ES2621403T3 - Nueva composición para la administración de genes - Google Patents
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Abstract
Una composición farmacéutica para la administración de genes, que comprende: (i) un gen; (ii) un quitosano hidrosoluble; (iii) un pirofosfato de tiamina o una sal del mismo farmacéuticamente aceptable; (iv) una protamina o una sal de la misma farmacéuticamente aceptable y (v) un fosfolípido neutro o aniónico, en la que el gen se selecciona del grupo que consiste en un ADN monocatenario o bicatenario, un ARN monocatenario o bicatenario, un ADN de plásmido, un ARNip monocatenario o bicatenario, un oligonucleótido antisentido, una ribozima y un ARN catalítico o un nucleótido.
Description
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EJEMPLOS 5 A 8: Preparación de una composición para la administración de ARNip de VEGF.
Cuatro miligramos de HCl de quitosano 150~400 kDa, 2 mg de pirofosfato de tiamina y 0,5 mg de sulfato de protamina (Alps Pharmaceutical) se disolvieron independientemente en 1 ml de agua destilada estéril. Cada solución se filtró a través de un filtro de 0,22 µm. El ARNip de factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) (Bioneer) se disolvió a una concentración final de 1 mg/ml en agua destilada estéril. Lipoid S-100 como fosfolípido y DSPEmPEG2000 se disolvieron en las relaciones dadas en la Tabla 2 en 1 ml de etanol, siendo el peso de fosfolípido total 30 mg, seguido por filtración a través de un filtro de 0,22 µm. La solución de ARNip de VEGF se mezcló en las proporciones dadas en la Tabla 2 con la solución de quitosano hidrosoluble y la solución de pirofosfato de tiamina para formar pre-complejos y después se mezcló con la solución de protamina y la solución de fosfolípido para preparar composiciones que contienen nanopartículas. En la presente memoria la secuencia de ARNip de VEG utilizada fue 5'-GGA GUA CCC UGA UGA GAU C(dTdT)-3' (SEQ ID NO: 3).
En la Tabla 2, la unidad es el peso (μg). [TABLA 2]
- Ej. 5
- Ej. 6 Ej. 7 Ej. 8
- ARNip de VEGF
- 1 1 1 1
- HCl de quitosano
- 17,1 17,1 8,6 8,6
- Pirofosfato de tiamina
- 2,9 2,9 2,9 2,9
- Protamina
- 0,6 0,6 5 5
- Lipoid S-1001
- 32 30,4 32 30,4
- DSPE-mPEG2000
- 0 1,6 0 1,6
EJEMPLOS 9 A 14: Preparación de una composición para la administración de gataparsen
Cuatro miligramos de HCl de quitosano 150~400 kDa, 2 mg de pirofosfato de tiamina y 0,5 mg de sulfato de protamina (Alps Pharmaceutical) se disolvieron independientemente en 1 ml de agua destilada estéril. Cada solución se filtró a través de un filtro de 0,22 µm. Se disolvió gataparsen (ARN antisentido contra survivina, Bioneer) a una concentración final de 1 mg/ml en agua destilada estéril. Lipoid S-100 y DSPE-mPEG2000 se disolvieron en las relaciones dadas en la Tabla 3 en 1 ml de etanol, siendo el peso de fosfolípido total 30 mg, seguido por filtración a través de un filtro de 0,22 µm. La solución de gataparsen (ARN antisentido contra survivina) se mezcló en las proporciones dadas en la Tabla 1 con la solución de protamina para formar pre-complejos y después se mezcló con la solución de quitosano hidrosoluble, la solución de pirofosfato de tiamina y la solución de fosfolípido para preparar una composición que contiene nanopartículas. En la presente memoria, gataparsen tiene la secuencia de 3'-d(P-tio)([2'-O-(2-metoxietil)]m5rU-[2'-O-(2-metoxietil)]rG-[2'-O-(2-metoxietil)]m5rU-[2'-O-(2-metoxietil)]rG-m5C-T-A-T-Tm5C-T-G-T-G-[2'-O-(2-metoxietil)]rA-[2'-O-(2-metoxietil)]rA-[2'-O-(2-metoxietil)]m5rU-[2'-O-(2-metoxietil)]m5rU)-5' (SEQ ID NO:4). En la Tabla 3, la unidad es el peso (μg).
[TABLA 3]
- Ej. 9
- Ej. 10 Ej. 11 Ej. 12 Ej. 13 Ej. 14
- Gataparsen
- 1 1 1 1 1 1
- HCl de quitosano
- 17,1 17,1 1,7 1,7 0,43 0,43
- Pirofosfato de tiamina
- 2,9 2,9 0,3 0,3 0,07 0,07
- Protamina
- 0,6 0,6 0,2 0,2 0,2 0,2
- Lipoid S-100
- 32 30,4 12 11,4 6 5,7
- DSPE-mPEG2000
- 0 1,6 0 0,6 0 0,3
EJEMPLOS 15 A 17: Preparación de una composición liofilizada para la administración de ARNip de survivina
Cuatro miligramos de HCl de quitosano 150-400 kDa, 2 mg de pirofosfato de tiamina y 0,5 mg de sulfato de protamina (Alps Pharmaceutical) se disolvieron independientemente en 1 ml de agua destilada estéril. Cada solución se filtró a través de un filtro de 0,22 µm. El ARNip de survivina se disolvió a una concentración final de 1 mg/ml en agua destilada estéril. Lipoid S-100, 30 mg, se disolvió en 1 ml de etanol, seguido por filtración a través de un filtro de 0,22 µm. La solución de ARNip de survivina se mezcló en las proporciones dadas en la Tabla 4 con la solución de protamina para formar pre-complejos y después se mezcló con la solución de quitosano hidrosoluble, la solución de pirofosfato de tiamina y la solución de fosfolípido para preparar composiciones que contienen nanopartículas. En la presente memoria, el ARNip de survivina tenía la misma secuencia que en los Ejemplos 1 a 4. A las composiciones se añadió una solución al 30 % de un excipiente de azúcar (trehalosa (Trehalose SG, Hayashibara), glucosa) en agua destilada estéril en las proporciones dadas en la Tabla 4. Las soluciones se liofilizaron a -70 °C para formar fases sólidas.
7
En la Tabla 4, la unidad es el peso (μg).
[TABLA 4]
- Ej. 15
- Ej. 16 Ej. 17
- ARNip de survivina
- 1 1 1
- HCl de quitosano
- 17,1 17,1 17,1
- Pirofosfato de tiamina
- 2,9 2,9 2,9
- Protamina
- 0,6 0,6 0,6
- Lipoid S-100
- 32 32 32
- Trehalosa
- 600 300 300
- Glucosa
- 0 150 300
EJEMPLO COMPARATIVO 1: Preparación de una composición que consiste en un gen, protamina, pirofosfato de tiamina y fosfolípido
10 Se preparó una composición que contenía nanopartículas de la misma manera que en el Ejemplo 1, con la excepción de que no se usó HCl de quitosano. Las cantidades de los componentes se dan en la Tabla 5 siguiente (unidad: μg). Esta composición se utilizó como control para la comparación con la composición de la presente invención (Ejemplo 1).
15 [TABLA 5]
- Ej. C. 1
- ARNip de survivina
- 1
- Pirofosfato de tiamina
- 2,9
- Protamina
- 0,6
- Lipoid S-100
- 32
EJEMPLO COMPARATIVO 2: Preparación de una composición que consiste en un gen, quitosano hidrosoluble, protamina y fosfolípido
20 Se preparó una composición que contenía nanopartículas de la misma manera que en el Ejemplo 1, con la excepción de que no se usó pirofosfato de tiamina. Las cantidades de los componentes se dan en la Tabla 6 siguiente (unidad: μg). Esta composición se utilizó como control para la comparación con la composición de la presente invención (Ejemplo 1).
25 [TABLA 6]
- Ej. C. 2
- ARNip de survivina
- 1
- HCl de quitosano
- 17,1
- Protamina
- 0,6
- Lipoid S-100
- 32
EJEMPLO COMPARATIVO 3: Preparación de una composición que consiste en un gen, quitosano hidrosoluble, pirofosfato de tiamina y fosfolípido
30 Se preparó una composición que contenía nanopartículas de la misma manera que en el Ejemplo 1, con la excepción de que no se usó protamina. Las cantidades de los componentes se dan en la Tabla 7 siguiente (unidad: μg). Esta composición se utilizó como control para la comparación con la composición de la presente invención (Ejemplo 1).
- Ej. C. 3
- ARNip de survivina
- 1
- HCl de quitosano
- 17,1
- Pirofosfato de tiamina
- 2,9
- Lipoid S-100
- 32
8
5
15
25
35
45
55
65
gen solo y la composición del Ejemplo Comparativo 1, que no contenía quitosano, no suprimía en absoluto la expresión de la proteína diana. Es decir, el quitosano juega un papel crítico en la administración de los genes y, por lo tanto, la composición de la presente invención no puede llevar a cabo en absoluto la administración de genes sin quitosano.
La composición del Ejemplo Comparativo 2, que carecía de pirofosfato de tiamina, permitió a la proteína diana expresarse a un nivel 60 % mayor que el control, lo que indica que la ausencia de pirofosfato de tiamina debilita la afinidad de unión entre el gen y el quitosano a pH fisiológico (pH 7-7,4), disminuyendo significativamente la eficacia en la administración de genes. Además, la composición del Ejemplo Comparativo 7, que carecía de pirofosfato de tiamina y protamina, expresaba la proteína diana a un nivel de 68 % y, por lo tanto, era significativamente inferior a la composición de la presente invención en términos de la administración de genes.
EJEMPLO EXPERIMENTAL 5: Ensayo de estabilidad en suero de las partículas de la composición para la administración de genes
Cada una de las composiciones de los Ejemplos 1, 3 y 11 y los Ejemplos Comparativos 2, 3, 4, y 6 se mezclaron con un volumen igual de suero (Invitrogen). Después de la incubación durante 3 horas, los tamaños de las partículas se midieron mediante un analizador del tamaño de las partículas ELS (espectrofotómetro de dispersión de la luz electroforética) y un potenciómetro (ELS-Z, Otsuka, Japón). En este sentido, las celdas para la medición del tamaño de las partículas se usaron de acuerdo con las instrucciones del fabricante (FIG. 5).
Como se puede ver en la FIG. 5, las nanopartículas de la composición de la presente invención (Ejemplos 1, 3, y 11) mantenían el mismo tamaño original de 200 a 300 nm, incluso en un suero como en agua destilada.
Por el contrario, como las partículas de la composición del Ejemplo Comparativo 3, que no contiene protamina, cuyo tamaño era de 1.500 nm o más, se observaron que se agregaban de forma significativa con las proteínas de suero y no se mantenían de forma estable. Además, se observó que las partículas del Ejemplo Comparativo 4, que no contenía fosfolípido, se agregaban aún más con las proteínas del suero y disminuía su estabilidad, ya que su tamaño era de 4.000 nm o más. Además, también se observó una fuerte agregación con las proteínas del suero y una disminución de la estabilidad de las partículas en la sangre con las partículas del Ejemplo Comparativo 6, que no contenían protamina ni fosfolípidos y cuyo tamaño era de 3.000 nm o más. Estos datos sugieren que todos los componentes de la composición de la presente invención son necesarios para prevenir la agregación con las proteínas del suero, así como para garantizar la estabilidad en el suero de la nanopartícula basada en quitosano.
Un tamaño de las partículas de 1.000 nm o más demostró que las partículas del Ejemplo Comparativo 2, que no contenían pirofosfato de tiamina, también eran inestables en la sangre. En este contexto, la falta de pirofosfato de tiamina, a pesar de contener un gen, un quitosano hidrosoluble, una protamina y un fosfolípido, hacía que los complejos se disociasen fácilmente, haciéndolos inestable.
En consecuencia, con el fin de aplicar el quitosano como un vehículo del gen para la aplicación in vivo, es necesaria la estabilidad de las partículas en el suero. Para este fin, todos los componentes de la composición de la presente invención son necesarios.
EJEMPLO EXPERIMENTAL 6: Liofilización de la composición para la administración de genes y medición del tamaño de las partículas
Las composiciones liofilizadas para la administración de genes, preparadas en los Ejemplos 15, 16 y 17, se resuspendieron en agua purificada para formar una concentración de gen de 100 μg/ml y los tamaños de las partículas se midieron mediante un analizador del tamaño de las partículas ELS (espectrofotómetro de dispersión de la luz electroforética) y un potenciómetro (ELS-Z, Otsuka, Japón). En este sentido, las celdas para la medición del tamaño de las partículas se usaron de acuerdo con las instrucciones del fabricante (FIG. 6).
Como se puede ver en la FIG. 6, las nanopartículas en las composiciones de los Ejemplos 15 a 17 mantenían un tamaño de las partículas de aproximadamente 300 nm a pesar de que se rehidrataban después de la liofilización. Es decir, las nanopartículas se pueden almacenar de forma estable en una forma liofilizada en presencia de azúcar durante la distribución y almacenamiento. También, se pueden aplicar in vivo simplemente resuspendiendo en agua.
EJEMPLO EXPERIMENTAL 7: Ensayo in vivo de la actividad inhibidora del crecimiento tumoral de la composición
Para su uso en la evaluación de la eficacia en cuanto a la administración de genes in vivo de las composiciones del Ejemplo 1 y Ejemplos Comparativos 5 y 7, se construyeron modelos de ratones inmunodeficientes implantados con células de cáncer de próstata. En este contexto, se suspendió una línea celular de cáncer de próstata a una densidad de 2x106 células en 50 μl de RPMI y se mezcló con 50 μl de Matrigel (BD Biosciences) antes de la inyección subcutánea en ratones macho inmunodeficientes de 5 semanas de edad. Los tumores se dejaron crecer hasta un volumen de 100 mm3, después de lo cual se inyectaron las composiciones de los Ejemplos 1 y Ejemplos Comparativos 5 y 7 en una dosis de genes de 100 μg/ml en la vena de la cola de tres grupos de 8 ratones. A un
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