокислотной последовательности с аминокислотной последовательностью Cas9, изображенной на фиг. 1 (SEQ ID NO: 1). Любой белок Cas9, определенный выше, может быть использован в качестве варианта полипептида Cas9 или в качестве части химерного варианта полипептида Cas9 в композиции по настоящему раскрытию, включая, в частности, полипептиды, приведенные в международных заявках на патент № PCT/US2016/052690 и PCT/US2017/062617.In some embodiments, a suitable Cas9 polypeptide variant comprises an amino acid sequence having 60% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, 99% or more or 100% amino acid sequence identity with the Cas9 amino acid sequence shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1). Any Cas9 protein defined above may be used as a variant Cas9 polypeptide or as part of a chimeric variant Cas9 polypeptide in a composition of the present disclosure, including, but not limited to, the polypeptides set forth in International Patent Application Nos. PCT/US2016/052690 and PCT /US2017/062617.

Химерные полипептиды (слитые полипептиды).Chimeric polypeptides (fusion polypeptides).

В некоторых вариантах осуществления вариант полипептида Cas9 представляет собой химерный полипептид Cas9 (также упоминаемый в настоящем описании как слитый полипептид, например, слитый полипептид Cas9). Слитый полипептид Cas9 может связывать и/или модифицировать целевую нуклеиновую кислоту (например, расщеплять, метилировать, деметилировать и т.д.) и/или полипептид, асIn some embodiments, the variant Cas9 polypeptide is a chimeric Cas9 polypeptide (also referred to herein as a fusion polypeptide, e.g., a Cas9 fusion polypeptide). A Cas9 fusion polypeptide can bind and/or modify a target nucleic acid (e.g., cleave, methylate, demethylate, etc.) and/or polypeptide as

- 46 046334 социированный с целевой нуклеиновой кислотой (например, метилирование, ацетилирование и т.д., например, гистоновый хвост).- 46 046334 associated with the target nucleic acid (eg methylation, acetylation, etc., eg histone tail).

Слитый полипептид Cas9 представляет собой вариант полипептида Cas9 в силу того, что последовательность отличается от полипептида Cas9 дикого типа (например, встречающегося в природе полипептида Cas9). Слитый полипептид Cas9 представляет собой полипептид Cas9 (например, полипептид Cas9 дикого типа, вариант полипептида Cas9, вариант полипептида Cas9 со сниженной нуклеазной активностью (как описано выше) и т.п.), слитый с ковалентно связанным гетерологичным полипептидом (также называемым партнером по слиянию). В некоторых вариантах осуществления слитый полипептид Cas9 представляет собой вариант полипептида Cas9 с пониженной нуклеазной активностью (например, dCas9), слитый с ковалентно связанным гетерологичным полипептидом. В некоторых вариантах осуществления гетерологичный полипептид проявляет (и, следовательно, обеспечивает) активность (например, ферментативную активность), которую также можно наблюдать у слитого полипептида Cas9 (например, активность метилтрансферазы, активность ацетилтрансферазы, активность киназы, активность убиквитинирования и т.д.). В некоторых таких вариантах осуществления способ связывания, например, когда полипептид Cas9 представляет собой вариант полипептида Cas9, имеющий партнера по слиянию (т.е. имеющий гетерологичный полипептид) с активностью (например, ферментативной активностью), которая модифицирует целевую нуклеиновую кислоту, этот метод также можно рассматривать как метод модификации целевой нуклеиновой кислоты. В некоторых вариантах осуществления способ связывания целевой нуклеиновой кислоты (например, одноцепочечной целевой нуклеиновой кислоты) может привести к модификации целевой нуклеиновой кислоты. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления способ связывания целевой нуклеиновой кислоты (например, одноцепочечной целевой нуклеиновой кислоты) может представлять собой способ модификации целевой нуклеиновой кислоты.A Cas9 fusion polypeptide is a variant of a Cas9 polypeptide in that the sequence is different from a wild-type Cas9 polypeptide (eg, a naturally occurring Cas9 polypeptide). A Cas9 fusion polypeptide is a Cas9 polypeptide (e.g., a wild-type Cas9 polypeptide, a variant Cas9 polypeptide, a variant Cas9 polypeptide with reduced nuclease activity (as described above), etc.) fused to a covalently linked heterologous polypeptide (also called a fusion partner ). In some embodiments, the Cas9 fusion polypeptide is a variant of a Cas9 polypeptide with reduced nuclease activity (eg, dCas9) fused to a covalently linked heterologous polypeptide. In some embodiments, the heterologous polypeptide exhibits (and therefore provides) activities (e.g., enzymatic activity) that can also be observed in the Cas9 fusion polypeptide (e.g., methyltransferase activity, acetyltransferase activity, kinase activity, ubiquitination activity, etc.) . In some such embodiments, the binding method, for example, where the Cas9 polypeptide is a variant Cas9 polypeptide having a fusion partner (i.e., having a heterologous polypeptide) with activity (e.g., enzymatic activity) that modifies the target nucleic acid, this method also can be considered as a method for modifying a target nucleic acid. In some embodiments, the method of binding a target nucleic acid (eg, a single-stranded target nucleic acid) may result in modification of the target nucleic acid. Thus, in some embodiments, a method of binding a target nucleic acid (eg, a single-stranded target nucleic acid) may be a method of modifying the target nucleic acid.

В некоторых вариантах осуществления гетерологичная последовательность может иметь субклеточную локализацию, т.е. гетерологичная последовательность представляет собой последовательность субклеточной локализации (например, сигнал ядерной локализации (NLS) для нацеливания на ядро, последовательность, которая удерживает слитый белок вне ядра, например последовательность экспорта из ядра (NES), последовательность для удерживания слитого белка в цитоплазме, сигнал митохондриальной локализации для нацеливания на митохондрии, сигнал локализации хлоропласта для нацеливания на хлоропласт, сигнал удерживания в эндоплазматическом ретикулуме (ER) и т.п.). В некоторых вариантах осуществления вариант Cas9 не включает NLS, следовательно, белок не нацелен на ядро (что может обеспечить преимущество, например, когда целевая нуклеиновая кислота представляет собой РНК, присутствующую в цитозоле). В некоторых вариантах осуществления гетерологичная последовательность может предоставлять метку (т.е. гетерологичная последовательность представляет собой детектируемую метку) для простоты отслеживания и/или очистки (например, флуоресцентный белок, например зеленый флуоресцентный белок (GFP), YFP, RFP, CFP, mCherry, tdTomato и т.п.; гистидиновый тег, например тег 6XHis; тег гемагглютинина (НА); тег FLAG; тег Мус и т.п.). В некоторых вариантах осуществления гетерологичная последовательность может обеспечивать повышенную или пониженную стабильность (т.е. гетерологичная последовательность представляет собой пептид контроля стабильности, например дегрон, который в некоторых вариантах осуществления является контролируемым (например, термочувствительная последовательность дегрона или последовательность дегрона, контролируемая лекарственным веществом, см. ниже). В некоторых вариантах осуществления гетерологичная последовательность может обеспечивать повышенную или пониженную транскрипцию из целевой нуклеиновой кислоты (т.е. гетерологичная последовательность представляет собой последовательность модуляции транскрипции, например, фактор/активатор транскрипции или его фрагмент, белок или его фрагмент, который рекрутирует фактор/активатор транскрипции, репрессор транскрипции или его фрагмент, белок или его фрагмент, который рекрутирует репрессор транскрипции, малую молекулу/регулятор транскрипции, чувствительный к лекарственному веществу, и т.д.). В некоторых вариантах осуществления гетерологичная последовательность может обеспечивать связывающий домен (т.е. гетерологичная последовательность представляет собой последовательность связывающего белка, например, для обеспечения способности слитого полипептида Cas9 связываться с другим представляющим интерес белком, например белком, модифицирующим ДНК или гистон, фактором транскрипции или репрессором транскрипции, рекрутирующим белком, ферментом модификации РНК, РНК-связывающим белком, фактором инициации трансляции, фактором сплайсинга РНК и др.). Гетерологичная последовательность нуклеиновой кислоты может быть связана с другой последовательностью нуклеиновой кислоты (например, методом генной инженерии) для создания химерной нуклеотидной последовательности, кодирующей химерный полипептид.In some embodiments, the heterologous sequence may have a subcellular localization, i.e. the heterologous sequence is a subcellular localization sequence (eg, a nuclear localization signal (NLS) to target the nucleus, a sequence that keeps the fusion protein outside the nucleus, eg, a nuclear export sequence (NES), a sequence to keep the fusion protein in the cytoplasm, a mitochondrial localization signal for mitochondria targeting, chloroplast localization signal for chloroplast targeting, endoplasmic reticulum (ER) retention signal, etc.). In some embodiments, the Cas9 variant does not include an NLS, hence the protein is not targeted to the nucleus (which may provide an advantage, for example, when the target nucleic acid is RNA present in the cytosol). In some embodiments, the heterologous sequence may provide a tag (i.e., the heterologous sequence is a detectable label) for ease of tracking and/or purification (e.g., a fluorescent protein, e.g., green fluorescent protein (GFP), YFP, RFP, CFP, mCherry, tdTomato, etc.; histidine tag, for example 6XHis tag; hemagglutinin (HA) tag; FLAG tag; Myc tag, etc.). In some embodiments, the heterologous sequence may provide increased or decreased stability (i.e., the heterologous sequence is a stability control peptide, such as a degron, which in some embodiments is controlled (e.g., a thermosensitive degron sequence or a drug controlled degron sequence, see below) In some embodiments, the heterologous sequence may provide increased or decreased transcription from a target nucleic acid (i.e., the heterologous sequence is a transcription modulation sequence, e.g., a transcription factor/activator or fragment thereof, a protein or fragment thereof that recruits transcription factor/activator, transcription repressor or fragment thereof, protein or fragment thereof that recruits the transcriptional repressor, small molecule/drug-responsive transcriptional regulator, etc.). In some embodiments, the heterologous sequence may provide a binding domain (i.e., the heterologous sequence is a binding protein sequence, e.g., to provide the ability of a Cas9 fusion polypeptide to bind another protein of interest, e.g., a DNA or histone modifying protein, transcription factor, or repressor transcription, recruitment protein, RNA modification enzyme, RNA-binding protein, translation initiation factor, RNA splicing factor, etc.). A heterologous nucleic acid sequence can be linked to another nucleic acid sequence (eg, by genetic engineering) to create a chimeric nucleotide sequence encoding a chimeric polypeptide.

Рассматриваемый слитый полипептид Cas9 (слитый белок Cas9) может иметь несколько (1 или более, 2 или более, 3 или более и т.д.) партнеров по слиянию в любой комбинации из вышеперечисленного. В качестве иллюстративного примера слитый белок Cas9 может иметь гетерологичную последовательность, которая обеспечивает активность (например, модуляции транскрипции, модификации мишени, модификации белка, связанного с целевой нуклеиновой кислотой, и т.д.), а также может иметь последовательность субклеточной локализации. В некоторых вариантах осуществления такой слитый белок Cas9 также может иметь метку для облегчения отслеживания и/или очистки (например, зеленый флуоресцентA subject Cas9 fusion polypeptide (Cas9 fusion protein) may have multiple (1 or more, 2 or more, 3 or more, etc.) fusion partners in any combination of the above. As an illustrative example, a Cas9 fusion protein may have a heterologous sequence that mediates activity (eg, transcriptional modulation, target modification, modification of a protein associated with a target nucleic acid, etc.) and may also have a subcellular localization sequence. In some embodiments, such a Cas9 fusion protein may also be labeled to facilitate tracking and/or purification (e.g., green fluorescent

- 47 046334 ный белок (GFP), YFP, RFP, CFP, mCherry, tdTomato и т.п.; гистидиновую метку, например тег 6XHis; тег гемагглютинина (НА); тег FLAG; тег Мус и т.п.). В качестве другого иллюстративного примера белок Cas9 может иметь один или более NLS (например, два или более, три или более, четыре или более, пять или более, 1, 2, 3, 4 или 5 NLS). В некоторых вариантах осуществления партнер по слиянию (или несколько партнеров по слиянию) (например, NLS, метка, партнер по слиянию, обеспечивающий активность, и т.д.) расположен на С-конце Cas9 или рядом с ним. В некоторых вариантах осуществления партнер по слиянию (или несколько партнеров по слиянию) (например, NLS, метка, партнер по слиянию, обеспечивающий активность, и т.д.) расположен на N-конце Cas9. В некоторых вариантах осуществления Cas9 имеет партнера по слиянию (или нескольких партнеров по слиянию) (например, NLS, метку, партнера по слиянию, обеспечивающего активность, и т.д.) как на N-конце, так и на С-конце.- 47 046334 protein (GFP), YFP, RFP, CFP, mCherry, tdTomato, etc.; a histidine tag, for example a 6XHis tag; hemagglutinin (HA) tag; FLAG tag; tag Mus, etc.). As another illustrative example, a Cas9 protein may have one or more NLSs (eg, two or more, three or more, four or more, five or more, 1, 2, 3, 4 or 5 NLSs). In some embodiments, a fusion partner (or multiple fusion partners) (eg, an NLS, a tag, an activity-providing fusion partner, etc.) is located at or adjacent to the C terminus of Cas9. In some embodiments, a fusion partner (or multiple fusion partners) (eg, an NLS, a tag, an activity-providing fusion partner, etc.) is located at the N terminus of Cas9. In some embodiments, Cas9 has a fusion partner (or multiple fusion partners) (eg, an NLS, a tag, an activity-providing fusion partner, etc.) at both the N-terminus and the C-terminus.

Подходящие партнеры по слиянию, которые обеспечивают повышенную или пониженную стабильность, включают, без ограничения, последовательности дегрона. Специалисты в данной области легко поймут, что дегроны представляют собой аминокислотные последовательности, которые контролируют стабильность белка, частью которого они являются. Например, стабильность белка, содержащего последовательность дегрона, частично контролируется последовательностью дегрона. В некоторых вариантах осуществления подходящий дегрон является конститутивным, благодаря чему дегрон оказывает свое влияние на стабильность белка независимо от экспериментального контроля (т.е. дегрон не индуцируется лекарственным веществом, не индуцируется температурой и т.д.). В некоторых вариантах осуществления дегрон обеспечивает вариант полипептида Cas9 с контролируемой стабильностью, такой, что вариант полипептида Cas9 может быть включен (т.е. быть стабильным) или выключен (т.е. быть нестабильным, деградированным) в зависимости от требуемых условий. Например, если дегрон является термочувствительным дегроном, вариант полипептида Cas9 может быть функциональным (т.е. включенным, стабильным) ниже пороговой температуры (например, 42, 41, 40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31, 30°С и т.д.), но нефункциональным (т.е. выключенным, деградированным) выше пороговой температуры. В качестве другого примера, если дегрон является дегроном, индуцируемым лекарственным веществом, присутствие или отсутствие лекарственного вещества может переключать белок из выключенного (т.е. нестабильного) состояния во включенное (т.е. стабильное) состояние, или наоборот. Типичный индуцируемый лекарственным веществом дегрон происходит из белка FKBP12. Стабильность дегрона контролируется наличием или отсутствием малой молекулы, которая связывается с дегроном.Suitable fusion partners that provide increased or decreased stability include, but are not limited to, degron sequences. Those skilled in the art will readily understand that degrons are amino acid sequences that control the stability of the protein of which they are a part. For example, the stability of a protein containing a degron sequence is controlled in part by the degron sequence. In some embodiments, a suitable degron is constitutive such that the degron exerts its effect on protein stability independent of experimental control (ie, the degron is not drug induced, not temperature induced, etc.). In some embodiments, the degron provides a stability-controlled variant of the Cas9 polypeptide, such that the variant Cas9 polypeptide can be turned on (ie, stable) or turned off (ie, unstable, degraded) depending on desired conditions. For example, if the degron is a temperature-sensitive degron, the Cas9 polypeptide variant may be functional (i.e., switched on, stable) below a threshold temperature (e.g., 42, 41, 40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32 , 31, 30°C, etc.), but non-functional (i.e. switched off, degraded) above the threshold temperature. As another example, if the degron is a drug-inducible degron, the presence or absence of the drug can switch the protein from an off (ie, unstable) state to an on (ie, stable) state, or vice versa. A typical drug-induced degron is derived from the protein FKBP12. The stability of a degron is controlled by the presence or absence of a small molecule that binds to the degron.

Примеры подходящих дегронов включают, без ограничения, дегроны, которые контролируются Shield-1, DHFR, ауксинами и/или температурой. Неограничивающие примеры подходящих дегронов известны в данной области (см., например, Dohmen et al., Science, 1994. 263(5151):1273-1276: Heat-inducible degron: a method for constructing temperature-sensitive mutants; Schoeber et al., Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 2009 Jan; 296(1):F204-11: Conditional fast expression and function of multimeric TRPV5 channels using Shield-1; Chu et al., Bioorg. Med. Chem. Lett. 2008 Nov 15; 18(22):5941-4: Recent progress with FKBPderived destabilizing domains; Kanemaki, Pflugers Arch. 2012 Dec 28: Frontiers of protein expression control with conditional degrons; Yang et al., Mol. Cell. 2012 Nov 30; 48(4):487-8: Titivated for destruction: the methyl degron; Barbour et al., Biosci Rep. 2013 Jan 18; 33(1): Characterization of the bipartite degron that regulates ubiquitin-independent degradation of thymidylate synthase; и Greussing et al., J. Vis. Exp. 2012 Nov 10; (69): Monitoring of ubiquitin-proteasome activity in living cells using a Degron (dgn)-destabilized green fluorescent protein (GFP)-based reporter protein; все включены в настоящее описание в качестве ссылки).Examples of suitable degrons include, but are not limited to, degrons that are controlled by Shield-1, DHFR, auxins and/or temperature. Non-limiting examples of suitable degrons are known in the art (see, for example, Dohmen et al., Science, 1994. 263(5151):1273-1276: Heat-inducible degron: a method for constructing temperature-sensitive mutants; Schoeber et al. , Am J Physiol Renal Physiol 2009 Jan;296(1):F204-11: Conditional fast expression and function of multimeric TRPV5 channels using Shield-1; Chu et al., Bioorg Med Chem Lett. 2008 Nov 15; 18(22):5941-4: Recent progress with FKBPderived destabilizing domains; Kanemaki, Pflugers Arch. 2012 Dec 28: Frontiers of protein expression control with conditional degrons; Yang et al., Mol. Cell. 2012 Nov 30 ;48(4):487-8: Titivated for destruction: the methyl degron;Barbour et al., Biosci Rep. 2013 Jan 18;33(1): Characterization of the bipartite degron that regulates ubiquitin-independent degradation of thymidylate synthase; and Greussing et al., J. Vis. Exp. 2012 Nov 10;(69): Monitoring of ubiquitin-proteasome activity in living cells using a Degron (dgn)-destabilized green fluorescent protein (GFP)-based reporter protein; all are incorporated herein by reference).

Типичные последовательности дегрона хорошо охарактеризованы и протестированы как на клетках, так и на животных. Таким образом, слитый белок Cas9 (например, Cas9 дикого типа; вариант Cas9; вариант Cas9 со сниженной нуклеазной активностью, например dCas9 и т.п.) с последовательностью дегрона дает настраиваемый и индуцируемый полипептид Cas9. Любой из раскрытых в настоящем описании партнеров по слиянию можно использовать в любой требуемой комбинации. В качестве одного из неограничивающих иллюстративных примеров слитый белок Cas9 (т.е. химерный полипептид Cas9) может содержать последовательность YFP для облегчения обнаружения, последовательность дегрона для обеспечения стабильности и последовательность активатора транскрипции для увеличения транскрипции целевой нуклеиновой кислоты. Подходящий репортерный белок для использования в качестве партнера по слиянию для полипептида Cas9 (например, Cas9 дикого типа, варианта Cas9, варианта Cas9 с пониженной функцией нуклеаз и т.д.) включает, без ограничения, следующие типичные белки (или их функциональные фрагменты): his3, β-галактозидазу, флуоресцентный белок (например, GFP, RFP, YFP, cherry, tomato и т.д. и их различные производные), люциферазу, β-глюкуронидазу и щелочную фосфатазу. Кроме того, количество партнеров по слиянию, которые можно использовать в слитом белке Cas9, неограниченно. В некоторых вариантах осуществления слитый белок Cas9 содержит одну или более (например, две или более, три или более, четыре или более или пять или более) гетерологичных последовательностей.Typical degron sequences are well characterized and tested in both cells and animals. Thus, a fusion protein of Cas9 (eg, wild-type Cas9; variant Cas9; variant of Cas9 with reduced nuclease activity, eg dCas9, etc.) with a degron sequence produces a tunable and inducible Cas9 polypeptide. Any of the fusion partners disclosed herein may be used in any desired combination. As one non-limiting illustrative example, a Cas9 fusion protein (ie, a chimeric Cas9 polypeptide) may comprise a YFP sequence to facilitate detection, a degron sequence to provide stability, and a transcription activator sequence to enhance transcription of the target nucleic acid. Suitable reporter protein for use as a fusion partner for a Cas9 polypeptide (e.g., wild-type Cas9, variant Cas9, reduced nuclease function variant of Cas9, etc.) includes, but is not limited to, the following exemplary proteins (or functional fragments thereof): his3, β-galactosidase, fluorescent protein (eg, GFP, RFP, YFP, cherry, tomato, etc. and various derivatives thereof), luciferase, β-glucuronidase and alkaline phosphatase. In addition, the number of fusion partners that can be used in a Cas9 fusion protein is unlimited. In some embodiments, the Cas9 fusion protein contains one or more (eg, two or more, three or more, four or more, or five or more) heterologous sequences.

Подходящие партнеры по слиянию включают, без ограничения, полипептид, который обеспечивает активность метилтрансферазы, деметилазы, ацетилтрансферазы, деацетилазы, киназы, фосфатазы, убиквитинлигазы, деубиквитинирования, аденилирования, деаденилирования, SUMO-лирования, де-SUMOSuitable fusion partners include, but are not limited to, a polypeptide that provides methyltransferase, demethylase, acetyltransferase, deacetylase, kinase, phosphatase, ubiquitin ligase, deubiquitination, adenylation, deadenylation, SUMO-lylation, de-SUMO activity

- 48 046334 лирования, рибозилирования, дерибозилирования, миристоилирования или демиристоилирования, любая из которых может быть направлена непосредственно на модификацию нуклеиновой кислоты (метилирование ДНК или РНК) или на модификацию полипептида, ассоциированного с нуклеиновой кислотой (например, гистона, ДНК-связывающего белка и РНК-связывающего белка и т.п.). Дополнительные подходящие партнеры по слиянию включают, помимо прочего, граничные элементы (например, CTCF), белки и их фрагменты, которые обеспечивают рекрутирование на периферии (например, ламин А, ламин В и т.д.) и стыкующий белок элементы (например, FKBP/FRB, Pil1/Aby1 и т.д.).- 48 046334 lylation, ribosylation, deribosylation, myristoylation or demyristoylation, any of which may be aimed at directly modifying the nucleic acid (methylation of DNA or RNA) or modifying the polypeptide associated with the nucleic acid (for example, histone, DNA binding protein and RNA -binding protein, etc.). Additional suitable fusion partners include, but are not limited to, boundary elements (eg, CTCF), proteins and fragments thereof that mediate peripheral recruitment (eg, lamin A, lamin B, etc.), and protein docking elements (eg, FKBP /FRB, Pil1/Aby1, etc.).

Примеры различных дополнительных подходящих партнеров по слиянию (или их фрагментов) для рассматриваемого варианта полипептида Cas9 включают, без ограничения, партнеров, описанных в заявках на патент РСТ: WO 2010/075303, WO 2012/068627 и WO 2013/155555, которые включены в настоящее описание ссылкой во всей своей полноте.Examples of various additional suitable fusion partners (or fragments thereof) for a subject Cas9 polypeptide variant include, without limitation, those described in PCT patent applications: WO 2010/075303, WO 2012/068627 and WO 2013/155555, which are incorporated herein description by reference in its entirety.

Подходящие партнеры по слиянию включают, без ограничения, полипептид, который обеспечивает активность, опосредованно увеличивающую транскрипцию, через воздействие непосредственно на целевую нуклеиновую кислоту или на полипептид (например, гистон, ДНК-связывающий белок, РНКсвязывающий белок, белок редактирования РНК и т.д.), ассоциированный с целевой нуклеиновой кислотой. Подходящие партнеры по слиянию включают, без ограничения, полипептид, обеспечивающий активность метилтрансферазы, деметилазы, ацетилтрансферазы, деацетилазы, киназы, фосфатазы, убиквитинлигазы, деубиквитинирования, аденилирования, деаденилирования, SUMO-лирования, де-SUMOлирования, рибозилирования, дерибозилирования, миристоилирования или демиристоилирования.Suitable fusion partners include, but are not limited to, a polypeptide that provides transcription-enhancing activity indirectly by acting directly on a target nucleic acid or polypeptide (e.g., histone, DNA binding protein, RNA binding protein, RNA editing protein, etc. ) associated with the target nucleic acid. Suitable fusion partners include, but are not limited to, a polypeptide that provides methyltransferase, demethylase, acetyltransferase, deacetylase, kinase, phosphatase, ubiquitin ligase, deubiquitination, adenylation, deadenylation, SUMOlylation, de-SUMOlylation, ribosylation, deribosylation, myristoylation, or demyristoylation activity.

Дополнительные подходящие партнеры по слиянию включают, без ограничения, полипептид, который непосредственно обеспечивает повышенную транскрипцию и/или трансляцию целевой нуклеиновой кислоты (например, активатор транскрипции или его фрагмент, белок или его фрагмент, который рекрутирует активатор транскрипции, малую молекулу/регулятор транскрипции и/или трансляции, чувствительный к лекарственному веществу, белок, регулирующий трансляцию, и т.д.).Additional suitable fusion partners include, but are not limited to, a polypeptide that directly mediates increased transcription and/or translation of a target nucleic acid (e.g., a transcriptional activator or fragment thereof, a protein or fragment thereof that recruits a transcriptional activator, a small molecule/transcriptional regulator, and/or or translation, drug-sensing protein, translation regulatory protein, etc.).

Неограничивающие примеры партнеров по слиянию для достижения повышенной или пониженной транскрипции включают домены активатора транскрипции и репрессора транскрипции (например, ассоциированный с Kruppell бокс (KRAB или SKD); домен взаимодействия Mad mSIN3 (SID); репрессорный домен ERF (ERD) и т.д.). В некоторых таких вариантах осуществления нацеливание слитого белка Cas9 на конкретное место (т.е. последовательность) в целевой нуклеиновой кислоте осуществляется с помощью гидовой нуклеиновой кислоты, в котором он осуществляет локус-специфическую регуляцию, такую как блокирование связывания РНК-полимеразы с промотором (который избирательно ингибирует функцию активатора транскрипции) и/или модифицирует локальный статус хроматина (например, когда используется слитая последовательность, которая модифицирует целевую нуклеиновую кислоту или модифицирует полипептид, связанный с целевой нуклеиновой кислотой). В некоторых вариантах осуществления изменения являются временными (например, репрессия или активация транскрипции). В некоторых вариантах осуществления изменения являются наследственными (например, когда эпигенетические модификации происходят в целевой нуклеиновой кислоте или в белках, связанных с целевой нуклеиновой кислотой, например нуклеосомных гистонах).Non-limiting examples of fusion partners to achieve increased or decreased transcription include transcriptional activator and transcriptional repressor domains (e.g., Kruppell associated box (KRAB or SKD); Mad mSIN3 interaction domain (SID); ERF repressor domain (ERD), etc. ). In some such embodiments, targeting the Cas9 fusion protein to a specific location (i.e., sequence) in a target nucleic acid is accomplished by a guide nucleic acid, wherein it exerts locus-specific regulation, such as blocking RNA polymerase binding to a promoter (which selectively inhibits transcription activator function) and/or modifies local chromatin status (eg, when a fusion sequence is used that modifies the target nucleic acid or modifies a polypeptide associated with the target nucleic acid). In some embodiments, the changes are transient (eg, transcriptional repression or activation). In some embodiments, the changes are heritable (eg, when epigenetic modifications occur in the target nucleic acid or in proteins associated with the target nucleic acid, such as nucleosomal histones).

Неограничивающие примеры партнеров по слиянию для использования при нацеливании на целевые нуклеиновые кислоты оцРНК включают (без ограничения): факторы сплайсинга (например, домены RS); компоненты трансляции белков (например, факторы инициации трансляции, элонгации и/или высвобождения; например, eIF4G); РНК-метилазы; ферменты редактирования РНК (например, РНК дезаминазы, например аденозиндезаминазы, действующей на РНК (ADAR), включая ферменты редактирования А на I и/или С на U); зависящие от геликазы варианты осуществления; РНК-связывающие белки и т.п. Понятно, что партнер по слиянию может включать весь белок или в некоторых вариантах осуществления может включать фрагмент белка (например, функциональный домен).Non-limiting examples of fusion partners for use in targeting ssRNA target nucleic acids include (but are not limited to): splicing factors (eg, RS domains); protein translation components (eg, translation initiation, elongation and/or release factors; eg, eIF4G); RNA methylases; RNA editing enzymes (eg, RNA deaminases, such as adenosine deaminase acting on RNA (ADAR), including A to I and/or C to U editing enzymes); helicase-dependent embodiments; RNA-binding proteins, etc. It is understood that the fusion partner may include the entire protein or, in some embodiments, may include a portion of the protein (eg, a functional domain).

В некоторых вариантах осуществления гетерологичная последовательность может быть слита с С-концом полипептида Cas9. В некоторых вариантах осуществления гетерологичная последовательность может быть слита с N-концом полипептида Cas9. В некоторых вариантах осуществления гетерологичная последовательность может быть слита с внутренней частью (т.е. частью, отличной от N- или С-конца) полипептида Cas9.In some embodiments, the heterologous sequence may be fused to the C-terminus of a Cas9 polypeptide. In some embodiments, the heterologous sequence may be fused to the N-terminus of a Cas9 polypeptide. In some embodiments, the heterologous sequence may be fused to an internal portion (ie, a portion other than the N- or C-terminus) of a Cas9 polypeptide.

Кроме того, партнером по слиянию химерного полипептида Cas9 может быть любой домен, способный взаимодействовать с оцРНК (которая применительно к настоящему изобретению включает внутримолекулярные и/или межмолекулярные вторичные структуры, например дуплексы двухцепочечной РНК, такие как шпильки, стержени-петли и т.д.), временно или необратимо, непосредственно или опосредованно, включая, без ограничения, эффекторный домен, выбранный из группы, включающей эндонуклеазы (например, РНКазу I, домен CRR22 DYW, Dicer и домены PEST (N-конец PUT) из белков, таких как SMG5 и SMG6); белки и белковые домены, ответственные за стимуляцию расщепления РНК (например, CPSF, CstF, CFIm и CFIIm); экзонуклеазы (например, XRN-1 или экзонуклеаза Т); деаденилазы (например, HNT3); белки и белковые домены, ответственные за нонсенс-опосредованный распад РНК (например, UPF1, UPF2, UPF3, UPF3b, РНП S1, Y14, DEK, REF2 и SRm160); белки и белковые домены, ответственные за стабилизацию РНК (например, РАВР); белки и белковые домены, ответственные заAdditionally, the fusion partner of a chimeric Cas9 polypeptide may be any domain capable of interacting with ssRNA (which, for the purposes of the present invention, includes intramolecular and/or intermolecular secondary structures, e.g., double-stranded RNA duplexes such as hairpins, stem-loops, etc. ), temporarily or irreversibly, directly or indirectly, including, without limitation, an effector domain selected from the group consisting of endonucleases (e.g., RNase I, CRR22 DYW domain, Dicer, and PEST (N-terminal PUT) domains from proteins such as SMG5 and SMG6); proteins and protein domains responsible for stimulating RNA cleavage (eg, CPSF, CstF, CFIm and CFIIm); exonucleases (eg, XRN-1 or exonuclease T); deadenylase (eg HNT3); proteins and protein domains responsible for nonsense-mediated RNA decay (eg, UPF1, UPF2, UPF3, UPF3b, RNP S1, Y14, DEK, REF2, and SRm160); proteins and protein domains responsible for stabilizing RNA (for example, PABP); proteins and protein domains responsible for

- 49 046334 репрессию трансляции (например, Ago2 и Ago4); белки и белковые домены, ответственные за стимуляцию трансляции (например, Staufen); белки и белковые домены, ответственные за (например, способные) модуляцию трансляции (например, факторы трансляции, такие как факторы инициации, факторы элонгации, факторы высвобождения и т.д., например, eIF4G); белки и белковые домены, ответственные за полиаденилирование РНК (например, РАР1, GLD-2 и Star-PAP); белки и белковые домены, ответственные за полиуридинилирование РНК (например, CID1 и терминальная уридилаттрансфераза); белки и белковые домены, ответственные за локализацию РНК (например, из IMP1, ZBP1, She2p, She3p и Bicaudal-D); белки и белковые домены, ответственные за удержание РНК в ядре (например, Rrp6); белки и белковые домены, ответственные за экспорт РНК в ядро (например, ТАР, NXF1, THO, TREX, REF и Aly); белки и белковые домены, ответственные за репрессию сплайсинга РНК (например, РТВ, Sam68 и hnRNP A1); белки и белковые домены, ответственные за стимуляцию сплайсинга РНК (например, домены, богатые серином/аргинином (SR)); белки и белковые домены, ответственные за снижение эффективности транскрипции (например, FUS (TLS)); и белки и белковые домены, ответственные за стимуляцию транскрипции (например, CDK7 и HIV Tat). Альтернативно, эффекторный домен может быть выбран из группы, включающей эндонуклеазы; белки и белковые домены, способные стимулировать расщепление РНК; экзонуклеазы; деаденилазы; белки и белковые домены, обладающие активностью нонсенсопосредованного распада РНК; белки и белковые домены, способные стабилизировать РНК; белки и белковые домены, способные репрессировать трансляцию; белки и белковые домены, способные стимулировать трансляцию; белки и белковые домены, способные модулировать трансляцию (например, факторы трансляции, такие как факторы инициации, факторы элонгации, факторы высвобождения и т.д., например eIF4G); белки и белковые домены, способные к полиаденилированию РНК; белки и белковые домены, способные к полиуридинилированию РНК; белки и белковые домены, обладающие активностью по локализации РНК; белки и белковые домены, способные удерживать РНК в ядре; белки и белковые домены, обладающие активностью экспорта РНК в ядро; белки и белковые домены, способные подавлять сплайсинг РНК; белки и белковые домены, способные стимулировать сплайсинг РНК; белки и белковые домены, способные снижать эффективность транскрипции; и белки и белковые домены, способные стимулировать транскрипцию. Другим подходящим партнером по слиянию является РНК-связывающий домен PUF, который более подробно описан в WO 2012/068627.- 49 046334 translational repression (for example, Ago2 and Ago4); proteins and protein domains responsible for stimulating translation (eg Staufen); proteins and protein domains responsible for (eg, capable of) modulating translation (eg, translation factors such as initiation factors, elongation factors, release factors, etc., eg eIF4G); proteins and protein domains responsible for RNA polyadenylation (for example, PAP1, GLD-2 and Star-PAP); proteins and protein domains responsible for RNA polyuridinylation (for example, CID1 and terminal uridylate transferase); proteins and protein domains responsible for RNA localization (for example, from IMP1, ZBP1, She2p, She3p and Bicaudal-D); proteins and protein domains responsible for nuclear retention of RNA (for example, Rrp6); proteins and protein domains responsible for RNA export into the nucleus (for example, TAP, NXF1, THO, TREX, REF and Aly); proteins and protein domains responsible for the repression of RNA splicing (for example, PTB, Sam68 and hnRNP A1); proteins and protein domains responsible for stimulating RNA splicing (eg, serine/arginine-rich (SR) domains); proteins and protein domains responsible for reducing transcription efficiency (for example, FUS (TLS)); and proteins and protein domains responsible for transcriptional stimulation (eg, CDK7 and HIV Tat). Alternatively, the effector domain may be selected from the group consisting of endonucleases; proteins and protein domains capable of stimulating RNA cleavage; exonucleases; deadenylase; proteins and protein domains having nonsense-mediated RNA decay activity; proteins and protein domains capable of stabilizing RNA; proteins and protein domains capable of repressing translation; proteins and protein domains capable of stimulating translation; proteins and protein domains capable of modulating translation (eg, translation factors such as initiation factors, elongation factors, release factors, etc., such as eIF4G); proteins and protein domains capable of polyadenylation of RNA; proteins and protein domains capable of polyuridinylation of RNA; proteins and protein domains with RNA localization activity; proteins and protein domains capable of retaining RNA in the nucleus; proteins and protein domains with RNA export activity into the nucleus; proteins and protein domains capable of inhibiting RNA splicing; proteins and protein domains capable of stimulating RNA splicing; proteins and protein domains that can reduce transcription efficiency; and proteins and protein domains capable of stimulating transcription. Another suitable fusion partner is the RNA binding domain PUF, which is described in more detail in WO 2012/068627.

Некоторые факторы сплайсинга РНК, которые можно использовать (целиком или в виде фрагментов) в качестве партнеров по слиянию для полипептида Cas9, имеют модульную организацию из отдельных модулей, связывающих специфические последовательности РНК, и эффекторных доменов, ответственных за сплайсинг. Например, члены семейства белков, богатых серином/аргинином (SR), содержат мотивы распознавания N-концевой РНК (RRM), которые связываются с энхансерами экзонного сплайсинга (ESE) в пре-мРНК и С-концевых доменах RS, которые способствуют включению экзонов. В качестве другого примера белок hnRNP A1 связывается с экзонными сайленсерами сплайсинга (ESS) через свои RRM-домены и ингибирует включение экзона через С-концевой домен, богатый глицином. Некоторые факторы сплайсинга могут регулировать альтернативное использование сайта сплайсинга (ss) путем связывания с регуляторными последовательностями между двумя альтернативными сайтами. Например, ASF/SF2 может распознавать ESE и способствовать использованию проксимальных участков интрона, тогда как hnRNP A1 может связываться с ESS и сдвигать сплайсинг в сторону использования дистальных участков интрона. Одним из применений таких факторов является создание ESF, которые модулируют альтернативный сплайсинг эндогенных генов, особенно генов, ассоциированных с заболеванием. Например, пре-мРНК Bcl-х продуцирует две изоформы сплайсинга с двумя альтернативными 5'-сайтами сплайсинга для кодирования белков с противоположными функциями. Длинная изоформа сплайсинга Bcl-xL является мощным ингибитором апоптоза, экспрессируемым в долгоживущих постмитотических клетках, и активируется во многих раковых клетках, защищая клетки от сигналов апоптоза. Короткая изоформа Bcl-xS является проапоптотической изоформой и экспрессируется с высокой активностью в клетках с высокой скоростью обновления (например, развивающихся лимфоцитах). Соотношение двух изоформ сплайсинга Bcl-х регулируется множеством сώ-элементов, которые расположены либо в коровой области экзона, либо в области удлинения экзона (т.е. между двумя альтернативными 5'-сайтами сплайсинга). Дополнительные примеры см. в WO 2010/075303.Some RNA splicing factors that can be used (whole or fragmented) as fusion partners for a Cas9 polypeptide have a modular organization of individual modules that bind specific RNA sequences and effector domains responsible for splicing. For example, members of the serine/arginine-rich (SR) family of proteins contain N-terminal RNA recognition motifs (RRMs) that bind to exon splicing enhancers (ESEs) in the pre-mRNA and C-terminal RS domains that promote exon inclusion. As another example, the hnRNP A1 protein binds to exonic splicing silencers (ESSs) through its RRM domains and inhibits exon inclusion through its C-terminal glycine-rich domain. Some splicing factors can regulate alternative splice site (ss) usage by binding to regulatory sequences between two alternative sites. For example, ASF/SF2 can recognize the ESE and promote the use of proximal intronic regions, whereas hnRNP A1 can bind to the ESS and shift splicing toward the use of distal intronic regions. One application of such factors is the creation of ESFs that modulate alternative splicing of endogenous genes, especially disease-associated genes. For example, Bcl-x pre-mRNA produces two splice isoforms with two alternative 5' splice sites to encode proteins with opposing functions. The long splice isoform Bcl-xL is a potent inhibitor of apoptosis expressed in long-lived postmitotic cells and is upregulated in many cancer cells, protecting cells from apoptotic signals. The short isoform Bcl-xS is a proapoptotic isoform and is highly expressed in cells with a high turnover rate (eg, developing lymphocytes). The ratio of the two Bcl-x splicing isoforms is regulated by multiple cώ elements, which are located either in the core region of the exon or in the exon extension region (i.e., between two alternative 5' splice sites). For further examples see WO 2010/075303.

В некоторых вариантах осуществления полипептид Cas9 (например, Cas9 дикого типа, вариант Cas9, вариант Cas9 с пониженной нуклеазной активностью и т.д.) может быть связан с партнером по слиянию через пептидный спейсер.In some embodiments, a Cas9 polypeptide (eg, wild-type Cas9, variant Cas9, reduced nuclease activity variant of Cas9, etc.) may be linked to a fusion partner through a peptide spacer.

В некоторых вариантах осуществления полипептид Cas9 содержит домен трансдукции белка или PTD (также известный как СРР - проникающий в клетку пептид), который может относиться к полипептиду, полинуклеотиду, углеводу или органическому или неорганическому соединению, облегчающему прохождение липидного бислоя, мицеллы, клеточной мембраны, мембраны органеллы или мембраны везикул. Присоединенный к другой молекуле PTD, который может варьировать от малой полярной молекулы до большой макромолекулы и/или наночастицы, облегчает пересечение молекулы через мембрану, например переход из внеклеточного пространства во внутриклеточное пространство или из цитозоля в органеллу. В некоторых вариантах осуществления PTD, присоединенный к другой молекуле, облегчаетIn some embodiments, a Cas9 polypeptide comprises a protein transduction domain or PTD (also known as a cell penetrating peptide), which may refer to a polypeptide, polynucleotide, carbohydrate, or organic or inorganic compound that facilitates passage of a lipid bilayer, micelle, cell membrane, membrane organelles or vesicle membranes. Attached to another molecule, a PTD, which can range from a small polar molecule to a large macromolecule and/or a nanoparticle, facilitates the molecule's passage across a membrane, such as from extracellular to intracellular or from cytosol to organelle. In some embodiments, a PTD attached to another molecule facilitates

- 50 046334 проникновение молекулы в ядро (например, в некоторых вариантах осуществления PTD включает сигнал ядерной локализации (NLS)). В некоторых вариантах осуществления полипептид Cas9 содержит два или более NLS, например два или более NLS в тандеме. В некоторых вариантах осуществления PTD ковалентно связан с аминоконцом полипептида Cas9. В некоторых вариантах осуществления PTD ковалентно связан с карбоксильным концом полипептида Cas9. В некоторых вариантах осуществления PTD ковалентно связан с аминоконцом и с карбоксильным концом полипептида Cas9. В некоторых вариантах осуществления PTD ковалентно связан с нуклеиновой кислотой (например, гидовой нуклеиновой кислотой, полинуклеотидом, кодирующим гидовую нуклеиновую кислоту, полинуклеотидом, кодирующим полипептид Cas9, и т.д.). Типичные PTD включают, без ограничения, минимальный ундекапептидный домен трансдукции белка (соответствующий остаткам 47-57 ТАТ ВИЧ-1, содержащего YGRKKRRQRRR; SEQ ID NO: 7); последовательность полиаргинина, содержащую количество аргининов, достаточное для непосредственного проникновения в клетку (например, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или 10-50 аргининов); домен VP22 (Zender et al. (2002), Cancer Gene Ther. 9(6):489-96); домен трансдукции белка Drosophila Antennapedia (Noguchi et al. (2003), Diabetes, 52(7):1732-1737); усеченный пептид человеческого кальцитонина (Trehin et al. (2004), Pharm. Research, 21:1248-1256); полилизин (Wender et al. (2000), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97:13003-13008); RRQRRTSKLMKR (SEQ ID NO: 8); транспортан GWTLNSAGYLLGKINLKALAALAKKIL (SEQ ID NO: 9); KALAWEAKLAKALAKHLACALAKALKCEA (SEQ ID NO: 10); и RQIKIWFQNRRMKWKK (SEQ ID NO: 11). Примеры PTD включают, без ограничения, YGRKKRRQRRR (SEQ ID NO: 12), RKKRRQRRR (SEQ ID NO: 13); гомополимер аргинина, содержащий от 3 до 50 остатков аргинина; типичные аминокислотные последовательности домена PTD включают, без ограничения, любую из следующих: YGRKKRRQRRR (SEQ ID NO: 14); RKKRRQRR (SEQ ID NO: 15); YARAAARQARA (SEQ ID NO: 16); THRLPRRRRRR (SEQ ID NO: 17) и GGRRARRRRRR (SEQ ID NO: 18).- 50 046334 penetration of the molecule into the nucleus (eg, in some embodiments, the PTD includes a nuclear localization signal (NLS)). In some embodiments, the Cas9 polypeptide contains two or more NLSs, such as two or more NLSs in tandem. In some embodiments, the PTD is covalently linked to the amino terminus of the Cas9 polypeptide. In some embodiments, the PTD is covalently linked to the carboxyl terminus of the Cas9 polypeptide. In some embodiments, the PTD is covalently linked to the amino terminus and the carboxyl terminus of the Cas9 polypeptide. In some embodiments, the PTD is covalently linked to a nucleic acid (eg, a guide nucleic acid, a polynucleotide encoding a guide nucleic acid, a polynucleotide encoding a Cas9 polypeptide, etc.). Exemplary PTDs include, but are not limited to, a minimal undecapeptide protein transduction domain (corresponding to residues 47-57 of the HIV-1 TAT containing YGRKKRRQRRR; SEQ ID NO: 7); a polyarginine sequence containing a number of arginines sufficient to directly enter the cell (for example, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 10-50 arginines); VP22 domain (Zender et al. (2002), Cancer Gene Ther. 9(6):489-96); Drosophila Antennapedia protein transduction domain (Noguchi et al. (2003), Diabetes, 52(7):1732-1737); truncated human calcitonin peptide (Trehin et al. (2004), Pharm. Research, 21:1248-1256); polylysine (Wender et al. (2000), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97:13003-13008); RRQRRTSKLMKR(SEQ ID NO: 8); transportan GWTLNSAGYLLGKINLKALAALAKKIL (SEQ ID NO: 9); KALAWEAKLAKALAKHLACALAKALKCEA (SEQ ID NO: 10); and RQIKIWFQNRRMKWKK (SEQ ID NO: 11). Examples of PTDs include, but are not limited to, YGRKKRRQRRR (SEQ ID NO: 12), RKKRRQRRR (SEQ ID NO: 13); an arginine homopolymer containing from 3 to 50 arginine residues; exemplary PTD domain amino acid sequences include, but are not limited to, any of the following: YGRKKRRQRRR (SEQ ID NO: 14); RKKRRQRR (SEQ ID NO: 15); YARAAARQARA (SEQ ID NO: 16); THRLPRRRRRR (SEQ ID NO: 17) and GGRRARRRRRR (SEQ ID NO: 18).

В некоторых вариантах осуществления PTD представляет собой активируемый СРР (АСРР) (Aguilera et al. (2009), Integr. Biol. (Camb) June; 1 (5-6):371-381). ACPP содержат поликатионный СРР (например, Arg9 или R9), связанный через расщепляемый линкер с подходящим полианионом (например, Glu9 или Е9), что снижает общий заряд почти до нуля и тем самым подавляет адгезию и захват клетками. После расщепления линкера полианион высвобождается, локально демаскируя полиаргинин и присущую ему адгезивность, таким образом активируя АСРР для прохождения через мембрану.In some embodiments, the PTD is an activated CPP (ACPP) (Aguilera et al. (2009), Integr. Biol. (Camb) June; 1 (5-6):371-381). ACPPs contain a polycationic CPP (e.g., Arg9 or R9) linked via a cleavable linker to a suitable polyanion (e.g., Glu9 or E9), which reduces the net charge to almost zero and thereby inhibits adhesion and cellular uptake. Upon cleavage of the linker, the polyanion is released, locally unmasking the polyarginine and its inherent adhesiveness, thereby activating ACPP to cross the membrane.

В некоторых вариантах осуществления композиция может содержать РНК-управляемую эндонуклеазу Cpf1, пример которой представлен на фиг. 2, 16 или 17. Другое название РНК-управляемой эндонуклеазы Cpf1 - Cas12a. Системы Cpf1 CRISPR по настоящему раскрытию содержат i) единичный белок с эндонуклеазной активностью и ii) крРНК, в которой часть 3'-конца содержит гидовую последовательность, комплементарную целевой нуклеиновой кислоте. В этой системе нуклеаза Cpf1 рекрутируется непосредственно в целевую ДНК посредством крРНК. В некоторых вариантах осуществления гидовые последовательности для Cpf1 должны составлять по меньшей мере 12, 13, 14, 15 или 16 для детектируемого расщепления ДНК и минимум 14, 15, 16, 17 или 18 нт для эффективного расщепления ДНК.In some embodiments, the composition may comprise the RNA-guided endonuclease Cpf1, an example of which is shown in FIG. 2, 16 or 17. Another name for the RNA-guided endonuclease Cpf1 is Cas12a. The Cpf1 CRISPR systems of the present disclosure comprise i) a single protein with endonuclease activity and ii) a crRNA in which a portion of the 3' end contains a guide sequence complementary to the target nucleic acid. In this system, the Cpf1 nuclease is recruited directly to the target DNA via crRNA. In some embodiments, guide sequences for Cpf1 must be at least 12, 13, 14, 15, or 16 nt for detectable DNA cleavage and at least 14, 15, 16, 17, or 18 nt for efficient DNA cleavage.

Системы Cpf1 по настоящему изобретению отличаются от Cas9 по многим аспектам. Во-первых, в отличие от Cas9, Cpf1 не требуется отдельная тракрРНК для расщепления. В некоторых вариантах осуществления крРНК Cpf1 могут иметь длину примерно 42-44 оснований, из которых 23-25 нуклеотидов являются гидовой последовательностью и 19 нуклеотидов являются конститутивной последовательностью прямого повтора. Напротив, объединенные синтетические последовательности тракрРНК и крРНК Cas9 могут иметь длину примерно 100 оснований.The Cpf1 systems of the present invention differ from Cas9 in many aspects. First, unlike Cas9, Cpf1 does not require a separate tracrRNA for cleavage. In some embodiments, the Cpf1 crRNA may be approximately 42-44 bases in length, of which 23-25 nucleotides are guide sequence and 19 nucleotides are constitutive direct repeat sequence. In contrast, combined synthetic tracrRNA and Cas9 crRNA sequences can be approximately 100 bases in length.

Во-вторых, предпочтительным мотивом Cpf1 является TTN РАМ, расположенный на 5'-конце выше своей мишени. Это отличается от мотивов NGG РАМ, расположенных на 3'-конце целевой ДНК системы Cas9. В некоторых вариантах осуществления основание урацила, непосредственно предшествующее гидовой последовательности, является замещаемым (Zetsche, В. et al. 2015. Cpf1 Is a Single RNA-Guided Endonuclease of a Class 2 CRISPR-Cas System, Cell, 163, 759-771, полностью включенная в настоящее описание посредством ссылки для всех целей).Second, the preferred motif of Cpf1 is TTN PAM, located 5′ upstream of its target. This is in contrast to the NGG PAM motifs located at the 3' end of the target DNA of the Cas9 system. In some embodiments, the uracil base immediately preceding the guide sequence is replaceable (Zetsche, B. et al. 2015. Cpf1 Is a Single RNA-Guided Endonuclease of a Class 2 CRISPR-Cas System, Cell, 163, 759-771, entire incorporated herein by reference for all purposes).

В-третьих, участки разрезания для Cpf1 смещены примерно на 3-5 оснований, что создает липкие концы (Kim et al., 2016. Genome-wide analysis reveals specificities of Cpf1 endonucleases in human cells, опубликована онлайн в июне, 2016). Считается, что эти липкие концы с выступами из 3-5 п.н. способствуют лигированию, опосредованному NHEJ, и улучшают редактирование генов фрагментов ДНК с совпадающими концами. Участки разрезания находятся на 3'-конце целевой ДНК, дистальнее 5'-конца, где находится РАМ. Положения разрезов обычно расположены ниже 18-го основания на негибридизованной цепи и соответствующего 23-го основания на комплементарной цепи, гибридизированной с крРНК.Third, the cutting sites for Cpf1 are offset by approximately 3-5 bases, which creates sticky ends (Kim et al., 2016. Genome-wide analysis reveals specificities of Cpf1 endonucleases in human cells, published online June, 2016). These sticky ends are thought to have 3-5 bp overhangs. promote NHEJ-mediated ligation and improve gene editing of DNA fragments with matching ends. The cutting sites are at the 3' end of the target DNA, distal to the 5' end, where PAM is located. The cut positions are typically located below the 18th base on the unhybridized strand and the corresponding 23rd base on the complementary strand hybridized to the crRNA.

В-четвертых, в комплексах Cpf1 затравочная область расположена в пределах первых 5 нуклеотидов гидовой последовательности. Затравочные области крРНК Cpf1 очень чувствительны к мутациям, и даже замены отдельных оснований в этой области могут резко снизить активность расщепления (см. Zetsche В. et al. 2015, Cpf1 Is a Single RNA-Guided Endonuclease of a Class 2 CRISPR-Cas System) Cell, 163, 759-771). Особо следует отметить тот факт, что в отличие от мишени CRISPR Cas9, сайты расщепления и затравочная область систем Cpf1 не перекрываются. Дополнительное руководство по созданию олигоFourth, in Cpf1 complexes the seed region is located within the first 5 nucleotides of the guide sequence. The Cpf1 crRNA seed regions are very sensitive to mutations, and even single base substitutions in this region can dramatically reduce cleavage activity (see Zetsche B. et al. 2015, Cpf1 Is a Single RNA-Guided Endonuclease of a Class 2 CRISPR-Cas System) Cell, 163, 759-771). Of particular note is the fact that, unlike the CRISPR target Cas9, the cleavage sites and seed region of the Cpf1 systems do not overlap. Additional Guide to Creating Oligos

- 51 046334 нуклеотидов, нацеленных на крРНК Cpfl, доступно на (Zetsche В. et al. 2015. Cpfl Is a Single RNA-Guided Endonuclease of a Class 2 CRISPR-Cas System, Cell, 163, 759-771).- 51,046,334 nucleotides targeting the crRNA Cpfl, available at (Zetsche B. et al. 2015. Cpfl Is a Single RNA-Guided Endonuclease of a Class 2 CRISPR-Cas System, Cell, 163, 759-771).

Специалисты в данной области поймут, что раскрытый в настоящем описании Cpf1 может быть любым вариантом, полученным или выделенным из любого источника, многие из которых известны в данной области. Например, в некоторых вариантах осуществления пептид Cpf1 по настоящему изобретению может включать FnCPF1 (например, SEQ ID NO: 2), представленный на фиг. 2, AsCpf1 (например, фиг. 16), LbCpf1 (например, фиг. 17) или любой другой из многих известных белков Cpf1 из различных других видов микроорганизмов и их синтетические варианты.Those skilled in the art will understand that Cpf1 as disclosed herein can be any variant obtained or isolated from any source, many of which are known in the art. For example, in some embodiments, the Cpf1 peptide of the present invention may include FnCPF1 (eg, SEQ ID NO: 2) shown in FIG. 2, AsCpf1 (eg, FIG. 16), LbCpf1 (eg, FIG. 17), or any other of the many known Cpf1 proteins from various other microbial species and synthetic variants thereof.

В некоторых вариантах осуществления композиция содержит полипептид Cpf1. В некоторых вариантах осуществления полипептид Cpf1 является ферментативно активным, например полипептид Cpf1, когда он связан с гидовой РНК, расщепляет целевую нуклеиновую кислоту. В некоторых вариантах осуществления полипептид Cpf1 проявляет пониженную ферментативную активность по сравнению с полипептидом Cpf1 дикого типа (например, по сравнению с полипептидом Cpf1, содержащим аминокислотную последовательность, изображенную на фиг. 2, 16 или 17), и сохраняет активность связывания ДНК.In some embodiments, the composition comprises a Cpf1 polypeptide. In some embodiments, the Cpf1 polypeptide is enzymatically active, eg, the Cpf1 polypeptide, when bound to a guide RNA, cleaves a target nucleic acid. In some embodiments, the Cpf1 polypeptide exhibits reduced enzymatic activity compared to a wild-type Cpf1 polypeptide (eg, compared to a Cpf1 polypeptide comprising the amino acid sequence depicted in FIGS. 2, 16, or 17) and retains DNA binding activity.

В некоторых вариантах осуществления полипептид Cpf1 включает аминокислотную последовательность, содержащую по меньшей мере 30%, по меньшей мере 35%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 45%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 55%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 65%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95%, по меньшей мере 90% или 100% идентичности аминокислотной последовательности с аминокислотной последовательностью, изображенной на фиг. 2, 16 или 17.In some embodiments, the Cpf1 polypeptide comprises an amino acid sequence comprising at least 30%, at least 35%, at least 40%, at least 45%, at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 90% or 100% amino acid sequence identity with the amino acid sequence shown in FIG. 2, 16 or 17.

В некоторых вариантах осуществления полипептид Cpf1 содержит аминокислотную последовательность, содержащую по меньшей мере 30%, по меньшей мере 35%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 45%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 55%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 65%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95%, по меньшей мере 90% или 100% идентичности аминокислотной последовательности с непрерывным участком, содержащим от 100 до 200 аминокислот (аа), от 200 до 400 аа, от 400 до 600 аа, от 600 до 800 аа, от 800 до 1000 аа, от 1000 до 1100 аа, от 1100 до 1200 аа или от 1200 до 1300 аа, аминокислотной последовательности, представленной на фиг. 2, 16 или 17.In some embodiments, the Cpf1 polypeptide comprises an amino acid sequence comprising at least 30%, at least 35%, at least 40%, at least 45%, at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 90% or 100% amino acid sequence identity with a contiguous region containing from 100 to 200 amino acids (aa), from 200 to 400 aa, from 400 to 600 aa, from 600 to 800 aa, from 800 to 1000 aa, from 1000 to 1100 aa, 1100 to 1200 aa or 1200 to 1300 aa, the amino acid sequence shown in FIG. 2, 16 or 17.

В некоторых вариантах осуществления полипептид Cpf1 содержит аминокислотную последовательность, содержащую по меньшей мере 30%, по меньшей мере 35%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 45%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 55%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 65%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95%, по меньшей мере 90% или 100% идентичности аминокислотной последовательности с доменом RuvCI полипептида Cpf1 с аминокислотной последовательностью, изображенной на фиг. 2, 16 или 17.In some embodiments, the Cpf1 polypeptide comprises an amino acid sequence comprising at least 30%, at least 35%, at least 40%, at least 45%, at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 90% or 100% amino acid sequence identity with the RuvCI domain of the Cpf1 polypeptide with the amino acid sequence depicted in FIG. 2, 16 or 17.

В некоторых вариантах осуществления полипептид Cpf1 содержит аминокислотную последовательность, содержащую по меньшей мере 30%, по меньшей мере 35%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 45%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 55%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 65%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95%, по меньшей мере 90% или 100% идентичности аминокислотной последовательности с доменом RuvCII полипептида Cpf1 с аминокислотной последовательностью, изображенной на фиг. 2, 16 или 17.In some embodiments, the Cpf1 polypeptide comprises an amino acid sequence comprising at least 30%, at least 35%, at least 40%, at least 45%, at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 90% or 100% amino acid sequence identity with the RuvCII domain of the Cpf1 polypeptide with the amino acid sequence depicted in FIG. 2, 16 or 17.

В некоторых вариантах осуществления полипептид Cpf1 содержит аминокислотную последовательность, содержащую по меньшей мере 30%, по меньшей мере 35%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 45%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 55%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 65%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95%, по меньшей мере 90% или 100% идентичности аминокислотной последовательности с доменом RuvCIII полипептида Cpf1 с аминокислотной последовательностью, изображенной на фиг. 2, 16 или 17.In some embodiments, the Cpf1 polypeptide comprises an amino acid sequence comprising at least 30%, at least 35%, at least 40%, at least 45%, at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 90% or 100% amino acid sequence identity with the RuvCIII domain of the Cpf1 polypeptide with the amino acid sequence depicted in FIG. 2, 16 or 17.

В некоторых вариантах осуществления полипептид Cpf1 проявляет пониженную ферментативную активность по сравнению с полипептидом Cpf1 дикого типа (например, по сравнению с полипептидом Cpf1, содержащим аминокислотную последовательность, изображенную на фиг. 2, 16 или 17), и сохраняет активность связывания ДНК. В некоторых вариантах осуществления полипептид Cpf1 содержит аминокислотную последовательность, содержащую по меньшей мере 30%, по меньшей мере 35%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 45%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 55%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 65%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95%, по меньшей мере 90% или 100% идентичности аминокислотной последовательности с аминокислотой последовательность, изображенная на фиг. 2, 16 или 17; и включает аминокислотную замену (например, замену D ^ А) в аминокислотном остатке, соответствующем аминокислоте 917 аминокислотной послеIn some embodiments, the Cpf1 polypeptide exhibits reduced enzymatic activity compared to a wild-type Cpf1 polypeptide (eg, compared to a Cpf1 polypeptide containing the amino acid sequence depicted in Fig. 2, 16, or 17) and retains DNA binding activity. In some embodiments, the Cpf1 polypeptide comprises an amino acid sequence comprising at least 30%, at least 35%, at least 40%, at least 45%, at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 90% or 100% amino acid sequence identity with the amino acid sequence shown in FIG. 2, 16 or 17; and includes an amino acid substitution (for example, a D^A substitution) at the amino acid residue corresponding to amino acid 917 amino acid after

- 52 046334 довательности, изображенной на фиг. 2, 16 или 17.- 52 046334 of the sequence shown in FIG. 2, 16 or 17.

В некоторых вариантах осуществления полипептид Cpf1 содержит аминокислотную последовательность, содержащую по меньшей мере 30%, по меньшей мере 35%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 45%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 55%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 65%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95%, по меньшей мере 90% или 100% идентичности аминокислотной последовательности с аминокислотной последовательностью, изображенной на фиг. 2, 16 или 17; и включает аминокислотную замену (например, замену Е ^ А) в аминокислотном остатке, соответствующем аминокислоте 1006 аминокислотной последовательности, изображенной на фиг. 2, 16 или 17.In some embodiments, the Cpf1 polypeptide comprises an amino acid sequence comprising at least 30%, at least 35%, at least 40%, at least 45%, at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 90% or 100% amino acid sequence identity with the amino acid sequence shown in FIG. 2, 16 or 17; and includes an amino acid substitution (eg, an E^A substitution) at an amino acid residue corresponding to amino acid 1006 of the amino acid sequence depicted in FIG. 2, 16 or 17.

В некоторых вариантах осуществления полипептид Cpf1 содержит аминокислотную последовательность, содержащую по меньшей мере 30%, по меньшей мере 35%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 45%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 55%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 65%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95%, по меньшей мере 90% или 100% идентичности аминокислотной последовательности с аминокислотной последовательностью, изображенной на фиг. 2, 16 или 17; и включает аминокислотную замену (например, замену D ^ А) в аминокислотном остатке, соответствующем аминокислоте 1255 аминокислотной последовательности, изображенной на фиг. 2, 16 или 17.In some embodiments, the Cpf1 polypeptide comprises an amino acid sequence comprising at least 30%, at least 35%, at least 40%, at least 45%, at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 90% or 100% amino acid sequence identity with the amino acid sequence shown in FIG. 2, 16 or 17; and includes an amino acid substitution (eg, a D^A substitution) at the amino acid residue corresponding to amino acid 1255 of the amino acid sequence depicted in FIG. 2, 16 or 17.

В некоторых вариантах осуществления полипептид Cpf1 представляет собой слитый полипептид, например, слитый полипептид Cpf1 содержащий а) полипептид Cpf1; и b) гетерологичный партнер по слиянию. В некоторых вариантах осуществления гетерологичный партнер по слиянию слит с N-концом полипептида Cpf1. В некоторых вариантах осуществления гетерологичный партнер по слиянию слит с С-концом полипептида Cpf1. В некоторых вариантах осуществления гетерологичный партнер по слиянию слит как с N-концом, так и с С-концом полипептида Cpf1. В некоторых вариантах осуществления гетерологичный партнер по слиянию вставлен внутри полипептида Cpf1.In some embodiments, the Cpf1 polypeptide is a fusion polypeptide, for example, a Cpf1 fusion polypeptide comprising a) a Cpf1 polypeptide; and b) a heterologous merger partner. In some embodiments, the heterologous fusion partner is fused to the N-terminus of the Cpf1 polypeptide. In some embodiments, the heterologous fusion partner is fused to the C-terminus of the Cpf1 polypeptide. In some embodiments, the heterologous fusion partner is fused to both the N-terminus and the C-terminus of the Cpf1 polypeptide. In some embodiments, the heterologous fusion partner is inserted within a Cpf1 polypeptide.

Подходящие гетерологичные партнеры по слиянию включают NLS, эпитопные метки, флуоресцентные полипептиды и т.п.Suitable heterologous fusion partners include NLSs, epitope tags, fluorescent polypeptides, and the like.

Связанная гидовая РНК и донорная нуклеиновая кислота.Bound guide RNA and donor nucleic acid.

В одном из аспектов изобретение относится к комплексу, содержащему систему CRISPR, содержащую РНК-управляемую эндонуклеазу (например, полипептид Cas9 или Cpf1), гидовую РНК и донорный полинуклеотид, где гидовая РНК и донорный полинуклеотид связаны. Как показано в настоящем описании, гидовая РНК и донорный полинуклеотид могут быть связаны либо ковалентно, либо нековалентно. В одном из вариантов осуществления гидовая РНК и донорный полинуклеотид химически лигированы. В другом варианте осуществления гидовая РНК и донорный полинуклеотид ферментативно лигированы. В одном из вариантов осуществления гидовая РНК и донорный полинуклеотид гибридизуются друг с другом. В другом варианте осуществления и гидовая РНК, и донорный полинуклеотид гибридизуются через мостиковую последовательность. Возможно любое количество таких схем гибридизации.In one aspect, the invention relates to a complex comprising a CRISPR system comprising an RNA-guided endonuclease (eg, a Cas9 or Cpf1 polypeptide), a guide RNA, and a donor polynucleotide, wherein the guide RNA and the donor polynucleotide are linked. As shown herein, the guide RNA and the donor polynucleotide can be linked either covalently or non-covalently. In one embodiment, the guide RNA and the donor polynucleotide are chemically ligated. In another embodiment, the guide RNA and the donor polynucleotide are enzymatically ligated. In one embodiment, the guide RNA and the donor polynucleotide hybridize to each other. In another embodiment, both the guide RNA and the donor polynucleotide are hybridized through the bridging sequence. Any number of such hybridization schemes is possible.

Дезаминаза.Deaminase.

В некоторых вариантах осуществления комплекс или композиция дополнительно содержит дезаминазу (например, редактор основания аденина). Используемый в настоящем описании термин дезаминаза или дезаминазный домен относится к ферменту, который катализирует удаление аминогруппы из молекулы или дезаминирование. В некоторых вариантах осуществления дезаминаза представляет собой цитидин-дезаминазу, катализирующую гидролитическое дезаминирование цитидина или дезоксицитидина до уридина или дезоксиуридина, соответственно. В некоторых вариантах осуществления дезаминаза представляет собой цитозиндезаминазу, катализирующую гидролитическое дезаминирование цитозина до урацила (например, в РНК) или тимина (например, в ДНК).In some embodiments, the complex or composition further comprises a deaminase (eg, an adenine base editor). As used herein, the term deaminase or deaminase domain refers to an enzyme that catalyzes the removal of an amino group from a molecule, or deamination. In some embodiments, the deaminase is a cytidine deaminase that catalyzes the hydrolytic deamination of cytidine or deoxycytidine to uridine or deoxyuridine, respectively. In some embodiments, the deaminase is a cytosine deaminase that catalyzes the hydrolytic deamination of cytosine to uracil (eg, in RNA) or thymine (eg, in DNA).

В некоторых вариантах осуществления дезаминаза представляет собой аденозиндезаминазу, которая катализирует гидролитическое дезаминирование аденина или аденозина. В некоторых вариантах осуществления дезаминаза или домен дезаминазы представляет собой аденозиндезаминазу, катализирующую гидролитическое дезаминирование аденозина или дезоксиаденозина до инозина или дезоксиинозина, соответственно. В некоторых вариантах осуществления аденозиндезаминаза катализирует гидролитическое дезаминирование аденина или аденозина в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК). Аденозиндезаминазы (например, сконструированные аденозиндезаминазы, эволюционировавшие аденозиндезаминазы), представленные в настоящем описании, могут происходить из любого организма, такого как бактерия. В некоторых вариантах осуществления дезаминаза или домен дезаминазы представляют собой вариант встречающейся в природе дезаминазы из организма, такого как человек, шимпанзе, горилла, обезьяна, корова, собака, крыса или мышь.In some embodiments, the deaminase is an adenosine deaminase that catalyzes the hydrolytic deamination of adenine or adenosine. In some embodiments, the deaminase or deaminase domain is an adenosine deaminase that catalyzes the hydrolytic deamination of adenosine or deoxyadenosine to inosine or deoxyinosine, respectively. In some embodiments, adenosine deaminase catalyzes the hydrolytic deamination of adenine or adenosine in deoxyribonucleic acid (DNA). Adenosine deaminases (eg, engineered adenosine deaminases, evolved adenosine deaminases) presented herein can be derived from any organism, such as a bacterium. In some embodiments, the deaminase or deaminase domain is a variant of a naturally occurring deaminase from an organism such as a human, chimpanzee, gorilla, monkey, cow, dog, rat, or mouse.

В некоторых вариантах осуществления дезаминаза или домен дезаминазы не встречаются в природе. Например, в некоторых вариантах осуществления дезаминаза или домен дезаминазы являются по меньшей мере на 50%, по меньшей мере 55%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 65%,In some embodiments, the deaminase or deaminase domain is not naturally occurring. For example, in some embodiments, the deaminase or deaminase domain is at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%,

- 53 046334 по меньшей мере 70%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95%, по меньшей мере 96%, по меньшей мере 97%, по меньшей мере 98%, по меньшей мере 99% или по меньшей мере 99,5% идентичным природной дезаминазе.- 53 046334 at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 96%, at least 97% , at least 98%, at least 99% or at least 99.5% identical to natural deaminase.

В некоторых вариантах осуществления аденозиндезаминаза происходит из бактерии, такой как Е. coli, S. aureus, S. typhi, S. putrefaciens, H. influenzae или С. crescentus. В некоторых вариантах осуществления аденозиндезаминаза представляет собой TadA дезаминазу. В некоторых вариантах осуществления TadA дезаминаза представляет собой TadA дезаминазу Е. coli (ecTadA). В некоторых вариантах осуществления TadA дезаминаза представляет собой усеченную TadA дезаминазу Е. coli. Например, в усеченной ecTadA может отсутствовать одна или более N-концевых аминокислот по сравнению с полноразмерной ecTadA. В некоторых вариантах осуществления в усеченной ecTadA может отсутствовать 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 6, 17, 18, 19 или 20 N-концевых аминокислотных остатков относительно полноразмерной ecTadA. В некоторых вариантах осуществления в усеченной ecTadA может отсутствовать 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 6, 17, 18, 19 или 20 С-концевых аминокислотных остатков относительно полноразмерной ecTadA. В некоторых вариантах осуществления дезаминаза ecTadA не содержит N-концевой метионин. В некоторых вариантах осуществления дезаминаза представляет собой АРОВЕС1 или ее вариант.In some embodiments, the adenosine deaminase is derived from a bacterium, such as E. coli, S. aureus, S. typhi, S. putrefaciens, H. influenzae, or C. crescentus. In some embodiments, the adenosine deaminase is TadA deaminase. In some embodiments, the TadA deaminase is E. coli TadA deaminase (ecTadA). In some embodiments, the TadA deaminase is a truncated E. coli TadA deaminase. For example, truncated ecTadA may lack one or more N-terminal amino acids compared to full-length ecTadA. In some embodiments, the truncated ecTadA may lack 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 6, 17, 18, 19, or 20 N- terminal amino acid residues relative to full-length ecTadA. In some embodiments, the truncated ecTadA may lack 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 6, 17, 18, 19, or 20 C- terminal amino acid residues relative to full-length ecTadA. In some embodiments, the ecTadA deaminase does not contain an N-terminal methionine. In some embodiments, the deaminase is APOVEC1 or a variant thereof.

Дезаминазу можно использовать в конъюгации с любым другим элементом CRISPR, раскрытым в настоящем описании (т.е. в виде композиции), или дезаминаза может быть слита с любым другим элементом CRISPR (например, Cas9 или Cpf1), раскрытым в настоящем описании (т.е. в виде комплекса). В некоторых вариантах осуществления дезаминаза слита с Cas9, Cpfl или их вариантами.The deaminase can be used in conjugation with any other CRISPR element disclosed herein (i.e., as a composition), or the deaminase can be fused to any other CRISPR element (e.g., Cas9 or Cpf1) disclosed herein (i.e. i.e. in the form of a complex). In some embodiments, the deaminase is fused to Cas9, Cpfl, or variants thereof.

Прочие компоненты.Other components.

Композиция дополнительно может содержать любые другие компоненты, обычно используемые в составах для доставки нуклеиновой кислоты или белка. Например, композиция может дополнительно содержать липиды, липопротеины (например, холестерин и производные), фосфолипиды, полимеры или другие компоненты липосомальных или мицеллярных носителей для доставки. Композиция также может содержать растворитель или носитель, подходящий для введения клеткам или хозяевам, таким как млекопитающее или человек.The composition may further contain any other components commonly used in nucleic acid or protein delivery formulations. For example, the composition may further contain lipids, lipoproteins (eg, cholesterol and derivatives), phospholipids, polymers or other components of liposomal or micellar delivery vehicles. The composition may also contain a solvent or carrier suitable for administration to cells or hosts, such as a mammal or human.

В некоторых вариантах осуществления композиция содержит второй полимер, который включает полиэтиленоксид (PEG). Например, композиция может содержать PEG-pAsp (DET), PEG-pAsp, производные PEG-pAsp (DET), производные PEG-pAsp или их комбинацию. Не связываясь какой-либо конкретной теорией, считается, что эти ПЭГилированные полимеры могут контролировать размер наночастиц и их взаимодействие с целевыми белками сыворотки и клетками. Полимер полиэтиленоксида можно комбинировать с другими компонентами любым способом и в любом порядке.In some embodiments, the composition contains a second polymer that includes polyethylene oxide (PEG). For example, the composition may contain PEG-pAsp (DET), PEG-pAsp, PEG-pAsp derivatives (DET), PEG-pAsp derivatives, or a combination thereof. Without being bound by any particular theory, it is believed that these PEGylated polymers can control the size of the nanoparticles and their interaction with target serum proteins and cells. The polyethylene oxide polymer can be combined with other components in any way and in any order.

В некоторых вариантах осуществления композиция дополнительно содержит одно или более поверхностно-активных веществ. Поверхностно-активное вещество может быть неионным поверхностноактивным веществом и/или цвиттерионным поверхностно-активным веществом. Список типичных поверхностно-активных веществ включает, без ограничения: поверхностно-активные вещества на основе сложных эфиров полиоксиэтилен сорбитана (обычно называемых твинами), особенно полисорбат 20 и полисорбат 80; сополимеры этиленоксида (ЕО), пропиленоксида (РО) и/или бутиленоксида (ВО), продаваемые под торговым наименованием DOWFAX™, такие как линейные блок-сополимеры ЕО/РО; октоксинолы, которые могут различаться по количеству повторяющихся этокси (окси-1,2-этандиил) групп, при этом октоксинол-9 (тритон Х-100 или трет-октилфеноксиполиэтоксиэтанол) представляет особый интерес; (октилфенокси)полиэтоксиэтанол (IGEPAL CA-6301NP-40); фосфолипиды, такие как фосфатидилхолин (лецитин); простые эфиры полиоксиэтилена и жирных кислот, полученные из лауриловых, цетиловых, стеариловых и олеиловых спиртов (известные как поверхностно-активные вещества Brij), такие как монолауриловый эфир триэтиленгликоля (Brij 30); полиоксиэтилен-9-лауриловый эфир и сложные эфиры сорбитана (обычно известные как Spans), такие как триолеат сорбитана (Span 85) и монолаурат сорбитана. В некоторых вариантах осуществления поверхностно-активное вещество представляет собой антикоагулянт (например, гепарин или тому подобное). В некоторых вариантах осуществления композиция дополнительно включает один или более фармацевтически приемлемых носителей и/или наполнителей.In some embodiments, the composition further contains one or more surfactants. The surfactant may be a nonionic surfactant and/or a zwitterionic surfactant. A list of typical surfactants includes, but is not limited to: polyoxyethylene sorbitan ester surfactants (commonly referred to as Tweens), especially polysorbate 20 and polysorbate 80; ethylene oxide (EO), propylene oxide (PO) and/or butylene oxide (BO) copolymers sold under the trade name DOWFAX™, such as linear EO/PO block copolymers; octoxynols, which can vary in the number of repeating ethoxy (hydroxy-1,2-ethanediyl) groups, with octoxynol-9 (Triton X-100 or tert-octylphenoxypolyethoxyethanol) being of particular interest; (octylphenoxy)polyethoxyethanol (IGEPAL CA-6301NP-40); phospholipids such as phosphatidylcholine (lecithin); polyoxyethylene fatty acid ethers derived from lauryl, cetyl, stearyl and oleyl alcohols (known as Brij surfactants), such as triethylene glycol monolauryl ether (Brij 30); polyoxyethylene-9-lauryl ether and sorbitan esters (commonly known as Spans), such as sorbitan trioleate (Span 85) and sorbitan monolaurate. In some embodiments, the surfactant is an anticoagulant (eg, heparin or the like). In some embodiments, the composition further includes one or more pharmaceutically acceptable carriers and/or excipients.

В некоторых случаях компонент (например, компонент нуклеиновой кислоты (например, гидовая нуклеиновая кислота и т.д.); белковый компонент (например, полипептид Cas9 или Cpf1, вариант полипептида Cas9 или Cpf1); и т.п.) включает метку. Термины метка, детектируемая метка или фрагментметка в контексте настоящего описания относятся к любому фрагменту, который позволяет обнаружить сигнал, и может варьировать в широких пределах в зависимости от конкретной природы анализа. Представляющие интерес фрагменты-метки включают как непосредственно детектируемые метки (прямые метки) (например, флуоресцентные метки), так и опосредованно обнаруживаемые метки (непрямые метки) (например, член пары связывания). Флуоресцентная метка может быть любой флуоресцентной меткой (например, флуоресцентный краситель (например, флуоресцеин, техасский красный, родамин, меткиIn some cases, a component (eg, a nucleic acid component (eg, a guide nucleic acid, etc.); a protein component (eg, a Cas9 or Cpf1 polypeptide, a variant of a Cas9 or Cpf1 polypeptide); etc.) includes a tag. The terms label, detectable label or fragment label as used herein refer to any fragment that allows the detection of a signal, and can vary widely depending on the specific nature of the analysis. Tag moieties of interest include both directly detectable tags (direct tags) (eg, fluorescent tags) and indirectly detectable tags (indirect tags) (eg, a member of a binding pair). The fluorescent label may be any fluorescent label (e.g., fluorescent dye (e.g., fluorescein, Texas red, rhodamine,

- 54 046334- 54 046334

ALEXAFLUOR® и т.п.), флуоресцентный белок (например, зеленый флуоресцентный белок (GFP), усиленный GFP (EGFP)), желтый флуоресцентный белок (YFP), красный флуоресцентный белок (RFP), голубой флуоресцентный белок (CFP), Cherry, Tomato, Tangerine и любые их флуоресцентные производные) и т.д.). Подходящие группы детектируемых (непосредственно или опосредованно) меток для использования в способах включают любую группу, которую можно детектировать спектроскопическими, фотохимическими, биохимическими, иммунохимическими, электрическими, оптическими, химическими или другими способами. Например, подходящие непрямые метки включают биотин (член пары связывания), который может связываться со стрептавидином (который сам может быть меченным непосредственно или посредованно). Метки также могут включать: радиоактивную метку (прямая метка) (например, 3Н, 125I, 35S, 14С или 32Р); фермент (непрямая метка) (например, пероксидазу, щелочную фосфатазу, галактозидаза, люцифераза, глюкозооксидаза и т.п.); флуоресцентный белок (прямая метка) (например, зеленый флуоресцентный белок, красный флуоресцентный белок, желтый флуоресцентный белок и любые их удобные производные); металлическую метку (прямая метка); колориметрическую метку; член пары связывания и т.п. Под партнером пары связывания или членом пары связывания подразумевается один из первого и второго фрагментов, где первый и второй фрагменты обладают специфическим сродством связывания друг с другом. Подходящие пары связывания включают, без ограничения: антиген/антитела (например, дигоксигенин/анти-дигоксигенин, динитрофенил т№)/анти-О№, дансил-Ханти-дансил, флуоресцеин/анти-флуоресцеин, люцифер желтый/анти-люцифер желтый и родамин антиродамин), биотин/авидин (или биотин/стрептавидин) и кальмодулин-связывающий белок (СВР)/кальмодулин. Любой член пары связывания может быть подходящим для использования в качестве метки, определяемой опосредованно.ALEXAFLUOR®, etc.), fluorescent protein (e.g. green fluorescent protein (GFP), enhanced GFP (EGFP)), yellow fluorescent protein (YFP), red fluorescent protein (RFP), cyan fluorescent protein (CFP), Cherry , Tomato, Tangerine and any of their fluorescent derivatives), etc.). Suitable groups of detectable (directly or indirectly) labels for use in the methods include any group that can be detected by spectroscopic, photochemical, biochemical, immunochemical, electrical, optical, chemical or other means. For example, suitable indirect labels include biotin (a member of a binding pair), which can bind to streptavidin (which itself can be directly or indirectly labeled). Labels may also include: a radioactive label (direct label) (eg, 3 H, 125 I, 35 S, 14 C or 32 P); enzyme (indirect label) (eg, peroxidase, alkaline phosphatase, galactosidase, luciferase, glucose oxidase, etc.); fluorescent protein (direct label) (eg, green fluorescent protein, red fluorescent protein, yellow fluorescent protein, and any convenient derivatives thereof); metal mark (straight mark); colorimetric mark; member of a binding pair, etc. By a binding pair partner or a member of a binding pair is meant one of the first and second moieties, wherein the first and second moieties have a specific binding affinity for each other. Suitable binding pairs include, but are not limited to: antigen/antibodies (e.g., digoxigenin/anti-digoxigenin, dinitrophenyl TNO)/anti-OHN, dansyl-Hanti-dansyl, fluorescein/anti-fluorescein, Lucifer yellow/anti-Lucifer yellow, and rhodamine antirhodamine), biotin/avidin (or biotin/streptavidin) and calmodulin binding protein (CBP)/calmodulin. Any member of a binding pair may be suitable for use as an indirectly determined label.

Любой данный компонент или комбинация компонентов могут быть немечеными или меченными детектируемой меткой. В некоторых вариантах осуществления, когда помечены два или более компонента, они могут быть помечены фрагментами-метками, которые можно отличить друг от друга.Any given component or combination of components may be unlabeled or labeled with a detectable label. In some embodiments, when two or more components are marked, they may be marked with tag fragments that can be distinguished from each other.

Инкапсуляция и наночастицы.Encapsulation and nanoparticles.

В некоторых вариантах осуществления композиции полимер объединяется с нуклеиновой кислотой и/или полипептидом и частично или полностью инкапсулирует нуклеиновую кислоту и/или полипептид. В некоторых составах композиция может содержать наночастицы, содержащие полимер и нуклеиновую кислоту и/или полипептид.In some embodiments of the composition, a polymer is combined with a nucleic acid and/or polypeptide and partially or completely encapsulates the nucleic acid and/or polypeptide. In some formulations, the composition may contain nanoparticles containing a polymer and a nucleic acid and/or polypeptide.

В некоторых вариантах осуществления композиция может содержать ядерную наночастицу в дополнение к полимеру по изобретению и нуклеиновой кислоте или полипептиду. Можно использовать любые подходящие наночастицы, включая наночастицы металла (например, золота) или полимерные наночастицы.In some embodiments, the composition may contain a core nanoparticle in addition to a polymer of the invention and a nucleic acid or polypeptide. Any suitable nanoparticles can be used, including metal nanoparticles (eg gold) or polymer nanoparticles.

Полимер, раскрытый в настоящем описании, и нуклеиновая кислота (например, гидовая РНК, донорный полинуклеотид или оба) или полипептид могут быть конъюгированы с поверхностью наночастиц непосредственно или опосредованно. Например, раскрытый в настоящем описании полимер и нуклеиновая кислота (например, гидовая РНК, донорный полинуклеотид или оба) или полипептид могут быть конъюгированы с поверхностью наночастицы непосредственно или опосредованно через промежуточный линкер.The polymer disclosed herein and the nucleic acid (eg, guide RNA, donor polynucleotide, or both) or polypeptide can be conjugated to the surface of the nanoparticles directly or indirectly. For example, a polymer disclosed herein and a nucleic acid (eg, guide RNA, donor polynucleotide, or both) or polypeptide can be conjugated to the surface of a nanoparticle directly or indirectly through an intermediate linker.

В качестве линкера можно использовать любой тип молекулы. Например, линкер может представлять собой алифатическую цепь, включающую по меньшей мере два атома углерода (например, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или более атомов углерода), и может быть замещен одной или более функциональными группами, включая кетон, простой эфир, сложный эфир, амид, спирт, амин, мочевину, тиомочевину, сульфоксид, сульфон, сульфонамидные и дисульфидные функциональные группы. В вариантах осуществления, в которых наночастица включает золото, линкер может быть любой тиолсодержащей молекулой. Взаимодействие тиольной группы с золотом приводит к образованию ковалентной сульфидной (-S-) связи. Конструирование и синтез линкера хорошо известны в данной области.Any type of molecule can be used as a linker. For example, the linker may be an aliphatic chain containing at least two carbon atoms (e.g., 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more carbon atoms), and may be replaced by one or more functional groups, including ketone, ether, ester, amide, alcohol, amine, urea, thiourea, sulfoxide, sulfone, sulfonamide and disulfide functional groups. In embodiments in which the nanoparticle includes gold, the linker can be any thiol-containing molecule. The interaction of the thiol group with gold results in the formation of a covalent sulfide (-S-) bond. Linker design and synthesis are well known in the art.

В некоторых вариантах осуществления нуклеиновая кислота, конъюгированная с наночастицей, представляет собой линкерную нуклеиновую кислоту, которая служит для нековалентного связывания одного или более элементов, раскрытых в настоящем описании (например, полипептид Cas9 и гидовая РНК, донорный полинуклеотид и полипептид Cpf1), с конъюгатом наночастица-нуклеиновая кислота. Например, линкерная нуклеиновая кислота может иметь последовательность, которая гибридизуется с гидовой РНК или донорным полинуклеотидом.In some embodiments, the nucleic acid conjugated to the nanoparticle is a linker nucleic acid that serves to non-covalently link one or more elements disclosed herein (e.g., Cas9 polypeptide and guide RNA, donor polynucleotide and Cpf1 polypeptide) to the nanoparticle conjugate -nucleic acid. For example, the linker nucleic acid may have a sequence that hybridizes to a guide RNA or donor polynucleotide.

Нуклеиновая кислота, конъюгированная с наночастицей (например, наночастицей коллоидного металла (например, золота); наночастицей, содержащей биосовместимый полимер), может иметь любую подходящую длину. Когда нуклеиновая кислота представляет собой гидовую РНК или донорный полинуклеотид, длина обычно является подходящей для таких молекул, например, как указано в настоящем описании и известно в данной области. Если нуклеиновая кислота представляет собой линкерную нуклеиновую кислоту, она может иметь любую подходящую для линкера длину, например длину от 10 до 1000 нуклеотидов (нт), например, от примерно 1 до примерно 25 нт, от примерно 25 до примерно 50 нт, от примерно 50 до примерно 100 нт, от примерно 100 до примерно 250 нт, от примерно 250 до примерно 500 нт или от примерно 500 до примерно 1000 нт. В некоторых случаяхThe nucleic acid conjugated to a nanoparticle (eg, a colloidal metal (eg, gold) nanoparticle; a biocompatible polymer-containing nanoparticle) may be of any suitable length. When the nucleic acid is a guide RNA or a donor polynucleotide, the length is usually suitable for such molecules, for example, as described herein and known in the art. If the nucleic acid is a linker nucleic acid, it may have any length suitable for the linker, for example, from 10 to 1000 nucleotides (nt), for example, from about 1 to about 25 nt, from about 25 to about 50 nt, from about 50 to about 100 nt, from about 100 to about 250 nt, from about 250 to about 500 nt, or from about 500 to about 1000 nt. In some cases

- 55 046334 нуклеиновая кислота, конъюгированная с наночастицей (например, наночастицей коллоидного металла (например, золота); наночастицей, содержащей биосовместимый полимер), может иметь длину более 1000 нт.- 55 046334 a nucleic acid conjugated to a nanoparticle (eg, a colloidal metal (eg, gold) nanoparticle; a nanoparticle containing a biocompatible polymer) may have a length of more than 1000 nt.

Когда нуклеиновая кислота, связанная (например, ковалентно связанная; нековалентно связанная) с наночастицей, содержит нуклеотидную последовательность, которая гибридизуется по меньшей мере с частью гидовой РНК или донорного полинуклеотида, присутствующего в комплексе по изобретению, она имеет область с последовательностью, идентичной области комплемента гидовой РНК или донорной полинуклеотидной последовательности, достаточной для облегчения гибридизации. В некоторых вариантах осуществления нуклеиновая кислота, связанная с наночастицей в комплексе по настоящему изобретению, имеет по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95%, по меньшей мере 98%, по меньшей мере 99 или 100% идентичности нуклеотидной последовательности с комплементом длиной от 10 до 50 нуклеотидов (например, от 10 до 15 нт, от 15 до 20 нт, от 20 до 25 нт, от 25 до 30 нт, от 30 до 40 нт или от 40 до 50 нт) гидовой РНК или донорного полинуклеотида, присутствующего в комплексе.When a nucleic acid bound (e.g., covalently linked; non-covalently linked) to a nanoparticle contains a nucleotide sequence that hybridizes to at least a portion of the guide RNA or donor polynucleotide present in the complex of the invention, it has a region with sequence identical to the complement region of the guide An RNA or donor polynucleotide sequence sufficient to facilitate hybridization. In some embodiments, the nucleic acid associated with the nanoparticle in the complex of the present invention is at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99, or 100% nucleotide sequence identity with a complement of 10 to 50 nucleotides in length (e.g., 10 to 15 nt, 15 to 20 nt, 20 to 25 nt, 25 up to 30 nt, 30 to 40 nt, or 40 to 50 nt) guide RNA or donor polynucleotide present in the complex.

В некоторых вариантах осуществления нуклеиновая кислота, связанная (например, ковалентно связанная; нековалентно связанная) с наночастицей, представляет собой донорный полинуклеотид или имеет такую же или практически такую же нуклеотидную последовательность, что и донорный полинуклеотид. В некоторых вариантах осуществления нуклеиновая кислота, связанная (например, ковалентно связанная; нековалентно связанная) с наночастицей, содержит нуклеотидную последовательность, которая комплементарна донорной ДНК-матрице.In some embodiments, the nucleic acid bound (eg, covalently linked; non-covalently linked) to the nanoparticle is a donor polynucleotide or has the same or substantially the same nucleotide sequence as the donor polynucleotide. In some embodiments, the nucleic acid bound (eg, covalently linked; non-covalently linked) to the nanoparticle contains a nucleotide sequence that is complementary to the donor DNA template.

Способ применения.Mode of application.

Полимеры, представленные в настоящем описании, можно использовать для любых целей, но предполагается, что они особенно полезны для комбинирования и в некоторых вариантах осуществления инкапсулирования биологических молекул (например, нуклеиновых кислот и полипептидов) для различных целей. В одном из аспектов предоставляется способ инкапсулирования биологической молекулы, такой как полипептид или нуклеиновая кислота, путем комбинирования полимера по изобретению, как представлено в настоящем описании, с биологической молекулой, посредством чего полимер частично или полностью инкапсулирует биомолекулу. Биомолекулу, частично или полностью инкапсулированную полимером, иногда называют наночастицей.The polymers provided herein can be used for any purpose, but are contemplated to be particularly useful for combining and, in some embodiments, encapsulating biological molecules (eg, nucleic acids and polypeptides) for various purposes. In one aspect, a method is provided for encapsulating a biological molecule, such as a polypeptide or nucleic acid, by combining a polymer of the invention as provided herein with a biological molecule, whereby the polymer partially or completely encapsulates the biomolecule. A biomolecule partially or completely encapsulated by a polymer is sometimes called a nanoparticle.

В настоящем документе также предлагается способ доставки нуклеиновой кислоты и/или полипептида в клетку, где клетка может находиться in vitro или in vivo. Способ включает введение композиции, содержащей полимер и нуклеиновую кислоту и/или полипептид по настоящему изобретению, в клетку или субъекту, содержащему эту клетку. Способ можно использовать в отношении любого типа клеток или субъекта, но особенно он полезен для клеток млекопитающих (например, клеток человека). В некоторых вариантах осуществления полимер включает нацеливающий агент, такой, что нуклеиновая кислота и/или полипептид доставляются преимущественно или исключительно в целевые клетки или ткани (например, клетки или ткани периферической нервной системы, центральной нервной системы, глаза субъекта, печени, мышцы, легкого, кости (например, гемопоэтические клетки) или опухолевые клетки или ткани).Also provided herein is a method for delivering a nucleic acid and/or polypeptide into a cell, where the cell may be in vitro or in vivo. The method includes introducing a composition containing a polymer and a nucleic acid and/or polypeptide of the present invention into a cell or subject containing the cell. The method can be used with any type of cell or subject, but is particularly useful for mammalian cells (eg, human cells). In some embodiments, the polymer includes a targeting agent such that the nucleic acid and/or polypeptide is delivered predominantly or exclusively to the target cells or tissues (e.g., cells or tissues of the peripheral nervous system, central nervous system, eye of the subject, liver, muscle, lung, bone (eg hematopoietic cells) or tumor cells or tissues).

При использовании с композицией, содержащей один или более компонентов системы CRISPR, способ можно применять для индукции редактирования целевой нуклеиновой кислоты или гена. В некоторых вариантах осуществления способ модификации целевой нуклеиновой кислоты включает гомологически направленную репарацию (HDR). В некоторых вариантах осуществления использование комплекса по настоящему изобретению для проведения HDR обеспечивает эффективность HDR по меньшей мере 1%, по меньшей мере 2%, по меньшей мере 3%, по меньшей мере 4%, по меньшей мере 5%, по меньшей мере 10%, по меньшей мере 15%, по меньшей мере 20%, по меньшей мере 25% или более чем 25%. В некоторых вариантах осуществления способ модификации целевой нуклеиновой кислоты включает негомологичное соединение концов (NHEJ). В некоторых вариантах осуществления применение комплекса по настоящему изобретению для проведения HDR обеспечивает эффективность NHEJ по меньшей мере 1%, по меньшей мере 2%, по меньшей мере 3%, по меньшей мере 4%, по меньшей мере 5%, по меньшей мере 10%, по меньшей мере 15%, по меньшей мере 20%, по меньшей мере 25 или более чем 25%.When used with a composition containing one or more components of the CRISPR system, the method can be used to induce editing of a target nucleic acid or gene. In some embodiments, the method of modifying a target nucleic acid includes homology directed repair (HDR). In some embodiments, use of the complex of the present invention for performing HDR provides an HDR efficiency of at least 1%, at least 2%, at least 3%, at least 4%, at least 5%, at least 10% , at least 15%, at least 20%, at least 25% or more than 25%. In some embodiments, the method of modifying a target nucleic acid involves non-homologous end joining (NHEJ). In some embodiments, use of the complex of the present invention to perform HDR provides an NHEJ efficiency of at least 1%, at least 2%, at least 3%, at least 4%, at least 5%, at least 10% , at least 15%, at least 20%, at least 25 or more than 25%.

Приведенные ниже примеры дополнительно иллюстрируют изобретение, но их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения.The following examples further illustrate the invention, but should not be construed as limiting the scope of the invention in any way.

Пример 1.Example 1.

Настоящий пример представляет собой руководство по синтезу полимера по изобретению. Синтез включает реакцию присоединения акрилата по Михаэлю. Приведенная в качестве примера процедура выглядит следующим образом.The present example provides guidance for the synthesis of the polymer of the invention. The synthesis involves the Michael addition reaction of acrylate. The example procedure is as follows.

- 56 046334- 56 046334

Схема 1Scheme 1

В стеклянном флаконе суспендировали pAsp (DET) (5 мг, 0,22 мкмоль) в диметилсульфоксиде (DMSO; 700 мкл). К суспензии добавляли 30 мкл триметиламина (TEA) и полученную суспензию перемешивали до полного растворения всех полимеров. К реакционной смеси добавляли акрилат 1 (1,15 мг, 5,5 мкмоль) и реакционную смесь перемешивали в течение 40 ч при комнатной температуре. Неочищенный продукт очищали осаждением ацетонитрилом и трижды промывали ацетонитрилом, получая 4 мг полимера 5, где (а+b) равно 55 и (c+d) равно 25.In a glass vial, pAsp (DET) (5 mg, 0.22 μmol) was suspended in dimethyl sulfoxide (DMSO; 700 μl). 30 μl of trimethylamine (TEA) was added to the suspension and the resulting suspension was stirred until all polymers were completely dissolved. Acrylate 1 (1.15 mg, 5.5 µmol) was added to the reaction mixture and the reaction mixture was stirred for 40 hours at room temperature. The crude product was purified by precipitation with acetonitrile and washed three times with acetonitrile to obtain 4 mg of polymer 5, where (a+b) is 55 and (c+d) is 25.

1Н NMR (400 МГц, D2O): δ 4,8-4,6 (bs, 4Н), 4,2 (т, 2Н), 3,4-2,4 (м, 40Н). 1H NMR (400 MHz, D2O): δ 4.8-4.6 (bs, 4H), 4.2 (t, 2H), 3.4-2.4 (m, 40H).

Как показано на схеме 1, реакция присоединения акрилата 1 по Михаэлю приводит к образованию связи на основе амина (см., например, полимер 5). Таким образом, исходная функциональная аминогруппа в pAsp (DET) остается нетронутой.As shown in Scheme 1, the Michael addition reaction of acrylate 1 results in the formation of an amine-based bond (see, for example, polymer 5). Thus, the original amino functional group in pAsp (DET) remains intact.

Аналогичную процедуру можно использовать для получения дополнительных полимеров формулы 1 (например, полимеров 1-4 и 6-12). Нуклеофильное замещение можно использовать для получения полимеров 28 и 29.A similar procedure can be used to prepare additional polymers of formula 1 (eg, polymers 1-4 and 6-12). Nucleophilic substitution can be used to prepare polymers 28 and 29.

Кроме того, эту процедуру можно применить к другому исходному полимеру, такому как полимер, полученный в Примере 7, для получения других полимеров формулы 1 (например, этим способом можно получить полимеры 13-24 из полимера 30 или 32, деметилированного по концевому азоту для получения первичного или вторичного амина).Additionally, this procedure can be applied to another starting polymer, such as the polymer prepared in Example 7, to produce other polymers of formula 1 (e.g., polymers 13-24 can be prepared by this method from polymer 30 or 32 demethylated at the terminal nitrogen to produce primary or secondary amine).

Пример 2.Example 2.

Настоящий пример представляет собой руководство по синтезу полимера по изобретению. Синтез включает реакцию присоединения акрилата по Михаэлю. Приведенная в качестве примера процедура выглядит следующим образом.The present example provides guidance for the synthesis of the polymer of the invention. The synthesis involves a Michael addition reaction of acrylate. The example procedure is as follows.

Схема 2Scheme 2

- 57 046334- 57 046334

В стеклянном флаконе суспендировали pASP (DET) (5 мг, 0,22 мкмоль) в безводном метаноле (300 мкл) и к суспензии добавляли 30 мкл триэтиламина (TEA). Полученный раствор перемешивали при комнатной температуре в течение 10 мин до полного растворения полимера. Раствор разбавляли 300 мкл DCM. К реакционной смеси добавляли акрилат 2 (1,05 мг, 5,5 мкмоль) в 30 мкл DCM и реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 48 ч. Неочищенный продукт очищали осаждением в большом избытке диэтилового эфира с получением 4,3 мг полимера 8, где (а+b) равно 55 и (c+d) равно 25.In a glass vial, pASP (DET) (5 mg, 0.22 μmol) was suspended in anhydrous methanol (300 μl) and 30 μl of triethylamine (TEA) was added to the suspension. The resulting solution was stirred at room temperature for 10 min until the polymer was completely dissolved. The solution was diluted with 300 μl of DCM. Acrylate 2 (1.05 mg, 5.5 μmol) in 30 μl DCM was added to the reaction mixture and the reaction mixture was stirred at room temperature for 48 h. The crude product was purified by precipitation in large excess of diethyl ether to obtain 4.3 mg of polymer 8 , where (a+b) is equal to 55 and (c+d) is equal to 25.

1Н ЯМР (400 МГц, D2O): δ 4,8-4,6 (уш.с, 4Н), 4,03 (т, 2Н), 3,8-2,5 (м, 27Н), 1,5 (т, 2Н), 1,25 (с, 12Н), 0,7 (т, 3Н). 1 H NMR (400 MHz, D2O): δ 4.8-4.6 (br.s, 4H), 4.03 (t, 2H), 3.8-2.5 (m, 27H), 1, 5 (t, 2H), 1.25 (s, 12H), 0.7 (t, 3H).

Как показано на схеме 2, реакция присоединения акрилата 2 по Михаэлю приводит к образованию связи на основе амина (см., например, полимер 8). Таким образом, исходная аминная функциональная группа в pAsp (DET) остается нетронутой.As shown in Scheme 2, the Michael addition reaction of acrylate 2 results in the formation of an amine-based bond (see, for example, polymer 8). Thus, the original amine functional group in pAsp (DET) remains intact.

Пример 3.Example 3.

В этом примере показана способность раскрытых в настоящем описании полимеров доставлять рибонуклеопротеин Cas9 (РНП Cas9) в клетку. Уровень доставки РНП Cas9 оценивали в клетках HEK293T (GFP-HEK), индуцируемых зеленым флуоресцентным белком (GFP).This example demonstrates the ability of the polymers disclosed herein to deliver Cas9 ribonucleoprotein (Cas9 RNP) into a cell. The level of Cas9 RNP delivery was assessed in green fluorescent protein (GFP)-inducible HEK293T (GFP-HEK) cells.

пмоль РНП Cas9 смешивали с (i) полимером 5, (ii) полимером 8 и (iii) pAsp (DET), использованным в качестве контроля. Клетки GFP-HEK обрабатывали полученной смесью в условиях без сыворотки. Полимеры добавляли в дозах 0,375, 0,75, 1,25, 2,5, 5 и 10 мкг для выбора оптимальной дозы, которая обеспечивает наивысшую эффективность и минимальную токсичность. Результаты представлены на фиг. 3.pmol of Cas9 RNP was mixed with (i) polymer 5, (ii) polymer 8, and (iii) pAsp (DET) used as a control. GFP-HEK cells were treated with the resulting mixture under serum-free conditions. Polymers were added at doses of 0.375, 0.75, 1.25, 2.5, 5 and 10 μg to select the optimal dose that provides the highest efficacy and minimal toxicity. The results are presented in Fig. 3.

На фиг. 3 показан уровень доставки РНП Cas9, измеренный по проценту GFP(-) в клетках GFP-HEK, обработанных тремя смесями. Все три полимера (т.е. полимер 5, полимер 8 и pAsp (DET)) показали одинаковые уровни редактирования генов в дозах полимера от 0,375 до 2,5 мкг. Однако полимер 8 и pAsp (DET) продемонстрировали высокий уровень токсичности для клеток (жизнеспособность клеток менее 50%) в дозах полимера 5 и 10 мкг. При этом полимер 5 обеспечил оптимальную доставку в дозе полимера 5 мкг, о чем свидетельствует уровень GFP%, без значимой токсичности.In fig. Figure 3 shows the level of Cas9 RNP delivery measured as the percentage of GFP(-) in GFP-HEK cells treated with the three mixtures. All three polymers (i.e., polymer 5, polymer 8, and pAsp (DET)) showed similar levels of gene editing at polymer doses ranging from 0.375 to 2.5 μg. However, polymer 8 and pAsp (DET) demonstrated high levels of cell toxicity (less than 50% cell viability) at polymer doses of 5 and 10 μg. Moreover, polymer 5 provided optimal delivery at a polymer dose of 5 μg, as evidenced by the GFP% level, without significant toxicity.

Пример 4.Example 4.

В этом примере показана способность раскрытых в настоящем описании полимеров доставлять в клетки Cre-рекомбиназу, которая может изменять последовательности loxP.This example demonstrates the ability of the polymers disclosed herein to deliver Cre recombinase, which can alter loxP sequences, into cells.

Используя первичные миобласты мышей ai9, которые содержат стоп-последовательность между loxP (серая стрелка на фиг. 4), уровень доставленной рекомбиназы Cre можно измерить по экспрессии RFP. Репортерный аллель Ai9 содержит кассету STOP, фланкированную последовательностью loxP, что предотвращает транскрипцию RFP. Рекомбиназа Cre удаляет кассету STOP, фланкированную последовательностью loxP, тем самым обеспечивая транскрипцию RFP.Using primary ai9 mouse myoblasts that contain a stop sequence between loxP (gray arrow in Fig. 4), the level of delivered Cre recombinase can be measured by RFP expression. The Ai9 reporter allele contains a STOP cassette flanked by the loxP sequence, which prevents RFP transcription. Cre recombinase removes the STOP cassette flanked by the loxP sequence, thereby allowing transcription of RFP.

Cre-рекомбиназу (2 мкг) смешивали с (i) полимером 5 и (ii) pAsp (DET), использованным в качестве контроля, для получения наночастиц. Полимеры добавляли в дозах 1,25, 2,5, 5 10 и 20 мкг для определения оптимальной дозы, которая обеспечивает наивысшую эффективность и минимальную токсичность. Миобласты Ai9 обрабатывали полученными наночастицами, и методом проточной цитометрии выполняли количественное определение RFP+ через 4 дня после обработки. Результаты представлены на фиг. 5.Cre recombinase (2 μg) was mixed with (i) polymer 5 and (ii) pAsp (DET) used as a control to prepare nanoparticles. Polymers were added at doses of 1.25, 2.5, 5 10 and 20 μg to determine the optimal dose that provides the highest efficacy and minimal toxicity. Ai9 myoblasts were treated with the resulting nanoparticles, and RFP+ was quantified by flow cytometry 4 days after treatment. The results are presented in Fig. 5.

На фиг. 5 показан уровень доставки Cre-рекомбиназы в первичные миобласты, измеренный по уровню экспрессии RFP+. Как показано на фиг. 5, полимер 5 обеспечивал более высокие уровни экспрессии RFP+, чем контроль (pAsp (DET)) в дозах полимера 5, 10 и 20 мкг, что свидетельствует о том, что в более высоких дозах полимер 5 обеспечивает более эффективную доставку рекомбиназы Cre по сравнению с pAsp (DET).In fig. Figure 5 shows the level of delivery of Cre recombinase to primary myoblasts as measured by the level of RFP+ expression. As shown in FIG. 5, polymer 5 provided higher levels of RFP+ expression than the control (pAsp (DET)) at polymer doses of 5, 10, and 20 μg, indicating that at higher doses, polymer 5 provides more efficient delivery of Cre recombinase compared to pAsp(DET).

Пример 5.Example 5.

В этом примере показана способность раскрытых в настоящем описании полимеров доставлять Cre-рекомбиназу in vivo мышам.This example demonstrates the ability of the polymers disclosed herein to deliver Cre recombinase in vivo to mice.

Мышам Ai9 вводили (i) только Cre-рекомбиназу и (ii) наночастицы пэгилированного полимера (т.е. смесь полимера 5 и ПЭГ-полимера), инкапсулирующие Cre-рекомбиназу. Cre-рекомбиназу (35 мкг) доставляли со смесью полимера 5 и PEG-PAsp (DET) (100 мкг). Смесь полимера 5 с PEG-PAsp (DET) позволяет контролировать размер полимерных наночастиц. Через две недели после инъекции собирали икроножные мышцы мышей ai9. Полученные поперечные срезы мышц визуализировали для обнаружения белка красной флуоресценции, который генерировался в результате рекомбинации ДНК. Результаты представлены на фиг. 6.Ai9 mice were administered (i) Cre recombinase alone and (ii) PEGylated polymer nanoparticles (i.e., a mixture of Polymer 5 and PEG polymer) encapsulating Cre recombinase. Cre recombinase (35 μg) was delivered with a mixture of polymer 5 and PEG-PAsp (DET) (100 μg). Blending polymer 5 with PEG-PAsp (DET) allows for control of the size of polymer nanoparticles. Two weeks after injection, gastrocnemius muscles of ai9 mice were collected. The resulting muscle cross sections were imaged to detect red fluorescent protein, which was generated by DNA recombination. The results are presented in Fig. 6.

На фиг. 6 показано, что полимерные наночастицы улучшают доставку рекомбиназы Cre в мышиную мышцу. Инъекция рекомбиназы Cre приводила к экспрессии RFP только в ограниченных участках мышц, о чем свидетельствует меньше количество областей визуализированного белка красной флуоресценции. В то же время инъекция Cre-рекомбиназы, инкапсулированной в полимерной наночастице, обеспечивает экспрессию RFP в большинстве областей икроножной мышцы.In fig. Figure 6 shows that polymer nanoparticles improve the delivery of Cre recombinase into mouse muscle. Injection of Cre recombinase resulted in RFP expression only in limited areas of muscle, as evidenced by fewer areas of red fluorescence protein visualized. At the same time, injection of Cre recombinase encapsulated in a polymer nanoparticle resulted in RFP expression in most areas of the gastrocnemius muscle.

Проблема доставки белка заключается в том, насколько широко может доставляться белок и влиять на большее количество участков ткани. Наночастицы, полученные из смеси полимера 5 и пэгполимера,The challenge of protein delivery is how widely the protein can be delivered and affect more tissue sites. Nanoparticles obtained from a mixture of polymer 5 and pegpolymer,

- 58 046334 могут эффективно доставлять рекомбиназу Cre и способствуют ее распределению в организме мышей ai9.- 58 046334 can effectively deliver Cre recombinase and promote its distribution in the body of ai9 mice.

Пример 6.Example 6.

В этом примере показана способность раскрытых в настоящем описании полимеров доставлять Cas9 в нейрональные клетки, экспрессирующие GFP.This example demonstrates the ability of the polymers disclosed herein to deliver Cas9 to neuronal cells expressing GFP.

Для определения, может ли полимер 5 доставлять РНП Cas9 в нейрональные клетки, использовали экспрессирующие GFP нейрональные клетки, которые были дифференцированы из нейрональных клеток-предшественников. Нейрональные клетки, экспрессирующие GFP, обрабатывали огРГК и белком Cas9, используя полимеры, раскрытые в настоящем описании в качестве средства доставки. Через семь дней после обработки из клеток экстрагировали геномную ДНК, и выполняли ПЦР-амплификацию гена GFP. Для измерения частоты индел-мутаций в результате редактирования гена Cas9 выполняли анализ TIDE (программное обеспечение TIDE от Desktop Genetics, Netherlands Cancer Institute). Результаты представлены на фиг. 7.To determine whether polymer 5 could deliver Cas9 RNP to neuronal cells, GFP-expressing neuronal cells that were differentiated from neuronal progenitor cells were used. Neuronal cells expressing GFP were treated with OGRG and Cas9 protein using the polymers disclosed herein as delivery vehicles. Seven days after treatment, genomic DNA was extracted from the cells and PCR amplification of the GFP gene was performed. To measure the frequency of indel mutations resulting from Cas9 gene editing, TIDE analysis was performed (TIDE software from Desktop Genetics, Netherlands Cancer Institute). The results are presented in Fig. 7.

Как показано на фиг. 7, полимер 5 был способен доставлять РНП Cas9 и индуцировать 11% инделмутаций в нейрональных клетках.As shown in FIG. 7, polymer 5 was able to deliver Cas9 RNP and induce 11% indel mutations in neuronal cells.

Пример 7.Example 7.

Настоящий пример представляет собой руководство по синтезу раскрытого в настоящем описании полимера. Синтез включает полимеризацию с раскрытием кольца с последующей модификацией для получения полимера формулы 4. Приведенная в качестве примера процедура является следующей.This example provides guidance for the synthesis of the polymer disclosed herein. The synthesis involves ring opening polymerization followed by modification to obtain the polymer of formula 4. The exemplary procedure is as follows.

Схема 3Scheme 3

Синтез полимера 33: (а) тозилхлорид, TEA, DCM; (b) N, ^№триметилэтилендиамин, K2CO3, ацетонитрил, кипячение с обратным холодильником; (с) LiAlH4, THF; (d) соединение 7, K2CO3, ацетонитрил, кипячение с обратным холодильником; (е) LiAlH4, THF; (f) бутиламин, DCM-DMF (9:1), 48 ч; (g) соединение 9, NMP, 6 ч.Synthesis of polymer 33: (a) tosyl chloride, TEA, DCM; (b) N, ^Ntrimethylethylenediamine, K2CO 3 , acetonitrile, reflux; (c) LiAlH4, THF; (d) compound 7, K2CO3, acetonitrile, reflux; (e) LiAlH4, THF; (f) butylamine, DCM-DMF (9:1), 48 h; (g) compound 9, NMP, 6 hours.

Как показано на схеме 3, полимеризация соединения 10 с раскрытием кольца приводит к образованию соединения 11 с n=63, которое может быть дополнительно модифицировано с образованием полимера 33 после обработки соединением 9.As shown in Scheme 3, ring opening polymerization of compound 10 results in compound 11 with n=63, which can be further modified to form polymer 33 after treatment with compound 9.

- 59 046334- 59 046334

Аналогичную процедуру можно использовать для получения других полимеров формулы 4 (например, полимеров 30-32). Кроме того, концевой третичный амин на боковых цепях полимера может быть деметилирован обычными методами с получением полимеров 39-42.A similar procedure can be used to prepare other polymers of Formula 4 (eg, polymers 30-32). Additionally, the terminal tertiary amine on the polymer side chains can be demethylated by conventional methods to yield polymers 39-42.

Пример 8.Example 8.

В этом примере показана способность раскрытых в настоящем описании полимеров доставлять в клетку Cre-рекомбиназу, которая может изменять последовательности loxP.This example demonstrates the ability of the polymers disclosed herein to deliver Cre recombinase into the cell, which can alter loxP sequences.

Используя клетки, содержащие репортер Traffic Light Reporter ((TLR)-HEK 293T), которые были созданы с помощью вирусной трансдукции Traffic Light Reporter в HEK 293Т (см. фиг. 8), можно измерить уровень экспрессии доставленной Cre-рекомбиназы с помощью красного флуоресцентного белка (RFP). Traffic Light Reporter в HEK 293Т содержит кассету STOP и две последовательности loxP, фланкирующие последовательность GFP, тем самым предотвращая транскрипцию RFP и, в свою очередь, экспрессируя GFP в отсутствие Cre Cre-рекомбиназа удаляет последовательности loxP и обеспечивает транскрипцию RFP.Using cells containing the Traffic Light Reporter ((TLR)-HEK 293T), which were created by viral transduction of Traffic Light Reporter into HEK 293T (see Fig. 8), the level of expression of the delivered Cre recombinase can be measured using red fluorescent protein (RFP). The Traffic Light Reporter in HEK 293T contains a STOP cassette and two loxP sequences flanking the GFP sequence, thereby preventing RFP transcription and in turn expressing GFP in the absence of Cre. Cre recombinase removes the loxP sequences and allows RFP transcription.

Cre-рекомбиназу (1 мкг) смешивали с полимером 33, полученным в примере 7, или pAsp (DET), использованным в качестве образца сравнения, для получения наночастиц. Полимеры добавляли в дозах 1,25 мкг или 2,5 мкг для выбора оптимальной дозы, которая обеспечивает наивысшую эффективность и минимальную токсичность. Клетки TLR HEK293T обрабатывали полученными наночастицами, и выполняли количественное определение RFP+ методом проточной цитометрии через 3 дня после обработки. Результаты представлены на фиг. 9.Cre recombinase (1 μg) was mixed with polymer 33 obtained in Example 7 or pAsp (DET) used as a reference sample to obtain nanoparticles. Polymers were added in doses of 1.25 μg or 2.5 μg to select the optimal dose that provides the highest efficacy and minimal toxicity. TLR HEK293T cells were treated with the resulting nanoparticles, and RFP+ quantification was performed by flow cytometry 3 days after treatment. The results are presented in Fig. 9.

На фиг. 9 показан уровень доставки Cre-рекомбиназы в клетки (TLR)-HEK 293Т, измеренный по уровню экспрессии RFP+. Как показано на фиг. 9, полимер 33 обеспечивает улучшенную доставку по сравнению с образцами, содержащими только Cre, и образцом сравнения pAsp (DET) в дозах полимера 1,25 и 2,5 мкг.In fig. 9 shows the level of Cre recombinase delivery into (TLR)-HEK 293T cells as measured by the level of RFP+ expression. As shown in FIG. 9, polymer 33 provides improved delivery compared to Cre-only samples and reference pAsp (DET) at 1.25 and 2.5 μg polymer doses.

Пример 9.Example 9.

В этом примере показана способность раскрытых в настоящем описании полимеров доставлять в клетку рибонуклеопротеин Cas9 (РНП Cas9). Уровень доставки РНП Cas9 оценивали в клетках HEK293T (GFP-HEK), индуцируемых зеленым флуоресцентным белком (GFP).This example demonstrates the ability of the polymers disclosed herein to deliver Cas9 ribonucleoprotein (Cas9 RNP) into cells. The level of Cas9 RNP delivery was assessed in green fluorescent protein (GFP)-inducible HEK293T (GFP-HEK) cells.

пмоль РНП Cas9 (огРНК+белок Cas9) смешивали с полимером 33, полученным в примере 7, или pAsp (DET), использованным в качестве образца сравнения, с получением наночастиц. Полимеры добавляли в дозе 2,5 мкг. Клетки GFP-HEK обрабатывали полученной смесью в условиях, не содержащих сыворотку. Результаты представлены на фиг. 10.pmol of Cas9 RNP (sgRNA+Cas9 protein) was mixed with polymer 33 obtained in Example 7 or pAsp (DET) used as a reference sample to obtain nanoparticles. Polymers were added at a dose of 2.5 μg. GFP-HEK cells were treated with the resulting mixture under serum-free conditions. The results are presented in Fig. 10.

На фиг. 10 показан уровень доставки РНП Cas9, измеренный по GFP% в клетках GFP-HEK, обработанных двумя смесями. Оба полимера (т.е. полимер 33 и pAsp (DET)) показали способность доставлять РНП Cas9 в дозе полимера 2,5 мкг по сравнению с контролем. Однако в дозе 2,5 мкг полимер 33 оказался более эффективным, чем pAsp (DET).In fig. 10 shows the level of Cas9 RNP delivery measured by GFP% in GFP-HEK cells treated with the two mixtures. Both polymers (i.e., polymer 33 and pAsp (DET)) showed the ability to deliver Cas9 RNP at a polymer dose of 2.5 μg compared to the control. However, at a dose of 2.5 μg, polymer 33 was more effective than pAsp (DET).

Пример 10.Example 10.

В этом примере показана способность раскрытых в настоящем описании полимеров доставлять нуклеиновые кислоты. Уровень доставки мРНК eGFP в клетки HEK 293Т оценивали с помощью зеленого флуоресцентного белка (GFP).This example demonstrates the ability of the polymers disclosed herein to deliver nucleic acids. The level of eGFP mRNA delivery into HEK 293T cells was assessed using green fluorescent protein (GFP).

мРНК eGFP (200 нг) смешивали с полимером 33 (600 нг), полученным в примере 7, и инкубировали в течение 5 мин. Полученные полимерные наночастицы вводили в клетки HEK 293Т в среде OptiMEM. Через 24 ч клетки отделяли от планшета и анализировали проточной цитометрией. Липофектамин использовали в качестве положительного контроля для доставки мРНК eGFP. Результаты представлены на фиг. 11.eGFP mRNA (200 ng) was mixed with polymer 33 (600 ng) prepared in Example 7 and incubated for 5 min. The resulting polymer nanoparticles were introduced into HEK 293T cells in OptiMEM medium. After 24 h, cells were separated from the plate and analyzed by flow cytometry. Lipofectamine was used as a positive control for eGFP mRNA delivery. The results are presented in Fig. eleven.

На фиг. 11 показано, что по сравнению с контролем полимер 33 обеспечивает улучшенную доставку мРНК eGFP в клетки HEK 293Т.In fig. Figure 11 shows that polymer 33 provides improved delivery of eGFP mRNA to HEK 293T cells compared to the control.

Пример 11.Example 11.

В этом примере показано влияние времени инкубации на способность раскрытых в настоящем описании полимеров доставлять нуклеиновые кислоты. Уровень доставки мРНК eGFP в клетки HEK 293Т оценивали с помощью зеленого флуоресцентного белка (GFP).This example demonstrates the effect of incubation time on the ability of the polymers disclosed herein to deliver nucleic acids. The level of eGFP mRNA delivery into HEK 293T cells was assessed using green fluorescent protein (GFP).

мРНК eGFP (200 нг) смешивали с полимером 33 (1,2 мкг), полученным, как описано в примере 7, и инкубировали в течение 2, 5, 10 и 30 мин. Полученные полимерные наночастицы вводили в клетки HEK 293Т в среде OptiMEM. Через 24 ч клетки отделяли от планшета и анализировали проточной цитометрией. Липофектамин использовали в качестве положительного контроля для доставки мРНК eGFP. Результаты представлены на фиг. 12.eGFP mRNA (200 ng) was mixed with polymer 33 (1.2 μg) prepared as described in Example 7 and incubated for 2, 5, 10 and 30 min. The resulting polymer nanoparticles were introduced into HEK 293T cells in OptiMEM medium. After 24 h, cells were separated from the plate and analyzed by flow cytometry. Lipofectamine was used as a positive control for eGFP mRNA delivery. The results are presented in Fig. 12.

На фиг. 12 показано, что наночастицы, образованные в течение 2 мин после инкубации, и полимер 33 обеспечивали эффективную доставку мРНК eGFP во всех временных интервалах инкубации.In fig. Figure 12 shows that nanoparticles formed within 2 min of incubation and polymer 33 provided effective delivery of eGFP mRNA at all incubation time intervals.

Пример 12.Example 12.

В этом примере показана способность раскрытых в настоящем описании полимеров доставлять мРНК. Уровень доставки мРНК красного флуоресцентного белка (RFP) в клетки НЕК 293Т оценивали по уровню экспрессии RFP+.This example demonstrates the ability of the polymers disclosed herein to deliver mRNA. The level of red fluorescent protein (RFP) mRNA delivery into HEK 293T cells was assessed by the level of RFP+ expression.

мРНК RFP (200 нг) смешивали с полимером 33, полученным, как описано в примере 7, или pAspRFP mRNA (200 ng) was mixed with polymer 33, prepared as described in example 7, or pAsp

- 60 046334 (DET), использованным в качестве образца сравнения, для получения наночастиц. Полимер 33 и pAsp (DET) добавляли в дозах (i) 600 нг или (ii) 480 нг в комбинации со 120 нг полимера PEG-PAsp (DET) размером 1,5 кДа. Полимер PEG-PAsp (DET) 1,5 кДа позволяет контролировать размер наночастиц. Клетки TLR HEK293T обрабатывали полученными наночастицами, и выполняли количественное определение RFP+ методом проточной цитометрии через 24 часа после обработки. Результаты представлены на фиг. 13.- 60 046334 (DET), used as a reference sample to obtain nanoparticles. Polymer 33 and pAsp (DET) were added at doses of (i) 600 ng or (ii) 480 ng in combination with 120 ng of 1.5 kDa PEG-PAsp (DET) polymer. The 1.5 kDa PEG-PAsp (DET) polymer allows for controlled nanoparticle size. TLR HEK293T cells were treated with the resulting nanoparticles, and RFP+ was quantified by flow cytometry 24 hours after treatment. The results are presented in Fig. 13.

На фиг. 13 показано, что по сравнению с полимером сравнения (Pasp (DET)) полимер 33 улучшал доставку мРНК в клетки HEK 293Т в отсутствие полимера PEG-PAsp (DET) 1,5 кДа. Кроме того, на фиг. 13 видно, что 600 нг полимера 33 обеспечивают более эффективную доставку мРНК в клетки HEK 293Т, чем 480 нг полимера 33 в комбинации со 120 нг полимера PEG-PAsp (DET) 1,5 кДа.In fig. 13 shows that compared to the reference polymer (Pasp (DET)), polymer 33 improved delivery of mRNA to HEK 293T cells in the absence of the 1.5 kDa PEG-PAsp (DET) polymer. In addition, in FIG. 13 shows that 600 ng of polymer 33 provides more efficient delivery of mRNA to HEK 293T cells than 480 ng of polymer 33 in combination with 120 ng of 1.5 kDa PEG-PAsp (DET) polymer.

Пример 13.Example 13.

В этом примере показана способность раскрытых в настоящем описании полимеров доставлять мРНК. Уровень доставки мРНК красного флуоресцентного белка (RFP) в клетки HEK 293Т оценивали по уровню экспрессии RFP+.This example demonstrates the ability of the polymers disclosed herein to deliver mRNA. The level of red fluorescent protein (RFP) mRNA delivery into HEK 293T cells was assessed by the level of RFP+ expression.

мРНК RFP (200 нг) смешивали с полимером 33, полученным в примере 7, или pAsp (DET), использованным в качестве образца сравнения, для получения наночастиц. Полимер 33 и pAsp (DET) добавляли в дозах (i) 1 мкг или (ii) 800 нг в комбинации с 200 нг полимера PEG-PAsp (DET) размером 1,5 кДа. Полимер PEG-PAsp (DET) 1,5 кДа позволяет контролировать размер наночастиц. Клетки TLR HEK293T обрабатывали полученными наночастицами и выполняли количественное определение RFP+ методом проточной цитометрии через 24 часа после обработки. Результаты представлены на фиг. 14.RFP mRNA (200 ng) was mixed with polymer 33 obtained in Example 7 or pAsp (DET) used as a reference sample to prepare nanoparticles. Polymer 33 and pAsp (DET) were added at doses of (i) 1 μg or (ii) 800 ng in combination with 200 ng of 1.5 kDa PEG-PAsp (DET) polymer. The 1.5 kDa PEG-PAsp (DET) polymer allows for controlled nanoparticle size. TLR HEK293T cells were treated with the resulting nanoparticles and RFP+ quantification was performed by flow cytometry 24 hours after treatment. The results are presented in Fig. 14.

На фиг. 14 показано, что по сравнению с полимером сравнения (PAsp (DET)) полимер 33 обеспечивает сопоставимую доставку мРНК в клетки HEK 293Т как в присутствии, так и в отсутствие полимера PEG-PAsp (DET) 1,5 кДа в дозах (i) 1 мкг или (ii) 800 нг в комбинации с 200 нг полимера PEG-PAsp (DET) 1,5 кДа.In fig. 14 shows that compared to the reference polymer (PAsp (DET)), polymer 33 provides comparable delivery of mRNA to HEK 293T cells in both the presence and absence of PEG-PAsp (DET) 1.5 kDa polymer at doses of (i) 1 µg or (ii) 800 ng in combination with 200 ng of 1.5 kDa PEG-PAsp (DET) polymer.

Пример 14.Example 14.

В этом примере показана способность раскрытых в настоящем описании полимеров доставлять рибонуклеопротеин Cas9 (РНП Cas9) в клетку при использовании различных буферов. Уровень доставки РНП Cas9 оценивали в клетках HEK293T (GFP-HEK), индуцируемых зеленым флуоресцентным белком (GFP).This example demonstrates the ability of the polymers disclosed herein to deliver Cas9 ribonucleoprotein (Cas9 RNP) into cells using various buffers. The level of Cas9 RNP delivery was assessed in green fluorescent protein (GFP)-inducible HEK293T (GFP-HEK) cells.

пмоль РНП Cas9 (огРНК+белок Cas9) смешивали с 4 мкг полимера 33, полученного как описано в примере 7, или с 5 мкг pAsp (DET), использованного в качестве сравнения, для получения наночастиц. Клетки GFP-HEK (200000 клеток) обрабатывали в средах с тремя разными буферными системами, а именно (i) (4-(2-гидроксиэтил)-1-пиперазинэтансульфоновой кислотой) (HEPES; 20 мМ), (ii) Opti-МЕМТМ (коммерчески доступен от компании Thermo Fisher Scientific; Waltham, MA), или средой Игла, модифицированной Дульбекко (DMEM; коммерчески доступна от Thermo Fisher Scientific; Waltham, MA). Результаты представлены на фиг. 15.pmol of Cas9 RNP (sgRNA+Cas9 protein) was mixed with 4 μg of polymer 33, prepared as described in example 7, or with 5 μg of pAsp (DET), used as a reference, to obtain nanoparticles. GFP-HEK cells (200,000 cells) were treated in media with three different buffer systems, namely (i) (4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid) (HEPES; 20 mM), (ii) Opti-MEMTM ( commercially available from Thermo Fisher Scientific; Waltham, MA), or Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM; commercially available from Thermo Fisher Scientific; Waltham, MA). The results are presented in Fig. 15.

На фиг. 15 показан уровень доставки РНП Cas9, измеренный по процентному содержанию GFP(-) в клетках GFP-HEK, обработанных двумя смесями (т.е. 4 мкг полимера 33 или 5 мкг pAsp (DET)) в трех разных буферных системах. Оба полимера (т.е. полимер 33 и pAsp (DET)) имели одинаковую тенденцию в трех разных буферных системах: среда HEPES оказалась более предпочтительной, чем Opti-MEM TM, a Opti-MEM TM более предпочтительной, чем DMEM. Кроме того, полимер 33 оказался более эффективным, чем pAsp (DET) во всех трех буферных системах.In fig. 15 shows the level of Cas9 RNP delivery as measured by the percentage of GFP(-) in GFP-HEK cells treated with two mixtures (ie, 4 μg of polymer 33 or 5 μg of pAsp (DET)) in three different buffer systems. Both polymers (ie polymer 33 and pAsp (DET)) had the same trend in the three different buffer systems: HEPES medium was more preferable than Opti-MEM™ and Opti-MEM™ was more preferable than DMEM. In addition, polymer 33 was more effective than pAsp (DET) in all three buffer systems.

Пример 15.Example 15.

В этом примере показана способность раскрытых в настоящем описании полимеров стабильно инкапсулировать нуклеиновую кислоту.This example demonstrates the ability of the polymers disclosed herein to stably encapsulate nucleic acid.

Полимеры 2, 5 и 33 по настоящему изобретению (1 мкг/мкл, 10 мМ HEPES) смешивали с помощью пипетки с олигионуклеотидами (1 мкг/мкл, 10 мМ HEPES) в массовом соотношении 5:1, а затем оставляли на 10 минут при комнатной температуре для образования наночастиц. Полученные наночастицы хранили при температуре 4°С. Наночастицы из исходного материала разводили в соотношении ~1:20, используя 10 мМ HEPES, и определяли динамическое светорассеяние (DLS) через 0, 3, 5 и 7 дней (n=1) после приготовления. Средний размер частиц, определенный по интенсивности рассеянного света, показан на фиг. 18.Polymers 2, 5 and 33 of the present invention (1 μg/μl, 10 mM HEPES) were pipetted with oligonucleotides (1 μg/μl, 10 mM HEPES) in a mass ratio of 5:1, and then left for 10 minutes at room temperature. temperature for the formation of nanoparticles. The resulting nanoparticles were stored at 4°C. Nanoparticles from the starting material were diluted ∼1:20 using 10 mM HEPES, and dynamic light scattering (DLS) was determined at 0, 3, 5, and 7 days (n=1) after preparation. The average particle size determined from the scattered light intensity is shown in FIG. 18.

Наблюдаемый размер наночастиц находился в пределах от 150 до 350 нм. В течение 7 дней наблюдения полимеры показали минимальное изменение размера, что указывает на стабильность наночастиц. Изменение размера наночастиц pAsp [DET], использованного в качестве контроля (данные не показаны), в день 7 было немного больше, чем у других протестированных наночастиц.The observed nanoparticle size ranged from 150 to 350 nm. Over a 7-day observation period, the polymers showed minimal size change, indicating the stability of the nanoparticles. The change in size of pAsp[DET] nanoparticles used as a control (data not shown) at day 7 was slightly greater than that of the other nanoparticles tested.

Пример 16.Example 16.

В этом примере показано получение полимера по изобретению.This example shows the preparation of a polymer according to the invention.

100 мг (0,0074 ммоль) поли(в-бензил-1-аспартата) (PBLA) растворяли в 3 мл NMP. В эту реакционную смесь добавляли 1,5 г 1,4,7,10-тетраметил-триэтилентетраамина и реакционную смесь перемешивали в течение 16 ч при комнатной температуре. Неочищенную реакционную смесь осаждали диэтиловым100 mg (0.0074 mmol) poly(β-benzyl-1-aspartate) (PBLA) was dissolved in 3 ml NMP. 1.5 g of 1,4,7,10-tetramethyltriethylenetetraamine was added to this reaction mixture, and the reaction mixture was stirred for 16 hours at room temperature. The crude reaction mixture was precipitated with diethyl

- 61 046334 эфиром и неочищенный продукт собирали центрифугированием (5000g в течение 15 мин). Неочищенный продукт растворяли в 3 мл 1 М HCl и подвергали диализу против воды для достижения рН 6. Полученный раствор полимера лиофилизировали с получением полимера 41 в виде белого порошка.- 61 046334 ether and the crude product was collected by centrifugation (5000 g for 15 min). The crude product was dissolved in 3 ml of 1 M HCl and dialyzed against water to achieve pH 6. The resulting polymer solution was lyophilized to obtain polymer 41 as a white powder.

Пример 17.Example 17.

В этом примере показано использование раскрытых в настоящем описании полимеров для доставки мРНК в клетку.This example demonstrates the use of the polymers disclosed herein to deliver mRNA into a cell.

мРНК, кодирующую зеленый или красный флуоресцентный белок, смешивали с тестируемым полимером и объединяли с клетками одного из нескольких разных типов, как указано в табл. 2. Трансфекцию измеряли как функцию флуоресценции. Результаты представлены в табл. 2, которые показывают, что почти все полимеры обеспечивают некоторый уровень трансфекции по меньшей мере в одном типе клеток.mRNA encoding green or red fluorescent protein was mixed with the test polymer and combined with one of several different cell types, as indicated in the table. 2. Transfection was measured as a function of fluorescence. The results are presented in table. 2, which show that almost all polymers provide some level of transfection in at least one cell type.

Таблица 2table 2

Полимер Polymer Г епатоцит Hepatocyte первичный миобласт мыши primary mouse myoblast нервная стволовая клетка nervous stem cell НЕК2 93 HEK2 93 Г емопоэтичес кая стволовая Hematopoietic kaya stem человека person клетка cell нин -7 nin -7 НЕР G2 NER G2 Без сывор Without cheese сыворот ка serum ka Без сывор Without cheese сыворот ка serum ka Без сыво Р· Without syvo R· сыворотка serum 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0.0 0.0 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 4.1 4.1 3 3 0 0 0 0 0 0 1 1 12 12 1 1 0 0 0.3 0.3 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0.0 0.0 5 5 0 0 0 0 3 3 1 1 19 19 3 3 12 12 0.2 0.2 6 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.0 0.0 7 7 9 9 0 0 0 0 1 1 7 7 3 3 6 6 1.9 1.9 8 8 7 7 0 0 N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A 9 9 0 0 0 0 25 25 0 0 4 4 2 2 3 3 0.9 0.9 10 10 0 0 0 0 8 8 0 0 25 25 3 3 19 19 0.7 0.7 И AND 0 0 0 0 23 23 0.5 0.5 18 18 4 4 25 25 0.2 0.2 12 12 N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A 9 9 N/A N/A 33 33 0 0 0 0 26 26 2 2 41 41 4 4 27 27 N/A N/A Липофект амин Lipofect amine 84 84 43 43 39 39 52 52 49 49 N/A N/A 26 26 0.0 0.0 Моск Mosk 0 0 0 0 0 0 0 0 N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A pAspfDET ] pAspfDET ] 0 0 0 0 N/A N/A N/A N/A 39 39 3 3 28 28 0.0 0.0

N/A = He тестировали.N/A = Not tested.

Mock = полимер без мРНК.Mock = polymer without mRNA.

Тестирование мышиных первичных миобластов осуществляли, используя мРНК, кодирующую зеленый флуоресцентный белок. Все другие типы клеток тестировали с помощью мРНК, кодирующей красный флуоресцентный белок.Murine primary myoblasts were tested using mRNA encoding green fluorescent protein. All other cell types were tested using mRNA encoding red fluorescent protein.

В настоящем описании представлены предпочтительные варианты осуществления изобретения, в том числе способ осуществления изобретения, лучший из известных изобретателям. После изучения предшествующего описания для специалистов в данной области техники могут стать очевидными изменения этих предпочтительных вариантов осуществления. Изобретатели ожидают, что специалисты в данной области станут использовать такие варианты в зависимости от обстоятельств, и что изобретение будет реализовано на практике иным образом, чем оно раскрыто в настоящем описании. Соответственно, настоящее изобретение включает все модификации и эквиваленты объекта изобретения, изложенного в прилагаемой формуле изобретения, в той степени, в которой это разрешено применимым законодательством. Более того, любая комбинация вышеописанных элементов во всех их возможных вариациях охвачена изобретением, если иное не указано в настоящем описании или в явном виде не противоречит контексту.The present description presents preferred embodiments of the invention, including the best method known to the inventors for carrying out the invention. Upon examination of the foregoing description, modifications to these preferred embodiments may become apparent to those skilled in the art. The inventors expect that those skilled in the art will use such variations as appropriate, and that the invention will be practiced in a manner other than that disclosed herein. Accordingly, the present invention includes all modifications and equivalents of the subject matter set forth in the appended claims to the extent permitted by applicable law. Moreover, any combination of the above-described elements in all their possible variations is covered by the invention, unless otherwise indicated in the present description or clearly contrary to the context.

Если предоставляется диапазон значений, подразумевается, что каждое промежуточное значение, вплоть до десятичной единицы нижнего предела, если из контекста в явном виде не следует иное, между верхним и нижним пределами этого диапазона и любым другим установленным или промежуточнымIf a range of values is provided, it is understood that every intervening value, down to the decimal unit of the lower limit, unless the context clearly requires otherwise, is between the upper and lower limits of that range and any other specified or intervening

--

Claims (27)

значением в указанном диапазоне входит в объем изобретения. Верхний и нижний пределы этих более узких диапазонов могут независимо быть включены в более узкие диапазоны, и они также входят в объем изобретения с учетом любого специально исключенного предела в указанном диапазоне. Если указанный диапазон включает один или оба предела, диапазоны, исключающие один или оба из этих включенных пределов, также включены в объем изобретения.a value in the specified range is within the scope of the invention. The upper and lower limits of these narrower ranges may be independently included within the narrower ranges and are also within the scope of the invention, subject to any specifically excluded limit within said range. If the specified range includes one or both limits, ranges excluding one or both of these included limits are also included within the scope of the invention. Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в настоящем описании, имеют то же значение, в котором они обычно понимаются специалистом в области, к которой относится настоящее изобретение. Хотя любые методы и материалы, подобные или эквивалентные раскрытым в настоящем описании, также могут быть использованы на практике или при тестировании настоящего изобретения, в настоящем описании представлены предпочтительные методы и материалы. Все публикации, упомянутые в настоящем описании, включены в него в качестве ссылки для раскрытия и описания методов и/или материалов, в связи с которыми приведена ссылка на эти публикации.Unless otherwise specified, all technical and scientific terms used in this description have the same meaning as they are commonly understood by one skilled in the art to which the present invention relates. Although any methods and materials similar or equivalent to those disclosed herein may also be used in the practice or testing of the present invention, the preferred methods and materials are presented herein. All publications referred to herein are incorporated herein by reference to disclose and describe the methods and/or materials in connection with which such publications are referenced. Следует отметить, что используемые в настоящем описании и в прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа включают ссылки на множественное число, если из контекста в явном виде не следует иное. Таким образом, например, ссылка на комплекс включает множество таких комплексов, а ссылка на полипептид Cas9 включает ссылку на один или более полипептидов Cas9 и их эквиваленты, известные специалистам в данной области, и т.д. Кроме того, следует отметить, что формула изобретения может быть составлена таким образом, чтобы она исключала любой необязательный элемент. Таким образом, это утверждение предназначено в качестве априорного основания для использования такой исключающей терминологии, как исключительно, только и т.п. в связи с перечислением элементов пункта формулы изобретения или для использования отрицательного ограничения.It should be noted that as used in this specification and in the accompanying claims, the singular forms of the singular number include references to the plural unless the context clearly indicates otherwise. Thus, for example, a reference to a complex includes a plurality of such complexes, and a reference to a Cas9 polypeptide includes a reference to one or more Cas9 polypeptides and equivalents thereof known to those skilled in the art, etc. In addition, it should be noted that the claims may be drafted so as to exclude any optional element. Thus, this statement is intended as an a priori basis for the use of exclusionary terminology such as exclusively, only, etc. in connection with the enumeration of the elements of a claim or for the use of a negative limitation. Понятно, что определенные признаки изобретения, которые для ясности описаны в контексте отдельных вариантов осуществления, также могут быть представлены в комбинации в одном варианте осуществления. И наоборот, различные признаки изобретения, которые для краткости описаны в контексте одного варианта осуществления, также могут быть представлены отдельно или в любой подходящей подкомбинации. Все комбинации вариантов осуществления, относящиеся к изобретению, конкретно охвачены настоящим изобретением и раскрыты в настоящем описании так же, как если бы каждая комбинация была раскрыта отдельно и в явном виде. Кроме того, все подкомбинации различных вариантов осуществления и их элементы также конкретно охвачены настоящим изобретением и раскрыты в настоящем описании, как если бы каждая такая подкомбинация была раскрыта в настоящем описании отдельно и в явном виде.It is understood that certain features of the invention, which for clarity are described in the context of individual embodiments, may also be presented in combination in a single embodiment. Conversely, various features of the invention, which for brevity are described in the context of a single embodiment, may also be presented separately or in any suitable subcombination. All combinations of embodiments related to the invention are specifically embraced by the present invention and are disclosed herein as if each combination were separately and explicitly disclosed. In addition, all subcombinations of the various embodiments and elements thereof are also specifically embraced by the present invention and are disclosed herein as if each such subcombination were separately and explicitly disclosed herein. Публикации, обсуждаемые в настоящем описании, предоставлены исключительно для их раскрытия до даты подачи настоящей заявки. Ничто в настоящем документе не должно быть истолковано как признание того, что настоящее изобретение не может быть датировано датой, более ранней чем указанная публикация, в силу наличия более раннего изобретения. Кроме того, указанные даты публикации могут отличаться от фактических дат публикации, которые могут нуждаться в независимом подтверждении.The publications discussed herein are provided solely for their disclosure prior to the filing date of this application. Nothing herein should be construed as an admission that the present invention cannot be dated earlier than the date of publication by reason of an earlier invention. In addition, published dates may differ from actual publication dates, which may require independent confirmation. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Полимер, содержащий структуру формулы 4:1. Polymer containing the structure of formula 4: о оoh oh где каждый из m1 и n1 представляет собой целое число от 0 до 1000 при условии, что сумма m1+n1 больше чем 2;where each of m 1 and n 1 is an integer from 0 to 1000, provided that the sum of m 1 +n 1 is greater than 2; символ / указывает, что разделенные таким образом звенья связаны случайным образом или в любом порядке;the symbol / indicates that the links separated in this way are connected randomly or in any order; каждый из А1 и А2 независимо представляет собой группу формулы:each of A 1 and A 2 independently represents a group of the formula: -(CH2)pl-[NR2-(CH2)ql-]rlNR22;-(CH 2 ) pl -[NR 2 -(CH2)ql-]rlNR 2 2; -(CH2)p2-N[-(CH2)q2-NR2 2]2;-(CH 2 ) p2 -N[-(CH 2 ) q2 -NR 2 2 ] 2 ; -(CH2)p3-N{[-(CH2)q3-NR22][-(CH2)q4-NR2-]r2R2}; или-(CH 2 ) p3 -N{[-(CH 2 ) q3 -NR 2 2][-(CH2)q4-NR 2 -]r2R 2 }; or -(CH2)p4-N{-(CH2)q5-N[-(CH2)q6-NR2 2]2}2, где каждый из p1-p4, q1-q6 и r1 и r2 независимо представляет собой целое число от 1 до 5;-(CH 2 ) p4 -N{-(CH 2 ) q5 -N[-(CH 2 ) q6 -NR 2 2 ] 2 } 2 , where each of p1-p4, q1-q6 and r1 and r2 independently represents integer from 1 to 5; каждый R2 независимо представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу при условии, что каждый из А1 и А2 содержит по меньшей мере один третичный амин;each R 2 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group, with the proviso that A 1 and A 2 each contain at least one tertiary amine; каждый из R3a и R3b независимо представляет собой метиленовую или этиленовую группу;each of R 3a and R 3b independently represents a methylene or ethylene group; каждый R13 независимо представляет собой водород или C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу.each R 13 independently represents hydrogen or a C 1 -C 12 alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group. - 63 046334- 63 046334 2. Полимер по п.1, где группы А1 и А2 каждый включает по меньшей мере два третичных амина.2. A polymer according to claim 1, wherein groups A 1 and A 2 each include at least two tertiary amines. 3. Полимер по п.1, где в группах А1 и А2 каждый атом азота, содержащий заместители R2, представляет собой третичный амин, за исключением того, что концевой амин может быть первичным, вторичным или третичным амином.3. The polymer according to claim 1, wherein in groups A 1 and A 2 each nitrogen atom containing R 2 substituents is a tertiary amine, except that the terminal amine may be a primary, secondary or tertiary amine. 4. Полимер по п.1, где в группах А1 и А2 каждый из R2 представляет собой этил или метил, за исключением того, что концевой амин А1 и А2 может быть первичным, вторичным или третичным амином.4. A polymer according to claim 1, wherein in groups A 1 and A 2 each of R 2 is ethyl or methyl, except that the terminal amine of A 1 and A 2 may be a primary, secondary or tertiary amine. 5. Полимер по любому из пп.1-4, где в группах А1 и А2 концевой амин представляет собой вторичный или третичный амин.5. A polymer according to any one of claims 1 to 4, wherein in groups A 1 and A 2 the terminal amine is a secondary or tertiary amine. 6. Полимер по п.1, где каждый из А1 и А2 представляет собой группу формулы6. The polymer according to claim 1, wherein each of A 1 and A 2 represents a group of the formula -(CH2)-NR2-(CH2)-NR22, где R2 в каждом случае независимо представляет собой C1-C12-αлкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу, за исключением того, что концевой амин представляет собой первичный, вторичный или третичный амин.-(CH 2 )-NR 2 -(CH2)-NR 2 2, wherein R 2 in each case independently represents a C 1 -C 12 -alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group or cycloalkenyl group, except that the terminal the amine is a primary, secondary or tertiary amine. 7. Полимер по п.6, где R2 групп А1 и А2 в каждом случае представляет собой этил или метил, за исключением того, что концевой амин групп А1 и А2 может быть первичным, вторичным или третичным амином.7. The polymer of claim 6, wherein R 2 of groups A 1 and A 2 is in each case ethyl or methyl, except that the terminal amine of groups A 1 and A 2 may be a primary, secondary or tertiary amine. 8. Полимер по любому из пп.1-7, где R13 представляет собой водород.8. Polymer according to any one of claims 1 to 7, where R 13 represents hydrogen. 9. Полимер по любому из пп.1-7, где R13 представляет собой метил.9. Polymer according to any one of claims 1 to 7, where R 13 represents methyl. 10. Полимер по любому из пп.1-9, имеющий структуру формулы 4А:10. Polymer according to any one of claims 1-9, having the structure of formula 4A: где c представляет собой целое число от 0 до 50;where c is an integer from 0 to 50; Y необязательно присутствует и является расщепляемым линкером;Y is optionally present and is a cleavable linker; R6 представляет собой водород, аминогруппу, арильную группу, гетероциклическую группу, C1-C12-алкильную группу, алкенильную группу, циклоалкильную группу или циклоалкенильную группу, линейную или разветвленную C1-C12-алкильную группу, необязательно замещенную одним или более аминами; или тканеспецифический или клеткоспецифический нацеливающий фрагмент.R 6 represents hydrogen, an amino group, an aryl group, a heterocyclic group, a C 1 -C 12 alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group or a cycloalkenyl group, a linear or branched C 1 -C 12 alkyl group, optionally substituted by one or more amines ; or a tissue-specific or cell-specific targeting moiety. 11. Полимер по любому из пп.1-10, представляющий собой катионный полимер.11. A polymer according to any one of claims 1 to 10, which is a cationic polymer. 12. Полимер по п.1, имеющий формулу:12. Polymer according to claim 1, having the formula: - 64 046334- 64 046334 - 65 046334- 65 046334 Polymer 42 где (a+b) находится в пределах от 5 до 160.Polymer 42 where (a+b) ranges from 5 to 160. 13. Полимер по п.1, имеющий формулу:13. Polymer according to claim 1, having the formula: - 66 046334- 66 046334 - 67 046334- 67 046334 - 68 046334- 68 046334 илиor - 69 046334- 69 046334 - 70 046334 или- 70 046334 or илиor где (a+b) составляет от 5 до 75 и (c+d) составляет от 5 до 80.where (a+b) is from 5 to 75 and (c+d) is from 5 to 80. 14. Композиция для доставки нуклеиновой кислоты и/или полипептида в клетку, содержащая полимер по любому из пп.1-13 и нуклеиновую кислоту и/или полипептид.14. A composition for delivering a nucleic acid and/or polypeptide into a cell, containing a polymer according to any one of claims 1 to 13 and a nucleic acid and/or polypeptide. 15. Композиция по п.14, где клетка находится в организме субъекта.15. The composition according to claim 14, wherein the cell is located in the body of the subject. 16. Композиция по п.14 или 15, где полимер частично или полностью инкапсулирует нуклеиновую кислоту и/или полипептид.16. The composition according to claim 14 or 15, where the polymer partially or completely encapsulates the nucleic acid and/or polypeptide. 17. Композиция по любому из пп.14-16, содержащая гидовую нуклеиновую кислоту и/или донорную нуклеиновую кислоту.17. The composition according to any one of claims 14-16, containing a guide nucleic acid and/or a donor nucleic acid. 18. Композиция по любому из пп.14-17, содержащая эндонуклеазу.18. The composition according to any one of claims 14-17, containing an endonuclease. 19. Композиция по п.18, содержащая РНК-управляемую эндонуклеазу или нуклеиновую кислоту, кодирующую ее.19. The composition according to claim 18, containing an RNA-guided endonuclease or a nucleic acid encoding it. 20. Композиция по п.19, в которой РНК-управляемая эндонуклеаза представляет собой Cas9, Cpf1 или их комбинацию.20. The composition of claim 19, wherein the RNA-guided endonuclease is Cas9, Cpf1, or a combination thereof. 21. Композиция по любому из пп.14-20, содержащая ДНК-рекомбиназу.21. Composition according to any one of claims 14-20, containing DNA recombinase. 22. Композиция по п.21, в которой ДНК-рекомбиназа представляет собой Cre-рекомбиназу.22. The composition according to claim 21, wherein the DNA recombinase is a Cre recombinase. 23. Композиция по любому из пп.14-22, содержащая цинк-пальцевую нуклеазу.23. The composition according to any one of claims 14-22, containing zinc finger nuclease. 24. Композиция по любому из пп.14-23, содержащая эффекторную нуклеазу, подобную активатору транскрипции.24. The composition according to any one of claims 14 to 23, containing an effector nuclease like a transcription activator. 25. Композиция по любому из пп.14-24, содержащая второй полимер, который содержит полиэтиленоксид.25. The composition according to any one of claims 14 to 24, containing a second polymer which contains polyethylene oxide. 26. Способ доставки нуклеиновой кислоты и/или полипептида в клетку, включающий введение в клетку композиции по любому из пп.14-25.26. A method for delivering a nucleic acid and/or a polypeptide into a cell, including introducing into the cell a composition according to any one of claims 14-25. 27. Способ по п.26, где клетка находится в организме субъекта и субъекту вводят композицию по 27. The method according to claim 26, where the cell is in the body of the subject and the subject is administered the composition according to --
EA202092577 2018-04-27 2019-04-29 CATIONIC POLYMER AND APPLICATION FOR BIOMOLECULE DELIVERY EA046334B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/663,985 2018-04-27
US62/750,097 2018-10-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA046334B1 true EA046334B1 (en) 2024-03-01

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11268092B2 (en) Structure-engineered guide RNA
JP7568511B2 (en) Cationic polymers and their use for biomolecule delivery - Patents.com
US20200347387A1 (en) Compositions and methods for target nucleic acid modification
AU2017335883B2 (en) RNA-guided nucleic acid modifying enzymes and methods of use thereof
EP3870628B1 (en) Cationic polymer with alkyl side chains and use for biomolecule delivery
US20220340712A1 (en) Polymer comprising multiple functionalized sidechains for biomolecule delivery
US20220340711A1 (en) Cationic polymer with alkyl side chains
US20230147779A1 (en) Polymer with cationic and hydrophobic side chains
EA046334B1 (en) CATIONIC POLYMER AND APPLICATION FOR BIOMOLECULE DELIVERY
US20240285781A1 (en) Biodegradable polymer comprising side chains with polyamine and polyalkylene oxide groups
EA045278B1 (en) RNA-GUIDED NUCLEIC ACIDS MODIFYING ENZYMES AND METHODS OF THEIR APPLICATION