EP1235922A2 - Excipient system that contains coating substances with enzymatically removable side-groups - Google Patents
Excipient system that contains coating substances with enzymatically removable side-groupsInfo
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- EP1235922A2 EP1235922A2 EP00977515A EP00977515A EP1235922A2 EP 1235922 A2 EP1235922 A2 EP 1235922A2 EP 00977515 A EP00977515 A EP 00977515A EP 00977515 A EP00977515 A EP 00977515A EP 1235922 A2 EP1235922 A2 EP 1235922A2
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- component
- carrier system
- binding structure
- binding
- anionic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/87—Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation
- C12N15/88—Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation using microencapsulation, e.g. using amphiphile liposome vesicle
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P29/00—Non-central analgesic, antipyretic or antiinflammatory agents, e.g. antirheumatic agents; Non-steroidal antiinflammatory drugs [NSAID]
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P35/00—Antineoplastic agents
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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- A61K2121/00—Preparations for use in therapy
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- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
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- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K48/00—Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
Definitions
- Carrier systems containing coating substances with enzymatically cleavable side groups containing coating substances with enzymatically cleavable side groups
- active ingredients include, for example, nucleic acid sequences, peptides, proteins, 10 glycoproteins and glycolipids, as well as pharmaceuticals.
- An essential goal of these carrier materials is to protect the active substance from being broken down in the body and / or from being rapidly excreted.
- Another aim of these carrier materials is to mediate the contact of the active substance with its target cell in which the active substance is supposed to develop its effect.
- carrier materials are particularly important in gene therapy. Viral and non-viral vectors are known. While the carrier materials are the viral envelope proteins for viral vectors, 20 cationic lipids and cationic polymers have been developed as carrier materials for non-viral vectors. With the help of these cationic substances, nucleic acid sequences were complexed and these complexes were administered as such to the organism.
- RES reticuloendothelial system
- the causes of rapid elimination are varied. They can be too large a negative or positive charge, a too large volume or an opsonization of the vector particles by blood proteins.
- viral vectors they can furthermore be the binding of the virus envelope proteins to virus-specific receptors in the organs and / or also antibodies or immune cells, specific for the viruses which bind to the vectors and thereby eliminate them.
- Nucleic acid sequences complexed with cationic lipids or cationic polymers (U.S. Patent No. 4,946,787; U.S. Patent No. 4,245,737; U.S. Patent No. 5,480,463; Heywood and Eanes, Calc. Tissue Int. 40: 149, 1992; Lee and Huang, J Biol. Chem. 271: 8481, 1996; Balicki and Beutler, Blood 88: 3884, 1996; Lucie et al., J. Lip. Res. 8: 57, 1998; Lakkaraju et al., J. Lip. Res. 8: 74, 1998; Turner et al., J. Lip. Res.
- drugs were also packed in liposomes.
- Anionic liposomes were preferably used for this, since they only bind to cells to a small extent and are only eliminated from the body at a slow rate.
- Anionic liposomes are produced in various ways, for example by using substances that incorporate retroviruses into their viral envelope (Schreier et al. 1992, 1993, 1995) or by inserting dicarboxylic acids or by binding sulfuric acid (Ahl et al. 1995; Li and Wu 1999), glucuronic acid or phosphoric acid (Oku et al., Biochem. Biophys. Res. Acta 1280, 149 (1990); Namba et al., Chemical and Pharmaceut. Bullet. 38, 1663 (1990); Hu et al. , Biochem. Biophys. Res. Acta 1299, 252 (1996)).
- DCP dicetyl phosphate
- glycolipids or glycopeptides into the lipid layer of nanoparticles to produce carrier systems that could be activated by enzymes.
- a selected enzyme for example ⁇ -glucuronidase, for example released in tumors or introduced into tumors by administration of an anti-tumor antibody- ⁇ -glucuronidase fusion protein, should split off the sugar (eg glucuronic acid) from the incorporated glycolipids or glycopeptides and thereby increase it of the pH (cationization) and lipophilicity of the nanoparticle.
- the nanoparticle should bind the support to the neighboring cells and fuse or disintegrate with the cell membrane.
- Active substances enclosed in the nanoparticle for example cytostatics, should be released at the site of expression of the activated enzyme (Sedlacek et al., Contributions to Oncology 43, 132 (1992)).
- the carrier system consists of the components shown in FIGS. 1, 2 and 3.
- the invention relates to a carrier system comprising the following components:
- component a2) is either contained or not contained in the carrier system.
- the total charge of the carrier system consisting of components a1), optionally a2) and b1) is neutral or anionic. This total charge ensures that after administration of the carrier system in an organism, preferably in the bloodstream, the residence time of the carrier system in the blood is as long as possible.
- the carrier system becomes cationic and combines with neighboring negatively charged cells and / or disintegrates and thereby releases component a), which, depending on the active ingredient (component a1), either penetrates into the cell and can develop its effect there, or else acts in the blood fluid.
- Component a1) can be an unmodified or modified DNA sequence or an unmodified or modified RNA sequence.
- the nucleotide sequence can perform an anti-DNA (triplex) or anti-RNA (antisense; ribozyme) function or code for an RNA sequence acting in this way or for a protein.
- the nucleotide sequences and their modification can be such that the nucleotide sequence is largely resistant to degradation by DNAsen or RNAsen. Examples of such nucleotide sequences and their modifications are in Breaker, Nature Biotechnol. 15: 427, 1997; Gerwik, Critical Reviews in Oncogenesis 8: 93, 1997; Mukhopadhyay et al., Crit. Rev. Oncogen.
- the DNA sequence can be linear or circular, for example in the form of a plasmid.
- Component a1) can furthermore be a virus, preferably a virus, into which a nucleic acid sequence foreign to the virus has been inserted using the methods known to the person skilled in the art.
- viruses are RTV, AV, AAV, HSV, vaccinia viruses, influenza viruses.
- Such and further examples are from Vile, (Nature Biotechnol. 15: 840, 1997); McKeon et al., (Human Gene Ther. 7: 1615, 1996); Flotte et al., (Gene Ther. 2: 357, 1995); Jolly, (Cancer Gene Ther. 1:51, 1994) and Dubensky et al., (J. Virol. 70: 508, 1996).
- Component a1) can furthermore represent a peptide, a protein, a glycopeptide, a glycolipid, a natural or synthetic medicament or a substance suitable for in vivo or ex vivo detection, such as an enzyme or a radioactive substance.
- component a1) is an antibody, a fragment of an antibody containing the antigen binding site or a single-chain monospecific, bispecific or multispecific antigen-binding molecule, for example prepared as described in European patent application EP-A 0 952 218.
- component a1) to bind component a2) to component b1), component a1) according to the invention has binding groups.
- binding groups can be, for example
- - anionic charges for example inserted by nucleic acids, amino acids or by binding of inorganic acids
- Lipophilic groups for example inserted by aromatic amino acids or fatty acids - epitopes for antibodies
- component a2) consists of a carrier which can form complexes with component a1) and which at the same time has binding groups for component b1).
- component a2) with component a1) and / or the binding of component a2) to component b1) can be carried out, for example, by
- the choice of component a2) therefore depends on the selection of component a1) and the choice of component b1).
- component a2) is at least one cationic lipid and / or at least one cationic polymer, for example
- cationic lipids for example described by Kao et al., Oncology Reports 5: 625 (1998), Liu et al., J. Biol. Chem. 270, 24864 (1995), Feigner, Human Gene Ther. 7, 1791 (1996), Ledley, Human Gene Ther. 6, 1129 (1995), Goyal et al., J. Liposom. Res. 5, 49 (1995), EMS et al., Gene Ther. 4, 226 (1997), Schofield et al., Br. Med. Bull. 51, 56 (1995), Behr, Bioconj. Chem. 5, 382 (1994), Cotten et al., Curr. Opin. Biotechnol.
- Cationic polymers also include, for example, cationized albumin.
- cationized albumin The production and use of cationized albumin has been described in patent application EP-A 0 790 312.
- component a2) is a polyethyleneimine (PEI), in a further particular embodiment of this invention the polyethyleneimine has a molecular weight in a range from 500-20,000 Da and in a further embodiment has an average molecular weight of about 2000 Da and was prepared as described in patent application EP-A 0 905 254.
- PEI polyethyleneimine
- component a2) is liposomes, produced as described, for example, in US Patents 5,252,348, 5,753,258 and 5,766,625. In a further special embodiment of the invention, these liposomes are cationically charged.
- Component b1) represents a coating substance which binds to component a1) or to component a2) via a binding structure and which carries at least one anionic side group connected via an enzymatically cleavable connecting part.
- page groups can be, for example:
- glucuronic acid such as glucuronic acid or neuraminic acid bound inorganic acids, such as phosphoric acids or sulfuric acids,
- enzymes such as phospholipases, peptidases, glycosidases, phosphatases or sulfatases.
- a special subject of the invention are substances which carry glucuronic acids as anionic side groups which can be split off from the residual body of component b1) by ⁇ -glucuronidases.
- Another particular subject of the invention are substances which carry neuraminic acids as anionic side groups which are cleaved from the residual body of component b1) by neuraminidases.
- These substances according to the invention include, for example
- GD3 and GT3 but especially those gangliosides and their derivatives whose neuraminic acids are easily cleaved by neuraminidase, such as GM3, GD3, O-acetyl GD3 and O-acetyl GT3 (Rodriguez et al., J. Lipd Res. 37, 382 (1996 )).
- the enzymatically cleavable connecting part to the anionic side group of component b1) can be any naturally occurring, enzymatic cleavable compound, such as an ester bond, glycosidic bond or peptide bond.
- the enzymatically cleavable connecting part is selected such that it can be cleaved largely specifically by plasminogen activator, plasmin, prostate-specific antigen, cathepsine, stromelysine or collagenase.
- the enzyme which cleaves the enzymatically cleavable connecting part according to the invention is an intracellular enzyme.
- This intracellular enzyme can be a lysosomal enzyme or a cytoplasmic enzyme. Lysosomal enzymes as well as cytoplasmic enzymes are released during inflammation or another disease process in which cells are activated and / or die and decay.
- the cytoplasmic enzyme is a caspase.
- Cleavage sequences for caspases have been described by Cryns and Yuan, (Genes and Developm. 12, 1551 (1998)) and Gross et al., (EMBO J. 17, 3878 (1998)).
- amino acid sequences can be used as enzymatically cleavable connecting parts:
- the intracellular enzyme is a virus-specific protease.
- retroviruses express an aspartyl protease that is necessary for the production of infectious viruses.
- virus-specific proteases are released by virus-infected cells upon death and decay.
- viral enzymes for example, the following amino acid sequences (Menendez et al., Virol. 196, 557 (1993)) can be used as an enzymatically cleavable connecting part:
- cleavage sequences for proteases expressed by, for example, can be inserted as an enzymatically cleavable connecting part
- Influenza viruses Klenk et al., Mol. Recognition in Host Parasite Interactions Vol. 61, Proc. No. 55662 (1991), Hosoga et al., Antiviral Res. 26, A348 (1995))
- Another special subject of the invention are enzymatically cleavable connecting parts which are connected to the coating substance via a spacer.
- the spacer is preferably designed such that it disintegrates after the anionic side group has been split off.
- spacers are described, for example, in the patent application Jacquesy et al., EP-A 0 511 917, to which express reference is made.
- This spacer is, for example, over a by ß-glucuronidase cleavable connecting part with ß-glucuronic acid and connected at its opposite end to a lipophilic substance.
- the binding structure of the coating substance mediates the binding of component b1) to component a1) or a2).
- the binding structure of the coating substance can represent:
- a cationic charge if component a), a1) or a2) has an anionic charge
- the binding structure is identical to the anionic side group which is connected to the coating substance by an enzymatically cleavable connecting part.
- the coating substance can be any peptide, protein, lipid, glycolipid, glycoprotein or any synthetic substance which has the selected property of the binding structure.
- coating substances are, for example, peptides with 4-20 amino acids, which are polar or terminal
- Enveloping substances according to the invention can also be anionic neutral or cationic liposomes prepared as already described for component a2).
- the invention furthermore relates to the addition of the carrier system according to the invention by adding a ligand.
- This ligand according to the invention binds with component a1) or component a2) or component b1) and at the same time has a binding site for the target cell.
- Ligands in the sense of the invention can be:
- the ligand is preferably bound to a lipophilic structure in the carrier system according to the invention.
- This lipophilic structure can be a component of component a1) or a2) or b1).
- the ligand is selected from one of the groups mentioned above to be provided with a lipophilic group.
- These lipophilic groups can be aromatic amino acids which are coupled to the ligand by the method of recombining DNA.
- the ligand can also be conjugated to a lipid as a lipophilic group, for example as described in US Pat. No. 5,662,930.
- the ligand is linked to a fusiogenic peptide and this in turn to a lipophilic group. Examples of fusogenic peptides are described in detail in patent applications EP-A 0 846 772 and DE19850987.1 (not yet published).
- the conjugation of the target cell-specific protein or peptide with a fusiogenic peptide is preferably carried out by expression as a recombinant fusion protein using the methods known to the person skilled in the art.
- the vector according to the invention is produced, for example, from components a1), a2) b1) and the ligand, for example, in such a way that
- component a2) is mixed with component a1) in a molar ratio [a2): a1)] of 1: 1 to 1000: 1, preferably between 10: 1 and 100: 1, below
- component a1) in the complex with component a2) or component a1) alone with component b1) [in the complex with the ligand or alone] is mixed, preferably in a molar ratio b1): a1) + optionally a2) from 1: 1 to 1: 1000, the mixing ratio being adjusted so that the net charge of the resulting overall complex is preferably neutral or anionic.
- Such carrier systems for active substances according to the invention are largely shielded by their component b1), ie their binding and transfection and transduction of cells is largely reduced.
- the residence time is significantly extended, after administration in the bloodstream, for example, up to several hours some days.
- the carrier systems according to the invention accumulate, for example, in the tumor vascular bed due to the so-called "passive targeting" (Unezaki et al., Int. J. Pharmaceutics 114, 11 (1996); Sadzuka et al., Cancer Lett. 127, 99 (1998) and Wunder et al., Int. J. Oncol. 11, 497 (1997)).
- the carrier systems according to the invention which contain a target cell-specific ligand bind to the target cell.
- the anionic side group is split off from the carrier system.
- the carrier system becomes cationic and binds to a cell and / or disintegrates and releases the active ingredient.
- This active ingredient can be, for example, a nucleic acid in complex with a cationic carrier or a cytostatic.
- This nucleic acid sequence can penetrate into the cell with the aid of the cationic carrier and, depending on its composition, develop its action there, ie inhibit, for example, the transcription or translation of a specific gene or a specific RNA, or transduce the cell to code for expression of the RNA or the protein from this nucleic acid sequence.
- the carrier systems according to the invention are therefore preferably suitable for in vivo administration with the aim of diagnosis, prophylaxis or therapy of diseases.
- Example 1 Preparation of a vector complex with a plasmid, a cationic polymer and a coating substance containing side groups which can be split off enzymatically
- plasmid expression system "pGL3" from Promega which contains the following nucleotide sequences is used as component a1):
- the plasmid is introduced into E. coli bacteria, the bacteria are propagated in culture medium and the plasmid is isolated.
- Low molecular weight polyethyleneimine (PEI-2000) is produced as described in patent application EP-A 0 905 254.
- PEI-2000 Low molecular weight polyethyleneimine
- a 10% Ethyleneimine monomer solution in water (5 ml of ethyleneimine monomer + 45 ml of distilled water, dissolution with stirring) with the addition of 1% (0.5 ml) of concentrated hydrochloric acid (37 ° C.) as catalyst for 4 days at 50 ° C., evaporated and dried under vacuum at room temperature.
- the molecular weight determination is carried out by means of laser scattered light measurement (Wyatt Dwan DSP light scattering photometer) at 633 nm after direct injection into a K5 measuring cell.
- the molar masses are determined on the basis of the calibration constants determined in toluene and the known sample weight.
- orosomucoid As an enveloping substance, orosomucoid is used, purified from human blood serum, as described by Schmidt in: The Plasma Proteins, ed. Frank Putnam, Academic Press 1975, 183-228.
- Plasmids (component a1) are suspended in a concentration of 10 9 plasmids / ml of physiological saline. Component a1) is then added in portions (component a2) PEI-2000 (1 mg / ml physical saline with 1N HCl to pH 7.4) until the complexes formed (component a1 + a2) are completely cationized (pH between 7.5 and 12, preferably 10).
- the cationization is determined in the agarose shift assay, in which 50 ⁇ l aliquots are applied to an approximately 0.5 cm thick gel of 1% (w / v) agarose and in Tris-EDTA buffer pH 7.5 to 80 mV Is developed for 2 hours. The location of the DNA was visualized at 254 nm after reaction with ethidium bromide.
- the cationic complexes from components a1) + a2) are then suspended in an excess of component b1) and incubated at 4 ° C. for at least 48 hours. In this excess, complexes form from the components a1) + a2) + b1), which have a neutral to slightly anionic charge. This charge is checked in the agarose shift assay and should be in the range between pH 4 and 7.
- the vector complex according to the invention [component a1) + a2) + b1)] can then be used.
- the vector complex component a) + b1) is used as a control.
- mice are injected with the complexes according to the invention [component a1) + a2) + b1)] or, as a control, complexes with components a1) + a2) into the tail vein.
- the dose is 50 ⁇ g of component a1) in the respective complexes per mouse, the suspension medium is physiological saline, the application volume is 250 ⁇ l.
- the animals are anesthetized and bled 30 minutes and 2 hours after the injection.
- the collected blood is mixed with sodium citrate (final concentration 25 mM) and the blood plasma is separated from the blood cells by centrifugation (10 min, 1000 g).
- the DNA is isolated from the whole blood or from the blood plasma using the QIAamp Tissue Kit (Qiagen, Hilden).
- heparin 1000 lU / ml Novo Nordisk
- 10 ⁇ l heparin 1000 lU / ml Novo Nordisk
- Fig. 2 interaction of components a1) and b1).
- Fig. 3 components a1), a2) and b1) according to the invention.
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Abstract
The invention relates to an excipient system that can be obtained by (1) optionally mixing a component a2) with a component a1) in a molar ratio [a2):a1)] of 1:1 to 1000:1, preferably between 10:1 and 100:1, (2) mixing the complex resulting from step (1) or the complex a1) alone with a component b1), preferably in a molar ratio b1):a1) + optionally a2) of 1:1 to 1:1000, said mixing ratio being adjusted in such a manner that the net charge of the resulting total complex is preferably neutral or anionic. Component a1) comprises an active substance a1), a binding structure a1) for the binding structures b1) or a2), wherein the active substance a1) may contain the binding structure a1). Component a2) comprises a binding structure a2) for the binding structure a1) and a carrier a2) which may contain the binding structure a2). Component b1) may comprise a binding structure b1) for the binding structure a1), for the active substance a1), for the binding structure a2) or for the carrier a2), a coating substance that may contain the binding structure b1), an enzymatically removable connector, and an anionic side-group. The invention further relates to the production and to the use of the inventive excipient system.
Description
Trägersysteme, enthaltend Hüllsubstanzen mit enzymatisch abspaltbaren Seitengruppen Carrier systems containing coating substances with enzymatically cleavable side groups
Beschreibung 5 1. EinleitungDescription 5 1. Introduction
Zahlreiche Tägermaterialien für Wirkstoffe sind bislang entwickelt worden. Zu diesen Wirkstoffen zählen beispielsweise Nukieinsäuresequenzen, Peptide, Proteine, 10 Glykoproteine und Glykolipide wie auch Arzneimittel. Ein wesentliches Ziel dieser Trägermaterialien ist es, den Wirkstoff vor dem Abbau im Körper und/oder vor seiner schnellen Ausscheidung zu schützen.Numerous daily materials for active ingredients have so far been developed. These active ingredients include, for example, nucleic acid sequences, peptides, proteins, 10 glycoproteins and glycolipids, as well as pharmaceuticals. An essential goal of these carrier materials is to protect the active substance from being broken down in the body and / or from being rapidly excreted.
Ein weiteres Ziel dieser Trägermaterialien ist, den Kontakt des Wirkstoffes mit seiner 15 Zielzelle, in welcher der Wirkstoff seine Wirkung entfalten soll, zu vermitteln.Another aim of these carrier materials is to mediate the contact of the active substance with its target cell in which the active substance is supposed to develop its effect.
Besondere Bedeutung haben diese Trägermaterialien in der Gentherapie. So sind virale wie auch nicht virale Vektoren bekannt. Während bei viralen Vektoren die Trägermaterialien die Virushüllproteine darstellen, sind für nicht virale Vektoren 20 kationische Lipide und kationische Polymere als Trägermaterialien entwickelt worden. Mit Hilfe dieser kationischen Substanzen wurden Nukieinsäuresequenzen komplexiert und diese Komplexe als solche dem Organismus verabreicht.These carrier materials are particularly important in gene therapy. Viral and non-viral vectors are known. While the carrier materials are the viral envelope proteins for viral vectors, 20 cationic lipids and cationic polymers have been developed as carrier materials for non-viral vectors. With the help of these cationic substances, nucleic acid sequences were complexed and these complexes were administered as such to the organism.
Die bisherige Erfahrung mit solchen Vektoren bei der Gentherapie unterschiedlichster 25 Erkrankungen, insbesondere jedoch von Tumorerkrankungen, zeigt, daß nach Verabreichung eines gentherapeutischen Vektors in den Kreislauf eines Organismusses dieser Vektor in kurzer Zeit aus dem Kreislauf eliminiert wird und für die Bindung an die Zielzellen und zur Transfektion dieser Zielzellen nicht mehr zur Verfügung steht (Ogris et al. Gene Ther. 6: 595, 1999; Dash et al., Gene Ther. 6: 643, 30 1999; Li et al., Gene Ther. 5: 930, 1998; Liu et al. Gene Ther. 4: 517, 1997). Diese Elimination kann erfolgen durch Degradation der DNA oder durch schnelle Ablagerung der Vektoren in der Lunge, der Leber oder dem sogenannten
retikuloendothelialen System (RES), besonders in der Milz und den Lymphknoten (Zhu et al., Science 261 : 209, 1993).Previous experience with such vectors in gene therapy for a wide variety of 25 diseases, but especially tumor diseases, shows that after administration of a gene therapeutic vector into the circulation of an organism, this vector is eliminated from the circulation in a short time and for binding to the target cells and for Transfection of these target cells is no longer available (Ogris et al. Gene Ther. 6: 595, 1999; Dash et al., Gene Ther. 6: 643, 30 1999; Li et al., Gene Ther. 5: 930, 1998 ; Liu et al. Gene Ther. 4: 517, 1997). This elimination can take place by degradation of the DNA or by rapid deposition of the vectors in the lungs, the liver or the so-called reticuloendothelial system (RES), especially in the spleen and lymph nodes (Zhu et al., Science 261: 209, 1993).
Die Ursachen der schnellen Elimination sind vielgestaltig. Sie können sein eine zu große negative oder positive Ladung, ein zu großes Volumen oder eine Opsonierung der Vektorpartikel durch Blutproteine. Bei viralen Vektoren können sie des weiteren sein die Bindung der Virushüliproteine an virusspezifische Rezeptoren in den Organen und/oder auch Antikörper oder Immunzellen, spezifisch für die Viren, welche an die Vektoren binden und diese hierdurch eliminieren.The causes of rapid elimination are varied. They can be too large a negative or positive charge, a too large volume or an opsonization of the vector particles by blood proteins. In the case of viral vectors, they can furthermore be the binding of the virus envelope proteins to virus-specific receptors in the organs and / or also antibodies or immune cells, specific for the viruses which bind to the vectors and thereby eliminate them.
Die bisherige Erfahrung zeigt des weiteren, daß die Kopplung oder Einfügung eines zielzellspezifischen Liganden in den Vektorkomplex dessen schnelle Elimination nach Verabreichung in den Blutkreislauf nicht wesentlich vermindert.Experience to date also shows that the coupling or insertion of a target cell-specific ligand into the vector complex does not significantly reduce its rapid elimination after administration into the bloodstream.
In Kenntnis dieser Probleme besteht die dringliche Notwendigkeit nach neuen Zubereitungen von Vektoren, die es ermöglichen, daß Vektoren möglichst lang im Kreislauf verbleiben und nicht vorzeitig aus dem Kreislauf eliminiert werden. Um die Elimination von kationischen Lipiden oder kationischen Polymeren im Komplex mit Nukieinsäuresequenzen aus dem Blutkreislauf zu vermindern, wurden Polyethylenglykol (Senior et al., Biochim. Biophys. Res. Acta 1062: 77, 1991 ; Mori et al., FEBS Lett 284: 263, 1991 ; Ogris et al., Gene Ther. 6: 595, 1999), Vinylpolymere (Torchilin et al., Biochim. Biophys. Res. Acta 1195: 181 , 1994) oder andere amphipatische Polymere (Woodle et al., Bioconjugat. Chem. 5: 493, 1994) an die kationischen Lipide oder kationischen Polymere gekoppelt oder mit Hilfe negativ geladener Lipide anionische Liposomen hergestellt, in welche dieKnowing these problems, there is an urgent need for new preparations of vectors which enable vectors to remain in the circuit for as long as possible and not to be prematurely eliminated from the circuit. To reduce the elimination of cationic lipids or cationic polymers in complex with nucleic acid sequences from the bloodstream, polyethylene glycol (Senior et al., Biochim. Biophys. Res. Acta 1062: 77, 1991; Mori et al., FEBS Lett 284: 263 , 1991; Ogris et al., Gene Ther. 6: 595, 1999), vinyl polymers (Torchilin et al., Biochim. Biophys. Res. Acta 1195: 181, 1994) or other amphipatic polymers (Woodle et al., Bioconjugat. Chem. 5: 493, 1994) coupled to the cationic lipids or cationic polymers or with the aid of negatively charged lipids, anionic liposomes into which the
Nukieinsäuresequenzen im Komplex mit kationischen Lipiden oder kationischen Polymeren eingeschlossen waren (US Patent Nr. 4,946,787; US Patent Nr. 4,245,737; US Patent Nr. 5,480,463; Heywood und Eanes, Calc. Tissue Int. 40: 149, 1992; Lee und Huang, J. Biol. Chem. 271 : 8481 , 1996; Balicki und Beutler, Blood 88: 3884, 1996; Lucie et al., J. Lip. Res. 8: 57, 1998; Lakkaraju et al., J. Lip. Res. 8: 74, 1998; Turner et al., J. Lip. Res. 8: 114, 1998; Schoen et al., J. Lip. Res. 8: 485, 1998).
Derartige Modifikationen führten beispielsweise zu einer Stabilisierung der Vektorpartikelgröße, inhibierten die Aggregation der Vektoren mit sich selbst oder mit Blutzellen, reduzierten die Opsonierung von Vektoren durch Bindung von Immunglobulinen, Complementfaktoren, Fibrinogen oder Fibronektin, schützten (adeno-)virale Vektoren vor der Elimination durch Antikörper (Chillon et al., Gene Ther. 5: 995, 1998) und bewirkten eine Verlängerung der Blutverweilzeit von Vektoren, eine deutlich stärkere Anreicherung in subkutan wachsende Tumoren und eine Transduktion der Tumorzellen (Ogris et al., Gene Ther. 6: 595, 1999).Nucleic acid sequences complexed with cationic lipids or cationic polymers (U.S. Patent No. 4,946,787; U.S. Patent No. 4,245,737; U.S. Patent No. 5,480,463; Heywood and Eanes, Calc. Tissue Int. 40: 149, 1992; Lee and Huang, J Biol. Chem. 271: 8481, 1996; Balicki and Beutler, Blood 88: 3884, 1996; Lucie et al., J. Lip. Res. 8: 57, 1998; Lakkaraju et al., J. Lip. Res. 8: 74, 1998; Turner et al., J. Lip. Res. 8: 114, 1998; Schoen et al., J. Lip. Res. 8: 485, 1998). Such modifications led, for example, to a stabilization of the vector particle size, inhibited the aggregation of the vectors with themselves or with blood cells, reduced the opsonization of vectors by binding immunoglobulins, complement factors, fibrinogen or fibronectin, protected (adeno) viral vectors from being eliminated by antibodies (Chillon et al., Gene Ther. 5: 995, 1998) and caused an increase in the blood residence time of vectors, a significantly greater accumulation in subcutaneously growing tumors and transduction of the tumor cells (Ogris et al., Gene Ther. 6: 595, 1999).
Zugleich konnte jedoch auch in der Lunge, der Milz und der Leber eine beträchtliche Anreicherung der Vektoren und Transduktion der Gewebezellen in diesen Organen festgestellt werden (Ogris et al., Gene Ther. 6: 595, 1999), so daß gefolgert werden kann, daß beispielsweise die Kopplung von PEG zwar eine Verbesserung, aber noch längst keine Optimierung der Verteilung von Vektoren bewirkt.At the same time, however, a considerable accumulation of the vectors and transduction of the tissue cells in these organs could also be found in the lungs, spleen and liver (Ogris et al., Gene Ther. 6: 595, 1999), so that it can be concluded that for example, the coupling of PEG is an improvement, but is far from being an optimization of the distribution of vectors.
Um z.B. vor einer schnellen Elimination aus dem Körper zu schützen, wurden auch Arzneimittel in Liposomen eingepackt. Bevorzugt wurden hierfür anionische Liposomen verwendet, da diese nur gering an Zellen binden und nur mit geringer Geschwindigkeit aus dem Körper eliminiert werden.To e.g. To protect against rapid elimination from the body, drugs were also packed in liposomes. Anionic liposomes were preferably used for this, since they only bind to cells to a small extent and are only eliminated from the body at a slow rate.
Anionische Liposomen werden in verschiedener Weise hergestellt, so beispielsweise durch Verwendung von Substanzen, welche Retroviren in ihre Virushülle einbauen (Schreier et al. 1992, 1993, 1995) oder durch Einfügung von Dicarbonsäuren oder durch Bindung von Schwefelsäure (Ahl et al. 1995; Li und Wu 1999), Glucuronsäure oder Phosphorsäure (Oku et al., Biochem. Biophys. Res. Acta 1280, 149 (1990); Namba et al., Chemical and Pharmaceut. Bullet. 38, 1663 (1990); Hu et al., Biochem. Biophys. Res. Acta 1299, 252 (1996)).Anionic liposomes are produced in various ways, for example by using substances that incorporate retroviruses into their viral envelope (Schreier et al. 1992, 1993, 1995) or by inserting dicarboxylic acids or by binding sulfuric acid (Ahl et al. 1995; Li and Wu 1999), glucuronic acid or phosphoric acid (Oku et al., Biochem. Biophys. Res. Acta 1280, 149 (1990); Namba et al., Chemical and Pharmaceut. Bullet. 38, 1663 (1990); Hu et al. , Biochem. Biophys. Res. Acta 1299, 252 (1996)).
Liposomen, die beispielsweise durch Glucuronsäure oder durch Dicetylphosphat (DCP), Phosphatidylglycerol oder Phosphatidylserin modifiziert wurden, zeigten eine deutlich verminderte Bindung an Serumproteinen und eine verlängerte Blutverweilzeit als nicht modifizierte neutrale oder kationische Liposomen (Oku et al., Biochem.
Biophys. Res. Acta 1280, 149 (1996); Purahashi et al., Biol. Pharmac. Bull. 18, 82 (1995); Namba et al., Chem. Pharmac. Bull. 38, 1663 (1990)). Schon früh wurde versucht, durch Einbau von Glycolipiden oder Glycopeptiden in die Lipidschicht von Nanopartikeln solche Trägersysteme herzustellen, welche aktivierbar waren durch Enzyme. Ein ausgewähltes Enzym, z.B. ß-Glucuronidase, beispielsweise freigesetzt in Tumoren oder eingebracht in Tumoren über die Verabreichung eines Antitumorantikörper-ß-Glucuronidase-Fusionsproteins, sollte hierbei den Zucker (z.B. Glucuronsäure) von den eingebauten Glykolipiden bzw. Glykopeptiden abspalten und hierdurch zu einer Erhöhung des pH-Wertes (Kationisierung) und der Lipophilie des Nanopartikels führen. Durch diese Veränderung sollte das Nanopartikel den Träger an die benachbarten Zellen binden und mit der Zellmembran verschmelzen oder zerfallen. In dem Nanopartikel eingeschlossene Wirkstoffe, z.B. Zytostatika, sollten so am Ort der Expression des aktivierten Enzyms freigesetzt werden (Sedlacek et al., Contributions to Oncology 43, 132 (1992)).Liposomes that were modified, for example, by glucuronic acid or by dicetyl phosphate (DCP), phosphatidylglycerol or phosphatidylserine, showed a significantly reduced binding to serum proteins and an extended blood retention time as unmodified neutral or cationic liposomes (Oku et al., Biochem. Biophys. Res. Acta 1280, 149 (1996); Purahashi et al., Biol. Pharmac. Bull. 18: 82 (1995); Namba et al., Chem. Pharmac. Bull. 38, 1663 (1990)). Early attempts were made to incorporate glycolipids or glycopeptides into the lipid layer of nanoparticles to produce carrier systems that could be activated by enzymes. A selected enzyme, for example β-glucuronidase, for example released in tumors or introduced into tumors by administration of an anti-tumor antibody-β-glucuronidase fusion protein, should split off the sugar (eg glucuronic acid) from the incorporated glycolipids or glycopeptides and thereby increase it of the pH (cationization) and lipophilicity of the nanoparticle. As a result of this change, the nanoparticle should bind the support to the neighboring cells and fuse or disintegrate with the cell membrane. Active substances enclosed in the nanoparticle, for example cytostatics, should be released at the site of expression of the activated enzyme (Sedlacek et al., Contributions to Oncology 43, 132 (1992)).
Zwar konnte das Wirkprinzip am Beispiel von Glucuronsäurekonjugaten spaltbar durch ß-Glucuronidase belegt werden (Sedlacek et al., Contributions to Oncology 43, 132 (1992)), jedoch zeigten Nanopartikel, in deren Lipidschicht Glucuronsäurekonjugate eingefügt worden waren, eine beträchtliche strukturelle Instabilität.Although the principle of action could be cleaved by the example of glucuronic acid conjugates by ß-glucuronidase (Sedlacek et al., Contributions to Oncology 43, 132 (1992)), nanoparticles, in the lipid layer of which glucuronic acid conjugates had been inserted, showed considerable structural instability.
Ähnliches war bei Einbau von Orosomucoid (α1 -saures Glykoprotein), einem neuraminsäurehaltigen, anionischen Plasmaprotein, in die Lipidschicht von Liposomen zu beobachten. Dieser Einbau führt zu einer beträchtlichen osmotischen Sensitivität der Liposomen für Wasser und Alkali - wie auch Erdalkaliionen und zur Zerstörung dieser Liposomen (Neitchev et al., Mol. Biol. Reports 1 1 , 87 (1986); Int. J. Biochem. Cell Biol. 29, 689 (1997)).The same was observed when incorporating orosomucoid (α1-acidic glycoprotein), an anionic plasma protein containing neuraminic acid, into the lipid layer of liposomes. This incorporation leads to a considerable osmotic sensitivity of the liposomes for water and alkali - as well as alkaline earth ions and to the destruction of these liposomes (Neitchev et al., Mol. Biol. Reports 1 1, 87 (1986); Int. J. Biochem. Cell Biol 29, 689 (1997)).
Bislang liegen somit noch keine Wirksubstanzen enthaltende stabile Trägersysteme vor, deren wesentliche Komponenten Hüllsubstanzen sind, die enzymatisch abspaltbare anionische Seitengruppen tragen, welche für die Stabilität des Trägersystems entscheidend sind, so daß nach Abspaltung dieser anionischen Seitengruppen das Trägersystem zerfällt und die Wirksubstanzen freigegeben werden.
2. Allgemeine Beschreibung der ErfindungSo far, there are no stable carrier systems containing active substances, the essential components of which are coating substances which carry enzymatically removable anionic side groups, which are crucial for the stability of the carrier system, so that after the removal of these anionic side groups the carrier system disintegrates and the active substances are released. 2. General description of the invention
Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das Trägersystem aus den in den Figuren 1 , 2 und 3 dargestellten Komponenten.According to the present invention, the carrier system consists of the components shown in FIGS. 1, 2 and 3.
Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Trägersystem enthaltend folgende Komponenten:The invention relates to a carrier system comprising the following components:
- eine Komponente a1 ), enthaltend- Containing a component a1)
• einen Wirkstoff a1 ),An active ingredient a1),
• eine Bindestruktur a1 ) für die Bindestrukturen b1 ) oder a2), wobei der Wirkstoff a1 ) die Bindestruktur a1 ) enthalten kann;• a binding structure a1) for the binding structures b1) or a2), wherein the active ingredient a1) can contain the binding structure a1);
- optional eine Komponente a2), enthaltend- optionally containing a component a2)
• eine Bindestruktur a2) für die Bindestruktur a1 )A binding structure a2) for the binding structure a1)
• einen Träger a2), welcher die Bindestruktur a2) enthalten kann; und• a carrier a2) which can contain the binding structure a2); and
- eine Komponente b1 ), enthaltend • eine Bindestruktur b1 ) für die Bindestruktur a1 ), für den Wirkstoff a1 ), für die Bindestruktur a2) oder für den Träger a2),a component b1) containing • a binding structure b1) for the binding structure a1), for the active ingredient a1), for the binding structure a2) or for the carrier a2),
• eine Hüllsubstanz, welche die Bindestruktur b1 ) enthalten kann,A coating substance which can contain the binding structure b1),
• einen enzymatisch spaltbaren Verbindungsteil,An enzymatically cleavable connecting part,
• eine anionische Seitengruppe.• an anionic side group.
Demgemäß ist die Komponente a2) im Trägersystem entweder enthalten oder nicht enthalten.Accordingly, component a2) is either contained or not contained in the carrier system.
Gemäß der Erfindung ist die Gesamtladung des aus den Komponenten a1 ), ggf. a2) und b1 ) bestehenden Trägersystems neutral oder anionisch. Durch diese Gesamtladung ist gewährleistet, daß nach Verabreichung des Trägersystems in einen Organismus, vorzugsweise in den Blutkreislauf, die Verweilzeit des Trägersystems im Blut möglichst lange ist.
Nach Abspaltung der diese anionische bis neutrale Gesamtladung gewährleistenden Seitengruppen durch Enzyme, beispielsweise freigesetzt von Tumoren oder im Rahmen von Entzündungen, der Blutgerinnung oder der Fibrinolyse oder exprimiert von Zellen nach Transfektion mit Genen, die diese Enzyme kodieren, wird das Trägersystem kationisch, verbindet sich mit benachbarten negativ geladenen Zellen und/oder zerfällt und setzt hierdurch die Komponente a) frei, die, je nach Wirkstoff (Komponente a1 ) entweder in die Zelle eindringt und dort ihre Wirkung entfalten kann oder aber in der Blutflüssigkeit wirkt.According to the invention, the total charge of the carrier system consisting of components a1), optionally a2) and b1) is neutral or anionic. This total charge ensures that after administration of the carrier system in an organism, preferably in the bloodstream, the residence time of the carrier system in the blood is as long as possible. After the side groups ensuring this anionic to neutral total charge have been split off by enzymes, for example released from tumors or in the context of inflammation, blood coagulation or fibrinolysis or expressed by cells after transfection with genes which code for these enzymes, the carrier system becomes cationic and combines with neighboring negatively charged cells and / or disintegrates and thereby releases component a), which, depending on the active ingredient (component a1), either penetrates into the cell and can develop its effect there, or else acts in the blood fluid.
Im Nachfolgenden sind die einzelnen Komponenten des erfindungsgemäßen Trägersystems und ihre Anwendungen näher beschrieben.The individual components of the carrier system according to the invention and their applications are described in more detail below.
Komponente a1 )Component a1)
Komponente a1 ) kann eine nicht-modifizierte oder modifizierte DNA-Sequenz oder eine nicht-modifizierte oder modifizierte RNA-Sequenz sein. Die Nukleotidsequenz kann eine anti-DNA (Triplex) oder anti-RNA (antisense; Ribozym) Funktion ausüben oder für eine derartig wirkende RNA-Sequenz oder für ein Protein kodieren. Die Nukleotidsequenzen und ihre Modifikation kann dergestalt sein, daß die Nukleotidsequenz weitgehend resistent ist gegen den Abbau durch DNAsen oder RNAsen. Beispiele für derartige Nukleotidsequenzen und ihre Modifikationen sind in Breaker, Nature Biotechnol. 15: 427, 1997; Gerwik, Critical Reviews in Oncogenesis 8: 93, 1997; Mukhopadhyay et al., Crit. Rev. Oncogen. 7: 151 , 1996; Mercola et al., Cancer Gene Ther. 2: 47, 1995; Frank-Kamenetski, Annu. Rev. Biochem. 64: 65, 1995 und Fräser et al., Exp. Opin. Invest. Drugs 4: 637, 1995 dargestellt. Die DNA-Sequenz kann linear oder zirkulär, beispielsweise in Form eines Plasmids vorliegen.Component a1) can be an unmodified or modified DNA sequence or an unmodified or modified RNA sequence. The nucleotide sequence can perform an anti-DNA (triplex) or anti-RNA (antisense; ribozyme) function or code for an RNA sequence acting in this way or for a protein. The nucleotide sequences and their modification can be such that the nucleotide sequence is largely resistant to degradation by DNAsen or RNAsen. Examples of such nucleotide sequences and their modifications are in Breaker, Nature Biotechnol. 15: 427, 1997; Gerwik, Critical Reviews in Oncogenesis 8: 93, 1997; Mukhopadhyay et al., Crit. Rev. Oncogen. 7: 151, 1996; Mercola et al., Cancer Gene Ther. 2: 47, 1995; Frank-Kamenetski, Annu. Rev. Biochem. 64: 65, 1995 and Fraser et al., Exp. Opin. Invest. Drugs 4: 637, 1995. The DNA sequence can be linear or circular, for example in the form of a plasmid.
Komponente a1 ) kann des weiteren ein Virus darstellen, bevorzugt ein Virus, in welches mit den dem Fachmann bekannten Methoden eine für das Virus fremde Nukleinsäuresequenz eingefügt wurde. Beispiele für derartige Viren sind RTV, AV, AAV, HSV, Vaccinia Viren, Influenzaviren. Derartige und weitere Beispiele sind von Vile, (Nature Biotechnol. 15: 840, 1997); McKeon et al., (Human Gene Ther. 7: 1615,
1996); Flotte et al., (Gene Ther. 2: 357, 1995); Jolly, (Cancer Gene Ther. 1 : 51 , 1994) und Dubensky et al., (J. Virol. 70: 508, 1996) beschrieben worden.Component a1) can furthermore be a virus, preferably a virus, into which a nucleic acid sequence foreign to the virus has been inserted using the methods known to the person skilled in the art. Examples of such viruses are RTV, AV, AAV, HSV, vaccinia viruses, influenza viruses. Such and further examples are from Vile, (Nature Biotechnol. 15: 840, 1997); McKeon et al., (Human Gene Ther. 7: 1615, 1996); Flotte et al., (Gene Ther. 2: 357, 1995); Jolly, (Cancer Gene Ther. 1:51, 1994) and Dubensky et al., (J. Virol. 70: 508, 1996).
Komponente a1 ) kann des weiteren darstellen ein Peptid, ein Protein, ein Glykopeptid, ein Glykolipid, ein natürliches oder synthetisches Arzneimittel oder ein für den in vivo oder ex vivo Nachweis geeigneter Stoff, wie beispielsweise ein Enzym oder eine radioaktive Substanz.Component a1) can furthermore represent a peptide, a protein, a glycopeptide, a glycolipid, a natural or synthetic medicament or a substance suitable for in vivo or ex vivo detection, such as an enzyme or a radioactive substance.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist Komponente a1) ein Antikörper, ein Fragment eines Antikörpers enthaltend die Antigenbindestelle oder ein einzelkettiges monospezifisch, bispezifisch oder multispezifisch antigenbindendes Molekül, beispielsweise hergestellt wie in der europäischen Patentanmeldung EP-A 0 952 218 beschrieben.In a particular embodiment of the invention, component a1) is an antibody, a fragment of an antibody containing the antigen binding site or a single-chain monospecific, bispecific or multispecific antigen-binding molecule, for example prepared as described in European patent application EP-A 0 952 218.
Zur Bindung der Komponente a1 ) an die Komponente a2) oder an die Komponente b1 ) besitzt die Komponente a1 ) gemäß der Erfindung Bindegruppen. Diese Bindegruppen können beispielsweise seinTo bind component a1) to component a2) or to component b1), component a1) according to the invention has binding groups. These binding groups can be, for example
- anionische Ladungen, beispielsweise eingefügt durch Nukleinsäuren, Aminosäuren oder durch Bindung von anorganischen Säuren- anionic charges, for example inserted by nucleic acids, amino acids or by binding of inorganic acids
- kationische Ladungen, beispielsweise eingefügt durch basische Aminosäuren, durch Aminogruppen oder durch Bindung von anorganischen Basen- Cationic charges, for example inserted by basic amino acids, by amino groups or by binding of inorganic bases
- lipophile Gruppen, beispielsweise eingefügt durch aromatische Aminosäuren oder Fettsäuren - Epitope für Antikörper- Lipophilic groups, for example inserted by aromatic amino acids or fatty acids - epitopes for antibodies
- aπtigenbindende Teile von Antikörpern- Antigen-binding parts of antibodies
- SH-Gruppen- SH groups
- Fos Leucin Zipper als Wildtyp oder mutiert wie beschrieben in der deutschen Patentanmeldung Nr. 19900743.8 (unveröffentlicht) - Jun Leucin Zipper als Wildtyp oder mutiert wie beschrieben in der deutschen Patentanmeldung Nr.19900743.8.
Komponente a2)- Fos Leucin Zipper as wild type or mutates as described in German patent application No. 19900743.8 (unpublished) - Jun Leucin Zipper as wild type or mutates as described in German patent application No. 19900743.8. Component a2)
Komponente a2) besteht entsprechend dieser Erfindung aus einem Träger, welcher mit der Komponente a1 ) Komplexe bilden kann und welcher zugleich Bindegruppen aufweist für die Komponente b1 ).According to this invention, component a2) consists of a carrier which can form complexes with component a1) and which at the same time has binding groups for component b1).
Die Komplexbildung der Komponente a2) mit der Komponente a1 ) und/oder die Bindung der Komponente a2) an die Komponente b1 ) kann beispielsweise erfolgen durchThe complex formation of component a2) with component a1) and / or the binding of component a2) to component b1) can be carried out, for example, by
- kationische Ladungen- cationic charges
- anionische Ladungen- anionic charges
- lipophile Gruppen- lipophilic groups
- Epitope - antigenbindende Teile von Antikörpern- epitopes - antigen-binding parts of antibodies
- Fos oder Jun Leucin Zipper als Wildtyp oder mutiert wie in der deutschen Patentanmeldung Nr.19900743.8 beschrieben.- Fos or Jun Leucin Zipper as wild type or mutated as described in German patent application No. 19900743.8.
Die Wahl der Komponente a2) richtet sich demnach nach der Auswahl der Komponente a1 ) wie auch nach der Wahl der Komponente b1 ).The choice of component a2) therefore depends on the selection of component a1) and the choice of component b1).
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung stellt die Komponente a2) mindestens ein kationisches Lipid und/oder mindestens ein kationisches Polymer dar zum BeispielIn a particular embodiment of the invention, component a2) is at least one cationic lipid and / or at least one cationic polymer, for example
- kationische Lipide, beispielsweise beschrieben von Kao et al., Oncology Reports 5: 625 (1998), Liu et al., J. Biol. Chem. 270, 24864 (1995), Feigner, Human Gene Ther. 7, 1791 (1996), Ledley, Human Gene Ther. 6, 1129 (1995), Goyal et al., J. Liposom. Res. 5, 49 (1995), Thierry et al., Gene Ther. 4, 226 (1997), Schofield et al., Br. Med. Bull. 51 , 56 (1995), Behr, Bioconj. Chem. 5, 382 (1994), Cotten et al., Curr. Opin. Biotechnol. 4, 705 (1993), San et al., Human Gene Ther. 4, 781 (1993) oder
- kationische Polymere, beispielsweise beschrieben von Boussif et al., PNAS USA 92, 7292 (1995), Kaneda et al., Science 243, 375 (1989), Keown et al., Methods in Enzymology 185, 527 (1990), Baker et al., Gene Ther. 4, 773 (1997), Fritz et al., Human Gene Ther. 7, 1395 (1996), Wolfert et al., Human Gene Ther. 7, 2123 (1996) und Solodin et al., Biochem. 34, 13537 (1995).cationic lipids, for example described by Kao et al., Oncology Reports 5: 625 (1998), Liu et al., J. Biol. Chem. 270, 24864 (1995), Feigner, Human Gene Ther. 7, 1791 (1996), Ledley, Human Gene Ther. 6, 1129 (1995), Goyal et al., J. Liposom. Res. 5, 49 (1995), Thierry et al., Gene Ther. 4, 226 (1997), Schofield et al., Br. Med. Bull. 51, 56 (1995), Behr, Bioconj. Chem. 5, 382 (1994), Cotten et al., Curr. Opin. Biotechnol. 4, 705 (1993), San et al., Human Gene Ther. 4, 781 (1993) or cationic polymers, for example described by Boussif et al., PNAS USA 92, 7292 (1995), Kaneda et al., Science 243, 375 (1989), Keown et al., Methods in Enzymology 185, 527 (1990), Baker et al., Gene Ther. 4, 773 (1997), Fritz et al., Human Gene Ther. 7, 1395 (1996), Wolfert et al., Human Gene Ther. 7, 2123 (1996) and Solodin et al., Biochem. 34, 13537 (1995).
Zu den kationischen Polymeren gehört beispielsweise auch kationisiertes Albumin. Herstellung und Verwendung von kationisiertem Albumin wurde in der Patentanmeldung EP-A 0 790 312 beschrieben.Cationic polymers also include, for example, cationized albumin. The production and use of cationized albumin has been described in patent application EP-A 0 790 312.
In einer besonderen Ausführungsform dieser Erfindung stellt die Komponente a2) ein Polyethyienimin (PEI) dar, in einer weiteren besonderen Ausführungsform dieser Erfindung besitzt des Polyethyienimin ein Molekulargewicht in einem Bereich von 500- 20.000 Da und in einer weiteren Ausführungsform ein Molekulargewicht von durchschnittlich etwa 2000 Da und wurde hergestellt, wie in der Patentanmeldung EP- A 0 905 254 beschrieben.In a particular embodiment of this invention, component a2) is a polyethyleneimine (PEI), in a further particular embodiment of this invention the polyethyleneimine has a molecular weight in a range from 500-20,000 Da and in a further embodiment has an average molecular weight of about 2000 Da and was prepared as described in patent application EP-A 0 905 254.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung stellt die Komponente a2) Liposomen dar, hergestellt wie beispielsweise in den US-Patenten 5,252,348, 5,753,258 und 5,766,625 beschrieben. In einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung sind diese Liposomen kationisch geladen.In a particular embodiment of the invention, component a2) is liposomes, produced as described, for example, in US Patents 5,252,348, 5,753,258 and 5,766,625. In a further special embodiment of the invention, these liposomes are cationically charged.
Komponente b1 )Component b1)
Komponente b1 ) stellt eine Hüllsubstanz dar, welche sich mit der Komponente a1 ) oder mit der Komponente a2) über eine Bindestruktur verbindet und welche mindestens eine über einen enzymatisch spaltbaren Verbindungsteil verbundene anionische Seitengruppe trägt. Derartige Seitengruppen können beispielsweise sein:Component b1) represents a coating substance which binds to component a1) or to component a2) via a binding structure and which carries at least one anionic side group connected via an enzymatically cleavable connecting part. Such page groups can be, for example:
- Karbonsäuren- carboxylic acids
- Aminosäuren- Amino acids
- Zucker, wie beispielsweise Glucuronsäure oder Neuraminsäure
- gebundene anorganische Säuren, wie beispielsweise Phosphorsäuren oder Schwefelsäuren,- Sugar, such as glucuronic acid or neuraminic acid bound inorganic acids, such as phosphoric acids or sulfuric acids,
welche durch Enzyme, wie beispielsweise Phospholipasen, Peptidasen, Glycosidasen, Phosphatasen oder Sulfatasen abgespalten werden.which are eliminated by enzymes, such as phospholipases, peptidases, glycosidases, phosphatases or sulfatases.
Ein besonderer Gegenstand der Erfindung sind Substanzen, die Glucuronsäuren als anionische Seitengruppen tragen, welche durch ß-Glucuronidasen von dem Restkörper der Komponente b1 ) abgespalten werden können.A special subject of the invention are substances which carry glucuronic acids as anionic side groups which can be split off from the residual body of component b1) by β-glucuronidases.
Ein weiterer besonderer Gegenstand der Erfindung sind Substanzen, die Neuraminsäuren als anionische Seitengruppen tragen, welche durch Neuraminidasen von dem Restkörper der Komponente b1 ) abgespalten werden. Zu diesen erfindungsgemäßen Substanzen gehören beispielsweiseAnother particular subject of the invention are substances which carry neuraminic acids as anionic side groups which are cleaved from the residual body of component b1) by neuraminidases. These substances according to the invention include, for example
- das Orosomucoid (α1 -saures Glycoprotein), dessen Struktur und Isolierung aus dem Blut im Detail von Schmidt in: The Plasma Proteins, Ed. Frank Putnam, Academic Press 1975, 183-228 beschrieben wurde.- The orosomucoid (α1 -acid glycoprotein), the structure and isolation of which from the blood in detail by Schmidt in: The Plasma Proteins, Ed. Frank Putnam, Academic Press 1975, 183-228.
- weitere neuraminsäurehaltige Plasmaproteine, wie von Clamp in: The Plasma Proteins, Ed. Frank Putnam, Academic Press 1975, 163-206 beschrieben, insbesondere solche Plasmaproteine, welche mehr als 4% ihres Molekulargewichtes an Neuraminsäure tragen, wie beispielsweise das Corticosteroid-bindende Protein, Haptoglobin, Hemopexin, α1-Antichymotrysin, α- HS-Glycoprotein, ß2-Glycoprotein I und ß2-Glycoprσtein II (Clamp 1975) - neuraminsäurehaltige Glycosphingolipide, wie beispielsweise GM1 , GM2, GM3,- Other plasma proteins containing neuraminic acid, as described by Clamp in: The Plasma Proteins, Ed. Frank Putnam, Academic Press 1975, 163-206, in particular those plasma proteins which carry more than 4% of their molecular weight of neuraminic acid, such as, for example, the corticosteroid-binding protein, haptoglobin, hemopexin, α1-antichymotrysin, α-HS-glycoprotein, β2 -Glycoprotein I and ß2-Glycoprσtein II (Clamp 1975) - Glycosphingolipids containing neuraminic acid, such as GM1, GM2, GM3,
GD3 und GT3, insbesondere jedoch solche Ganglioside und deren Derivate, deren Neuraminsäuren durch Neuraminidase leicht abspaltbar sind wie beispielsweise GM3, GD3, O-acetyl GD3 und O-acetyl GT3 (Rodriguez et al., J. Lipd Res. 37, 382 (1996)).GD3 and GT3, but especially those gangliosides and their derivatives whose neuraminic acids are easily cleaved by neuraminidase, such as GM3, GD3, O-acetyl GD3 and O-acetyl GT3 (Rodriguez et al., J. Lipd Res. 37, 382 (1996 )).
Der enzymatisch spaltbare Verbindungsteil zur anionischen Seitengruppe der Komponente b1 ) kann eine beliebige in der Natur vorkommende, enzymatisch
spaltbare Verbindung, wie beispielsweise eine Esterbindung, glykosidische Bindung oder Peptidbindung, darstellen.The enzymatically cleavable connecting part to the anionic side group of component b1) can be any naturally occurring, enzymatic cleavable compound, such as an ester bond, glycosidic bond or peptide bond.
In einer besonderen Ausführungsform dieser Erfindung ist der enzymatisch spaltbare Verbindungsteil so ausgewählt, daß er weitgehend spezifisch durch Plasminogenaktivator, Plasmin, Prostata-spezifisches Antigen, Cathepsine, Stromelysine oder Collagenase gespalten werden kann.In a particular embodiment of this invention, the enzymatically cleavable connecting part is selected such that it can be cleaved largely specifically by plasminogen activator, plasmin, prostate-specific antigen, cathepsine, stromelysine or collagenase.
Für folgende Enzyme können beispielsweise folgende enzymatisch spaltbare Verbindungsteile eingesetzt werden (Barrett et al., Mammalian Proteases, Academic Press, London (1980), Panchal et al., Nature Biotechnol. 14, 852 (1996); Pigott et al., Ayad et al., The extracellular Matrix, Academic Press (1994); Yoshida et al., Int. J. Cancer 63, 863 (1995), Petersen et al., J. Biol. Chem. 265, 6104 (1990); Cramer et al., J. Urology 156, 526 (1995); Forsgen et al., FEBS Lett. 213, 254 (1987)):For the following enzymes, for example, the following enzymatically cleavable connecting parts can be used (Barrett et al., Mammalian Proteases, Academic Press, London (1980), Panchal et al., Nature Biotechnol. 14, 852 (1996); Pigott et al., Ayad et al., The extracellular Matrix, Academic Press (1994); Yoshida et al., Int. J. Cancer 63, 863 (1995), Petersen et al., J. Biol. Chem. 265, 6104 (1990); Cramer et al., J. Urology 156, 526 (1995); Forsgen et al., FEBS Lett. 213, 254 (1987)):
Enzym Teilstruktur CEnzyme substructure C
Spaltungcleavage
S6 S5 S4 S3 S2 S1 "* S-1 (S-2) SEQ ID NO.S6 S5 S4 S3 S2 S1 "* S-1 (S-2) SEQ ID NO.
PlasminogenCys Pro Gly Arg Val (Val) 1 aktivator Gin Gly Arg (lle) 2 Gly Gly ArgPlasminogenCys Pro Gly Arg Val (Val) 1 activator Gin Gly Arg (lle) 2 Gly Gly Arg
Pro Gly Ly Arg 3 Arg Phe LysPro Gly Ly Arg 3 Arg Phe Lys
Prostata- Pro Arg Phe Lys He (lle) 4 spezfisches Tyr (Val) -Prostate - Pro Arg Phe Lys He (lle) 4 specific Tyr (Val) -
Antigen Arg Arg Phe Phe Leu (His) 5 (lle) (Val) Tyr lle ValAntigen Arg Arg Phe Phe Leu (His) 5 (lle) (Val) Tyr lle Val
Ser Phe Ser He Gin Tyr lle Val 6Ser Phe Ser He Gin Tyr lle Val 6
Gly Ser Gin Gin Leu Leu lle Val 7Gly Ser Gin Gin Leu Leu lle Val 7
Gly He Ser Ser Gin Tyr lle Val 8Gly He Ser Ser Gin Tyr lle Val 8
Cathepsine Pro Arg Phe Lys lle (lle) 9 Tyr (Val)
Lys Ser Arg Met 10 (lle)Cathepsine Pro Arg Phe Lys lle (lle) 9 Tyr (Val) Lys Ser Arg Met 10 (lle)
Lys Met Arg Arg 1 1 (lle) lle Arg Arg Arg 12 (lle)Lys Met Arg Arg 1 1 (lle) lle Arg Arg Arg 12 (lle)
Arg Ala Arg Leu 13 (lle)Arg Ala Arg Leu 13 (lle)
Gin Ala Arg Phe 14 (lle)Gin Ala Arg Phe 14 (lle)
Lys Leu Arg Leu 15 (lle)Lys Leu Arg Leu 15 (lle)
Lys Arg Val (lle) - LysLys Arg Val (lle) - Lys
Phe Arg -Phe Arg -
Stromelysine Gly Gly Gly Ala Gin (Leu) 16Stromelysine Gly Gly Gly Ala Gin (Leu) 16
Gin Leu Gly Val Met (Gin) 17Gin Leu Gly Val Met (Gin) 17
Ala Ala Ala Ser Leu (Lys) 18Ala Ala Ala Ser Leu (Lys) 18th
Val Ala Val Ser Ala (Lys) 19Val Ala Val Ser Ala (Lys) 19
Leu Ala Ala Asn Leu (Arg) 20Leu Ala Ala Asn Leu (Arg) 20
Enzym Teilstruktur CEnzyme substructure C
Spaltung SEQ.ID.NO.SEQ.ID.NO.
Collagenase Gly Pro Gin Gly lle (Ala) 21Collagenase Gly Pro Gin Gly lle (Ala) 21
I Gly Pro Gin Gly Leu (Leu) 22I Gly Pro Gin Gly Leu (Leu) 22
Gly Pro Gin Gly Leu (Ala) 23Gly Pro Gin Gly Leu (Ala) 23
Gly lle Ala Gly lle (Thr) 24Gly lle Ala Gly lle (Thr) 24
II Gly Leu Pro Gly lle (Gly) 25II Gly Leu Pro Gly lle (Gly) 25
Gly Phe Pro Gly lle (Gly) 26Gly Phe Pro Gly lle (Gly) 26
III Gly Pro Ala Gly lle (Ser) 27III Gly Pro Ala Gly lle (Ser) 27
Gly Pro Ala Gly lle (Ala) 28Gly Pro Ala Gly lle (Ala) 28
VIIIVIII
XI Plasminogen Ser Gly Thr Glu (Val) 29
Die Definition der Aminosäurepositionen (S1-S6 und S-1 , S-2) erfolgte nach Schechter und Berger, (Biochem. Biophys. Res. Commun. 27, 157 (1967)).XI Plasminogen Ser Gly Thr Glu (Val) 29 The amino acid positions (S1-S6 and S-1, S-2) were defined according to Schechter and Berger, (Biochem. Biophys. Res. Commun. 27, 157 (1967)).
In einer weiteren besonderen Ausführungsform ist das Enzym, welches den erfindungsgemäßen enzymatisch spaltbaren Verbindungsteil spaltet, ein intrazelluläres Enzym.In a further particular embodiment, the enzyme which cleaves the enzymatically cleavable connecting part according to the invention is an intracellular enzyme.
Dieses intrazelluläre Enzym kann ein lysosomales Enzym aber auch ein zytoplasmatisches Enzym sein. Lysosomale Enzyme wie auch zytoplasmatische Enzyme werden bei der Entzündung oder einem anderen Krankheitsprozeß, in welchem Zellen aktiviert werden und/oder absterben und zerfallen, freigesetzt.This intracellular enzyme can be a lysosomal enzyme or a cytoplasmic enzyme. Lysosomal enzymes as well as cytoplasmic enzymes are released during inflammation or another disease process in which cells are activated and / or die and decay.
In einer besonderen Ausführungsform ist das zytoplasmatische Enzym eine Caspase. Spaltsequenzen für Caspasen sind von Cryns und Yuan, (Genes and Developm. 12, 1551 (1998)) und Gross et al., (EMBO J. 17, 3878 (1998)) beschrieben worden.In a particular embodiment, the cytoplasmic enzyme is a caspase. Cleavage sequences for caspases have been described by Cryns and Yuan, (Genes and Developm. 12, 1551 (1998)) and Gross et al., (EMBO J. 17, 3878 (1998)).
Für folgende intrazelluläre Enzyme können beispielsweise folgende Aminosäuresequenzen als enzymatisch spaltbare Verbindungsteile eingesetzt werden:For the following intracellular enzymes, for example, the following amino acid sequences can be used as enzymatically cleavable connecting parts:
S1 S-1 SEQ ID NO.S1 S-1 SEQ ID NO.
Caspasencaspases
Caspase 1 ,4,5 WEX D 30Caspase 1, 4.5 WEX D 30
Caspase 2,3,7 DEX D 31Caspase 2,3,7 DEX D 31
Caspase 6,8,9 L/VEX D 32Caspase 6,8,9 L / VEX D 32
Caspase 3,9 DEV D 33Caspase 3.9 DEV D 33
LEH D 34LEH D 34
In einer weiteren besonderen Ausführungsform ist das intrazelluläre Enzym eine virusspezifische Protease. Beispielsweise exprimieren Retroviren eine Aspartylprotease, die notwendig ist für die Produktion infektiöser Viren. Derartige virusspezifische Proteasen werden beim Tod und Zerfall von virusinfizierten Zellen freigesetzt.
Für folgende virale Enzyme können beispielsweise folgende Aminosäuresequenzen (Menendez et al., Virol. 196, 557 (1993))als enzymatisch spaltbarer Verbindungsteil eingesetzt werden:In a further particular embodiment, the intracellular enzyme is a virus-specific protease. For example, retroviruses express an aspartyl protease that is necessary for the production of infectious viruses. Such virus-specific proteases are released by virus-infected cells upon death and decay. For the following viral enzymes, for example, the following amino acid sequences (Menendez et al., Virol. 196, 557 (1993)) can be used as an enzymatically cleavable connecting part:
VIRUS PEPTIDSEQUENZVIRUS PEPTIDE SEQUENCE
S1 S-1 SEQ ID NO. o-MuLV PRSSL Y P ALTP 35S1 S-1 SEQ ID NO. o-MuLV PRSSL Y P ALTP 35
Mo-MuLV TSQA F P LRAG 36Mo-MuLV TSQA F P LRAG 36
Mo-MuLV MSKL L A TWS 37Mo-MuLV MSKL L A TWS 37
Mo-MuLV TQTSL L T LDDQ 38Mo-MuLV TQTSL L T LDDQ 38
Mo-MuLV PLQV L T LNIERR 39Mo-MuLV PLQV L T LNIERR 39
Mo-MuLV TSTL L I ENSS 40Mo-MuLV TSTL L I ENSS 40
Mo-MuLV VQA L V LTQD 41Mo-MuLV VQA L V LTQD 41
MPMV PKDI F P VTET 42MPMV PKDI F P VTET 42
BLV PPAI L P IISE 43BLV PPAI L P IISE 43
EIAV PSEE Y P IMID 44EIAV PSEE Y P IMID 44
HTLV-I APQV L P VMHP 45HTLV-I APQV L P VMHP 45
MMTV LTFT F P WFMRR 46MMTV LTFT F P WFMRR 46
MMTV SDLV L L SAEARR 47MMTV SDLV L L SAEARR 47
MMTV DSKA F L ATDW 48MMTV DSKA F L ATDW 48
MMTV DELI L P VKRK 49MMTV DELI L P VKRK 49
MMTV VGFA G A MAEAR 50MMTV VGFA G A MAEAR 50
Analog können als enzymatisch spaltbarer Verbindungsteil eingefügt werden Spaltsequenzen für Proteasen exprimiert von beispielsweiseAnalogously, cleavage sequences for proteases expressed by, for example, can be inserted as an enzymatically cleavable connecting part
Poliovirus
(Hellen et al., J. Virol. 66, 3330 (1992), Mirzayan et al., J. Gen. Virol. 72, 1159 (1991 ), Pallai et al., J. Biol. Chem. 264, 9738 (1989), Kean et al., J. Gen. Virol. 71 , 2553 (1990))poliovirus (Hellen et al., J. Virol. 66, 3330 (1992), Mirzayan et al., J. Gen. Virol. 72, 1159 (1991), Pallai et al., J. Biol. Chem. 264, 9738 ( 1989), Kean et al., J. Gen. Virol. 71, 2553 (1990))
- Influenzaviren (Klenk et al., Mol. Recognition in Host Parasite Interactions Vol. 61 , Proc. No. 55662 (1991 ), Hosoga et al., Antiviral Res. 26, A348 (1995))Influenza viruses (Klenk et al., Mol. Recognition in Host Parasite Interactions Vol. 61, Proc. No. 55662 (1991), Hosoga et al., Antiviral Res. 26, A348 (1995))
- Epstein Barr Virus- Epstein Barr virus
- Herpes Simplex Viren- Herpes simplex viruses
(Steffy et al., J. Gen. Virol. 76, 1069 (1995), Robertson et al., J. Virol. 70, 4317 (1996), Düanni et al., J. Biol. Chem. 268, 2048 (1993), Matusick-Kumar et al., J. Virol. 69, 4347 (1995))(Steffy et al., J. Gen. Virol. 76, 1069 (1995), Robertson et al., J. Virol. 70, 4317 (1996), Düanni et al., J. Biol. Chem. 268, 2048 ( 1993), Matusick-Kumar et al., J. Virol. 69, 4347 (1995))
- Hepatitis Viren wie- hepatitis viruses like
* HBV (Hwang et al., Chinese J. Microbiol. Immunol. 24, 71 (1991 ))* HBV (Hwang et al., Chinese J. Microbiol. Immunol. 24, 71 (1991))
* HAV (Probst et al., J. Virol. 71 , 3288 (1997), Martin et al., Virol. 213, 213 (1995), Schultheiss et al., J. Viol. 69, 1727 (1995))* HAV (Probst et al., J. Virol. 71, 3288 (1997), Martin et al., Virol. 213, 213 (1995), Schultheiss et al., J. Viol. 69, 1727 (1995))
* HCV (Ingallinella et al., Biochem. 37, 8906 (1998), Suzuki et al., J. Gen. Viol. 76, 3021 (1995), Reed et al., J. Virol. 69, 4127 (1995), Shimizu et al., J. Virol. 70, 127 (1996))* HCV (Ingallinella et al., Biochem. 37, 8906 (1998), Suzuki et al., J. Gen. Viol. 76, 3021 (1995), Reed et al., J. Virol. 69, 4127 (1995) , Shimizu et al., J. Virol. 70, 127 (1996))
- Pockenvirus - Cytomegalievirus- smallpox virus - cytomegalovirus
(Qiu et al., Nature 383, 275 (1996), La Femina et al., J. Virol. 70, 4819 (1996), Jones et al., J. Virol. 68, 3742 (1994))(Qiu et al., Nature 383, 275 (1996), La Femina et al., J. Virol. 70, 4819 (1996), Jones et al., J. Virol. 68, 3742 (1994))
- Dengue-Virus- Dengue virus
(Biedrzycka et al., J. Gen. Virol. 68, 1317 (1987))(Biedrzycka et al., J. Gen. Virol. 68, 1317 (1987))
Ein weiterer besonderer Gegenstand der Erfindung sind enzymatisch spaltbare Verbindungsteile, welche über einen Spacer mit der Hüllsubstanz verbunden sind.Another special subject of the invention are enzymatically cleavable connecting parts which are connected to the coating substance via a spacer.
Vorzugsweise ist der Spacer derart beschaffen, daß er nach Abspaltung der anionischen Seitengruppe zerfällt. Derartige Spacer sind beispielsweise in der Patentanmeldung Jacquesy et al., EP-A 0 511 917 beschrieben, auf weiche ausdrücklich Bezug genommen wird. Dieser Spacer ist beispielsweise über einen
durch ß-Glucuronidase spaltbaren Verbindungsteil mit ß-Glucuronsäure und an seinem entgegengesetzten Ende mit einer lipophilen Substanz verbunden.The spacer is preferably designed such that it disintegrates after the anionic side group has been split off. Such spacers are described, for example, in the patent application Jacquesy et al., EP-A 0 511 917, to which express reference is made. This spacer is, for example, over a by ß-glucuronidase cleavable connecting part with ß-glucuronic acid and connected at its opposite end to a lipophilic substance.
Die Bindestruktur der Hüllsubstanz vermittelt die Bindung der Komponente b1 ) an die Komponente a1 ) oder a2).The binding structure of the coating substance mediates the binding of component b1) to component a1) or a2).
Die Bindestruktur der Hüllsubstanz kann darstellen:The binding structure of the coating substance can represent:
- eine anionische Ladung, falls die Komponente a), a1 ) oder a2) kationische Ladung aufweist- An anionic charge if component a), a1) or a2) has a cationic charge
- eine kationische Ladung, falls die Komponente a), a1 ) oder a2) anionische Ladung aufweist- A cationic charge if component a), a1) or a2) has an anionic charge
- eine Lipophilie, falls die Komponente a), a1 ) oder a2) lipophile Gruppen trägt- A lipophilicity if the component a), a1) or a2) carries lipophilic groups
- Epitope, falls die Komponente a), a1 ) oder a2) antigenbindende Teile eines Antikörpers enthältEpitopes if component a), a1) or a2) contains antigen-binding parts of an antibody
- antigenbindenden Teile eines Antikörpers, falls die Komponente a), a1 ) oder a2) die korrespondierenden Epitope trägt- Antigen-binding parts of an antibody if component a), a1) or a2) bears the corresponding epitopes
- Fos Leucin Zipper-Anteil vom Wildtyp oder mutiert, falls die Komponente a), a1 ) oder a2) den korrespondierenden Jun Zipper besitzt - Jun Leucin Zipper-Anteil vom Wildtyp oder mutiert, falls die Komponente a) den korrespondierenden Fos Zipper besitzt.- Fos leucine zipper portion of wild type or mutated if component a), a1) or a2) has the corresponding Jun zipper - Jun leucine zipper portion of wild type or mutated if component a) has the corresponding Fos zipper.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bindestruktur identisch mit der anionischen, durch einen enzymatisch spaltbaren Verbindungsteil mit der Hüllsubstanz verbundenen Seitengruppe.In a preferred embodiment of the invention, the binding structure is identical to the anionic side group which is connected to the coating substance by an enzymatically cleavable connecting part.
Die Hüllsubstanz kann ein beliebiges Peptid, Protein, Lipid, Glycolipid, Glycoprotein oder eine beliebige synthetische Substanz sein, welche die gewählte Eigenschaft der Bindestruktur besitzt.The coating substance can be any peptide, protein, lipid, glycolipid, glycoprotein or any synthetic substance which has the selected property of the binding structure.
Vorzugsweise werden derartige Stoffe verwendet, welche sich durch eine gute Verträglichkeit nach Verabreichung an den Menschen auszeichnen. Hüllsubstanzen
gemäß der Erfindung sind beispielsweise Peptide mit 4-20 Aminosäuren, welche polar oder endständigSuch substances are preferably used which are characterized by good tolerance after administration to humans. coating substances According to the invention are, for example, peptides with 4-20 amino acids, which are polar or terminal
- mindestens 3 anionische Aminosäuren, wie beispielsweise Asparaginsäure und/oder Glutaminsäure, enthalten- Contain at least 3 anionic amino acids, such as aspartic acid and / or glutamic acid
- mindestens 3 kationische Aminosäuren, wie beispielsweise Lysin und/oder Arginin enthalten oder- Contain at least 3 cationic amino acids, such as lysine and / or arginine or
- mindestens 3 lipophile Aminosäuren, wie beispielsweise Tryptophan, Tyrosin und/oder Phenylalanin, enthalten.- Contain at least 3 lipophilic amino acids, such as tryptophan, tyrosine and / or phenylalanine.
Hüllsubstanzen gemäß der Erfindung können auch sein anionische neutrale oder kationische Liposomen hergestellt wie bei Komponente a2) bereits beschrieben.Enveloping substances according to the invention can also be anionic neutral or cationic liposomes prepared as already described for component a2).
Gegenstand der Erfindung ist des weiteren die Ergänzung des erfindungsgemäßen Trägersystems durch Hinzufügung eines Liganden.The invention furthermore relates to the addition of the carrier system according to the invention by adding a ligand.
Dieser erfindungsgemäße Ligand bindet mit der Komponente a1 ) oder der Komponente a2) oder der Komponente b1 ) und hat zugleich eine Bindungsstelle für die Zielzelle. Bevorzugt im Sinne der Erfindung sind Liganden, welche an die Komponente b1 ) binden.This ligand according to the invention binds with component a1) or component a2) or component b1) and at the same time has a binding site for the target cell. For the purposes of the invention, preference is given to ligands which bind to component b1).
Liganden im Sinne der Erfindung können sein:Ligands in the sense of the invention can be:
- mehrfach funktioneile Ligandensysteme zur zielzellspezifischen Übertragung von Nukleotidsequenzen, beschrieben in EP-A 0 846 772- Multi-functional ligand systems for target cell-specific transfer of nucleotide sequences, described in EP-A 0 846 772
- einzelkettige, zweifach-antigenbindende Moleküle beschrieben in EP-A 0 952 218- Single-chain, double-antigen-binding molecules described in EP-A 0 952 218
- spezifisch Zellmembran-penetrierende Moleküle beschrieben in DE19850987.1 , noch unveröffentlicht oder - zielzellspezifische, multivalente Proteine beschrieben in DE19910419.0, noch unveröffentlicht.
Auf die hier aufgeführten Patentanmeldungen wird ausdrücklich Bezug genommen.- specifically cell membrane penetrating molecules described in DE19850987.1, still unpublished or - target cell-specific, multivalent proteins described in DE19910419.0, still unpublished. Reference is expressly made to the patent applications listed here.
Der Ligand wird vorzugsweise an eine lipophile Struktur im erfindungsgemäßen Trägersystem gebunden. Diese lipophile Struktur kann Bestandteil der Komponente a1 ) oder a2) oder b1 ) sein.The ligand is preferably bound to a lipophilic structure in the carrier system according to the invention. This lipophilic structure can be a component of component a1) or a2) or b1).
Hierzu ist der Ligand ausgewählt aus einer der zuvor erwähnten Gruppen seinerseits mit einer lipophilen Gruppe zu versehen. Diese lipophilen Gruppen können aromatische Aminosäuren sein, welche mit der Methode der Rekombination von DNA an den Liganden gekoppelt werden. Der Ligand kann jedoch auch an ein Lipid als lipophile Gruppe konjugiert werden, beispielsweise wie im US Patent Nr. 5,662,930 beschrieben. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der Ligand mit einem fusiogenen Peptid verbunden und dieses wiederum mit einer lipophilen Gruppe. Beispiel für fusiogene Peptide sind in den Patentanmeldungen EP-A 0 846 772 und DE19850987.1 (noch unveröffentlicht) ausführlich beschrieben. Die Konjugation des zielzellspezifischen Proteins oder Peptids mit einem fusiogenen Peptid erfolgt vorzugsweise durch die Expression als rekombinantes Fusionsprotein mit den dem Fachmann bekannten Methoden.For this purpose, the ligand is selected from one of the groups mentioned above to be provided with a lipophilic group. These lipophilic groups can be aromatic amino acids which are coupled to the ligand by the method of recombining DNA. However, the ligand can also be conjugated to a lipid as a lipophilic group, for example as described in US Pat. No. 5,662,930. In a particular embodiment of the invention, the ligand is linked to a fusiogenic peptide and this in turn to a lipophilic group. Examples of fusogenic peptides are described in detail in patent applications EP-A 0 846 772 and DE19850987.1 (not yet published). The conjugation of the target cell-specific protein or peptide with a fusiogenic peptide is preferably carried out by expression as a recombinant fusion protein using the methods known to the person skilled in the art.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Vektors bestehend beispielsweise aus den Komponenten a1 ), a2) b1 ) und dem Liganden erfolgt beispielsweise derartig, daßThe vector according to the invention is produced, for example, from components a1), a2) b1) and the ligand, for example, in such a way that
- im 1. Schritt ggf. Komponente a2) mit Komponente a1 ) im molaren Verhältnis [a2) : a1 )] von 1 :1 bis 1000:1 , vorzugsweise zwischen 10:1 und 100:1 vermischt wird, nachfolgend- In the 1st step, component a2) is mixed with component a1) in a molar ratio [a2): a1)] of 1: 1 to 1000: 1, preferably between 10: 1 and 100: 1, below
- im 2. Schritt Komponente a1 ) im Komplex mit Komponente a2) oder Komponente a1 ) alleine mit Komponente b1 ) [im Komplex mit dem Liganden oder alleine] vermischt wird und zwar bevorzugterweise im molaren Verhältnis b1 ):a1 ) + ggf. a2) von 1 :1 bis 1 :1000, wobei das Mischungsverhältnis so eingestellt werden soll, daß die Nettoladung des resultierenden Gesamtkomplexes vorzugsweise neutral oder anionisch ist.
Derartige erfindungsgemäße Trägersysteme für Wirkstoffe sind durch ihre Komponente b1 ) weitgehend abgeschirmt, d.h. ihre Bindung und Transfektion und Transduktion von Zellen ist weitgehend vermindert.in the second step component a1) in the complex with component a2) or component a1) alone with component b1) [in the complex with the ligand or alone] is mixed, preferably in a molar ratio b1): a1) + optionally a2) from 1: 1 to 1: 1000, the mixing ratio being adjusted so that the net charge of the resulting overall complex is preferably neutral or anionic. Such carrier systems for active substances according to the invention are largely shielded by their component b1), ie their binding and transfection and transduction of cells is largely reduced.
Infolgedessen ist nach Verabreichung des erfindungsgemäßen Trägersystems in einen Organismus entweder lokal, auf die Haut, in ein Organ, eine Körperhöhle, in ein Bindeoder Stützgewebe oder in den Blutkreislauf, die Verweilzeit deutlich verlängert, nach Verabreichung in den Blutkreislauf beispielsweise bis auf mehrere Stunden bis zu einigen Tagen.As a result, after administration of the carrier system according to the invention in an organism either locally, on the skin, in an organ, a body cavity, in a connective or supporting tissue or in the bloodstream, the residence time is significantly extended, after administration in the bloodstream, for example, up to several hours some days.
Über diese lange Verweilzeit hinweg reichern sich die erfindungsgemäßen Trägersysteme beispielsweise im Tumorgefäßbett an aufgrund des sogenannten "passiven Targetings" (Unezaki et al., Int. J. Pharmaceutics 114, 11 (1996); Sadzuka et al., Cancer Lett. 127, 99 (1998) und Wunder et al., Int. J. Oncol. 11 , 497 (1997)).Over this long residence time, the carrier systems according to the invention accumulate, for example, in the tumor vascular bed due to the so-called "passive targeting" (Unezaki et al., Int. J. Pharmaceutics 114, 11 (1996); Sadzuka et al., Cancer Lett. 127, 99 (1998) and Wunder et al., Int. J. Oncol. 11, 497 (1997)).
Des weiteren und auch unabhängig vom passiven Targeting binden die erfindungsgemäßen Trägersysteme, welche einen zielzellspezifischen Liganden enthalten, an die Zielzelle. In Bereichen, in denen Enzyme freigesetzt worden sind (durch Zellausscheidung, durch Zelitod oder durch Expression eines in die Zelle eingeführten Genes), wird von dem Trägersystem die anionische Seitengruppe abgespalten. Hierdurch wird das Trägersystem kationisch und bindet an eine Zelle und/oder zerfällt und setzt den Wirkstoff frei. Dieser Wirkstoff kann beispielsweise eine Nukleinsäure im Komplex mit einem kationischen Träger oder ein Zytostatikum sein.Furthermore and independently of passive targeting, the carrier systems according to the invention which contain a target cell-specific ligand bind to the target cell. In regions in which enzymes have been released (by cell excretion, by zelitod or by expression of a gene introduced into the cell), the anionic side group is split off from the carrier system. As a result, the carrier system becomes cationic and binds to a cell and / or disintegrates and releases the active ingredient. This active ingredient can be, for example, a nucleic acid in complex with a cationic carrier or a cytostatic.
Diese Nukleinsäuresequenz kann mit Hilfe des kationischen Trägers in die Zelle eindringen und dort, je nach Zusammensetzung, ihre Wirkung entfalten, d.h. beispielsweise die Transkription oder Translation eines bestimmten Genes oder einer bestimmten RNA hemmen, oder die Zelle transduzieren zur Expression der RNA oder des Proteins kodiert von dieser Nukleinsäuresequenz.
Die erfindungsgemäßen Trägersysteme sind somit bevorzugt geeignet für die in vivo Verabreichung mit dem Ziel der Diagnose, Prophylaxe oder Therapie von Erkrankungen.This nucleic acid sequence can penetrate into the cell with the aid of the cationic carrier and, depending on its composition, develop its action there, ie inhibit, for example, the transcription or translation of a specific gene or a specific RNA, or transduce the cell to code for expression of the RNA or the protein from this nucleic acid sequence. The carrier systems according to the invention are therefore preferably suitable for in vivo administration with the aim of diagnosis, prophylaxis or therapy of diseases.
Die Herstellung und Verwendung des erfindungsgemäßen Trägersystems wird an folgenden Beispielen verdeutlicht.The preparation and use of the carrier system according to the invention is illustrated in the following examples.
3. Beispiele zur Verdeutlichung des Erfindungsgedankens3. Examples to illustrate the idea of the invention
Die folgenden Beispiele erläutern, wie man die vorliegende Erfindung ausführen könnte.The following examples illustrate how one could practice the present invention.
Beispiel 1: Herstellung eines Vektorkomplexes mi einem Plasmid, einem kationischen Polymer und einer Hüllsubstanz enthaltend enzymatisch abspaltbare SeitengruppenExample 1: Preparation of a vector complex with a plasmid, a cationic polymer and a coating substance containing side groups which can be split off enzymatically
Herstellung von Komponente a1)Production of component a1)
Als Komponente a1 ) wird das Plasmid Expressionssystem "pGL3" von Promega verwendet, welches folgende Nukleotidsequenzen enthält:The plasmid expression system "pGL3" from Promega which contains the following nucleotide sequences is used as component a1):
- SV40 Promoter und Enhancer- SV40 promoter and enhancer
(Genbank SV40 zirkuläres Genom; NIDg 965480: Nukleotide 5172-294)(Genbank SV40 circular genome; NIDg 965480: nucleotides 5172-294)
- der cDNA für Luciferase- the cDNA for luciferase
- SV40-Poly A-Signal- SV40 poly A signal
Mit den dem Fachmann bekannten Methoden wird das Plasmid in E. coli Bakterien eingeführt, die Bakterien in Kulturmedium vermehrt und die Plasmid isoliert.Using the methods known to the person skilled in the art, the plasmid is introduced into E. coli bacteria, the bacteria are propagated in culture medium and the plasmid is isolated.
Herstellung von Komponten a2)Production of components a2)
Niedrigmolekulares Polyethyienimin (PEI-2000) wird hergestellt wie in der Patentanmeldung EP-A 0 905 254 beschrieben. Hierzu wird eine 10%ige
Ethyleniminmonomer-Lösung in Wasser (5 ml Ethyleniminmonomer + 45 ml detilliertes Wasser, Auflösung unter Rühren) unter Zusatz von 1 % (0,5 ml) konzentrierter Salzsäure (37°C) als Katalysator 4 Tage lang bei 50°C gerührt, einrotiert und unter Vakuum bei Raumtemperatur getrocknet. Die Molekulargewichtsbestimmungen wird mittels Laserstreulichtmessung (Lichtstreuphotometer Wyatt Dwan DSP) bei 633 nm nach Direktinjektion in eine K5-Meßzelle durchgeführt. Die Molmassen werden aufgrund der in Toluol bestimmten Kalibrierkonstanten und der bekannten Probeineinwaage bestimmt.Low molecular weight polyethyleneimine (PEI-2000) is produced as described in patent application EP-A 0 905 254. For this a 10% Ethyleneimine monomer solution in water (5 ml of ethyleneimine monomer + 45 ml of distilled water, dissolution with stirring) with the addition of 1% (0.5 ml) of concentrated hydrochloric acid (37 ° C.) as catalyst for 4 days at 50 ° C., evaporated and dried under vacuum at room temperature. The molecular weight determination is carried out by means of laser scattered light measurement (Wyatt Dwan DSP light scattering photometer) at 633 nm after direct injection into a K5 measuring cell. The molar masses are determined on the basis of the calibration constants determined in toluene and the known sample weight.
Die Molekulargewichtsbestimmung mit Hilfe der Lichtstreuanalyse ergibt 2000 Da. Vergleichsweise hat das kommerziell (Fa. Fluka, Neu Ulm) erhaltene PEI ein Molekulargewicht entsprechend der Lichtstreuanalyse von 791 kDa (HMW-PEI).Molecular weight determination using light scattering analysis gives 2000 Da. By comparison, the PEI obtained commercially (from Fluka, Neu Ulm) has a molecular weight corresponding to the light scattering analysis of 791 kDa (HMW-PEI).
Herstellung von Komponente b1 )Production of component b1)
Als Hüllsubstanz wird Orosomucoid verwendet gereinigt aus menschlichem Blutserum, wie von Schmidt in: The Plasma Proteins, ed. Frank Putnam, Academic Press 1975, 183-228 beschrieben, verwendet.As an enveloping substance, orosomucoid is used, purified from human blood serum, as described by Schmidt in: The Plasma Proteins, ed. Frank Putnam, Academic Press 1975, 183-228.
Herstellung des VektorkompiexesManufacturing the vector complex
Plasmide (Komponente a1 ) werden in einer Konzentration von 109 Plasmide/ml physiologischer Kochsalzlösung suspendiert. Der Komponente a1) wird anschließend (Komponente a2) PEI-2000 (1 mg/ml phys. Kochsalzlösung mit 1 N HCI auf pH 7,4 eingestellt) portionsweise hinzugegeben, bis eine vollständige Kationisierung der entstehenden Komplexe (Komponente a1 +a2) erreicht ist (pH-Wert zwischen 7,5 und 12, vorzugsweise 10).Plasmids (component a1) are suspended in a concentration of 10 9 plasmids / ml of physiological saline. Component a1) is then added in portions (component a2) PEI-2000 (1 mg / ml physical saline with 1N HCl to pH 7.4) until the complexes formed (component a1 + a2) are completely cationized (pH between 7.5 and 12, preferably 10).
Die Kationisierung wird im Agarose-Shift-Assay bestimmt, bei welchem 50 μl Aliquots auf ein ca. 0,5 cm dickes Gel aus 1 % (w/v) Agarose aufgetragen und in Tris-EDTA- Puffer pH 7,5 ei 80 mV 2 h lang entwickelt wird. Die Lokalisation der DNA wurde bei 254 nm nach Reaktion mit Ethidiumbromid sichtbar gemacht.
Die kationischen Komplexe aus den Komponenten a1 )+a2) werden anschließend in einem Überschuß von Komponente b1 ) suspendiert und für mindestens 48 Stunden bei 4°C inkubiert. In diesem Überschuß bilden sich Komplexe aus den Komponenten a1 )+a2)+b1 ), welche eine neutrale bis leicht anionische Ladung haben. Diese Ladung wird im Agarose-Shift-Assay kontrolliert und sollte im Bereich zwischen pH 4 und 7 liegen.The cationization is determined in the agarose shift assay, in which 50 μl aliquots are applied to an approximately 0.5 cm thick gel of 1% (w / v) agarose and in Tris-EDTA buffer pH 7.5 to 80 mV Is developed for 2 hours. The location of the DNA was visualized at 254 nm after reaction with ethidium bromide. The cationic complexes from components a1) + a2) are then suspended in an excess of component b1) and incubated at 4 ° C. for at least 48 hours. In this excess, complexes form from the components a1) + a2) + b1), which have a neutral to slightly anionic charge. This charge is checked in the agarose shift assay and should be in the range between pH 4 and 7.
Anschließend ist der erfindungsgemäße Vektorkomplex [Komponente a1 )+a2)+b1 )] verwendungsfähig. Als Kontrolle gilt der Vektorkomplex Komponente a)+b1 ).The vector complex according to the invention [component a1) + a2) + b1)] can then be used. The vector complex component a) + b1) is used as a control.
Untersuchung der Blutverweilzeit in MäusenExamination of blood retention time in mice
Mäusen (NMRI) werden in die Schwanzvene die erfindungsgemäßen Komplexe [Komponente a1 )+a2)+b1)] oder zur Kontrolle Komplexe mit den Komponenten a1 )+a2) injiziert. Die Dosis ist 50 μg der Komponente a1 ) in den jeweiligen Komplexen pro Maus, das Suspensionsmedium physiologische Kochsalzlösung, das Applikationsvolumen 250 μl.Mice (NMRI) are injected with the complexes according to the invention [component a1) + a2) + b1)] or, as a control, complexes with components a1) + a2) into the tail vein. The dose is 50 μg of component a1) in the respective complexes per mouse, the suspension medium is physiological saline, the application volume is 250 μl.
30 Minuten und 2 Stunden nach der Injektion werden die Tiere narkotisiert und entblutet. Das aufgefangene Blut wird mit Natriumzitrat (Endkonzentration 25 mM) versetzt und das Blutplasma von den Blutzellen durch Zentrifugation (10 min, 1000 g) abgetrennt. Die DNA wird aus dem Vollblut bzw. aus dem Blutplasma mittels des QIAamp Tissue Kits (Qiagen, Hilden) isoliert.The animals are anesthetized and bled 30 minutes and 2 hours after the injection. The collected blood is mixed with sodium citrate (final concentration 25 mM) and the blood plasma is separated from the blood cells by centrifugation (10 min, 1000 g). The DNA is isolated from the whole blood or from the blood plasma using the QIAamp Tissue Kit (Qiagen, Hilden).
Hierzu werden zu 100 μl von Blut oder Plasma jeweils 10 μl Heparin (1000 lU/ml Novo Nordisk) während der Erstinkubation bei 70% hinzugegeben, um die Plasmid DNA quantitativ zu isolieren. Proben der isolierten DNA wurden auf 0,8% Agarosegel aufgetragen und per Southern Blut analysiert, wie im Detail bei Obris et al. 1999 beschrieben.For this purpose, 10 μl heparin (1000 lU / ml Novo Nordisk) are added to 100 μl of blood or plasma during the first incubation at 70% in order to quantitatively isolate the plasmid DNA. Samples of the isolated DNA were applied to 0.8% agarose gel and analyzed by Southern blood, as described in detail by Obris et al. 1999 described.
Ergebnisse
Während nach Verabreichung der Kontrollpräparation nach 0,5 Stunden nur noch Spuren von Plasmid DNA im Blutplasma nachweisbar sind, kann im Blutplasma der Tier verabreicht mit den erfindungsgemäßen Komplexen nach 0,5 und auch noch nach 2 Stunden beträchtliche Mengen an DNA nachgewiesen werden.Results While only traces of plasmid DNA can be detected in the blood plasma after administration of the control preparation after 0.5 hours, the animal administered with the complexes according to the invention can be detected in the blood plasma after 0.5 and also after 2 hours, considerable amounts of DNA.
Diese Ergebnisse zeigen, daß sich die erfindungsgemäßen Vektorkomplexe, wie erwünscht, durch eine bedeutende Verlängerung der Blutverweilzeit auszeichnen.These results show that, as desired, the vector complexes of the invention are characterized by a significant increase in blood residence time.
Figurenlegende:Figure legend:
Fig. 1 Erfindungsgemäße Komponenten a1 ) und b1 )1 components a1) and b1) according to the invention
Fig. 2 Wechselwirkung der Komponenten a1 ) und b1 ) Fig. 3 Erfindungsgemäße Komponenten a1 ), a2) und b1 ).
Fig. 2 interaction of components a1) and b1). Fig. 3 components a1), a2) and b1) according to the invention.
Claims
Patentansprücheclaims
1. Trägersystem, erhältlich durch1. Carrier system, available through
(1 ) gegebenenfalls Mischung einer Komponente a2) mit einer Komponente a1 ) im molaren Verhältnis [a2):a1 )] von 1 :1 bis 1000:1 , vorzugsweise zwischen 10:1 und 100:1 (2) Mischung des aus Schritt (1 ) resultierenden Komplexes oder der Komponente a1 ) alleine mit einer Komponente b1), bevorzugterweise im molaren Verhältnis b1 ):a1 ) + ggf. a2) von 1 :1 bis 1 :1000, wobei das Mischungsverhältnis so eingestellt wird, daß die Nettoladung des resultierenden Gesamtkomplexes vorzugsweise neutral oder anionisch ist,(1) optionally mixing a component a2) with a component a1) in the molar ratio [a2): a1)] from 1: 1 to 1000: 1, preferably between 10: 1 and 100: 1 (2) mixture of the from step ( 1) resulting complex or component a1) alone with a component b1), preferably in a molar ratio b1): a1) + optionally a2) of 1: 1 to 1: 1000, the mixing ratio being adjusted so that the net charge of the resulting overall complex is preferably neutral or anionic,
wobeiin which
Komponente a1 )Component a1)
• einen Wirkstoff a1 ),An active ingredient a1),
• eine Bindestruktur a1 ) für die Bindestrukturen b1 ) oder a2), wobei der Wirkstoff a1 ) die Bindestruktur a1 ) enthalten kann; enthält,• a binding structure a1) for the binding structures b1) or a2), wherein the active ingredient a1) can contain the binding structure a1); contains
Komponente a2),Component a2),
• eine Bindestruktur a2) für die Bindestruktur a1 )A binding structure a2) for the binding structure a1)
• einen Träger a2), welcher die Bindestruktur a2) enthalten kann; enthält, und• a carrier a2) which can contain the binding structure a2); contains, and
- Komponente b1 ),- component b1),
• eine Bindestruktur b1 ) für die Bindestruktur a1 ), für den Wirkstoff a1 ), für die Bindestruktur a2) oder für den Träger a2),A binding structure b1) for the binding structure a1), for the active ingredient a1), for the binding structure a2) or for the carrier a2),
• eine Hüllsubstanz, welche die Bindestruktur b1 ) enthalten kann, • einen enzymatisch spaltbaren Verbindungsteil,An envelope substance which can contain the binding structure b1), an enzymatically cleavable connecting part,
• eine anionische Seitengruppe;
enthält.• an anionic side group; contains.
2. Trägersystem nach Anspruch 1 , in welchem die Komponente a2) zwingend enthalten ist.2. Carrier system according to claim 1, in which component a2) is mandatory.
3. Trägersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welchem die Bindungen zwischen den Komponenten a1 ) und a2), a1 ) und b1 ) sowie a2) und b1 ) durch kationische und anionische Ladungen3. Carrier system according to one of claims 1 or 2, wherein the bonds between components a1) and a2), a1) and b1) and a2) and b1) by cationic and anionic charges
- durch lipophile Gruppen - durch Epitop-Antikörperbindungen- by lipophilic groups - by epitope-antibody bonds
- durch Leucin-Zipper Interaktionen und/oder- through leucine-zipper interactions and / or
- durch S-S Brücken erfolgt.- S-S bridges.
4. Trägersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Komponente a1 ) ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend eine DNA Sequenz, eine RNA Sequenz, ein Plasmid, ein Virus, ein Peptid, ein Protein, ein Glykopeptid, ein Glykolipid, ein beliebiges Arzneimittel, ein Enzym, eine radioaktive Substanz, ein Antikörper, ein Fragment eine Antikörpers enthaltend die Antigenbindestelle des Antikörpers, ein einzelkettiges, monospezifisch, bispezifisch oder multispezifisch antigenbindendes Molekül.4. Carrier system according to one of claims 1 to 3, in which component a1) is selected from a group comprising a DNA sequence, an RNA sequence, a plasmid, a virus, a peptide, a protein, a glycopeptide, a glycolipid any drug, an enzyme, a radioactive substance, an antibody, a fragment of an antibody containing the antigen-binding site of the antibody, a single-chain, monospecific, bispecific or multi-specific antigen-binding molecule.
5. Trägersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Komponente a2) ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend ein kationisches Lipid, ein kationisches Polymer und ein kationisches Polypeptid und bei welcher die Komponente a1 ) eine negative Ladung aufweist.5. Carrier system according to one of claims 1 to 4, in which component a2) is selected from a group comprising a cationic lipid, a cationic polymer and a cationic polypeptide and in which component a1) has a negative charge.
6. Trägersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Komponente a2) ein kationisches Liposom darstellt, in welchem die Komponente a1 ) eingeschlossen ist.
6. Carrier system according to one of claims 1 to 4, in which component a2) is a cationic liposome in which component a1) is enclosed.
7. Trägersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem der enzymatisch spaltbare Verbindungsteil der Komponente b1 ) durch Phospholipasen, Peptidasen, Glykosidasen, Phosphatasen, Sulfatasen oder Esterasen abgespalten wird.7. Carrier system according to one of claims 1 to 6, in which the enzymatically cleavable connecting part of component b1) is split off by phospholipases, peptidases, glycosidases, phosphatases, sulfatases or esterases.
5 8. Trägersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem der enzymatisch spaltbare Verbindungsteil der Komponente b1 ) durch ß-Glucuronidase, Neuraminidase, ß-Galactosidase, Plasminogenaktivator, Plasmin, Prostataspezifisches Antigen, Cathepsin, Stromelysin, Collagenase oder Caspasen abgespalten wird. 108. Carrier system according to one of claims 1 to 7, in which the enzymatically cleavable connecting part of component b1) is split off by β-glucuronidase, neuraminidase, β-galactosidase, plasminogen activator, plasmin, prostate-specific antigen, cathepsin, stromelysin, collagenase or caspases. 10
9. Trägersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem der enzymatisch spaltbare Verbindungsteil der Komponente b1 ) mit der Hüllsubstanz über einen Spacer verbunden ist, der nach Spaltung des Verbindungsteils zerfällt.9. Carrier system according to one of claims 1 to 8, in which the enzymatically cleavable connecting part of component b1) is connected to the covering substance via a spacer which disintegrates after cleaving the connecting part.
15 10. Trägersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder nach Anspruch 9, bei welchem die anionische Seitengruppe der Komponente b1 ) mindestens eine Karbonsäure, mindestens eine Aminosäure, vorzugsweise Asparaginsäure und Glutaminsäure, mindestens einen Zucker, vorzugsweise Glucuronsäure oder Neuraminsäure und/oder mindestens eine anorganische Säure, vorzugsweise als 0 Sulfat oder Phosphat enthält.15 10. A carrier system according to one of claims 1 to 8 or according to claim 9, wherein the anionic side group of component b1) at least one carboxylic acid, at least one amino acid, preferably aspartic acid and glutamic acid, at least one sugar, preferably glucuronic acid or neuraminic acid and / or at least contains an inorganic acid, preferably as 0 sulfate or phosphate.
11. Trägersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem die Komponente b1 ) darstellt ein natürliches Polypeptid, welches mindestens eine über einen enzymatisch spaltbaren Verbindungsteil verbundene anionische Seitengruppe 5 trägt.11. Carrier system according to one of claims 1 to 10, in which component b1) is a natural polypeptide which carries at least one anionic side group 5 connected via an enzymatically cleavable connecting part.
12. Trägersystem nach Anspruch 11 , bei welchem das natürliche Polypeptid ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Orosomucoid, Corticosteroid- bindendes Protein, Haptoglobin, Hemopexin, α1-Antichymotrypsin, α-HS- 0 Glykoprotein, ß2-Glykoprotein I, ß2-Glykoprotein II.
12. The carrier system according to claim 11, in which the natural polypeptide is selected from a group comprising orosomucoid, corticosteroid-binding protein, haptoglobin, hemopexin, α1-antichymotrypsin, α-HS-0 glycoprotein, β2-glycoprotein I, β2-glycoprotein II.
13. Trägersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem die Komponente b1 ) ein neuraminsäurehaltiges Glycosphingolipid darstellt.13. Carrier system according to one of claims 1 to 10, in which component b1) is a glycosphingolipid containing neuraminic acid.
14. Trägersystem nach Anspruch 13, bei welchem die Komponente b1 ) ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend GM1 , GM2, GM3, GD3, GT3, 0-acetyl-GD3 und O- acetyl-GT3.14. The carrier system according to claim 13, in which component b1) is selected from a group comprising GM1, GM2, GM3, GD3, GT3, 0-acetyl-GD3 and O-acetyl-GT3.
15. Verwendung eines Trägersystems nach einem der Ansprüche 1 bis 14 für die gentherapeutische Behandlung von Krankheiten.15. Use of a carrier system according to one of claims 1 to 14 for the gene therapy treatment of diseases.
17. Verwendung eines Trägersystems nach Anspruch 15, wobei die Krankheit ausgewählt wird aus der Gruppe enthaltend Krebs und Entzündungen.17. Use of a carrier system according to claim 15, wherein the disease is selected from the group comprising cancer and inflammation.
18. Verfahren zur Herstellung eines Trägersystems nach einem der Ansprüche 1 bis 14, durch18. A method for producing a carrier system according to one of claims 1 to 14, by
(1 ) ggf. Mischung von Komponente a2) mit Komponente a1 ) im molaren Verhältnis [a2):a1)] von 1 :1 bis 1000:1 , vorzugsweise zwischen 10:1 und 100:1 (2) Mischung des aus Schritt (1 ) resultierenden Komplexes oder der(1) optionally mixture of component a2) with component a1) in a molar ratio [a2): a1)] of 1: 1 to 1000: 1, preferably between 10: 1 and 100: 1 (2) mixture of the from step ( 1) resulting complex or the
Komponente a1 ) alleine mit Komponente b1 ), bevorzugterweise im molaren Verhältnis b1 ):a1 )+ ggf. a2) von 1 :1 bis 1 :1000, wobei das Mischungsverhältnis so eingestellt wird, daß die Nettoladung des resultierenden Gesamtkomplexes vorzugsweise neutral oder anionisch ist.Component a1) alone with component b1), preferably in a molar ratio b1): a1) + optionally a2) of 1: 1 to 1: 1000, the mixing ratio being adjusted so that the net charge of the resulting overall complex is preferably neutral or anionic ,
19. Arzneimittel, enthaltend ein Trägersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Behandlung von Krebs und/oder Entzündungen.
19. Medicament containing a carrier system according to one of claims 1 to 14 for the treatment of cancer and / or inflammation.
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