JP2002511396A - Needleless administration of polynucleotide preparations - Google Patents

Needleless administration of polynucleotide preparations

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、遺伝的ワクチン接種、遺伝子運搬および遺伝子治療のためのDNA、DNA製剤および/または他のポリヌクレオチドの投与のための無針噴射式注射装置の使用によりインビボで発現されるタンパク質抗原に対する免疫応答を誘導する方法に関する。   (57) [Summary] The present invention relates to protein antigens expressed in vivo by the use of needle-free injection devices for the administration of DNA, DNA preparations and / or other polynucleotides for genetic vaccination, gene delivery and gene therapy. A method of inducing an immune response.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 (発明の分野) 本発明は、遺伝的ワクチン接種、遺伝子運搬および遺伝子治療のためのポリヌ
クレオチドおよびポリヌクレオチド製剤の投与のための無針(needleless)噴射
式注射装置の用途に関する。
The present invention relates to the use of needleless injection devices for the administration of polynucleotides and polynucleotide preparations for genetic vaccination, gene delivery and gene therapy.

【0002】 (発明の背景) 伝統的に、ヒトに対する医薬またはワクチン製剤の注射はシリンジ/針の組合
せによるものである。これは有効な運搬手段ではあるが、針に関連したリスク(
例えば、血液により運搬される病原体)が顕著である。さらに、針は、特に小さ
な子供には厄介な針の刺傷という更なる負担を与える。BiojectのBIOJECTOR(商
標名)2000などの高度な無針注射装置の出現に伴い、より高い有効性、それほど
持続しない皮膚損傷、および低下した血液媒介病原体の伝染のリスクにて、物質
を筋肉内注射する可能性が現実となった(米国特許第5,383,851号、第5,064,413
号、第4,940,460号、第4,790,824号および第4,596,556号を参照されたい)。
BACKGROUND OF THE INVENTION Traditionally, injection of pharmaceutical or vaccine formulations into humans has been by syringe / needle combination. While this is an effective means of transportation, the risks associated with needles (
For example, pathogens carried by blood) are prominent. In addition, needles place an additional burden on both children, especially for small children, as awkward needle stings. With the advent of advanced needle-free injection devices such as Bioject's BIOJECTOR ™ 2000, intramuscular injection of substances with higher efficacy, less persistent skin damage and reduced risk of transmission of blood-borne pathogens (US Pat. Nos. 5,383,851, 5,064,413)
Nos. 4,940,460, 4,790,824 and 4,596,556).

【0003】 レポーター遺伝子(例えば、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラー
ゼ(CAT))を導入するために噴射式注射技術(特に、PED-O-JET(商標名)注射
器)を用いて、遺伝子導入に対するこの系の有効性を評価するための実験が行わ
れた(Furthら, 1992 Analytical Biochem. 205:365-368を参照されたい)。し
かしながら、すべてのサンプルにおいてCAT活性が検出できたわけではなく、さ
らに、それらのサンプルはばらつきを示した。免疫応答の生成におけるそのよう
な技術の使用は試験されなかった。
[0003] This system for gene transfer using a propellant injection technique (particularly a PED-O-JET ™ syringe) to introduce a reporter gene (eg, chloramphenicol acetyltransferase (CAT)). An experiment was performed to assess the efficacy of (see Furth et al., 1992 Analytical Biochem. 205: 365-368). However, not all samples were able to detect CAT activity, and moreover, those samples showed variability. The use of such techniques in generating an immune response has not been tested.

【0004】 その後、DNAに基づく免疫の分野における実験が行われた。B型肝炎ウイルス表
面抗原をコードするプラスミドDNAをBIOJECTOR(商標名)無針噴射式注射系によ
り運搬するという意図で、該DNAが成熟筋細胞内に注入された(Davisら, 1994 V
accine 12(16):1503-1507を参照されたい)。通常のシリンジ/針の組合せと比
較して4倍に近く高い抗体産生レベルが得られたが、再生筋細胞で得られたレベ
ルと比較すると、その増加はそれほど大したものではなかった。さらに、これら
の増加はラットでは認められなかった。
[0004] Subsequently, experiments in the field of DNA-based immunization were performed. Plasmid DNA encoding the hepatitis B virus surface antigen was injected into mature myocytes with the intention of delivering it by the BIOJECTOR ™ needle-free injection system (Davis et al., 1994 V).
accine 12 (16): 1503-1507). Although antibody production levels were nearly four times higher than those obtained with a conventional syringe / needle combination, the increase was not significant when compared to levels obtained with regenerating muscle cells. Furthermore, these increases were not observed in rats.

【0005】 無針注射装置による皮内投与が、ウシ呼吸器合胞体ウイルス(BRSV)のGタン
パク質をコードする合成遺伝子で試みられ、得られたデータが、針投与で得られ
たものと比較された(Schrijverら, 1998 Vaccine 16(2/3):130-134)。仔ウシ
への3回の免疫の後、抗体力価は無針注射の方が有意に高かった。
[0005] Intradermal administration with a needle-free injection device has been attempted with a synthetic gene encoding the G protein of bovine respiratory syncytial virus (BRSV) and the data obtained are compared to those obtained with needle administration. (Schrijver et al., 1998 Vaccine 16 (2/3): 130-134). After three immunizations of calves, antibody titers were significantly higher with needleless injection.

【0006】 筋肉内注射は、しばしば、免疫応答を誘導する最も有効な手段である。したが
って、皮内投与で得られたのと同様の結果が筋肉内投与で得られることが望まし
い。そのような免疫応答をヒトにおいて筋肉内投与により誘導するために無針注
射装置を有効に使用するためには、より一貫して且つより大きく免疫系を誘導す
る必要がある。したがって、一貫してDNAなどのポリヌクレオチド製剤の効率的
な導入を達成し、筋肉内への通常の針注射の場合より強い免疫応答を誘導しうる
系を同定することが望ましいであろう。
[0006] Intramuscular injection is often the most effective means of inducing an immune response. Therefore, it is desirable that the same results as obtained by intradermal administration be obtained by intramuscular administration. Effective use of needle-free injection devices to induce such immune responses in humans by intramuscular administration requires a more consistent and greater induction of the immune system. Therefore, it would be desirable to identify systems that consistently achieve efficient introduction of a polynucleotide formulation, such as DNA, and that can elicit a stronger immune response than with conventional needle injection into muscle.

【0007】 (発明の概要) 本発明は、遺伝的ワクチン接種、遺伝子運搬および遺伝子治療のためのDNA、D
NA製剤および/または他のポリヌクレオチドを投与するための無針噴射式注射装
置の使用によりインビボで発現されるタンパク質抗原に対する免疫応答を誘導す
る方法に関する。
SUMMARY OF THE INVENTION [0007] The present invention relates to DNA, D, for genetic vaccination, gene delivery and gene therapy.
A method for inducing an immune response to a protein antigen expressed in vivo by use of a needle-free injection device to administer a NA formulation and / or other polynucleotides.

【0008】 本発明は更に、無針注射器を使用して動物(好ましくは、ヒト)においてポリ
ヌクレオチドワクチンに対する免疫応答を誘導する改良された方法であって、該
ワクチンを筋肉内に導入することを含んでなり、該ポリヌクレオチドワクチンが
、該動物内に進入すると、ボーラス内には存在しないこと、および該ポリヌクレ
オチドワクチンが、該動物内に進入すると、筋組織の領域内に実質的に均一に分
布することを特徴とする方法に関する。
[0008] The present invention is further directed to an improved method of inducing an immune response to a polynucleotide vaccine in an animal, preferably a human, using a needleless injector, the method comprising introducing the vaccine intramuscularly. Comprising, when the polynucleotide vaccine enters the animal, is not present in the bolus; and, when the polynucleotide vaccine enters the animal, substantially uniformly within the area of muscle tissue. A method characterized by being distributed.

【0009】 本発明は更に、無針注射器を使用して動物においてポリヌクレオチドワクチン
に対する強力な免疫応答を誘導する方法であって、該ワクチンを筋肉内に導入す
ることを含んでなり、該ポリヌクレオチドワクチンが、該動物内に進入すると、
ボーラス内には存在せず、構造組織面に沿って横方向に広がったポリヌクレオチ
ドワクチンが、流動に対する抵抗性をほとんど有さないこと、該ポリヌクレオチ
ドワクチンが、該動物内に進入すると、筋組織の領域内に実質的に均一に分布す
ること、および該ワクチンの導入が、予め決められた直径を有するオリフィスに
該ワクチンを通過させることにより制御されることを特徴とする方法に関する。
[0009] The present invention is further directed to a method of inducing a potent immune response against a polynucleotide vaccine in an animal using a needle-free injector, the method comprising introducing the vaccine intramuscularly. When the vaccine enters the animal,
That the polynucleotide vaccine, which is not present in the bolus and extends laterally along the surface of the structural tissue, has little resistance to flow; when the polynucleotide vaccine enters the animal, muscle tissue And a method wherein the introduction of the vaccine is controlled by passing the vaccine through an orifice having a predetermined diameter.

【0010】 好ましい実施形態においては、該核酸はDNAまたはcDNAである。本発明の特に
好ましい実施形態は、裸の又は複合化した又はウイルス性のDNAの運搬である。
特に好ましい実施形態は、HIV gagをコードする合成DNA分子およびHIV gagの修
飾形態をコードする合成DNA分子を含む。
[0010] In a preferred embodiment, the nucleic acid is DNA or cDNA. A particularly preferred embodiment of the present invention is the delivery of naked or complexed or viral DNA.
Particularly preferred embodiments include synthetic DNA molecules encoding HIV gag and synthetic DNA molecules encoding modified forms of HIV gag.

【0011】 本発明はまた、無針注射器を使用して遺伝子治療のために動物にDNAを運搬す
る方法であって、該ワクチンを筋肉内に導入することを含んでなり、該ポリヌク
レオチドワクチンが、該動物内に進入すると、ボーラス内には存在しないこと、
および該ポリヌクレオチドワクチンが、該動物内に進入すると、筋組織の領域内
に実質的に均一に分布することを特徴とする方法に関する。好ましくは、該量は
、所望の予防的または治療的応答をもたらすのに十分なものである。
The present invention also provides a method of delivering DNA to an animal for gene therapy using a needle-free injector, comprising introducing the vaccine intramuscularly, wherein the polynucleotide vaccine is When entering the animal, it is not present in the bolus;
And a method wherein the polynucleotide vaccine is substantially uniformly distributed within the area of muscle tissue upon entry into the animal. Preferably, the amount is sufficient to produce the desired prophylactic or therapeutic response.

【0012】 本発明の方法による投与は、通常の針注射と比較して抗体力価の有意な増加(
すなわち、いくつかの場合には100倍)をもたらす。本発明の方法はまた、動物
間のばらつきの顕著な減少、および増加した血清変換率(約100%)をもたらす
。これは、せいぜい並みの血清変換率(〜40%)の並みの応答しかもたらさない
通常の投与(すなわち、シリンジ/針の組合せによるもの)に対する驚くべき且
つ顕著な進歩を構成するものである。無針噴射式注射によるポリヌクレオチドの
投与は、通常の針/シリンジ運搬と比較して実質的に増加した注射流体の筋肉内
分布をもたらす。ポリヌクレオチド製剤の噴射物は、体内への進入後、筋膜など
の組織の構造面を横切りながら注射の軸に対して横方向に進むらしい。これらの
平面は、減少したレベルの抵抗性を有する傾向にあり、したがってワクチンの液
体噴射物はそれらに沿って進む傾向を有する。理論に束縛されることを望むもの
ではないが、ポリヌクレオチドの筋肉内分布の増加が、おそらく、改善された免
疫応答の誘導に必要なのであろう。いくつかの理論は、分布の増加がいかにして
免疫応答を改善するのかを説明しうるであろう。筋肉全体にわたるワクチンの分
布の増加は、より多数の抗原提示細胞(例えば、DNAを取込むマクロファージお
よび樹状細胞)を与えうるであろう。なぜなら、これらの細胞は、筋組織内には
低密度で見出されるにすぎないからである。抗原提示細胞によるDNAの取込みは
、免疫応答を誘導するための非常に有効な手段だと考えられる。あるいは、液体
を筋肉または結合組織内に押し込むと、DNAまたは発現される抗原の取込みの増
加を招き従って免疫原性の増加を引き起こしうるマクロファージ、樹状細胞、好
酸球、好中球などの種々の免疫細胞を引き寄せる炎症応答が誘導されうる。さら
に、無針注射器で免疫されたコホートの、測定された抗体応答のばらつきは、シ
リンジ/針の場合と比較して有意に低い。
Administration according to the method of the present invention results in a significant increase in antibody titer (compared to normal needle injection).
Ie, in some cases 100 times). The method of the present invention also results in a marked reduction in inter-animal variability and increased seroconversion (about 100%). This constitutes a surprising and significant advance over conventional dosing (i.e., with a syringe / needle combination) that produces at most a modest response of seroconversion (-40%). Administration of a polynucleotide by needleless injection results in a substantially increased intramuscular distribution of the injection fluid as compared to normal needle / syringe delivery. The propellant of the polynucleotide formulation, after entering the body, appears to advance transversely to the axis of the injection, crossing the structural surface of the tissue, such as the fascia. These planes tend to have a reduced level of resistance, so that the liquid jets of the vaccine tend to travel along them. Without wishing to be bound by theory, increased intramuscular distribution of the polynucleotide is probably necessary for induction of an improved immune response. Some theories could explain how increasing the distribution improves the immune response. Increasing the distribution of the vaccine throughout the muscle could give more antigen presenting cells (eg, macrophages and dendritic cells that take up DNA). Because these cells are only found at low density in muscle tissue. Uptake of DNA by antigen presenting cells is considered to be a very effective means for inducing an immune response. Alternatively, pushing fluid into muscle or connective tissue can lead to increased uptake of DNA or expressed antigens, and thus may cause increased immunogenicity, such as macrophages, dendritic cells, eosinophils, neutrophils, etc. An inflammatory response that attracts immune cells can be induced. Furthermore, the variability of the measured antibody response of the cohort immunized with the needle-free injector is significantly lower compared to the syringe / needle case.

【0013】 好ましい実施形態においては、注射物質はDNAである。特に好ましい実施形態
は、裸の又は複合化した又はウイルス性のDNAの運搬を含む。DNAは、スーパーコ
イル状またはそれ以外のプラスミド形態であってもよい。特に好ましいのは、HI
V gag、env、pol、nefまたはrev遺伝子、インフルエンザHA、M1またはNP遺伝子
および単純ヘルペスウイルス(HSV)タンパク質、例えば、gDおよびgB、または
パピローマウイルスL1タンパク質をコードする合成DNA分子である。
In a preferred embodiment, the injectable substance is DNA. Particularly preferred embodiments include delivery of naked or complexed or viral DNA. The DNA may be in supercoiled or other plasmid form. Particularly preferred is HI
V gag, env, pol, nef or rev gene, influenza HA, M1 or NP gene and a herpes simplex virus (HSV) protein, such as gD and gB, or a papillomavirus L1 protein, a synthetic DNA molecule.

【0014】 本明細書および特許請求の範囲の全体にわたり使用する以下の用語に関しては
、以下の定義が適用される。
With respect to the following terms used throughout the specification and claims, the following definitions apply.

【0015】 「複合化」は、所望の機能を達成するのに十分な時間にわたり会合させる又は
相互作用を維持する近距離の物理的力(静電気、ファンデルワールス、疎水性お
よび二重層によるものを含む)を介した他の物質との相互作用を意味する。所望
の機能には、限定的ではなく、ヌクレアーゼからの保護、細胞壁のトランスフェ
クション、受容体媒介経路を介したエンドサイトーシスなどが含まれる。
“Complexation” refers to short-range physical forces (electrostatic, van der Waals, hydrophobic and bilayer) that associate or maintain interactions for a time sufficient to achieve a desired function. And interaction with other substances through Desired functions include, but are not limited to, nuclease protection, cell wall transfection, endocytosis via a receptor-mediated pathway, and the like.

【0016】 「ポリヌクレオチド」は、生きた脊椎動物細胞内に導入されると、該ポリヌク
レオチドを含む遺伝子にコードされる翻訳産物の産生を細胞装置に指令しうるよ
う必須の調節要素を含有する核酸を意味する。
A “polynucleotide” contains essential regulatory elements that, when introduced into a living vertebrate cell, can direct the cellular apparatus to produce a translation product encoded by the gene containing the polynucleotide. Means nucleic acid.

【0017】 「PNV」は、ポリヌクレオチドワクチンに与えられた名称である。“PNV” is the name given to a polynucleotide vaccine.

【0018】 「プロモーター」は、RNAポリメラーゼが結合するDNA鎖上の認識部位を意味す
る。該プロモーターは、RNAポリメラーゼと共に開始複合体を形成して、転写活
動を開始させ駆動する。該複合体は、「エンハンサー」と称される配列を活性化
することにより、あるいは「サイレンサー」と称される配列を抑制することによ
り修飾されうる。
“Promoter” refers to a recognition site on a DNA strand to which RNA polymerase binds. The promoter forms an initiation complex with the RNA polymerase to initiate and drive transcriptional activity. The complex may be modified by activating a sequence termed "enhancer" or by suppressing a sequence termed "silencer".

【0019】 「リーダー」は、構造遺伝子の5’末端の、該遺伝子と共に転写されるDNA配列
を意味する。該リーダーは、通常、プロ配列と称されることがあるN末端ペプチ
ド伸長を有するタンパク質を与える。細胞外媒体または膜へ分泌するように定め
られたタンパク質においては、一般には疎水性であるこのシグナル配列は、該タ
ンパク質を小胞体内へ導き、それは該小胞体内から適当な目的地へ放出される。
“Leader” means a DNA sequence at the 5 ′ end of a structural gene that is transcribed with the gene. The leader usually provides a protein with an N-terminal peptide extension, sometimes called a prosequence. In proteins that are defined to secrete into the extracellular medium or membrane, this signal sequence, which is generally hydrophobic, directs the protein into the endoplasmic reticulum, where it is released to the appropriate destination. You.

【0020】 「イントロン」は、遺伝子産物中のアミノ酸をコードしていない遺伝子内に見
出されるDNA断片を意味する。該イントロンの前駆体RNAは切り出されるため、そ
れはmRNAに転写されず、また、タンパク質に翻訳されない。
“Intron” refers to a DNA fragment found in a gene that does not encode an amino acid in the gene product. Since the intron precursor RNA is excised, it is not transcribed into mRNA or translated into protein.

【0021】 「制限部位」は、制限エンドヌクレアーゼの配列特異的部位を意味する。“Restriction site” means a sequence-specific site for a restriction endonuclease.

【0022】 「ベクター」は、宿主生物または宿主組識内にDNA断片を導入することを可能
にする何らかの手段を意味する。プラスミド、バクテリオファージおよびコスミ
ドを含む種々の型のベクターが存在する。
“Vector” means any means that enables a DNA fragment to be introduced into a host organism or host tissue. Various types of vectors exist, including plasmids, bacteriophages and cosmids.

【0023】 「有効(な)量」は、適当なレベルのトランスジーン産物を産生するのに十分
なPNVを注射することを意味する。このレベルは所望の治療または免疫機能に応
じて様々なものになりうると当業者に理解される。
“Effective (effective) amount” means injecting sufficient PNV to produce the appropriate level of transgene product. It is understood by those skilled in the art that this level can vary depending on the desired therapeutic or immune function.

【0024】 「有効(な)用量」は、防御性免疫応答を与える対象において適当な免疫応答
を得るのに十分な量である。
An “effective (effective) dose” is an amount sufficient to provide a suitable immune response in a subject that provides a protective immune response.

【0025】 「相乗平均力価」または「GMT」は、n個の変数の積のn乗根を意味する。“Geometric mean titer” or “GMT” means the nth root of the product of n variables.

【0026】 「ボーラス」は、該ワクチンの実質的に全用量を含有する、ほぼ球状の注射物
蓄積体を意味する。
“Bolus” means an approximately spherical injectate deposit that contains substantially the entire dose of the vaccine.

【0027】 本発明の1つの態様は、無針運搬系が食塩水中の裸のDNAより2桁大きな改善さ
れた免疫原性をもたらすこと、または僅か2回の注射後に、シリンジ/針の組合
せによる同様のワクチン接種に対して100倍もの増加が得られることである。ま
た、100%に近い血清変換およびサンプル間のばらつきの減少が認められる。図5
(B)においては、無針注射コホートからの動物において測定された最高の抗体
力価は、測定された最低力価よりせいぜい64倍高いにすぎないが、針/シリンジ
のコホートにおいて測定された最高力価は最低力価より1,024倍も高い。
One embodiment of the present invention is that the needle-free delivery system results in improved immunogenicity by two orders of magnitude over naked DNA in saline, or by a syringe / needle combination after only two injections. A 100-fold increase over similar vaccinations. Seroconversion close to 100% and reduced sample-to-sample variability are also noted. Figure 5
In (B), the highest antibody titer measured in animals from the needle-free injection cohort is at most 64 times higher than the lowest titer measured, but the highest measured in the needle / syringe cohort. The titer is 1,024 times higher than the lowest titer.

【0028】 本発明において重要と考えられる態様は、無針注射装置と共に適当なシリンジ
チップを使用することである。シリンジチップのオリフィスが小さすぎる場合、
または大きすぎる粘性抵抗またはインピーダンスを示す場合には、該ワクチンは
筋肉内に注入されないであろう。むしろ、それは真皮に浸透し、実質的には皮下
ボーラス内に存在することとなろう。逆に、シリンジチップが大きすぎる場合、
または流動には小さすぎる粘性抵抗またはインピーダンスを示す場合には、該ワ
クチンの噴射物は、余りにも深く浸透して、それが横切るにつれて筋肉内の噴射
軌跡を切断し、しばしば、骨または他の深部組織に達する。
An embodiment considered important in the present invention is the use of a suitable syringe tip with a needle-free injection device. If the syringe tip orifice is too small,
Or if it shows too much viscous resistance or impedance, the vaccine will not be injected intramuscularly. Rather, it will penetrate the dermis and will be substantially within the subcutaneous bolus. Conversely, if the syringe tip is too large,
Or, if it exhibits viscous drag or impedance that is too low for flow, the vaccine propellant penetrates too deeply and cuts the propulsion trajectory in the muscle as it traverses, often in bone or other deep areas. Reach the organization.

【0029】 本発明のもう1つの態様は、より高い濃度(例えば、5ミリグラム/ml)では、
核酸が、より良好に剪断力から保護され、より分解を受けにくいという知見であ
る。5mg/mlにおいては、1mg/mlで見出されるものより高い割合の利用可能なDNA
が存在することを見出した。したがって、ワクチンの効力を増加させる1つの方
法は、存在するポリヌクレオチドの濃度を増加させることである。これは、先行
技術からは予想されなかったことであり、また、本発明の新規性に寄与するもの
である。したがって、本発明は更に、該ワクチン(あるいは、DNA運搬の場合に
はDNA)を少なくとも5mg/mlの濃度で導入することを含む。
Another embodiment of the present invention provides that at higher concentrations (eg, 5 mg / ml)
It is the finding that nucleic acids are better protected from shear and less susceptible to degradation. At 5 mg / ml a higher percentage of available DNA than found at 1 mg / ml
Was found to exist. Thus, one way to increase the efficacy of a vaccine is to increase the concentration of polynucleotide present. This is unexpected from the prior art and contributes to the novelty of the present invention. Thus, the present invention further comprises introducing the vaccine (or, in the case of DNA delivery, DNA) at a concentration of at least 5 mg / ml.

【0030】 本発明の好ましい実施形態は、裸の又は複合化した又はウイルス性のポリヌク
レオチド(該ポリヌクレオチドはDNAまたはRNAである)の運搬である。本質的に
は、シリンジにより注射可能な任意のポリヌクレオチド製剤は、その代わりに、
生体分布の増加および向上をもたらす無針注射装置を使用して注射することがで
きる。好ましくは、ポリヌクレオチド製剤の投与はBiojectのBIOINJECTOR(商標
名)2000注射装置により行うが、他の系を使用することもできる。
A preferred embodiment of the present invention is the delivery of a naked or complex or viral polynucleotide, wherein the polynucleotide is DNA or RNA. Essentially, any polynucleotide formulation that is injectable by syringe, instead,
Injections can be made using a needle-free injection device that provides increased and improved biodistribution. Preferably, administration of the polynucleotide formulation is via a Bioject BIOINJECTOR® 2000 injection device, although other systems can be used.

【0031】 選択したDNAまたは他のポリヌクレオチドは、適当な発現ベクター内に挿入す
ることができる。該ベクターは、受容細胞内で機能しうるプラスミド、コスミド
およびウイルスベクターを含む公知の任意のベクターであってもよい。典型的に
は、宿主細胞のいずれかにおいて使用するベクターは、それが天然(すなわち、
宿主細胞と同じ種および/または株由来)であるか異種(すなわち、異なる種お
よび/または株由来)であるか又はそれらのハイブリッドであるかにかかわらず
、5'フランキング配列(「プロモーター」とも称される)を含有するであろう。
好ましくは、該プロモーターはサイトメガロウイルス(CMV)のものである。所
望により、該ベクターはまた、他の発現制御要素、例えばエンハンサー、および
該ペプチドの発現において宿主を補助する配列、例えば複製起点要素、転写終結
要素、スプライス供与および受容部位を含有する完全なイントロン配列、シグナ
ルペプチド配列、リボソーム結合部位要素、ポリアデニル化配列、発現されるポ
リペプチドをコードする核酸を挿入するためのポリリンカー領域、および/また
は選択マーカー要素を含有していてもよい。本発明のベクター内に含まれる好ま
しいレポーター遺伝子は、ヒト胎盤耐熱性分泌アルカリホスファターゼ(SeAP)
遺伝子のものである。前記要素が、使用するベクター内に存在しない場合には、
それらを個々に得、該ベクター内に連結することができる。これらの要素を得る
ために使用する方法は当業者によく知られている。
[0031] The selected DNA or other polynucleotide can be inserted into a suitable expression vector. The vector may be any known vector, including plasmid, cosmid, and viral vectors that can function in recipient cells. Typically, the vector used in any of the host cells is native (ie,
5 ′ flanking sequences (also referred to as “promoter”), whether derived from the same species and / or strain as the host cell, or heterologous (ie, from a different species and / or strain), or hybrids thereof. Will be included).
Preferably, the promoter is of cytomegalovirus (CMV). If desired, the vector may also contain other expression control elements, such as enhancers, and sequences that assist the host in expressing the peptide, such as origin of replication elements, transcription termination elements, complete intron sequences containing splice donor and acceptor sites. , A signal peptide sequence, a ribosome binding site element, a polyadenylation sequence, a polylinker region for inserting a nucleic acid encoding the expressed polypeptide, and / or a selectable marker element. A preferred reporter gene contained within the vector of the present invention is human placental thermostable secreted alkaline phosphatase (SeAP)
Of the gene. If the element is not present in the vector used,
They can be obtained individually and ligated into the vector. The methods used to obtain these factors are well known to those skilled in the art.

【0032】 特に好ましい実施形態は、HIV gagをコードする合成DNA分子およびHIV gagの
修飾形態をコードする合成DNA分子の投与を含む。本発明のもう1つの好ましい実
施形態は、インフルエンザHA/georgiaをコードするDNAの投与である。他の好ま
しい実施形態は、単純ヘルペスウイルス(HSV)のタンパク質(例えば、gBおよ
びdel gD)およびヒトパピローマウイルス(HPV)のタンパク質をコードするDNA
の投与を含む。
A particularly preferred embodiment involves the administration of a synthetic DNA molecule encoding HIV gag and a synthetic DNA molecule encoding a modified form of HIV gag. Another preferred embodiment of the present invention is the administration of DNA encoding influenza HA / georgia. Other preferred embodiments include DNA encoding proteins of the herpes simplex virus (HSV) (eg, gB and del gD) and human papillomavirus (HPV).
Including the administration of

【0033】 HIV gagをコードする合成DNA分子およびHIV gagの修飾形態をコードする合成D
NA分子は、参照により本明細書に組み入れる同時係属特許出願第60/037846号、
第60/037854号および第09/017981号に記載され特許請求されている。好ましくは
、該合成分子のコドンは、意図される宿主細胞に望ましいコドンを使用するよう
に設計される。該合成分子は、中和抗体および細胞性免疫を介してHIV感染に対
して有効な免疫予防をもたらすポリヌクレオチドワクチンとして使用することが
できる。
Synthetic DNA molecule encoding HIV gag and synthetic D encoding modified form of HIV gag
NA molecules are disclosed in co-pending patent application Ser. No. 60/037846,
Nos. 60/037854 and 09/017981 are claimed and claimed. Preferably, the codons of the synthetic molecule are designed to use the desired codon for the intended host cell. The synthetic molecules can be used as polynucleotide vaccines to provide effective immunoprotection against HIV infection via neutralizing antibodies and cellular immunity.

【0034】 本発明での使用に適した他のポリヌクレオチド製剤はウイルス粒子である。具
体例には、アデノウイルス粒子製剤、アデノ随伴ウイルス(AAV)粒子およびア
ルファウイルス粒子が含まれる。当業者は、無針注射により有利に導入されうる
その他ものを認識するであろう。
[0034] Other polynucleotide formulations suitable for use in the present invention are viral particles. Specific examples include adenovirus particle preparations, adeno-associated virus (AAV) particles and alphavirus particles. One skilled in the art will recognize others that may be advantageously introduced by needleless injection.

【0035】 ワクチン被投与体に導入される発現可能なDNAまたはポリヌクレオチドの量は
、使用する転写および翻訳プロモーターの強度ならびに発現遺伝子産物の免疫原
性に左右されるであろう。一般に、免疫学的または予防的に有効な用量である約
1ng〜100mg、好ましくは約0.1mg〜10mgを筋組織内に直接投与する。また、例え
ば、毎月または後の時点で追加刺激ワクチン接種を行うことが意図される。HIV
ポリヌクレオチド免疫原をワクチン接種した後、gp160、gp120およびgag遺伝子
産物などのHIVタンパク質免疫原で追加刺激することも意図される。本発明のPNV
の非経口導入と同時に又はその後に、インターロイキン12タンパク質の非経口投
与(例えば、静脈内、筋肉内、皮下または他の投与手段)を行うことも好都合か
もしれない。
The amount of expressible DNA or polynucleotide introduced into the vaccine recipient will depend on the strength of the transcription and translation promoters used and the immunogenicity of the expressed gene product. Generally, an immunologically or prophylactically effective dose of about
1 ng to 100 mg, preferably about 0.1 mg to 10 mg, is administered directly into the muscle tissue. It is also contemplated, for example, to provide booster vaccinations at monthly or later time points. HIV
It is also contemplated that after vaccination with a polynucleotide immunogen, boosting with an HIV protein immunogen, such as the gp160, gp120 and gag gene products. PNV of the present invention
It may also be advantageous to carry out parenteral administration (eg, intravenous, intramuscular, subcutaneous or other means of administration) of the interleukin 12 protein simultaneously with or after the parenteral introduction of.

【0036】 本発明の方法において使用するポリヌクレオチドまたはいずれのDNAも、裸(
すなわち、いずれのタンパク質、アジュバントまたは被投与体の免疫系に影響を
及ぼす他の物質をも伴わない)であってもよい。あるいは、該ポリヌクレオチド
またはDNAは、複合化している又はウイルス形態である。好ましくは、該ポリヌ
クレオチドまたは他のDNAは、無菌食塩水または無菌緩衝食塩水など(これらに
限定されるものではない)の生理的に許容される溶液中に存在する。あるいは、
該ポリヌクレオチドまたはDNAは、リポソーム、例えばレシチンリポソーム、ま
たは陽イオン性、陰イオン性もしくは中性脂質混合物または当技術分野で公知の
他のリポソーム、例えばDNA-リポソーム混合物もしくは複合体を伴っていてもよ
い。さらに、該DNAは、免疫応答を増強するための当技術分野で公知のアジュバ
ント、例えば、タンパク質、アルミニウム塩および/または他の担体を伴ってい
てもよい。また、細胞がDNAを取込むのを補助する物質(例えば、カルシウムイ
オンが挙げられるが、これに限定されるものではない)を有利に使用することが
できる。本発明においては、これらの物質をトランスフェクション促進試薬およ
び医薬上許容される担体と総称することとする。
The polynucleotide or any DNA used in the method of the present invention may be naked (
That is, without any protein, adjuvant or other substance that affects the immune system of the recipient). Alternatively, the polynucleotide or DNA is complexed or in a viral form. Preferably, the polynucleotide or other DNA is in a physiologically acceptable solution, such as, but not limited to, sterile saline or buffered saline. Or,
The polynucleotide or DNA may be associated with a liposome, such as a lecithin liposome, or a cationic, anionic or neutral lipid mixture or other liposome known in the art, such as a DNA-liposome mixture or complex. Good. Further, the DNA may be associated with adjuvants known in the art to enhance the immune response, such as proteins, aluminum salts and / or other carriers. Also, substances that assist cells in taking up DNA (eg, but not limited to calcium ions) can be advantageously used. In the present invention, these substances are collectively referred to as a transfection promoting reagent and a pharmaceutically acceptable carrier.

【0037】 好ましくは、本発明で使用するポリヌクレオチドを筋肉内、皮下またはその両
方に投与する。
Preferably, the polynucleotide used in the present invention is administered intramuscularly, subcutaneously or both.

【0038】 もう1つの実施形態は、遺伝子治療のために該無針注射系によるポリヌクレオ
チドの注射により持続的な遺伝子発現を誘導する方法である。
[0038] Another embodiment is a method of inducing sustained gene expression by injection of a polynucleotide with the needle-free injection system for gene therapy.

【0039】 本発明を更に例示するために、以下に非限定的な実施例を記載する。The following non-limiting examples are provided to further illustrate the present invention.

【0040】 実施例1 材料 A.無針噴射式注射装置 BIOJECTOR(商標名)2000無針注射装置、1組の使い捨てシリンジチップ(No.2
、3、4、5および7)およびCO2カートリッジをBioject, Inc.(Protland, Oregon
)から購入した。
Example 1material  A. Needleless injection device BIOJECTOR (trademark) 2000 needleless injection device, one set of disposable syringe tips (No. 2
, 3,4,5 and 7) and COTwoInsert cartridges into Bioject, Inc. (Protland, Oregon
) Purchased from.

【0041】 B.動物 動物をCharles River, CovanceまたはJackson Laboratoryから購入し、実験動
物の世話および使用に関するIACUCカイドラインに従い収容し取り扱った。約約2
50グラムのDuncan HartleyモルモットをCovanceから購入し、少なくとも2週間、
該動物施設に順応させた。約3kgのNew Zealand WhiteウサギをCovanceから購入
し、アフリカミドリザルおよびアカゲザルをCharles River(Key Lois, FL)お
よびNew Iberia Research Center, New Iberia, LA)から入手した。麻酔剤ケタ
ミンおよびロンポン(rhompon)をPhoenix Scientific(St. Joseph, MO)から
購入した。
B. Animals Animals were purchased from Charles River, Covance or Jackson Laboratory and housed and handled according to IACUC guidelines for the care and use of laboratory animals. About 2
Purchase 50 grams of Duncan Hartley guinea pigs from Covance and for at least 2 weeks
The animal facility was adapted. Approximately 3 kg of New Zealand White rabbits were purchased from Covance and African green monkeys and rhesus monkeys were obtained from Charles River (Key Lois, FL) and New Iberia Research Center, New Iberia, LA. Anesthetics ketamine and rhompon were purchased from Phoenix Scientific (St. Joseph, MO).

【0042】 C.DNA 当技術分野において既に記載されているとおりに、プラスミドDNAを発酵(fer
mented)させ精製した。2つのトランスジーンのいずれか一方を、免疫原性の研
究に使用するためにプラスミド(CMVプロモーターにより駆動されるインフルエ
ンザHA/georgiaまたはHIV-1 gag)内に組込んだ。A/PR/8/34からの血球凝集素(
HA)をコードするV1Jns-HA(PR8)をインフルエンザの研究で使用した。同様にH
Aまたはgag構築物と同じベクターバックボーン内のCMVプロモーターにより駆動
されるヒト胎盤耐熱性分泌アルカリホスファターゼ(SeAP)レポーター遺伝子を
含有するプラスミドを構築した。
C. DNA Fermentation of plasmid DNA (fer) as described in the art.
mented) and purified. Either of the two transgenes was incorporated into a plasmid (influenza HA / georgia or HIV-1 gag driven by the CMV promoter) for use in immunogenicity studies. Hemagglutinin from A / PR / 8/34 (
HA) encoding V1Jns-HA (PR8) was used in influenza studies. Similarly H
Plasmids containing the human placental thermostable secreted alkaline phosphatase (SeAP) reporter gene driven by the CMV promoter in the same vector backbone as the A or gag constructs were constructed.

【0043】 D.アッセイ試薬 i.HA/georgia血球凝集抑制: A/PR/8/34からの血球凝集素(HA)をコードするプラスミドV1Jns-HA(PR8)(
2mg/mL)の、0.15N食塩水中のストック溶液を、無菌0.01Mリン酸緩衝食塩水(pH
7.4)で10μg/mLの最終濃度まで希釈した。DNA溶液を、投与するまで氷上に維持
した。体重3.8〜7.1kgの両方の性別の4匹のアフリカミドリザルの群にプラスミ
ドを両方の四頭筋の筋肉内に接種した。動物1匹当たりのプラスミドの合計用量
が10μgとなるように各注射部位に0.5mLの接種物を投与した。針注射を受ける動
物には、両大腿前部の四頭筋の中点付近の最大部分に注射した。BIOJECTOR(商
標名)での注射を受ける動物には、No.3カートリッジを使用して各大腿の前外側
部に注射した。注射は実験の開始時に行い、追加刺激免疫は6および18週後に行
った。血液を実験の開始時およびその後は2〜4週の間隔で集め、4HA単位のA/PR/
8/34ウイルスと共にニワトリ赤血球を使用して血球凝集抑制(HI)により、およ
び96ウェルプレート上にコートされた全ホルマリン不活化A/PR/8/34ウイルスを
使用するELISAにより、A/PR/8/34ウイルスに対する抗体に関してアッセイし、ヒ
トIgGに対するペルオキシダーゼ共役抗体で現像した。
D. Assay reagent i. HA / georgia hemagglutination inhibition: Plasmid V1Jns-HA (PR8) encoding hemagglutinin (HA) from A / PR / 8/34 (
2 mg / mL) in 0.15 N saline in sterile 0.01 M phosphate buffered saline (pH
It was diluted to a final concentration of 10 μg / mL in 7.4). DNA solutions were kept on ice until administration. Groups of four African green monkeys of both genders weighing 3.8-7.1 kg were inoculated intramuscularly with plasmid in both quadriceps. Each injection site received 0.5 mL of the inoculum so that the total dose of plasmid per animal was 10 μg. Animals receiving needle injections were injected into the maximal area near the midpoint of the quadriceps in both anterior thighs. Animals receiving injections with BIOJECTOR ™ were injected into the anterior lateral part of each thigh using a No. 3 cartridge. Injections were performed at the beginning of the experiment and boosts were given 6 and 18 weeks later. Blood was collected at the beginning of the experiment and at intervals of 2-4 weeks thereafter, with 4 HA units of A / PR /
A / PR / by hemagglutination inhibition (HI) using chicken erythrocytes with 8/34 virus and by ELISA using whole formalin-inactivated A / PR / 8/34 virus coated on 96-well plates. Assayed for antibodies to 8/34 virus and developed with peroxidase conjugated antibodies to human IgG.

【0044】 ii.抗gag Ab ELISA: Nunc免疫吸着96ウェルプレートで抗体ELISAアッセイを行った。HIV p24抗原タ
ンパク質をIntracellから購入した。アルカリホスファターゼと共役したモルモ
ット用の二次抗体をJackson Immuno Research(West Grove, PA)から購入した
。BSA、Tween-20およびOPD基質をSigma Chemical(St Louis, MO)から購入した
Ii. Anti-gag Ab ELISA: Antibody ELISA assays were performed in Nunc immunoadsorbed 96-well plates. HIV p24 antigen protein was purchased from Intracell. Secondary antibodies for guinea pigs conjugated to alkaline phosphatase were purchased from Jackson Immuno Research (West Grove, PA). BSA, Tween-20 and OPD substrate were purchased from Sigma Chemical (St Louis, MO).

【0045】 iii.SEAP発現レベル: PHOSPHA-LITE(商標名)SeAP発現レベルキットをTropix(#BP300, Bedford, M
A)から購入し、該キットの説明書に従い試薬を調製した。白色の96ウェルルミ
ノメータープレートをFisher Scientific(#142-45-181)から購入した。
Iii. SEAP expression level: PHOSPHA-LITE (trade name) SeAP expression level kit was added to Tropix (# BP300, Bedford, M
The reagent was purchased from A) and the reagent was prepared according to the instructions of the kit. White 96-well luminometer plates were purchased from Fisher Scientific (# 142-45-181).

【0046】 E.装置 該ELISA希釈物の光学密度をBIO Tek Instruments UV900HDi 96ウェルプレート
リーダー上で読取った。血清SeAPレベルからの発光をDynexルミノメーター上で
読取った。ゲル陰性体をBio Rad GS-700 Imaging Densitometer上でスキャンし
、PC上に保存した。
E. Instrument The optical density of the ELISA dilution was read on a BIO Tek Instruments UV900HDi 96 well plate reader. Luminescence from serum SeAP levels was read on a Dynex luminometer. Gel negatives were scanned on a Bio Rad GS-700 Imaging Densitometer and stored on a PC.

【0047】 実施例2 無針噴射式注射後のポリヌクレオチドの完全性を調べ判定するためのインビト ロでの特徴づけ A.ブタの皮膚上の赤色色素 ポリヌクレオチド製剤に関する無針注射の適合性を評価するために物理的特性
の研究を行った。ヒト組織内への無針噴射式注射を可視化しモデル化するよう計
画した一連の実験において、水性フェノールレッド色素溶液を20CCシリンジ内に
注入し、ルーアロック(luer lock)末端を閉じ、シリンジ本体に5%アガロース
ゲルを充填した。ヒトの皮膚を介する注射の際の事象を可視化するために、ブタ
の皮膚(スーパーマーケットで購入)をモデル系として該無針シリンジチップと
アガロースゲル充填シリンジとの間に配置した。
Example 2An in vivo test to determine the integrity of polynucleotides after needleless injection. Characterization in b  A. Red pigment on pig skin: Physical properties to assess the suitability of needle-free injection for polynucleotide formulations
The research was done. To visualize and model needle-free injection into human tissue
In a series of experiments, the aqueous phenol red dye solution was placed in a 20 CC syringe.
Inject, close the luer lock end, and place 5% agarose on the syringe body
The gel was filled. To visualize events during injection through human skin
Skin (purchased in a supermarket) as a model system with the needleless syringe tip
It was placed between agarose gel filled syringes.

【0048】 その時点で撮った写真においては、該シリンジの上に下向きに垂直に整列した
BIOJECTOR(商標名)が認められ、無針注射装置上の制動装置を押す直前にシリ
ンジチップ内に赤色色素が明らかに可視化された。もう1つのイメージにおいて
は、アガロースシリンダーに進入する際のフェノールレッド赤色色素の軌跡およ
びプロフィールは非常に狭いことが認められた。なぜなら、それが該シリンジチ
ップから出現し、伝播の軸への横断をその初期平行直径の約3倍までゆっくりと
拡大したからである。ブタの皮膚の断片をBIOJECTOR(商標名)チップと該アガ
ロースシリンダーとの間に配置して、DNAがヒトの皮膚を通過する際に該DNAに何
が生じているかを模擬したところ、該噴射のプロフィールは、それがブタの皮膚
を通過した直後に広がり、あたかも、皮膚孔の開口が、渦を生成する表面を作り
出すかのように、目に集まる乱流のようであった。あたかも、注射物がブタの皮
膚の存在下ではその不存在下より広がって進入するかのようであった。理論に束
縛されることを望むものではないが、この広がった噴射は、ほとんど抵抗性を有
さない構造面(その場合、該ポリヌクレオチド製剤は広範に広がりうる)を見出
すのを容易にすると結論づけられる。
In the photograph taken at that time, it was vertically aligned vertically above the syringe
BIOJECTOR ™ was recognized, and a red dye was clearly visualized in the syringe tip just before pressing the brake on the needle-free injection device. In another image, the trajectory and profile of the phenol red red dye upon entering the agarose cylinder was found to be very narrow. Because it emerged from the syringe tip and slowly expanded its traversal to the axis of propagation to about three times its initial parallel diameter. A piece of porcine skin was placed between a BIOJECTOR ™ chip and the agarose cylinder to simulate what happened to the DNA as it passed through the human skin. The profile widened shortly after it passed through the pig's skin and appeared to be turbulent, as if the openings in the skin pores created a vortex-generating surface. It was as if the injection penetrated more in the presence of pig skin than in its absence. While not wishing to be bound by theory, it is concluded that this divergent jet facilitates finding structural surfaces that have little resistance, in which case the polynucleotide formulation may be widely spread. Can be

【0049】 B.100mcg/mlでの通過後のゲル 100μg/mlのHA georgia DNAをストック溶液中で調製した。該DNAを種々のシリ
ンジチップまたはシリンジ/針の組合せに通して円錐管、アガロースゲルまたは
ブタの皮膚で覆われたアガロースゲル(筋肉上のヒトの皮膚のモデル)に入れた
。サンプルをNo.3または7シリンジチップ内にローディングし、注入し、集めた
。ついでDNAをゲル上で三重に移動させ、スーパーコイル状(S.C.)および開環
状(O.C.)DNAの量を標準曲線に対して測定した。全DNA(SC+OC)に対するスー
パーコイル体の相対値を各サンプルに関して求めた。
B. Gel after passage at 100 mcg / ml 100 μg / ml HA georgia DNA was prepared in a stock solution. The DNA was passed through various syringe tips or syringe / needle combinations into conical tubes, agarose gels or agarose gels (models of human skin over muscle) covered with porcine skin. Samples were loaded into No. 3 or 7 syringe tips, injected and collected. The DNA was then run on the gel in triplicate and the amount of supercoiled (SC) and open circular (OC) DNA was measured relative to a standard curve. The relative value of the supercoiled body to the total DNA (SC + OC) was determined for each sample.

【0050】 図1は、全DNA(SC+OC)に対するスーパーコイルDNA(SC)の成分のゲル定量の
結果を示す。対照サンプル(他の処理前のDNA溶液)は、1.000の相対値を有する
ものとして左側に示されている。その23gの針は、スーパーコイルコンホメーシ
ョンのDNAの割合において未処理対照サンプルから統計的に区別できなかった。
もう1つの対照として、シリンジチップ内で該DNAをインキュベートしても該DNA
は分解しなかった。該DNAをNo.7シリンジチップから円錐管内に発射したところ
(空気中の摩擦抵抗はほとんど又は全くない)、該DNAの約67%が元のスーパー
コール状で回収され、一方、同じチップを使用したが5%アガロースゲル内に注
入した場合には約45%しか残存せず、55%が切断され開環状または直鎖状コンホ
メーションに戻ったことになる。ブタの皮膚の層に更に通過させてもスーパーコ
イルDNAの割合は変化しなかったことが明らかに認められるが、誤差の棒線はよ
り大きく、このことは、三重の測定における、より大きなばらつきを示している
。最後に、該DNAをNo.7シリンジチップ(より大きな直径のオリフィスを有する
)ではなくNo.3チップ(より大きな剪断弾性係数およびより小さな透過力を付与
する、より小さな直径のオリフィスを有する)から該アガロース内に注射した場
合に、スーパーコイルの割合が45%から32%近くまで低下したことに注目すべき
である。したがって、この低いDNA濃度(100mcg/ml)においては、シリンジチッ
プの出口における剪断力が該DNAに関する剪断弾性係数の原因となるようである
FIG. 1 shows the results of gel quantification of supercoiled DNA (SC) components relative to total DNA (SC + OC). A control sample (another pre-treatment DNA solution) is shown on the left as having a relative value of 1.000. The 23 g needle was not statistically distinguishable from the untreated control sample in the percentage of DNA in the supercoiled conformation.
As another control, incubation of the DNA in a syringe tip
Did not decompose. When the DNA was fired from a No. 7 syringe tip into a conical tube (with little or no frictional resistance in air), about 67% of the DNA was recovered in the original supercoal form, while using the same tip However, when injected into a 5% agarose gel, only about 45% remained, indicating that 55% had been cleaved back to an open or linear conformation. It is clearly evident that the percentage of supercoiled DNA did not change with further passage through the porcine skin layer, but the error bars were larger, indicating greater variability in triplicate measurements. Is shown. Finally, the DNA is not removed from a No. 7 syringe tip (having a larger diameter orifice) but from a No. 3 tip (having a smaller diameter orifice that gives a greater shear modulus and less permeability). It should be noted that when injected into the agarose, the percentage of supercoil dropped from 45% to nearly 32%. Thus, at this low DNA concentration (100 mcg / ml), the shear force at the outlet of the syringe tip appears to be responsible for the shear modulus for the DNA.

【0051】 C.ゲル-2つの異なる濃度における速度の比較 食塩水中の1mg/mlおよび5mg/mlの両方の濃度のストックgag DNAをBIOJECTOR(
商標名)シリンジチップNo.2またはNo.5内にローディングした。ついでそれを、
プランジャーを手でゆっくり押すことにより一滴ずつゆっくりエッペンドルフ管
内に吐き出させ、またはBIOJECTOR(商標名)2000無針噴射式注射装置から50ml
使い捨て円錐遠心管内に発射し、該管内に集め、P1000 Gilson Pipettemanを備
えたエッペンドルフに移した。
C. Gel-Comparison of rates at two different concentrations BIOJECTOR (stock gag DNA at both 1 mg / ml and 5 mg / ml concentrations in saline)
(Trade name) Syringe tip No. 2 or No. 5 was loaded. Then,
Slowly push the plunger slowly by hand into the Eppendorf tube slowly by dropping, or 50 ml from the BIOJECTOR® 2000 needleless injection device
Fired into a disposable conical centrifuge tube, collected in the tube and transferred to an Eppendorf equipped with a P1000 Gilson Pipetteman.

【0052】 サンプルを前記のとおりに調製し、1%アガロースゲル上にローディングし、7
0V/cmで90分間移動させ、20μg/ml臭化エチジウムで染色し、揺れ台上で脱イオ
ン水中で30分間脱染した。
Samples were prepared as described above, loaded on a 1% agarose gel,
Moved at 0 V / cm for 90 minutes, stained with 20 μg / ml ethidium bromide, and destained in deionized water for 30 minutes on a rocking platform.

【0053】 ゲルを写真記録設定(photodocumentation setup)に配置し、ポジおよびネガ
の両方の写真乳剤を与えるPolaroidフィルムで写真撮影した。該ネガを水中で少
なくとも数時間洗浄した後、UV光下に10〜30秒間露出した。該フィルムの製造業
者の説明書に従い現像を行った。
The gel was placed in a photodocumentation setup and photographed on Polaroid film which provided both positive and negative photographic emulsions. After washing the negatives in water for at least several hours, they were exposed to UV light for 10-30 seconds. Development was performed according to the manufacturer's instructions for the film.

【0054】 該ゲルネガ光学密度を、42μmの分解能に設定されたBio-Rad GS700 Imaging D
ensitometer上でコンピューター内にスキャンし、スキャンされたデータを分析
するためにMolecular Analyst Software, Version 1.3(Bio Rad Lab)を使用し
て定量を行った。
The gel negative optical density was set to a Bio-Rad GS700 Imaging D set to a resolution of 42 μm.
Scanning into a computer on an ensitometer and quantification was performed using Molecular Analyst Software, Version 1.3 (Bio Rad Lab) to analyze the scanned data.

【0055】 図2に示すとおり、多数のサンプルを、一滴ずつ手でゆっくりと又はBIOJECTOR
(商標名)からのCO2ガスの噴出による噴射により、No.2(小さな直径のオリフ
ィス)またはNo.5(大きな直径のオリフィス)BIOJECTOR(商標名)シリンジチ
ップに通過させた。1mg/ml(該図の左側のもの)および5mg/ml(右側)の2組の
サンプルを移動させた。レーンの位置は、該ゲルを横切って左から右へ連続的に
番号付けされている。各組の最も左側のレーン(レーン1および6)においては、
操作を行っていない対照を移動させた。レーン2および3においては、DNAを、手
でゆっくりと又はBIOJECTOR(商標名)からのCO2噴出により速く、No.2シリンジ
チップ内にローディングした。ゲルのパターンにおける全体的な相違はないよう
だが、スーパーコイルのバンドの前方を走る若干の「尾(tail)」が認められる
。レーン4および5においては、No.5シリンジチップで同様のことを行った。この
場合、その遅いサンプル(手によるもの)は対照と同じであるらしく、一方、BI
OJECTOR(商標名)で噴射されたサンプルは、スーパーコイルのバンドの前方を
走る明らかな染みの尾を示している。
As shown in FIG. 2, a large number of samples were slowly dropped by hand or BIOJECTOR
The injection by ejection of CO 2 gas from (trade name), No.2 (orifice larger diameter) (small diameter orifice) or No.5 Biojector (TM) was passed through a syringe tip. Two sets of samples were transferred, 1 mg / ml (left side of the figure) and 5 mg / ml (right side). Lane positions are sequentially numbered from left to right across the gel. In the leftmost lane of each set (lanes 1 and 6)
Untreated controls were moved. In lanes 2 and 3, DNA was loaded into a No. 2 syringe tip slowly by hand or faster by CO 2 squirting from BIOJECTOR®. There appears to be no overall difference in the gel pattern, but there is a slight "tail" running in front of the supercoiled band. In lanes 4 and 5, the same was done with a No. 5 syringe tip. In this case, the slower sample (by hand) appears to be the same as the control, while the BI
The sample jetted with OJECTOR ™ shows a clear stain tail running in front of the supercoil band.

【0056】 右側のレーンの組において5mg/ml DNAで行った同じ実験を見ると、レーン8お
よび10において「尾」が認められるが、これらは、より粘性の、より高いDNA濃
度ではそれほど顕著でない。したがって、より粘性および/またはより高いDNA
濃度はDNAを剪断力から保護するらしい。さらに、より粘性の、より高い濃度に
おいて、より大きな剪断力が、より大きな直径を有するシリンジチップ(No.5)
内で生じている。
Looking at the same experiment performed at 5 mg / ml DNA in the set of lanes on the right, there is a “tail” in lanes 8 and 10, which are less pronounced at more viscous, higher DNA concentrations . Therefore, more viscous and / or higher DNA
The concentration seems to protect the DNA from shear. In addition, at the more viscous, higher concentrations, the greater the shear force, the greater the diameter of the syringe tip (No. 5).
Has occurred within.

【0057】 D.ゲル-高濃度における速度の比較 食塩水中の5.5mg/mlのHIV-gag DNA(各バイアルは0.8mlのDNA溶液を含有する
)でゲル操作を行った。
D. Gel-Comparison of Rates at High Concentration Gel runs were performed with 5.5 mg / ml HIV-gag DNA in saline (each vial contains 0.8 ml of DNA solution).

【0058】 該DNAのスーパーコイル含量に対するBIOJECTOR(商標名)シリンジの効果を、
各噴射DNAサンプルのアガロースゲル電気泳動により判定した。また、対照とし
て、出発プラスミドDNAを同じゲルにアプライした。追加的な対照は、28ゲージ
針から噴射したHIV-gag DNAのサンプルを含むものであった。18ngのDNAを含有す
る各DNAサンプルのアリコートを1%アガロースゲルの別々のレーンにアプライし
た。電気泳動後、該ゲルを臭化ブロミドで染色し、UV光下で写真撮影した。つい
で該ゲルの写真のネガを、Bio-Rad GS-700デンシトメーターを使用してスキャン
した。該ゲル上の各バンド内のDNAの量を、同じゲルにアプライされた既知量の
スーパーコイル状(SC)、開環状(OC)および直鎖状DNA標準体により生成した
バンド強度に基づき、Molecular Analyst(ver. 1.3)ソフトウェアプログラム
(Bio-Rad)を使用して測定した。正確な結果を保証するために、該DNA標準体の
バンド強度および各DNA形態(SC、OCおよび直鎖状)に関する該ゲルの各レーン
にアプライしたDNAの質量を用いて標準曲線を作成した。該標準曲線(SC、OCお
よび直鎖状)のそれぞれに関するデータに2次方程式が適合した。すべての標準
曲線の相関係数は>0.99であった。
The effect of a BIOJECTOR® syringe on the supercoil content of the DNA was
Judgment was made by agarose gel electrophoresis of each injected DNA sample. As a control, the starting plasmid DNA was applied to the same gel. Additional controls included a sample of HIV-gag DNA injected from a 28 gauge needle. Aliquots of each DNA sample containing 18 ng of DNA were applied to separate lanes on a 1% agarose gel. After electrophoresis, the gel was stained with bromide bromide and photographed under UV light. The negative of the gel photo was then scanned using a Bio-Rad GS-700 densitometer. The amount of DNA in each band on the gel was determined on the basis of the band intensity generated by known amounts of supercoiled (SC), open circular (OC) and linear DNA standards applied to the same gel, Molecular Measured using the Analyst (ver. 1.3) software program (Bio-Rad). To ensure accurate results, a standard curve was generated using the band intensity of the DNA standard and the mass of DNA applied to each lane of the gel for each DNA form (SC, OC and linear). A quadratic fit to the data for each of the standard curves (SC, OC and linear). The correlation coefficients of all standard curves were> 0.99.

【0059】 BIOJECTOR(商標名)シリンジからのプラスミドDNAの噴射の、該DNAのスーパ
ーコイル含量に対する効果を判定するために、200mcL(No.2シリンジチップ)
または500mcLのHIV-gag DNA(No.5シリンジチップ)が充填されたNo.2またはNo.
5 BIOJECTOR(商標名)から食塩水中5.5mg/mlのスーパーコイルプラスミドDNAを
噴射した。該DNAのスーパーコイル含量に対するBIOJECTOR(商標名)シリンジの
効果を、アガロースゲル電気泳動により判定した。
To determine the effect of injection of plasmid DNA from a BIOJECTOR ™ syringe on the supercoil content of the DNA, 200 mcL (No. 2 syringe tip)
Or No. 2 or No. 5 filled with 500 mcL of HIV-gag DNA (No. 5 syringe tip)
5 Supercoiled plasmid DNA of 5.5 mg / ml in saline was injected from BIOJECTOR (trade name). The effect of a BIOJECTOR® syringe on the supercoil content of the DNA was determined by agarose gel electrophoresis.

【0060】 Biojectorシリンジまたは28ゲージ針から噴射したプラスミドDNAのアガロース
ゲル電気泳動および定量を図3に示す。SC、OCおよび直鎖状HIV-gag DNAが該ゲル
上で泳動した位置が、該ゲルの左側に示されている。レーン1は出発DNA対照を示
す。レーン2は、28ゲージ針からの噴射後のDNAを示す。レーン3および4は、手で
ゆっくり(レーン3)またはBiojector装置(レーン4)でNo.2 Biojectorシリン
ジから噴射させた後のDNAを示す。レーン5および6は、手でゆっくり(レーン5)
またはBiojector装置(レーン6)でNo.5 Biojectorシリンジから噴射させた後の
DNAを示す。
Agarose gel electrophoresis and quantification of plasmid DNA injected from a Biojector syringe or 28 gauge needle is shown in FIG. The positions where SC, OC and linear HIV-gag DNA migrated on the gel are indicated on the left side of the gel. Lane 1 shows the starting DNA control. Lane 2 shows DNA after injection from a 28 gauge needle. Lanes 3 and 4 show DNA after slow hand (lane 3) or injection with a Biojector device (lane 4) from a No. 2 Biojector syringe. Lanes 5 and 6 are slow by hand (lane 5)
Or after injecting from No.5 Biojector syringe with Biojector device (lane 6)
Indicates DNA.

【0061】 出発物質(レーン1)は大部分がSC DNAであり、OC DNAは少量認められたにす
ぎなかった。レーン1内のバンドの定量は、出発プラスミドDNAが91% SC、9% O
C、0%直鎖状であることを示した。レーン2、3および5に示されている結果は、H
IV-gag DNAを28ゲージ針から又はNo.2もしくはNo.5 BIOJECTOR(商標名)シリン
ジからゆっくり噴射することが、SC DNAの割合に有意な影響を及ぼさず、物質の
検出可能な喪失を引き起こさないことを示している。しかし、レーン4および6に
おいては、少量の直鎖状DNAが該ゲル内で認められ、これは恐らく、BIOJECTOR(
商標名)シリンジからの速い噴射により引き起こされるDNAの剪断によるもので
あろう。レーン4内のDNAバンドの定量は、該DNAが93.32% SC、5.91% OCおよび
0.78%直鎖状であることを示した。これらの結果は、少量の直鎖状DNAがOC DNA
から直鎖状DNAへの変換により生じたことを示唆している。レーン6内のDNAバン
ドの定量は、該DNAが93.08% SC、5.70% OCおよび1.22%直鎖状であることを示
した。これらの結果はまた、BIOJECTOR(商標名)シリンジからの速い噴射中の
該OC DNAから直鎖状DNAへの少量の変換を示している。全レーン内のDNAバンドの
定量は、該針およびBIOJECTOR(商標名)シリンジからの該DNAの完全な回収を示
した。要約すると、No.2またはNo.5 BIOJECTOR(商標名)シリンジからのプラス
ミドDNAの噴射はSC DNAの喪失を何ら引き起こさず、OCから直鎖状DNAへの僅かな
変換を引き起こすにすぎない。出発DNAは少量のOC DNAを含有するため、生成し
た直鎖状DNAの量は全DNAの約1%であり、噴射物質の生物学的効力に対して検出
可能な影響を及ぼさないはずである。
The starting material (lane 1) was mostly SC DNA and only a small amount of OC DNA was found. The quantification of the band in lane 1 was performed using 91% SC, 9% O
C, 0% linear. The results shown in lanes 2, 3 and 5 show that H
Slow injection of IV-gag DNA from a 28 gauge needle or from a No. 2 or No. 5 BIOJECTOR ™ syringe has no significant effect on the percentage of SC DNA and causes a detectable loss of material. It is not shown. However, in lanes 4 and 6, a small amount of linear DNA was found in the gel, probably due to BIOJECTOR (
This may be due to shearing of the DNA caused by the rapid injection from the syringe. The quantification of the DNA band in lane 4 showed that the DNA was 93.32% SC, 5.91% OC and
0.78% linear. These results indicate that a small amount of linear DNA
It is suggested that this was caused by the conversion of DNA to linear DNA. Quantitation of the DNA band in lane 6 showed that the DNA was 93.08% SC, 5.70% OC and 1.22% linear. These results also indicate a small amount of conversion of the OC DNA to linear DNA during rapid squirting from a BIOJECTOR ™ syringe. Quantitation of the DNA band in all lanes indicated complete recovery of the DNA from the needle and BIOJECTOR® syringe. In summary, injection of plasmid DNA from a No. 2 or No. 5 BIOJECTOR ™ syringe does not cause any loss of SC DNA, but only a slight conversion of OC to linear DNA. Since the starting DNA contains small amounts of OC DNA, the amount of linear DNA produced is about 1% of total DNA and should have no detectable effect on the biological efficacy of the propellant .

【0062】 E.プラスミドDNAの安定性に対する剪断力の効果 円錐体および平板を備えたCarri-Med Rheometerを使用して、食塩水中または
食塩水/グリセロール中の種々の濃度のDNAプラスミドを種々の剪断力に付した
。これらのサンプル中のDNAに加えた剪断力は、Rheometerで加えうる最大のもの
であった。その最良のものは、無針注射装置を模擬するように行うことができた
。プラスミドDNAを、食塩水中25、250および2500mcg/mLで試験した。25および25
0mcg/mLの濃度だけは、食塩水/グリセロール溶液中で試験した。グリセロール
の添加の理由は、低用量濃度のDNAの剪断を妨げるためにバルクDNA(2.5mg/mL)
の粘度にまで粘度を増加させることであった。グリセロールの存在下および不存
在下、該サンプルに10および25℃で剪断力を加えた。対照サンプルでは、回転さ
せることなく該平板(サンプルを含有する)を該円錐体まで持ち上げ、したがっ
て剪断力を加えなかった。
E. Effect of Shearing Force on Stability of Plasmid DNA Various concentrations of DNA plasmid in saline or saline / glycerol were subjected to different shearing forces using a Carri-Med Rheometer with cones and plates. The shear applied to the DNA in these samples was the largest that could be applied with a Rheometer. The best could be done to simulate a needleless injection device. Plasmid DNA was tested at 25, 250 and 2500 mcg / mL in saline. 25 and 25
Only a concentration of 0 mcg / mL was tested in saline / glycerol solution. The reason for the addition of glycerol is bulk DNA (2.5 mg / mL) to prevent shearing of low dose DNA concentrations
Was to increase the viscosity to. The samples were sheared at 10 and 25 ° C. in the presence and absence of glycerol. In the control sample, the slab (containing the sample) was lifted to the cone without rotation, and thus no shear was applied.

【0063】 結果を図9に示す。該サンプルが剪断されていたか否かを判定するために、ス
ーパーコイル状DNAから開環状DNAへの変換をアガロースゲル電気泳動により判定
した。要約すると、該データは、食塩水中で希釈され25℃で剪断力が加えられた
場合には低濃度(25mcg/mL)のDNAプラスミドサンプル中で該DNAの或る程度の剪
断が生じたことを示している。しかし、グリセロール/食塩水中の同一サンプル
は剪断されなかった。これらの結果は、DNAの剪断に対する粘性効果が存在しう
ることを示唆している。さらに、25mcg/mLは、より高いDNA濃度を有するサンプ
ルより剪断に感受性であるため、十中八九、濃度効果も存在する。したがって、
このデータは、より高いDNA濃度、したがってより高い粘度が、無針注射装置か
ら注射されたDNAを保護するという見解を支持するものである。
FIG. 9 shows the results. Conversion of supercoiled DNA to open circular DNA was determined by agarose gel electrophoresis to determine if the sample had been sheared. In summary, the data show that when sheared at 25 ° C. and diluted in saline, some shear of the DNA occurred in DNA plasmid samples at low concentrations (25 mcg / mL). Is shown. However, the same sample in glycerol / saline was not sheared. These results suggest that there may be a viscous effect on DNA shear. In addition, there is also a concentration effect, most likely because 25 mcg / mL is more sensitive to shear than samples with higher DNA concentrations. Therefore,
This data supports the notion that higher DNA concentrations, and therefore higher viscosities, protect DNA injected from needle-free injection devices.

【0064】 実施例3 与えられた種および注射部位の皮膚/筋膜/筋肉組成に適したシリンジチップ を決定するための生体分布シリンジチップ選択研究 標的組織内の生体分布の度合を可視化するために、トリパンブルー染料0.4%
(Gibco # 15250-061)を使用してパイロット実験を行った。希釈剤であるリン
酸緩衝食塩水(pH7.2(PBS))をMerck Research Laboratoryの内部研究供給グ
ループから取り寄せた。KodakエリートII 400スライドフィルムを使用してNikon
N70 35mmカメラで写真を撮影した。
Example 3Syringe tip suitable for skin / fascia / muscle composition of given species and injection site Biodistribution syringe tip selection study to determine the  0.4% trypan blue dye to visualize the degree of biodistribution in the target tissue
(Gibco # 15250-061) was used for pilot experiments. Phosphorus as a diluent
Acid buffered saline (pH 7.2 (PBS)) was supplied to Merck Research Laboratory's internal research supply group.
Ordered from the loop. Nikon using Kodak Elite II 400 slide film
 Photos were taken with an N70 35mm camera.

【0065】 A.モルモットでのパイロット研究 ストックのトリパンブルーを、食塩水中、PBS、200μg/mlまたは2mg/ml gag D
NAと1:1で、あるいはトリパンブルーに対するDNAの比率77%で混合して、トリパ
ンブルーとgag DNAの最終濃度5mg/mlを得た。プランジャー表面とoリングシール
との間に形成されうる気泡を除去するために強く叩きながら、最も弱い透過性シ
リンジチップであるNo.2内に、該製造業者の説明書に従い、DNA/トリパンブル
ーを200μlまでローディングした。新鮮な又は十分に充填されたCO2をBIOJECTOR
(商標名)装置内に予めローディングし、該シリンジチップを適所に固定した。
A. Pilot studies in guinea pigs Stock trypan blue in saline, PBS, 200 μg / ml or 2 mg / ml gag D
Mixing with NA 1: 1 or with a 77% ratio of trypan blue to DNA gave a final concentration of trypan blue and gag DNA of 5 mg / ml. DNA / trypan blue according to the manufacturer's instructions in No. 2, the weakest permeable syringe tip, while tapping hard to remove any air bubbles that may form between the plunger surface and the o-ring seal. Was loaded to 200 μl. BIOJECTOR fresh or well-filled CO 2
(Trade name) The syringe tip was previously loaded in an apparatus and fixed in place.

【0066】 モルモットをケタミン(44mg/kg)およびキシラジン(5mg/kg)の混合物で麻
酔し、上部膝腱の領域の毛を剃った。ついで、筋組織の下層に平らなプラスチッ
ク定規を使用して注射時にそれを支持することにより、200μlの注射物を各モル
モットの上部膝腱の肉部分に注射した。注射の厳密な部位は、各動物の解剖学か
ら決定した。膝から脊椎に伸びる骨を触診した。BIOJECTOR(商標名)シリンジ
チップの整列を助けるために、膝から脊椎への距離の3分の2の位置で4〜6mm後方
の位置にマジックマーカーで点印をつけた。製造業者の説明書によれば、良好な
深い筋肉内注射をもたらすBIOJECTOR(商標名)シリンジチップの皮膚保持リン
グの良好な接触を保証するためには、安定な圧力が絶対的に必要であった。それ
がなければ、注射物は、皮膚内および筋肉内に進入しないで、ゆるく押しつけら
れたシリンジチップから該シリンジの側面に漏出するであろう。
Guinea pigs were anesthetized with a mixture of ketamine (44 mg / kg) and xylazine (5 mg / kg) and the area of the upper hamstring was shaved. A 200 μl injection was then injected into the flesh of the upper hamstring of each guinea pig by using a flat plastic ruler underneath the muscle tissue to support it at the time of injection. The exact site of injection was determined from the anatomy of each animal. The bone extending from the knee to the spine was palpated. To aid in the alignment of the BIOJECTOR ™ syringe tip, a marker was marked 4-6 mm posterior at 2/3 of the knee to spine distance. According to the manufacturer's instructions, stable pressure was absolutely necessary to ensure good contact of the skin retaining ring of the BIOJECTOR ™ syringe tip resulting in good deep intramuscular injection . Without it, the injection would escape from the loosely pressed syringe tip to the side of the syringe without penetrating into the skin and muscle.

【0067】 該染料の注射後(しばしば、種々のDNA濃度で、したがって該注射物の種々の
粘度にて行った)、該モルモットを犠牲にし、閉じた皮膚、開いた皮膚、筋肉の
断面および注射物の貯留体の写真を撮影した。
After injection of the dye (often done at different DNA concentrations and thus different viscosities of the injection), the guinea pig was sacrificed, closed skin, open skin, muscle cross-section and injection A picture of the object reservoir was taken.

【0068】 別の実験において、麻酔をしないで覚醒しているモルモットの免疫を試みた。
これは、そのモルモットをテーブル上に拘束するために、より大きな固定手(ha
nds)一式を必要とした。一般には、本発明者らは、1〜2インチの木塊(およそ
幅6インチ、長さ10インチ)上で横向きにして該モルモットを支えるのが好都合
であることを見出した。これは、該モルモットが台表面の真上で横になるのを可
能にし、手袋をはめた手で該動物を拘束するための、より良好な接近を可能にし
た。また、拘束中は該動物を落ち着かせてそれらの眼を覆う方がよいことが判明
した。
In another experiment, immunization of awake guinea pigs without anesthesia was attempted.
This requires a larger fixed hand (ha) to restrain the guinea pig on the table.
nds) I needed a set. In general, the inventors have found it convenient to support the guinea pig in a sideways position on a 1-2 inch wood block (approximately 6 inches wide and 10 inches long). This allowed the guinea pig to lie directly above the platform surface and allowed better access to restrain the animal with gloved hands. It has also been found that during restraint it is better to calm the animals and cover their eyes.

【0069】 種々のDNA濃度にてNo.2チップで注射を行った後、筋組織の検査が良好な筋肉
内注射であるか又は強すぎて侵入しすぎたことを示すまで、次の大きなシリンジ
番号(この場合はNo.3チップ)に移ることにした。この操作手順から、モルモッ
ト上部膝腱筋群のための適当なチップを選択した。また、対照としての27g 1/2
インスリンシリンジ/針に対する直接的な比較を行った。
After injection with the No. 2 tip at various DNA concentrations, the next larger syringe was used until examination of the muscle tissue was either a good intramuscular injection or too strong to penetrate too much. I decided to move to the number (in this case, No. 3 chip). From this procedure, an appropriate tip for the guinea pig upper hamstrings was selected. Also, 27g 1/2 as a control
A direct comparison to the insulin syringe / needle was made.

【0070】 モルモットに関してBIOJECTOR(商標名)2000でいくつかのパイロット実験を
行った後、本発明者らは、No.2シリンジチップが、該モルモットの後足の膝腱の
上部肉部分に使用される唯一の選択肢であるという結論に達した。さらに、一貫
した再現性ある筋肉内注射を行うためには、BIOJECTOR(商標名)シリンジチッ
プの下の組織が直接的に支持されるようにプラスチック定規でモルモットの後肢
を支持する必要があることを見出した。
After performing some pilot experiments on BIOJECTOR ™ 2000 on guinea pigs, we applied a No. 2 syringe tip to the upper flesh of the hamstring hamstring tendon of the guinea pig. Has come to the conclusion that it is the only option. Furthermore, for consistent and reproducible intramuscular injections, it was necessary to support the guinea pig hind limb with a plastic ruler so that the tissue under the BIOJECTOR ™ syringe tip was directly supported. I found it.

【0071】 27g1/2インスリンシリンジ/針を使用するトリパンブルー/DNAの注射は、上
部膝腱筋塊内に形成した青色DNAのボーラスを与えた。No.2シリンジチップを使
用してDNA/トリパンブルーをモルモットに筋肉内注射した場合、該青色DNA溶液
が、筋組織のはるかに広大な面積および容積にわたって伸張していることが認め
られた。例えば筋膜または筋線維層における組織内の構造面は、該青色DNA溶液
が注射の軸を横切って該注射軸から数センチメートルの距離にわたり広がる(し
ばしば、2以上の構造面において)ことを可能にした。したがって、これは以下
のように解釈される。すなわち、流動またはインピーダンスに対する抵抗性は組
織内の構造境界において減少しうるため、これは、該製剤が更に広がり、シリン
ジ/針の組合せから可能な「ボーラス」より広大な組織表面積および容積を浸す
のを可能にするのである。さらに、No.3シリンジチップは該後肢の反対側からほ
とんど出てしまう。このことは、シリンジチップがモルモットの膝腱での使用に
は強力すぎることを明らかに示している。したがって、No.2チップだけがモルモ
ットでの使用に有効であることが確認された。
Injection of trypan blue / DNA using a 27 g 1/2 insulin syringe / needle gave a bolus of blue DNA formed in the upper hamstring muscle. When DNA / trypan blue was injected intramuscularly into guinea pigs using a No. 2 syringe tip, the blue DNA solution was found to extend over a much larger area and volume of muscle tissue. Structural surfaces within the tissue, for example in the fascia or myofiber layer, allow the blue DNA solution to spread across the axis of injection over a distance of several centimeters from the axis of injection (often in more than one structural surface) I made it. Therefore, this is interpreted as follows. That is, because the resistance to flow or impedance can be reduced at the structural boundaries within the tissue, this may cause the formulation to spread further and immerse a greater tissue surface area and volume than the "bolus" possible from a syringe / needle combination. It is possible. Further, the No. 3 syringe tip almost comes out from the opposite side of the hind limb. This clearly shows that the syringe tip is too powerful for use in guinea pig hamstrings. Therefore, it was confirmed that only No. 2 chip was effective for use in guinea pigs.

【0072】 BIOJECTOR(商標名)無針噴射式注射装置による有害な影響がないことを本発
明者らが示すことができるまで、麻酔下の動物で初期実験を行った。ついで、本
発明者らは、モルモットを木塊上で手で拘束し、麻酔することなくそれらを免疫
することに着手した。膝関節の背部付近の膝腱上のより下部に、もう1つの部位
を同定したが、該皮膚表面の真下には、はるかに少ない筋組織しか存在しないた
め、BIOJECTOR(商標名)注射には上部膝腱を用いるのが好ましいであろう。
Initial experiments were performed on anesthetized animals until we were able to show that there was no detrimental effect of the BIOJECTOR ™ needleless injection device. The inventors then began to restrain guinea pigs by hand on wooden blocks and immunize them without anesthesia. Another site was identified below the hamstrings near the back of the knee joint, but there was much less muscle tissue beneath the skin surface, so the BIOJECTOR ™ injection was not It may be preferable to use a hamstring.

【0073】 BIOJECTOR(商標名)で該DNAを注射した後に認められる生体分布パターンは、
27g1/2インスリンシリンジの場合よりはるかに広かった。理論により束縛される
ものではないが、より大きな、より顕著な免疫応答を得るためには、筋肉および
他の組織の、より広大な表面積を浸すことが重要であると考えられる。DNAの噴
射物が該組織に侵入するにつれて、それは、筋膜または筋肉群間境界などの構造
面における、より少ない抵抗性の経路を取り、注射の軸に対して横向き又は垂直
に進みうると考えられる。これは噴射式注射に特有のものである。なぜなら、標
準的な金属針の固体壁は、該針の末端におけるDNAのボーラス以外のいかなるも
のの形成も妨げるからである。
The biodistribution pattern observed after injection of the DNA with BIOJECTOR® was
It was much wider than with a 27g1 / 2 insulin syringe. Without being bound by theory, it is believed that immersing the larger surface area of muscle and other tissues is important to obtaining a larger, more pronounced immune response. As the jet of DNA penetrates the tissue, it may take a less resistant path in a structural surface, such as the fascia or intermuscular boundary, and proceed transversely or perpendicular to the axis of injection. Can be This is unique to injection injection. This is because the solid wall of a standard metal needle prevents the formation of anything other than a bolus of DNA at the end of the needle.

【0074】 B.アカゲザルでのパイロット実験 モルモットの生体分布のシリンジチップの選択実験の場合と同様に、種々のBI
OJECTOR(商標名)シリンジチップにDNA/トリパンブルーの組合せを種々の濃度
でローディングし、それを、他のやむを得ない倫理的考慮により安楽死を予定さ
れているアカゲザルの種々の筋肉群内に注射した。該アカゲザルを一定量のケタ
ミン(10mg/kg)で麻酔した。主な関心事は、三角筋または四頭筋(近位および
遠位)内への筋肉内注射であった。注射した他の筋肉群には、二頭筋、三頭筋、
膝屈曲筋(近位および遠位)、およびふくらはぎが含まれた。
B. Pilot experiments in rhesus monkeys As in the selection experiment of syringe tips for guinea pig biodistribution,
OJECTOR ™ syringe tips were loaded with DNA / trypan blue combinations at various concentrations and injected into various muscle groups of rhesus monkeys scheduled to be euthanized due to other compelling ethical considerations. . The rhesus monkey was anesthetized with a fixed amount of ketamine (10 mg / kg). The primary concern was intramuscular injection into the deltoid or quadriceps (proximal and distal). Other muscle groups injected include biceps, triceps,
Knee flexors (proximal and distal) and calves were included.

【0075】 DNA/トリパンブルーを0.5ml/部位で注射した後、該動物を安楽死(Euthanasi
a)溶液で麻酔した。その直後、モルモットでの研究において概要説明したとお
り、同じ写真記録方式を実施した。シリンジチップはNo.2〜No.7の範囲であり、
DNA濃度は0〜5mg/mlであった。
After injection of DNA / trypan blue at 0.5 ml / site, the animals were euthanized (Euthanasi
a) Anesthetized with the solution. Shortly thereafter, the same photographic recording scheme was implemented as outlined in the guinea pig study. Syringe tips range from No.2 to No.7,
DNA concentration was 0-5 mg / ml.

【0076】 息を引き取った後、それらの種々の部位を開き、フィルム上に記録した。No.3
シリンジチップで5mg/ml DNAをアカゲザルの三角筋内に注射したところ、青色色
素の、十分に分散したパターンが得られた。このことは、該DNAが注射部位から
横方向に移動したことを示している。前記でモルモットにおいて行ったとおりに
、本発明者らは、より小さな1つのシリンジチップのサイズが、選ばれた筋組織
内に十分には侵入しない(侵入しても筋肉塊内に数ミリメートル侵入するにすぎ
ない)こと、またはより大きな1つのサイズが深く侵入しすぎて、該筋組織を切
断し、骨への衝突後に散乱し又は反対側に進むことを確認した。
After exhalation, the various sites were opened and recorded on film. No.3
Injection of 5 mg / ml DNA into the deltoid muscle of a rhesus monkey with a syringe tip resulted in a well dispersed pattern of blue pigment. This indicates that the DNA has migrated laterally from the injection site. As we did in guinea pigs above, we find that one smaller syringe tip size does not penetrate well into selected muscle tissue (if penetrating it does penetrate a few millimeters into the muscle mass). Or one larger size penetrated too deeply, cutting the muscle tissue and scattered or hit the other side after impact on the bone.

【0077】 アカゲザルに対する注射を検討すると、該サルの四肢の下方ほど該皮膚が薄く
、したがって針の注射に対する抵抗性が低くなることが認められた。これは、与
えられた動物種における与えられた皮膚/筋肉部位に適したシリンジチップの選
択の重要性を強調するものである。
Examination of the injections into rhesus monkeys showed that the skin was thinner below the extremities of the monkey, and therefore less resistant to needle injection. This underscores the importance of selecting a syringe tip appropriate for a given skin / muscle site in a given animal species.

【0078】 C.ウサギでのパイロット実験 覚醒しているウサギの仙棘背筋において、生体分布シリンジチップ選択実験を
行った。前部(左および右)の注射部位は、後部肋骨構造の高さの約2〜3cm下と
した。後部部位(左および右)は、腸骨稜の約2〜3cm上とした。予め該ウサギの
毛を剃り、0(PBS)〜5mg/ml HIV gag DNAのDNA濃度にてNo.2〜No.7のシリンジ
チップで注射を行った。これまでとは異なり、注射後、仙棘筋のそれぞれの側を
切開し、ついで薄くスライスして、DNA/トリパンブルー染料の分布の度合を可
視化した。ウサギの皮膚は、剃毛後でさえ、はるかに厚く、無針噴射式注射に対
して抵抗性であった。高度に粘性の5.5mg/mlのDNAをワクチンとして使用する場
合には、深い1〜2cmの注射を達成するのにNo.5シリンジチップを使用することが
必要であった。これまでと同様、それほど有効でない1つのサイズ(No.4)のシ
リンジチップは、不十分な注射(筋肉内に5mmまで侵入)をもたらしたにすぎず
、一方、より有効な1つのサイズ(No.7)のシリンジチップは、筋肉を実際に横
切る噴射軌跡を与えた。
C. Pilot experiment in rabbits A biodistribution syringe tip selection experiment was performed on the dorsal spinal dorsal muscle of awake rabbits. The anterior (left and right) injection sites were approximately 2-3 cm below the height of the posterior rib structure. The posterior site (left and right) was approximately 2-3 cm above the iliac crest. The rabbits were previously shaved and injected with syringe tips No. 2 to No. 7 at a DNA concentration of 0 (PBS) to 5 mg / ml HIV gag DNA. Unlike before, after injection, each side of the spinous muscle was dissected and then sliced thin to visualize the degree of DNA / trypan blue dye distribution. Rabbit skin was much thicker, even after shaving, and was resistant to needleless injection. When using highly viscous 5.5 mg / ml DNA as a vaccine, it was necessary to use a No. 5 syringe tip to achieve a deep 1-2 cm injection. As before, a less effective one size (No. 4) syringe tip only resulted in inadequate injection (penetration up to 5 mm into the muscle), while a more effective one size (No. 4) The syringe tip of .7) provided an injection trajectory that actually crossed the muscle.

【0079】 実施例4 免疫原性研究 A.アフリカミドリHA/Georgia免疫原性研究 該動物を眠らせるためにケタミンを使用した(10mg/kg)。A/PR/8/34からの血
球凝集素(HA)をコードするプラスミドV1Jns-HA(PR8)2mg/mL(0.15N食塩水中
)のストック溶液を無菌0.01Mリン酸緩衝食塩水(pH7.4)で10μg/mLの最終濃度
まで希釈した。DNA溶液を、投与するまで氷上に維持した。体重3.8〜7.1kgの両
方の性別の4匹のアフリカミドリザル群の両方の四頭筋にプラスミドを筋肉内接
種した。動物1匹当たりプラスミドの合計用量が10μgとなるように各注射部位に
0.5mLの接種物を投与した。針注射を受ける動物には、両大腿前部の四頭筋の中
点付近の最大部分に注射した。BIOJECTOR(商標名)での注射を受ける動物には
、No.3シリンジチップを使用して各大腿の前外側部に注射した。注射は実験の開
始時に行い、追加刺激免疫は6および18週後に行った。血液を実験の開始時およ
びその後は2〜4週の間隔で集め、4HA単位のA/PR/8/34ウイルスと共にニワトリ赤
血球を使用して血球凝集抑制(HI)により、および96ウェルプレート上にコート
された全ホルマリン不活化A/PR/8/34ウイルスを使用するELISAにより、A/PR/8/3
4ウイルスに対する抗体に関してアッセイし、ヒトIgGに対するペルオキシダーゼ
共役抗体で現像した。
Example 4Immunogenicity studies  A. African Green HA / Georgia Immunogenicity Study Ketamine was used to sleep the animals (10 mg / kg). Blood from A / PR / 8/34
Plasmid V1Jns-HA (PR8) encoding hemagglutinin (HA) 2 mg / mL (in 0.15N saline)
) Stock solution in sterile 0.01 M phosphate buffered saline (pH 7.4) to a final concentration of 10 μg / mL
Diluted. DNA solutions were kept on ice until administration. 3.8-7.1kg weight
Plasmids were inoculated into both quadriceps muscles of a group of four African green monkeys of different genders
Seeded. At each injection site, the total plasmid dose per animal should be 10 μg.
0.5 mL of the inoculum was administered. For animals receiving needle injections, the quadriceps in front of both thighs
The injection was made in the largest part near the point. For animals receiving BIOJECTOR (TM) injections
Injected into the anterior lateral part of each thigh using a No. 3 syringe tip. Injection is open to experiment
It was performed at the beginning and boost immunizations were performed after 6 and 18 weeks. Blood is collected at the beginning of the experiment and
And then at 2-4 week intervals, chicken red with 4 HA units of A / PR / 8/34 virus
Coated on hemagglutination inhibition (HI) using blood cells and on 96-well plates
ELISA using all formalin-inactivated A / PR / 8/34 viruses
4 Assay for antibodies to virus, peroxidase to human IgG
Developed with conjugated antibody.

【0080】 図4(A)および4(B)に示すとおり、10μgのDNAを針で3回注射しても、HIまたはE
LISAによる有意な抗体応答は惹起されなかった。しかし、BIOJECTOR(商標名)
を使用して10μgのDNAを与えた4匹中3匹のサルは、3回目の投与後にHIおよびELI
SAにより検出可能な抗体に応答した。
As shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), three injections of 10 μg of DNA with a needle resulted in HI or E
No significant antibody response by LISA was elicited. However, BIOJECTOR (trade name)
Three of four monkeys that received 10 μg of DNA using HI and ELI after the third dose
Respond to antibodies detectable by SA.

【0081】 B.モルモットでのHIV gag DNAの用量反応実験 6匹のモルモットのコホートをケタミン/ロンプン(rompun)の組合せで麻酔
した。第0、4および8週に、BIOJECTOR(商標名)によるNo.2シリンジチップまた
は27g1/2インスリンシリンジ/針の組合せでの注射により、上部膝腱当たり200
μlのV1Jns-HIV gag DNAワクチンをコホートに筋肉内に免疫した。動物に、200
μg/ml、1mg/mlまたは5mg/mlの濃度のHIV-1 gag DNA(用量はそれぞれ80mcg、40
0mcgまたは2mg)を与えた。
B. Guinea Pig Dose-Response Experiments with HIV gag DNA A cohort of six guinea pigs was anesthetized with a ketamine / rompun combination. At weeks 0, 4, and 8, injection with a No. 2 syringe tip or a 27 g 1/2 insulin syringe / needle combination by BIOJECTOR® gave 200
Cohorts were immunized intramuscularly with μl of the V1Jns-HIV gag DNA vaccine. For animals, 200
HIV-1 gag DNA at a concentration of μg / ml, 1 mg / ml or 5 mg / ml (doses 80 mcg, 40
0 mcg or 2 mg).

【0082】 第4、8および13週に、動物から採血し、血清を集め、アッセイまで4℃で保存
した。血清から抗gag Ab ELISAを測定し、終点力価によるODプレートの読取りか
ら力価を割り当てた(血清変換に関してはバックグラウンドの2倍より大きいと
いう基準)。典型的には、第1希釈は100:1であるが、時には400:1にもなり、系
列希釈は典型的には3Xまたは4Xのプレート以下となった。発色剤(OPD)の光学
密度がウェルのバックグラウンドレベルの2.5倍を超えた場合に終点力価を割り
当てた。典型的には、該プレート上のバックグラウンドレベルは約0.040 ODであ
り、したがって終点力価閾値を典型的には0.100 ODに選択した。
At weeks 4, 8, and 13, animals were bled and serum was collected and stored at 4 ° C. until assay. Anti-gag Ab ELISA was measured from the sera and titers were assigned from OD plate readings by endpoint titer (criterion of greater than twice background for seroconversion). Typically, the first dilution was 100: 1, but sometimes as high as 400: 1, and serial dilutions were typically less than 3X or 4X plates. Endpoint titers were assigned when the optical density of the color former (OPD) exceeded 2.5 times the background level of the well. Typically, the background level on the plate is about 0.040 OD, so the endpoint titer threshold was typically chosen at 0.100 OD.

【0083】 図5(A)に示すとおり、BIOJECTOR(商標名)で免疫したモルモットは、80、400
または2000mcgのHIV-1 gag DNAの1回の投与の4週間後のELISAによる測定で、抗H
IV gag抗体力価の増加を示した。最低用量においては、針での注射後には6匹中1
匹の動物が血清変換したにすぎなかったが、BIOJECTOR(商標名)での免疫後に
は、アッセイした5匹中4匹が血清変換した。中間的な用量においては、針での注
射の場合には6匹中2匹しか血清変換しなかったが、無針噴射式注射の場合には6
匹中6匹が血清変換した。さらに、コホート相乗平均力価(GMT)は、400mcgの用
量において10倍の増加を示した。最高の2mgの用量においては、針での免疫の場
合には6匹中2匹の動物が血清変換したにすぎなかったが、BIOJECTOR(商標名)
無針注射の場合には6匹中6匹が血清変換した。驚くべきことに、かつ、意外にも
、該コホートGMTは、有意な80倍の増加分異なっていた。
As shown in FIG. 5 (A), guinea pigs immunized with BIOJECTOR (trademark) were 80, 400
Or anti-H as determined by ELISA 4 weeks after a single dose of 2000 mcg of HIV-1 gag DNA.
It showed an increase in IV gag antibody titer. At the lowest dose, 1 in 6 animals after needle injection
Only one animal seroconverted, but after immunization with BIOJECTOR®, four out of five assayed seroconverted. At intermediate doses, only 2 out of 6 seroconverted for needle injection, but 6 for needleless injection.
Six of the animals seroconverted. In addition, the cohort geometric mean titer (GMT) showed a 10-fold increase at the 400 mcg dose. At the highest dose of 2 mg, only 2 out of 6 animals seroconverted in the case of needle immunization, while BIOJECTOR®
In the case of needleless injection, 6 out of 6 seroconverted. Surprisingly and surprisingly, the cohort GMTs differed by a significant 80-fold increase.

【0084】 図5(B)は、同じワクチンでの2回目の免疫の4週間後の血清学からの抗gag抗体
応答を示す。この実験においてはBIOJECTOR(商標名)で免疫したすべてのコホ
ートが100%の血清変換を示したが、針で注射したコホートはそれを示さなかっ
た。低用量においては、BIOJECTOR(商標名)はAb力価における12倍の増加をも
たらしたが、中間的な用量においては、それは144倍の増加をもたらした。この
異常に高い増加は、中間的な用量での針での免疫後には3匹のモルモットが全く
応答しないかのようである点で若干誇張されており、したがって該針GMTは減少
し、したがって相対増加因子は増加する。それとは無関係に、高い用量では、針
から無針シリンジへの38倍の増加が認められる。
FIG. 5 (B) shows the anti-gag antibody response from serology 4 weeks after the second immunization with the same vaccine. In this experiment, all cohorts immunized with BIOJECTOR ™ showed 100% seroconversion, whereas the needle-injected cohort did not. At low doses, BIOJECTOR® produced a 12-fold increase in Ab titer, while at intermediate doses it produced a 144-fold increase. This unusually high increase is slightly exaggerated in that three guinea pigs seem to have no response after immunization with a needle at an intermediate dose, thus reducing the needle GMT and thus the relative GMT. The increase factor increases. Regardless, at the higher dose there is a 38-fold increase from needle to needleless syringe.

【0085】 最後に、BIOJECTOR(商標名)無針噴射式注射後には、インスリンシリンジ/
針で認められるものと比較して、該ワクチンに対する動物の応答におけるばらつ
きが意外にも減少したらしいことに注目すべきである。この実験においては、BI
OJECTOR(商標名)で注射した全3個のコホートは、該マイクロタイタープレート
上の3ウェルの希釈にわたり広がっているが、該シリンジ/針群は、典型的には
、与えられたプレート上の5個中4個のウェルにわたり広がっている。
Finally, after the BIOJECTOR ™ needle-free injection, the insulin syringe /
It should be noted that the variability in the animal's response to the vaccine appears to be surprisingly reduced compared to that seen with the needle. In this experiment, BI
Although all three cohorts injected with OJECTOR® were spread over three well dilutions on the microtiter plate, the syringe / needle group was typically 5 μL on a given plate. Spread over four of the wells.

【0086】 C.モルモットHIV gag DNA麻酔/部位実験: 別の実験において、それぞれ5匹のモルモットの8個のコホートに、第0および4
週に、この場合もBIOJECTOR(商標名)でのNo.2シリンジチップ注射または27g1/
2インスリンシリンジ/針の組合せにより、200μlのワクチンで筋肉内に免疫し
た。さらに、動物に、大きな筋肉塊が位置する上部膝腱または本発明者らのグル
ープにおいて通常の針での免疫化を予め行っている膝関節付近の下部膝腱に注射
した。麻酔の効果を試験する試みにおいては、該動物の半分には覚醒したまま、
そして半分には麻酔下で注射した(前記のとおり)。すべてのモルモットに、PB
S中のHIV gag DNAの1mg/ml溶液(用量= 400mcg)を投与した。
C. Guinea pig HIV gag DNA anesthesia / site experiment: In another experiment, 8 cohorts of 5 guinea pigs each received 0 and 4
Weekly, again with a No. 2 syringe tip injection with BIOJECTOR ™ or 27 g1 /
Immunization was performed intramuscularly with 200 μl of the vaccine by a two insulin syringe / needle combination. In addition, the animals were injected into the upper hamstring where the large muscle mass is located or into the lower hamstring near the knee joint previously immunized with a conventional needle in our group. In an attempt to test the effects of anesthesia, half of the animals remained awake,
Half were injected under anesthesia (as described above). PB for all guinea pigs
A 1 mg / ml solution of HIV gag DNA in S (dose = 400 mcg) was administered.

【0087】 第3および7週に、動物から採血し、血清を集め、アッセイまで4℃で保存した
。血清から抗gag Ab ELISAを測定し、終点力価によるODプレートの読取りから力
価を割り当てた(血清変換に関するバックグラウンドの2倍より大きいという基
準)。典型的には、第1希釈は100:1であるが、時には400:1にもなり、系列希釈
は典型的には3Xまたは4Xのプレート以下となった。発色剤(OPD)の光学密度が
ウェルのバックグラウンドレベルの2.5倍を超えた場合に終点力価を割り当てた
。典型的には、該プレート上のバックグラウンドレベルは約0.040 ODであり、し
たがって終点力価閾値を典型的には0.100 ODに選択した。
At weeks 3 and 7, animals were bled and serum was collected and stored at 4 ° C. until assay. Anti-gag Ab ELISA was measured from the sera and titers were assigned from OD plate readings by endpoint titer (criterion of greater than twice background for seroconversion). Typically, the first dilution was 100: 1, but sometimes as high as 400: 1, and serial dilutions were typically less than 3X or 4X plates. Endpoint titers were assigned when the optical density of the color former (OPD) exceeded 2.5 times the background level of the well. Typically, the background level on the plate is about 0.040 OD, so the endpoint titer threshold was typically chosen at 0.100 OD.

【0088】 図6に示すとおり、データは、麻酔の有無による顕著な相違を示していない。
針をBIOJECTOR(商標名)と比較した場合、増加は3倍〜8倍である。コホート当
たりN=5のモルモットでの結果はそれほど説得力があるものではないが、前記と
同様に、BIOJECTOR(商標名)コホートは、シリンジ/針と比較して血清変換率
の改善および動物間のばらつきの減少を示している。この血清学は1回目の投与
の3週間後(これは、図5Aに記載の結果より1週間早い)のものであることに注目
すべきである。
As shown in FIG. 6, the data does not show a significant difference with or without anesthesia.
When comparing the needle to BIOJECTOR®, the increase is 3- to 8-fold. Although the results in guinea pigs with N = 5 per cohort are not very convincing, as before, the BIOJECTOR ™ cohort has improved serum conversion and animal-to-animal compared to syringe / needle. This shows a reduction in variation. It should be noted that this serology is three weeks after the first dose, which is one week earlier than the results described in FIG. 5A.

【0089】 D.アカゲザルHIV gag DNA免疫原性実験 最近、非ヒト霊長類において全てHIV gag DNAで体液性および細胞性の両方の
免疫応答を観察するために免疫原性研究を開始した。以下の研究プロトコールに
従い、それぞれ3匹のアカゲザルの6個のコホートを免疫した。各動物には、No.3
シリンジチップまたは25g5/8針を備えたBIOJECTOR(商標名)により双方的に投
与した。10mg/kgの用量のケタミンを麻酔剤として使用した。
D. Rhesus monkey HIV gag DNA immunogenicity experiments Recently, immunogenicity studies have been initiated to observe both humoral and cellular immune responses with all HIV gag DNA in non-human primates. Six cohorts of three rhesus monkeys were immunized according to the following study protocol. No. 3 for each animal
Both doses were administered by syringe tip or BIOJECTOR ™ with a 25 g 5/8 needle. A dose of 10 mg / kg ketamine was used as an anesthetic.

【0090】 コホート1には、25g5/8針で合計用量5mgのDNAを麻酔下で投与した。 コホート2には、No.3シリンジチップを備えたBIOJECTOR(商標名)で合計用量
5mgのDNAを麻酔下で投与した。 コホート3には、No.3シリンジチップを備えたBIOJECTOR(商標名)で、リーダ
ー配列(DNA #80)を欠く合計用量5mgのHIV-1 gag DNA構築物を麻酔下で投与し
た。 コホート4には、25g5/8針で合計用量1mgのDNAを麻酔下で投与した。 コホート5には、No.3シリンジチップを備えたBIOJECTOR(商標名)で合計用量
1mgのDNAを麻酔下で投与した。 コホート6には、No.3シリンジチップを備えたBIOJECTOR(商標名)で合計用量
1mgのDNAを覚醒時(椅子での訓練中には一時的に首輪で拘束した)に投与した。
Cohort 1 received a total dose of 5 mg DNA under anesthesia with a 25 g 5/8 needle. Cohort 2 has a total dose of BIOJECTOR ™ with No. 3 syringe tip
5 mg of DNA was administered under anesthesia. Cohort 3 was administered under anesthesia with a total dose of 5 mg of the HIV-1 gag DNA construct lacking the leader sequence (DNA # 80) in a BIOJECTOR ™ equipped with a No. 3 syringe tip. Cohort 4 received a total dose of 1 mg DNA under anesthesia with a 25 g 5/8 needle. Cohort 5 has a total dose of BIOJECTOR ™ with No. 3 syringe tip
1 mg of DNA was administered under anesthesia. Cohort 6 has a total dose of BIOJECTOR ™ with No. 3 syringe tip
1 mg of DNA was administered when awake (temporarily restrained with a collar during chair training).

【0091】 隔週ごとに動物から採血すべきである。血清は、ELISAにより抗gag Abに関し
てアッセイされ、細胞性応答は、CTLに基づくアッセイの限界希釈分析により特
徴づけられるであろう。
Animals should be bled every other week. Serum will be assayed for anti-gag Ab by ELISA and the cellular response will be characterized by limiting dilution analysis of a CTL-based assay.

【0092】 実施例5 遺伝子発現研究 A.耐熱性ヒト胎盤分泌アルカリホスファターゼ(SeAP)遺伝子を注射したモ
ルモット 耐熱性ヒト胎盤分泌アルカリホスファターゼ(SeAP)遺伝子をコードする200
μl用量のプラスミドを、27g1/2針またはNo.2シリンジチップを備えたBIOJECTOR
(商標名)無針噴射式装置で、それぞれ8匹のモルモットの4個のコホートに、麻
酔を行って又は行わないで、1回注射した。少量の血液を、最初の2週間にわたり
、ついで第3、4および8週に定期的に集めた。血液を遠心し、血清を取り出して
、アッセイまで-20℃で保存した。
Example 5Gene expression research  A. Injected thermostable human placental secreted alkaline phosphatase (SeAP) gene
Lumot 200 encoding the thermostable human placental secreted alkaline phosphatase (SeAP) gene
μl dose of plasmid into BIOJECTOR with 27g1 / 2 needle or No. 2 syringe tip
(Trade name) Needle-free injection device, hemp in four cohorts of eight guinea pigs each
One injection with or without drunk. A small amount of blood over the first two weeks
, And then collected regularly at weeks 3, 4 and 8. Centrifuge blood, remove serum
, Stored at -20 ° C until assay.

【0093】 図7には、インスリンシリンジまたはBIOJECTOR(商標名)により高または低用
量のSeAPコード化プラスミドDNAを1回注射したモルモットにおいて測定したSeAP
のレポーター遺伝子の活性の結果が示されている。コホートの平均が時間の関数
としてプロットされている。黒い丸および正方形で示されているとおり、どちら
の針コホートのSeAPレベルも、低いレベルから始まり、最初の週にわたり増加し
た。一方、BIOJECTOR(商標名)で注射したコホートは、大きな応答を示さなか
ったが(黒い菱形)。高用量のBIOJECTOR(商標名)のコホートは、第2日にSeAP
活性における3倍の増加を示したが、最初の週にわたり規則的に減少した。無針
注射とシリンジ/針注射との間の、遺伝子発現のこの劇的に異なる速度論は、先
行技術においては予想も開示もされておらず、驚くべき知見となった。さらに、
短期間における遺伝子発現の見掛け上急速な増加を利用しうることは、ある種の
他の遺伝子運搬および遺伝子治療用途(例えば、ホルモン、受容体タンパク質お
よびリガンドの運搬)に有用であることが判明するかもしれない。
FIG. 7 shows SeAP measured in guinea pigs injected with a single injection of high or low doses of SeAP-encoding plasmid DNA by an insulin syringe or BIOJECTOR®.
The results of the activity of the reporter gene are shown. Cohort means are plotted as a function of time. As indicated by the closed circles and squares, SeAP levels in both needle cohorts started at lower levels and increased over the first week. On the other hand, the cohort injected with BIOJECTOR ™ did not show a large response (black diamond). A cohort of high-dose BIOJECTOR (TM)
It showed a 3-fold increase in activity, but declined regularly over the first week. This dramatically different kinetics of gene expression between needle-free injection and syringe / needle injection was neither anticipated nor disclosed in the prior art and was a surprising finding. further,
The ability to take advantage of the apparently rapid increase in gene expression in a short period of time proves to be useful for certain other gene delivery and gene therapy applications (eg, delivery of hormones, receptor proteins and ligands). Maybe.

【0094】 理論に束縛されることを望むものではないが、ELISAを用いて抗gag Abの終点
力価において認められる大きな増加につながる短時間の炎症性または免疫応答と
結びついた、遺伝子または抗原の発現のより速い速度論の間の同時性が存在しう
るらしい。
Without wishing to be bound by theory, it is not intended that the gene or antigen be linked to a short-term inflammatory or immune response that would lead to a large increase in anti-gag Ab endpoint titers using ELISA. It appears that there may be synchronization between the faster kinetics of expression.

【0095】 実施例6 無針注射チップのサイズは、参照により本明細書に組み入れる米国特許第5,52
0,639号から採用されている。
Example 6 The size of a needle-free injection tip is determined by US Pat. No. 5,52, incorporated herein by reference.
It is adopted from 0,639.

【0096】[0096]

【表1】 [Table 1]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は、針または無針注射器での種々の処理後の全DNA(SC+OC)に対するスー
パーコイルDNA(SC)の成分のゲル定量の結果を示す。詳細は実施例2Bを参照さ
れたい。
FIG. 1 shows the results of gel quantification of components of supercoiled DNA (SC) versus total DNA (SC + OC) after various treatments with a needle or needle-free injector. See Example 2B for details.

【図2A】 図2Aは、ゲルを示す。この場合、2つの異なる濃度のサンプルを、手で一滴ず
つゆっくりと、またはBIOJECTOR(商標名)からのCO2ガスの噴出による噴射によ
り、No.2(小さな直径のオリフィス)またはNo.5(大きな直径のオリフィス)BI
OJECTOR(商標名)シリンジチップに通過させた。詳細は実施例2Cを参照された
い。
FIG. 2A shows a gel. In this case, a sample of two different concentrations, slowly dropwise by hand, or by injection by ejection of CO 2 gas from Biojector (trade name), No.2 (orifice smaller diameter) or No.5 (large Diameter orifice) BI
Passed through an OJECTOR® syringe tip. See Example 2C for details.

【図2B】 図2Bは、ゲル定量の結果を示す。この場合、2つの異なる濃度のサンプルを、
手で一滴ずつゆっくりと、またはBIOJECTOR(商標名)からのCO2ガスの噴出によ
る噴射により、No.2(小さな直径のオリフィス)またはNo.5(大きな直径のオリ
フィス)BIOJECTOR(商標名)シリンジチップに通過させた。詳細は実施例2Cを
参照されたい。
FIG. 2B shows the results of gel quantification. In this case, two different concentrations of the sample are
No. 2 (small diameter orifice) or No. 5 (large diameter orifice) BIOJECTOR (trademark) syringe tip, slowly and drop by hand or by jetting with CO 2 gas from BIOJECTOR Passed through. See Example 2C for details.

【図3A】 図3Aは、ゲルを示す。この場合、2つの異なる濃度のサンプルを、手で一滴ず
つゆっくりと、またはBIOJECTOR(商標名)からのCO2ガスの噴出による噴射によ
り、No.2(小さな直径のオリフィス)またはNo.5(大きな直径のオリフィス)BI
OJECTOR(商標名)シリンジチップに通過させた。詳細は実施例2Dを参照された
い。
FIG. 3A shows a gel. In this case, a sample of two different concentrations, slowly dropwise by hand, or by injection by ejection of CO 2 gas from Biojector (trade name), No.2 (orifice smaller diameter) or No.5 (large Diameter orifice) BI
Passed through an OJECTOR® syringe tip. See Example 2D for details.

【図3B】 図3Bは、ゲル定量の結果を示す。この場合、2つの異なる濃度のサンプルを、
手で一滴ずつゆっくりと、またはBIOJECTOR(商標名)からのCO2ガスの噴出によ
る噴射により、No.2(小さな直径のオリフィス)またはNo.5(大きな直径のオリ
フィス)BIOJECTOR(商標名)シリンジチップに通過させた。詳細は実施例2Dを
参照されたい。
FIG. 3B shows the results of gel quantification. In this case, two different concentrations of the sample are
No. 2 (small diameter orifice) or No. 5 (large diameter orifice) BIOJECTOR (trademark) syringe tip, slowly and drop by hand or by jetting with CO 2 gas from BIOJECTOR Passed through. See Example 2D for details.

【図4A】 図4(A)は、針またはBIOJECTOR(商標名)により1回の免疫当たり10μgのイン
フルエンザHA DNAで3回免疫した4匹のアフリカミドリザルの群の血球凝集抑制(
HI)応答を示す。詳細は実施例4Aを参照されたい。
FIG. 4 (A) shows hemagglutination inhibition of a group of four African green monkeys immunized three times with 10 μg of influenza HA DNA per immunization by needle or BIOJECTOR ™ (immunization).
HI) Indicates response. See Example 4A for details.

【図4B】 図4(B)は、針またはBIOJECTOR(商標名)により1回の免疫当たり10μgのHA DN
Aで3回免疫した4匹のアフリカミドリザルの群のELISA抗体応答を示す。詳細は実
施例4Aを参照されたい。
FIG. 4 (B) shows 10 μg of HA DN per immunization by needle or BIOJECTOR (trade name).
2 shows the ELISA antibody response of a group of four African green monkeys immunized three times with A. See Example 4A for details.

【図5A】 図5(A)は、1回量80、400または2000mcgのHIV-1 gag DNAの投与の4週間後の、B
IOJECTOR(商標名)により免疫したモルモットにおける、針で得られたものと比
較して増加した抗HIV-1 gag抗体力価(ELISAによる測定)を示す。詳細は実施例
4Bを参照されたい。
FIG. 5 (A) shows B, 4 weeks after administration of a single dose of 80, 400 or 2000 mcg of HIV-1 gag DNA.
Figure 3 shows increased anti-HIV-1 gag antibody titers (measured by ELISA) in guinea pigs immunized with IOJECTOR® as compared to those obtained with needles. Details are examples
See 4B.

【図5B】 図5(B)は、第4週における同じワクチンでの第2免疫の4週間後の抗gag抗体応答
を示す。詳細は実施例4Bを参照されたい。
FIG. 5 (B) shows the anti-gag antibody response 4 weeks after the second immunization with the same vaccine at 4 weeks. See Example 4B for details.

【図6】 図6は、5匹のモルモットのコホートを、麻酔の存在下または不存在下で針また
はBIOJECTOR(商標名)無針シリンジを使用して上部または下部膝腱部位に免疫
した後の結果を示す。詳細は実施例4Cを参照されたい。
FIG. 6 shows a cohort of five guinea pigs after immunization of the upper or lower hamstring site using a needle or BIOJECTOR® needleless syringe in the presence or absence of anesthesia. The results are shown. See Example 4C for details.

【図7】 図7は、インスリンシリンジまたはBIOJECTOR(商標名)により高用量または低
用量のヒト耐熱性分泌アルカリホスファターゼ(SeAP)コード化プラスミドDNA
を1回注射したモルモットにおいて測定したSeAPのレポーター遺伝子活性からの
結果を示す。コホートの平均が時間の関数としてプロットされている。詳細は実
施例5Aを参照されたい。
FIG. 7 shows high or low doses of human thermostable secretory alkaline phosphatase (SeAP) encoding plasmid DNA by insulin syringe or BIOJECTOR ™.
5 shows the results from the reporter gene activity of SeAP measured in guinea pigs injected once. Cohort means are plotted as a function of time. See Example 5A for details.

【図8A】 図8Aは、インスリンシリンジまたはBiojector(商標名)により高用量または
低用量のSeAPコード化プラスミドDNAを1回注射したモルモットにおいて測定した
ヒト耐熱性分泌アルカリホスファターゼ(SeAP)のレポーター遺伝子活性からの
結果を示す。個々の動物の値が時間の関数としてプロットされている。第2日は
図8Aに示されている。詳細は実施例5Aを参照されたい。
FIG. 8A shows reporter gene activity of human thermostable secreted alkaline phosphatase (SeAP) measured in guinea pigs injected once with high or low doses of SeAP-encoding plasmid DNA by an insulin syringe or Biojector ™. The results from are shown. Individual animal values are plotted as a function of time. Day 2 is shown in FIG. 8A. See Example 5A for details.

【図8B】 図8Bは、インスリンシリンジまたはBiojector(商標名)により高用量または
低用量のSeAPコード化プラスミドDNAを1回注射したモルモットにおいて測定した
ヒト耐熱性分泌アルカリホスファターゼ(SeAP)のレポーター遺伝子活性からの
結果を示す。個々の動物の値が時間の関数としてプロットされている。第4日は
図8Bに示されている。詳細は実施例5Aを参照されたい。
FIG. 8B. Reporter gene activity of human thermostable secreted alkaline phosphatase (SeAP) measured in guinea pigs injected once with high or low doses of SeAP-encoding plasmid DNA by insulin syringe or Biojector ™. The results from are shown. Individual animal values are plotted as a function of time. Day 4 is shown in FIG. 8B. See Example 5A for details.

【図8C】 図Cは、インスリンシリンジまたはBiojector(商標名)により高用量または低
用量のSeAPコード化プラスミドDNAを1回注射したモルモットにおいて測定したヒ
ト耐熱性分泌アルカリホスファターゼ(SeAP)のレポーター遺伝子活性からの結
果を示す。個々の動物の値が時間の関数としてプロットされている。第7日は図8
Cに示されている。詳細は実施例5Aを参照されたい。
FIG. 8C. Reporter gene activity of human thermostable secreted alkaline phosphatase (SeAP) measured in guinea pigs injected once with high or low doses of SeAP-encoding plasmid DNA by insulin syringe or Biojector ™. The results from are shown. Individual animal values are plotted as a function of time. Day 7 Figure 8
Shown in C. See Example 5A for details.

【図9】 図9は、種々の温度およびDNA濃度での食塩水または食塩水/グリセロール中の
DNAの粘度測定からの結果を示す。詳細は実施例2Eを参照されたい。
FIG. 9 shows the results in saline or saline / glycerol at various temperatures and DNA concentrations.
4 shows the results from a viscosity measurement of DNA. See Example 2E for details.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 5/10 C12N 5/00 B 15/09 15/00 A (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AU,AZ,BA,BB ,BG,BR,BY,CA,CN,CU,CZ,EE, GD,GE,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KG,KR,KZ,LC,LK,LR,LT,LV ,MD,MG,MK,MN,MX,NO,NZ,PL, RO,RU,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,T R,TT,UA,US,UZ,VN,YU,ZA (72)発明者 リウ,マーガレツト アメリカ合衆国、ニユー・ジヤージー・ 07065、ローウエイ、イースト・リンカー ン・アベニユー・126 (72)発明者 ボルキン,デイビツド アメリカ合衆国、ニユー・ジヤージー・ 07065、ローウエイ、イースト・リンカー ン・アベニユー・126 (72)発明者 サイモン,アダム アメリカ合衆国、ニユー・ジヤージー・ 07065、ローウエイ、イースト・リンカー ン・アベニユー・126 Fターム(参考) 4B024 AA01 CA04 EA02 FA02 GA11 HA17 4B065 AA90X AA95Y AB01 CA45 4C076 AA12 BB11 CC06 DD23D DD26Z 4C084 AA13 MA66 NA10 ZB092 ZC552 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C12N 5/10 C12N 5/00 B 15/09 15/00 A (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, (KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CN, CU, CZ, EE, GD, GE, HR, H U, ID, IL, IN, IS, JP, KG, KR, KZ, LC, LK, LR, LT, LV, MD, MG, MK, MN, MX, NO, NZ, PL, RO, RU, SG , SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, US, UZ, VN, YU, ZA. Avenue 126 (72) Inventor Bolkin, David United States, New Jersey 07065, Lowway, East Lincoln Avenue 126 (72) Inventor Simon, Adam United States, New Jersey 07065, Lowway, East Linker Avenue 126 F term (reference) 4B024 AA01 CA04 EA02 FA02 GA11 HA17 4B065 AA90X AA95Y AB01 CA45 4C076 AA12 BB11 CC06 DD23D DD26Z 4C 084 AA13 MA66 NA10 ZB092 ZC552

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 無針注射器を使用して動物においてポリヌクレオチドワクチ
ンに対する免疫応答を誘導する改良された方法であって、 該ワクチンを筋肉内に導入することを含んでなり、 該ポリヌクレオチドワクチンが、該動物内に進入すると、ボーラス内には存在
しないこと、および該ポリヌクレオチドワクチンが、筋組織の領域内に実質的に
均一に分布することを特徴とする方法。
1. An improved method of inducing an immune response to a polynucleotide vaccine in an animal using a needle-free injector, comprising introducing the vaccine intramuscularly, wherein the polynucleotide vaccine comprises A method wherein the polynucleotide vaccine is not present in the bolus upon entry into the animal, and the polynucleotide vaccine is substantially uniformly distributed within the area of muscle tissue.
【請求項2】 該ポリヌクレオチドワクチンがDNAワクチンである、請求項1
に記載の方法。
2. The polynucleotide vaccine according to claim 1, wherein said polynucleotide vaccine is a DNA vaccine.
The method described in.
【請求項3】 該ポリヌクレオチドワクチンがHIVワクチンである、請求項2
に記載の方法。
3. The polynucleotide vaccine of claim 2, wherein said polynucleotide vaccine is an HIV vaccine.
The method described in.
【請求項4】 該ポリヌクレオチドワクチンがHIV gagをコードしている、
請求項3に記載の方法。
4. The polynucleotide vaccine encodes HIV gag.
The method according to claim 3.
【請求項5】 該ポリヌクレオチドワクチンがインフルエンザHAをコードし
ている、請求項2に記載の方法。
5. The method of claim 2, wherein said polynucleotide vaccine encodes influenza HA.
【請求項6】 該ワクチンの導入が、予め決められた直径を有するオリフィ
スに該ワクチンを通過させることにより制御される、請求項1に記載の方法。
6. The method of claim 1, wherein introduction of said vaccine is controlled by passing said vaccine through an orifice having a predetermined diameter.
【請求項7】 該ポリヌクレオチドワクチンの濃度が少なくとも5μg/mlで
ある、請求項1に記載の方法。
7. The method of claim 1, wherein the concentration of said polynucleotide vaccine is at least 5 μg / ml.
【請求項8】 無針注射器を使用して遺伝子治療のために動物にDNAを運搬
する方法であって、 該ワクチンを筋肉内に導入することを含んでなり、 該ポリヌクレオチドワクチンが、該動物内に進入すると、ボーラス内には存在
しないこと、および該ポリヌクレオチドワクチンが、該動物内に進入すると、筋
組織の領域内に実質的に均一に分布することを特徴とする方法。
8. A method of delivering DNA to an animal for gene therapy using a needle-free injector, comprising introducing the vaccine intramuscularly, wherein the polynucleotide vaccine comprises the animal. Upon entry into the bolus, and wherein the polynucleotide vaccine is substantially uniformly distributed within the area of muscle tissue upon entry into the animal.
【請求項9】 該ポリヌクレオチドワクチンが、所望の予防的または治療的
応答をもたらすのに十分な量である、請求項8に記載の方法。
9. The method of claim 8, wherein said polynucleotide vaccine is in an amount sufficient to produce a desired prophylactic or therapeutic response.
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