ES2749116T3 - Composiciones de administración de nanopartículas - Google Patents

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Abstract

Una composición de nanopartículas que comprende: (a) una nanopartícula que comprende: (i) un núcleo que comprende un metal y/o un semiconductor, en donde el diámetro del núcleo está en el intervalo de 1 nm a 5 nm; (ii) una corona que comprende una pluralidad de ligandos unidos covalentemente al núcleo a través de un conector que comprende un grupo alquilo C2-C15 y/o uno glicol C2-C15, en donde dichos ligandos comprenden un carbohidrato; y (b) al menos un agente unido covalentemente a dicho núcleo, agente que exhibe al menos un efecto terapéutico contra una afección del sistema nervioso central (SNC), siendo dicha composición de nanopartículas para usar en un método de tratamiento de dicha afección del SNC en un sujeto mamífero, en donde el agente se administra a los astrocitos del SNC por asociación con dicha nanopartícula, y en donde dicha afección del SNC se selecciona del grupo que consiste en: un tumor del SNC; una enfermedad neurodegenerativa; ictus; un trastorno neurológico; una infección del SNC; un trastorno inmune del SNC; un trastorno psiquiátrico; una anomalía genética que afecta el SNC; y una lesión cerebral traumática.

Description

DESCRIPCIÓN
Composiciones de administración de nanopartículas
Campo de la invención
La presente invención se refiere a sustancias y composiciones útiles para la administración de agentes al sistema nervioso central (SNC), en particular la administración de agentes biológicamente activos a través de la barrera hematoencefálica (BHE). Las sustancias, composiciones y métodos descritos en este documento encuentran uso en el tratamiento terapéutico y/o profiláctico de trastornos del SNC, para obtener imágenes, dirigir, reparar y estudiar la interacción de agentes biológicamente activos con células del SNC.
Antecedentes de la invención
Uno de los principales desafíos para la industria farmacéutica es la administración de medicamentos al sistema nervioso central (SNC). Más del 95 % de los medicamentos potencialmente útiles no pueden ingresar al SNC debido a la función protectora de la barrera hematoencefálica, formada por el endotelio microvascular y los astrocitos. Los elementos clave de la barrera son las uniones estrechas continuas entre las células endoteliales, que evitan que las moléculas se difundan hacia el cerebro, y los transportadores ABC que bombean activamente los xenobióticos fuera del cerebro (1,2). Como resultado, la barrera endotelial excluye muchos medicamentos y biomoléculas más grandes, incluidas las citocinas y los genes que tienen un potencial considerable para el tratamiento de una enfermedad del SNC (3-6).
Se han realizado considerables esfuerzos para encontrar una manera de superar la barrera hematoencefálica, incluido el uso de nanopartículas como vehículo (7). Se han fabricado nano- y micropartículas biológicamente interesantes de 1 nm a 500 nm a partir de materiales como polímeros, lípidos y metales, incluido el oro. Las nanopartículas de oro tienen la ventaja de una producción fácil y estabilidad química, y se han utilizado recientemente en nanomedicina tanto para diagnóstico como para terapia (8). El núcleo de oro es inerte pero interactúa con el material biológico y puede tener efectos biológicos. Para abordar esto, se han investigado varios tamaños y modificaciones de superficie que afectan el comportamiento específico de las nanopartículas (9-11). El transporte a una célula es una propiedad que puede variar significativamente según el tamaño y el recubrimiento de la superficie (12). Las nanopartículas de oro de pequeño tamaño (>30 nm) pueden ingresar a las células a través de una vía endocítica (13,14), aunque el mecanismo del transporte no se conoce exactamente. Se cree que las nanopartículas de oro no entran en el núcleo (15) a menos que la célula sea apoptótica. Por el contrario, a menudo están atrapadas en vesículas (16-19) que pueden causar un problema para la administración dirigido de fármacos/genes a la célula y los tejidos en general.
La patente US 2010/034735 A1 describe nanopartículas específicas para el diagnóstico y el tratamiento del cáncer, incluidas las nanopartículas de oro modificadas para unirse a un marcador de tomografía por emisión de positrones (TEP).
La patente US 2012/0301535 A1 describe la combinación de péptido-nanopartículas y sistemas de administración que incorporan dichas nanopartículas.
El documento WO 2011/154711 A1 describe nanopartículas portadoras de péptidos, en las cuales las nanopartículas comprenden un núcleo que comprende metal, una corona que comprende una pluralidad de ligandos unidos covalentemente al núcleo, que incluye al menos un resto de carbohidrato, y al menos un péptido unido a la corona. Zhu et al., Abstracts of Papers of the American Chemical Society (ACS), vol. 244, página 485, describe el desarrollo de nanopartículas de oro para la obtención de imágenes in vivo de TEP. Se informó que las nanopartículas de oro solubles en agua de 3 nm marcadas con 18F cruzaban la barrera hematoencefálica en un modelo de rata.
La patente US 2007/141133 A1 describe un sistema de administración basado en glutatión, que incluye un vehículo o un compuesto activo y un glutatión o un derivado de glutatión injertado sobre el mismo.
Por lo tanto, al centrarse en el SNC y la barrera hematoencefálica, sigue habiendo una necesidad insatisfecha de un suministro molecular basado en nanopartículas del SNC, en particular que exhiban una o más de las siguientes características:
1. Selectividad para el endotelio cerebral.
2. Capacidad de atravesar el endotelio cerebral intacto.
3. Captación por la célula diana dentro del SNC.
La presente invención aborda estas y otras necesidades.
Breve descripción de la invención
En términos generales, la presente invención se refiere a sistemas de administración de nanopartículas para su uso en la orientación de agentes biológicamente activos o de formación de imágenes al sistema nervioso central. Los presentes inventores han descubierto que las nanopartículas, como se definen en este documento, cruzan el endotelio y entran en los astrocitos. Además, las nanopartículas exhiben cierta selectividad para el endotelio cerebral humano, por ejemplo, frente al endotelio no cerebral. Los agentes biológicamente activos se pueden acoplar a nanopartículas, por ejemplo, mediante unión covalente a través de un conector, o unirse reversiblemente a nanopartículas, por ejemplo, mediante unión estable pero reversible a una corona de nanopartículas. Los agentes son suministrados entonces por las nanopartículas como "carga" a través de la barrera hematoencefálica a las células del sistema nervioso central, por ejemplo, para el tratamiento terapéutico de los trastornos del sistema nervioso central (SNC) o para obtener imágenes del SNC.
Por consiguiente, en un primer aspecto, la presente invención proporciona una composición de nanopartículas que comprende:
(a) una nanopartícula que comprende:
(i) un núcleo que comprende un metal y/o un semiconductor, en el que el diámetro del núcleo está en el intervalo de 1 nm a 5 nm;
(ii) una corona que comprende una pluralidad de ligandos unidos covalentemente al núcleo a través de un conector que comprende un grupo alquilo C2-C15 y/o glicol C2-C15, en el que dichos ligandos comprenden un carbohidrato; y
(b) al menos un agente unido covalentemente a dicho núcleo, agente que exhibe al menos un efecto terapéutico contra una afección del sistema nervioso central (SNC),
dicha composición de nanopartículas se usa en un método de tratamiento de dicha afección del SNC en un sujeto mamífero, en el que el agente se administra a los astrocitos del SNC por asociación con dicha nanopartícula, y en la que dicha afección del SNC se selecciona del grupo que consiste en: un tumor del SNC; una enfermedad neurodegenerativa; ictus; un trastorno neurológico; una infección del SNC; un trastorno inmune del SNC; un trastorno psiquiátrico; una anomalía genética que afecta el SNC; y una lesión cerebral traumática.
En algunas realizaciones, la composición es para uso en el tratamiento de un astrocitoma.
En algunas realizaciones, la composición es para su administración por una vía seleccionada del grupo que consiste en:
inyección o infusión intravenosa, intramuscular, intraperitoneal o subcutánea;
enteral;
bucal;
sublabial;
sublingual
inhalación;
a través de una membrana mucosa;
urogenital;
rectal;
dérmica; e
intradérmica.
En algunas realizaciones, el sujeto es un ser humano.
En algunas realizaciones, el al menos un agente se selecciona del grupo que consiste en: un fármaco de molécula pequeña, un ácido nucleico, un péptido y una proteína.
En algunas realizaciones, el al menos un agente se selecciona del grupo que consiste en: loprazolam, lormetazepam, temazepam; zaleplon, zolpidem, zopiclona; clometiazol; prometazina; melatonina; buspirona; clorhidrato de clorpromazina, haloperidol, perfenazina, maleato o mesilato de proclorperazina, clorhidrato de promazina, trifluoperazina; clozapina, olanzapina, quetiapina, risperidona, carbamazepina y valproato de sodio; clorhidrato de amitriptilina, clorhidrato de clomipramina, clorhidrato de imipramina; clorhidrato de mianserina; fenelzina, moclobemida; citalopram, fluoxetina, sertralina; agomelatina, flupentixol, triptófano, venlafaxina; atomoxetina, clorhidrato de metilfenidato, modafinilo; clorhidrato de ciclizina, clorpromazina, droperidol, maleato de proclorperazina, clorhidrato de metoclopramida, ondansetrón, palonosetrón, fosaprepitant, nabilona, diclorhidrato de betahistina; clorhidrato de nefopam; buprenorfina; clorhidrato de diamorfina, fentanilo, meptazinol, clorhidrato de tramadol; capsaicina; ácido tolfenámico, zolmitriptán, pizotifeno, clonidina; everolimus, temozolomida, carmustina; acetato de glatirámero y fingolimod.
En algunas realizaciones, el al menos un agente está unido covalentemente al núcleo de la nanopartícula mediante un conector.
En algunas realizaciones, la nanopartícula tiene asociada con ella 2 o más entidades de dicho agente.
En algunas realizaciones, el al menos un agente comprende 2 o más especies diferentes de agente.
En algunas realizaciones, los ligandos comprenden un carbohidrato que es un monosacárido o un disacárido. En particular, el carbohidrato puede comprender glucosa, alfa galactosa, manosa, fucosa, maltosa, lactosa, galactosamina y/o N-acetilglucosamina.
En algunas realizaciones, el diámetro de la nanopartícula que incluye sus ligandos está en el intervalo de 2 nm a 20 nm.
En algunas realizaciones, el núcleo de la nanopartícula comprende un metal seleccionado del grupo que consiste en: Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Fe, Co, Gd y Zn, o cualquier combinación de los mismos.
La presente invención incluye la combinación de los aspectos y características preferidas descritas, excepto cuando dicha combinación es claramente inadmisible o se declara que se evita expresamente. Estos y otros aspectos y realizaciones de la invención se describen con más detalle a continuación y con referencia a los ejemplos y figuras que se acompañan.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 muestra micrografías electrónicas de a) células hCMEC/D3 y b) endotelio primario del cerebro humano 8 horas después de la aplicación de nanopartículas de glucosa a la superficie apical. Las nanopartículas se encuentran entre la membrana plasmática basal y la lámina basal (flechas). Barra de escala = 500 nm.
La Figura 2: muestra gráficos de la tasa de transcitosis de nanopartículas de oro recubiertas de glucosa de 5 nm en a) células hCMEC/D3, b) una línea celular endotelial de médula ósea humana (BMEC) y cultivos primarios de c) endotelio cerebral humano o d) endotelio de la arteria coronaria. Los valores muestran el número de nanopartículas por célula, ubicadas entre la membrana plasmática basal y la lámina basal después de la aplicación a la superficie apical. Los valores muestran la media ± SEM de al menos 50 células diferentes y dos cultivos separados. Téngase en cuenta que la escala del eje y se expande para los dos tipos de células endoteliales no cerebrales. e) muestra un gráfico de barras del número de nanopartículas por micrómetro (media ± SEM) en secciones de 80 nm de los cuatro tipos de células diferentes.
La Figura 3 muestra a) una micrografía electrónica de células hCMEC/D33 horas después de la aplicación de NP de glucosa a la superficie apical. Las nanopartículas cruzan a la membrana plasmática basal y también se ven en el citosol y las vesículas. Solo se detecta una nanopartícula en la unión intercelular (flecha negra). Las nanopartículas también están presentes en los poros en la membrana de soporte (flecha blanca). b) Localización de nanopartículas en células hCMEC/D3, endotelio cerebral primario (BEC) y endotelio de la arteria coronaria (CoAEC) 3 horas después de la aplicación. Cy = citoplasmático, Ves = vesicular, BM = membrana basal.
La Figura 4 muestra un experimento representativo del efecto de los antibióticos en la transcitosis de nanopartículas de glucosa a través de células hCMEC/D3. Los datos se expresan como el número de nanopartículas ubicadas en la membrana basal en comparación con las células no tratadas (control). Los valores son la media ± SEM de >50 células. ANOVA indica que no hay diferencia significativa entre tratamientos.
La Figura 5 muestra la ubicación de nanopartículas en células hCMEC/D3 a las 8 horas después de la aplicación tras la incubación a 37 °C o 30 °C. UM = membrana superior, Cyt. = citoplasmático, Ves. = vesicular, LM = membrana inferior. Los valores son la media ± SEM de al menos 50 imágenes de MET de un experimento representativo.
La Figura 6 muestra una comparación de la tasa de transcitosis de oro coloidal de 30 nm (Au30), nanopartículas recubiertas de glucosa (Glu) de 4 nm y nanopartículas recubiertas de glutatión (Gln) de 4 nm 22 horas después de la aplicación a células hCMEC/D3. Los valores representan la media ± SEM del número de nanopartículas ubicadas debajo de la membrana plasmática basal o en el citosol, basadas en al menos 50 imágenes de MET. Los datos fueron analizados por ANOVA (P <0,01 para la membrana basal), seguido de una prueba t de dos colas. * P <0,05, *** P <0,001.
La Figura 7 muestra a) MET de astrocitos humanos primarios en un gel de colágeno 3D 8 horas después de la aplicación de nanopartículas a la superficie del gel. Las nanopartículas son visibles tanto en la matriz de gel como en los astrocitos (flechas). b) MET de astrocito/cocultivo endotelial 8 horas después de la aplicación de nanopartículas recubiertas de glucosa a la superficie endotelial. Las nanopartículas se detectan tanto en el endotelio como en el astrocito (flechas). A veces se producen pequeñas roturas en la matriz de gel durante el corte, por la presencia de nanopartículas (flecha blanca).
La Figura 8 muestra el número de nanopartículas detectadas debajo de la membrana basal a las 8 horas representadas para cada especie de ligando de nanopartículas como un porcentaje del control designado como C2-glucosa-1;
La Figura 9 muestra una MET de NP de galactosamina en la que se puede ver que muchas nanopartículas están unidas a filtros;
La Figura 10 muestra nanopartículas de glucosa-C2 en |jg para transferencia transendotelial analizadas por espectroscopía superior (ligeramente sombreada) e inferior (sombreada oscura);
La Figura 11 muestra la transferencia de nanopartículas medidas en nanopartículas por micrómetro para el control (sin pretratamiento enzimático) y el pretratamiento enzimático con heparina, condroitinasa o neuraminidasa medidas en la membrana basal 8 horas después de la aplicación de las nanopartículas;
La Figura 12 muestra una MET que representa nanopartículas recubiertas de insulina (8 insulinas y zinc) captadas por las células hCMEC/D3. Se aplicaron 2 ng/cm2 de nanopartículas durante 3 horas;
La Figura 13 muestra la transferencia de nanopartículas recubiertas de insulina a través de células hCMEC/D3 representadas frente al tiempo para vesículas, citosol y uniones;
La Figura 14 muestra MET de nanopartículas recubiertas de insulina a A) tiempo cero y B) 30 minutos con tinción oscura que indica nanopartículas;
La Figura 15 muestra A) el porcentaje de astrocitos positivos con nanopartículas a las 1, 3 y 8 horas; y B) la distancia promedio de las nanopartículas desde el endotelio en micrómetros (la distancia máxima se muestra en la figura del recuadro) a las 1, 3 y 8 horas;
La Figura 16 muestra la captación de nanopartículas de oro para diversas composiciones de corona de nanopartículas (recubrimientos de glucosa C2, insulina o galactosamina) en A) cultivo de astrocitos en 2D y B) astrocitos cocultivados en 3D. Se muestra la captación en el citosol, vesículas y núcleo, medida en micrómetro de nanopartículas de inserto y por célula, respectivamente;
La Figura 17 muestra la ubicación de las nanopartículas en los filtros (borde o centro) para el endotelio y los astrocitos. El número de nanopartículas tanto en el endotelio como en los astrocitos se muestra para el borde y el centro;
La Figura 18 muestra resultados que investigan nanopartículas en co-cultivo de astrocitos/D3. A) Porcentaje de astrocitos positivos para nanopartículas a las 1, 3 y 8 horas. B) Distancia de las nanopartículas encontradas del endotelio en micrómetros a las 1, 3 y 8 horas. C) Número de nanopartículas por célula a las 1, 3 y 8 horas. En el recuadro se muestra el número de células observadas en la microscopía electrónica de transmisión (MET) a las 1, 3 y 8 horas;
La Figura 19 muestra resultados que investigan la evolución temporal de la absorción de NP de glucosa. A) Partículas por célula en la membrana superior a lo largo del tiempo. B) Partículas por célula en la región intracelular a lo largo del tiempo. C) Partículas por célula en la membrana inferior a lo largo del tiempo. D) Partículas por célula en las vesículas a lo largo del tiempo;
La Figura 20 muestra A) el número de células por mm representadas frente a días en cultivo; y B) el número de nanopartículas por micrómetro en la membrana inferior, el citosol y las vesículas representadas frente a los días en cultivo.
Descripción detallada de la invención
Al describir la presente invención, se emplearán los siguientes términos, y se pretende que se definan como se indica a continuación.
Como se usa en este documento, "nanopartícula" se refiere a una partícula que tiene una escala nanomérica, y no pretende transmitir ninguna limitación de forma específica. En particular, "nanopartículas" abarca nanoesferas, nanotubos, nanocajas, nanoagregados, nanobarras y similares. En ciertas realizaciones, las nanopartículas y/o núcleos de nanopartículas contemplados en el presente documento tienen una geometría generalmente poliédrica o esférica.
Las nanopartículas que comprenden una pluralidad de ligandos que contienen carbohidratos se han descrito en, por ejemplo, los documentos WO 2002/032404, WO 2004/108165, WO 2005/116226, WO 2006/037979, WO 2007/015105, WO 2007/122388, WO 2005/091704 y dichas nanopartículas pueden encontrar uso de acuerdo con la presente invención. Además, las nanopartículas recubiertas de oro que comprenden un núcleo magnético de ferritas de óxido de hierro (que tienen la fórmula XFe2O4 , donde X = Fe, Mn o Co) funcionalizadas con compuestos orgánicos (por ejemplo, a través de un enlace tiol-oro) se describen en la patente EP2305310 y se contemplan específicamente para su uso como nanopartículas/núcleos de nanopartículas de acuerdo con la presente invención. Como se usa en el presente documento, "corona" se refiere a una capa o recubrimiento, que puede cubrir parcial o completamente la superficie expuesta del núcleo de nanopartículas. La corona incluye una pluralidad de ligandos que generalmente incluyen al menos un resto carbohidrato, un resto tensioactivo y/o un resto glutatión. Por lo tanto, se puede considerar que la corona es una capa orgánica que rodea o rodea parcialmente el núcleo metálico. En ciertas realizaciones, la corona proporciona y/o participa en la pasivación del núcleo de la nanopartícula. Por lo tanto, en ciertos casos, la corona puede incluir una capa de recubrimiento suficientemente completa para estabilizar el semiconductor o el núcleo que contiene metal. Sin embargo, en el presente documento se contempla específicamente que ciertas nanopartículas que tienen núcleos, por ejemplo, que incluyen un núcleo interno que contiene óxido de metal recubierto con un metal noble pueda incluir una corona que recubre solo parcialmente la superficie del núcleo. En ciertos casos, la corona facilita la solubilidad, como la solubilidad en agua, de las nanopartículas de la presente invención.
Nanopartículas
Las nanopartículas son partículas pequeñas, por ejemplo, grupos de átomos de metal o de semiconductores, que pueden usarse como sustrato para inmovilizar ligandos.
Preferiblemente, las nanopartículas tienen núcleos que tienen diámetros medios entre 0,5 y 50 nm, más preferiblemente entre 0,5 y 10 nm, más preferiblemente entre 0,5 y 5 nm, más preferiblemente entre 0,5 y 3 nm y aún más preferiblemente entre 0,5 y 2,5 nm. Cuando se consideran los ligandos además de los núcleos, preferiblemente el diámetro medio global de las partículas está entre 2,0 y 20 nm, más preferiblemente entre 3 y 10 nm y lo más preferiblemente entre 4 y 5 nm. El diámetro medio se puede medir utilizando técnicas bien conocidas en la materia, como la microscopía electrónica de transmisión.
El material del núcleo puede ser un metal o un semiconductor y puede estar formado por más de un tipo de átomo. Preferiblemente, el material del núcleo es un metal seleccionado entre Au, Fe o Cu. Los núcleos de nanopartículas también pueden formarse a partir de aleaciones que incluyen Au/Fe, Au/Cu, Au/Gd, Au/Fe/Cu, Au/Fe/Gd y Au/Fe/Cu/Gd, y pueden usarse en la presente invención. Los materiales del núcleo preferidos son Au y Fe, siendo el material más preferido Au. Los núcleos de las nanopartículas comprenden preferiblemente entre aproximadamente 100 y 500 átomos (por ejemplo, átomos de oro) para proporcionar diámetros de núcleo en el intervalo de escala nanométrica. Otros materiales del núcleo particularmente útiles se dopan con uno o más átomos que son activos por RMN, lo que permite detectar las nanopartículas utilizando RMN, tanto in vitro como in vivo. Los ejemplos de átomos activos en RMN incluyen Mn+2, Gd+3, Eu+2, Cu+2, V+2, Co+2, Ni+2, Fe+2, Fe+3 y lantánidos+3, o los puntos cuánticos descritos en otra parte de esta solicitud.
Los núcleos de nanopartículas que comprenden compuestos semiconductores se pueden detectar a medida que los cristales semiconductores a escala nanométrica son capaces de actuar como puntos cuánticos, es decir, pueden absorber la luz y, por lo tanto, excitar electrones en los materiales a niveles de energía más altos, liberando posteriormente fotones de luz en frecuencias características del material. Un ejemplo de material de núcleo semiconductor es seleniuro de cadmio, sulfuro de cadmio, telurio de cadmio. También se incluyen los compuestos de zinc como el sulfuro de zinc.
En algunas realizaciones, el núcleo de las nanopartículas puede ser magnético y comprender átomos metálicos magnéticos, opcionalmente en combinación con átomos metálicos pasivos. A modo de ejemplo, el metal pasivo puede ser oro, platino, plata o cobre, y el metal magnético puede ser hierro o gadolinio. En realizaciones preferidas, el metal pasivo es oro y el metal magnético es hierro. En este caso, convenientemente, la relación de átomos de metal pasivo a átomos de metal magnético en el núcleo está entre aproximadamente 5:0,1 y aproximadamente 2:5. Más preferiblemente, la relación está entre aproximadamente 5:0,1 y aproximadamente 5:1. Como se usa en el presente documento, el término "metales pasivos" se refiere a metales que no muestran propiedades magnéticas y son químicamente estables a la oxidación. Los metales pasivos pueden ser diamagnéticos o superparamagnéticos. Preferiblemente, dichas nanopartículas son superparamagnéticas.
Los ejemplos de nanopartículas que tienen núcleos que comprenden un metal paramagnético, incluyen aquellos que comprenden Mn+2, Gd+3, Eu+2, Cu+2, V+2, Co+2, Ni+2, Fe+2, Fe+3 y lantánidos+3.
Otras nanopartículas magnéticas se pueden formar a partir de materiales como MnFe (ferrita de espinela) o CoFe (ferrita de cobalto) se pueden formar en nanopartículas (fluido magnético, con o sin la adición de otro material del núcleo como se ha definido anteriormente. Ejemplos de la química de fijación por auto-ensamblaje para producir dichas nanopartículas se proporciona en Biotechnol. Prog., 19: 1095-100 (2003), J. Am. Chem. Soc. 125: 9828-33 (2003), J. Colloid Interface Sci. 255: 293- 8 (2002).
En algunas realizaciones, la nanopartícula o su ligando comprende un marcador detectable. El marcador puede ser un elemento del núcleo de la nanopartícula o el ligando. El marcador puede ser detectable debido a una propiedad intrínseca de ese elemento de la nanopartícula o por estar unido, conjugado o asociado con un resto adicional que es detectable. Los ejemplos preferidos de marcadores incluyen un marcador que es un grupo fluorescente, un radionúclido, un marcador magnético o un tinte. Los grupos fluorescentes incluyen fluoresceína, rodamina o tetrametil rodamina, Texas-Red, Cy3, Cy5, etc., y pueden detectarse mediante la excitación del marcador fluorescente y la detección de la luz emitida mediante espectroscopía de dispersión Raman (Y.C. Cao, R. Jin, C. A. Mirkin, Science 2002, 297: 1536-1539).
En algunas realizaciones, las nanopartículas pueden comprender un radionúclido para usar en la detección de la nanopartícula usando la radioactividad emitida por el radionúclido, por ejemplo, usando TEP, SPECT o para terapia, es decir, para matar células diana. Los ejemplos de radionúclidos utilizados comúnmente en la técnica que podrían adaptarse fácilmente para su uso en la presente invención incluyen 99mTc, que existe en varios estados de oxidación, aunque el más estable es TcO4'; 32P o 33P; 57Co; 59Fe; 67Cu, que a menudo se usa como sales de Cu2+; 67Ga que se usa comúnmente como una sal de Ga3+, por ejemplo, citrato de galio; 68Ge; 82Sr; 99Mo; 103Pd; 111In que generalmente se usa como sales de In3+; 125I o 131I que generalmente se usa como yoduro de sodio; 137Cs; 153Gd; 153Sm; 158Au; 186Re; 201Tl que generalmente se usa como una sal de Tl+ tal como cloruro de talio; 39Y3+; 71Lu3+; y 24Cr2+. El uso general de radionúclidos como marcadores y trazadores es bien conocido en la técnica y podría ser adaptado fácilmente por la persona experta para su uso en los aspectos de la presente invención. Los radionúclidos pueden emplearse más fácilmente al dopar los núcleos de las nanopartículas o al incluirlos como marcadores presentes como parte de los ligandos inmovilizados en las nanopartículas.
Adicional o alternativamente, las nanopartículas de la presente invención, o los resultados de sus interacciones con otras especies, pueden detectarse usando una serie de técnicas bien conocidas en la materia usando un marcador asociado con la nanopartícula como se ha indicado anteriormente o empleando una de sus propiedades. Estos métodos de detección de nanopartículas pueden variar desde la detección de la agregación que resulta cuando las nanopartículas se unen a otra especie, por ejemplo, mediante simple inspección visual o mediante dispersión de luz (transmitancia de una solución que contiene las nanopartículas), hasta el uso de técnicas sofisticadas como la microscopía electrónica de transmisión (MET) o microscopía de fuerza atómica (MFA) para visualizar las nanopartículas. Un método adicional para detectar partículas metálicas es emplear resonancia de plasmón que es la excitación de electrones en la superficie de un metal, generalmente causada por radiación óptica. El fenómeno de la resonancia del plasmón superficial (RPS) existe en la interfaz de un metal (como Ag o Au) y un material dieléctrico como el aire o el agua. A medida que se producen cambios en la RPS cuando los analitos se unen al ligando inmovilizado en la superficie de una nanopartícula, cambia el índice de refracción de la interfaz. Una ventaja adicional de la RPS es que puede usarse para monitorizar interacciones en tiempo real. Como se ha mencionado anteriormente, si las nanopartículas incluyen o están dopadas con átomos que son activos por RMN, entonces esta técnica puede usarse para detectar las partículas, tanto in vitro o in vivo, utilizando técnicas bien conocidas en la materia. Las nanopartículas también se pueden detectar usando un sistema basado en la amplificación de señal cuantitativa usando la reducción de plata (I) promovida por nanopartículas. La espectroscopía de fluorescencia se puede usar si las nanopartículas incluyen ligandos como sondas fluorescentes. Además, se puede utilizar el marcaje isotópico del carbohidrato para facilitar su detección.
Agentes para la administración al SNC
Se prevé una amplia variedad de agentes para la administración al SNC utilizando los productos y métodos de la presente invención. Se contemplan específicamente ambos: (i) agentes que se sabe que ingresan al SNC, que pueden beneficiarse de una penetración mejorada de la BHE proporcionada por las nanopartículas de la presente invención (por ejemplo, para que se pueda administrar una dosis más baja mientras se retiene la actividad terapéutica o de imagen); y (ii) agentes que hasta ahora no se sabía que ingresaban al SNC en un grado efectivo, lo que puede proporcionar nuevas clases de agentes terapéuticos y de imágenes para su direccionamiento al cerebro (por ejemplo, para ampliar las modalidades de tratamiento disponibles y las posibilidades de diagnóstico).
Las referencias en este documento al "Formulario Nacional Británico" se refieren a esa versión disponible en noviembre de 2012 (véase www.bnf.org).
Los ejemplos particulares de agentes que encuentran uso de acuerdo con la presente invención incluyen:
Hipnóticos y ansiolíticos como se hace referencia en la Subsección 4.1 del Formulario Nacional Británico, que incluyen pero no se limitan a: loprazolam, lormetazepam, temazepam; zaleplon, zolpidem, zopiclona; clometiazol; prometazina; melatonina; buspirona;
Antipsicóticos como se hace referencia en la Subsección 4.2 del Formulario Nacional Británico, que incluye pero no se limita a: clorhidrato de clorpromazina, haloperidol, perfenazina, maleato o mesilato de proclorperazina, clorhidrato de promazina, trifluoperazina; clozapina, olanzapina, quetiapina, risperidona.
Medicamentos antimaníacos como se hace referencia en la Subsección 4.2 del Formulario Nacional Británico, que incluyen pero no se limitan a: carbamazepina y valproato de sodio.
Los antidepresivos mencionados en la Subsección 4.3 del Formulario Nacional Británico, que incluyen pero no se limitan a: clorhidrato de amitriptilina, clorhidrato de clomipramina, clorhidrato de imipramina; clorhidrato de mianserina; fenelzina, moclobemida; citalopram, fluoxetina, sertralina; agomelatina, flupentixol, triptófano, venlafaxina.
Medicamentos para tratar el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) como se menciona en la Subsección 4.4 del Formulario Nacional Británico, que incluyen pero no se limitan a: atomoxetina, clorhidrato de metilfenidato, modafinilo.
Medicamentos utilizados en el tratamiento de las náuseas y el vértigo como se menciona en la Subsección 4.6 del Formulario Nacional Británico, que incluyen pero no se limitan a: clorhidrato de ciclizina, clorpromazina, droperidol, maleato de proclorperazina, clorhidrato de metoclopramida, ondansetrón, palonosetrón, fosaprepitant, nabilona, diclorhidrato de betahistina.
Medicamentos utilizados para la analgesia como se hace referencia en la Subsección 4.7 del Formulario Nacional Británico, que incluyen pero no se limitan a: clorhidrato de nefopam; buprenorfina; clorhidrato de diamorfina, fentanilo, meptazinol, clorhidrato de tramadol; capsaicina; ácido tolfenámico, zolmitriptán, pizotifeno, clonidina.
Medicamentos utilizados para tratar la epilepsia como se menciona en la Subsección 4.8 del Formulario Nacional Británico.
Medicamentos utilizados para tratar el parkinsonismo y trastornos relacionados como se menciona en la Subsección 4.9 del Formulario Nacional Británico.
Medicamentos utilizados para tratar la dependencia de sustancias como se menciona en la Subsección 4.10 del Formulario Nacional Británico.
Medicamentos utilizados para tratar la demencia como se menciona en la Subsección 4.11 del Formulario Nacional Británico.
Medicamentos utilizados en el tratamiento de los glioblastomas de astrocitoma como se menciona en la Subsección 8 del Formulario Nacional Británico, que incluyen pero no se limitan a, everolimus, temozolomida, carmustina.
Medicamentos utilizados en el tratamiento de trastornos neurológicos como se menciona en la Subsección 8.2.4 del Formulario Nacional Británico, que incluyen pero no se limitan a, acetato de glatirámero, fingolimod.
Además, las clases de agentes para la administración al SNC de acuerdo con la presente invención incluyen: citocinas y ácidos nucleicos, tales como vectores para terapia génica.
Administración y tratamiento
Las nanopartículas y composiciones de la invención pueden administrarse a pacientes por cualquiera de una serie de vías diferentes, incluyendo vías enterales o parenterales. La administración parenteral incluye la administración por las siguientes vías: intravenosa, cutánea o subcutánea, nasal, intramuscular, intraocular, transepitelial, intraperitoneal y tópica (incluidas las vías dérmica, ocular, rectal, nasal, por inhalación y aerosol) y sistémica rectal. La administración se realiza, por ejemplo, mediante inyección, o balísticamente usando una pistola de administración para acelerar su paso transdérmico a través de la capa externa de la epidermis. Las nanopartículas también pueden administrarse en aerosoles. Esto es posible gracias al pequeño tamaño de las nanopartículas.
El tamaño excepcionalmente pequeño de las nanopartículas de la presente invención es una gran ventaja para la administración a células y tejidos, ya que pueden ser absorbidas por las células incluso cuando están unidas a moléculas terapéuticas o dirigidas. Por lo tanto, las nanopartículas pueden penetrar en el endotelio cerebral y ser internalizadas por los astrocitos, liberando su "carga" de agente o agentes adjuntos o asociados, por ejemplo, para la interacción con dianas del SNC, como receptores gliales o neuronales, dianas de expresión génica.
Las nanopartículas para su uso de acuerdo con la invención como se define en las reivindicaciones pueden formularse como composiciones farmacéuticas que pueden estar en forma de composiciones sólidas o líquidas. Dichas composiciones generalmente comprenderán un vehículo de algún tipo, por ejemplo un vehículo sólido o un vehículo líquido tal como agua, petróleo, aceites animales o vegetales, aceite mineral o aceite sintético. Se pueden incluir soluciones salinas fisiológicas o glicoles tales como etilenglicol, propilenglicol o polietilenglicol. Dichas composiciones y preparaciones generalmente contienen al menos el 0,1 % en peso del compuesto.
En algunos casos, la composición farmacéutica puede comprender un potenciador de permeación. El potenciador de permeación, en algunos casos, puede seleccionarse entre un alquil-D-maltósido y ácido lisalbínico. El alquil-D-maltósido puede seleccionarse del grupo que consiste en: hexil-p-D-maltósido, octil-p-D-maltósido, nonil-p-D-maltósido, decil-p-D-maltósido, undecil-p-D-maltósido, dodecil-p-D-maltósido, tridecil-p-D-maltósido, tetradecil-p-D-maltósido y hexadecil-p-D-maltósido. En ciertos casos, dicho alquil-D-maltósido puede comprender o consistir en dodecil-p-D-maltósido o tetradecil-p-D-maltósido.
Para inyección intravenosa, cutánea o subcutánea, o inyección en el sitio de la afección, el ingrediente activo estará en forma de solución acuosa parenteralmente aceptable que esté libre de pirógenos y tenga un pH, isotonicidad y estabilidad adecuados. Los expertos en la materia son capaces de preparar soluciones adecuadas utilizando, por ejemplo, soluciones de los compuestos o uno de sus derivados, por ejemplo, en solución salina fisiológica, una dispersión preparada con glicerol, polietilenglicol líquido o aceites.
Además de uno o más de los compuestos, opcionalmente en combinación con otro ingrediente activo, las composiciones pueden comprender uno o más de un excipiente, vehículo, tampón, estabilizador, agente isotonicizante, conservante o antioxidante u otros materiales farmacéuticamente aceptables u otros materiales bien conocidos por los expertos en la materia. Dichos materiales no deben ser tóxicos y no deben interferir con la eficacia del ingrediente activo. La naturaleza precisa del vehículo u otro material puede depender de la vía de administración, por ejemplo, por vía intravenosa, oral o parenteral.
Las composiciones farmacéuticas líquidas habitualmente se formulan para que tengan un pH entre aproximadamente 3,0 y 9,0, más preferiblemente entre aproximadamente 4,5 y 8,5 y aún más preferiblemente entre aproximadamente 5,0 y 8,0. El pH de una composición se puede mantener mediante el uso de un tampón como acetato, citrato, fosfato, succinato, Tris o histidina, habitualmente empleado en el rango de aproximadamente 1 mM a 50 mM. El pH de las composiciones puede ajustarse de otro modo usando ácidos o bases fisiológicamente aceptables.
Los conservantes generalmente se incluyen en las composiciones farmacéuticas para retrasar el crecimiento microbiano, extendiendo la vida útil de las composiciones y permitiendo el envasado de uso múltiple. Los ejemplos de conservantes incluyen fenol, meta-cresol, alcohol bencílico, ácido parahidroxibenzoico y sus ésteres, metilparabeno, propilparabeno, cloruro de benzalconio y cloruro de bencetonio. Los conservantes se emplean habitualmente en el rango de aproximadamente 0,1 al 1,0 % (p/v).
Preferiblemente, las composiciones farmacéuticas se administran a un individuo en una cantidad profilácticamente efectiva o en una cantidad terapéuticamente efectiva (según sea el caso, aunque la profilaxis puede considerarse terapia), esto es suficiente para mostrar un beneficio para el individuo. Habitualmente, esto se hará para provocar una actividad terapéuticamente útil que proporcione beneficios al individuo. La cantidad real de los compuestos administrados, y la velocidad y el tiempo de administración dependerán de la naturaleza y la gravedad de la afección a tratar. La prescripción del tratamiento, por ejemplo, las decisiones sobre la dosificación, etc., es responsabilidad de los médicos generales y otros médicos, y generalmente tiene en cuenta el trastorno a tratar, la condición del paciente individual, el sitio de administración, el método de administración y otros factores conocidos por los profesionales. Se pueden encontrar ejemplos de las técnicas y protocolos mencionados anteriormente en Handbook of Pharmaceutical Additives, 2nd Edition (eds. M. Ash y I. Ash), 2001 (Synapse Information Resources, Inc., Endicott, New York, USA); Remington's Pharmaceutical Sciences, 20th Edition, 2000, pub. Lippincott, Williams & Wilkins; y Handbook of Pharmaceutical Excipients, 2nd edition, 1994. A modo de ejemplo, las composiciones se administran preferiblemente a pacientes en dosis de entre aproximadamente 0,01 y 100 mg de compuesto activo por kg de peso corporal, y más preferiblemente entre aproximadamente 0,5 y 10 mg/kg de peso corporal.
Se entenderá que, en lo que respecta al tratamiento de tumores, el tratamiento incluye cualquier medida adoptada por el médico para aliviar el efecto del tumor en un paciente. Por lo tanto, aunque la remisión completa del tumor es un objetivo deseable, el tratamiento efectivo también incluirá cualquier medida capaz de lograr la remisión parcial del tumor, así como una desaceleración en la tasa de crecimiento de un tumor, incluidas las metástasis. Dichas medidas pueden ser efectivas para prolongar y/o mejorar la calidad de vida y aliviar los síntomas de la enfermedad.
Como apreciará la persona experta, las condiciones para el tratamiento mediante la administración de agentes adecuados al SNC a través de nanopartículas como se define en el presente documento son muchas y variadas. Dichas condiciones son las definidas en la reivindicación 1.
Lo siguiente se presenta a modo de ejemplo y no debe interpretarse como una limitación del alcance de las reivindicaciones.
Ejemplos
Ejemplo 1 - Síntesis de nanopartículas
Las nanopartículas de oro que tienen una corona de ligandos de glucosa o ligandos de glutatión se sintetizaron esencialmente como se ha descrito anteriormente (22).
Brevemente, se usó el siguiente método general para producir nanopartículas con núcleos de oro metálico de aproximadamente 1,6 nm de diámetro, observando que las coronas del ligando aumentan los diámetros hidrodinámicos a aproximadamente 5 nm.
El ligando oxidado, ya sea glutatión (Fluka 49741) o beta-2-mercaptoetoxi-glucosa (sintetizado internamente), se disolvió en metanol:agua 9:1 y se añadió cloruro de oro III (Sigma-Aldrich, Poole, Reino Unido). Los ligandos orgánicos se usaron con cuatro veces de exceso molar en relación con el oro. La solución se mezcló entonces durante 5 minutos suavemente en un agitador de lecho plano. Las nanopartículas se produjeron por reducción después de la rápida adición de un exceso molar de 20 veces con respecto al oro, de borohidruro de sodio 1 M recién preparado (Sigma-Aldrich, Poole, Reino Unido) bajo agitación vigorosa. Las muestras se sometieron a vórtice durante un total de 30 s seguido de una mezcla suave adicional de 1 h en el agitador de lecho plano. Como las nanopartículas no son solubles en disolvente de metanol/agua, la purificación inicial se realizó mediante centrifugación en banco, eliminación de sobrenadante y dispersión del sedimento de nanopartículas en agua. Se logró una purificación adicional mediante 4 lavados con agua en dispositivos de centrifugación vivaspin de 10 kDa (GE Healthcare). La concentración de oro de todas las preparaciones de nanopartículas se determinó mediante un simple ensayo colorimétrico. Brevemente, se digirieron 10 pl de muestra de nanopartículas o 12 mg/ml de patrón oro (Fluka (Sigma-Aldrich, Poole, Reino Unido)) y los blancos se digirieron con 30 pl de agua:agua regia 50:50 en una placa ELISA durante 1 minuto, seguido de la adición de 150 pl de NaBr 2 M, y se midió inmediatamente la absorbancia a 405 nm, teniendo el ensayo una excelente linealidad en el rango de 0-10 pg.
Ejemplo 2 - Administración de nanopartículas a través de un modelo endotelial de barrera hematoencefálica a astrocitos
Los presentes inventores consideraron cómo se puede lograr la selectividad para el SNC. Dado que el endotelio cerebral tiene una serie de receptores y transportadores específicos que permiten la entrada de nutrientes en el cerebro, sus ligandos han sido explotados en intentos de desarrollar nanopartículas específicas del SNC (20). Por ejemplo, las nanopartículas recubiertas con ApoE (dirigido al receptor de LDL) o el anticuerpo OX26 (dirigido al receptor de transferrina) se han utilizado en la administración de fármacos en el SNC (16,17). Otra diana potencial es el receptor de glucosa (Glut-1), que se expresa selectivamente en el endotelio cerebral y también está presente en los astrocitos (21).
En este estudio nos centramos en las nanopartículas que pueden atravesar el endotelio cerebral y entrar en los astrocitos subyacentes. Hemos utilizado un modelo in vitro para examinar el potencial de las nanopartículas de oro recubiertas de glucosa para hacerlo. Las nanopartículas tienen un núcleo de oro de 2 nm y un recubrimiento superficial de 5 nm (22), un tamaño que es considerablemente más pequeño que el utilizado en estudios relacionados (16). Estas nanopartículas fueron elegidas para mejorar el direccionamiento al endotelio cerebral y los astrocitos y para minimizar la captación endosómica.
Para investigar la distribución de nanopartículas de oro en células in vitro, hemos utilizado MET para proporcionar información cuantitativa sobre la localización de las nanopartículas en diferentes compartimentos subcelulares. Nuestro estudio compara el endotelio cerebral con endotelios de otros tejidos (médula ósea y arteria coronaria) para establecer si las nanopartículas recubiertas de glucosa son selectivas para el SNC.
También hemos investigado la velocidad de transporte a través del endotelio cerebral y hacia los astrocitos utilizando un modelo desarrollado recientemente de la barrera hematoencefálica, en el que los astrocitos humanos se cultivan en un gel de colágeno tridimensional (3D), debajo de una monocapa de endotelio cerebral humano. El modelo se basa en un sistema de cultivo de células gliales de rata 3D desarrollado en nuestros laboratorios (23, 24), que se ha modificado utilizando astrocitos humanos primarios y una línea celular endotelial cerebral hCMEC/D3 (25). Todas las células utilizadas en esta investigación son de origen humano.
Materiales y métodos
Cultivos de células endoteliales
El endotelio primario de microvasos del cerebro humano se obtuvo de la resección quirúrgica, realizada para tratar la epilepsia, con el consentimiento informado del paciente. Las células se aislaron de un área pequeña de tejido no afectado en la punta del lóbulo temporal, por digestión con colagenasa/dispasa y aislamiento en BSA y gradientes de percoll como se ha descrito previamente (26). Las células se cultivaron (pase-1) en matraces recubiertos de colágeno o insertos de cultivo de tejidos (Costar) en medio EBM-2 MV (Lonza) suplementado con suero bovino fetal al 2,5 %, hidrocortisona, VEGF, factor de crecimiento epidérmico (EGF), factor de crecimiento similar a la insulina I (IGF-I), factor de crecimiento de fibroblastos humanos (FGF), ácido ascórbico y sulfato de gentamicina según la formulación del fabricante (Lonza) y penicilina/estreptomicina (Invitrogen).
La línea celular endotelial de microvasos cerebrales humanos hCMEC/D3 (25) en el paso 24-30 y las células endoteliales de arterias coronarias humanas primarias (hCAEC, Lonza; N.° Cat. CC-2585) se cultivaron en medio EBM-2. La línea celular endotelial de médula ósea humana BMEC (27) se cultivó en DMEM (Sigma) suplementado con suero bovino fetal al 10% y penicilina/estreptomicina al 1 % (Invitrogen). Todas las células endoteliales se cultivaron a 37 °C en una atmósfera humidificada que contenía el 5 % de CO2 , a menos que se indique lo contrario.
Cultivos de astrocitos en gel de colágeno 3D y cocultivos de astrocitos/endotelios
Los geles de colágeno tridimensionales (3D) se colocaron en una placa precalentada de 24 pocillos, con 450 pl de mezcla de colágeno por pocillo. La mezcla contenía el 40 % de colágeno de cola de rata tipo I (5 mg/ml, disuelto en ácido acético al 0,6 %, First Link), el 40 % de agua, el 10 % de MEM concentrado 10 veces y el 10 % de suspensión de astrocitos humanos (1.2 x 106/ml paso 2-4). El gel se neutralizó con hidróxido de sodio inmediatamente antes de que se añadiera la suspensión celular. La gelificación duró ~10 min, a continuación se añadió medio de astrocitos (Sciencell) sobre el gel. Los geles se cultivaron durante 3 días antes de que se aplicaran las nanopartículas. En algunos casos, los geles de astrocitos se comprimieron usando absorbentes (TAP Biosystems) hasta aproximadamente el 10 % de su volumen original, antes de su uso.
Para los cocultivos de células endoteliales/astrocitos, los geles que contienen astrocitos se comprimieron durante 15 minutos después de 2 horas de incubación y a continuación se cultivaron durante 24 horas en medio de astrocitos antes de recubrirlos con células hCMEC/D3 a una densidad celular de 50.000 células/cm2.
Estos cocultivos se incubaron durante 3 días en EBM-2, antes de aplicar las nanopartículas a la superficie apical en medios frescos durante 1, 3 u 8 horas.
Después de la incubación con nanopartículas, los geles se lavaron x3 en PBS y se fijaron en glutaraldehído al 2,5 % en tampón fosfato durante al menos 1 hora. Posteriormente se procesaron para la MET, como se describe a continuación para los insertos.
Ensayo de migración de nanopartículas de oro
Midatech Ltd. sintetizó nanopartículas de oro (núcleo de 2 nm) como se ha descrito anteriormente (22). En este estudio utilizamos nanopartículas recubiertas con glucosa o glutatión. Las nanopartículas recubiertas de glucosa tienen un diámetro de ~4 nm y una masa molecular media de ~27kDa.
Para los ensayos de transcitosis, se sembraron insertos recubiertos con colágeno de 12 pocillos (Corning Costar) con 40.000 células/pocillo y se incubaron durante 2 o 3 días para alcanzar la confluencia. Entonces se lavaron las células (HBSS) y se añadieron nanopartículas de oro (2 ng) al medio de cultivo fresco (0,5 ml) en la cámara superior. Las células se incubaron durante 0-22 horas a 37 °C. Las células se lavaron tres veces en PBS frío para eliminar las nanopartículas sueltas en la superficie apical y a continuación se fijaron en glutaraldehído al 2,5 % en tampón fosfato durante al menos 1 hora.
Microscopía electrónica de transmisión (MET)
Se utilizó contraste con plata (45 min, Aurion, Reino Unido) para ayudar a visualizar las nanopartículas. La fijación posterior se llevó a cabo con tetróxido de osmio al 1 % (p/v) en tampón fosfato durante 1 hora y a continuación los filtros se lavaron en tampón fosfato durante 10 minutos. Los filtros se sacaron del inserto y se cortaron aleatoriamente en 2 segmentos de 3-5 mm x 2 mm. Estos segmentos fueron deshidratados progresivamente en etanol al 30-100 % y finalmente embebidos en Epon. El seccionamiento ultradelgado se realizó con un cuchillo de diamante Diatome que produce secciones de 70-80 nm de espesor, que a continuación se cargaron en rejillas de cobre recubiertas con Pioloform. Las rejillas se contratiñeron con acetato de uranilo durante 35 minutos, se lavaron tres veces, se sumergieron en citrato de plomo durante 7 minutos y se lavaron tres veces.
Muestreo y análisis estadístico de los datos de MET
Para elegir datos representativos, se utilizó un método de muestreo sistemático. Se tomaron veinticinco imágenes de cada sección a intervalos regulares, es decir, cada cuarto campo microscópico. Si no había una célula en el cuarto campo o si el campo contenía una célula apoptótica, la etapa avanzó hasta que se descubrió una célula viable. Después de esto, cada imagen se analizó por separado contando las nanopartículas observadas que se asignaron en seis categorías (membrana superior, membrana inferior, vesicular, intracitoplasmática, nuclear, de unión). En la categoría vesicular, incluimos todas las nanopartículas encontradas en compartimentos asociados a la membrana, excluidas las mitocondrias. La longitud de la membrana visible en cada imagen (membrana superior o inferior) se midió utilizando el software Image-J versión 1.43. Los puntos de datos se basan en una medición de al menos 50 células de cada tratamiento experimental o punto de tiempo (2 réplicas técnicas con 25 imágenes por réplica). Cada experimento se realizó 2-4 veces y las figuras muestran datos de un experimento representativo. Los datos se expresan como nanopartículas por micrómetro de membrana plasmática o nanopartículas/célula, según corresponda. Téngase en cuenta que las cifras en los gráficos se refieren a una sección de la célula de 80 nm de espesor, y las estimaciones de la cantidad total de nanopartículas/célula se realizan mediante un cálculo basado en el área de las monocapas y la cantidad de celdas.
Para evaluar los astrocitos en geles 3D, se tomaron imágenes de todos los astrocitos en cada sección; el área de cada célula y núcleo se midió usando Image-J y las nanopartículas se contaron y asignaron a categorías, como se ha indicado anteriormente.
Para los astrocitos en cocultivo con células hCMEC/D3 en geles 3D, en cada sección evaluada del gel, se contaron todos los astrocitos, con un tamaño de muestra mínimo de 50 células que contienen nanopartículas (>240 células). También se midió la distancia de cada astrocito desde la membrana basal del endotelio.
Resultados
Para determinar si las nanopartículas recubiertas de glucosa pueden atravesar el endotelio del cerebro humano, las nanopartículas se aplicaron a la superficie apical de las monocapas de células endoteliales. Las células se examinaron mediante MET contrastada con plata después del cultivo durante 0-22 horas. Los experimentos iniciales se llevaron a cabo con endotelio cerebral humano primario (pase-1) o la línea celular endotelial cerebral hCMEC/D3. Los resultados mostraron que a las 3-8 h, se localizaron grandes cantidades de nanopartículas entre la membrana plasmática basal y la matriz de colágeno en la membrana de soporte (Figura 1). En este momento, las nanopartículas también estaban presentes en el citosol, pero había muy pocas partículas en las vesículas o el núcleo o en las uniones intercelulares. La presencia de nanopartículas en el citosol y su ausencia en las uniones intercelulares sugería que las células estaban cruzando directamente por transcitosis y que no estaban llegando a la membrana basal por movimiento paracelular.
Para determinar la velocidad de transporte en endotelios de diferentes tejidos, comparamos los dos endotelios cerebrales con el endotelio de la arteria coronaria primaria y una línea celular endotelial de médula ósea BMEC (inmortalizada de manera similar a las células hCMEC/D3). La velocidad a la que las nanopartículas cruzan el endotelio se determinó contando el número de nanopartículas ubicadas debajo de la membrana plasmática basal. La transcitosis de la línea celular endotelial cerebral y el endotelio cerebral primario fue aproximadamente lineal durante 8 horas (Figura 2a). Además, la transferencia a través de las dos líneas endoteliales del cerebro fue considerablemente más rápida que a través de las dos líneas celulares no cerebrales (Figura 2e).
Como control adicional, utilizamos un tipo de célula no endotelial, fibroblastos humanos, en el que se midió la velocidad de movimiento de las nanopartículas durante 5 h, utilizando la misma configuración experimental que anteriormente. La tasa de transferencia a la membrana inferior de los fibroblastos fue <3 % de la tasa de transferencia a través del endotelio cerebral primario.
Para estimar el porcentaje de nanopartículas aplicadas que cruzan el endotelio, contamos todas las nanopartículas asociadas a células en tiras a través de dos filtros de células hCMEC/D3 (>18.000 NP) y calculamos que serían detectables 7 x 109 nanopartículas en toda el área del filtro. Estimamos que se aplicaron 4,4 x 1010 nanopartículas a cada filtro (2 ng), por lo tanto, esto representa ~16 % de las nanopartículas aplicadas. Cabe señalar que esta es una cifra mínima, ya que no tiene en cuenta las pérdidas dentro del sistema o la falta de detección de algunas de las nanopartículas por MET. Las monocapas confluentes de células hCMEC/D3 en estos filtros suelen contener ~105 células, por lo que la absorción es >7 x 104 nanopartículas por célula.
En otros estudios que han utilizado nanopartículas in vivo o en endotelio cerebral in vitro, las partículas se han localizado predominantemente en vesículas (16-18). Sin embargo, estos estudios generalmente han utilizado nanopartículas mucho más grandes. Por lo tanto, realizamos un análisis más cuidadoso de la localización subcelular con el fin de comprender el mecanismo por el cual las nanopartículas cruzan el endotelio. Cuantificamos el número de partículas observadas en el citosol, las vesículas (es decir, los endosomas y cualquier otra estructura asociada a la membrana, excluidas las mitocondrias), el núcleo y las partículas asociadas con las membranas plasmáticas apicales y basales. Era notable que las nanopartículas solo se veían ocasionalmente en las uniones intercelulares (Figura 3a) o los núcleos celulares. A las 3-8 horas en todas las células endoteliales, la mayoría de las nanopartículas intracelulares se vieron en el citosol, con una proporción menor en las vesículas (Figura 3b). Observamos nanopartículas en vesículas de células hCMEC/D3 a las 22 h (datos no mostrados) pero en este momento, las partículas estaban en grupos y había menos en la membrana basal. Por lo tanto, en las primeras etapas (3-8 h), las nanopartículas parecían cruzar el endotelio por transcitosis no vesicular, pero en el último momento (22 h) se habían agregado y entonces se ubicaron en los endosomas.
Para investigar más a fondo cómo se movían las nanopartículas a través de las células, se llevaron a cabo experimentos durante 3 horas usando células hCMEC/D3 en presencia de antibióticos que interfieren con la endocitosis y/o el transporte vesicular: citocalasina-B (transporte de glucosa), clorpromazina (vesículas recubiertas de clatrina), nocodazol (microtúbulos), citocalasina-D (microfilamentos) y nistatina (caveolas y balsas lipídicas). En teoría, si las nanopartículas son transportadas por un sistema celular particular, entonces el tratamiento con antibióticos debería bloquear la transcitosis. (Los experimentos preliminares confirmaron que las dosis de antibiótico utilizadas no eran tóxicas para las células durante hasta 5 h.) Los resultados mostraron que a las 3 h ninguno de los tratamientos redujo la tasa de transcitosis de nanopartículas (Figura 4). Por lo tanto, un posible mecanismo para el transporte de nanopartículas a través de la membrana plasmática es por difusión pasiva. Si esto es correcto, estaría de acuerdo con la observación de que estas nanopartículas cruzan a través del citosol, en lugar de hacerlo por vesículas.
Dado que las membranas plasmáticas apicales y basales limitan la difusión libre de moléculas hidrófilas, razonamos que cambiar la fluidez de la membrana podría afectar la tasa de transcitosis. Para determinar si la fluidez de la membrana podría afectar la tasa de transcitosis, comparamos las células a 37 °C y 30 °C, una temperatura que reduce la fluidez (Figura 5). A 30 °C, la transcitosis fue <20 % de la tasa a 37 °C. Si bien este resultado es indicativo, no es concluyente porque la temperatura reducida también podría afectar otros procesos metabólicos relevantes. Curiosamente, la distribución intracelular de nanopartículas entre compartimentos subcelulares no se modificó a la temperatura más baja, lo que sugiere un proceso pasivo. También es notable que la reducción de la temperatura provoca una disminución muy sustancial de la transcitosis (membrana inferior), presumiblemente porque las nanopartículas deben cruzar dos membranas plasmáticas.
La razón original para el uso de nanopartículas recubiertas de glucosa era que podían ser transportadas por el transportador Glut-1. Sin embargo, el fracaso para bloquear la captación con citocalasina B (Figura 4) sugería que el transporte activo a través de este receptor no estaba teniendo lugar. Para investigar el papel del recubrimiento, comparamos la tasa de transcitosis de nanopartículas de 4 nm recubiertas de glucosa y recubiertas de glutatión a través de células hCMEC/D3 (Figura 6). Como control adicional para la dependencia del tamaño, también se probaron nanopartículas de oro coloidal de 30 nm. Las partículas recubiertas de glucosa se transcitan más eficazmente que las nanopartículas recubiertas de glutatión y ambas nanopartículas de 4 nm fueron más efectivas que las nanopartículas coloidales de 30 nm. Este resultado sugiere que las características de la nanopartícula, incluido su tamaño, ligando y carga, contribuyen a la efectividad de la transferencia.
El objetivo final del proyecto era determinar si las nanopartículas podrían actuar como portadores a través de la barrera hematoencefálica y las células gliales diana. En los experimentos iniciales, notamos que las nanopartículas se acumulaban entre la membrana plasmática basal del endotelio y la membrana del inserto. Además, también se vio moverse las nanopartículas a través de los poros (220 nm) en los filtros (véase Figura 3a), lo que indica que podrían ser liberadas por el endotelio y potencialmente ingresar a los espacios intersticiales.
Para evaluar el potencial de las nanopartículas para dirigirse a las células gliales, utilizamos un nuevo sistema de cocultivo, en el que los astrocitos humanos se cultivaron en un gel de colágeno 3D, recubierto con una monocapa de endotelio cerebral (hCMEC/D3). Los experimentos preliminares (MET) confirmaron que las nanopartículas podrían pasar libremente a través de la matriz de gel e ingresar a los astrocitos (Figura 7a). Las nanopartículas se aplicaron entonces en el endotelio en cocultivo y se midió la velocidad de acumulación en los astrocitos durante 1-8 horas. Se hicieron observaciones a partir de un número suficiente de células, para incluir al menos 50 astrocitos que contienen nanopartículas (Figura 7b). Durante el transcurso de un periodo de 8 horas hubo un aumento progresivo en el porcentaje de astrocitos con nanopartículas detectables (Tabla 1).
Tabla 1. Acumulación de nano artículas en astrocitos en cocultivo
Figure imgf000013_0001
Dentro de la matriz de gel 3D, los astrocitos que contienen nanopartículas se ubican a diferentes profundidades de la monocapa endotelial y fue posible detectar la propagación de nanopartículas a astrocitos más profundos durante 1-3 horas, aunque el número de partículas detectadas por célula fue similar en todo momento (Tabla 1). El espesor de los geles comprimidos es de 40-60 pm. Por lo tanto, la observación de que la distancia media de las nanopartículas desde el endotelio a las 3 horas fue de 16,7 pm, sugiere que las nanopartículas pueden penetrar toda la profundidad del gel en este momento. Dado que estas observaciones, basadas en secciones de 80 nm de espesor, detectaron un promedio de 3,75 nanopartículas/célula a las 8 horas, inferimos que un solo astrocito, que puede tener hasta 80 pm de profundidad, podría contener varios cientos de nanopartículas.
Discusión
La administración dirigida de medicamentos a las células del SNC es un obstáculo importante en el tratamiento de muchas enfermedades. Las nanopartículas de oro tienen un potencial considerable como portadores de agentes terapéuticos a través de la barrera hematoencefálica, ya que no son inmunogénicas y las nanopartículas más pequeñas (3-5 nm) no son citotóxicas, excepto a altas dosis (27,28,29). En el presente documento mostramos que las nanopartículas de oro recubiertas de glucosa de 4 nm pueden atravesar el endotelio cerebral sin daño detectable en las células endoteliales (33).
En este estudio, se seleccionaron nanopartículas recubiertas de glucosa debido a su potencial para unirse al receptor de glucosa, Glut-1, en el endotelio cerebral y los astrocitos. El hallazgo, que estas nanopartículas fueron transportadas selectivamente por el endotelio cerebral (Figura 2), inicialmente respaldó la opinión de que la captación o la transcitosis dependían del ligando. Sin embargo, la transcitosis no fue bloqueada por antibióticos que interfieren con el transporte (Figura 4), y la alteración de la concentración de glucosa en el medio tampoco tuvo efecto sobre la transcitosis (datos no mostrados). Por lo tanto, parece que la transcitosis no depende del sistema transportador de glucosa, y la configuración física del recubrimiento de glucosa hace que sea poco probable que pueda comprometer el receptor glut-1. Como alternativa, es posible que la unión inicial al endotelio dependa de las propiedades biofísicas de las nanopartículas y las células. A este respecto, se sabe que el glicocalix del endotelio cerebral está muy sialilado y es muy diferente del endotelio en otros tejidos (30), lo que podría explicar la absorción selectiva por el endotelio cerebral. Es probable que el tamaño y la composición de las nanopartículas también sean importantes. Encontramos que las nanopartículas de 30 nm y las nanopartículas de oro recubiertas con glutatión de 4 nm eran significativamente menos eficientes a la hora de cruzar el endotelio (Figura 6).
Otros estudios han indicado que la transcitosis de nanopartículas es un proceso activo debido a la disminución de la absorción de nanopartículas en las células a 4 °C (31). De hecho, en un experimento (datos no mostrados) también encontramos que no se produjo transcitosis a 4 °C. Sin embargo, estos estudios no tomaron en consideración la fluidez de la membrana plasmática que proponemos podría ser un factor crítico que controla el movimiento transmembrana de pequeñas nanopartículas.
Puesto que estábamos usando un cultivo in vitro estático, consideramos la posibilidad de que se tuviera en cuenta la difusión alrededor del borde del pocillo o la sedimentación. Sin embargo, en el caso de nanopartículas de oro de pequeño tamaño, por debajo de 15 nm, estos efectos son insignificantes y no deberían afectar el mecanismo de transporte (32). La ausencia de nanopartículas en las uniones intercelulares también confirma que no utilizan una vía paracelular a través del endotelio.
En los cocultivos no podemos refutar por completo la idea de la difusión pasiva de nanopartículas en el gel alrededor de los bordes de los cultivos. Sin embargo, a medida que el número de nanopartículas aumenta sustancialmente con la distancia recorrida desde la monocapa endotelial durante 1-3 horas (Tabla 1), esto se explica más fácilmente por el movimiento de las nanopartículas desde la lámina basal del endotelio hacia la matriz de gel y desde allí hacia los astrocitos.
La localización de nanopartículas proporcionó los datos más interesantes. Era notable que las nanopartículas rara vez se veían en los núcleos del endotelio, pero eran comunes en los núcleos de los astrocitos, ya sea en cultivos unicelulares o en cocultivos (Figura 7). Es posible que los cambios en el recubrimiento de la superficie de las nanopartículas se produzcan durante el período prolongado del cocultivo, o cuando las partículas cruzan el endotelio, lo que significa que posteriormente tienden a localizarse en el núcleo de los astrocitos. Actualmente, la razón de esta diferencia en la localización subcelular es oscura. Independientemente del mecanismo, es importante que las nanopartículas no queden atrapadas en el endotelio, si se van a utilizar para administrar una carga terapéutica a las células del SNC.
El número de nanopartículas transcitosadas también es una consideración importante. Nuestros cálculos sugieren que >70.000 nanopartículas cruzan cada célula endotelial y se acumulan varios cientos en cada astrocito. Por lo tanto, tienen el potencial de llevar una dosis efectiva de un agente tóxico, un agonista del receptor o un gen a las células diana, si se puede hacer que el proceso ocurra a un nivel similar in vivo. En resumen, las nanopartículas de oro recubiertas de glucosa de 4 nm son selectivas para el endotelio cerebral y tienen un gran potencial para la administración de agentes terapéuticos a las células objetivo en el SNC.
Ejemplo 3 - Administración de agentes al SNC
Los agentes, que incluyen fármacos de moléculas pequeñas, marcadores y/o agentes biológicos tales como péptidos o ácidos nucleicos, se pueden acoplar a las nanopartículas como se define en el presente documento utilizando esencialmente cualquier técnica adecuada. Los agentes pueden estar unidos covalentemente al núcleo de la nanopartícula o pueden formar una interacción de unión con la corona de la nanopartícula. En particular, un marcador, por ejemplo, un agente de contraste de MRI, como un lantánido, puede estar complejado por grupos de carbohidratos presentes como ligandos unidos al núcleo de nanopartículas (véase, por ejemplo, el Ejemplo 3 del documento WO 2004/108165). Alternativa o adicionalmente, uno o más péptidos o proteínas (incluidas, por ejemplo, citocinas, anticuerpos o neuropéptidos) pueden unirse de forma no covalente a la corona de la nanopartícula (véase, por ejemplo, el Ejemplo 3 del documento WO 2011/154711). Alternativa o adicionalmente, un ácido nucleico como un ARNip o un segmento de ADN o ARN puede unirse covalentemente al núcleo de la nanopartícula a través de la derivación de tiol del ácido nucleico en el extremo 3' o 5' de la cadena de ácido nucleico (ver, por ejemplo, documento WO 2005/116226, en particular sus ejemplos).
La administración de agentes al SNC utilizando nanopartículas como se define en el presente documento puede evaluarse utilizando un modelo de barrera hematoencefálica como se describe en detalle en el Ejemplo 2. En algunos casos, la evaluación de la administración con éxito del agente de interés a una célula del SNC, como un astrocito, puede implicar identificar físicamente la presencia del agente (opcionalmente junto con la nanopartícula) en la célula diana y/o realizar un ensayo funcional del efecto de dicho agente en la célula diana. A modo de ejemplo, cuando el agente comprende ARNip que se dirige a un gen específico, un ensayo funcional adecuado puede comprender la evaluación de la expresión de dicho gen en la célula diana del SNC. Preferiblemente, uno o más controles tales como nanopartículas en ausencia del agente y/o agente en ausencia de las nanopartículas entrarán en contacto con el sistema modelo de barrera hematoencefálica, proporcionando así una referencia contra la cual se evalúa la presencia y/o efecto de la nanopartícula que tiene una carga del agente de elección.
Ejemplo 4 - Recubrimientos de nanopartículas y transferencia a través del endotelio cerebral
El presente estudio se propuso investigar los siguientes objetivos:
• Determinar si las nanopartículas de oro con diversos recubrimientos superficiales cruzan el endotelio del cerebro humano.
• Determinar si el transporte puede ser selectivo para el endotelio cerebral.
• Investigar posibles mecanismos de transferencia y optimizar el sistema de administración.
• Determinar si las nanopartículas pueden dirigirse a las células gliales después de la transferencia a través del endotelio.
Con este fin, las nanopartículas que tienen una corona que comprende una o más de las siguientes especies de ligando se sintetizaron esencialmente como se describe en el Ejemplo 1:
• Glucosa C2
• Glucosa C5
• Glucosa C11
• Maltosa
• Lactosa
• Galactosa
• Galactosamina
• Glutatión
Se descubrió que la velocidad de transferencia de nanopartículas varía según la composición de la corona de nanopartículas (es decir, el recubrimiento) y se observó variación entre lotes de nanopartículas (véase Figura 8). En particular, el número de nanopartículas detectadas debajo de la membrana basal a las 8 horas se representa gráficamente para cada especie de ligando de nanopartículas como porcentaje del control designado C2-glucosa-1 (es decir, un primer lote de nanopartículas que tiene una corona de ligando de glucosa con un conector C2). Está claro que la glucosa C11 y un tercer lote de glucosa (C2-glucosa-3) exhiben una velocidad de transferencia mayor que la de control.
También se descubrió que las NP de galactosamina (es decir, las nanopartículas que tienen una corona de ligandos de galactosamina) se unen fuertemente a los filtros como se muestra en la Figura 9.
La medición de la transferencia transendotelial total de nanopartículas de glucosa C2 se representa en la Figura 10 (analizado por espectroscopía). Los valores se muestran en la siguiente tabla:
Figure imgf000015_0001
A continuación se investigó el efecto del glicocalix sobre el transporte de nanopartículas. La eliminación del glicocalix se logró sometiendo las células de entotelio a un pretratamiento enzimático con heparina, condroitinasa o neuraminidasa y a continuación midiendo el número de nanopartículas detectadas por micrómetro en la membrana basal 8 horas después de la aplicación de las nanopartículas (véase Figura 11). Es evidente que la eliminación del glicocalix inhibe el transporte de las nanopartículas, y el efecto del pretratamiento con condroitinasa es estadísticamente significativo (véase ***).
La Figura 12 muestra nanopartículas recubiertas de insulina (8 insulinas y zinc) captadas por las células hCMEC/D3. Se aplicaron 2 ng/cm2 de nanopartículas durante 3 horas. Se descubrió que las nanopartículas recubiertas de insulina se transfieren rápidamente a través de las células hCMEC/D3, principalmente por vesículas (véase Figuras 13 y 14A y 14B).
Se investigó la localización de nanopartículas de glucosa C2 en astrocitos. La Figura 15A muestra el porcentaje de astrocitos positivos con nanopartículas a las 1, 3 y 8 horas. La Figura 15B muestra la distancia promedio de las nanopartículas desde el endotelio en micrómetros (la distancia máxima se muestra en la Figura del recuadro) a las 1, 3 y 8 horas.
La absorción de nanopartículas de oro para diversas composiciones corona de nanopartículas (recubrimientos de glucosa C2, insulina o galactosamina) se investigó en cultivo de astrocitos 2D y astrocitos cocultivados en 3D (véase Figuras 16A y 16B, respectivamente). Se muestra la absorción en el citosol, las vesículas y el núcleo, medida en nanopartículas por célula.
La Figura 17 muestra la ubicación de las nanopartículas en los filtros (borde o centro) para el endotelio y los astrocitos. El número de nanopartículas tanto en el endotelio como en los astrocitos fue mayor en el centro de los filtros que en los bordes, pero esta diferencia no fue estadísticamente significativa (p > 0,05).
La Figura 18 muestra resultados que investigan nanopartículas en cocultivo de astrocitos/D3. A) Porcentaje de astrocitos positivos para nanopartículas a las 1, 3 y 8 horas. B) Distancia de las nanopartículas encontradas del endotelio en micrómetros a las 1, 3 y 8 horas. C) Número de nanopartículas por célula a las 1, 3 y 8 horas. El número de células observadas en la microscopía electrónica de transmisión (m Et ) a las 1, 3 y 8 horas se muestra en el recuadro de la Figura 18.
La Figura 19 muestra resultados que investigan la evolución temporal de la absorción de NP de glucosa. A) Partículas por célula en la membrana superior a lo largo del tiempo. B) Partículas por célula en la región intracelular a lo largo del tiempo. C) Partículas por célula en la membrana inferior a lo largo del tiempo. D) Partículas por célula en las vesículas a lo largo del tiempo.
Se llevó a cabo una investigación sobre el posible efecto de la densidad endotelial en la transferencia de nanopartículas. Como se muestra en las Figuras 20A y 20B, la densidad endotelial no afecta la transferencia de nanopartículas.
Conclusiones
Se descubrió que las nanopartículas recubiertas de glucosa eran selectivas para el endotelio cerebral. Hasta 70.000 nanopartículas cruzan cada célula endotelial en un período de 8 horas. Las nanopartículas se mueven a 10-20 pm por hora, con más de 400 nanopartículas que alcanzan cada astrocito.
Las nanopartículas de galactosamina y glutatión también cruzan de manera eficiente. El movimiento de las NP recubiertas con glucosa se produce principalmente a través del citosol. La eliminación de glucocalix o la reducción de la temperatura reducen la transferencia citosólica.
Las NP recubiertas de insulina parecen usar una transcitosis vesicular rápida a través del endotelio. También pueden ser absorbidas por los astrocitos. Sin desear limitarse a ninguna teoría en particular, los presentes inventores contemplan que la capacidad de administrar insulina al SNC a través de nanopartículas, como se describe en este documento, tendrá un potencial médico significativo debido a que se puede reducir o prevenir la evitación de hipoglucemia no deseada (por ejemplo, debido a los efectos periféricos de la insulina).
Referencias
1. Wolburg H, Lippoldt A, (2001) Tight junctions of the blood-brain barrier: development, composition and regulation. Vase. Pharm. 38: 323-337.
2. Sarkadi B, Homolya L, Szakacs G, Varadi A (2006) Human multi-drug resistance ABCB and ABCG transporters: Participation in a chemoimmunity defence system. Physiol Rev 86: 1179-1236.
3. anfredsson FP and andel RJ (2010) Development of gene therapy for neurological disorders. Discovery Medicine 9: 204-211.
4. Baker D and Hankey DJ (2003) Gene therapy in autoimmune demyelinating diseases of the central nervous system. Gene therapy 10: 844-853.
5. Sloane E et al. (2009) Anti-inflammatory cytokine gene therapy decreases sensory and motor dysfunction in experimental Multiple Sclerosis. Brain Behav Immun. 23: 92-100.
6. Deverman BE and Patterson PH (2012) Exogenous Leukemia Inhibitory Factor Stimulates Oligodendrocyte Progenitor Cell Proliferation and Enhances Hippocampal Remyelination. J. Neurosci 32: 2100-2109.
7. Patel T et al (2012) Polymeric nanoparticles for drug delivery to the central nervous system. Advanced. Drug Delivery Revs 64: 701 - 705.
8. Kanwar et al. (2012) Nanoparticles in the treatment and diagnosis of neurological disorders: untamed dragon with the fire power to heal. Nanomedicine: nanotechnology, Biology and Medicine 8: 399- 414.
9. Sonavane G, Tomoda K, Makino K (2008) Biodistribution of colloidal gold nanoparticles after intravenous administration: Effect of particle size. Colloids and Surfaces Biointerfaces 66: 274 - 280.
10. Chen YS, Hung YC, Liau I, Huang S (2009) Assessment of the In Vivo Toxicity of Gold Nanoparticles. Nanoscale Res Lett 4:858-864.
11. Etame, AB, Smith CA, Chan WCW, Rutka JT (2011) Design and potential application of PEGylated gold nanoparticles with size-dependent permeation through brain microvasculature. Nanomedicine: NBM 7:992-1000 12. Gao HJ, Shi WD, Freund LB (2005). Mechanics of receptor-mediated endocytosis. Proc Natl Acad Sci U S A 102: 9469-9474.
13. Zhang S, Li J, Lukotrafitis G, Bao G, Suresh S (2009) Size-dependent endocytosis of nanoparticles. Adv. Mater. 21: 419-424.
14. Shan Y, Ma S, Nie L, Shang X, Hao X, Tang Z, Wang H (2011). Size-dependent endocytosis of single gold nanoparticles. Chem Commun 47: 8091-8093.
15. Alkilany AM, Murphy CJ (2010) Toxicity and cellular uptake of gold nanoparticles: what we have learned so far? J Nanopart Res 12: 2313-2333
16. Zensi A, Begley D, Pontikis C, Legros C, Mihoreanu L, Buchel C, Kreuter J (2010) Human serum albumin nanoparticles modified with apolipoprotein A-I cross the blood-brain barrier and enter the rodent brain. Journal of Drug Targeting 10: 842-848.
17. Chen L, Yokel RA, Hennig B, Toborek M (2008) Manufactured aluminium oxide nanoparticles decrease expression of tight junction proteins in brain vasculature. J Neuroimmune Pharmacol 3: 286 - 295.
18. Georgieva JV et al. (2011) Surface characteristics of nanoparticles determine their intracellular fate in processing by human blood-brain barrier endothelial cells in vitro. Molecular Therapy 19: 318-325.
19. Chithrani BD, Ghazani AA, Chan WC (2006) Determining the size and shape dependence of gold nanoparticles uptake by mammalian cells. Nano Lett 6: 662-668.
20. Wang YY et al (2009) Receptor mediated therapeutic transport across the blood brain barrier. Immunotherapy, Vol. 1, No. 6: 983- 993.
21. Morgello S et al (1995) The human blood brain barrier transporter (GLUT1) is a glucose transporter of gray matter astrocytes. Glia 14: 43-54.
22. Lund T, Callaghan MF, Williams P, Turmaine M, Bachmann C, Rademacher T, Roitt IM, Bayford R (2011) The influence of ligand organization on the rate of uptake of gold nanoparticles by colorectal cancer cells. Biomaterials 32: 9776-9784.
23. East E, Golding JP Phillips JB (2009) A versatile 3D culture model facilitates monitoring of astrocytes undergoing reactive gliosis. J Tissue Eng. Regen. Med. 8: 634-646.
24. East E, Golding JP, Phillips JB (2012) Engineering an integrated cellular interface in three-Dimensional hydrogel cultures permits monitoring of reciprocal astrocyte and neuronal responses. Tissue Eng Part C Methods. Epub ahead of print PMID: 22235832.
25. Weksler BB, Subileau EA, Perriere N, Charneau P, Holloway K, Leveque M, Tricoire-Leigne1H,. Nicotra A, Bourdoulous S, Turo ski P, Male DK, Roux F, Greenwood J, Romero IA, Couraud P-0 (2005) Blood brain barrier specific properties of a human adult brain endothelial cell line, Faseb J. 19: 1872-1874.
26. Male DK (1995) Brain Endothelium. En "Neural Cell Culture" Edited Cohen and Wilkin, para The Practical Approach Series, IRL Press, Oxford, UK. 27. de la Fuente JM, Berry CC (2005) Tat peptide as an efficient molecule to translocate gold nanoparticles into the cell nucleus. Bioconjug Chem.16: 1176-80.
28. Male KB, Lachance B, Hrapovic S, Sunahara G, Luong JH (2008) Assessment of cytotoxicity of quantum dots and gold nanoparticles using cell-based impedance spectroscopy. Anal Chem. 80:5487-93.
29. Gannon CJ, Patra CR, Bhattacharya R, Mukherjee P, Curley SA (2008) Intracellular gold nanoparticles enhance non-invasive radiofrequency thermal destruction of human gastrointestinal cancer cells. J. Nanobiotechnology 6:2.
30. Santos WLC, Rahman J, Klein N and Male DK (1996) Control of lymphocyte adhesion to brain endothelium: ICAM-1, VCAM-1 and negative charge. J. Neuroimmunol, 66, 125-134
31. Gu YJ, Cheng J, Lin CC, Lam YW, Cheng SH, Wong WT (2009) Nuclear penetration of surface functionalized gold nanoparticles. Toxicol Appl Pharmacol. 237:196-204.
32. Cho EC, Zhang Q, Xia Y (2011) The effect of sedimentation and diffusion on cellular uptake of gold nanoparticles. Nat Nanotechnol. 6:385-91.
33. Gromnicova R, et al. (2013) Glucose-Coated Gold Nanoparticles Transfer across Human Brain Endothelium and Enter Astrocytes In Vitro. PLoS ONE 8(12): e81043, pp. 1-10.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Una composición de nanopartículas que comprende:
(a) una nanopartícula que comprende:
(i) un núcleo que comprende un metal y/o un semiconductor, en donde el diámetro del núcleo está en el intervalo de 1 nm a 5 nm;
(ii) una corona que comprende una pluralidad de ligandos unidos covalentemente al núcleo a través de un conector que comprende un grupo alquilo C2-C15 y/o uno glicol C2-C15, en donde dichos ligandos comprenden un carbohidrato; y
(b) al menos un agente unido covalentemente a dicho núcleo, agente que exhibe al menos un efecto terapéutico contra una afección del sistema nervioso central (SNC),
siendo dicha composición de nanopartículas para usar en un método de tratamiento de dicha afección del SNC en un sujeto mamífero, en donde el agente se administra a los astrocitos del SNC por asociación con dicha nanopartícula, y en donde dicha afección del SNC se selecciona del grupo que consiste en: un tumor del SNC; una enfermedad neurodegenerativa; ictus; un trastorno neurológico; una infección del SNC; un trastorno inmune del SNC; un trastorno psiquiátrico; una anomalía genética que afecta el SNC; y una lesión cerebral traumática.
2. La composición de nanopartículas para su uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición sirve para su uso en el tratamiento de un astrocitoma.
3. La composición de nanopartículas para su uso de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la composición se administra por una vía seleccionada del grupo que consiste en:
inyección o infusión intravenosa, intramuscular, intraperitoneal o subcutánea;
enteral
bucal;
sublabial;
sublingual
inhalación;
a través de una membrana mucosa;
urogenital;
rectal;
dérmica; e
intradérmica.
4. La composición de nanopartículas para su uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sujeto es un ser humano.
5. La composición de nanopartículas para su uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un agente se selecciona del grupo que consiste en: un fármaco de molécula pequeña, un ácido nucleico, un péptido y una proteína.
6. La composición de nanopartículas para su uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un agente se selecciona del grupo que consiste en: loprazolam, lormetazepam, temazepam; zaleplon, zolpidem, zopiclona; clometiazol; prometazina; melatonina; buspirona; clorhidrato de clorpromazina, haloperidol, perfenazina, maleato o mesilato de proclorperazina, clorhidrato de promazina, trifluoperazina; clozapina, olanzapina, quetiapina, risperidona, carbamazepina y valproato de sodio; clorhidrato de amitriptilina, clorhidrato de clomipramina, clorhidrato de imipramina; clorhidrato de mianserina; fenelzina, moclobemida; citalopram, fluoxetina, sertralina; agomelatina, flupentixol, triptófano, venlafaxina; atomoxetina, clorhidrato de metilfenidato, modafinilo; clorhidrato de ciclizina, clorpromazina, droperidol, maleato de proclorperazina, clorhidrato de metoclopramida, ondansetrón, palonosetrón, fosaprepitant, nabilona, diclorhidrato de betahistina; clorhidrato de nefopam; buprenorfina; clorhidrato de diamorfina, fentanilo, meptazinol, clorhidrato de tramadol; capsaicina; ácido tolfenámico, zolmitriptán, pizotifeno, clonidina; everolimus, temozolomida, carmustina; acetato de glatirámero y fingolimod.
7. La composición de nanopartículas para su uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un agente está unido covalentemente al núcleo de la nanopartícula a través de un conector.
8. La composición de nanopartículas para su uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la nanopartícula tiene asociada a ella 2 o más entidades de dicho agente.
9. La composición de nanopartículas para su uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un agente comprende 2 o más especies de agente diferentes.
10. La composición de nanopartículas para su uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los ligandos comprenden un carbohidrato que es un monosacárido o un disacárido.
11. La composición de nanopartículas para su uso de acuerdo con la reivindicación 10, en donde dicho carbohidrato comprende glucosa, alfa galactosa, manosa, fucosa, maltosa, lactosa, galactosamina y/o N-acetilglucosamina.
12. La composición de nanopartículas para su uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el diámetro de la nanopartícula que incluye sus ligandos está en el intervalo de 2 nm a 20 nm.
13. La composición de nanopartículas para su uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el núcleo de la nanopartícula comprende un metal seleccionado del grupo que consiste en: Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Fe, Co, Gd y Zn, o cualquiera combinación de los mismos.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201303787D0 (en) * 2013-03-04 2013-04-17 Midatech Ltd Nanoparticle peptide compositions
CN107106699A (zh) 2014-12-23 2017-08-29 Mida科技有限公司 纳米粒子及其在癌症治疗中的用途
GB201506112D0 (en) * 2015-04-10 2015-05-27 Midatech Ltd And Inst Nationale De La Sant� Et De Al Rech Medicale And University College Car Nanoparticle-based antigen specific immunotherapy
GB2541166A (en) * 2015-07-24 2017-02-15 Midatech Ltd Nanoparticle-based liver-targeting therapy and imaging
WO2017060916A1 (en) * 2015-10-09 2017-04-13 NOUSHAD Javed Md Metallic nanoparticle alone and/or in combination as novel agent for the treatment of uncontrolled electric conductance related disorders and/or seizure, epilepsy & convulsions.
KR101745796B1 (ko) * 2015-10-26 2017-06-09 동국대학교 산학협력단 전자기가 유도된 금속 나노입자를 이용한 신경세포로의 직접교차분화 리프로그래밍 방법
US10285934B1 (en) 2015-11-01 2019-05-14 Battelle Memorial Institute Administration of a drug through the blood brain barrier using stimuli-responsive nanoparticles
CN105796540A (zh) * 2016-03-18 2016-07-27 沈阳药科大学 托芬那酸在制备治疗亨廷顿氏症药物中的应用
US10188749B2 (en) 2016-04-14 2019-01-29 Fred Hutchinson Cancer Research Center Compositions and methods to program therapeutic cells using targeted nucleic acid nanocarriers
WO2017210666A2 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 Stemgenics, Inc. Functionalized nanoparticles for the intracellular delivery of biologically active molecules and methods for their manufacture and use
CA3049244A1 (en) 2017-01-05 2018-07-12 Fred Hutchinson Cancer Research Center Systems and methods to improve vaccine efficacy
GB201701745D0 (en) 2017-02-02 2017-03-22 Midatech Ltd Nanoparticle-based liver-targeting therapy and imaging
JP7355742B2 (ja) * 2018-01-18 2023-10-03 フレッド ハッチンソン キャンサー センター 細胞活性状態を調節することにより免疫細胞の炎症状態をインビボで変更すること
JP7372978B2 (ja) * 2019-01-16 2023-11-01 深▲セン▼深見医薬科技有限公司 銅ナノクラスター、チミンで修飾したヒアルロン酸及びポリ（銅ナノクラスター）、それらの製造方法、並びにそれらの応用
CN109939243B (zh) * 2019-01-16 2022-03-15 武汉广行科学研究有限公司 铜团簇、胸腺嘧啶修饰的透明质酸和多聚铜团簇、其制备方法和应用
CN111504961B (zh) * 2020-03-31 2023-05-02 南昌大学 一种基于谷胱甘肽金纳米簇的荧光植酸检测方法
EP4203975A4 (en) * 2020-11-27 2024-01-03 Shenzhen Profound View Pharmaceutical Technology Co., Ltd. GOLD CLUSTER, COMPOSITIONS AND METHODS FOR TREATING CEREBRAL ISCHEMIC STROKE
CN113209046B (zh) * 2021-05-08 2022-09-09 中国人民解放军陆军军医大学 一种CoSe@BSA纳米粒子药物组合物及其制备方法和应用

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0025414D0 (en) 2000-10-16 2000-11-29 Consejo Superior Investigacion Nanoparticles
GB0313259D0 (en) 2003-06-09 2003-07-16 Consejo Superior Investigacion Magnetic nanoparticles
ES2242528B1 (es) 2004-03-25 2006-12-01 Consejo Sup. Investig. Cientificas Nanoparticulas magneticas de metales nobles.
JP5398982B2 (ja) 2004-05-24 2014-01-29 ミダテック リミテッド Ｒｎａリガンドを含むナノ粒子
WO2006037979A2 (en) 2004-10-01 2006-04-13 Midatech Limited Nanoparticles comprising antigens and adjuvants and immunogenic structure
KR101306641B1 (ko) * 2005-03-21 2013-09-12 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 작용화된 자성 나노입자 및 이의 사용방법
US9034380B2 (en) 2005-08-04 2015-05-19 Midatech Ltd. Nanoparticles comprising antibacterial ligands
US7446096B2 (en) 2005-12-19 2008-11-04 Industrial Technology Research Institute Glutathione based delivery system
US8425915B2 (en) 2006-04-13 2013-04-23 Midatech Limited Nanoparticles for providing immune responses against infectious agents
US8343627B2 (en) * 2007-02-20 2013-01-01 Research Foundation Of State University Of New York Core-shell nanoparticles with multiple cores and a method for fabricating them
US20100034735A1 (en) * 2008-08-06 2010-02-11 Jie Chen Targeted nanoparticles for cancer diagnosis and treatment
US20100260686A1 (en) * 2009-04-09 2010-10-14 Washington, University Of Nanoparticles for brain tumor imaging
EP2305310A1 (en) 2009-09-25 2011-04-06 Asociación Centro de Investigación Cooperativa en Biomateriales - CIC biomaGUNE Gold -coated magnetic glyconanoparticles functionalised with proteins for use as diagnostic and therapeutic agents
US8568781B2 (en) 2010-06-10 2013-10-29 Midatech Limited Peptide-carrying nanoparticles
US8790704B2 (en) * 2010-06-10 2014-07-29 Monosol Rx, Llc Combination peptide-nanoparticles and delivery systems incorporating same
CN103209681B (zh) * 2010-06-10 2017-05-24 Mida科技有限公司 纳米颗粒薄膜递送系统
CN104606142A (zh) * 2010-11-26 2015-05-13 约翰内斯堡威特沃特斯兰德大学 用于治疗阿尔茨海默病的可植入头颅中的装置

Also Published As

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AU2014217594A1 (en) 2015-08-20

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