ES2932081T3 - Partículas porosas vacías para su uso en el tratamiento, la prevención y/o el retraso de la degeneración de enfermedades neurodegenerativas, neuronas y glía - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a partículas porosas vacías que tienen un diámetro entre 0,1 y 1000 μm, medido, por ejemplo, por SEM, para uso en el diagnóstico, prevención y/o postergación de enfermedades neurodegenerativas, o para prevención y/o postergación de la degeneración de neuronas y glía. . La invención también se refiere a un método para identificar biomarcadores para uso en diagnóstico. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Partículas porosas vacías para su uso en el tratamiento, la prevención y/o el retraso de la degeneración de enfermedades neurodegenerativas, neuronas y glía
Campo de la invención
La presente invención se refiere a partículas porosas vacías que tienen un diámetro de entre 0,1 y 1000 pm, tal como se mide mediante SEM, para su uso en la prevención y/o el retraso de enfermedades neurodegenerativas, o para la prevención y/o el retraso de la degeneración de neuronas y glía.
Antecedentes de la invención y técnica anterior
La formación de agregados anómalos de proteínas son factores clave en enfermedades neurodegenerativas (NDD), tales como la enfermedad de Alzheimer (AD), la enfermedad de Parkinson (PD), la enfermedad de Huntington, la enfermedad de Pick y la esclerosis lateral amiotrófica (ALS). Estos agregados interfieren con la función celular y la homeostasis, lo que conduce a una pérdida progresiva de sinapsis y neuronas. Recientes hallazgos indican que uno de los factores subyacentes a la progresión de la enfermedad en estos estados es la propagación intercelular de proteínas mutantes/patógenas, que se asemejan a la transferencia intercelular de proteínas priónicas. Los hallazgos experimentales respaldan que este mecanismo se produce para amiloide-beta y Tau en AD (por ejemplo Goedert y col., Propagation of Tau Aggregates and Neurodegeneration. Annu Rev Neurosci. 25 de julio de 2017;40:189-210. doi: 10.1146/annurev-neuro-072116-031153. Review), alfa-sinucleína en PD (por ejemplo, Wong YC, Krainc D. asynuclein toxicity in neurodegeneration: mechanism and therapeutic strategies. Nat Med. 7 de febrero de 2017;23(2):1 -13. doi: 10.1038/nm.4269.Review) y diversas formas de proteínas mutantes en la ALS (por ejemplo, Fatima et al, Spread of pathology in amyotrophic lateral sclerosis: assessment of phosphorylated TDP-43 along axonal pathways. Acta Neuropathol Commun. 28 de julio de 2015;3:47. doi: 10.1186/s40478-015-0226-y) incluyendo SOD1. Por tanto, la prevención de la transferencia intercelular de proteínas mutantes/patógenas puede ser una estrategia terapéutica atractiva para contrarrestar la progresión de NDD. Las partículas de sílice mesoporosa son atractivas como plataforma de administración robusta y ajustable para la formulación de agentes terapéuticos. Su uso como vehículos de administración de fármacos ha dado como resultado muchos avances en áreas tan diversas como la formulación farmacéutica, liberación controlada de fármacos y el diagnóstico. El documento WO2012/004291 describe que las partículas de sílice mesoporosa (MSP), cargadas con morfógenos y trasplantadas conjuntamente con células madre, ayudan en la diferenciación de células madre embrionarias de ratón (ESC) hacia progenitores de neuronas motoras (MN). El tratamiento posterior con miméticos peptídicos del factor neurotrófico derivado de células de la glía (GDNF) y/o factor neurotrófico ciliar (CNTF) fomentó notablemente la supervivencia y la diferenciación específica de progenitores de MN derivados de ESC de ratón trasplantados a MN funcionalmente competentes. Además, los miméticos liberados de este sistema de administración trasplantado conjuntamente crearon un gradiente a partir del sitio de implantación que estimuló el crecimiento direccional de axones a partir de las MN en diferenciación.
Estudios recientes demostraron que la regeneración inducida por MSP cargada con mimético de axones sensoriales después de la lesión por avulsión de la raíz dorsal en ratones, lo que respalda adicionalmente su utilidad y biocompatibilidad en condiciones experimentales in vivo (Hoeber et al., A Combinatorial Approach to Induce Sensory Axon Regeneration into the Dorsal Root Avulsed Spinal Cord. Stem Cells Dev. 15 de julio de 2017;26(14):1065-1077. doi: 10.1089/scd.2017.0019. publicación electrónica el 31 de mayo de 2017).
Las nanopartículas también han mostrado la posibilidad de secuestrar biomoléculas e inmovilizar proteínas. Se demostró que las nanopartículas de copolímero de hidrogel no tóxicas secuestran eficazmente y neutralizan la fosfolipasa A2 venenosa (O'Brien J, Lee SH, Onogi S, Shea KJ. Engineering the Protein Corona of a Synthetic Polymer Nanoparticle for Broad-Spectrum Sequestration and Neutralization of Venomous Biomacromolecules. J Am Chem Soc. 28 de diciembre de 2016;138(51):16604-16607. doi: 10.1021/jacs.6b10950. publicación electrónica el 16 de diciembre de 2016).
Las nanopartículas, denominadas nanoesponjas y compuestas por un núcleo polimérico, recubiertas con membrana de glóbulos rojos, pudieron unirse eficazmente a toxinas formadoras de poros de varias cepas bacterianas patógenas (Hu CM, Fang Rh , Copp J, Luk BT, Zhang L. A biomimetic nanosponge that absorbs pore-forming toxins. Nat Nanotechnol. mayo de 2013;8(5):336-40. doi: 10.1038/nnano.2013.54. publicación electrónica el 14 de abril de 2013). Las nanopartículas de sílice adsorben fácilmente proteínas y otras biomoléculas in vivo y han demostrado una alta afinidad para adsorber proteínas de unión a ARN (Klein G, Mathé C, Biola-Clier M, Devineau S, Drouineau E, Hatem E, Marichal L, Alonso B, Gaillard JC, Lagniel G, Armengaud J, Carriere M, Chédin S, Boulard Y, Pin S, Renault JP, Aude JC, Labarre J. RNA-binding proteins are a major target of silica nanoparticles in cell extracts. Nanotoxicology. diciembre de 2016;10(10):1555-1564. publicación electrónica el 25 de octubre de 2016). Las proteínas de unión a ARN mutantes y sus agregados están implicados en la patogénesis de ALS (por ejemplo, Fatima et al, Acta Neuropathol Commun. 28 de julio de 2015;3:47. doi: 10.1186/s40478-015-0226-y). Las partículas de sílice mesoporosa (MSP) han mostrado una incorporación eficiente de ácidos grasos libres in vitro (Valenstein et al, Functional mesoporous silica nanoparticles for the selective sequestration of free fatty acids from microalgal oil. ACS Appl Mater Interfaces. febrero de 2012;4(2):1003-9. doi: 10.1021/am201647t. publicación electrónica el 3 de febrero de 2012). Se demostró que la ingesta oral de MSP con un tamaño de poro específico induce la pérdida de peso y reduce los niveles de lípidos en sangre en ratas, posiblemente como resultado de secuestrar enzimas/moléculas bioactivas implicadas en la absorción de lípidos intestinales (Kupferschmidt et al, Large pore mesoporous silica induced weight loss in obese mice. Nanomedicine (Lond). julio de 2014;9(9):1353-62. doi: 10.2217/nnm.13.138. publicación electrónica el 7 de enero de 2014).
El documento US 2018/0256747 describe el uso de partículas para unirse a, e inhibir, biomoléculas para su uso en la prevención y/o el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas. Las partículas tienen un agente inmovilizado (por ejemplo, TNF) unido a la superficie interna o externa de las partículas, por lo que el agente se une selectivamente a una biomolécula.
El documento WO 2012/013617 describe un polímero molecularmente impreso (MIP) que tiene un(os) epítopo(s) C o N-terminal(es) de péptidos amiloides o isómeros de los mismos, de manera que el MIP puede unirse selectivamente a fracciones solubles de péptidos amiloides presentes en líquidos corporales, tales como líquido cefalorraquídeo.
El documento WO 2012/145428 describe un dispositivo, donde al menos una proteasa está unida a un soporte del dispositivo. El soporte puede ser partículas porosas.
Garcia-Bennet, y col., Stem Cells Transl Med, 2013, 2(11), págs. 906-915, y el documento WO2012004291 describen el uso de partículas cargadas con miméticos peptídicos para su uso en la diferenciación de células madre, tales como células madre embrionarias, mediante trasplante conjunto de partículas con células madre embrionarias (ESC). Las partículas pueden cargarse con cintrofina y gliafina. Las partículas cargadas con miméticos peptídicos y trasplantadas conjuntamente tienen un efecto positivo sobre el volumen y el crecimiento de neuritas. Los resultados muestran que las partículas no cargadas trasplantadas con ESC no tienen ningún efecto sobre la diferenciación de las ESC. Estos documentos no dicen nada sobre la prevención de enfermedades neurodegenerativas o el retraso de la aparición de tales enfermedades usando partículas porosas.
Existe una necesidad creciente de prevenir y/o retrasar la formación y propagación de agregados de proteínas anómalos en el sistema nervioso afectado y, por lo tanto, prevenir y/o retrasar enfermedades neurodegenerativas. Al envejecer la población general, se espera que aumente la incidencia de las enfermedades mencionadas anteriormente, especialmente la enfermedad de Alzheimer. Hoy en día, más de 30 millones de personas en todo el mundo se ven afectadas por NDD, y no hay curas para estas enfermedades, ni se dispone de métodos satisfactorios para prevenir y/o retrasar la aparición de estas enfermedades.
Resumen de la invención
La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.
Un objetivo de la presente invención es superar, al menos en parte, los problemas mencionados anteriormente y proporcionar un producto mejorado para su uso en la prevención y/o el retraso de la degeneración de las neuronas y la glía, especialmente las neuronas motoras y las enfermedades neurodegenerativas (NDD).
Este objetivo se logra mediante partículas porosas vacías que tienen un diámetro de entre 0,1 y 1000 pm, tal como se mide, por ejemplo, mediante SEM, para su uso en la prevención y/o el retraso de enfermedades neurodegenerativas. El objetivo también se logra mediante partículas porosas vacías que tienen un diámetro de entre 0,1 y 1000 pm, tal como se mide, por ejemplo, mediante SEM, para su uso en el retraso de la aparición de las enfermedades neurodegenerativas. Este objetivo se logra mediante partículas porosas vacías que tienen un diámetro de entre 0,1 y 1000 pm, tal como se mide, por ejemplo, mediante SEM, para su uso en la prevención y/o el retraso de enfermedades la degeneración de neuronas y la glía. En un aspecto, el uso se refiere al tratamiento de la degeneración de neuronas y la glía o al tratamiento de enfermedades neurodegenerativas.
En un aspecto, el uso se refiere a un retraso de la progresión de enfermedades neurodegenerativas (NDD).
En algunos aspectos, las enfermedades neurodegenerativas (NDD) se seleccionan del grupo que comprende o que consiste en enfermedad de Alzheimer (AD), enfermedad de Parkinson (PD), esclerosis lateral amiotrófica (ALS), enfermedad de Huntington (HD), demencia con cuerpos de Lewy (DLB), parálisis supranuclear progresiva (PSP), atrofia de múltiples sistemas (MSA), degeneración corticobasal (CBD), demencia frontotemporal (FTD), trastornos de ataxia espinocerebelosa (SCA) y atrofia muscular espinal u otras NDD. En un aspecto, la NDD es ALS.
En un aspecto, no se reivindica el trasplante conjunto de células madre. En otro aspecto, las partículas vacías no tienen moléculas o agentes unidos a la superficie, tales como TNF, proteasa o péptidos amiloides.
Los resultados muestran que la administración mediante inyección de partículas porosas vacías o partículas porosas que contienen miméticos retrasaron significativamente el curso de la enfermedad de ratones mutantes SOD1.
Se ha encontrado que las partículas porosas vacías retrasan la aparición de la enfermedad, tal como la ALS. Las partículas reducen el tiempo de pérdida de potencia muscular medida mediante una prueba de fuerza de agarre en 20 días en un modelo murino. En el mismo modelo, se demostró que la supervivencia del animal aumentó el 25 % después de la administración de las partículas porosas vacías solas, y el 12 % después de la administración de las partículas cargadas con peptidomiméticos (en lo sucesivo denominados miméticos).
En un aspecto, las partículas porosas vacías como se definen en el presente documento son para su uso en el aumento de la supervivencia de un paciente con ALS en al menos el 12 % o al menos el 25 %.
Algunas de las enfermedades mencionadas anteriormente, tales como AD y HD, se caracterizan por agregados de proteínas anómalos. Por lo tanto, es razonable suponer que la aparición o la progresión de estas enfermedades se puede retrasar mediante el uso de las partículas de sílice porosas vacías.
Sin desear limitarse por ninguna teoría, el efecto de las partículas porosas vacías puede estar provocado por una captación de sustancias/biomoléculas a partir del líquido cefalorraquídeo y/o a partir del compartimento extracelular en el parénquima del sistema nervioso central por las partículas porosas vacías. El efecto de las partículas porosas vacías también puede estar provocado por una captación/absorción/secuestro de sustancias/biomoléculas a partir del interior de las células. Las sustancias/biomoléculas tóxicas pueden ser moléculas que provocan la enfermedad o provocan la progresión de la enfermedad en el mamífero. Las partículas porosas pueden secuestrar moléculas bio(activas) e inmovilizar enzimas y proteínas. Esta eliminación de las biomoléculas puede prevenir y/o aplazar o retrasar la aparición de enfermedades neurodegenerativas, tales como AD, ALS, PD, etc.
En un aspecto, las partículas porosas vacías que tienen un diámetro de entre 0,1 y 1000 pm, tal como se mide, por ejemplo, mediante SEM, son para su uso en el secuestro de SOD1, TDP-43, tau y otras biomoléculas que afectan a la degeneración de las neuronas y la glía. En un aspecto, el uso es para secuestrar SOD1.
En otro aspecto, las partículas porosas vacías que tienen un diámetro de entre 0,1 y 1000 pm, tal como se mide, por ejemplo, mediante SEM, son para su uso en el secuestro de SOD1, TDP-43, amiloide-beta, alfa-sinucleína, tau, ELAVL4, FUS y otras biomoléculas que contribuyen a la progresión de enfermedades neurodegenerativas (NDD), tales como enfermedad de Alzheimer (AD), enfermedad de Parkinson (PD), enfermedad de Huntington, enfermedad de Pick, esclerosis múltiple (MS) y esclerosis lateral amiotrófica (ALS) u otros NDD. En un aspecto, el uso es para secuestrar SOD1.
En un aspecto adicional, las partículas porosas vacías que tienen un diámetro de entre 0,1 y 1000 pm, tal como se mide, por ejemplo, mediante SEM, son para su uso en el secuestro de SOD1, TDP-43, amiloide-beta, alfa-sinucleína, tau, ELAVL4, FUS y otras biomoléculas que contribuyen a la progresión de enfermedades neurodegenerativas (NDD) antes, durante o después del tratamiento de un mamífero con la totalidad o al menos una parte de las partículas cargadas con factores tróficos, tales como miméticos peptídicos del factor neurotrófico derivado de células de la glía (GDNF) y/o factor neurotrófico ciliar (CNTF). Los factores pueden administrarse junto con células madre. En un aspecto, el uso es para secuestrar SOD1.
En aún otro aspecto, las partículas porosas vacías que tienen un diámetro de entre 0,1 y 1000 pm, tal como se mide, por ejemplo, mediante s Em , son para su uso en el secuestro de SOD1, TDP-43, amiloide-beta, alfa-sinucleína, tau, ELAVL4, FUS y otras biomoléculas que contribuyen a la progresión de enfermedades neurodegenerativas (NDD) antes, durante o después del tratamiento de un mamífero con células madre. En un aspecto, el uso es para secuestrar SOD1.
En un aspecto, las partículas porosas vacías son para su uso en la prevención y/o el retraso de NDD en un mamífero, mediante lo cual las partículas vacías se administran antes, durante o después del tratamiento del mamífero con la totalidad o al menos una parte de las partículas cargadas con factores tróficos seleccionados de miméticos peptídicos de factor neurotrófico derivado de células de la glía (GDNF) y/o factor neurotrófico ciliar (CNTF) y/o células madre. En un aspecto, al menos el 50 % en peso de las partículas están cargadas. En otro aspecto, las partículas vacías se administran antes del tratamiento del mamífero con las partículas cargadas o parcialmente cargadas. En un aspecto adicional, las partículas vacías se administran mediante inyección en el líquido cefalorraquídeo (LCR), cerebro o parénquima de la médula espinal.
En otro aspecto, las partículas porosas vacías son para su uso en la prevención y/o el retraso de NDD en un mamífero, mediante lo cual las partículas vacías se administran antes, durante o después del tratamiento del mamífero con la totalidad o al menos una parte de las partículas cargadas con factores tróficos seleccionados de miméticos peptídicos de factor neurotrófico derivado de células de la glía (GDNF) y/o factor neurotrófico ciliar (CNTF). En un aspecto, al menos el 50 % en peso de las partículas están cargadas. En otro aspecto, las partículas vacías se administran antes del tratamiento del mamífero con las partículas cargadas o parcialmente cargadas. En un aspecto adicional, las partículas vacías se administran mediante inyección en el líquido cefalorraquídeo (LCR), cerebro o parénquima de la médula espinal.
En un aspecto, las partículas vacías son partículas de sílice nanoporosa y/o mesoporosa. En otro aspecto, las partículas vacías son partículas de sílice mesoporosa. En un aspecto, las partículas son partículas de sílice mesoporosa.
En un aspecto, las partículas vacías tienen un diámetro de entre 0,1 y 500 pm, o entre 0,1 y 250 pm, o entre 0,1 y 100 pm, 0 entre 0,2 y 50 pm, o entre 0,3 y 25 pm, o entre 0,3 y 20 pm, o entre 0,3 y 12 pm, o entre 0,3 y 6 pm. En un aspecto, las partículas vacías tienen un diámetro de 0,1 a 0,25 pm. Este intervalo es especialmente adecuado para inyección mediante una jeringa.
En un aspecto, las partículas vacías tienen un diámetro inferior a 1 mm o inferior a 0,2 pm. Las partículas pueden penetrar en las células y la captación intracelular de las sustancias o biomoléculas que provocan o prolongan la enfermedad puede mejorar adicionalmente la eficiencia de las partículas vacías en la prevención y/o el retraso de enfermedades neurodegenerativas. Se puede usar una combinación de partículas vacías que tienen diferentes tamaños en la invención para garantizar la captación/absorción/secuestro tanto extracelulares como intracelulares de SOD1, TDP-43, amiloide-beta, alfa-sinucleína, tau, ELAVL4, FUS y otras biomoléculas que contribuyen a la progresión de enfermedades neurodegenerativas (NDD).
En otro aspecto, las partículas porosas vacías tienen un volumen de poro de entre 0,1 y 5 cm3/g, o entre 0,2 y 3 cm3/g, tal como se mide mediante la isoterma de adsorción de nitrógeno y se calcula usando el modelo de BET (Brunauer-Emmett-Teller) para calcular el volumen de poro.
En un aspecto adicional, las partículas porosas vacías tienen un tamaño de poro promedio de entre 1 y 250 nm, o entre 2 y 50 nm, tal como se mide mediante la isoterma de adsorción de nitrógeno y se calcula usando el modelo de BET (Brunauer-Emmett-Teller) para calcular el volumen de poro y el tamaño de poro preferiblemente con 2-30 nm, o 5-25 nm.
En otro aspecto, las partículas de sílice son partículas de sílice mesoporosa que tienen un tamaño de poro de entre 1 y 100 nm, un volumen de poro de entre 0,1 y 3 cm3/g y un área de superficie de entre 40 y 1500 m2/g.
En aún otro aspecto, las partículas vacías tienen un tamaño de poro de entre 0,3 y 20 nm, un volumen de poro de entre 0,5 y 1,5 cm3/g y un área de superficie de entre 50 y 800 m2/g.
En un aspecto, las partículas vacías son hidrófilas y tienen una química de superficie de grupos hidroxilo terminales -OH. Esta química de superficie permite la unión química con biomoléculas a través de enlaces de hidrógeno e interacciones electrostáticas.
En aún otro aspecto, las partículas vacías tienen química de superficie hidrófoba que fomenta la adsorción de biomoléculas mediante interacciones hidrófobas.
En un aspecto, las partículas porosas vacías o las partículas de sílice porosas están biotiniladas. En otro aspecto, las partículas porosas vacías o las partículas de sílice porosas se modifican químicamente con funcionalidades químicas que incluyen -COOH, -NH3 , OCH3 , -OCH2CH3.
En un aspecto, las partículas porosas vacías se modifican químicamente al tener una química de superficie de grupos hidroxilo terminales -OH, o al tener una química de superficie hidrófoba, o al tener funcionalidades químicas que incluyen -COOH, -NH3, OCH3, -OCH2CH3 o mezclas de los mismos. También se puede usar una mezcla de partículas que tienen diferentes modificaciones químicas.
En un aspecto, las partículas porosas vacías que tienen un diámetro de entre 0,1 y 1000 pm, tal como se mide, por ejemplo, mediante SEM, y se definen en cualquier lugar anteriormente, son para su uso en el diagnóstico de enfermedades neurodegenerativas (NDD). Ciertos compuestos, tales como proteínas, pueden identificarse en el líquido cervical y/o espinal de un mamífero que se está enfermo con una determinada enfermedad. Administrando las partículas porosas, vacías o cargadas con un líquido incubador, y recuperando una parte de las partículas después de un periodo de tiempo, tal como de 1 a 36 horas, los compuestos que se han cargado en las partículas durante su presencia en el líquido cervical y/o espinal, pueden identificarse y, por lo tanto, usarse para diagnosticar dicha determinada enfermedad.
También se describe en el presente documento un método para identificar biomarcadores para el diagnóstico y/o tratamiento de NDD, tales como la ALS, que comprende o que consiste en las etapas de:
a) administrar las partículas porosas vacías como se definen en el presente documento, en el líquido cefalorraquídeo (LCR);
b) recuperar una parte de dichas partículas porosas después de un periodo de tiempo, tal como de 1 a 36 horas, a partir del LCR;
c) determinar biomoléculas que se han cargado en las partículas porosas durante su presencia en el LCR;
d) establecer si los compuestos pueden usarse como biomarcadores.
Administración significa administración in vivo así como adición in vitro de partículas vacías a LCR recuperado a partir de un mamífero. Por lo tanto, el método puede realizarse in vivo e in vitro.
Aquí se describe también un método para identificar biomarcadores para el diagnóstico y/o tratamiento de NDD, tales como la ALS, que comprende o que consiste en las etapas de:
a) añadir las partículas porosas vacías como se definen en el presente documento, al líquido cefalorraquídeo (LCR) recuperado a partir de un mamífero;
b) recuperar una parte de dichas partículas porosas después de un periodo de tiempo, tal como de 1 a 36 horas, a partir del LCR;
c) determinar biomoléculas que se han cargado en las partículas porosas durante su presencia en el LCR;
d) establecer si los compuestos pueden usarse como biomarcadores.
Por lo tanto, las partículas vacías pueden usarse en un método sencillo, eficaz y eficiente a un coste relativamente bajo para diagnosticar una NDD. “ Una parte” significa parte de las partículas administradas o añadidas, tal como el 99 % p/p o menos.
Las partículas vacías permiten la identificación de nuevos biomarcadores que pueden ayudar a diagnosticar y tratar NDD.
Las partículas porosas pueden fabricarse según varios procedimientos. En un aspecto, las partículas porosas se fabrican usando una fuente de sílice tal como un silicato tal como tetraetoxisilano TEOS o, alternativamente, un silicato tal como silicato de sodio o en combinación con un agente de direccionamiento de poros o porógeno o agente de plantilla tal como un tensioactivo o polímero. En otro aspecto, las partículas porosas se fabrican mediante un método de sol-gel, tal como el procedimiento de Stober, o mediante un método de secado por pulverización. En un aspecto adicional, las partículas se fabrican mediante un método de sol-gel que comprende una reacción de condensación de una disolución de precursor de sílice con una disolución orgánica no miscible, aceite o polímero líquido en el que se forman gotitas mediante agitación o pulverización de la disolución seguido de la gelificación de la sílice mediante el cambio del pH y/o la evaporación de la fase acuosa.
Las partículas comprenden una superficie modificada. La superficie puede ser una superficie químicamente modificada, tal como mediante grabado. La superficie puede ser una superficie recubierta. El recubrimiento puede usarse para adherir un compuesto bioactivo, tal como un mimético, a la superficie de las partículas. En un ejemplo que no forma parte de la invención, las partículas se recubren con un agente de funcionalización.
En un aspecto, las partículas porosas se fabrican mediante un procedimiento que comprende o que consiste en las etapas de
- proporcionar las partículas de sílice porosas vacías,
- opcionalmente cargar la totalidad o al menos una parte de las partículas obtenidas con uno o más miméticos, y/u
- opcionalmente cargar la totalidad o al menos una parte de las partículas con uno o más agentes adicionales. En un aspecto, se carga un líquido incubador en o sobre la totalidad o al menos en una parte de las partículas vacías. El líquido incubador es una disolución tamponada que tiene un pH fisiológico adecuado para la administración mediante inyección. Se puede cargar entre el 5 y el 99 % p/p de las partículas vacías, o entre el 10 y el 90 % p/p, o entre el 25 y el 75 % p/p.
En un aspecto adicional, se cargan uno o más miméticos en o sobre la totalidad o al menos una parte de las partículas vacías sin unirse de manera fija a la superficie de las partículas. El mimético puede seleccionarse del grupo que comprende o que consiste en gliafina y cintrofina. Se puede cargar entre el 5 y el 99 % p/p de las partículas vacías, o entre el 10 y el 90 % p/p, o entre el 25 y el 75 % p/p.
Se cree que las partículas cargadas con uno o más miméticos aumentan el crecimiento de neuritas de las neuronas motoras (MN). Se cree que las partículas cargadas con el mimético mejoran la densidad de las neuronas motoras en las células madre embrionarias de líquido espinal (ESC o mESC) o las MN de SOD1 o MN de SOD1G93A derivadas. Se cree que las partículas cargadas con uno o más miméticos mejoran la supervivencia de las neuronas y las glia, o la supervivencia de MN o MN de SOD1 o MN de SOD1G93A derivadas en el 100 % en comparación con el control (sin tratamiento).
En un aspecto, se cargan uno o más agentes adicionales en o sobre las partículas. El uno o más agentes pueden seleccionarse del grupo que comprende o que consiste en factores de crecimiento, reguladores del pH, antibióticos, fármacos antiinflamatorios e inmunosupresores.
También se describe en el presente documento una composición farmacéutica que comprende o consiste en una pluralidad de partículas porosas vacías como se definieron anteriormente, junto con un disolvente, tal como una disolución para inyección o agua, y opcionalmente aditivos farmacéuticos aceptables, para su uso en la prevención y/o el retraso de enfermedades neurodegenerativas, tales como enfermedad de Alzheimer (AD), enfermedad de Parkinson (EP), enfermedad de Huntington, enfermedad de Pick, esclerosis múltiple (MS) y esclerosis lateral amiotrófica (ALS). En un aspecto, la NDD es ALS.
La totalidad o al menos una parte de las partículas vacías pueden cargarse con un líquido de incubación y/o uno o más miméticos y/o agentes adicionales. El pH de la composición está entre 5 y 8, o 6 y 7, o es de aproximadamente 6,8. Se puede cargar entre el 5 y el 99 % p/p de las partículas vacías, o entre el 10 y el 90 % p/p, o entre el 25 y el 75 % p/p.
En un aspecto, la composición farmacéutica que comprende o que consiste en dichas partículas porosas cargadas junto con un disolvente, y opcionalmente aditivos farmacéuticos aceptables, puede usarse para la liberación prolongada de uno o más miméticos y/o agentes adicionales.
En otro aspecto, las partículas vacías se administran mediante inyección en el líquido cefalorraquídeo (LCR), cerebro o parénquima de la médula espinal. En un aspecto, no se reivindica la administración intravenosa.
En un aspecto adicional, la composición farmacéutica se administra mediante inyección en el líquido espinal y/o cervical. En aún un aspecto adicional, la composición farmacéutica se administra mediante inyección en el líquido espinal. En aún otro aspecto, la composición farmacéutica se administra mediante inyección en el líquido cervical.
También se describe en el presente documento un régimen de dosificación para la administración de la composición farmacéutica como se ha definido anteriormente, en el que la composición farmacéutica se administra mediante inyección en el líquido cefalorraquídeo o en el cerebro o parénquima de la médula espinal al menos una vez al mes. En un aspecto, la composición farmacéutica, como se definió anteriormente, se administra mediante inyección por vía intratecal en el parénquima de la médula espinal entre las vértebras tercera y cuarta para prevenir o retrasar la degeneración de MN que inervan el diafragma y, por lo tanto, prevenir o retrasar de la degeneración de MN responsables de la respiración.
En un aspecto, la composición farmacéutica, como se definió anteriormente, se administra mediante inyección en el líquido cefalorraquídeo, cerebro o parénquima de la médula espinal al menos una vez en uno, dos, tres o cuatro meses.
La invención también se refiere a un uso de las partículas vacías como definieron en cualquier parte anterior en un régimen de dosificación, mediante lo cual las partículas se administran al menos una vez cada uno, dos, tres o cuatro meses.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, se explicará más detalladamente la invención mediante la descripción de diferentes realizaciones de la misma haciendo referencia a las figuras adjuntas.
La figura 1 muestra microscopía electrónica de barrido (SEM) de partículas de sílice mesoporosa vacías usadas para el secuestro de biomoléculas y la carga de miméticos. Las partículas consisten en agregados en el intervalo de tamaño de 1-10 micrómetros compuestos por varias partículas primarias con un tamaño de 500 nm
La figura 2 muestra la distribución del tamaño de poro de partículas de sílice mesoporosa vacías obtenidas mediante la técnica de adsorción-desorción de nitrógeno (N2) usando un dispositivo TriStar II 3020 de Micromeritics. Se determinó que el tamaño de poro era de 23 nm usando un modelo de teoría funcional de densidad (DFT). Se determinó que el área de superficie de Brunauer-Emmett-Teller (BET) de sílice nanoporosa era de 722 m2/g.
La figura 3 muestra que el tratamiento con partículas de sílice mesoporosa vacías o partículas mesoporosas cargadas con miméticos prolonga la supervivencia del modelo de ALS de ratón mutante SOD1G93A. Edades de estadio final de la enfermedad (determinado como el momento en el que el animal no se podía poner bien por sí solo dentro del plazo de 20 segundos cuando se colocaba sobre su costado) de SOD1G93A y compañeros de camada de SOD1G93A a los que se les inyectaron partículas mesoporosas cargadas con miméticos (MesoMIM) (0,1 pg/ul de partículas) o partículas vacías (Meso). (0,1 pg/ul de partículas). Se proporcionan las edades medias ± D.E.
La figura 4 muestra que el tratamiento con partículas de sílice mesoporosa vacías o partículas mesoporosas cargadas con miméticos o bNCSC (células madre) prolonga la progresión de peso del modelo de ALS de ratón mutante SOD1G93A. Compañeros de camadas de SOD1G93A a los que se les inyectaron partículas mesoporosas cargadas con miméticos (MesoMIM) (0,1 ug/ul de partículas), o con partículas vacías (Meso) (0,1 ug/ul de partículas) o con bNSC (~13000 células/ul). Se proporcionan las edades medias ± D.E.
La figura 5 muestra un gráfico de la fuerza de agarre con las patas traseras promediada para SOD1G93A al que se le inyectaron partículas mesoporosas vacías o al que se le inyectaron partículas mesoporosas cargadas con miméticos, o con células bNCSC a la edad indicada. Los resultados son las medias ± D.E.
La figura 6 muestra un gráfico de la fuerza de agarre con las patas delanteras promediada para SOD1G93A al que se le inyectaron partículas mesoporosas vacías o al que se le inyectaron partículas mesoporosas cargadas con miméticos, o con células bNCSC a la edad indicada. Los resultados son las medias ± D.E.
La figura 7 muestra inmunotransferencia para mSOD-1 y TDP-43 de fracciones de partículas no unidas y unidas obtenidas después de la incubación de las partículas de sílice porosas con extractos de médula espinal obtenidos a partir de ratones Tg(SOD1 )*G93A) 1 Gur/J (4 ratones) y ratones WT blac6 (4 ratones), seguido por separación de las fracciones de partículas unidas y no unidas.
Descripción detallada de diversas realizaciones de la invención
Definiciones y métodos de medición
Como se usa en la presente descripción, el término “enfermedad” tiene por objeto incluir un trastorno, una afección o cualquier equivalente de los mismos.
El término “cargar” significa que el compuesto bioactivo puede cargarse en y/o sobre la partícula, sin unirse de manera fija a la partícula.
Como se usa en la presente descripción, el término “ sustancialmente” o “ aproximadamente” se refiere a una desviación de un valor en torno al número mencionado, p. ej., sustancial o aproximadamente 5 significa que el valor puede ser entre 4 y 6.
Como se usa en la presente descripción, el término “ recubrimiento” se refiere a la cobertura de una superficie, que puede incluir o no el bloqueo de los poros.
La expresión “ liberación prolongada” se refiere a cualquier liberación de un compuesto bioactivo que no sea inmediata, es decir, que no sea una liberación de al menos 80 % del compuesto en 30 minutos.
Como se usa en la presente descripción, el término “ paciente” se refiere a un mamífero, por ejemplo, un ser humano.
Como se usa en el presente documento, el término “ al menos una parte” significa al menos el 50 % p/p, o al menos el 75 % p/p, o al menos el 90 % p/p de todas las partículas vacías.
En el contexto de la presente memoria descriptiva, el término “terapia” también incluye “ profilaxis” , a menos que haya indicaciones específicas de lo contrario. Los términos “terapéutico” y “terapéuticamente” deben interpretarse en consecuencia. El término “terapia” dentro del contexto de la presente invención, abarca además administrar una cantidad eficaz de un compuesto de la presente invención para mitigar una patología preexistente, aguda o crónica, o una afección recurrente. Esta definición también abarca terapias profilácticas para la prevención de estados recurrentes y la terapia continuada para enfermedades crónicas.
Como se usa en la presente descripción, el término “opcional” u “opcionalmente” significa que el acontecimiento o la circunstancia que se describe posteriormente puede ocurrir, pero no necesariamente, y que la descripción incluye los casos en los que el acontecimiento o la circunstancia ocurre y los casos en los que no ocurre.
Como se usa en el presente documento, el término “ miméticos” se refiere a una pequeña cadena similar a una proteína diseñada para imitar un péptido. Normalmente surgen bien de la modificación de un péptido existente o bien mediante diseño de sistemas similares que imitan péptidos, tales como peptoides y p-péptidos. Independientemente del enfoque, la estructura química alterada está diseñada para ajustar ventajosamente las propiedades moleculares tales como estabilidad o actividad biológica. Esto puede tener un papel en el desarrollo de compuestos similares a fármacos a partir de péptidos existentes.
Como se usa en el presente documento, el término “ retraso” se refiere a un retardo de la aparición de una enfermedad.
Como se usa en el presente documento, el término “ líquido cervical y/o espinal” se refiere a líquido cefalorraquídeo, cerebro o parénquima de la médula espinal.
Como se usa en el presente documento, el término “células neurales” o “células neuronales” significa todas las células en el sistema nervioso central (SNC), tales como neuronas y glía, tales como astrocitos, oligodendrocitos y microglía.
La intrusión de mercurio (Hg) es un método convencional para medir la porosidad. En este método, el mercurio es empujado dentro de los poros a presión. Sin embargo, existe un límite de tamaño de poro inferior de aproximadamente 3,2 nm, por debajo del cual, el mercurio no puede penetrar. Para los materiales porosos con tamaños de poro en el intervalo de mesoescala de 1 a 50 nm, se usa habitualmente sorción de nitrógeno (N2 ) para estimar el tamaño de poro y los volúmenes de poro. La técnica de sorción de nitrógeno mide el área de superficie disponible de los materiales porosos. Para calcular el volumen de poro y el tamaño de poro, se usa un modelo empírico. Los modelos BET (Brunauer-Emmett-Teller) y BJH (Barrett, Joyner y Halenda) se usan para calcular la porosidad para los poros de las partículas de sílice.
El scanning electron microscope (Microscopio electrónico de barrido - SEM) puede usarse para proporcionar imágenes de las partículas porosas. El diámetro de las partículas puede determinarse usando un SEM.
Las partículas porosas vacías pueden fabricarse mediante el autoensamblaje cooperativo de especies de sílice y moldes orgánicos, tales como tensioactivos catiónicos, tales como moldes de alquiltrimetilamonio con longitudes variables de la cadena de carbono, y contraiones, tales como cloruro de cetiltrimetilamonio (CTA+Cl- o CTAC) o bromuro de cetiltrimetilamonio (CTA+Br- o CTAB) o especies no iónicas, tales como especies de polímero dibloque y tribloque, tales como copolímeros de poli(óxido de etileno) y poli(óxido de propileno), por ejemplo, el tensioactivo Pluronic 123. La formación de partículas mesoporosas se produce tras la hidrólisis y condensación del precursor de sílice, que puede incluir alquilsilicatos tales como tetraetilortosilicato TEOS o tetrametilortosilicato TMOS en disolución o disolución de silicato de sodio. El tamaño de las partículas de sílice mesoporosa puede controlarse añadiendo agentes aditivos adecuados, por ejemplo, bases inorgánicas, alcoholes incluyendo metanol, etanol, propanol y disolventes orgánicos, tales como la acetona, que afectan a la hidrólisis y la condensación de las especies de sílice. El tamaño de los poros puede verse influido por el tratamiento hidrotérmico de la mezcla de reacción, tal como el calentamiento hasta 100 °C o incluso más, y también con la adición de agentes de hinchamiento en forma de aceites y líquidos orgánicos que expanden el molde de micelas de tensioactivo. Después de la condensación de la matriz de sílice, el tensioactivo moldeador puede retirarse por calcinación, normalmente a temperaturas de desde 500 °C hasta 650 °C durante varias horas, lo que quema el molde orgánico dando como resultado una matriz porosa de sílice. El molde puede retirarse, como alternativa, mediante extracción y lavado con disolventes adecuados, tales como disolventes orgánicos o ácidos de soluciones básicas.
Las partículas porosas vacías pueden fabricarse mediante un método de sol-gel que comprende una reacción de condensación de una disolución de precursor de sílice, tal como silicato de sodio o una suspensión acuosa de nanopartículas de sílice en forma de emulsión, con una disolución orgánica no miscible, aceite o polímero líquido en los que se forman gotitas, por ejemplo, mediante agitación o pulverización de la disolución seguido por la gelificación de la sílice mediante el cambio del pH y/o la evaporación de la fase acuosa. La porosidad de las partículas vacías en el presente documento se forma ya sea por exclusión debido a la presencia de la fase secundaria no miscible o por el apretamiento de las nanopartículas de sílice durante la evaporación. Las partículas vacías pueden tratarse adicionalmente mediante calentamiento para inducir la condensación de la matriz de sílice y lavado para retirar la fase secundaria no miscible. Además, las partículas vacías pueden tratarse mediante calcinación para reforzar la matriz de sílice.
Las partículas porosas vacías pueden fabricarse como vidrio poroso a través de un procedimiento de separación de fases en vidrios de borosilicato (tales como SiO2-B2O3-Na2 O), seguido por la extracción líquida de una de las fases formadas mediante el procedimiento de sol-gel; o simplemente mediante sinterización de polvo de vidrio. Durante un tratamiento térmico, normalmente entre 500 °C y 760 °C, se genera una estructura de interpenetración, que es resultado de una descomposición espinodal de la fase de borato rica en sodio y la fase de sílice.
Las partículas porosas pueden fabricarse usando un procedimiento de desprendimiento de gases. En este método, la sílice pirógena se produjo quemando tetracloruro de silicio en una llama de oxígeno-hidrógeno que produce gotitas microscópicas de sílice fundida, que se fusionan para dar partículas de sílice amorfa en partículas secundarias tridimensionales, que después se aglomeran para dar partículas terciarias. El polvo resultante tiene una densidad aparente extremadamente baja y un área de superficie grande.
Las partículas porosas vacías pueden tener un diámetro de entre 0,1 y 1000 pm, tal como se mide mediante SEM, o entre 0,1 y 500 pm, o entre 0,1 y 250 pm, o entre 0,1 y 100 pm, o entre 0,2 y 50 pm, o entre 0,3 y 25 pm, o entre 0,3 y 20 pm, o entre 0,3 y 12 pm, o entre 0,3 y 6 pm. Las partículas vacías pueden tener nanoporos y/o mesoporos.
Las partículas vacías pueden tener un tamaño de poro de entre 1 y 100 nm, o entre 1 y 80 nm, o entre 2 y 50 nm, o entre 2 y 25 nm, o entre 5 y 15 nm, o sustancialmente de 12 nm.
Las partículas vacías pueden tener un volumen de poro de entre 0,1 y 3 cm3/g, o entre 0,2 y 2 cm3/g, o entre 0,5 y 1,5 cm3/g, o entre 0,7 y 1,2 cm3/g, o entre 0,5 y 1,0 cm3/g, o sustancialmente de 8,5 cm3/g.
Las partículas vacías pueden tener un diámetro de entre 0,1 y 1000 pm, un tamaño de poro de entre 1 y 100 nm, un volumen de poro de entre 0,1 y 3 cm3/g y un área de superficie de entre 40 y 1500 m2/g. Las partículas vacías pueden tener un tamaño de poro de entre 0,3 y 20 nm, un volumen de poro de entre 0,5 y 1,5 cm3/g y un área de superficie de entre 50 y 800 m2/g. Las partículas vacías, como se usan en la descripción, pueden tener cualquier combinación de los intervalos mencionados anteriormente.
Las partículas vacías pueden tener diferentes formas. Las formas de las partículas vacías pueden controlarse mediante el procedimiento y pueden ser esferas, pseudoesferas, cilindros, giroides, varillas, fibras, partículas vacías con forma de núcleo y cubierta o mezclas de las mismas. Las partículas de sílice pueden ser sustancialmente esféricas o pseudoesferas.
Las partículas porosas vacías pueden ser partículas de sílice porosa. La sílice puede ser cualquier sílice. La sílice puede ser biodegradable y/o disoluble. Son ejemplos de sílice la sílice amorfa o la sílice amorfa sintética.
Las partículas porosas vacías pueden fabricarse mediante un procedimiento que comprende o que consiste en las etapas de proporcionar las partículas de sílice, preferiblemente mediante la fabricación mediante un método de solgel o mediante un método de secado por pulverización,
- separar las partículas vacías. La separación puede realizarse mediante un clasificador neumático, o separación ciclónica, o elutriación, o sedimentación y/o tamizado usando uno o más tamices.
Se puede cargar un líquido incubador en o sobre la totalidad o al menos una parte de las partículas vacías. Los ejemplos de tales líquidos pueden ser cualquier líquido tamponado que tiene un pH fisiológico de aproximadamente 6,8, adaptado para la administración a un mamífero, tal como un ser humano. La administración puede ser mediante inyección.
Pueden cargarse compuestos adicionales, tales como uno o más miméticos o agentes adicionales, o cualquier combinación de los mismos, en o sobre la totalidad o al menos una parte de las partículas vacías sin unirse de manera fija a la superficie de las partículas. Unido de manera fija significa que el agente o mimético está unido de manera permanente a la superficie de las partículas.
Ejemplos de otros miméticos pueden ser gliafina y/o cintrofina.
Ejemplos de uno o más agentes adicionales pueden ser factores de crecimiento, reguladores de pH, estabilizadores, antibióticos, fármacos antiinflamatorios y/o inmunosupresores.
Las partículas vacías pueden cargarse usando diferentes técnicas, tales como evaporación de disolvente, impregnación, secado por pulverización, fusión, carga de CO2 supercrítico o liofilización y similares. La evaporación de disolvente implica combinar una solución concentrada del compuesto bioactivo con las partículas de sílice, retirando después el disolvente y/o secando la muestra antes de su procesamiento adicional.
La carga de las partículas de sílice porosas puede ser de aproximadamente el 5 % p/p o más, o aproximadamente el 15, 20, 25 %, 30, 40, 50, 75, 80, 85, 90 % p/p.
Las partículas porosas vacías pueden biotinilarse. Las partículas porosas vacías pueden modificarse químicamente al tener una química de superficie de grupos hidroxilo terminales -OH, o al tener una química de superficie hidrófoba, o al tener funcionalidades químicas que incluyen -COOH, -NH3 , OCH3 , -OCH2CH3 o mezclas de los mismos. También se puede usar una mezcla de partículas que tienen diferentes modificaciones químicas.
La modificación de la superficie puede realizarse antes de la carga. La modificación de la superficie puede ser una modificación química, tal como el ataque químico. El ataque químico puede hacerse hirviendo las partículas de sílice en una base, y después en un ácido para formar enlaces -S-Oh sobre la superficie externa de la partícula. Ejemplos de bases adecuadas pueden ser una disolución de KOH, una disolución de NaOH o disolución de amoníaco. Ejemplos de ácidos adecuados pueden ser HNO3 , HCI y H2SO4.
Las partículas porosas pueden formularse para dar una composición farmacéutica adaptada para la administración de las partículas a un mamífero, tal como un ser humano. La composición puede comprender o consistir en una pluralidad de partículas porosas junto con un disolvente, tal como agua o un líquido biológicamente aceptable adaptado para la administración a un mamífero. El pH fisiológico es de aproximadamente 6,8 (pH fisiológico). La composición puede comprender o consistir además en aditivos farmacéuticos aceptables. Los procedimientos convencionales para la selección y preparación de composiciones farmacéuticas adecuadas se describen, por ejemplo, en “ Pharmaceuticals - The Science of Dosage Form Designs” , M. E. Aulton, Churchill Livingstone, 1988. La composición farmacéutica puede usarse para la liberación controlada o prolongada de uno o más miméticos o agentes adicionales, o cualquier combinación de los mismos, cargados en o sobre las partículas porosas. Una liberación prolongada significa una liberación del componente cargado a partir de las partículas en menos del 50 % dentro del plazo de 30 minutos desde el inicio de una prueba de disolución convencional, tal como el método de paleta de la FDA (aparato 2 de la USP).
Uso médico.
Como se muestra en los resultados, se sometieron ratones de 10 semanas de edad en el contexto B6/SJC (B6SJL-TgN-SOD1-G93A-1Gur) a inyección de cirugía de laminectomía intracervical doble o triple (2 gl) en el lado izquierdo de la médula espinal cervical (C3-C4). La inyección de nanopartículas vacías o nanopartículas que contenían miméticos retrasó significativamente el curso de la enfermedad de los ratones mutantes de SOD1.
Las partículas porosas vacías que tienen un diámetro de entre 0,1 y 1000 gm, tal como se mide mediante SEM, o la composición farmacéutica como se definió anteriormente, pueden usarse en el tratamiento, la prevención y/o el retraso de la degeneración de neuronas y glía.
Las partículas porosas vacías o la composición farmacéutica pueden administrarse mediante inyección en el líquido espinal y/o cervical. La composición puede inyectarse en cualquier parte del líquido espinal o líquido cervical. Las partículas vacías pueden administrarse mediante inyección en el líquido cefalorraquídeo (LCR), o en el cerebro o parénquima de la médula espinal. La composición puede administrarse mediante inyección en el líquido espinal entre la tercera y cuarta vértebras.
Las partículas porosas vacías o la composición farmacéutica como se definió anteriormente, pueden usarse en la prevención y/o el retraso de enfermedades neurodegenerativas (NDD), seleccionadas del grupo que comprende o que consiste en enfermedad de Alzheimer (AD), enfermedad de Parkinson (PD), esclerosis lateral amiotrófica (ALS), enfermedad de Huntington (HD), demencia con cuerpos de Lewy (DLB), parálisis supranuclear progresiva (PSP), atrofia de múltiples sistemas (MSA), degeneración corticobasal (CBD), demencia frontotemporal (FTD), trastornos de ataxia espinocerebelosa (SCA) y atrofia muscular espinal u otras NDD.
Las partículas porosas vacías o la composición farmacéutica como se definió anteriormente, pueden usarse en el secuestro de SOD1, TDP-43, amiloide-beta, alfa-sinucleína, tau, ELAVL4, FUS y otras biomoléculas que afectan la degeneración de las neuronas y la glía.
Las partículas porosas vacías o la composición farmacéutica como se definió anteriormente, pueden usarse en el secuestro de SOD1, TDP-43, amiloide-beta, alfa-sinucleína, tau, ELAVL4, FUS y otras biomoléculas que contribuyen a la progresión de enfermedades neurodegenerativas (NDD), seleccionadas del grupo que comprende o que consiste en enfermedad de Alzheimer (AD), enfermedad de Parkinson (PD), esclerosis lateral amiotrófica (ALS), enfermedad de Huntington (HD), demencia con cuerpos de Lewy (DLB), parálisis supranuclear progresiva (PSP), atrofia de múltiples sistemas (MSA), degeneración corticobasal (CBD), demencia frontotemporal (FTD), trastornos de ataxia espinocerebelosa (SCA) y atrofia muscular espinal y otras NDD.
Las partículas porosas vacías o la composición farmacéutica como se definió anteriormente, pueden usarse en el secuestro de SOD1, TDP-43, amiloide-beta, alfa-sinucleína, tau, ELAVL4, FUS y otras biomoléculas que contribuyen a la progresión de enfermedades neurodegenerativas (NDD) antes, durante o después del tratamiento de un mamífero partículas porosas al menos parcialmente cargadas con factores tróficos, tales como miméticos peptídicos del factor neurotrófico derivado de células de la glía (GDNF) y/o factor neurotrófico ciliar (CNTF) y/o células madre.
Las partículas porosas vacías o la composición farmacéutica como se definió anteriormente, pueden usarse en el secuestro de SOD1, TDP-43, amiloide-beta, alfa-sinucleína, tau, ELAVL4, FUS y otras biomoléculas que contribuyen a la progresión de enfermedades neurodegenerativas (NDD) antes, durante o después del tratamiento de un mamífero con células madre.
Las partículas porosas vacías pueden usarse en la prevención y/o el retraso de NDD en un mamífero, mediante lo cual las partículas vacías se inyectan antes, durante o después del tratamiento del mamífero con las partículas cargadas con factores tróficos seleccionados de miméticos peptídicos de factor neurotrófico derivado de células de la glía (GDNF) y/o factor neurotrófico ciliar (CNTF) y/o células madre. Las partículas vacías pueden inyectarse antes de dicho tratamiento. Un mamífero puede tratarse primero mediante inyección de partículas vacías y posteriormente (dentro del plazo de 1 a 24 horas) tratarse mediante inyección de partículas que están al menos parcialmente cargadas con factores tróficos seleccionados de miméticos peptídicos de factor neurotrófico derivado de células de la glía (GDNF) y/o factor neurotrófico ciliar (CNTF) y/o células madre. Alternativamente, un mamífero puede tratarse simultáneamente mediante inyección de partículas vacías y mediante inyección de partículas que están al menos parcialmente cargadas con factores tróficos seleccionados de miméticos peptídicos de factor neurotrófico derivado de células de la glía (GDNF) y/o factor neurotrófico ciliar (CNTF) y/o células madre. O, un mamífero puede tratarse primero mediante inyección de partículas que están al menos parcialmente cargadas con factores tróficos seleccionados de miméticos peptídicos de factor neurotrófico derivado de células de la glía (GDNF) y/o factor neurotrófico ciliar (CNTF) y/o células madre y posteriormente (dentro del plazo de 1 a 24 horas) tratarse mediante inyección de partículas vacías. Las partículas pueden administrarse mediante inyección en el líquido cefalorraquídeo (LCR), o en el cerebro o parénquima de la médula espinal.
Un régimen de dosificación para la administración de la composición farmacéutica puede administrarse mediante inyección en el líquido espinal al menos una vez cada mes, o al menos una vez cada dos meses, o al menos una vez cada tres semanas, o una vez cada dos semanas, o una vez cada semana.
Diagnóstico de una enfermedad neurodegenerativa
Las partículas porosas vacías pueden usarse en el diagnóstico de enfermedades neurodegenerativas (NDD), seleccionadas del grupo que comprende o que consiste en enfermedad de Alzheimer (AD), enfermedad de Parkinson (PD), esclerosis lateral amiotrófica (ALS), enfermedad de Huntington (HD), demencia con cuerpos de Lewy (DLB), parálisis supranuclear progresiva (PSP), atrofia de múltiples sistemas (MSA), degeneración corticobasal (CBD), demencia frontotemporal (FTD), trastornos de ataxia espinocerebelosa (SCA) y atrofia muscular espinal u otras NDD.
Las partículas porosas vacías pueden usarse en un método para identificar biomarcadores para el diagnóstico y/o tratamiento de NDD, tales como la ALS, que comprende las etapas de:
a) administrar las partículas porosas vacías que tienen un diámetro de entre 0,1 y 1000 |um, tal como se mide mediante SEM, como se definieron anteriormente en el líquido cefalorraquídeo (LCR);
b) recuperar una parte de dichas partículas porosas después de un periodo de tiempo, tal como de 1 a 36 horas, a partir del LCR;
c) determinar biomoléculas que se han cargado en las partículas porosas durante su presencia en el LCR;
d) establecer si los compuestos pueden usarse como biomarcadores.
El periodo de tiempo en la etapa b) puede ser de 1 a 24 horas o de 1 a 72 horas.
La totalidad o al menos una parte de las partículas vacías pueden cargarse con un líquido de incubación como se mencionó anteriormente.
Administración significa administración in vivo así como adición in vitro de partículas vacías a LCR recuperado a partir de un mamífero.
Por lo tanto, la etapa a) puede añadir las partículas porosas vacías como se definen en el presente documento, al líquido cefalorraquídeo (LCR) recuperado a partir de un mamífero in vitro.
Los biomarcadores identificados pueden usarse para el diagnóstico, la prevención, el tratamiento y/o la retraso de NDD, tales como ALS; o NDD seleccionadas del grupo que comprende o que consiste en enfermedad de Alzheimer (AD), enfermedad de Parkinson (PD), enfermedad de Huntington (HD), demencia con cuerpos de Lewy (DLB), parálisis supranuclear progresiva (PSP), atrofia de múltiples sistemas (MSA), degeneración corticobasal (CBD), demencia frontotemporal (FTD), trastornos de ataxia espinocerebelosa (SCA) y atrofia muscular espinal.
Experimental
Síntesis de partículas de sílice mesoporosa.
Se disolvieron Pluronic 123 (copolímero tribloque, EO20PO70EO20, Sigma-Aldrich) (4 g) como agente moldeador y 1,3,5-trimetilbenceno (TMB) (mesitileno, Sigma-Aldrich) (3,3 g) como agente de hinchamiento, en 127 ml de H2O destilada y 20 ml de ácido clorhídrico (HCI, 37 %, Sigma-Aldrich) mientras se agitaba a temperatura ambiente (RT) durante 3 días. La solución se precalentó a 40 0C antes de añadir 9,14 ml de TEOS (ortosilicato de tetraetilo, Sigma-Aldrich). La mezcla se agitó durante otros 10 minutos a la velocidad de 500 rpm y después se mantuvo a 40 0C durante 24 horas, después se trató hidrotérmicamente en el horno a 100 0C durante otras 24 horas. Finalmente, la mezcla se filtró, se lavó y se secó a temperatura ambiente. El producto se calcinó para retirar el molde de tensioactivo y el agente de hinchamiento. La calcinación se realizó calentando a 600 0C con una velocidad de calentamiento de 1,5 0C/min y se mantuvo a 600 0C durante 6 horas, seguido de enfriamiento en condiciones ambientales. El producto resultante es un polvo de color blanco que comprende partículas de sílice nanoporosa.
Síntesis de miméticos peptídicos
Los péptidos cintrofina y gliafina, derivados del factor neurotrófico ciliar (148-DGGLFEKKLWGLKV-161; entrada de UniProtKB n.° P26441) y factor neurotrófico derivado de la línea celular de la glía (153- ETMYDKILKn Ls RSR-167; entrada de UniProtKB n.° Q07731), respectivamente, se sintetizaron usando la estrategia de protección con Fmoc en fase sólida y se estimó que la pureza era de al menos el 80 % mediante cromatografía de líquidos de alto rendimiento. Todos los péptidos se sintetizaron por Schafer-N AS (Copenhague, Dinamarca, http://www.schafer-n.com) como dendrímeros compuestos por cuatro monómeros acoplados a una estructura principal de lisina. Durante la síntesis de péptidos biotinilados, sólo los aminoácidos N-terminales eran aminoácidos marcados con biotina. Por lo tanto, cada dendrímero tetramérico contenía cuatro residuos de biotina.
Carga de miméticos peptídicos gliafina y cintrofina.
Los miméticos peptídicos se cargaron mediante impregnación en agua. Se añadieron partículas de sílice mesoporosa (50 mg) a 0,5 ml de gliafina en una disolución acuosa a una concentración de 8,87 mg/ml y se agitaron a 40C durante 16 horas. Se añadieron partículas de sílice mesoporosa (25 mg) a una disolución en agua de cintrofina de 0,4 ml a una concentración de 4,4 mg/ml y se agitó a 4 °C durante 16 horas. Se evaporó el agua en ambas disoluciones en condiciones atmosféricas. Se determinó la cantidad de carga de péptido mediante análisis termogravimétrico (PerkinElmer). Se realizó el barrido desde 20 °C hasta 900 °C a una tasa de calentamiento de 20 °C/minuto. La atmósfera de gas conectable era aire seco (velocidad de flujo, 20 ml/minuto). Los pesos de la muestra variaron desde 5 hasta 10 mg. Las eficiencias de carga de mesoporos fueron del 8,3 y el 11,8 % en peso para cintrofina y gliafina, respectivamente.
Preparación de disoluciones de partículas
Las disoluciones se prepararon el día del inicio de los experimentos.
Dispersión de disolución de partículas mesoporosas
Se realizó una concentración de 1 pg/pl mezclando un volumen igual de disolvente o disolución para inyección con polvo seco de partículas de sílice mesoporosa. Se mezcló exhaustivamente la mezcla. Se colocaron 100 pl de la disolución final en un tubo estéril para inyección.
Disolución de mimético
Se preparó 1 pg/pl de cada disolución concentrada de partículas de sílice mesoporosa cargadas con gliafina, cintrofina, como anteriormente. Se añadieron 100 pl de cada tubo a un tubo estéril y se añadieron 900 pl de disolvente. Se mezcló exhaustivamente la mezcla. Se colocaron 100 pl de la disolución final en un tubo estéril para inyección. La concentración final de cada mimético era de 0,1 pg/pl.
Inyecciones de ratones y supervivencia
A los 79 días (aproximadamente 10 semanas) se anestesiaron ratones de contexto B6/SJL (B6SJL-TgN-SOD1-G93A-1 Gur) con isoflurano al 3 % al comienzo del procedimiento y disminuyendo a lo largo del tiempo hasta alcanzar el 0,8 % a una velocidad de flujo de 500-480 ml/min. Se realizó una laminectomía parcial sobre la médula espinal cervical izquierda y se realizó una inyección intracervical doble o triple en el cuerno ventral en el lado izquierdo de los segmentos de la médula espinal C3-C4. Se realizó una inyección intracervical de 2 pl en los tres grupos; partículas de sílice porosas vacías (0,1 pg/pl), grupo mimético (partículas de sílice mesoporosa cargadas con gliafina, cintrofina, 0,1 pg/pl), bNCSC (células madre de la cresta neural de caperuza de límite, aproximadamente 13.000 células/pl). Se acopló una jeringa de Hamilton de 10 pl con una aguja de tipo de punto AS a un controlador de bomba de microjeringa (Micro 4, WPI), ajustado a un ritmo de infusión de 4 pl/min.
Para los experimentos de supervivencia, los ratones SOD1G93A a los que se les inyectaron miméticos o células madre de la cresta neural de caperuza de límite (bNCSC) siempre se compararon con sus compañeros de camada a los que se les inyectaron partículas vacías. El tiempo de inicio de la enfermedad se determinó de manera retrospectiva como el momento en el que los ratones alcanzaron el peso corporal máximo. La enfermedad temprana se definió en el momento en el que la atrofia muscular inducida por denervación había producido una pérdida del 10 % del peso máximo. El estadio final se determinó mediante parálisis tan intensa que el animal no podía ponerse bien por sí solo dentro del plazo de 20 segundos cuando se colocó sobre su costado, un criterio de valoración usado con frecuencia para ratones mutantes SOD1 y uno que era compatible con los requisitos del comité para el uso y cuidado de animales de Ben-Gurion University of the Negev.
La prueba de fuerza de agarre se realizó con el dispositivo de medición de fuerza Chatillon, Ametek, la medición de cada miembro de los grupos incluyó dos mediciones (tracción de las patas delanteras y tracción total de las patas). Las mediciones se realizaron dos veces por semana comenzando dos semanas antes de la cirugía.
Análisis de muerte celular
Se incuban células con los miméticos indicados en el medio de crecimiento libre de suero apropiado a 37 0C, se recogen, se lavan dos veces con PBS y se analiza la muerte celular mediante tinción con yoduro de propidio (PI) y citometría de flujo.
Determinación de intersecciones de crecimiento de neuritas entre neuritas y supervivencia
Se llevó a cabo la estimación estereológica de la longitud de neuritas para evaluar el crecimiento de neuritas en células en cultivo como se describió anteriormente (Rcnn LC, Ralets I, Hartz BP, Bech M, Berezin A, Berezin V, Mcller A, Bock E. Asimple procedure for quantification of neurite outgrowth based on stereological principles. J Neurosci Methods. 31 de julio de 2000;100(1 -2):25-32). Se estimó la longitud total de neuritas por célula contando el número de intersecciones entre neuritas y líneas de prueba de una trama de recuento no sesgada superpuesta sobre imágenes de cultivos celulares obtenidos mediante microscopía asistida por ordenador convencional. Posteriormente se estimó la longitud absoluta (L) de neuritas por célula a partir del número de intersecciones de neuritas (I) por célula por medio de la ecuación L=(nd/2)l que describe la relación entre el número de intersecciones de neuritas y la distancia vertical d entre las líneas de prueba usadas.
El experimento in vivo se realiza usando un modelo de ratón para ALS (ratón heterocigótico para el transgén SOD1 mutante). Además, se somete a prueba el efecto de los miméticos seleccionados sobre el crecimiento de neuritas, la densidad de MN y la supervivencia.
El tratamiento con nanopartículas vacías, miméticos o bNCSC prolonga la supervivencia de ratones SOD1G93A mutantes
Se examinó cómo la inyección de partículas de sílice mesoporosa que contenían miméticos o la inyección directa de bNCSC afectará al curso de la enfermedad en ratones mutantes SOD1. Para ello, se usaron ratones B6SJL-TgN-SOD1-G93A-1Gur (SOD1G93A), heterocigóticos para el transgén SOD1 mutante. Estos ratones desarrollan una enfermedad de neuronas motoras progresiva y tienen una mediana de la supervivencia de 128,9±9,1 días (Gurney et al., 1994). A ratones de 79 días de edad se les inyectaron nanopartículas que contenían miméticos (n=10) o nanopartículas vacías (n=10) (figura 1). Se aplicó una medida simple y objetiva de la aparición de la enfermedad y la progresión temprana de la enfermedad determinando el inicio de la pérdida de peso, que refleja la atrofia muscular inducida por denervación.
Sorprendentemente, aunque el momento del estadio final de la enfermedad se prolongó mediante inyección de partículas de sílice mesoporosa cargadas con miméticos (140 ±5 días), la inyección de nanopartículas vacías tuvo el mayor de supervivencia (158±4 días) (figura 1), lo que demuestra que estas partículas porosas mejoraron el curso de la enfermedad.
Además, se sometió a prueba la capacidad de las células madre de la cresta neural de caperuza de límite (bNCSC) para afectar al curso de la enfermedad. La inyección de células bNCSC a los ratones SOD1G93A prolongó la supervivencia (142±3,5 días) (figura 2) en un grado similar a las nanopartículas cargadas con miméticos.
Este fuerte efecto de las partículas porosas vacías puede observarse claramente por los resultados de las mediciones de la fuerza de agarre. El grupo de partículas porosas vacías mostró una potenciación significativa (p =< 0,01, prueba de la t múltiple) en la fuerza de tracción de las patas traseras (28,8 g) (figura 3) y las patas delanteras (49,61 g) (figura 4) en 137 días en comparación con el grupo de miméticos o el grupo de bNCSC. En general, el grupo de partículas porosas vacías mostró una mejora significativa (p=< 0,01, prueba de t múltiple) en las patas delanteras durante todo el desarrollo de la enfermedad a 133 días (29 g), 137 días (28,8 g) y 151 días (19,16) en comparación con los otros grupos (miméticos o bNCSC) (figura 4). Estos resultados sugieren que los ratones a los que se les inyectaron partículas vacías conservan su fuerza muscular principalmente en las patas delanteras. Esto puede explicarse por la proximidad de las neuronas motoras de innervación de patas delanteras al sitio de inyección (C3-C4).
Las partículas de sílice mesoporosa secuestran proteínas/péptidos incluyendo proteínas consideradas como características de NDD.
Se obtuvieron extractos de médula espinal a partir de cuatro ratones de 12 semanas de edad, ratones mutantes SOD1 -G93A-B6SJL-Tg(SOD1 *G93A) 1Gur/J (4 ratones) y ratones WT blac6 (4 ratones) mediante homogeneización en un tampón (manitol 210 mM, sacarosa 70 mM, Tris 10 mM, pH 7,4 e inhibidores de proteasa), se centrifugaron (12.000 g, 10 min). Se incubaron los sobrenadantes libres de mitocondrias (50 pg de proteína) de ratones SOD1 * G93A y wt durante 5 h con 10 pg de partículas de MSP (37 °C, 300 RPM), seguido por centrifugación (12.000 g, 10 min). Se sometieron los sobrenadantes obtenidos (fracción no unida) a inmunotransferencia. Se lavaron los sedimentos de partículas de sílice mesoporosa obtenidos con Tris 10 mM, NaCl 50 mM, pH 7,4 y se resuspendió el sedimento resultante en 50 pl de tampón de lisis (Tris-HCl 100 mM, pH 8,0, DTT 5 mM, s Ds al 4 % y un cóctel inhibidor de proteasa), se incubó durante 15 min a 50 °C, 300 RPM y se centrifugó (20 min, 12.000 g) para obtener la fracción unida. Se sometieron las fracciones no unida y unida a SDS-PAGE e inmunotransferencia usando los anticuerpos indicados. (figura 5).
Los resultados demuestran la alta capacidad de las partículas porosas para absorber proteínas como SOD1 mutante y TDP-43. Se espera que las partículas absorban otras proteínas, aunque aún no se ha identificado su entidad. Usando análisis por proteómica y bioinformática, se espera identificar las proteínas clave que se absorben por las MSP, eliminando así sus efectos tóxicos asociados con los estados patológicos de ALS y otras NDD. Estas proteínas/factores pueden usarse como biomarcadores para la detección temprana y/o como nuevas dianas farmacológicas.
El desarrollo y la remodelación de extensiones neuronales (crecimiento de neuritas) en presencia de partículas vacías (Ivert et al, Ivert P, Otterbeck A, Panchenko M, HoeberJ, Vasylovska S, Zhou C, Garcia Bennett A, Kozlova EN. The Effect of Mesoporous Silica Particles on Stem Cell Differentiation. J Stem Cell Res Ther. 2017;2(3):73-78. DOI: 10.15406/jsrt.2017.02.00063) en cultivo celular se determinaron trazando neuritas y sus ramificaciones usando el procedimiento estereológico descrito anteriormente (Ronn et al., A simple procedure for quantification of neurite outgrowth based on stereological principles. J Neurosci Methods. 31 de julio de 2000;100(1-2):25-32.).
La presente invención no se limita a las realizaciones expuestas, sino que puede variarse y modificarse dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Partículas de sílice mesoporosa vacías que tienen un diámetro de entre 0,1 y 1000 pm, para su uso en la prevención y/o el retraso de la degeneración de enfermedades neurodegenerativas (NDD) en un mamífero, en donde no se reivindica el trasplante conjunto de células madre, y las partículas vacías no tienen moléculas o agentes unidos a la superficie, y en donde las enfermedades neurodegenerativas se seleccionan del grupo que consiste en enfermedad de Alzheimer (AD), enfermedad de Parkinson (PD), esclerosis lateral amiotrófica (ALS), enfermedad de Huntington (HD), demencia con cuerpos de Lewy (DLB), parálisis supranuclear progresiva (PSP), atrofia de múltiples sistemas (MSA), degeneración corticobasal (CBD), demencia frontotemporal (FTD), trastornos de ataxia espinocerenelosa (SCA) y atrofia muscular espinal.
  2. 2. Partículas porosas vacías para su uso según la reivindicación 1, para su uso en la prevención y/o el retraso de la degeneración de neuronas y glía en un mamífero.
  3. 3. Partículas porosas vacías para su uso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para su uso en la prevención y/o el retraso de NDD en un mamífero, mediante lo cual las partículas vacías se administran antes, durante o después del tratamiento del mamífero con la totalidad o al menos una parte de las partículas cargadas con factores tróficos seleccionados de miméticos peptídicos de factor neurotrófico derivado de células de la glía (GDNF) y/o factor neurotrófico ciliar (CNTF) y/o células madre.
  4. 4. Partículas porosas vacías para su uso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las partículas vacías son partículas de sílice mesoporosa que tienen un tamaño de poro de entre 1 y 100 nm, un volumen de poro de entre 0,1 y 3 cm3/g y un área de superficie de entre 40 y 1500 m2/g.
  5. 5. Partículas porosas vacías para su uso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las partículas vacías tienen un tamaño de poro de entre 0,3 y 20 nm, un volumen de poro de entre 0,5 y 1,5 cm3/g y un área de superficie de entre 50 y 800 m2/g.
  6. 6. Partículas porosas vacías para su uso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las partículas vacías tienen un diámetro de entre 0,1 y 500 pm, o entre 0,1 y 250 pm, o entre 0,1 y 100 pm, o entre 0,2 y 50 pm, o entre 0,3 y 25 pm, o entre 0,3 y 20 pm, o entre 0,3 y 12 pm, o entre 0,3 y 6 pm.
  7. 7. Partículas porosas vacías para su uso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las partículas vacías se administran mediante inyección en el líquido cefalorraquídeo (LCR), cerebro o parénquima de la médula espinal.
  8. 8. Partículas porosas vacías para su uso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde se carga un líquido incubador en o sobre la totalidad o al menos una parte de las partículas vacías, y el líquido incubador es una disolución tamponada que tiene un pH fisiológico adecuado para la administración mediante inyección.
  9. 9. Partículas porosas vacías para su uso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las partículas vacías están biotiniladas.
ES20719186T 2019-04-15 2020-04-15 Partículas porosas vacías para su uso en el tratamiento, la prevención y/o el retraso de la degeneración de enfermedades neurodegenerativas, neuronas y glía Active ES2932081T3 (es)

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Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL154801A0 (en) * 2003-03-06 2003-10-31 Karotix Internat Ltd Multi-channel and multi-dimensional system and method
CN101878186A (zh) * 2007-11-30 2010-11-03 纳诺洛吉卡股份公司 用于制备有控制结构与粒度的纳米多孔氧化铝基材料的方法和利用所述方法获得的纳米多孔氧化铝
US9134327B2 (en) * 2008-06-30 2015-09-15 Biotechnology Research Corporation Limited STAT3 and TYK2 as drug targets for neurodegenerative diseases
EP2424498A1 (en) * 2009-04-29 2012-03-07 Rexahn Pharmaceuticals, Inc. Clavulanate formulation for neuroprotection and treatment of neurodegenerative disorders
US20110223297A1 (en) * 2010-03-12 2011-09-15 Pepsico., Inc. Anti-Caking Agent for Flavored Products
DK2590661T3 (da) * 2010-07-06 2020-01-27 Nanologica Ab Forbedret fremgangsmåde til stamcelledifferentiering in vivo ved afgivelse af morfogener med mesoporøst siliciumdioxid og tilsvarende farmaceutisk aktive bestanddele
WO2012013617A2 (en) 2010-07-30 2012-02-02 Technische Universität Dortmund Polymeric complements to b-amyloid peptides
WO2012082237A1 (en) * 2010-10-26 2012-06-21 Arizona Board Of Regents, A Body Corporate Of The State Of Arizona Acting For And On Behalf Of Arizona State University Immunization with amyloid-beta oligomers
WO2012145428A2 (en) 2011-04-21 2012-10-26 Washington University Altering protein concentrations in cerebrospinal fluid and/or brain interstitial fluid
JP6421124B2 (ja) * 2012-11-06 2018-11-07 シグリッド・セラピューティクス・アーベー 医薬有効成分又は食品有効成分としての使用のための多孔質シリカ材料
WO2017153957A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-14 Avita International Ltd. Stem cells expressing mesenchymal and neuronal markers, compositions thereof, and methods of preparation thereof
CN113813401A (zh) * 2013-11-05 2021-12-21 埃琳娜·莫洛卡诺瓦 用于调节受体和离子通道的位置特异性亚型的纳米结构轭合物
EP3267992A4 (en) * 2015-03-09 2018-12-05 Immune Modulation, Inc. Hypoestoxide, derivatives, related compounds, and agonists thereof for treatment or prevention of neurodegenerative diseases
CN108135848A (zh) * 2015-06-30 2018-06-08 纳米提克斯有限责任公司 与清除颗粒相关的组合物和方法
KR102129378B1 (ko) * 2017-07-27 2020-07-02 한국과학기술원 베타-아밀로이드 응집 억제용 업컨버젼 나노입자
CA3107349A1 (en) * 2018-07-23 2020-01-30 Enclear Therapies, Inc. Methods of treating neurological disorders

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