JP2009534309A - 治療剤の標的化送達のためのシステム - Google Patents

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Abstract

本発明は、組織、細胞、および細胞内区画への治療剤含有粒子の標的化送達のための薬物送達システムを提供する。本発明は、粒子と、1または複数の標的化部分と、送達される1または複数の治療剤とを含む標的粒子、および本発明の標的粒子を含む薬学的組成物を提供する。本発明は、本発明の標的粒子およびその薬学的組成物を設計、製造、および使用する方法を提供する。

Description

関連出願
本願は、2006年3月31日に出願された米国特許仮出願U.S.S.N. 60/788,532（’532出願）に関連し、かつ、これに対して35 U.S.C. § 119(e)下での優先権を主張する。’532出願の全内容が、参照により本明細書中に組み込まれる。
政府支援
米国政府は、本発明の開発に利用された助成金支援を提供した。特に、国立衛生研究所/国立癌研究所（契約番号CA 119349）および国立衛生研究所/国立画像生物医学・生物工学研究所（契約番号EB 003647）は、本発明の開発を支援した。米国政府は、本発明においてある権利を有し得る。
発明の背景
癌は、米国における死亡の主要原因の第2位である。100万人を超える人々が毎年癌を発症し、米国の全男性の約半分および全女性の3分の1が一生の間に癌を発症する。
前立腺癌は、アメリカ人男性において見られる癌の2番目に一般的なタイプであり（皮膚癌に次ぐ）、癌による死亡の主要原因の第2位である（肺癌に次ぐ）。米国癌協会（ACS）は、男性6人中1人が一生の間に前立腺癌を発症し、男性34人中1人がその疾患で死亡すると推定している。ACSは、さらに、2007年に米国では、約218,890人の新たな前立腺癌患者が生じ、約27,050人が前立腺癌に起因して死亡すると推定している。
前立腺癌を含む大半の癌は、腫瘍の外科的切除、化学療法、および／または放射線治療を含むアプローチの組み合わせによってしばしば治療される。外科的処置は、腫瘍全体を切除するのに通常十分ではなく、従って、手術には、しばしば化学療法および／または放射線療法が伴う。化学療法は、腫瘍細胞を死滅させるための薬物の使用を含み、放射線療法は、腫瘍細胞を死滅または縮小させるための高エネルギー放射線（例えば、X線）による治療を含む。
しかし、残念ながら、化学療法および放射線は、疲労；悪心；嘔吐；疼痛；脱毛；貧血；中枢神経系障害；感染；血液凝固障害；口腔、歯肉、および咽喉障害；下痢；便秘；神経および筋肉影響；腎臓および膀胱への影響；インフルエンザ様症状；体液貯留；ならびに生殖器に対する影響を含む、重篤で時として生命にかかわる副作用を生じさせる。
化学療法は、患者への細胞傷害性薬剤の全身投与を含むので、このような重篤な副作用を生じさせる。これらの薬剤は、腫瘍細胞と正常細胞とを区別することが出来ず、従って、腫瘍細胞と同様に正常細胞を死滅させる。腫瘍部位へ治療的に有効な用量を送達するためには非常に大量の用量が患者へ投与されなければならないので、副作用は悪化する。放射線療法は化学療法よりも幾分より局所的に投与されるが、放射線治療は、依然として、腫瘍付近の正常組織を破壊する。
従って、治療剤を（例えば、特定の組織または細胞型に対して；正常組織に対してではなく特定の病変組織に対してなど）標的化することは、癌（例えば、前立腺癌）などの組織特異的疾患の治療において望ましい。例えば、細胞傷害性抗癌剤の全身送達とは対照的に、標的化送達は、該薬剤が正常細胞を死滅させることを防ぐ。さらに、標的化送達は、より低い用量の薬剤の投与を可能にし、これは、従来の化学療法と一般的に関連する不要な副作用を減少させ得る。
従って、所望の組織または細胞へ治療剤を選択的に送達するためのシステムに対して、当該分野において強い必要性が存在する。さらに、前立腺癌と関連する腫瘍などの腫瘍へ細胞傷害性抗癌剤の送達を標的化するためのシステムに対する必要性が存在する。患者における治療剤の正確な濃度および配置を制御する能力は、用量を減少させ、副作用を最小化し、かつ「個別」療法に新しい道を開く。
発明の概要
本発明は、特定の器官、組織、細胞、および／または細胞内区画へ治療剤を選択的に送達するためのシステムを提供する。ある態様において、治療剤は病変組織へ特異的に送達される。ある態様において、治療剤は腫瘍（例えば、悪性腫瘍または良性腫瘍）へ特異的に送達される。ある態様において、治療剤は、前立腺癌と関連する腫瘍へ送達される。
本発明は、粒子、1または複数の標的化部分（targeting moiety）、ならびに器官、組織、細胞、および／または細胞内区画へ送達される1または複数の治療剤を含む、標的粒子（targeted particle）を提供する。一般的に、細胞は、標的化部分と特異的に結合し得る標的と結合している。標的が標的化部分へ特異的に結合すると、治療剤は、特定の標的化された器官、組織、細胞、および／または細胞内区画へ送達され得る。
任意の粒子が、本発明の標的粒子に従って使用され得る。ある態様において、粒子は、生分解性および生体適合性である。一般的に、物質は、細胞への添加された時に副作用を誘発しない場合、生体適合性であると考えられる。一般的に、生分解性物質は、生理学的条件下で分解され得るものである。
一般的に、本発明に従う粒子は、100ミクロン（μm）未満の最大寸法（例えば、直径）を有する任意の実体である。ある態様において、本発明の粒子は、10 μm未満の最大寸法を有する。ある態様において、本発明の粒子は、1000ナノメートル（nm）未満の最大寸法を有する。ある態様において、本発明の粒子は、900 nm、800 nm、700 nm、600 nm、500 nm、400 nm、300 nm、200 nm、または100 nm未満の最大寸法を有する。
ある態様において、粒子は、球体、球状体、平面、プレート形状、立方体、直平行六面体、楕円、長円、円柱、円錐、または錐体である。ある態様において、粒子は、マイクロ粒子（例えば、マイクロスフェア）である。ある態様において、粒子は、ナノ粒子（例えば、ナノスフェア）である。ある態様において、粒子はリポソームである。ある態様において、粒子はミセルである。粒子は、中実または中空であってよく、かつ1または複数の層（例えば、ナノシェル、ナノリング）を含んでもよい。
ある態様において、粒子は、ポリマーのマトリクスを含み得る。ある態様において、送達される治療剤および／または標的化部分は、ポリマーマトリクスの表面と結合しているか、ポリマーマトリクス内に封入されているか、ポリマーマトリクスによって囲まれているか、および／またはポリマーマトリクスにわたって分散されていてよい。
ある態様において、ポリマーマトリクスは、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリ酸無水物、ポリヒドロキシ酸、ポリプロピルフメレート（polypropylfumerate）、ポリカプロラクトン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエーテル、ポリエステル、ポリ(オルトエステル)、ポリシアノアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリホスファゼン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ尿素、ポリスチレン、および／またはポリアミンを含み得る。ある態様において、ポリマーマトリクスは、ポリ(乳酸-コ-グリコール酸)（PLGA）、ポリエチレングリコール（PEG）、および／またはそれらのコポリマーを含み得る。ある態様において、ポリマーマトリクスは、デンドリマー、タンパク質、糖質、および／または核酸を含み得る。
ある態様において、粒子は、非ポリマー粒子（例えば、金属粒子、量子ドット、セラミックス、無機材料、骨など）であり得る。ある態様において、治療剤および／または標的化部分は、非ポリマー粒子と共有結合し得る。ある態様において、治療剤および／または標的化部分は、非ポリマー粒子と非共有結合し得る。ある態様において、治療剤および／または標的化部分は、非ポリマーポリマー（non-polymeric polymer）の表面と結合しているか、この内に封入されているか、これによって囲まれているか、またはこれにわたって分散されていてよい。
ある態様において、粒子は、1または複数の界面活性剤、糖、脂質、または放出遅延成分を任意で含み得る。
ある態様において、本発明に従う標的粒子は、器官、組織、細胞、細胞外基質、および／または細胞内区画と結合した1または複数の標的へ特異的に結合する標的化部分を含む。本明細書中において使用される場合、「標的」という用語と「マーカー」という用語は交換可能に使用され得る。
標的化部分は、核酸（例えば、アプタマー）、ポリペプチド（例えば、抗体）、糖タンパク質、小分子、糖質、脂質などであり得る。例えば、標的化部分は、特定の標的（例えば、ポリペプチド）へ結合する一般的にオリゴヌクレオチド（例えば、DNA、RNA、またはそれらのアナログもしくは誘導体）である、アプタマーであり得る。一般的に、アプタマーの標的化機能は、アプタマーの三次元構造に基づく。ある態様において、標的化部分は、ポリペプチド（例えば、腫瘍マーカーを特異的に認識する抗体）である。
ある態様において、標的は、1つもしくはいくつかの組織型と、1つもしくはいくつかの細胞型と、1つもしくはいくつかの疾患と、および／または1つもしくはいくつかの発達段階と、独占的にまたは主に関連するマーカーであり得る。ある態様において、標的は、タンパク質（例えば、細胞表面受容体、膜貫通タンパク質など）、糖質（例えば、グリカン部分、グリコカリックスなど）、脂質（例えば、ステロイド、リン脂質など）、および／または核酸（例えば、DNA、RNAなど）を含み得る。
ある態様において、標的（即ち、マーカー）は、悪性細胞上に独占的にまたはより多い量で存在する分子、例えば、腫瘍抗原である。ある態様において、マーカーは前立腺癌マーカーである。ある態様において、前立腺癌マーカーは、大半の前立腺組織において発現されるが正常組織においてよりも前立腺癌組織においてより多く発現される100 kDa膜貫通糖タンパク質である、前立腺特異的膜抗原（PSMA）である。
本発明は、新規の標的化部分を設計するための方法を提供する。本発明は、さらに、候補標的化部分の混合物から新規の標的化部分を単離または同定するための方法を提供する。核酸標的化部分（例えば、アプタマー）は、本明細書中に記載されるように、SELEX法およびPICO法を含む、任意の利用可能な方法を使用して設計および／または同定され得る。
本発明によれば、例えば、治療剤（例えば、抗癌剤）、診断剤（例えば、造影剤；放射性核種；ならびに蛍光性、発光性、または磁性部分）、予防剤（例えば、ワクチン）、および／または栄養補助剤（例えば、ビタミン、ミネラルなど）を含む、任意の薬剤が送達され得る。本発明に従って送達される例示的な薬剤としては、小分子（例えば、細胞傷害性薬剤）、核酸（例えば、RNAi剤）、タンパク質（例えば、抗体）、脂質、糖質、ホルモン、金属、放射性元素および化合物、薬物、ワクチン、免疫薬など、ならびに／またはそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。ある態様において、送達される薬剤は、癌（例えば、前立腺癌）の治療に有用な薬剤である。
ある態様において、送達される薬剤は、薬学的に活性な薬剤の混合物であり得る。ある態様において、送達される薬剤は、抗癌剤の混合物であり得る。ある態様において、本発明の標的粒子は、本明細書中に記載される抗癌剤の1または複数と組み合わせて投与される。
本発明の標的粒子は、標的化部分の標的化機能に干渉しない任意の利用可能な方法を使用して製造され得る。ある態様において、標的化部分および／または治療剤は粒子と共有結合しており、該結合を崩壊させることによって、標的部位への治療剤の放出および送達が生じる。ある態様において、標的化部分および／または治療剤は、粒子と共有結合していない。例えば、粒子は、ポリマーマトリクスを含んでもよく、治療剤は、ポリマーマトリクスの表面と結合しているか、ポリマーマトリクス内に封入されているか、および／またはポリマーマトリクスにわたって分散されていてもよい。治療剤は、粒子の拡散、分解、および／またはそれらの組み合わせによって放出され得る。
物理的結合は、種々の異なる様式によって達成され得る。物理的結合は、共有結合であっても非共有結合であってもよく、かつ架橋工程を含んでも含まなくてもよい。粒子、標的化部分、および／または治療剤は、例えば1または複数の共有結合によって、互いに直接結合していてもよく、または結合は、1または複数のリンカーによって媒介されていてもよい。ある態様において、リンカーは切断可能なリンカーである。ある態様において、リンカーは脂肪族リンカーまたはヘテロ脂肪族リンカーである。ある態様において、リンカーは、ポリアルキルリンカーである。ある態様において、リンカーは、ポリエーテルリンカーである。ある態様において、リンカーは、ポリエチレンリンカーである。ある態様において、リンカーは、ポリエチレングリコール（PEG）リンカーである。
ある態様において、本発明に従う標的粒子は、疾患、障害、および／または状態の1または複数の症状もしくは特徴の、治療、軽減、改善、緩和、発病の遅延、進行の抑制、重篤度の低下、および／または発生率の低下のために使用され得る。ある態様において、本発明の標的粒子は、癌を治療するために使用され得る。ある態様において、本発明の標的粒子は、前立腺癌を治療するために使用され得る。組成物は、本発明に従う方法によれば、治療のために有効な任意の量および任意の投与経路を使用して投与され得る。
ある態様において、本発明の標的粒子は、疾患、障害、および／または状態を診断するために使用され得る。ある態様において、本発明の標的粒子は、癌を診断するために使用され得る。ある態様において、本発明の標的粒子は、前立腺癌を診断するために使用され得る。ある態様において、このような診断方法は、被験体の身体内の腫瘍を物理的に検出するおよび／または位置を特定するための、本発明の標的粒子の使用を含み得る。ある態様において、本発明の標的粒子は、本質的に検出可能な特性を有する粒子（例えば、磁性粒子）を含む。ある態様において、本発明の標的粒子は、本質的に検出可能な特性を有しないが検出可能である物質（例えば、蛍光性または放射性部分）と結合している粒子を含む。
本発明は、本発明の種々の局面を実施するために有用なキットを提供する。ある態様において、キットは、例えば、（i）粒子と、標的化部分と、送達される1または複数の特定の治療剤とを含む標的粒子；および（ii）該標的粒子をそれを必要とする被験体へ投与するための説明書を含み得る。ある態様において、新規の標的化部分を同定および／またはスクリーニングするために有用な材料を含むキットが提供され得る。このようなキットは、例えば、（i）粒子と、標的化部分のライブラリと、送達される1または複数の特定の治療剤とを含む標的粒子；（ii）ポジティブコントロールとして役立ち得る標的粒子；および（iii）ネガティブコントロールとして役立ち得る標的粒子を含み得る。
本願は、種々の発行された特許、公開された特許出願、学術論文、および他の刊行物を参照し、これらの全ては、参照により本明細書中に組み込まれる。
定義
アミノ酸：本明細書中において使用される場合、「アミノ酸」という用語は、その最も広い意味において、ポリペプチド鎖へ組み込まれ得る任意の化合物および／または物質を指す。ある態様において、アミノ酸は、一般構造H2N-C(H)(R)-COOHを有する。ある態様において、アミノ酸は、天然アミノ酸である。ある態様において、アミノ酸は合成アミノ酸であり；ある態様において、アミノ酸はD-アミノ酸であり；ある態様において、アミノ酸はL-アミノ酸である。「標準アミノ酸」または「天然アミノ酸」は、天然ペプチドにおいて共通して見られる20個の標準L-アミノ酸のいずれかを指す。「非標準アミノ酸」は、それが合成的に調製されるかまたは天然供給源から得られるかにかかわらず、標準アミノ酸以外の任意のアミノ酸を指す。本明細書中において使用される場合、「非天然アミノ酸」は、塩、アミノ酸誘導体（例えば、アミド）、および／または置換物を含むがこれらに限定されない、化学的に作製されたかまたは修飾されたアミノ酸を包含する。ペプチド中のカルボキシ−および／またはアミノ−末端アミノ酸を含むアミノ酸は、メチル化、アミド化、アセチル化、および／またはそれらの活性に悪影響を与えることなくペプチドの循環半減期を変化させ得る他の化学基での置換によって、修飾され得る。アミノ酸はジスルフィド結合に加わり得る。「アミノ酸」という用語は、「アミノ酸残基」と交換可能に使用され、遊離アミノ酸および／またはペプチドのアミノ酸残基を指し得る。前記用語が使用される文脈から、それが遊離アミノ酸を指すかまたはペプチドの残基を指すかが明らかとなる。
動物：本明細書中において使用される場合、「動物」という用語は、動物界の任意のメンバーを指す。ある態様において、「動物」は、任意の発達段階の、ヒトを指す。ある態様において、「動物」は、任意の発達段階の、非ヒト動物を指す。ある態様において、非ヒト動物は、哺乳類（例えば、げっ歯類、マウス、ラット、ウサギ、サル、イヌ、ネコ、ヒツジ、ウシ、霊長類、および／またはブタ）である。ある態様において、動物は、哺乳類、トリ、爬虫類、両生類、魚、および／または虫を含むが、これらに限定されない。ある態様において、動物は、トランスジェニック動物、遺伝子操作された動物、および／またはクローンであり得る。
抗体：本明細書中において使用される場合、「抗体」という用語は、天然であるかまたは全体的にもしくは部分的に合成で作製されたかにかかわらず、任意の免疫グロブリンを指す。特異的結合能を維持するそれらの全ての誘導体がまた、前記用語に含まれる。前記用語はまた、免疫グロブリン結合ドメインに相同であるかまたは大部分が相同である結合ドメインを有する任意のタンパク質を包含する。このようなタンパク質は、天然源由来であってもよく、または部分的にもしくは全体的に合成で作製されてもよい。抗体は、モノクローナルまたはポリクローナルであり得る。抗体は、ヒト型IgG、IgM、IgA、IgD、およびIgEのいずれをも含む、任意の免疫グロブリン型のメンバーであり得る。本明細書中において使用される場合、「抗体フラグメント」または「抗体の特徴的部分」という用語は、交換可能に使用され、全長未満である抗体の任意の誘導体を指す。一般的に、抗体フラグメントは、全長抗体の特異的結合能の少なくとも重要な部分を保持する。抗体フラグメントの例としては、Fab、Fab’、F(ab’)2、scFv、Fv、dsFvダイアボディー（diabody）、およびFdフラグメントが挙げられるが、これらに限定されない。抗体フラグメントは、任意の手段によって作製され得る。例えば、抗体フラグメントは、インタクトな抗体のフラグメント化によって酵素的もしくは化学的に作製され得、および／またはそれは、部分的な抗体配列をコードする遺伝子から組換えで作製され得る。代替的または追加的に、抗体フラグメントは、全体的にまたは部分的に合成により作製され得る。抗体フラグメントは、任意で一本鎖抗体フラグメントを含み得る。代替的または追加的に、抗体フラグメントは、例えばジスルフィド結合によって一緒に連結されている複数の鎖を含み得る。抗体フラグメントは、任意で多分子複合体を含み得る。機能性抗体フラグメントは、典型的に少なくとも約50個のアミノ酸を含み、より典型的には少なくとも約200個のアミノ酸を含む。
約：本明細書中において使用される場合、「約（approximately）」または「約（about）」という数を参照する用語は、そうではないように記載されている場合またはそうでなければ文脈から明らかである場合を除いて、その数のいずれかの方向（超または未満）の5%、10%、15%、または20%の範囲内にある数を含むと一般的に考えられる（但し、このような数が、可能な値の0%を下回るかまたは100%を超える場合を除く）。
結合した（associated with）：本明細書中において使用される場合、「結合した」という用語は、直接的または間接的な共有結合または非共有結合相互作用によって連結されている2またはそれ以上の実体の状態を指す。ある態様において、結合は、共有結合である。ある態様において、共有結合は、リンカー部分によって媒介されている。ある態様において、結合は、非共有結合である（例えば、電荷相互作用、親和性相互作用、金属配位、物理吸着、ホスト−ゲスト相互作用、疎水性相互作用、TTスタッキング相互作用、水素結合相互作用、ファン・デル・ワールス相互作用、磁気相互作用、静電相互作用、双極子−双極子相互作用など）。例えば、ある態様において、実体（例えば、標的化部分または送達される治療剤）は、粒子と共有結合していてよい。ある態様において、実体（例えば、標的化部分または送達される治療剤）は、粒子と非共有結合していてよい（例えば、実体は、本発明の粒子のポリマーマトリクスの表面と結合しているか、この内に封入されているか、これによって囲まれているか、またはこれにわたって分散されていてよい）。
生体適合性：本明細書中において使用される場合、「生体適合性」という用語は、細胞に対して毒性ではない物質を指す。ある態様において、物質は、インビトロでの細胞へのその添加が約20%以下の細胞死を生じさせる場合、「生体適合性」であると考えられる。ある態様において、物質は、インビボでの細胞へのその添加がインビボで炎症および／または他の副作用を誘発しない場合、「生体適合性」であると考えられる。
生分解性：本明細書中において使用される場合、「生分解性」という用語は、生理学的条件下で分解される物質を指す。ある態様において、生分解性物質は、細胞機構によって分解される物質である。ある態様において、生分解性物質は、化学的プロセスによって分解される物質である。
細胞型：本明細書中において使用される場合、「細胞型」という用語は、細胞型を規定する形態学的、生化学的、および／または機能的特徴の区別可能なセットを有する細胞の形態を指す。当業者は、細胞型は、種々のレベルの特異性で規定され得ることを理解する。例えば、前立腺内皮細胞および循環系内皮細胞は区別可能な細胞型であり、これらは、互いに区別可能であり得るが、両方ともがメンバーであるより広範囲の「内皮」細胞型の特徴である特定の特徴を共有する。典型的に、異なる型の細胞は、特定の細胞型（例えば、特定の系統の細胞型）の「マーカー」と当該分野において呼ばれる種々の遺伝子の差異的発現（differential expression）に基づいて、互いに区別可能であり得る。「細胞型特異的マーカー」は、全てまたは大半の他の細胞型によってよりも1またはそれ以上の細胞型によって顕著により高いレベルで発現され、かつ、その発現がその細胞型の特徴である、遺伝子産物またはその修飾型である。多くの細胞型特異的マーカーが、当該分野において、それ自体、認識されている。同様に、「組織特異的マーカー」は、大半のまたは全ての他の組織の特徴である細胞によってよりも、特定の組織の特徴である型の細胞によって顕著により高いレベルで発現されるものである。
特徴的部分：本明細書中において使用される場合、物質の「特徴的部分」という句は、最も広い意味において、ある程度の配列および／または構造的同一性および／または少なくとも1つの機能的特徴を、関連するインタクトな物質と共有するものである。例えば、ポリヌクレオチドの「特徴的部分」は、共にポリヌクレオチドの特徴である、ヌクレオチドの連続ストレッチ（continuous stretch）、またはヌクレオチドの連続ストレッチの集合を含むものである。ある態様において、各々のこのような連続ストレッチは、一般的に、少なくとも2個、5個、10個、15個、20個またはそれ以上のヌクレオチドを含む。ある態様において、特徴的部分は、生物学的に活性であり得る。
遺伝子：本明細書中において使用される場合、「遺伝子」という用語は、当該分野で理解されるようなその意味を有する。「遺伝子」という用語は遺伝子調節配列（例えば、プロモーター、エンハンサーなど）および／またはイントロン配列を含み得ることが、当業者によって理解される。さらに、遺伝子の定義は、タンパク質をコードしないがRNA分子（例えば、機能性RNA分子、例えば、rRNAおよび／またはtRNA）をコードする核酸への言及を含むことが理解される。
遺伝子産物または発現産物：本明細書中において使用される場合、「遺伝子産物」または「発現産物」という用語は、一般的に、遺伝子から転写されたRNA（プレプロセッシングおよび／またはポストプロセッシング）、または遺伝子から転写されたRNAによってコードされたポリペプチド（プレ修飾および／またはポスト修飾）を指す。
相同性：本明細書中において使用される場合、「相同性」という用語は、ポリマー分子間の、例えば、核酸分子（例えば、DNA分子および／またはRNA分子）間および／またはポリペプチド分子間の、全体的な関連性を指す。ある態様において、ポリマー分子は、それらの配列が少なくとも25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または99%同一である場合、互いに「相同」であると考えられる。ある態様において、ポリマー分子は、それらの配列が少なくとも25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または99%類似である場合、互いに「相同」であると考えられる。
同一性：本明細書中において使用される場合、「同一性」という用語は、ポリマー分子間の、例えば、核酸分子（例えば、DNA分子および／またはRNA分子）間および／またはポリペプチド分子間の全体的な関連性を指す。2つの核酸配列のパーセント同一性の計算は、例えば、最適な比較目的のために2つの配列を整列することによって行われ得る（例えば、最適なアラインメントのために、第1および第2核酸配列の一方または両方にギャップが導入され得、比較目的のために、同一でない配列は無視され得る）。ある態様において、比較目的のために整列されるある配列の長さは、参照配列の長さの少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%または100%である。次いで、対応するヌクレオチド位置でのヌクレオチドが比較される。第1配列のある位置が第2配列の対応する位置と同一のヌクレオチドによって占められている場合、これらの分子はその位置で同一である。2つの配列間のパーセント同一性は、2つの配列の最適アラインメントのために導入される必要があるギャップの数、および各ギャップの長さを考慮する、該配列によって共有される同一の位置の数の関数である。配列の比較および2つの配列間のパーセント同一性の決定は、数学アルゴリズムを使用して行われ得る。例えば、2つのヌクレオチド配列間のパーセント同一性は、MeyersおよびMillerのアルゴリズム（CABIOS, 1989, 4: 11-17）を使用して決定され得、これは、PAM120重量残基表（weight residue table）、12のギャップ長ペナルティー（gap length penalty）および4のギャップペナルティーを使用するALIGNプログラム（バージョン2.0）に組み込まれている。あるいは、2つのヌクレオチド配列間のパーセント同一性は、NWSgapdna.CMPマトリクスを使用するGCGソフトウェアパッケージ中のGAPプログラムを使用して決定され得る。
インビトロ：本明細書中において使用される場合、「インビトロ」という用語は、生物（例えば、動物、植物、および／または微生物）内以外の人工的な環境において、例えば、試験管または反応容器、細胞培養などにおいて、生じる事象を指す。
インビボ：本明細書中において使用される場合、「インビボ」という用語は、生物（例えば、動物、植物、および／または微生物）内で生じる事象を指す。
核酸：本明細書中において使用される場合、「核酸」という用語は、最も広い意味において、オリゴヌクレオチド鎖中へ組み込まれ得る任意の化合物および／または物質を指す。本明細書中において使用される場合、「核酸」および「ポリヌクレオチド」という用語は、交換可能に使用され得る。ある態様において、「核酸」は、RNAならびに一本鎖および／または二本鎖DNAおよび／またはcDNAを包含する。さらに、「核酸」、「DNA」、「RNA」という用語、および／または類似の用語は、核酸アナログ、即ち、ホスホジエステル骨格以外のものを有するアナログを含む。例えば、当該分野において公知でありかつ骨格においてホスホジエステル結合の代わりにペプチド結合を有するいわゆる「ペプチド核酸」は、本発明の範囲内にあると考えられる。「アミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列」という用語は、互いの縮重バージョンである、および／または同一のアミノ酸配列をコードする、全てのヌクレオチド配列を含む。タンパク質および／またはRNAをコードするヌクレオチド配列は、イントロンを含み得る。核酸は、天然供給源から精製され得、組換え発現系を使用して作製されかつ任意で精製され得、化学的に合成され得るなどである。必要に応じて、例えば、化学的に合成される分子の場合、核酸は、ヌクレオシドアナログ、例えば、化学的に修飾された塩基または糖、骨格修飾物などを有するアナログを含み得る。「核酸配列」という用語は、本明細書中で使用される場合、核酸材料自体を指し得、かつ特定の核酸、例えば、DNAまたはRNA分子を生化学的に特徴付ける配列情報（例えば、例えば5つの塩基文字A、G、C、T、またはUの中から選択される文字の連続）に限定されない。核酸配列は、特に記載されない限り、5’から3’の方向で示される。「核酸セグメント」という用語は、より長い核酸配列の部分である核酸配列を指すように本明細書中において使用される。ある態様において、「核酸」または「ポリヌクレオチド」は、天然のヌクレオシド（例えば、アデノシン、チミジン、グアノシン、シチジン、ウリジン、デオキシアデノシン、デオキシチミジン、デオキシグアノシン、およびデオキシシチジン）；ヌクレオシドアナログ（例えば、2-アミノアデノシン、2-チオチミジン、イノシン、ピロロ-ピリミジン、3-メチルアデノシン、5-メチルシチジン、C-5プロピニル-シチジン、C-5プロピニル-ウリジン、2-アミノアデノシン、C5-ブロモウリジン、C5-フルオロウリジン、C5-ヨードウリジン、C5-プロピニル-ウリジン、C5-プロピニル-シチジン、C5-メチルシチジン、2-アミノアデノシン、7-デアザアデノシン、7-デアザグアノシン、8-オキソアデノシン、8-オキソグアノシン、O(6)-メチルグアニン、および2-チオシチジン）；化学的に修飾された塩基；生物学的に修飾された塩基（例えば、メチル化塩基）；インターカレートされた塩基；修飾された糖（例えば、2’-フルオロリボース、リボース、2’-デオキシリボース、アラビノース、およびヘキソース）；および／または修飾されリン酸基（例えば、ホスホロチオエートおよび5'-N-ホスホルアミダイト（phosphoramidite）結合）を含む。
粒子：本明細書中において使用される場合、「粒子」は、100ミクロン（μm）未満の直径を有する任意の実体を指す。典型的に、粒子は、1000 nm以下の最長寸法（例えば、直径）を有する。ある態様において、粒子は、300 nm以下の直径を有する。ある態様において、ナノ粒子は、200 nm以下の直径を有する。ある態様において、ナノ粒子は、100 nm以下の直径を有する。一般的に、粒子は、腎排泄限界よりもサイズが大きいが、肝臓中での蓄積を回避するのに十分小さい。ある態様において、粒子の集団は、サイズ、形状、および／または組成の点で比較的均一であり得る。一般的に、本発明の粒子は、生分解性および／または生体適合性である。本発明の粒子は、中実または中空であり得、かつ1または複数の層を含み得る。ある態様において、粒子は、球体、球状体、平面、プレート形状、立方体、直平行六面体、楕円、長円、円柱、円錐、または錐体である。ある態様において、粒子は、ポリマーのマトリクスであり得る。ある態様において、前記マトリクスは、架橋されている。ある態様において、前記マトリクスの形成は、架橋工程を含む。ある態様において、前記マトリクスは、実質的に架橋されていない。ある態様において、前記マトリクスの形成は、架橋工程を含まない。ある態様において、粒子は、非ポリマー粒子（例えば、金属粒子、量子ドット、セラミック、無機材料、骨など）であり得る。本発明の粒子は、マイクロ粒子、ナノ粒子、リポソームおよび／またはミセルであり得る。本明細書中において使用される場合、「ナノ粒子」という用語は、1000 nm未満の直径を有する任意の粒子を指す。
純粋：本明細書中において使用される場合、それが他の成分を実質的に含まない場合、物質および／または実体は「純粋」である。例えば、約90%を超える特定の物質および／または実体を含有する調製物は、典型的に純粋な調製物であると考えられる。ある態様において、物質および／または実体は、少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%純粋である。
類似性：本明細書中において使用される場合、「類似性」という用語は、ポリマー分子間の、例えば、核酸分子（例えば、DNA分子および／またはRNA分子）間および／またはポリペプチド分子間の全体的な関連性を指す。互いに対するポリマー分子のパーセント類似性の計算は、パーセント類似性の計算が当該分野において理解される同類置換を考慮することを除いて、パーセント同一性の計算と同一の様式で行われ得る。
小分子：一般的に、「小分子」は、サイズが約2000 g/mol未満である有機分子であると当該分野において理解される。ある態様において、小分子は、約1500 g/mol未満または約1000 g/mol未満である。ある態様において、小分子は、約800 g/mol未満または約500 g/mol未満である。ある態様において、小分子は、非ポリマーおよび／または非オリゴマーである。ある態様において、小分子は、タンパク質、ペプチド、またはアミノ酸ではない。ある態様において、小分子は、核酸またはヌクレオチドではない。ある態様において、小分子は、糖類または多糖類ではない。
特異的結合：本明細書中において使用される場合、「特異的結合」という用語は、第1部分と第2部分との非共有の物理的結合を指し、ここで、第1部分と第2部分との結合は、結合が生じる環境中に存在するどちらか一方の部分と大半または全ての他の部分との結合と比べて、少なくとも10倍強い、少なくとも50倍強い、または少なくとも100倍強い。使用される条件下で、例えば、生理学的条件、例えば、細胞内条件または細胞生存と一致する条件の下で、平衡解離定数Kdが10-3 M以下、10-4 M以下、10-5 M以下、10-6 M以下、10-7 M以下、10-8 M以下、10-9 M以下、10-10 M以下、10-11 M以下、または10-12 M以下である場合、2またはそれ以上の実体の結合は特異的と考えられ得る。ある態様において、特異的結合は、複数のより弱い相互作用（例えば、複数の個々の相互作用、ここで、各個々の相互作用は、10-3 Mよりも大きなKdによって特徴付けられる）によって達成され得る。ある態様において、「分子認識」と呼ばれ得る特異的結合は、各実体上の官能基の相補的な配向（complementary orientation）に依存する2つの実体間の飽和可性の結合相互作用である。特異的結合相互作用の例としては、アプタマー−アプタマー標的相互作用、抗体−抗原相互作用、アビジン−ビオチン相互作用、リガンド−受容体相互作用、金属−キレート相互作用、相補核酸間のハイブリダイゼーションなどが挙げられる。
被験体: 本明細書中において使用される場合、「被験体」または「患者」という用語は、本発明の組成物が、例えば、実験、診断、および／または治療目的のために投与され得る任意の生物を指す。典型的な被験体としては、動物（例えば、マウス、ラット、ウサギ、非ヒト霊長類、およびヒトなどの哺乳類）および／または植物が挙げられる。
罹患している：疾患、障害、および／または状態に「罹患している」個人は、該疾患、障害、および／または状態と診断されたかまたはこれらの1または複数の症状を示す。
感受性である：疾患、障害、および／または状態に「感受性である」個人は、該疾患、障害、および／または状態と診断されておらずおよび／またはこれらの症状を示さないかもしれない。ある態様において、疾患、障害、および／または状態（例えば、癌）に感受性である個人は、以下の1または複数によって特徴付けられ得る：（1）該疾患、障害、および／または状態の発症に関連する遺伝子突然変異（例えば、癌遺伝子コード遺伝子の突然変異）；（2）該疾患、障害、および／または状態の発症に関連する遺伝子多型（例えば、癌遺伝子コード遺伝子のプロモータ領域における多型）；（3）該疾患、障害、および／または状態に関連するタンパク質の増加されたおよび／または減少された発現および／または活性（例えば、EGF受容体またはTGF-αの過剰発現）；（4）該疾患、障害、および／または状態の発症に関連する習慣および／または生活様式（例えば、多量の喫煙または肥満）；（5）該疾患、障害、および／または状態の家族歴（例えば、癌を有する親）；（6）該疾患、障害、および／または状態の発症に関連する微生物による感染（例えば、HPVなどのウイルスによる感染）。ある態様において、疾患、障害、および／または状態に感受性である個人は、該疾患、障害、および／または状態を発症する。ある態様において、疾患、障害、および／または状態に感受性である個人は、該疾患、障害、および／または状態を発症しない。
標的：本明細書中において使用される場合、「標的」または「マーカー」という用語は、特定の標的化部分へ特異的に結合し得る任意の実体を指す。ある態様において、標的は、1または複数の特定の組織型と特異的に関連する。ある態様において、標的は、1または複数の特定の細胞型と特異的に関連する。ある態様において、標的は、1または複数の特定の病状と特異的に関連する。ある態様において、標的は、1または複数の特定の発達段階と特異的に関連する。例えば、細胞型特異的マーカーは、典型的に、細胞の参照集団においてよりもその細胞型において少なくとも2倍より大きいレベルで発現される。ある態様において、細胞型特異的マーカーは、参照集団におけるその平均的発現よりも少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも6倍、少なくとも7倍、少なくとも8倍、少なくとも9倍、少なくとも10倍、少なくとも50倍、少なくとも100倍、または少なくとも1000倍より大きいレベルで存在する。細胞型特異的マーカーの検出または測定は、問題の細胞型と多くの、大半の、または全ての他の型の細胞とを区別することを可能にし得る。ある態様において、標的は、本明細書中において記載されるような、タンパク質、糖質、脂質、および／または核酸を含み得る。
標的化された：物質は、それが標的化部分へ特異的に結合する場合、本明細書中において記載される目的について「標的化された」と考えられる。ある態様において、標的化部分は、ストリンジェントな条件下で標的へ特異的に結合する。標的化部分を含む本発明の標的粒子は、該標的化部分が標的へ特異的に結合し、それによって全体の標的粒子組成物が特定の器官、組織、細胞、および／または細胞内区画へ送達される場合、「標的化された」と考えられる。
標的化部分：本明細書中において使用される場合、「標的化部分」という用語は、細胞と結合した成分に結合する任意の部分を指す。このような成分は、「標的」または「マーカー」と呼ばれる。標的化部分は、ポリペプチド、糖タンパク質、核酸、小分子、糖質、脂質などであり得る。ある態様において、標的化部分は、抗体またはその特徴的部分である。ある態様において、標的化部分は、受容体またはその特徴的部分である。ある態様において、標的化部分は、リガンドまたはその特徴的部分である。ある態様において、標的化部分は、細胞型特異的マーカーへ結合する核酸標的化部分（例えば、アプタマー）である。一般的に、アプタマーは、特定の標的へ、例えば、ポリペプチドへ特異的に結合するオリゴヌクレオチド（例えば、DNA、RNA、またはそれらのアナログもしくは誘導体）である。ある態様において、標的化部分は小分子である。
治療有効量：本明細書中において使用される場合、「治療有効量」という用語は、疾患、障害、および／または状態に罹患しているかまたはこれらに感受性である被験体へ投与された時、該疾患、障害、および／または状態を治療および／または診断するのに十分である治療剤および／または診断剤（例えば、本発明の標的粒子）の量を意味する。
治療剤: 本明細書中において使用される場合、「治療剤」という句は、被験体へ投与されると、治療および／もしくは診断効果を有するならびに／または所望の生物学的および／もしくは薬理学的効果を誘発する任意の薬剤を指す。
治療：本明細書中において使用される場合、「治療」という用語は、特定の疾患、障害、および／または状態の1または複数の症状もしくは特徴の、部分的または完全な、軽減、改善、緩和、発病の遅延、進行の抑制、重篤度の低下、および／または発生率の低下を指す。例えば、癌の「治療」は、腫瘍の生存、増殖、および／または拡大を抑制することを指し得る。疾患、障害、および／または状態と関連する病理を発症する危険性を低下させる目的のために、疾患、障害、および／または状態の兆候を示していない被験体へ、および／または疾患、障害、および／または状態の初期兆候しか示していない被験体へ、治療が施され得る。ある態様において、治療は、被験体への本発明の標的粒子の送達を含む。
本発明のある好ましい態様の詳細な説明
本発明は、特定の器官、組織、細胞、および／または細胞内区画へ治療剤を選択的に送達するためのシステムを提供する。ある態様において、治療剤は、病変組織へ特異的に送達される。ある態様において、治療剤は、腫瘍（例えば、悪性腫瘍または良性腫瘍）へ特異的に送達される。ある態様において、治療剤は、癌（例えば、前立腺癌）と関連する腫瘍へ送達される。
本発明は、粒子と、1または複数の標的化部分と、器官、組織、細胞、および／または細胞内区画へ送達される1または複数の治療剤とを含む、標的粒子を提供する。一般的に、器官、組織、細胞、および／または細胞内区画は、標的化部分へ特異的に結合し得る標的と結合している。標的が標的化部分へ特異的に結合すると、治療剤が、特定の標的化された器官、組織、細胞、および／または細胞内区画へ送達され得る。
粒子
一般的に、本発明の標的粒子は、粒子を含む。任意の粒子が、本発明に従って使用され得る。ある態様において、粒子は、生分解性かつ生体適合性である。一般的に、生体適合性物質は、細胞に対して毒性ではない。ある態様において、細胞への物質の添加によりある閾値未満の細胞死が生じる場合、その物質は生体適合性であると考えられる。ある態様において、細胞への物質の添加により副作用が誘発されない場合、その物質は生体適合性であると考えられる。一般的に、生分解性物質は、治療に該当する期間（例えば、数週、数ヶ月、または数年）の経過にわたって生理学的条件下で分解するものである。ある態様において、生分解性物質は、細胞機構によって分解され得る物質である。ある態様において、生分解性物質は、化学的プロセスによって分解され得る物質である。ある態様において、粒子は、生体適合性でありかつ生分解性である物質である。ある態様において、粒子は、生体適合性であるが生分解性ではない物質である。ある態様において、粒子は、生分解性であるが生体適合性ではない物質である。
ある態様において、生体適合性および／または生分解性である粒子は、生体適合性でない、生分解性でない、または生体適合性でも生分解性でもない治療剤（例えば、細胞傷害性薬剤）と結合し得る。ある態様において、生体適合性および／または生分解性である粒子は、同じく生体適合性および／または生分解性である治療剤と結合し得る。
一般的に、本発明に従う粒子は、100ミクロン（μm）未満の最大寸法（例えば、直径）を有する任意の実体である。ある態様において、本発明の粒子は、10 μm未満の最大寸法を有する。ある態様において、本発明の粒子は、1000ナノメートル（nm）未満の最大寸法を有する。ある態様において、本発明の粒子は、900 nm、800 nm、700 nm、600 nm、500 nm、400 nm、300 nm、200 nm、または100 nm未満の最大寸法を有する。典型的に、本発明の粒子は、300 nm未満の最大寸法（例えば、直径）を有する。ある態様において、本発明の粒子は、250 nm未満の最大寸法（例えば、直径）を有する。ある態様において、本発明の粒子は、200 nm未満の最大寸法（例えば、直径）を有する。ある態様において、本発明の粒子は、150 nm未満の最大寸法（例えば、直径）を有する。ある態様において、本発明の粒子は、100 nm未満の最大寸法（例えば、直径）を有する。例えば50 nm未満の最大寸法を有する、より小さな粒子が、本発明のある態様において使用される。ある態様において、本発明の粒子は、25 nm〜200 nmの範囲の最大寸法を有する。
ある態様において、粒子は約1000 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約750 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約500 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約450 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約400 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約350 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約300 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約275 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約250 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約225 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約200 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約175 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約150 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約125 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約100 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約75 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約50 nmの直径を有する。ある態様において、粒子は約25 nmの直径を有する。
ある態様において、粒子は、腎排泄限界よりもサイズが大きい（例えば、6 nmを超える直径を有する粒子）。ある態様において、粒子は、肝臓による血流からの粒子のクリアランスを回避するのに十分に小さい（例えば、1000 nm未満の直径を有する粒子）。一般的に、粒子の生理化学的特徴は、腎排泄および肝臓クリアランスを減少させることによって、標的粒子が血漿中により長く循環することを可能にすべきである。
各粒子が類似の特性を有するように、サイズ、形状、および／または組成が比較的均一である粒子の集団を使用することがしばしば望ましい。例えば、粒子の少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%が、平均直径または最大寸法の5%、10%、または20%の範囲内に入る直径または最大寸法を有し得る。ある態様において、粒子の集団は、サイズ、形状、および／または組成に関して不均一であってもよい。
ゼータ電位は、粒子の表面電位の指標である。ある態様において、粒子は、-50 mV〜+50 mVの範囲のゼータ電位を有する。ある態様において、粒子は、-25 mV〜+25 mVの範囲のゼータ電位を有する。ある態様において、粒子は、-10 mV〜+10 mVの範囲のゼータ電位を有する。ある態様において、粒子は、-5 mV〜+5 mVの範囲のゼータ電位を有する。ある態様において、粒子は、0 mV〜+50 mVの範囲のゼータ電位を有する。ある態様において、粒子は、0 mV〜+25 mVの範囲のゼータ電位を有する。ある態様において、粒子は、0 mV〜+10 mVの範囲のゼータ電位を有する。ある態様において、粒子は、0 mV〜+5 mVの範囲のゼータ電位を有する。ある態様において、粒子は、-50 mV〜0 mVの範囲のゼータ電位を有する。ある態様において、粒子は、-25 mV〜0 mVの範囲のゼータ電位を有する。ある態様において、粒子は、-10 mV〜0 mVの範囲のゼータ電位を有する。ある態様において、粒子は、-5 mV〜0 mVの範囲のゼータ電位を有する。ある態様において、粒子は、実質的に中性のゼータ電位（即ち、約0 mV）を有する。
種々の異なる粒子が、本発明に従って使用され得る。ある態様において、粒子は、球体または球状体である。ある態様において、粒子は、球体または球状体である。ある態様において、粒子は、平面またはプレート状である。ある態様において、粒子は、立方体または直平行六面体である。ある態様において、粒子は、楕円または長円である。ある態様において、粒子は、円柱、円錐、または錐体である。
ある態様において、粒子は、マイクロ粒子（例えば、マイクロスフェア）である。一般的に、「マイクロ粒子」は、1000 μm未満の直径を有する任意の粒子を指す。ある態様において、粒子は、ナノ粒子（例えば、ナノスフェア）である。一般的に、「ナノ粒子」は、1000 nm未満の直径を有する任意の粒子を指す。ある態様において、粒子は、ピコ粒子（例えば、ピコスフェア）である。一般的に、「ピコ粒子」は、1 nm未満の直径を有する任意の粒子を指す。ある態様において、粒子はリポソームである。ある態様において、粒子はミセルである。
粒子は、中実または中空であり得、かつ1または複数の層（例えば、ナノシェル、ナノリング）を含み得る。ある態様において、各層は、他の層と比較して異なる組成および異なる特性を有する。1例を挙げると、粒子は、コア／シェル構造を有し得、ここで、コアは第1層であり、シェルは第2層である。粒子は、複数の異なる層を含み得る。ある態様において、第1層は実質的に架橋されていてもよく、第2層は実質的に架橋されていないなどである。ある態様において、前記異なる層の1つ、いくつか、または全ては、送達される1または複数の治療剤を含み得る。ある態様において、第1層が送達される治療剤を含み、第2層は送達される治療剤を含まないなどである。ある態様において、各個々の層は、送達される異なる治療剤または治療剤のセットを含む。
本発明のある態様において、粒子は多孔性である、すなわち、粒子は、粒子のサイズと比較して典型的に小さい穴またはチャネルを含む。例えば、粒子は、多孔性シリカ粒子、例えば、メソ多孔性シリカナノ粒子であり得、またはメソ多孔性シリカのコーティングを有し得る（Lin et al., 2005, J. Am. Chem. Soc., 17:4570）。粒子は、直径約1 nm〜約50 nmの範囲、例えば、直径約1〜20 nmの範囲の孔を有し得る。粒子の体積の約10%〜95%は、孔またはチャネル内の空間からなり得る。
粒子は、コーティング層を有し得る。例えば粒子が細胞に対して毒性である材料を含有する場合、生体適合性コーティング層を使用することが有利であり得る。好適なコーティング材料としては、天然タンパク質、例えば、ウシ血清アルブミン（BSA）、生体適合性親水性ポリマー、例えば、ポリエチレングリコール（PEG）またはPEG誘導体、リン脂質−（PEG）、シリカ、脂質、ポリマー、糖質、例えば、デキストラン、本発明のナノ粒子と結合し得る他のナノ粒子などが挙げられるが、これらに限定されない。コーティングは、種々の様式で（例えば、浸漬によって、レイヤー・バイ・レイヤー（layer-by-layer）技術を使用して、自己集合、複合体化などによって）、塗布または構築され得る。自己集合は、高次構造（例えば、分子）の成分の互いに対する自然な引力に依拠する高次構造の自発的な集合のプロセスを指す。それは、サイズ、形状、組成、または化学的特性に基づく、分子のランダム運動および結合の形成によって典型的に生じる。
ある態様において、粒子は、1または複数の分散媒体、界面活性剤、または放出遅延成分（release-retarding ingredient）を任意で含み得る。ある態様において、粒子は、1または複数の可塑剤または添加剤を任意で含み得る。
ポリマーマトリクスを含む粒子
ある態様において、粒子は、ポリマーのマトリクスを含み得る。ある態様において、治療剤および／または標的化部分は、ポリマーマトリクスの表面と共有結合していてよい。ある態様において、共有結合はリンカーによって媒介されている。ある態様において、治療剤および／または標的化部分は、ポリマーマトリクスの表面と非共有結合していてよい。ある態様において、治療剤および／または標的化部分は、ポリマーマトリクスの表面と結合しているか、ポリマーマトリクス内に封入されているか、ポリマーマトリクスによって囲まれているか、および／またはポリマーマトリクスにわたって分散されていてよい。
広範囲のポリマーおよびそれらから粒子を形成するための方法が、薬物送達の分野において公知である。本発明のある態様において、粒子のマトリクスは、1または複数のポリマーを含む。任意のポリマーが、本発明に従って使用され得る。ポリマーは、天然または非天然（合成）ポリマーであり得る。ポリマーは、ホモポリマーまたは2またはそれ以上のモノマーを含むコポリマーであり得る。配列に関して、コポリマーは、ランダムもしくはブロックであるか、またはランダムおよびブロック配列の組み合わせを含み得る。典型的に、本発明に従うポリマーは、有機ポリマーである。
ポリマーの例としては、ポリエチレン、ポリカーボネート（例えば、ポリ(1,3-ジオキサン-2オン)）、ポリ酸無水物（例えば、ポリ(無水セバシン酸)）、ポリヒドロキシ酸（例えば、ポリ(β-ヒドロキシアルカノエート)）、ポリプロピルフメレート、ポリカプロラクトン、ポリアミド（例えば、ポリカプロラクタム）、ポリアセタール、ポリエーテル、ポリエステル（例えば、ポリラクチド、ポリグリコリド）、ポリ（オルトエステル）、ポリシアノアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリホスファゼン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ尿素、ポリスチレン、およびポリアミンが挙げられる。ある態様において、本発明に従うポリマーは、21 C.F.R. § 177.2600下で米国食品医薬品局（U.S. Food and Drug Administration）（FDA）によってヒトにおける使用が承認されたポリマーを含み、これらとしては、ポリエステル（例えば、ポリ乳酸、ポリ(乳酸-コ-グリコール酸)、ポリカプロラクトン、ポリバレロラクトン、ポリ(1,3-ジオキサン-2オン)）；ポリ酸無水物（例えば、ポリ(無水セバシン酸)）；ポリエーテル（例えば、ポリエチレングリコール）；ポリウレタン；ポリメタクリレート；ポリアクリレート；およびポリシアノアクリレートが挙げられるが、これらに限定されない。
ある態様において、ポリマーは親水性であり得る。例えば、ポリマーは、アニオン性基（例えば、リン酸基、硫酸基、カルボン酸基）；カチオン性基（例えば、第4級アミン基）；または極性基（例えば、ヒドロキシル基、チオール基、アミン基）を含み得る。
ある態様において、ポリマーは、1または複数の部分および／または官能基で修飾されていてよい。任意の部分または官能基が、本発明に従って使用され得る。ある態様において、ポリマーは、ポリエチレングリコール（PEG）、糖質、および／または多糖類から誘導された非環状ポリアセタール（Papisov, 2001, ACS Symposium Series, 786:301）で修飾されていてよい。
ある態様において、脂質または脂肪酸基で修飾されていてよく、その特性を以下にさらに詳細に説明する。ある態様において、脂肪酸基は、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、またはリグノセリン酸の1または複数であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、パルミトレイン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、α−リノール酸、γ−リノール酸、アラキドン酸、ガドレイン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、またはエルカ酸の1または複数であり得る。
ある態様において、ポリマーは、以下を含むポリエステルであり得る：本明細書中において「PLGA」と総称して呼ばれる、ポリ（乳酸-コ-グリコール酸）およびポリ（ラクチド-コ-グリコリド）などの、乳酸およびグリコール酸の単位を含むコポリマー；ならびに本明細書中において「PGA」と呼ばれる、グリコール酸単位を含むホモポリマー、および本明細書中において「PLA」と総称して呼ばれる、ポリ-L-乳酸、ポリ-D-乳酸、ポリ-D,L-乳酸、ポリ-L-ラクチド、ポリ-D-ラクチド、およびポリ-D,L-ラクチドなどの、乳酸単位を含むホモポリマー。ある態様において、例示的なポリエステルとしては、例えば、ポリヒドロキシ酸；ラクチドおよびグリコリドのPEG化（PEGylated）ポリマーおよびコポリマー（例えば、PEG化PLA、PEG化PGA、PEG化PLGA、およびそれらの誘導体）が挙げられる。ある態様において、ポリエステルとしては、例えば、ポリ酸無水物、ポリ(オルトエステル) PEG化ポリ(オルトエステル)、ポリ(カプロラクトン)、PEG化ポリ(カプロラクトン)、ポリリジン、PEG化ポリリジン、ポリ(エチレンイミン)、PEG化ポリ(エチレンイミン)、ポリ(L-ラクチド-コ-L-リジン)、ポリ(セリンエステル）、ポリ(4-ヒドロキシ-L-プロリンエステル)、ポリ[α-(4-アミノブチル)-L-グリコール酸]、およびそれらの誘導体が挙げられる。
ある態様において、ポリマーは、PLGAであり得る。PLGAは、乳酸およびグリコール酸の生体適合性かつ生分解性のコポリマーであり、PLGAの種々の形態は、乳酸：グリコール酸の比によって特徴付けられる。乳酸は、L-乳酸、D-乳酸、またはD,L-乳酸であり得る。PLGAの分解速度は、乳酸：グリコール酸比を変化させることによって調節され得る。ある態様において、本発明に従って使用されるPLGAは、約85：15、約75：25、約60：40、約50：50、約40：60、約25：75、または約15：85の乳酸：グリコール酸比によって特徴付けられる。
ある態様において、ポリマーは、1または複数のアクリルポリマーであり得る。ある態様において、アクリルポリマーは、例えば、アクリル酸およびメタクリル酸コポリマー、メタクリル酸メチルコポリマー、メタクリル酸エトキシエチル、メタクリル酸シアノエチル、メタクリル酸アミノアルキルコポリマー、ポリ(アクリル酸)、ポリ(メタクリル酸)、メタクリル酸アルキルアミドコポリマー、ポリ(メタクリル酸メチル)、ポリ(無水メタクリル酸)、メタクリル酸メチル、ポリメタクリレート、ポリ(メタクリル酸メチル)コポリマー、ポリアクリルアミド、メタクリル酸アミノアルキルコポリマー、メタクリル酸グリシジルコポリマー、ポリシアノアクリレート、および前述のポリマーの1または複数を含む組み合わせを含む。アクリルポリマーは、低含有量の第4級アンモニウム基を有するアクリル酸およびメタクリル酸エステルの完全に重合されたコポリマーを含み得る。
ある態様において、ポリマーは、カチオン性ポリマーであり得る。一般的に、カチオン性ポリマーは、核酸（例えば、DNA、RNA、またはそれらの誘導体）の負に帯電した鎖を縮合および／または保護することが出来る。アミン含有ポリマー、例えば、ポリ(リジン)（Zauner et al., 1998, Adv. Drug Del. Rev., 30:97；およびKabanov et al., 1995, Bioconjugate Chem., 6:7）、ポリ(エチレンイミン)（PEI; Boussif et al., 1995, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 1995, 92:7297）、およびポリ(アミドアミン)デンドリマー（Kukowska-Latallo et al., 1996, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 93:4897；Tang et al., 1996, Bioconjugate Chem., 7:703；およびHaensler et al., 1993, Bioconjugate Chem., 4:372）は、生理学的pHで正に帯電され、核酸と共にイオン対を形成し、かつ種々の細胞株中におけるトランスフェクションを媒介する。
ある態様において、ポリマーは、カチオン性側鎖を有する分解性ポリエステルであり得る（Putnam et al., 1999, Macromolecules, 32:3658；Barrera et al., 1993, J. Am. Chem. Soc., 115: 11010；Kwon et al., 1989, Macromolecules, 22:3250；Lim et al., 1999, J. Am. Chem. Soc., 121:5633；およびZhou et al., 1990, Macromolecules, 23:3399）。これらのポリエステルとしては、ポリ(L-ラクチド-コ-L-リジン)（Barrera et al., 1993, J. Am. Chem. Soc., 115:11010）、ポリ(セリンエステル)（Zhou et al., 1990, Macromolecules, 23:3399）、ポリ(4-ヒドロキシ-L-プロリンエステル)（Putnam et al., 1999, Macromolecules, 32:3658；およびLim et al., 1999, J. Am. Chem. Soc., 121 :5633）が挙げられる。ポリ(4-ヒドロキシ-L-プロリンエステル)は、静電相互作用を介してプラスミドDNAと縮合して、遺伝子導入を媒介することが最近実証された（Putnam et al., 1999, Macromolecules, 32:3658；およびLim et al., 1999, J. Am. Chem. Soc., 121:5633）。これらの新規のポリマーは、ポリ(リジン)およびPEIよりも毒性が低く、それらは非毒性代謝産物へ分解する。
ある態様において、本発明に従うポリマーは、糖質であり得、その特性を以下にさらに詳細に説明する。ある態様において、糖質は、当該分野において公知のように、グリコシド結合によって連結された単糖（またはそれらの誘導体）を含む多糖類であり得る。ある態様において、糖質は、プルラン、セルロース、微結晶性セルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシセルロース、メチルセルロース、デキストラン、シクロデキストラン、グリコーゲン、デンプン、ヒドロキシエチルデンプン、カラゲナン（carageenan）、グリコン（glycon）、アミロース、キトサン、N,O-カルボキシメチルキトサン、アルギンおよびアルギン酸、デンプン、キチン、ヘパリン、コンニャク（konjac）、グルコマンナン（glucommannan）、プスツラン（pustulan）、ヘパリン、ヒアルロン酸、クルドラン（curdlan）、およびキサンタンの1または複数であり得る。
ある態様において、本発明に従うポリマーは、タンパク質またはペプチドであり得、その特性を以下にさらに詳細に説明する。本発明に従って使用され得る例示的なタンパク質としては、アルブミン、コラーゲン、ポリ(アミノ酸)（例えば、ポリリジン）、抗体などが挙げられるが、これらに限定されない。
ある態様において、本発明に従うポリマーは、核酸（即ち、ポリヌクレオチド）であり得、その特性を以下により詳細に説明する。本発明に従って使用され得る例示的なポリヌクレオチドとしては、DNA、RNAなどが挙げられるが、これらに限定されない。
これらおよび他のポリマーの特性およびそれらを調製する方法は当該分野において周知である（例えば、米国特許第6,123,727号；第5,804,178号；第5,770,417号；第5,736,372号；第5,716,404号；第6,095,148号；第5,837,752号；第5,902,599号；第5,696,175号；第5,514,378号；第5,512,600号；第5,399,665号；第5,019,379号；第5,010,167号；第4,806,621号；第4,638,045号；および第4,946,929号；Wang et al., 2001, J. Am. Chem. Soc., 123:9480；Lim et al., 2001, J. Am. Chem. Soc., 123:2460；Langer, 2000, Acc. Chem. Res., 33:94；Langer, 1999, J. Control. Release, 62:7；ならびにUhrich et al., 1999, Chem. Rev., 99:3181を参照のこと）。より一般的には、好適なポリマーを合成するための種々の方法は、Concise Encyclopedia of Polymer Science and Polymeric Amines and Ammonium Salts, Ed. by Goethals, Pergamon Press, 1980；Principles of Polymerization by Odian, John Wiley & Sons, Fourth Edition, 2004；Contemporary Polymer Chemistry, Allcock et al., Prentice-Hall, 1981；Deming et al., 1997, Nature, 390:386；および米国特許第6,506,577号、第6,632,922号、第6,686,446号、および第6,818,732号に記載されている。
ある態様において、ポリマーは、直鎖または分岐鎖ポリマーであり得る。ある態様において、ポリマーは、デンドリマーであり得る。ある態様において、ポリマーは、実質的に互いに架橋され得る。ある態様において、ポリマーは、実質的に架橋を含まなくてもよい。ある態様において、ポリマーは、架橋工程を経ることなく、本発明に従って使用され得る。
さらに、本発明の標的粒子は、前述のポリマーおよび他のポリマーのいずれかの、ブロックコポリマー、グラフトコポリマー、ブレンド、混合物、および／または付加物を含み得ることが理解される。
当業者は、本明細書中に列挙されるポリマーは、本発明に従って使用され得るポリマーの例示的であって網羅的ではないリストを示すことを理解する。
非ポリマー粒子
ある態様において、粒子は、非ポリマー粒子（例えば、金属粒子、量子ドット、セラミック粒子、無機材料を含むポリマー、骨粒子、ウイルス粒子など）であり得る。ある態様において、送達される治療剤は、このような非ポリマー粒子の表面と結合していてよい。ある態様において、非ポリマー粒子は、金属原子（例えば、金原子）の凝集物などの、非ポリマー成分の凝集物である。ある態様において、送達される治療剤は、非ポリマー成分の凝集物の表面と結合しているか、および／または非ポリマー成分の凝集物内に封入されているか、非ポリマー成分の凝集物によって囲まれているか、および／または非ポリマー成分の凝集物にわたって分散されていてよい。
本発明のある態様において、非ポリマー粒子は、組成勾配のある合金または均質合金を含む。本発明のある態様において、粒子は、2つ以上の材料から作製された複合粒子であり、該材料の1つ、1つもしくはそれ以上、または全ては、以下にさらに詳細に記載されるように、光学的にまたは磁気的に検出可能な特性を有する。
本発明のある態様において、粒子はシリカ（SiO2）を含む。例えば、粒子は、少なくとも一部分シリカからなってもよく、例えば、粒子は、本質的にシリカからなってもよく、または異なる材料から構成された任意のコーティング層を有してもよい。ある態様において、粒子は、シリカコアと1または複数の他の材料から構成された外層とを有する。ある態様において、粒子は、シリカの外層と1または複数の他の材料から構成されたコアとを有する。粒子中の、またはシリカを含むコアもしくはコーティング層中の、シリカの量は、質量、体積、または原子の数で約5%〜100%の範囲であり得、または5%〜100%の任意の値もしくは範囲を想定し得る。
粒子の調製
粒子（例えば、ナノ粒子、マイクロ粒子）は、当該分野において公知の任意の方法を使用して調製され得る。例えば、粒状製剤は、ナノ析出、流体チャネルを使用するフローフォーカシング（flow focusing）、スプレードライ、シングルおよびダブルエマルジョン溶媒蒸発（single and double emulsion solvent evaporation）、溶媒抽出、相分離、ミリング（milling）、マイクロエマルジョン法、マイクロファブリケーション、ナノファブリケーション、犠牲層、単純および複合コアセルベーション、ならびに当業者に周知の他の方法などの方法によって調製され得る。代替的または追加的に、単分散半導体、伝導性、磁性、有機、および他のナノ粒子についての水性および有機溶媒合成が、記載されている（Pellegrino et al., 2005, Small, 1:48；Murray et al., 2000, Ann. Rev. Mat. Sci, 30:545；およびTrindade et al., 2001, Chem. Mat., 13:3843）。
ある態様において、粒子は、ナノ析出プロセスまたはスプレードライによって調製される。粒子を調整することにおいて使用される条件は、所望のサイズまたは特性（例えば、疎水性、親水性、外部形態、「粘性」、形状など）の粒子を生じさせるために変更され得る。粒子を調製する方法および使用される条件（例えば、溶媒、温度、濃度、空気流量など）は、送達される治療剤および／またはポリマーマトリクスの組成に依存し得る。
封入された薬剤の送達のためのマイクロ粒子を作製する方法は、文献に記載されている（例えば、Doubrow, Ed., “Microcapsules and Nanoparticles in Medicine and Pharmacy,” CRC Press, Boca Raton, 1992；Mathiowitz et al., 1987, J. Control. Release, 5:13；Mathiowitz et al., 1987, Reactive Polymers, 6:275；およびMathiowitz et al., 1988, J. Appl. Polymer Sci., 35:755を参照のこと）。
上記の方法のいずれかによって調製された粒子が所望の範囲外のサイズ範囲を有する場合、粒子は、例えばふるいを使用して、サイズで分類され得る。
界面活性剤
ある態様において、粒子は、任意で1または複数の界面活性剤を含み得る。ある態様において、界面活性剤は、増大された安定性、改善された均一性、または増加された粘度を有する粒子の作製を促進し得る。界面活性剤は、2またはそれ以上の分散媒体を使用する態様において特に有用であり得る。粒子中の界面活性剤の百分率は、0重量%〜99重量%、10重量%〜99重量%、25重量%〜99重量%、50重量%〜99重量%、または75重量%〜99重量%の範囲であり得る。ある態様において、粒子中の界面活性剤の百分率は、0重量%〜75重量%、0重量%〜50重量%、0重量%〜25重量%、または0重量%〜10重量%の範囲であり得る。ある態様において、粒子中の界面活性剤の百分率は、約1重量%、約2重量%、約3重量%、約4重量%、約5重量%、約10重量%、約15重量%、約20重量%、約25重量%、または約30重量%であり得る。
当該分野において公知の任意の界面活性剤が、本発明に従う粒子を作製することにおける使用に好適である。このような界面活性剤としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：ホスホグリセリド；ホスファチジルコリン；ジパルミトイルホスファチジルコリン（DPPC）；ジオレイルホスファチジルエタノールアミン（DOPE）；ジオレイルオキシプロピルトリエチルアンモニウム（DOTMA）；ジオレオイルホスファチジルコリン；コレステロール；コレステロールエステル；ジアシルグリセロール；ジアシルグリセロールスクシネート；ジホスファチジルグリセロール（DPPG）；ヘキサンデカノール；脂肪アルコール、例えば、ポリエチレングリコール（PEG）；ポリオキシエチレン-9-ラウリルエーテル；界面活性脂肪酸、例えば、パルミチン酸またはオレイン酸；脂肪酸；脂肪酸モノグリセリド；脂肪酸ジグリセリド；脂肪酸アミド；ソルビタントリオレエート（Span 85）グリココレート；ソルビタンモノラウレート（Span 20）；ポリソルベート20（Tween-20）；ポリソルベート60（Tween-60）；ポリソルベート65（Tween-65）；ポリソルベート80（Tween-80）；ポリソルベート85（Tween-85）；ポリオキシエチレンモノステアレート；サーファクチン；ポロキソマー（poloxomer）；ソルビタン脂肪酸エステル、例えば、ソルビタントリオレエート；レシチン；リゾレシチン；ホスファチジルセリン；ホスファチジルイノシトール；スフィンゴミエリン；ホスファチジルエタノールアミン（セファリン）；カルジオリピン；ホスファチジン酸；セレブロシド；ジセチルホスフェート；ジパルミトイルホスファチジルグリセロール；ステアリルアミン；ドデシルアミン；ヘキサデシルアミン；パルミチン酸アセチル；グリセロールリシノレート；ヘキサデシルステレート（hexadecyl sterate）；ミリスチン酸イソプロピル；チロキサポール；ポリ(エチレングリコール)5000-ホスファチジルエタノールアミン；ポリ(エチレングリコール)400-モノステアレート；リン脂質；高い界面活性剤特性を有する合成および／または天然洗剤；デオキシコレート；シクロデキストリン；カオトロピック塩；イオン対形成剤（ion pairing agent）；ならびにそれらの組み合わせ。界面活性剤成分は、異なる界面活性剤の混合物であり得る。これらの界面活性剤は、天然供給源から抽出されて精製されてもよく、または実験室において合成されてもよい。ある態様において、界面活性剤は市販されている。
当業者は、これは界面活性剤活性を有する物質の例示的であって網羅的ではないリストであることを認識する。任意の界面活性剤が、本発明に従って使用される粒子の作製において使用され得る。
脂質
ある態様において、粒子は、1または複数の脂質を任意で含み得る。粒子中の脂質の百分率は、0重量%〜99重量%、10重量%〜99重量%、25重量%〜99重量%、50重量%〜99重量%、または75重量%〜99重量%の範囲にあり得る。ある態様において、粒子中の脂質の百分率は、0重量%〜75重量%、0重量%〜50重量%、0重量%〜25重量%、または0重量%〜10重量%の範囲にあり得る。ある態様において、粒子中の脂質の百分率は、約1重量%、約2重量%、約3重量%、約4重量%、約5重量%、約10重量%、約15重量%、約20重量%、約25重量%、または約30重量%であり得る。
ある態様において、脂質は油である。一般的に、当該分野において公知の任意の油が、粒子中に含まれ得る。ある態様において、油は、1または複数の脂肪酸基またはその塩を含み得る。ある態様において、脂肪酸基は、消化性の、長鎖（例えば、C8〜C50）の、置換または非置換の炭化水素を含み得る。ある態様において、脂肪酸基は、C10〜C20脂肪酸またはその塩であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、C15〜C20脂肪酸またはその塩であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、C15〜C25脂肪酸またはその塩であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、不飽和であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、一価不飽和であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、多価不飽和であり得る。ある態様において、不飽和脂肪酸基の二重結合は、シス立体配座であり得る。ある態様において、不飽和脂肪酸の二重結合は、トランス立体配座であり得る。
ある態様において、脂肪酸基は、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、またはリグノセリン酸の1または複数であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、パルミトレイン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、α−リノール酸、γ−リノール酸、アラキドン酸、ガドレイン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、またはエルカ酸の1または複数であり得る。
ある態様において、油は、液体トリグリセリドである。
本発明での使用に好適な油としては、アーモンド油、杏仁油、アボカド油、ババス油、ベルガモット油、クロフサスグリ種子油、ルリヂサ油、カデ（cade）油、カモミール油、キャノーラ油、キャラウェー油、カルナウバ油、ヒマシ油、桂皮油、ココアバター、ココナッツ油、タラ肝油、コーヒー油、コーン油、綿実油、エミュー油、ユーカリ油、月見草油、魚油、アマニ油、ゲラニオール油、ヒョウタン（gourd）油、ブドウ種子油、ヘーゼルナッツ油、ヒソップ油、ホホバ油、ククイナッツ油、ラバンジン油、ラベンダー油、レモン油、リツェアクベバ（litsea cubeba）油、マカダミアナッツ油、アオイ（mallow）油、マンゴー種子油、メドウフォーム種子（meadowfoam seed）油、ミンク油、ナツメグ油、オリーブ油、オレンジ油、オレンジラフィー（orange roughy）油、パーム油、パーム核油、桃仁油、ピーナッツ油、ケシ種子油、カボチャ種子油、菜種油、米糠油、ローズマリー油、ベニバナ油、ビャクダン油、サザンカ（sasquana）油、サボリー（savoury）油、シーバックソーン（sea buckthorn）油、ゴマ油、シアバター、シリコーン油、大豆油、ヒマワリ油、ティーツリー油、アザミ油、ツバキ油、ベチバル油、クルミ油、および小麦胚芽油、ならびにそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。本発明での使用に好適な油としては、ステアリン酸ブチル、カプリル酸トリグリセリド、カプリン酸トリグリセリド、シクロメチコーン、セバシン酸ジエチル、ジメチコーン360、ミリスチン酸イソプロピル、鉱油、オクチルドデカノール、オレイルアルコール、シリコーンオイル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
ある態様において、脂質は、ホルモン（例えば、エストロゲン、テストステロン）、ステロイド（例えば、コレステロール、胆汁酸）、ビタミン（例えば、ビタミンE）、リン脂質（例えば、ホスファチジルコリン）、スフィンゴリピド（例えば、セラミド）、またはリポタンパク質（例えば、アポリポタンパク質）である。
糖質
ある態様において、粒子は、任意で1または複数の糖質を含み得る。粒子中の糖質の百分率は、0重量%〜99重量%、10重量%〜99重量%、25重量%〜99重量%、50重量%〜99重量%、75重量%〜99重量%の範囲にあり得る。ある態様において、粒子中の糖質の百分率は、0重量%〜75重量%、0重量%〜50重量%、0重量%〜25重量%、0重量%〜10重量%の範囲にあり得る。ある態様において、粒子中の糖質の百分率は、約1重量%、約2重量%、約3重量%、約4重量%、約5重量%、約10重量%、約15重量%、約20重量%、約25重量%、または約30重量%であり得る。
糖質は、天然のものであっても合成のものであってもよい。糖質は、誘導体化された天然糖質であり得る。ある態様において、糖質は、グルコース、フルクトース、ガラクトース、リボース、ラクトース、スクロース、マルトース、トレハロース、セロビオース、マンノース、キシロース、アラビノース、グルクロン酸、ガラクトロン酸（galactoronic acid）、マンヌロン酸、グルコサミン、ガラクトサミン、およびノイラミン酸を含むがこれらに限定されない、単糖類である。ある態様において、糖質は、ラクトース、スクロース、マルトース、トレハロース、およびセロビオースを含むがこれらに限定されない、二糖類である。ある態様において、糖質は、プルラン、セルロース、微結晶性セルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）、ヒドロキシセルロース（HC）、メチルセルロース（MC）、デキストラン、シクロデキストラン、グリコーゲン、デンプン、ヒドロキシエチルデンプン、カラゲナン、グリコン、アミロース、キトサン、N,O-カルボキシメチルキトサン、アルギンおよびアルギン酸、デンプン、キチン、ヘパリン、コンニャク、グルコマンナン、プスツラン、ヘパリン、ヒアルロン酸、クルドラン、およびキサンタンを含むがこれらに限定されない、多糖類である。ある態様において、糖質は、マンニトール、ソルビトール、キシリトール、エリスリトール、マルチトール、およびラクチトールを含むがこれらに限定されない、糖アルコールである。
標的化部分
一般的に、本発明の標的化粒子は、1または複数の標的化部分を含む。本発明のある態様において、粒子は、1または複数の標的化部分と結合している。標的化部分は、器官、組織、細胞、細胞外基質、および／または細胞内区画と結合した成分へ結合する任意の部分である。ある態様において、このような成分は、「標的」または「マーカー」と呼ばれ、これらは、以下にさらに詳細に記載される。
標的化部分は、核酸、ポリペプチド、糖タンパク質、糖質、脂質などであり得る。例えば、標的化部分は、細胞型特異的マーカーへ結合する核酸標的化部分（例えば、アプタマー）であり得る。一般的に、アプタマーは、特定の標的へ、例えば、ポリペプチドへ結合するオリゴヌクレオチド（例えば、DNA、RNA、またはそれらのアナログもしくは誘導体）である。ある態様において、標的化部分は、細胞表面受容体についての天然または合成リガンド、例えば、成長因子、ホルモン、LDL、トランスフェリンなどであり得る。標的化部分は、抗体であり得、この用語は、抗体フラグメント、抗体の特徴的部分、一本鎖抗体などを含むように意図される。合成結合タンパク質、例えば、アフィボディー（affibody）などを使用することができる。ペプチド標的化部分は、例えば、ファージディスプレイなどの手順を使用して、同定することができる。この広範囲に使用される技術は、種々の異なる細胞型についての細胞特異的リガンドを同定するために使用されている。
ある態様において、標的化部分は、特定の発達段階または特定の疾患状態と関連する、器官、組織、細胞、細胞外基質成分、および／または細胞内区画へ結合する。ある態様において、標的は、細胞の表面上の抗原、例えば、細胞表面受容体、インテグリン、膜貫通タンパク質、イオンチャネル、および／または膜輸送タンパク質である。ある態様において、標的は、細胞内タンパク質である。ある態様において、標的は、可溶性タンパク質、例えば、免疫グロブリンである。ある態様において、標的は、腫瘍マーカーである。ある態様において、腫瘍マーカーは、腫瘍に存在するが正常細胞に存在しない抗原である。ある態様において、腫瘍マーカーは、正常組織においてよりも腫瘍においてより優勢である抗原である。ある態様において、腫瘍マーカーは、正常細胞においてよりも悪性癌細胞においてより優勢である抗原である。
ある態様において、標的は、正常組織と比べて腫瘍組織において優先的に発現される。例えば、正常組織における発現と比較した場合、前立腺特異的膜抗原（PSMA）の発現は、正常組織と比較して悪性前立腺において少なくとも10倍過剰発現され、かつPSMA発現のレベルは、疾患が転移段階へ進行するにつれてさらに上方に調節される（Silver et al., 1997, Clin. Cancer Res., 3:81）。
ある態様において、本発明の標的粒子は、50重量%未満、40重量%未満、30重量%未満、20重量%未満、15重量%未満、10重量%未満、5重量%未満、1重量%未満、または0.5重量%未満の標的化部分を含む。
ある態様において、標的化部分は、粒子と共有結合している。ある態様において、共有結合は、リンカーによって媒介されている。ある態様において、標的化部分は、粒子と共有結合していない。例えば、標的化部分は、本発明の粒子のポリマーマトリクスの表面と結合しているか、この内に封入されているか、これによって囲まれているか、またはこれにわたって分散されていてよい。標的化部分と粒子との結合は、「標的粒子の作製」という表題のセクションにおいて、下記により詳細に記載される。
核酸標的化部分
本明細書中において使用される場合、「核酸標的化部分」は、標的へ選択的に結合する核酸である。ある態様において、核酸標的化部分は、核酸アプタマーである。アプタマーは、通常、特定の器官、組織、細胞、細胞外基質成分、および／または細胞内区画と結合している特定の標的構造体へ結合するポリヌクレオチドである。一般的に、アプタマーの標的化機能は、アプタマーの三次元構造に基づく。ある態様において、標的へのアプタマーの結合は、典型的に、アプタマーおよび標的の両方の二次元および／または三次元構造体間の相互作用によって媒介される。ある態様において、標的へのアプタマーの結合は、アプタマーの一次配列にのみ基づくのではなく、しかしアプタマーおよび／または標的の三次元構造に依存する。ある態様において、アプタマーは、相補的ワトソン−クリック塩基対形成によってそれらの標的へ結合し、これは、塩基対形成を妨害する構造体（例えば、ヘアピンループ）によって中断される。
当業者は、標的へ特異的に結合し得る任意のアプタマーが本発明に従って使用され得ることを認識する。ある態様において、本発明に従って使用されるアプタマーは、癌関連標的を標的化し得る。ある態様において、本発明に従って使用されるアプタマーは、腫瘍マーカーを標的化し得る。
ある態様において、本発明に従って使用されるアプタマーは、前立腺癌関連抗原、例えば、PSMAを標的化し得る。本発明に従って使用される例示的なPSMA標的化アプタマーとしては、以下のヌクレオチド配列を有するA10アプタマー
Figure 2009534309
（Lupold et al., 2002, Cancer Res., 62:4029）、
以下のヌクレオチド配列を有するA9アプタマー
Figure 2009534309
（Lupold et al., 2002, Cancer Res., 62:4029；およびChu et al., 2006, Nuc. Acid Res., 34:e73）、それらの誘導体、および／またはそれらの特徴的部分が挙げられるが、これらに限定されない。
ある態様において、核酸標的化部分に相同であるヌクレオチド配列が、本発明に従って使用され得る。ある態様において、ヌクレオチド配列は、それがアプタマーに対して30、25、20、15、10、5、4、3、2、または1個未満の核酸置換を含む場合、核酸標的化部分に「相同」であると考えられる。ある態様において、ヌクレオチド配列は、それらの配列が少なくとも25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または99%同一である場合、核酸標的化部分と「相同」であると考えられる。ある態様において、核酸配列は、それらの配列が少なくとも25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または99%類似である場合、核酸標的化部分と「相同」であると考えられる。
本発明の核酸（下記により詳細に記載される、核酸標的化部分および／または送達される機能性RNA、例えば、RNAi剤、リボザイム、tRNAなどを含む）は、化学合成、酵素合成、より長い前駆体の酵素的または化学的切断などが挙げられるがこれらに限定されない、任意の利用可能な技術に従って調製され得る。RNAを合成する方法は、当該分野において公知である（例えば、Gait, M.J. (ed.) Oligonucleotide synthesis: a practical approach, Oxford [Oxfordshire], Washington, DC: IRL Press, 1984；およびHerdewijn, P. (ed.) Oligonucleotide synthesis: methods and applications, Methods in molecular biology, v. 288 (Clifton, N.J.) Totowa, N.J.: Humana Press, 2005を参照のこと）。
核酸標的化部分を形成する核酸は、天然ヌクレオシド；修飾ヌクレオシド；1または複数のヌクレオシド間に挿入された炭化水素リンカー（例えば、アルキレン）もしくはポリエーテルリンカー（例えば、PEGリンカー）を有する天然のヌクレオシド；1または複数のヌクレオシド間に挿入された炭化水素もしくはPEGリンカーを有する修飾ヌクレオシド、またはそれらの組み合わせを含み得る。ある態様において、核酸標的化部分のヌクレオチドまたは修飾ヌクレオチドは、核酸標的化部分の結合親和性および選択性が置換により実質的に減少されない限り（例えば、標的についての核酸標的化部分の解離定数は、約1×10-3 Mより大きくないべきである）、炭化水素リンカーまたはポリエーテルリンカーによって置換され得る。
本発明に従う核酸は、天然の核酸において見られるタイプのヌクレオチドのみを含み得ること、または代わりに1または複数のヌクレオチドアナログを含み得るかもしくは天然の核酸のそれとは異なる構造を有し得ることが、当業者によって理解される。米国特許第6,403,779号；第6,399,754号；第6,225,460号；第6,127,533号；第6,031,086号；第6,005,087号；第5,977,089；およびそれらにおける参考文献は、使用され得る広範囲の特定のヌクレオチドアナログおよび修飾物を開示している。Crooke, S. (ed.) Antisense Drug Technology: Principles, Strategies, and Applications (1st ed), Marcel Dekker; ISBN: 0824705661; 1st edition (2001)、およびそこにおける参考文献を参照のこと。例えば、2’-修飾物としては、ハロ基、アルコキシ基およびアリルオキシ基が挙げられる。ある態様において、2’-OH基は、H、OR、R、ハロ、SH、SR1、NH2、NHR、NR2またはCNより選択される基によって置換され、ここで、Rは、C1〜C6アルキル、アルケニル、またはアルキニルであり、かつハロは、F、Cl、BrまたはIである。修飾された結合の例としては、ホスホロチオエートおよび5'-N-ホスホルアミダイト結合が挙げられる。
種々の異なるヌクレオチドアナログ、修飾された骨格、または非天然ヌクレオシド間結合を含む核酸が、本発明に従って使用され得る。本発明の核酸は、天然ヌクレオシド（即ち、アデノシン、チミジン、グアノシン、シチジン、ウリジン、デオキシアデノシン、デオキシチミジン、デオキシグアノシン、およびデオキシシチジン）または修飾ヌクレオシドを含み得る。修飾ヌクレオチドの例としては、塩基修飾されたヌクレオシド（例えば、アラシチジン、イノシン、イソグアノシン、ネブラリン、プソイドウリジン、2,6-ジアミノプリン、2-アミノプリン、2-チオチミジン、3-デアザ-5-アザシチジン、2’-デオキシウリジン、3-ニトルピロール（3-nitorpyrrole）、4-メチルインドール、4-チオウリジン、4-チオチミジン、2-アミノアデノシン、2-チオチミジン、2-チオウリジン、5-ブロモシチジン、5-ヨードウリジン、イノシン、6-アザウリジン、6-クロロプリン、7-デアザアデノシン、7-デアザグアノシン、8-アザアデノシン、8-アジドアデノシン、ベンズイミダゾール、M1-メチルアデノシン、ピロロ-ピリミジン、2-アミノ-6-クロロプリン、3-メチルアデノシン、5-プロピニルシチジン、5-プロピニルウリジン、5-ブロモウリジン、5-フルオロウリジン、5-メチルシチジン、7-デアザアデノシン、7-デアザグアノシン、8-オキソアデノシン、8-オキソグアノシン、O(6)-メチルグアニン、および2-チオシチジン）、化学的もしくは生物学的に修飾された塩基（例えば、メチル化塩基）、修飾された糖（例えば、2’-フルオロリボース、2’-アミノリボース、2’-アジドリボース、2’-O-メチルリボース、L-鏡像異性ヌクレオシドアラビノース、およびヘキソース）、修飾されたリン酸基（例えば、ホスホロチオエートおよび5’-N-ホスホルアミダイト結合）、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。核酸の化学合成のための天然および修飾ヌクレオチドモノマーは、容易に入手可能である。ある場合では、このような修飾を含む核酸は、天然のヌクレオチドのみからなる核酸に比べて改善された特性を示す。ある態様において、本明細書中に記載される核酸修飾は、ヌクレアーゼ（例えば、エキソヌクレアーゼ、エンドヌクレアーゼなど）による消化を減少および／または防止するために使用される。例えば、核酸の構造は、消化を減少させるために一方または両方の鎖の3’末端にヌクレオチドアナログを含めることによって安定化され得る。
修飾された核酸は、分子の全長に沿って均一に修飾されている必要はない。種々のヌクレオチド修飾物および／または骨格構造物が、核酸の種々の位置に存在し得る。当業者は、ヌクレオチドアナログまたは他の修飾物が、核酸の機能が実質的に影響されないように、核酸の任意の位置に配置され得ることを理解する。1例を挙げると、修飾物は、アプタマーがアプタマー標的へ特異的に結合する能力が実質的に影響されないように、アプタマーの任意の位置に配置され得る。修飾された領域は、一方または両方の鎖の5’末端および／または3’末端であり得る。例えば、一方または両方の鎖の5’末端および／または3’末端の約1〜5残基がヌクレオチドアナログであるおよび／または骨格修飾を有する修飾されたアプタマーが、使用されてきた。修飾は、5’末端または3’末端修飾であり得る。一方または両方の核酸鎖は、少なくとも50％未修飾ヌクレオチド、少なくとも80％未修飾ヌクレオチド、少なくとも90％未修飾ヌクレオチド、または少なくとも100％未修飾ヌクレオチドを含み得る。
本発明に従う核酸は、例えば、糖、ヌクレオシド、またはヌクレオシド間結合に対する修飾、例えば、米国特許公開公報第2003/0175950号、第2004/0192626号、第2004/0092470号、第2005/0020525号および第2005/0032733号に記載されるものを含み得る。本発明は、そこに記載される修飾の任意の1または複数を有する任意の核酸の使用を含む。例えば、多くの末端複合体（terminal conjugate）、例えば、脂質、例えば、コレステロール、リトコール酸、アルリック酸（aluric acid）、または長鎖アルキル分枝鎖が、細胞取り込みを改善すると報告された。例えば、治療剤の改善された送達、アプタマー標的へのアプタマーの改善された特異的結合を生じるものを選択するために、例えば、当該分野において公知の任意の好適なアッセイを使用して、アナログおよび修飾物は試験され得る。ある態様において、本発明に従う核酸は、1または複数の非天然ヌクレオシド結合を含み得る。ある態様において、アプタマーの3’末端、5’末端、または3’末端および5’末端の両方における1または複数の内在（internal）ヌクレオチドが、3’-3’結合または5’-5’結合を生じるように反転される。
ある態様において、本発明に従う核酸は、合成のものではなく、それらの天然環境から単離された天然の実体である。
小分子標的化部分
ある態様において、本発明に従う標的化部分は小分子であり得る。ある態様において、小分子は、サイズが約2000 g/mol未満である。ある態様において、小分子は、約1500 g/mol未満または約1000 g/mol未満である。ある態様において、小分子は、約800 g/mol未満または約500 g/mol未満である。
当業者は、所望の標的へ特異的に結合する任意の小分子が、本発明に従って使用され得ることを理解する。1つの例示的な小分子標的化部分は、葉酸である。葉酸（即ち、プテロイルグルタミン酸、ビタミンB9）は、正常組織に比べて腫瘍組織において優先的に発現される葉酸受容体（FR）へ特異的に結合する（Low et al., 2004, Adv. Drug Deliv. Rev., 56:1055）。
ある態様において、前立腺癌腫瘍と関連する細胞を標的化するために使用され得る小分子標的化部分は、PSMAペプチダーゼ阻害剤、例えば、2-PMPA、GPI5232、VA-033、フェニルアルキルホスホンアミデート（Jackson et al., 2001, Curr. Med. Chem., 8:949；Bennett et al., 1998, J. Am. Chem. Soc., 120: 12139；Jackson et al., 2001, J. Med Chem., 44:4170；Tsukamoto et al., 2002, Bioorg. Med. Chem. Lett., 12:2189；Tang et al., 2003, Biochem. Biophys. Res. Commun., 307:8；Oliver et al., 2003, Bioorg. Med. Chem., 11:4455；およびMaung et al., 2004, Bioorg. Med. Chem., 12:4969）、ならびに／またはそのアナログおよび誘導体を含む。ある態様において、前立腺癌腫瘍と関連する細胞を標的化するために使用され得る小分子標的化部分は、チオールおよびインドールチオール誘導体、例えば、2-MPPAおよび3-(2-メルカプトエチル)-1H-インドール-2-カルボン酸誘導体（Majer et al., 2003, J. Med. Chem., 46:1989；および米国特許公開公報第2005/0080128号）を含む。ある態様において、前立腺癌腫瘍と関連する細胞を標的化するために使用され得る小分子標的化部分は、ヒドロキサメート誘導体を含む（Stoermer et al., 2003, Bioorg. Med. Chem. Lett., 13:2097）。ある態様において、前立腺癌腫瘍と関連する細胞を標的化するために使用され得る小分子標的化部分は、PBDAおよび尿素をベースとした阻害剤、例えば、ZJ 43、ZJ 11、ZJ 17、ZJ 38（Nan et al., 2000, J. Med. Chem., 43:772；およびKozikowski et al., 2004, J. Med. Chem., 47:1729）、ならびに／またはそれらのアナログおよび誘導体を含む。ある態様において、前立腺癌腫瘍と関連する細胞を標的化するために使用され得る小分子標的化部分は、アンドロゲン受容体標的化剤（ARTA）、例えば、米国特許第7,026,500号；第7,022,870号；第6,998,500号；第6,995,284号；第6,838,484号；第6,569,896号；第6,492,554号；ならびに米国特許公開公報第2006/0287547号；第2006/0276540号；第2006/0258628号；第2006/0241180号；第2006/0183931号；第2006/0035966号；第2006/0009529号；第2006/0004042号；第2005/0033074号；第2004/0260108号；第2004/0260092号；第2004/0167103号；第2004/0147550号；第2004/0147489号；第2004/0087810号；第2004/0067979号；第2004/0052727号；第2004/0029913号；第2004/0014975号；第2003/0232792号；第2003/0232013号；第2003/0225040号；第2003/0162761号；第2004/0087810号；第2003/0022868号；第2002/0173495号；第2002/0099096号；第2002/0099036号に記載されるものを含む。ある態様において、前立腺癌腫瘍と関連する細胞を標的化するために使用され得る小分子標的化部分は、ポリアミン、例えば、プトレシン、スペルミン、およびスペルミジンを含む（米国特許公開公報第2005/0233948号および第2003/0035804号）。
タンパク質標的化部分
ある態様において、本発明に従う標的化部分は、タンパク質またはペプチドであり得る。ある態様において、ペプチドは、サイズが約5〜100個、10〜75個、15〜50個、または20〜25個のアミノ酸に及ぶ。ある態様において、ペプチド配列は、タンパク質の配列に基づき得る。ある態様において、ペプチド配列は、アミノ酸のランダムな配置であり得る。
「ポリペプチド」および「ペプチド」という用語は、本明細書中において交換可能に使用され、「ペプチド」は、典型的に、約100個未満のアミノ酸の長さを有するポリペプチドを指す。ポリペプチドは、L-アミノ酸、D-アミノ酸または両方を含み得、かつ当該分野において公知の種々のアミノ酸修飾物またはアナログのいずれをも含み得る。有用な修飾としては、例えば、末端アセチル化、アミド化、脂質化、リン酸化、グリコシル化、アシル化、ファルネシル化、硫酸化などが挙げられる。
本発明に従う標的化部分として使用され得る例示的なタンパク質としては、抗体、受容体、サイトカイン、ペプチドホルモン、コンビナトリアルライブラリから誘導されるタンパク質（例えば、アビマー（avimer）、アフィボディーなど）、およびそれらの特徴的部分が挙げられるが、これらに限定されない。
ある態様において、任意のタンパク質標的化部分が、本発明に従って使用され得る。いくつかの例を挙げると、IL-2、トランスフェリン、GM-CSF、α-CD25、α-CD22、TGF-α、葉酸、α-CEA、α-EpCAM scFV、VEGF、LHRH、ボンベシン、スマトスチン（somatostin）、Gal、α-GD2、α-EpCAM、α-CD20、MOv19 scFv、α-Her-2、およびα-CD64が、種々の癌、例えば、リンパ腫、神経膠腫、白血病、脳腫瘍、黒色腫、卵巣癌、神経芽細胞腫、葉酸受容体発現腫瘍、CEA発現腫瘍、EpCAM発現腫瘍、VEGF発現腫瘍などを標的化するために使用され得る（Eklund et al., 2005, Expert Rev. Anticancer Ther., 5:33；Kreitman et al., 2000, J. Clin. Oncol., 18:1622；Kreitman et al., 2001, N. Engl. J. Med., 345:241；Sampson et al., 2003, J. Neurooncol, 65:27；Weaver et al., 2003, J. Neurooncol, 65:3；Leamon et al., 1993, J. Biol. Chem., 268:24847；Leamon et al., 1994, J. Drug Target., 2:101；Atkinson et al., 2001, J Biol. Chem., 276:27930；Frankel et al., 2002, Clin. Cancer Res., 8:1004；Francis et al., 2002, Br. J. Cancer, 87:600；de Graaf et al., 2002, Br. J. Cancer, 86:811；Spooner et al., 2003, Br. J. Cancer, 88:1622；Liu et al., 1999, J. Drug Target., 7:43；Robinson et al., 2004, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 101:14527；Sondel et al., 2003, Curr. Opin. Investig. Drugs, 4:696；Connor et al., 2004, J. Immunother., 27:211；Gillies et al., 2005, Blood, 105:3972; Melani et al., 1998, Cancer Res., 58:4146；Metelitsa et al., 2002, Blood, 99:4166；Lyu et al., 2005, Mol. Cancer Ther., 4:1205；およびNotter et al., 2001, Blood, 97 :3138）。
ある態様において、タンパク質標的化部分は、ペプチドであり得る。当業者は、所望の標的へ特異的に結合する任意のペプチドが、本発明に従って使用され得ることを理解する。
ある態様において、腫瘍血管系を標的化するペプチド標的化部分が、本発明に従って使用され得る。ある態様において、腫瘍血管系を標的化するペプチドは、VEGFR（Binetruy-Tournaire et al., 2000, EMBO J., 19:1525）、CD36（Reiher et al., 2002, Int. J. Cancer, 98:682）、インテグリンαvβ3およびαvβ5（Koivunen et al., 1995, Biotechnology (NY), 13:265；およびKumar et al., 2001, Cancer Res., 61:2232）、アミノペプチダーゼN（Pasqualini et al., 2000, Cancer Res., 60:722）、ならびにマトリックスメタロプロテアーゼ(Koivunen et al., 1999, Nat. Biotechnol., 17:768）を含む脈管形成タンパク質のアンタゴニストまたはインヒビターである。例えば、ATWLPPRペプチドは、VEGFの強力なアンタゴニストであり（Binetruy-Tournaire et al., 2000, EMBO J., 19:1525）；トロンボスポンジン-1（TSP-1）模倣物は、内皮細胞においてアポトーシスを誘発し得（Reiher et al., 2002, Int. J. Cancer, 98:682）；RGD-モチーフ模倣物（例えば、環状ペプチドACDCRGDCFCGおよびRGDペプチド模倣物SCH 221153）は、インテグリン受容体を遮断し（Koivunen et al., 1995, Biotechnology (NY), 13:265；およびKumar et al., 2001, Cancer Res., 61 :2232）；NGR含有ペプチド（例えば、環状CNGRC）は、アミノペプチダーゼNを阻害し（Pasqualini et al., 2000, Cancer Res., 60:722）；HWGFの配列（例えば、CTTHWGFTLC）を含む環状ペプチドは、MMP-2およびMMP-9を選択的に阻害し（Koivunen et al., 1999, Nat. Biotechnol, 17:768）；かつ腫瘍リンパ管へ特異的に結合し内皮細胞のアポトーシスを誘発するLyP-1ペプチドが同定された（CGNKRTRGC）（Laakkonen et al., 2004, Proc. Natl Acad. Sci., USA, 101 :9381）。
ある態様において、ペプチド標的化部分は、ヒト癌において発現される受容体へのペプチドホルモンの結合を遮断するペプチドアナログを含む（Bauer et al., 1982, Life Sci., 31:1133）。例示的なホルモン受容体（Reubi et al., 2003, Endocr. Rev., 24:389）としては、以下が挙げられる：（1）ソマトスタチン受容体（例えば、オクトレオチド、バプレオチド、およびランレトード（lanretode））（Froidevaux et al., 2002, Biopolymers, 66:161）；（2）ボンベシン／ガストリン−放出ペプチド（GRP）受容体（例えば、RC-3940系）（Kanashiro et al., 2003, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 100:15836）；ならびに（3）LHRH受容体（例えば、Decapeptyl（登録商標）、Lupron（登録商標）、Zoladex（登録商標）、およびCetrorelix（登録商標））（Schally et al., 2000, Prostate, 45:158）。
ある態様において、IL-11受容体-αを認識するペプチドは、前立腺癌腫瘍と関連する細胞を標的化するために使用され得る（例えば、米国特許公開公報第2005/0191294号を参照のこと）。
ある態様において、タンパク質標的化部分は、抗体であり得る。当業者は、所望の標的へ特異的に結合する任意の抗体が、本発明に従って使用され得ることを理解する。
ある態様において、PSMAを認識する抗体が、前立腺癌腫瘍と関連する細胞を標的化するために使用され得る。このような抗体としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：scFv抗体A5、G0、G1、G2、およびG4ならびにmAb 3/E7、3/F11、3/A12、K7、K12、およびD20（Elsasser-Beile et al., 2006, Prostate, 66:1359）；mAb E99、J591、J533、およびJ415（Liu et al., 1997, Cancer Res., 57:3629；Liu et al., 1998, Cancer Res., 58:4055；Fracasso et al., 2002, Prostate, 53:9；McDevitt et al., 2000, Cancer Res., 60:6095；McDevitt et al., 2001, Science, 294:1537；Smith-Jones et al., 2000, Cancer Res., 60:5237；Vallabhajosula et al., 2004, Prostate, 58:145；Bander et al., 2003, J. Urol, 170:1717；Patri et al., 2004, Bioconj. Chem., 15:1174；および米国特許第7,163,680号）；mAb 7E11-C5.3（Horoszewicz et al., 1987, Anticancer Res., 7:927）；抗体 7E11（Horoszewicz et al., 1987, Anticancer Res., 7:927；および米国特許第5,162,504号）；ならびにChang et al., 1999, Cancer Res., 59:3192；Murphy et al., 1998, J. Urol., 160:2396；Grauer et al., 1998, Cancer Res., 58:4787；およびWang et al., 2001, Int. J. Cancer, 92:871に記載の抗体。当業者は、PSMAを認識するおよび／またはこれに特異的に結合する任意の抗体が、本発明に従って使用され得ることを理解する。
ある態様において、他の前立腺腫瘍関連抗原を認識する抗体が、当該分野において公知であり、前立腺癌腫瘍と関連する細胞を標的化するために、本発明に従って使用され得る（例えば、Vihko et al., 1985, Biotechnology in Diagnostics, 131 ; Babaian et al., 1987, J. Urol., 137:439；Leroy et al., 1989, Cancer, 64:1；Meyers et al., 1989, Prostate, 14:209；ならびに米国特許第4,970,299号；第4,902,615号；第4,446,122号およびRe 33,405号；第4,862,851号；第5,055,404号を参照のこと）。いくつかの例を挙げると、膜貫通タンパク質24P4C12（米国特許公開公報第2005/0019870号）；カルベオリン（calveolin）（米国特許公開公報第2003/0003103号および第2001/0012890号）；L6（米国特許公開公報第2004/0156846号）；前立腺特異的レダクターゼポリペプチド（米国特許第5,786,204号；および米国特許公開公報第2002/0150578号）；ならびに前立腺幹細胞抗原（米国特許公開公報第2006/0269557号）を認識する抗体が同定された。
ある態様において、前立腺癌腫瘍と関連する細胞を標的化するために使用され得るタンパク質標的化部分は、立体配座的に収縮されたジペプチド模倣物を含む（Ding et al., 2004, Org. Lett., 6:1805）。
ある態様において、標的化部分は、抗体および／またはその特徴的部分であり得る。「抗体」という用語は、天然であるかまたは全体的にもしくは部分的に合成されたかに関わらず、任意の免疫グロブリン、ならびにそれらの誘導体およびそれらの特徴的部分を指す。抗体は、モノクローナルまたはポリクローナルであり得る。抗体は、ヒト型IgG、IgM、IgA、IgD、およびIgEのいずれをも含む、任意の免疫グロブリン型のメンバーであり得る。
本明細書中において使用される場合、抗体フラグメント（即ち、抗体の特徴的部分）は、全長より短い抗体の任意の誘導体を指す。一般的に、抗体フラグメントは、全長抗体の特異的結合能の少なくとも重要な部分を保持する。抗体フラグメントの例としては、Fab、Fab’、F(ab’)2、scFv、Fv、dsFvダイアボディー、およびFdフラグメントが挙げられるが、これらに限定されない。
抗体フラグメントは、任意の手段によって作製され得る。例えば、抗体フラグメントは、インタクトな抗体のフラグメント化によって酵素的または化学的に作製され得、および／または、それは、部分的な抗体配列をコードする遺伝子から組換えで作製され得る。代替的または追加的に、抗体フラグメントは、全体的にまたは部分的に合成され得る。抗体フラグメントは、任意で一本鎖抗体フラグメントを含み得る。代替的または追加的に、抗体フラグメントは、例えばジスルフィド結合によって一緒に連結されている複数の鎖を含み得る。抗体フラグメントは、任意で多分子複合体を含み得る。機能性抗体フラグメントは、典型的に少なくとも約50個のアミノ酸を含み、より典型的には少なくとも約200個のアミノ酸を含む。
ある態様において、抗体は、キメラ（例えば、「ヒト化」）および一本鎖（組換え）抗体を含み得る。ある態様において、抗体は、減少されたエフェクター機能および／または二重特異的分子を有し得る。ある態様において、抗体は、Fab発現ライブラリによって作製されたフラグメントを含み得る。
一本鎖Fv（scFv）は、ポリペプチドリンカーによって互いに共有結合した可変軽鎖（VL）および可変重鎖（VH）のみからなる組換え抗体フラグメントである。VLまたはVHのいずれかはNH2-末端ドメインを含み得る。顕著な立体的干渉なしに2つの可変ドメインが架橋される限り、ポリペプチドリンカーは、可変の長さおよび組成のものであり得る。典型的に、リンカーは、溶解性のために散在されたいくつかのグルタミン酸またはリジン残基と共に、グリシンおよびセリン残基のストレッチを主として含む。
ダイアボディーは、二量体scFv（dimeric scFv）である。ダイアボディーは、典型的に、大半のscFvよりも短いペプチドリンカーを有し、かつそれらは二量体として結合する傾向をしばしば示す。
Fvフラグメントは、非共有相互作用によって一緒に保持された1つのVHおよび1つのVLドメインからなる抗体フラグメントである。「dsFv」という用語は、本明細書中において使用される場合、VH-VL対を安定化させるように操作された分子間ジスルフィド結合を有するFvを指す。
F(ab’)2フラグメントは、pH 4.0〜4.5での酵素ペプシンによる消化によって免疫グロブリンから得られたものと本質的に等価である抗体フラグメントである。前記フラグメントは、組換えにより作製されてもよい。
Fab’フラグメントは、F(ab’)2フラグメント中の2つの重鎖断片を連結するジスルフィド結合の還元によって得られるものと本質的に等価である抗体フラグメントである。Fab’フラグメントは、組換えで作製されてもよい。
Fabフラグメントは、酵素（例えば、パパイン）を用いての免疫グロブリンの消化によって得られるものと本質的に等価である抗体フラグメントである。Fabフラグメントは、組換えで作製されてもよい。Fabフラグメントの重鎖セグメントは、Fd断片である。
糖質標的化部分
ある態様において、本発明に従う標的化部分は、糖質を含み得る。1つの例を挙げると、ラクトースおよび／またはガラクトースが、肝細胞を標的化するために使用され得る。
ある態様において、糖質は、当該分野において公知のように、グリコシド結合によって連結された単糖（またはそれらの誘導体）を含む多糖類であり得る。このような糖としては、グルコース、フルクトース、ガラクトース、リボース、ラクトース、スクロース、マルトース、トレハロース、セルビオース、マンノース、キシロース、アラビノース、グルクロン酸、ガラクトロン酸、マンヌロン酸、グルコサミン、ガラクトサミン、およびノイラミン酸が挙げられ得るが、これらに限定されない。ある態様において、糖質は、プルラン、セルロース、微結晶性セルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシセルロース、メチルセルロース、デキストラン、シクロデキストラン、グリコーゲン、デンプン、ヒドロキシエチルデンプン、カラゲナン、グリコン、アミロース、キトサン、N,O-カルボキシメチルキトサン、アルギンおよびアルギン酸、デンプン、キチン、ヘパリン、コンニャク、グルコマンナン、プスツラン、ヘパリン、ヒアルロン酸、クルドラン、およびキサンタンの1または複数であり得る。
ある態様において、糖質は、アミノ化、カルボキシル化、および／または硫酸化され得る。ある態様において、親水性多糖類は、多数の側鎖疎水性基を導入することによって疎水性となるように修飾され得る。ある態様において、疎水性糖質は、セルロースアセテート、プルランアセテート、コンニャクアセテート（konjac acetate）、アミロースアセテート、およびデキストランアセテートを含み得る。
脂質標的化部分
ある態様において、本発明に従う標的化部分は、1または複数の脂肪酸基またはその塩を含み得る。ある態様において、脂肪酸基は、消化性の、長鎖（例えば、C8〜C50）の、置換または非置換の炭化水素を含み得る。ある態様において、脂肪酸基は、C10〜C20脂肪酸またはその塩であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、C15〜C20脂肪酸またはその塩であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、C15〜C25脂肪酸またはその塩であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、不飽和であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、一価不飽和であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、多価不飽和であり得る。ある態様において、不飽和脂肪酸基の二重結合は、シス立体配座であり得る。ある態様において、不飽和脂肪酸基の二重結合は、トランス立体配座であり得る。
ある態様において、脂肪酸基は、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、またはリグノセリン酸の1または複数であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、パルミトレイン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、α−リノール酸、γ−リノール酸、アラキドン酸、ガドレイン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、またはエルカ酸の1または複数であり得る。
標的
ある態様において、本発明に従う標的粒子は、器官、組織、細胞、細胞外基質、および／または細胞内区画と結合した1または複数の標的（例えば、抗原）へ特異的に結合する標的化部分を含む。ある態様において、標的粒子は、特定の器官または器官系と結合した標的へ特異的に結合する標的化部分を含む。ある態様において、本発明に従う標的粒子は、1または複数の細胞内標的（例えば、細胞小器官、細胞内タンパク質）へ特異的に結合する標的化部分を含む。ある態様において、標的粒子は、病変組織と結合した標的へ特異的に結合する標的化部分を含む。ある態様において、標的粒子は、特定の細胞型（例えば、内皮細胞、癌細胞、悪性細胞、前立腺癌細胞など）と結合した標的へ特異的に結合する標的化部分を含む。
ある態様において、本発明に従う標的粒子は、1または複数の特定の組織型（例えば、肝臓組織 対 前立腺組織）について特異的である標的へ結合する標的化部分を含む。ある態様において、本発明に従う標的粒子は、1または複数の特定の細胞型（例えば、T細胞 対 B細胞）について特異的である標的へ結合する標的化部分を含む。ある態様において、本発明に従う標的粒子は、1または複数の特定の疾患状態（例えば、腫瘍細胞 対 正常細胞）について特異的である標的へ結合する標的化部分を含む。ある態様において、本発明に従う標的粒子は、1または複数の特定の発達段階（例えば、幹細胞 対 分化細胞）について特異的である標的へ結合する標的化部分を含む。
ある態様において、標的は、1つもしくはいくつかの細胞型と、1つもしくはいくつかの疾患と、および／または1つもしくはいくつかの発達段階と、独占的にまたは主に関連するマーカーであり得る。細胞型特異的マーカーは、例えば、ほぼ等しい量で複数（例えば、5〜10またはそれ以上）の異なる組織または器官由来の細胞を含有する混合物からなり得る細胞の参照集団においてよりも、その細胞型において、少なくとも2倍より高いレベルで典型的に発現される。ある態様において、細胞型特異的マーカーは、参照集団におけるその平均的発現よりも少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも6倍、少なくとも7倍、少なくとも8倍、少なくとも9倍、少なくとも10倍、少なくとも50倍、少なくとも1000倍、または少なくとも1000倍より高いレベルで存在する。細胞型特異的マーカーの検出または測定は、多くの、大半の、または全ての他の型の細胞と問題の細胞型とを区別することを可能にし得る。
ある態様において、標的は、タンパク質、糖質、脂質、および／または核酸を含み得る。ある態様において、標的は、タンパク質および／またはその特徴的部分、例えば、腫瘍マーカー、インテグリン、細胞表面受容体、膜貫通タンパク質、細胞内タンパク質、イオンチャネル、膜輸送体タンパク質、酵素、抗体、キメラタンパク質、糖タンパク質などを含み得る。ある態様において、標的は、糖質および／またはその特徴的部分、例えば、糖タンパク質、糖（例えば、単糖類、二糖類、多糖類）、グリコカリックス（即ち、大半の真核細胞の外部表面上の糖質に富む末梢領域）などを含み得る。ある態様において、標的は、脂質および／またはその特徴的部分、例えば、油、脂肪酸、グリセリド、ホルモン、ステロイド（例えば、コレステロール、胆汁酸）、ビタミン（例えば、ビタミンE）、リン脂質、スフィンゴリピド、リポタンパク質などを含み得る。ある態様において、標的は、核酸および／またはその特徴的部分、例えば、DNA核酸；RNA核酸；修飾DNA核酸；修飾RNA核酸；DNA、RNA、修飾DNA、および修飾RNA核酸の任意の組み合わせを含む核酸などを含み得る。
多数のマーカーが、当該分野において公知である。典型的なマーカーとしては、細胞表面タンパク質、例えば、受容体が挙げられる。例示的な受容体としては、トランスフェリン受容体；LDL受容体；成長因子受容体、例えば、上皮成長因子受容体ファミリーメンバー（例えば、EGFR、HER-2、HER-3、HER-4、HER-2/neu）または血管内皮成長因子受容体；サイトカイン受容体；細胞接着分子；インテグリン；セレクチン；CD分子などが挙げられるが、これらに限定されない。マーカーは、悪性細胞上に独占的にまたはより高い量で存在する分子、例えば、腫瘍抗原であり得る。例えば、前立腺特異的膜抗原（PSMA）は、前立腺癌細胞の表面上に発現される。本発明のある態様において、マーカーは、内皮細胞マーカーである。
本発明のある態様において、マーカーは腫瘍マーカーである。前記マーカーは、非分裂細胞よりも分裂細胞においてより高いレベルで発現されるポリペプチドであり得る。例えば、Her-2/neu（ErbB-2としても公知）は、EGF受容体ファミリーのメンバーであり、乳癌に関連する腫瘍の細胞表面上に発現される。別の一例を挙げると、F3として公知のペプチドは、ナノ粒子をヌクレオリンへ指向させるための好適な標的化薬剤である（Porkka et al., 2002, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 99:7444；およびChristian et al., 2003, J. Cell Biol., 163:871）。実施例に記載されるように、ナノ粒子およびA10アプタマー（これはPSMAへ特異的に結合する）を含む標的粒子は、前立腺癌腫瘍へドセタキセルを特異的かつ効率的に送達することが出来た。
ある態様において、マーカーは、前立腺癌マーカーである。ある態様において、前立腺癌マーカーは、前立腺細胞によって発現されるが、他の細胞型によっては発現されない。ある態様において、前立腺癌マーカーは、前立腺癌腫瘍細胞によって発現されるが、他の細胞型によっては発現されない。任意の前立腺癌マーカーが、本発明に従って使用され得る。1つの非限定的な例を挙げると、ある態様において、前立腺癌マーカーは、大半の前立腺組織において発現されるが正常組織においてよりも前立腺癌組織においてより多く発現される100 kDa膜貫通糖タンパク質である、前立腺特異的膜抗原（PSMA）である。
ある態様において、前立腺癌マーカーは、膜貫通タンパク質24P4C12（米国特許公開公報第2005/0019870号）である。ある態様において、前立腺癌マーカーは、前立腺幹細胞抗原（米国特許公開公報第2006/0269557号）である。ある態様において、前立腺癌マーカーは、アンドロゲン受容体である（例えば、米国特許第7,026,500号；第7,022,870号；第6,998,500号；第6,995,284号；第6,838,484号；第6,569,896号；第6,492,554号；および米国特許公開公報第2006/0287547号；第2006/0276540号；第2006/0258628号；第2006/0241180号；第2006/0183931号；第2006/0035966号；第2006/0009529号；第2006/0004042号；第2005/0033074号；第2004/0260108号；第2004/0260092号；第2004/0167103号；第2004/0147550号；第2004/0147489号；第2004/0087810号；第2004/0067979号；第2004/0052727号；第2004/0029913号；第2004/0014975号；第2003/0232792号；第2003/0232013号；第2003/0225040号；第2003/0162761号；第2004/0087810号；第2003/0022868号；第2002/0173495号；第2002/0099096号；および第2002/0099036号を参照のこと）。ある態様において、前立腺癌マーカーは、カルベオリン（calveolin）である（米国特許第7,029,859号；および米国特許公開公報第2003/0003103号および第2001/0012890号）。ある態様において、前立腺癌マーカーは、前立腺特異的抗原である。ある態様において、前立腺癌マーカーは、ヒト腺性カリクレイン2である。ある態様において、前立腺癌マーカーは、前立腺酸性フォスファターゼである。ある態様において、前立腺癌マーカーは、インスリン様成長因子および／またはインスリン様成長因子結合タンパク質である。ある態様において、前立腺癌マーカーは、PHOR-1（米国特許公開公報第2004/0248088号）である。ある態様において、前立腺癌マーカーは、C型レクチン膜貫通抗原（米国特許公開公報第2005/0019872号）である。ある態様において、前立腺癌マーカーは、103P2D6によってコードされるタンパク質（米国特許公開公報第2003/0219766号）ある。ある態様において、前立腺癌マーカーは、前立腺特異的レダクターゼポリペプチド（米国特許第5,786,204号；および米国特許公開公報第2002/0150578号）である。ある態様において、前立腺癌マーカーは、IL-11受容体-α（米国特許公開公報第2005/0191294号）である。
新規の標的化部分
本発明は、新規の標的化部分を設計するための方法を提供する。本発明は、さらに、候補標的化部分の混合物から新規の標的化部分を単離または同定するための方法を提供する。
タンパク質、糖質、脂質、および／または核酸へ結合する標的化部分が、設計および／または同定され得る。ある態様において、タンパク質および／またはその特徴的部分、例えば、腫瘍マーカー、インテグリン、細胞表面受容体、膜貫通タンパク質、細胞内タンパク質、イオンチャネル、膜輸送体タンパク質、酵素、抗体、キメラタンパク質などへ結合する本発明の標的粒子における使用について、標的化部分が、設計および／または同定され得る。ある態様において、糖質および／またはその特徴的部分、例えば、糖タンパク質、糖（例えば、単糖類、二糖類、および多糖類）、グリコカリックス（即ち、大半の真核細胞の外部表面上の、糖質に富む末梢領域）などへ結合する本発明の標的粒子における使用について、標的化部分が、設計および／または同定され得る。ある態様において、脂質および／またはその特徴的部分、例えば、油、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、グリセリド、ホルモン、ステロイド（例えば、コレステロール、胆汁酸）、ビタミン（例えば、ビタミンE）、リン脂質、スフィンゴリピド、リポタンパク質などへ結合する本発明の標的粒子における使用について、標的化部分が、設計および／または同定され得る。ある態様において、核酸および／またはその特徴的部分、例えば、DNA核酸；RNA核酸；修飾DNA核酸；修飾RNA核酸；ならびにDNA、RNA、修飾DNA、および修飾RNAの任意の組み合わせを含む核酸などへ結合する本発明の標的粒子における使用について、標的化部分が、設計および／または同定され得る。
核酸標的化部分（例えば、アプタマー）は、任意の利用可能な方法を使用して設計および／または同定され得る。ある態様において、核酸標的化部分は、核酸の候補混合物から核酸標的化部分を同定することによって、設計および／または同定される。SELEX（Systemic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment）法、またはその変形法は、核酸の候補混合物から標的へ結合する核酸標的化部分を同定する、一般的に使用される方法である。
核酸標的化部分を設計および／または同定するためのSELEX法は、米国特許第6,482,594号；第6,458,543号；第6,458,539号；第6,376,190号；第6,344,318号；第6,242,246号；第6,184,364号；第6,001,577号；第5,958,691 号；第5,874,218号；第5,853,984号；第5,843,732号；第5,843,653号；第5,817,785号；第5,789,163号；第5,763,177号；第5,696,249号；第5,660,985号；第5,595,877号；第5,567,588号；および第5,270,163号に記載されている。簡潔には、基本的なSELEX法は、以下の一連の工程によって規定され得る。
（1）異なる配列の核酸の候補混合物が調製される。候補混合物は、一般的に、固定された配列の領域（即ち、候補混合物のメンバーの各々は、同一の位置に同一の配列を含む）およびランダム化された配列の領域を含む。固定された配列領域は、以下に記載の増幅工程を助け；標的へ結合することが公知の配列を模倣し；および／または候補混合物における核酸の所定の構造アレンジメントのポテンシャルを増強するように、選択される。ランダム化された配列は、完全にランダム化され得るか（即ち、任意の位置で塩基を見出す可能性は、4つに1つである）、または部分的にのみランダム化され得る（即ち、任意の位置で塩基を見出す可能性は、0％〜100％の任意のレベルで選択され得る）。
（2）候補混合物は、標的と候補混合物のメンバーとの結合について好ましい条件下で、選択された標的と接触される。これらの状況下で、標的と候補混合物の核酸との相互作用は、標的と該標的について最も強力な親和性を有する核酸との間で核酸−標的対を形成させると考えられ得る。
（3）標的について最も高い親和性を有する核酸が、標的に対してより低い親和性を有する核酸から分離される。最も高い親和性を有する標的化部分に対応する非常に少数の配列（および恐らくたった1分子の核酸）しか候補混合物中には存在しないので、候補混合物中の標的化部分の有意な量（約0.1％〜10％）が分離の間保持されるように分離基準を設定することが一般的に望ましい。
（4）標的に対して比較的より高い親和性を有するとして分離中に選択されたそれらの標的化部分は、次いで、標的について比較的より高い親和性を有する標的化部分に富む新たな候補混合物を作り出すために増幅される。
（5）上記の分離工程および増幅工程を繰り返すことによって、新たに形成された候補混合物は、ますます少数の特有の配列を含むようになり、標的に対する核酸混合物の親和性の平均的度合いは、一般的に増加する。その極限をとると、SELEX法は、1または少数の特有の標的化部分を含有する候補混合物を生じ、これは、標的に対して最も高い親和性を有する、元の候補混合物由来の標的化部分を示す。一般的に、同定された標的化部分は、約1 x 10-6 M以下の、標的との解離定数を有する。典型的には、核酸標的化部分と標的との解離定数は、約1 x 10-8 M〜約1 x 10-12 Mの範囲内である。
標的へ選択的に結合する核酸標的化部分は、該標的がSELEX法における標的として使用され得る限り、SELEX法またはその変形法によって単離され得る。
代替的または追加的に、Polyplex In Vivo Combinatorial Optimization（PICO）は、インビボおよび／またはインビトロで、核酸の候補混合物から、標的に結合する核酸標的化部分（例えば、アプタマー）を同定するために使用され得る方法であり、2006年12月15日に出願された「System for Screening Particles」という表題の同時係属中のPCT出願US06/47975に記載されている。簡単に記載すると、基本的なPICO法は、以下の一連の工程によって規定され得る。
（1）複数の核酸を含むライブラリが提供され、粒子（例えば、ナノ粒子）と結合する。
（2）前記標的粒子が、該粒子が問題の組織（例えば、腫瘍）へ移動し得る条件下で、動物（例えば、マウス）へ投与される。
（3）問題の細胞、組織または器官へ移動した標的粒子の第1集団が、回収される。標的粒子の第1集団と結合した核酸標的化部分が、増幅され、新たな粒子と結合する。
（4）選択が数回繰り返され、元のライブラリに比べて増加された標的組織についての特異性を有する1セットの核酸標的化部分が得られる。
インビボおよび／またはインビトロの標的へ選択的に結合する核酸標的化部分は、該標的がPICO法において標的として使用され得る場合、PICO法によって単離され得る。
送達される薬剤
本発明によれば、本発明の標的粒子は、例えば、治療薬、診断剤、および／または予防剤を含む、任意の薬剤の送達のために使用され得る。本発明に従って送達される例示的な薬剤としては、小分子、有機金属化合物、核酸、タンパク質（多量体タンパク質、タンパク質複合体などを含む）、ペプチド、脂質、糖質、ホルモン、金属、放射性元素および化合物、薬物、ワクチン、免疫薬など、ならびに／またはそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
ある態様において、本発明の標的粒子は、50重量%未満、40重量%未満、30重量%未満、20重量%未満、15重量%未満、10重量%未満、5重量%未満、1重量%未満、または0.5重量%未満の送達される治療剤を含む。
ある態様において、送達される薬剤は、薬学的に活性な薬剤の混合物であり得る。例えば、局所麻酔薬は、ステロイドのような抗炎症薬と組み合わせて送達され得る。別の例を挙げると、抗生物質は、該抗生物質を不活性化するために細菌によって一般的に産生される酵素の阻害剤と組み合わせられ得る（例えば、ペニシリンおよびクラブラン酸）。
ある態様において、送達される薬剤は、抗癌剤の混合物であり得る。ある態様において、本発明の標的粒子は、本明細書中に記載される抗癌剤の1または複数と組み合わせて投与される。併用療法は、「投与」という表題のセクションにおいて、以下にさらに詳細に記載される。1例を挙げると、ある態様において、送達される抗癌剤を含む本発明の組成物は、ホルモン療法と組み合わせて投与される。いくつかのタイプの腫瘍の増殖が、特定のホルモンを提供または遮断することによって抑制され得る。例えば、ステロイド（例えば、デキサメタゾン）は、腫瘍増殖または関連する浮腫を抑制し得、かつ悪性リンパ節の後退を生じさせ得る。ある場合において、前立腺癌は、テストステロンのジヒドロテストステロンへの末梢での変換を遮断する薬剤である、フィナステリドに対してしばしば感受性である。乳癌細胞は、しばしば、エストロゲンおよび／またはプロゲステロン受容体を高度に発現する。これらのホルモンの産生（例えば、アロマターゼ阻害薬を用いる）または機能（例えば、タモキシフェンを用いる）を抑制することが、乳癌治療においてしばしば使用され得る。ある態様において、ゴナドトロピン放出ホルモンアゴニスト（GnRH）、例えば、ゴセレリンは、連続的に与えられた場合、卵胞刺激ホルモン（FSH）および黄体形成ホルモン（LH）の放出の抑制に続いて逆方向の（paradoxic）ネガティブフィードバック効果を有する。
小分子薬剤
ある態様において、送達される薬剤は、薬学的活性を有する小分子および／または有機化合物である。ある態様において、前記薬剤は、臨床的に使用される薬物である。ある態様において、前記薬物は、抗癌剤、抗生物質、抗ウイルス薬、抗HIV薬、抗寄生虫薬、抗原虫薬、麻酔薬、抗凝固剤、酵素の阻害剤、ステロイド系薬剤、ステロイド系または非ステロイド系抗炎症薬、抗ヒスタミン薬、免疫抑制薬、抗新生物薬、抗原、ワクチン、抗体、うっ血除去薬、鎮静薬、オピオイド、鎮痛薬、解熱薬、避妊薬、ホルモン、プロスタグランジン、黄体ホルモン薬、抗緑内障薬、点眼薬、抗コリン作用薬、鎮痛薬、抗うつ剤、抗精神病薬、神経毒、睡眠薬、精神安定薬、抗痙攣薬、筋弛緩薬、抗パーキンソン病薬、鎮痙薬、筋肉収縮薬、チャネル遮断薬、縮瞳薬、抗分泌薬、抗体血栓薬、抗凝固剤、抗コリン作用薬、βアドレナリン遮断薬、利尿薬、心臓血管活性剤、血管作用薬、血管拡張薬、抗高血圧薬、血管新生剤、細胞−細胞外基質相互作用の調節因子（例えば、細胞増殖阻害剤および抗接着分子）、DNA、RNA、もしくはタンパク質合成の阻害剤などである。
ある態様において、送達される治療剤は、抗癌剤（即ち、細胞傷害性薬剤）である。大半の抗癌剤は、以下のカテゴリーに分割され得る：アルキル化剤、代謝拮抗物質、天然産物、およびホルモンおよびアンタゴニスト。
抗癌剤は、典型的に、細胞分裂および／またはDNA合成に影響を与える。しかし、ある化学治療剤は、DNAに直接干渉しない。1例を挙げると、チロシンキナーゼ阻害剤（メシル酸イマチニブ／Gleevec（登録商標））は、特定のタイプの癌（慢性骨髄性白血病、消化管間質腫瘍など）における分子異常を直接標的化する。
アルキル化剤は、細胞中に存在する条件下で多くの電気陰性基へアルキル基を付加するそれらの能力のために、そのように名付けられている。アルキル化剤は、典型的に、細胞DNAを化学的に修飾することによって作用する。例示的なアルキル化剤としては、ナイトロジェンマスタード（例えば、メクロレタミン、シクロホスファミド、イホスファミド、メルファラン（1-サルコリシン）、クロラムブシル）、エチレンイミンおよびメチルメラミン（例えば、アルトレタミン（ヘキサメチルメラミン；HMM）、チオテパ（トリエチレンチオホスホルアミド）、トリエチレンメラミン（TEM））、スルホン酸アルキル（例えば、ブスルファン）、ニトロソ尿素（例えば、カルムスチン（BCNU）、ロムスチン（CCMU）、セムスチン（メチル-CCNU）、ストレプトゾシン（ストレプトゾトシン））、ならびにトリアゼン（例えば、ダカルバジン（DTIC；ジメチルトリアゼノイミダゾールカルボキサミド））が挙げられる。
代謝拮抗物質は、小分子代謝産物（例えば、葉酸、ピリミジン、およびプリン）を模倣し、新たに合成される細胞DNAへ組み込まれることによって、作用する。このような薬剤は、RNA合成にも影響を与える。例示的な葉酸アナログは、メトトレキサート（アメトプテリン）である。例示的なピリミジンアナログとしては、フルオロウラシル（5-フルオロウラシル；5-FU）、フロクスウリジン（フルオロデオキシウリジン；FUdR）、およびシタラビン（シトシンアラビノシド）が挙げられる。例示的なプリンアナログとしては、メルカプトプリン（6-メルカプトプリン；6-MP）、アザチオプリン、チオグアニン（6-チオグアニン；TG）、リン酸フルダラビン、ペントスタチン（2’-デオキシコホルマイシン）、クラドリビン（2-クロロデオキシアデノシン；2-CdA）、およびエリスロヒドロキシノニルアデニン（EHNA）が挙げられる。
抗癌剤として使用され得る天然小分子産物としては、植物アルカロイドおよび抗生物質が挙げられる。植物アルカロイドおよびテルペノイド（例えば、ビンカアルカロイド、ポドフィロトキシン、タキサンなど）は、典型的に、微小管作用を妨げることによって細胞分裂を遮断する。ビンカアルカロイド（例えば、ビンクリスチン、ビンブラスチン（VLB）、ビノレルビン、ビンデシンなど）は、チューブリンに結合し、微小管へのチューブリンの集合を阻害する。ビンカアルカロイドは、ニチニチソウ（Madagascar periwinkle）、カサランツス・ロセウス（Catharanthus roseus）（以前は、ビンカ・ロセア（Vinca rosea）として公知）から誘導される。ポドフィロトキシンは、細胞が細胞周期のG1期およびS期に入るのを妨げる、2つの他の細胞増殖抑制治療剤、エトポシドおよびテニポシドを作製するために使用される植物由来の化合物である。ポドフィロトキシンは、主として、アメリカン・メイアップル（American Mayapple）（ポドフィルム・ペルタツム（Podophyllum peltatum））およびヒマラヤン・メイアップル（Himalayan Mayapple）（ポドフィルム・ヘクサンドルム（Podophyllum hexandrum））から得られる。タキサン（例えば、パクリタキセル、ドセタキセルなど）は、イチイから誘導される。タキサンは、微小管の安定性を増大させ、後期の間の染色体の分離を妨げる。
抗癌剤として使用され得る抗生物質としては、ダクチノマイシン（アクチノマイシンD）、ダウノルビシン（ダウノマイシン；ルビドマイシン）、ドキソルビシン、イダルビシン、ブレオマイシン、プリカマイシン（ミトラマイシン）、およびマイトマイシン（マイトマイシンC）が挙げられる。
抗癌剤として使用され得る他の小分子としては、白金配位錯体（例えば、シスプラチン（cis-DDP）、カルボプラチン）、アントラセンジオン（例えば、ミトザントロン）、置換尿素（例えば、ヒドロキシ尿素）、メチルヒドラジン誘導体（例えば、プロカルバジン（N-メチルヒドラジン、MIH）、および副腎皮質ホルモン抑制剤（adrenocortical suppressant）（例えば、ミトタン（o,p’-DDD）、アミノグルテチミド）が挙げられる。
抗癌剤として使用され得るホルモンとしては、副腎皮質ステロイド（例えば、プレドニゾン）、アミノグルテチミド、プロゲスチン（例えば、カプロン酸ヒドロキシプロゲステロン、酢酸メドロキシプロゲステロン、酢酸メゲストロール）、エストロゲン（例えば、ジエチルスチルベストロール、エチニルエストラジオール）、抗エストロゲン（例えば、タモキシフェン）、アンドロゲン（例えば、プロピオン酸テストステロン、フルオキシメステロン）、抗アンドロゲン（例えば、フルタミド）、およびゴナドトロピン放出ホルモンアナログ（例えば、ロイプロリド）が挙げられる。
トポイソメラーゼ阻害剤は、DNAのトポロジーを維持する酵素であるトポイソメラーゼの機能を阻害することによって作用する。I型またはII型トポイソメラーゼの阻害は、適切なDNA超らせん形成をかく乱することよって、DNAの転写および複製の両方に干渉する。いくつかの例示的なI型トポイソメラーゼ阻害剤としては、カンプトテシン（例えば、イリノテカン、トポテカンなど）が挙げられる。いくつかの例示的なII型トポイソメラーゼ阻害剤としては、アムサクリン、リン酸エトポシド、テニポシドなどが挙げられ、これらは、本明細書中に記載されるエピポドフィロトキシンの半合成誘導体である。
ある態様において、小分子薬剤は、任意の薬物であり得る。ある態様において、前記薬物は、適切な政府機関または規制団体によってヒトまたは動物における使用について安全かつ有効と既にみなされたものである。例えば、ヒトへの使用について承認された薬物は、FDAによって、21 C.F.R. §§ 330.5、331〜361、および440〜460において列挙されており（参照により本明細書中に組み込まれる）；獣医学的使用についての薬物は、FDAによって、21 C.F.R. §§ 500〜589で列挙されている（参照により本明細書中に組み込まれる）。全ての列挙される薬物は、本発明に従う使用について許容されると考えられる。
本発明における使用について好適なクラスおよび特定の薬物のより完全なリストは、Pharmaceutical Drugs: Syntheses, Patents, Applications by Axel Kleemann and Jurgen Engel, Thieme Medical Publishing, 1999、およびthe Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs and Biologicals, Ed. by Budavari et al., CRC Press, 1996において見られ得、これらの両方ともが参照により本明細書中に組み込まれる。
核酸薬剤
本発明のある態様において、本発明の標的粒子は、1または複数の核酸（例えば、機能性RNA、機能性DNAなど）を、組織、細胞、または細胞内の場所（subcellular locale）などの特定の位置へ送達するために使用される。
機能性RNA
一般的に、「機能性RNA」は、タンパク質をコードしないが、その代わりに、そのメンバーが細胞内で1または複数の異なる機能または活性を特徴的に有するRNA分子のクラスに属する、RNAである。異なる配列を有する機能性RNA分子の相対的活性は、異なり得、かつその中にRNAが存在する特定の細胞型に少なくとも一部依存し得ることが、理解される。従って、「機能性RNA」という用語は、あるクラスのRNA分子を指すように本明細書中において使用され、そのクラスの全てのメンバーが特定のセットの条件下でそのクラスの活性特性を実際に示すことを意味するようには意図されない。ある態様において、機能性RNAは、RNAi剤（例えば、低分子干渉RNA（siRNA）、ショートヘアピンRNA（shRNA）、およびマイクロRNA）、リボザイム、tRNA、rRNA、三重らせん形成に有用なRNAなどを含む。
RNAiは、真核細胞中における少なくとも部分的に二本鎖のRNA分子の存在が遺伝子発現の配列特異的阻害へ導く、進化的に保存されたプロセスである。RNAiは、細胞中へ長いdsRNA（典型的に数百のヌクレオチド）を導入することによって、該dsRNAの1本の鎖に相補的な領域を含むmRNAの分解が生じる現象として、当初、記載された（米国特許第6,506,559号；およびFire et al., 1998, Nature, 391:806）。ショウジョウバエ（Drosophila）における引き続いての研究によって、長いdsRNAは、ダイサーと呼ばれる細胞内RNアーゼIII様酵素によって、2つの約21ヌクレオチド（nt）鎖から主に構成されるより短いdsRNA（これは、各末端における2 ntの3’オーバーハングならびに5’-リン酸基および3’-ヒドロキシル基を有する、19塩基対二本鎖を形成する）へ処理されることが示された（例えば、PCT公開公報WO 01/75164；米国特許公開公報2002/0086356および2003/0108923；Zamore et al., 2000, Cell, 101:25；ならびにElbashir et al., 2001, Genes Dev., 15:188を参照のこと）。
siRNAと呼ばれる、このような構造を有する短いdsRNAは、この2つの鎖の一方に実質的に相補的である領域を含む遺伝子の発現をサイレンシングする。この鎖は「アンチセンス」または「ガイド」鎖と呼ばれ、他方の鎖はしばしば「センス」鎖と呼ばれる。siRNAは、アルゴノートタンパク質ファミリーのメンバーを含むRNA誘導サイレンシング複合体（RISC）と呼ばれるリボ核タンパク質複合体へ組み込まれる。siRNAとRISCとの結合に続いて、ヘリカーゼ活性によってこの二本鎖が解かれ、代替の二本鎖によって、ガイド鎖（guide strand）と該ガイド鎖に実質的に相補的である部分を含む標的mRNAとが形成される。RISC中に存在するアルゴノートタタンパク質と関連するエンドヌクレアーゼ活性は、標的mRNAを「スライスする（slicing）」ことに関与し、これは次いで細胞機構によりさらに分解される。
哺乳類細胞へのsiRNAの外部からの導入は、上述の機構により配列特異的様式で標的遺伝子の発現を効果的に減少させ得るという発見によって、RNAiの実用化が相当前進した。典型的なsiRNA構造は、ガイド鎖およびアンチセンス鎖を含む、19ヌクレオチド二本鎖部分を含む。各鎖は、2 ntの3’オーバーハングを有する。典型的には、siRNAのガイド鎖は、少なくとも17〜19の連続ヌクレオチドにわたってその標的遺伝子およびmRNA転写物へ完全に相補的であり、典型的には、siRNAの2つの鎖は、二本鎖部分にわたって互いに完全に相補的である。しかし、当業者によって理解されるように、完全な相補性は必要ではない。代わりに、ガイド鎖と標的mRNAとによって形成される二本鎖中の1または複数のミスマッチが、特にある部分で、しばしば許容され、サイレンシング活性は有用なレベル未満に低下されない。例えば、標的mRNAとガイド鎖との間で1、2、3、またはそれ以上のミスマッチが存在し得る（オーバーハングを無視）。従って、本明細書中において使用される場合、「実質的に相補的」である2つの核酸部分、例えば、ガイド鎖（オーバーハングを無視）および標的mRNAのある部分は、完全に相補的であってもよく（即ち、それらは、互いにハイブリダイズし、二本鎖を形成し、ここで、各ヌクレオチドは相補的な塩基対のメンバーである）、またはそれらは、ハイブリダイゼーションが生じるのに十分なより低い度合いの相補性を有してもよい。当業者は、siRNA二本鎖の2つの鎖が完全に相補性である必要はないことを理解する。有効なsiRNAのガイド鎖中の典型的に少なくとも80％、好ましくは少なくとも90％、またはそれ以上のヌクレオチドが、少なくとも約19連続ヌクレオチドにわたって、標的mRNAに相補的である。サイレンシング効果に対するミスマッチの影響、およびミスマッチが最も容易に許容される位置は、活発に研究されている分野である（例えば、Reynolds et al., 2004, Nat. Biotechnol., 22:326を参照のこと）。
好適な構造および標的遺伝子に対する相補性の度合いを有する分子は、様々な異なるサイレンシング効率を示すことが、理解される。種々の追加の設計基準が、有効なsiRNA配列の選択を助けるために開発されている。選択される標的遺伝子をサイレンシングするのに特に有効であると予想されるsiRNA配列を選択するために使用され得る多数のソフトウエアプログラムが、入手可能である（例えば、Yuan et al., 2004, Nucl. Acids. Res., 32:W130；およびSantoyo et al., 2005, Bioinformatics, 21:1376を参照のこと）。
当業者によって理解されるように、上述のものとは1または複数の点が相違する種々の構造を有するRNA分子によって、RNAiは有効に媒介され得る。例えば、二本鎖の長さは変化され得（例えば、約17〜29ヌクレオチド）；オーバーハングは存在する必要はなく、存在する場合は、それらの長さおよびオーバーハング中のヌクレオチドの同一性は変化し得る（しかし、最も一般的には、対称的なdTdTオーバーハングが合成siRNAにおいて使用される）。
ショートヘアピンRNA（shRNA）と呼ばれる、さらなる構造体は、RNA干渉を媒介し得る。shRNAは、互いにハイブリダイズし二本鎖の「ステム部（stem）」を形成する2つの相補領域を含む一本鎖RNAであり、これら2つの相補領域は一本鎖のループによって連結される。shRNAは、ダイサーによって細胞内で処理され、ガイド鎖とアンチセンス鎖とを含むsiRNA構造体が形成される。shRNAは細胞へ外から送達され得る一方、より典型的には、shRNAの細胞内合成が、例えば、安定な細胞株またはトランスジェニック生物を作り出すために、shRNAの転写についてのテンプレートへ作動可能に連結されたプロモータを含むプラスミドまたはベクターを細胞へ導入することによって、達成される。
標的mRNAの配列特異的切断は、現在、細胞へのショートRNAi剤（short RNAi agent）の外からの送達によって遺伝子サイレンシングを達成する最も広く使用される手段である一方、ショートRNA種によって媒介される配列特異的サイレンシングのさらなる機構が、公知であり得る。例えば、RNA小分子によって媒介される転写後遺伝子サイレンシングは、翻訳抑制を含む機構によって生じ得る。ある内因的に発現されたRNA分子は、二本鎖が1または複数のミスマッチおよび／またはバルジによって隔てられた不完全な二本鎖部分を含むヘアピン構造を形成する。これらのヘアピン構造体は、細胞内的に処理され、マイクロRNA（miRNA）として公知でありそう呼ばれる一本鎖RNA種が生成され、これは、完全ではない相補性でそれらがハイブリダイズする標的転写物の翻訳抑制を媒介する。miRNA前駆体の構造を模倣するように設計されたsiRNA様分子は、哺乳類細胞へ投与されると、標的遺伝子の翻訳抑制を生じさせることが示された。
従って、ショートRNAi剤が遺伝子発現を阻害する正確な機構は、少なくとも一部、RNAi剤の二本鎖部分の構造および／またはRNAi剤の1本の鎖と標的転写物とによって形成されるハイブリッドの構造に依存するようである。RNAi機構ならびにRNAiを媒介することが公知である種々のRNA分子（例えば、siRNA、shRNA、miRNAおよびそれらの前駆体）の構造は、広範囲に概説された（例えば、Dykxhhorn et al., 2003, Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 4:457；Hannon et al., 2004, Nature, 431:3761；およびMeister et al., 2004, Nature, 431 :343を参照のこと）。今後の開発は、RNAiが達成され得るさらなる機構を解明し、さらなる有効なショートRNAi剤を解明することであろうことが、予測される。任意の現在公知のまたは引き続いて発見されるショートRNAi剤は、本発明の範囲内にある。
本発明の方法に従って送達されるおよび／または本発明の組成物中に存在するショートRNAi剤は、任意の真核細胞遺伝子をサイレンシングするように設計され得る。前記遺伝子は、哺乳類遺伝子、例えば、ヒト遺伝子であり得る。前記遺伝子は、野生型遺伝子、突然変異遺伝子、多型遺伝子の対立遺伝子などであり得る。前記遺伝子は、疾患関連の遺伝子、例えば、過剰発現、過小発現、または突然変異が関連するか、疾患の発達または進行に寄与する遺伝子であり得る。例えば、前記遺伝子は癌遺伝子であり得る。前記遺伝子は、ウイルスなどの感染性因子についての受容体または推定の受容体をコードし得る（例えば、具体例については、Dykxhhorn et al., 2003, Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 4:457を参照のこと）。
ある態様において、tRNAは、機能性RNA分子であり、真核細胞へのその送達は、本発明の組成物および方法を使用してモニタリングされ得る。タンパク質合成におけるtRNAの役割および構造は、周知である（Soll and Rajbhandary, (eds.) tRNA: Structure, Biosynthesis, and Function, ASM Press, 1995）。tRNAのクローバー形状は、一本鎖tRNAの相補領域間の分子内塩基対の形成の結果として生じるいくつかの二本鎖の「ステム部」を含む。ポリペプチド鎖内の特定の位置に非天然アミノ酸、例えば、アミノ酸アナログまたは標識されたアミノ酸を組み込むポリペプチドの合成には、相当な関心がある（例えば、Kohrer and RajBhandary, "Proteins carrying one or more unnatural amino acids," Chapter 33, In Ibba et al., (eds.), Aminoacyl-tRNA Synthetases, Landes Bioscience, 2004を参照のこと）。このようなポリペプチドを合成するための1つのアプローチは、非天然アミノ酸でアミノアシル化されているサプレッサーtRNAを、所望のポリペプチドをコードするが1または複数の位置にナンセンスコドンを含むmRNAを発現する細胞へ送達することである。ナンセンスコドンは、サプレッサーtRNAによって認識され、mRNAによってコードされるポリペプチド中への非天然アミノ酸の組み込みを生じさせる（Kohrer et al., 2001, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 98:14310；およびKohrer et al., 2004, Nucleic Acids Res., 32:6200）。しかし、siRNA送達における場合のように、細胞へtRNAを送達するための現在の方法は、可変のレベルの送達を生じさせ、このようなタンパク質およびそれらの細胞に対する効果を分析する試みを複雑化する。
本発明は、それによってtRNAがアミノアシル化される非天然アミノ酸を組み込むタンパク質の合成を達成するための、真核細胞へのtRNA、例えば、サプレッサーtRNA、および光学的または磁気的に検出可能な粒子の送達を意図する。1または複数の非天然アミノ酸を組み込むタンパク質の分析は、広範囲の適用を有する。例えば、検出可能な（例えば、蛍光性の）部分で修飾されたアミノ酸の組み込みは、天然タンパク質構造への最小の妨害を伴って、タンパク質輸送、分泌などの研究を可能にし得る。代替的または追加的に、反応性部分（例えば、光活性化可能なおよび／または架橋性の基）の組み込みは、タンパク質相互作用パートナーを同定するためおよび／または三次元構造モチーフを規定するために使用され得る。タンパク質へのリン酸化アミノ酸（例えば、ホスホチロシン、ホスホスレオニン、またはホスホセリン、またはそれらのアナログ）の組み込みは、細胞シグナル伝達経路および要件を研究するために使用され得る。
本発明の一態様において、機能性RNAはリボザイムである。リボザイムは、標的mRNA転写物を触媒作用で切断するように設計され、標的mRNAの翻訳および／または標的の発現を妨げるために使用され得る（例えば、PCT公開公報WO 90/11364；およびSarver et al., 1990, Science 247:1222を参照のこと）。
ある態様において、内因性の標的遺伝子発現は、標的遺伝子の調節領域（即ち、標的遺伝子のプロモータおよび／またはエンハンサー）に相補的なデオキシリボヌクレオチド配列を標的化し、体内の標的筋細胞中における標的遺伝子の転写を妨げる三重らせん構造を形成することによって、減少され得る（一般的に、Helene, 1991, Anticancer Drug Des. 6:569；Helene et al., 1992, Ann, N. Y. Acad. Sci. 660:27；およびMaher, 1992, Bioassays 14:807を参照のこと）。
真核細胞への送達のためのRNA、例えば、RNAi剤、tRNA、リボザイムなどは、化学合成、酵素合成、より長い前駆体の酵素または化学切断などを含むがこれらに限定されない任意の利用可能な技術に従って調製され得る。RNA分子を合成する方法は、当該分野において公知である（例えば、Gait, M. J. (ed.) Oligonucleotide synthesis: a practical approach, Oxford (Oxfordshire), Washington, DC: IRL Press, 1984；およびHerdewijn, P. (ed.) Oligonucleotide synthesis: methods and applications, Methods in Molecular Biology, v. 288 (Clifton, N.J.) Totowa, N.J.: Humana Press, 2005を参照のこと）。siRNAのようなショートRNAi剤は、多数の種々の供給業者から市販されている。広範囲の種々の遺伝子へ標的化された予め試験されたsiRNAが、例えば、Ambion（テキサス州、オースティン）、Dharmacon（コロラド州、ラフィーエット）、Sigma-Aldrich（ミズーリ州、セントルイス）から入手可能である。
siRNAがインビトロで合成されると、2つの鎖は、典型的に、それらを細胞と接触させる前にハイブリダイズすることが可能となる。得られるsiRNA組成物は、二本鎖の（ハイブリダイズされた）分子のみからなる必要はないことが理解される。例えば、RNAi剤は、一般的に、少量の一本鎖RNAを含む。一般的に、siRNA組成物中少なくとも約50%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、または少なくとも約99%〜100%のRNAが、細胞と接触される際に二本鎖である。しかし、より低い割合のdsRNAを含有する組成物が、有効であるのに十分なdsRNAを該組成物が含有する限りにおいて、使用され得る。
ベクター
ある態様において、送達される核酸はベクターである。本明細書中において使用される場合、「ベクター」という用語は、それが結合している別の核酸を輸送し得る核酸分子（典型的に、しかし必ずしもではなく、DNA分子）を指す。ベクターは、宿主細胞（例えば、本発明の標的粒子によって標的化された細胞）中におけるそれらが結合した核酸の染色体外での複製および／または発現を達成し得る。ある態様において、ベクターは、宿主細胞のゲノム中へ一体化し得る。
ある態様において、ベクターは、タンパク質および／またはRNA発現を指向するために使用される。ある態様において、発現される前記タンパク質および／またはRNAは、前記細胞によって、通常、発現されない。ある態様において、発現される前記タンパク質および／またはRNAは、前記細胞によって、しかしベクターが該細胞へ送達されていない場合にそれが発現されるよりも低いレベルで、通常、発現される。
ある態様において、ベクターは、本明細書中に記載されるタンパク質のいずれかの発現を指向する。ある態様において、ベクターは、抗癌活性を有するタンパク質の発現を指向する。ある態様において、ベクターは、本明細書中に記載される機能性RNA、例えば、RNAi剤、リボザイムなどのいずれかの発現を指向する。ある態様において、ベクターは、抗癌活性を有する機能性RNAの発現を指向する。
タンパク質薬剤
ある態様において、送達される薬剤は、タンパク質またはペプチドであり得る。ある態様において、ペプチドは、サイズが約5〜500、5〜250、5〜100、または5〜50、または5〜25アミノ酸の範囲内にある。ペプチドは、最大限に多様なペプチドのパネル（panel）を提供するように一貫して変化された配列および／またはランダム配列を含むペプチドのパネル由来のペプチドが、使用され得る。
「タンパク質」、「ポリペプチド」、および「ペプチド」という用語は、本明細書中において交換可能に使用され、典型的に、約500〜約1000アミノ酸未満の長さを有するポリペプチドを指す。ポリペプチドは、L-アミノ酸、D-アミノ酸、または両方を含み得、かつ当該分野において公知の種々のアミノ酸修飾物またはアナログのいずれをも含み得る。有用な修飾としては、例えば、末端アセチル化、アミド化などが挙げられる。ある態様において、ポリペプチドは、本明細書中に記載されるように、標準アミノ酸、非標準アミノ酸、合成アミノ酸、およびそれらの組み合わせを含み得る。
ある態様において、送達される薬剤は、ペプチド、ホルモン、エリスロポエチン、インスリン、サイトカイン、ワクチン接種用の抗原などであり得る。ある態様において、送達される薬剤は、抗体および／またはその特徴的部分であり得る。ある態様において、抗体は、ポリクローナル、モノクローナル、キメラ（即ち、「ヒト化」）、一本鎖（組換え）抗体を含み得るが、これらに限定されない。ある態様において、抗体は、減少されたエフェクター機能および／または二重特異的分子を有し得る。ある態様において、抗体は、上記でさらに詳細に記載されたように、Fabフラグメントおよび／またはFab発現ライブラリによって作製されたフラグメントを含み得る。
ある態様において、送達される薬剤は、抗癌剤であり得る。例示的なタンパク質抗癌剤は、酵素（例えば、L-アスパラギナーゼ）および生物学的反応修飾物質、例えば、インターフェロン（例えば、インターフェロン-α）、インターロイキン（例えば、インターロイキン2；IL-2）、顆粒球コロニー刺激因子（G-CSF）、および顆粒球／マクロファージコロニー刺激因子（GM-CSF）である。ある態様において、タンパク質抗癌剤は、腫瘍細胞に対して細胞傷害性である抗体またはその特徴的部分である。
糖質薬剤
ある態様において、送達される薬剤は、糖質、例えば、タンパク質と結合した糖質（例えば、糖タンパク質、プロテオグリカンなど）である。糖質は、天然であっても合成であってもよい。糖質はまた、誘導体化された天然糖質であり得る。ある態様において、糖質は、単糖または複合糖であり得る。ある態様において、糖質は、グルコース、フルクトース、ガラクトース、およびリボースを含むがこれらに限定されない、単糖類である。ある態様において、糖質は、ラクトース、スクロース、マルトース、トレハロース、およびセロビオースを含むがこれらに限定されない、二糖類である。ある態様において、糖質は、セルロース、微結晶性セルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）、メチルセルロース（MC）、デキストロース、デキストラン、グリコーゲン、キサンタンゴム、ジェランガム（gellan gum）、デンプン、およびプルランを含むがこれらに限定されない、多糖類である。ある態様において、糖質は、マンニトール、ソルビトール、キシリトール、エリスリトール、マルチトール、およびラクチトールを含むがこれらに限定されない、糖アルコールである。
脂質薬剤
ある態様において、送達される薬剤は、脂質、例えば、タンパク質と結合している脂質（例えば、リポタンパク質）である。本発明に従って使用され得る例示的な脂質としては、油、脂肪酸、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、必須脂肪酸、シス脂肪酸、トランス脂肪酸、グリセリド、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリド、ホルモン、ステロイド（例えば、コレステロール、胆汁酸）、ビタミン（例えば、ビタミンE）、リン脂質、スフィンゴリピド、およびリポタンパク質が挙げられるが、これらに限定されない。
ある態様において、脂質は、1または複数の脂肪酸基またはその塩を含み得る。ある態様において、脂肪酸基は、消化可性の、長鎖（例えば、C8〜C50）の、置換または非置換の炭化水素を含み得る。ある態様において、脂肪酸基は、C10〜C20脂肪酸またはその塩であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、C15〜C20脂肪酸またはその塩であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、C15〜C25脂肪酸またはその塩であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、不飽和であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、一価不飽和であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、多価不飽和であり得る。ある態様において、不飽和脂肪酸基の二重結合は、シス立体配座であり得る。ある態様において、不飽和脂肪酸基の二重結合は、トランス立体配座であり得る。
ある態様において、脂肪酸基は、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、またはリグノセリン酸の1または複数であり得る。ある態様において、脂肪酸基は、パルミトレイン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、α−リノール酸、γ−リノール酸、アラキドン酸、ガドレイン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、またはエルカ酸の1または複数であり得る。
診断剤
ある態様において、送達される薬剤は、診断剤である。ある態様において、診断剤としては、ガス；陽電子放射断層撮影法（PET）、コンピューター断層撮影法（CAT）、単一光子放射コンピューター断層撮影法、X線、蛍光透視、および磁気共鳴画像法（MRI）において使用される市販のイメージング剤；制吐薬；ならびに造影剤が挙げられる。MRIにおける造影剤としての使用に好適な材料の例としては、ガドリニウムキレート、ならびに鉄、マグネシウム、マンガン、銅、およびクロムが挙げられる。CATおよびX線画像化に有用な材料の例としは、ヨウ素ベースの材料が挙げられる。
ある態様において、本発明の標的粒子は、磁気共鳴画像法（MRI）において使用される診断剤、例えば、酸化鉄粒子またはガドリニウム錯体を含み得る。臨床使用について承認されているガドリニウム錯体としては、DTPA、DTPA-BMA、DOTAおよびHP-DO3Aとのガドリニウムキレートが挙げられる（Aime et al., 1998, Chemical Society Reviews, 27:19において概説される）。
ある態様において、本発明の標的粒子は、治療剤および／または診断剤としての放射性核種を含み得る。使用される放射性核種の中でも、γ線放射体、陽電子放射体、およびX線放射体が診断および／または治療に好適であり、一方、β線放射体およびα線放射体も治療に使用され得る。本発明の標的粒子を形成するための好適な放射性核種としては、123I、125I、130I、131I、133I、135I、47Sc、72As、72Se、90Y、88Y、97Ru、100Pd、101mRh、119Sb、128Ba、197Hg、211At、212Bi、212Pb、109Pd、111In、67Ga、68Ga、67Cu、75Br、77Br、99mTc、14C、13N、15O、32P、33P、および18Fが挙げられるが、これらに限定されない。
ある態様において、診断剤は、蛍光性、発光性、または磁性部分であり得る。ある態様において、検出可能な部分、例えば、蛍光性または発光性色素などは、粒子コアおよび／またはコーティング層によって、封じ込められているか、埋め込まれているか、または封入されている。
蛍光性および発光性部分としては、一般的に「色素」、「標識」、または「インジケータ」と呼ばれる、種々の異なる有機または無機小分子が挙げられる。例としては、フルオレセイン、ローダミン、アクリジン色素、Alexa色素、シアニン色素などが挙げられる。蛍光性および発光性部分は、種々の天然タンパク質およびその誘導体、例えば、遺伝子操作された変異体を含み得る。例えば、蛍光タンパク質としては、緑色蛍光タンパク質（GFP）、増強GFP、赤色、青色、黄色、シアン、およびサファイア蛍光タンパク質、サンゴ蛍光タンパク質などが挙げられる。発光タンパク質としては、ルシフェラーゼ、エクオリンおよびその誘導体が挙げられる。多数の蛍光および発光色素およびタンパク質が、当該分野において公知である（例えば、米国特許公開公報2004/0067503；Valeur, B., "Molecular Fluorescence: Principles and Applications," John Wiley and Sons, 2002；Handbook of Fluorescent Probes and Research Products, Molecular Probes, 9th edition, 2002；およびThe Handbook - A Guide to Fluorescent Probes and Labeling Technologies, Invitrogen, 10th edition（Invitrogenウェブサイトで入手可能）を参照のこと）。
予防剤
ある態様において、送達される薬剤は、予防剤である。ある態様において、予防剤は、ワクチンを含む。ワクチンは、単離されたタンパク質またはペプチド、不活性化された生物およびウイルス、死滅した生物およびウイルス、遺伝子的に変化された生物またはウイルス、および細胞抽出物を含み得る。予防剤は、インターロイキン、インターフェロン、サイトカイン、およびアジュバント、例えば、コレラ毒素、ミョウバン、フロイントアジュバントなどと組み合わせられ得る。予防薬は、以下を含んでよい：肺炎連鎖球菌（Streptococccus pnuemoniae）、インフルエンザ菌（Haemophilus influenzae）、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、化膿連鎖球菌（Streptococcus pyrogenes）、ジフテリア菌（Corynebacterium diphtheriae）、リステリア菌（Listeria monocytogenes）、炭疽菌（Bacillus anthracis）、破傷風菌（Clostridium tetani）、ボツリヌス菌（Clostridium botulinum）、ウェルシュ菌（Clostridium perfringens）、髄膜炎菌（Neisseria meningitidis）、淋菌（Neisseria gonorrhoeae）、ミュータンス連鎖球菌（Streptococcus mutans）、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）、チフス菌（Salmonella typhi）、パラインフルエンザ菌（Haemophilus parainfluenzae）、百日咳菌（Bordetella pertussis）、野兎病菌（Francisella tularensis）、ペスト菌（Yersinia pestis）、コレラ菌（Vibrio cholerae）、レジオネラ・ニューモフィラ菌（Legionella pneumophila）、結核菌（Mycobacterium tuberculosis）、らい菌（Mycobacterium leprae）、梅毒トレポネーマ（Treponema pallidum）、レプトスピラ・インテロガン（Leptospirosis interrogans）、ボレリア・バーグドルフェリー（Borrelia burgdorferi）、カンフィロバクター・ジェジュニ（Camphylobacter jejuni）などのような、細菌生物の抗原；痘瘡ウイルス、インフルエンザAおよびB、呼吸器性シンシチウムウイルス（respiratory syncytial virus）、パラインフルエンザウイルス、麻疹ウイルス、HIVウイルス、水痘−帯状疱疹ウイルス、単純ヘルペス1型および2型、サイトメガロウイルス、エプスタイン−バーウイルス、ロタウイルス、ライノウイルス、アデノウイルス、パピローマウイルス、ポリオウイルス、ムンプスウイルス、狂犬病ウイルス、風疹ウイルス、コクサッキーウイルス、ウマ脳炎ウイルス、日本脳炎ウイルス、黄熱病ウイルス、リフトバレー熱ウイルス、A型、B型、C型、D型、およびE型肝炎ウイルスなどのような、ウイルスの抗原；クリプトコックス・ネオフォルマンス（Cryptococcus neoformans）、ヒストプラスマ・カプスラーツム（Histoplasma capsulatum）、カンジダ・アルビカンス（Candida albicans）、カンジダ・トロピカリス（Candida tropicalis）、ノカルジア・アステロイデス（Nocardia asteroides）、リケッチア・リケッチー（Rickettsia ricketsii）、リケッチア・チフィ（Rickettsia typhi）、肺炎マイコプラスマ（Mycoplasma pneumoniae）、クラミジア・シタシイ（Chlamydial psittaci）、クラミジア・トラコマチス（Chlamydial trachomatis）、熱帯熱マラリア原虫（Plasmodium falciparum）、トリパノソーマ・ブルース（Trypanosoma brucei）、赤痢アメーバ（Entamoeba histolytica）、トキソプラスマ・ゴンジイ（Toxoplasma gondii）、膣トリコモナス（Trichomonas vaginalis）、マンソン住血吸虫（Schistosoma mansoni）などのような、真菌、原生動物、および寄生生物の抗原。これらの抗原は、全滅した微生物（whole killed organism）、ペプチド、タンパク質、糖タンパク質、糖質、またはそれらの組み合わせの形態であり得る。
栄養補助剤
ある態様において、送達される治療剤は、栄養補助剤である。ある態様において、栄養補助剤は、基本的栄養価を提供し、健康または医療利益を提供し、かつ／または健康補助食品である。ある態様において、栄養補助剤は、ビタミン（例えば、ビタミンA、B、C、D、E、Kなど）、ミネラル（例えば、鉄、マグネシウム、カリウム、カルシウムなど）、または必須アミノ酸（例えば、リジン、グルタミン、ロイシンなど）である。
ある態様において、栄養補助剤は、植物または動物抽出物、例えば、脂肪酸および／またはオメガ3脂肪酸（例えば、DHAまたはARA）、果物および野菜抽出物、ルテイン、ホスファチジルセリン、リポイド酸（lipoid acid）、メラトニン、グルコサミン、コンドロイチン、アロエベラ、グッグル（guggul）、緑茶、リコピン、ホールフード（whole food）、食品添加物、ハーブ、ファイトニュートリエント（phytoneutrient）、抗酸化剤、果物のフラボノイド成分、月見草油、亜麻仁、魚および海洋動物油（例えば、タラ肝油）、およびプロバイオティクスを含み得る。
例示的な栄養補助剤および健康補助食品は、例えば、Roberts et al., （Nutriceuticals: The Complete Encyclopedia of Supplements, Herbs, Vitamins, and Healing Foods, American Nutriceutical Association, 2001）に開示されている。栄養補助剤および健康補助食品はまた、Physicians’ Desk Reference for Nutritional Supplements, 1st Ed. (2001)およびThe Physicians’ Desk Reference for Herbal Medicines, 1st Ed. (2001)に開示されている。
当業者は、該リストは、本発明の標的粒子を使用して送達され得る治療剤の例示的であって網羅的ではないリストであることを認識する。任意の治療剤が、本発明に従って標的化送達のために粒子と結合し得る。
標的粒子の作製
ある態様において、本発明の標的粒子は、粒子と1または複数の標的化部分（例えば、アプタマー）とを含む。ある態様において、本発明の標的粒子は、粒子と、1または複数の標的化部分と、送達される1または複数の治療剤とを含む。
本発明の標的粒子は、任意の利用可能な方法を使用して製造され得る。粒子へ核酸標的化部分を結合する場合、核酸リガンドの三次元特徴および立体配座に悪影響を与えることなく、単純な化学を使用して、負に帯電した核酸リガンドへ効率的に結合し得る粒子を有することが、望ましい。標的粒子は、全身投与後の単核食細胞系による取り込みを回避し得、その結果、それが体内の特定の組織および細胞に到達し得ることが、望ましい。
ある態様において、治療剤は、粒子と共有結合していない。例えば、粒子は、ポリマーを含み得、かつ治療剤は、本発明の粒子の該ポリマーの表面と結合しているか、該ポリマー内に封入されているか、および／または該ポリマーにわたって分散されていてよい。治療剤は、粒子の拡散、分解、および／またはそれらの組み合わせによって放出される。ある態様において、ポリマーは、大部分の侵食によって分解する。ある態様において、ポリマーは、表面侵食によって分解する。
ある態様において、治療剤は、粒子と共有結合している。このような標的粒子について、標的部位への治療剤の放出および送達は、前記結合を崩壊させることによって生じる。例えば、治療剤が切断可能なリンカーによって粒子と結合している場合、治療剤は、リンカーの切断時に標的部位へ放出および送達される。
ある態様において、標的化部分は、粒子と共有結合していない。例えば、粒子は、ポリマーを含み得、かつ標的向性部分は、本発明の粒子の該ポリマーの表面と結合しているか、該ポリマー内に封入されているか、該ポリマーによって囲まれているか、および／または該ポリマーにわたって分散されていてよい。ある態様において、標的化部分は、粒子と物理的に結合している。
物理的結合は、種々の異なる様式で達成され得る。物理的結合は、共有結合または非共有結合であり得る。粒子、標的化部分、および／または治療剤は、例えば、1または複数の共有結合によって、互いに直接結合していてもよく、または1または複数のリンカーによって結合していてもよい。一態様において、リンカーは、粒子との1または複数の共有結合または非共有結合、および標的化部分との1または複数の共有結合または非共有結合を形成し、それによってそれらを互いに結合している。ある態様において、第1リンカーは、粒子と共有結合または非共有結合を形成し、第2リンカーは、標的化部分と共有結合または非共有結合を形成する。2つのリンカーは、互いと1または複数の共有結合または非共有結合を形成する。
一態様において、リンカーは、粒子との1または複数の共有結合または非共有結合、および治療剤との1または複数の共有結合または非共有結合を形成し、それによってそれらを互いに結合している。ある態様において、第1リンカーは、粒子と共有結合または非共有結合を形成し、第2リンカーは、治療剤と共有結合または非共有結合を形成する。2つのリンカーは、互いと1または複数の共有結合または非共有結合を形成する。
一態様において、リンカーは、治療剤との1または複数の共有結合または非共有結合、および標的化部分との1または複数の共有結合または非共有結合を形成し、それによってそれらを互いに結合している。ある態様において、第1リンカーは、治療剤と共有結合または非共有結合を形成し、第2リンカーは、標的化部分と共有結合または非共有結合を形成する。2つのリンカーは、互いと1または複数の共有結合または非共有結合を形成する。
任意の好適なリンカーが、本発明に従って使用され得る。リンカーは、アミド結合、エステル結合、ジスルフィド結合などを形成するために使用され得る。リンカーは、炭素原子またはヘテロ原子（例えば、窒素、酸素、硫黄など）を含み得る。典型的に、リンカーは、1〜50個の原子の長さ、1〜40個の原子の長さ、1〜25個の原子の長さ、1〜20個の原子の長さ、1〜15個の原子の長さ、1〜10個の原子の長さ、または1〜10個の原子の長さである。リンカーは、水素原子、アルキル、アルケニル、アルキニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルアミノ、ヒドロキシル、アルコキシ、ハロゲン、アリール、ヘテロ環、芳香族ヘテロ環、シアノ、アミド、カルバモイル、カルボン酸、エステル、チオエーテル、アルキルチオエーテル、チオール、およびウレイド基を含むがこれらに限定されない種々の置換基で置換され得る。当業者に理解されるように、これらの基の各々は、同様に置換され得る。
ある態様において、リンカーは、脂肪族リンカーまたはヘテロ脂肪族リンカーである。ある態様において、リンカーは、ポリアルキルリンカーである。ある態様において、リンカーは、ポリエーテルリンカーである。ある態様において、リンカーは、ポリエチレンリンカーである。ある態様において、リンカーは、ポリエチレングリコール（PEG）リンカーである。
ある態様において、リンカーは、切断可能なリンカーである。いくつかの例を挙げると、切断可能なリンカーとしては、プロテアーゼ切断可能なペプチドリンカー、ヌクレアーゼ感受性核酸リンカー、リパーゼ感受性脂質リンカー、グリコシダーゼ感受性糖質リンカー、pH感受性リンカー、低酸素感受性リンカー、光切断可能なリンカー、熱不安定性リンカー、酵素切断可能なリンカー（例えば、エステラーゼ切断可能なリンカー）、超音波感受性リンカー、X線切断可能なリンカーなどが挙げられる。ある態様において、リンカーは、切断可能なリンカーではない。
任意の種々の方法が、リンカーと粒子とを結合するために使用され得る。一般的な戦略は、受動吸着（passive adsorption）（例えば、静電相互作用による）、多価キレート化（multivalent chelation）、特定の結合対間の高親和性非共有結合、共有結合形成などが挙げられる（Gao et al., 2005, Curr. Op. Biotechnol., 16:63）。ある態様において、クリック化学（click chemistry）が、リンカーと粒子とを結合するために使用され得る（例えば、ディールス・アルダー反応、ヒグセン1,3-双極子付加環化（Huigsen 1,3-dipolar cycloaddition）、求核置換、カルボニル化学、エポキシ化、ジヒドロキシル化など）。
二官能性架橋試薬が使用され得る。このような試薬は、2つの反応基を含み、それによって2つの標的基を共有結合する手段を提供する。化学架橋試薬中の反応基は、典型的に、種々のクラスの官能基、例えば、スクシンイミジルエステル、マレイミド、およびピリジルジスルフィドに属する。例示的な架橋剤としては、例えば、カルボジイミド、N-ヒドロキシスクシンイミジル-4-アジドサリチル酸（NHS-ASA）、ジメチルピメリミデートジヒドロクロリド（DMP）、ジメチルスベリミデート（DMS）、3,3’-ジチオビスプロピオンイミデート（DTBP）、N-スクシンイミジル3-[2-ピリジルジチオ]-プロピオンアミド（SPDP）、スクシミジルα-メチルブタノエート（succimidyl α-methylbutanoate）、ビオチンアミドヘキサノイル-6-アミノ-ヘキサン酸N-ヒドロキシ-スクシンイミドエステル（SMCC）、スクシンイミジル-[(N-マレイミドプロピオンアミド)-ドデカエチレングリコール]エステル（NHS-PEO 12)などが挙げられる。例えば、カルボジイミド媒介アミド形成、ならびに活性エステルマレイミド媒介アミンおよびスルフヒドリルカップリングは、広く使用されるアプローチである。
標的粒子を形成するための一般的なスキームは、場合によっては2または3工程反応シーケンス（sequence）による、1分子上のアミン基の第2分子上のチオール基へのカップリングを含む。チオール含有分子は、ヘテロ二官能性架橋試薬（例えば、スクシンイミジルエステルと、マレイミド、ピリジルジスルフィド、またはヨードアセトアミドのいずれかとを含有する試薬）を使用して、アミン含有分子と反応され得る。アミン−カルボン酸およびチオール−カルボン酸架橋、マレイミド−スルフヒドリルカップリング化学（例えば、マレイミドベンゾイル-N-ヒドロキシスクシンイミドエステル（MBS）法）などが使用され得る。ポリペプチドは、好都合なことに、リジンまたはシステイン側鎖中のそれぞれアミンまたはチオール基を介して、またはN末端アミノ基によって、粒子へ結合し得る。RNAなどの核酸は、末端アミノ基を用いて合成され得る。種々のカップリング試薬（例えば、スクシンイミジル3-(2-ピリジルジチオ)プロピオネート（SPDP）およびスルホスクシンイミジル-4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボキシレート（スルホ-SMCC））が、標的粒子の種々の成分を結合するために使用され得る。粒子は、生体分子との結合を促進するために表面で利用可能な官能基、例えば、アミンまたはカルボキシル基を用いて調製され得る。
非共有結合性特異的結合相互作用が使用され得る。例えば、粒子または生体分子のいずれかがビオチンで官能化され得、他方がストレプトアビジンで官能化される。これら2つの部分は、非共有結合的にかつ高親和性で、互いに特異的に結合し、それによって粒子と生体分子が結合する。他の特異的結合対が、同様に使用され得る。あるいは、ヒスチジンタグの付いた分子が、ニッケル−ニトロロ三酢酸（nitrolotriaceteic acid）（Ni-NTA）へ結合した粒子と結合し得る。
任意の生体分子が、粒子、標的化部分、および／または治療剤へ結合する。スペーサーは、例えば、例えば長さが1〜10個のアミノ酸、例えば、長さが1、2、3、4、または5個のアミノ酸の、短いペプチド鎖、核酸、アルキル鎖などであり得る。
結合（association）および／または複合体化（conjugation）法ならびに架橋リンカーについてさらなる一般的な情報については、American Chemical Society, Columbus OH, PO Box 3337, Columbus, OH, 43210によって発行されるジャーナル、Bioconjugate Chemistry；Pierceウェブサイドで入手可能であり元は1994-95 Pierce Catalogにおいて公開された"Cross-Linking", Pierce Chemical Technical Library、およびそこに引用される参考文献；Wong SS, Chemistry of Protein Conjugation and Cross-linking, CRC Press Publishers, Boca Raton, 1991；ならびにHermanson, G. T., Bioconjugate Techniques, Academic Press, Inc., San Diego, 1996を参照のこと。
代替的または追加的に、粒子は、直接的または間接的に非共有結合相互作用を介して標的化部分へ結合し得る。非共有結合相互作用としては、電荷相互作用、親和性相互作用、金属配位、物理吸着、ホスト−ゲスト相互作用、疎水性相互作用、TTスタッキング相互作用、水素結合相互作用、ファン・デル・ワールス相互作用、磁気相互作用、静電相互作用、双極子−双極子相互作用などが挙げられるが、これらに限定されない。
ある態様において、粒子は、電荷相互作用によって、標的化部分と結合し得る。例えば、粒子は、カチオン性表面を有し得、またはカチオン性ポリマー、例えば、ポリ(リジン)またはポリ(エチレンイミン)と反応され得、カチオン性表面が提供される。次いで、前記粒子表面は、電荷相互作用によって、負に帯電した核酸リガンドと結合し得る。核酸リガンドの1末端は、典型的に、負に帯電したポリマー（例えば、ポリ(カルボン酸)）へ、またはその標的についての核酸リガンドの結合親和性を妨害することなしに前記カチオン性ポリマー表面と相互作用し得るさらなるオリゴヌクレオチド配列へ、結合している。
ある態様において、粒子は、親和性相互作用によって、標的化部分および／または送達される治療剤と結合し得る。例えば、ビオチンが、徐放ポリマーシステムの表面へ結合し得、かつストレプトアビジンが、核酸リガンドへ結合し得；または逆に、ビオチンが、核酸リガンドへ結合し得、かつストレプトアビジンが、徐放ポリマーシステムの表面へ結合し得る。ビオチン基およびストレプトアビジンは、典型的に、リンカー、例えば、アルキレンリンカーまたはポリエーテルリンカーを介して、徐放ポリマーシステムまたは核酸リガンドへ結合する。ビオチンおよびストレプトアビジンは、親和性相互作用によって結合し、それによって、徐放ポリマーシステムが核酸リガンドへ結合する。
ある態様において、粒子は、金属配位によって、標的化部分および／または送達される治療剤と結合し得る。例えば、ポリヒスチジンが、核酸リガンドの1末端へ結合し得、かつニトリロ三酢酸が、徐放ポリマーシステムの表面へ結合し得る。金属、例えば、Ni2+は、ポリヒスチジンおよびニトリロ三酢酸にキレートし、それによって核酸リガンドが徐放ポリマーシステムへ結合する。
ある態様において、粒子は、物理吸着によって、標的化部分および／または送達される治療剤と結合し得る。例えば、疎水性尾部、例えば、ポリメタクリレートまたは少なくとも約10個の炭素を有するアルキル基が、核酸リガンドの1末端へ結合し得る。疎水性尾部は、疎水性徐放ポリマーシステム（例えば、ポリオルトエステル、ポリセバシン酸無水物、またはポリカプロラクトンから作製されたかまたはこれでコーティングされた疎水性徐放ポリマーシステム）の表面上へ吸着し、それによって核酸リガンドが徐放ポリマーシステムへ結合する。
ある態様において、粒子は、ホスト−ゲスト相互作用によって、標的化部分および／または送達される治療剤へ結合し得る。例えば、大環状ホスト、例えば、キューカービチュリル（cucurbituril）またはシクロデキストリンが、徐放ポリマーシステムの表面へ結合し得、かつゲスト基、例えば、アルキル基、ポリエチレングリコール、またはジアミノアルキル基が、核酸リガンドへ結合し得；または逆に、ホスト基が核酸リガンドへ結合し得、かつゲスト基が徐放ポリマーシステムの表面へ結合し得る。一態様において、ホストおよび／またはゲスト分子は、リンカー、例えば、アルキレンリンカーまたはポリエーテルリンカーを介して、核酸リガンドまたは徐放ポリマーシステムへ結合し得る。
ある態様において、粒子は、水素結合相互作用によって、標的化部分および／または送達される治療剤へ結合し得る。例えば、特定の配列を有するオリゴヌクレオチドが、徐放ポリマーシステムの表面へ結合し得、かつ本質的に相補的な配列が、それがその標的についての核酸リガンドの結合親和性を妨害しないように、核酸リガンドの1または両方の末端へ結合し得る。次いで、核酸リガンドは、徐放ポリマーシステムへ結合したオリゴヌクレオチドとの相補的塩基対形成によって、徐放ポリマーシステムへ結合する。オリゴヌクレオチド塩基対形成システム（例えば、ワトソン−クリック塩基対形成、リバース（reverse）ワトソン−クリック塩基対形成、フーグスティーン塩基対形成など）によって、1つのオリゴヌクレオチド上の約80％の核酸塩基が第2のオリゴヌクレオチド上の塩基と水素結合を形成する場合、2つのオリゴヌクレオチドは、本質的に相補的である。典型的に、徐放ポリマーシステムへ結合したオリゴヌクレオチド配列が、核酸リガンドへ結合した相補的オリゴヌクレオチドと共に少なくとも約6個の相補的塩基対を形成することが望ましい。
本発明の組成物は、任意の好適な様式で作製され得ること、および本発明は、本明細書中に記載される方法を使用して作製され得る組成物に決して限定されないことが、理解される。好適な方法の選択には、結合する特定の部分の特性について注意を払うことが必要であり得る。
必要に応じて、結合した標的化部分および／または治療剤を有する標的粒子と、標的化部分および／または治療剤が結合していない標的粒子とを分離するために、または、そこへ結合した種々の数の標的化部分もしくは治療剤を有する標的粒子を分離するために、種々の方法が使用され得る。例えば、サイズ排除クロマトグラフィー、アガロースゲル電気泳動、または濾過が、そこへ結合した種々の数の部分を有する標的粒子の集団を分離するために、および／または標的粒子を他の実体から分離するために、使用され得る。ある方法は、サイズ排除またはアニオン交換クロマトグラフィーを含む。
標的粒子凝集物が形成されたかどうかを測定するために、吸光係数の測定、原子間力顕微鏡法（AFM）などを含む、任意の方法が使用され得る。吸光係数は、一般的に言えば、物質の濁度および／または不透明度の指標である。EM放射線が非常に容易に物質を通過し得る場合、その物質は、低い吸光係数を有する。逆に、EM放射線が物質をほとんど透過せず、むしろその中で迅速に「消滅」する場合、吸光係数は高い。例えば、標的粒子凝集物が形成されたかどうかを測定するために、EM放射線を試料へ向け、試料を通して通過させる。試料が主として標的粒子凝集物を含有する場合、EM放射線は、主として個々の標的粒子を含有する試料によって作成されるパターンとは異なるパターンで、偏向および散乱する。
一般的に、AFMは、高分解タイプの走査プローブ顕微鏡を使用して、オングストロームの画分の分解能を実現する。該顕微鏡は、試料表面をスキャンするために使用される鋭い先端（プローブ）をその末端に備える微小規模のカンチレバーを有する。カンチレバーは、しばしば、ナノメートルの大きさの半径の先端湾曲を有するケイ素または窒化ケイ素である。先端を試料表面付近へ持っていくと、先端と試料との間の力は、フックの法則に従ってカンチレバーを偏向させる。先端と試料との距離を調節して先端と試料との間で一定の力を維持するために、典型的に、フィードバック機構が使用される。試料は、通常、表面（例えば、マイカ）にわたって薄膜状に広げられ、これは、一定の力を維持するためにz方向に、ならびに試料をスキャンするためにxおよびy方向に、試料を移動させ得る圧電管上に取り付けられている。
一般的に、AFMにおいて測定される力は、機械的接触力、ファン・デル・ワールス力、毛細管力、化学結合、静電力、磁力、カシミール力、溶媒和力などを含み得る。典型的に、偏向は、カンチレバーの先端からフォトダイオードのアレイ中へ反射されるレーザースポットを使用して、測定される。代替的または追加的に、偏向は、光学干渉法、容量感知、または圧電抵抗AFMプローブを使用して、測定され得る。
治療用途
本明細書中に記載される組成物および方法は、組織特異的および／または細胞型特異的マーカーに関連する任意の疾患、障害、および／または状態の治療および／または診断のために使用され得る。被験体としては、ヒトおよび／または他の霊長類；ウシ、ブタ、ウマ、ヒツジ、ネコ、および／またはイヌなどの商業的に関連する哺乳類を含む、哺乳類；および／または、ニワトリ、カモ、ガチョウ、および／またはシチメンチョウなどの商業的に関連する鳥類を含む、鳥類が挙げられるが、これらに限定されない。
治療方法
ある態様において、本発明に従う標的粒子は、疾患、障害、および／または状態の1または複数の症状もしくは特徴の、治療、軽減、改善、緩和、発病の遅延、進行の抑制、重篤度の低下、および／または発生率の低下のために使用され得る。ある態様において、本発明の標的粒子は、癌を治療するために使用され得る。ある態様において、本発明の標的粒子は、前立腺癌を治療するために使用され得る。
癌は、種々の身体的症状と関連し得る。癌の症状は、一般的に、腫瘍の種類および位置に依存する。例えば、肺癌は、咳、息切れ、および胸痛を引き起こし得、一方、結腸癌は、しばしば下痢、便秘、および血便を引き起こす。しかし、いくつかの例を挙げると、以下の症状が、しばしば、一般的に、多くの癌と関連する：熱、悪寒、寝汗、咳、呼吸困難、体重減少、食欲低下、食欲不振、吐き気、嘔吐、下痢、貧血、黄疸、肝腫大、喀血、疲労、倦怠感、認知機能障害、うつ病、ホルモン障害、好中球減少症、疼痛、非治癒性の痛み、リンパ節の肥大、末梢神経障害、および性機能障害。
本発明の1局面において、癌（例えば、前立腺癌）の治療方法が提供される。ある態様において、癌の治療は、所望の結果を達成するのに必要である量および時間で、それを必要とする被験体へ治療有効量の本発明の標的粒子を投与することを含む。本発明のある態様において、本発明の標的粒子の「治療有効量」は、癌の1または複数の症状もしくは特徴の、治療、軽減、改善、緩和、発病の遅延、進行の抑制、重篤度の低下、および／または発生率の低下のために有効な量である。
本発明の1局面において、癌（例えば、前立腺癌）に罹患している被験体へ本発明の組成物を投与する方法が提供される。ある態様において、このような方法は、所望の結果（即ち、癌の治療）を達成するのに必要である量および時間で、被験体へ治療有効量の本発明の標的粒子を投与することを含む。本発明のある態様において、本発明の標的粒子の「治療有効量」は、癌の1または複数の症状もしくは特徴の、治療、軽減、改善、緩和、発病の遅延、進行の抑制、重篤度の低下、および／または発生率の低下のために有効な量である。
本発明の治療プロトコルは、健康な個人（即ち、癌のいずれの症状も示さないおよび／または癌と診断されていない被験体）へ治療有効量の本発明の標的粒子を投与することを含む。例えば、健康な個人は、癌の発達および／または癌の症状の発症の前に本発明の標的粒子で「免疫化」され得；危険性がある個人（例えば、癌の家族歴を有する患者；癌の発達に関連する1または複数の遺伝的突然変異を有する患者；癌の発達に関連する遺伝的多型を有する患者；癌の発達に関連するウイルスによって感染された患者；癌の発達に関連する嗜癖および／またはライフスタイルを有する患者など）は、癌の症状の発症と実質的に同時に（例えば、48時間内、24時間内、または12時間内に）治療され得る。当然ながら、癌を有することが既知の個人は、いつでも本発明の治療を受け得る。
診断方法
ある態様において、本発明の標的粒子は、疾患、障害、および／または状態を診断するために使用され得る。ある態様において、本発明の標的粒子は、癌を診断するために使用され得る。ある態様において、本発明の標的粒子は、前立腺癌を診断するために使用され得る。ある態様において、このような診断方法は、被験体の体内の腫瘍を物理的に検出するおよび／または位置を特定するための、本発明の標的粒子の使用を含み得る。
本発明の1局面において、癌（例えば、前立腺癌）の診断方法が提供される。ある態様において、癌の診断は、所望の結果を達成するのに必要である量および時間で、被験体へ治療有効量の本発明の標的粒子を投与することを含む。本発明のある態様において、本発明の標的粒子の「治療有効量」は、癌を診断するのに有効な量である。
ある態様において、本発明の標的粒子は、本質的に検出可能な特性（下記により詳細に記載される）を有する粒子を含む。ある態様において、本発明の標的粒子は、本質的に検出可能な特性を有しないが検出可能な物質と結合している粒子を含む。
A．検出可能な薬剤を含む標的粒子
本発明のある態様において、粒子は、本質的に検出可能でない大部分の材料を含む。粒子は、1または複数の蛍光性、発光性、または磁性部分を含む。例えば、粒子は、蛍光性もしくは発光性物質、または磁気材料のより小さな粒子を含み得る。ある態様において、蛍光性または発光性色素などの光学的に検出可能な部分が、粒子コアおよび／またはコーティング層によって、封じ込められているか、埋め込まれているか、または封入されている。蛍光性および発光性部分は、上記により詳細に記載されたように、種々の異なる有機または無機小分子を含む。
蛍光または発光は、分光法、蛍光顕微鏡法、フローサイトメトリーなどを含むがこれらに限定されない、当該分野において公知の任意のアプローチを使用して検出され得る。分光蛍光計およびマイクロプレートリーダーは、典型的に、試料の平均的特性を測定するために使用され、一方、蛍光顕微鏡は、微視的な物体（例えば、直径約0.1 mm未満）について二次元または三次元の空間座標の関数として蛍光を解読する。従って、顕微鏡ベースのシステムは、個々の細胞内の粒子を検出しかつ任意で定量するために適している。
フローサイトメトリーは、流動する流れ中の個々の細胞における光散乱および／または蛍光などの特性を測定して、試料中の亜集団を同定、分析、および任意で定量することを可能にする（例えば、Mattheakis et al., 2004, Analytical Biochemistry, 327:200を参照のこと）。マルチパラメータフローサイトメーターが利用可能である。本発明のある態様において、レーザー走査型サイトメトリーが使用される（Kamentsky, 2001, Methods Cell Biol., 63:51）。レーザー走査型サイトメトリーは、フローサイトメーターと等価のデータを提供することができるが、典型的に、スライドなどの固体支持体上の細胞に適用される。レーザー走査型サイトメトリーは、光散乱および蛍光測定を可能にし、かつ各測定の位置を記録する。問題の細胞は、位置の再特定、可視化、染色、分析、および／または撮影され得る。レーザー走査型サイトメーターは、例えば、CompuCyte（マサチューセッツ州、ケンブリッジ）から入手可能である。
本発明のある態様において、励起のためのレーザー（例えば、488 nmアルゴンレーザー）および好適な放射フィルターを備えた落射蛍光顕微鏡を備える画像システムが使用される。前記フィルターは、特定のアッセイにおいて使用される粒子の種々の集団の識別を可能にする。例えば、一態様において、前記顕微鏡には、520〜660 nmのスペクトルの部分をカバーするように配置された15個の10 nm帯域通過フィルターが備えられており、これは、広範囲の種々の蛍光粒子の検出を可能にする。蛍光スペクトルは、標準的なUV／可視光スペクトロメーターを使用して、粒子の集団から得られ得る。
B．本質的に検出可能な特性を有する粒子を含む標的粒子
ある態様において、他のアプローチによって検出され得る粒子が使用され得るが、粒子は、検出可能な光学的および／または磁気的特性を有する。光学的に検出可能な粒子は、細胞生存と適合性である光学的手段を使用して、生存している細胞内で検出可能であるものである。光学的検出は、スペクトルの光学領域（即ち、約180 nmから数ミクロンに及ぶスペクトルのその部分）の範囲内の光の散乱、放射、および／または吸収を検出することによって達成される。任意で、細胞を含有する試料は、電磁エネルギーの供給源へ暴露される。本発明のある態様において、粒子またはその成分による電磁エネルギー（例えば、所定の波長の光）の吸収の後に、より長い波長の光が放射され、放射された光が検出される。ある態様において、粒子による光の散乱が検出される。本発明のある態様において、電磁スペクトルの可視光部分に入る光、即ち、人の肉眼によって検出可能であるスペクトルの部分（約400 nm〜約700 nm）が、検出される。本発明のある態様において、スペクトルの赤外線または紫外線領域内に入る光が検出される。
光学的特性は、吸収、放射もしくは散乱スペクトルの特徴、または吸収、放射もしくは散乱スペクトルの特徴の変化であり得る。光学的特性は、視覚的に検出可能な特徴、例えば、色、見掛けのサイズ、または可視性（即ち、単に、粒子が特定の条件下で見えるかどうか）であり得る。スペクトルの特徴としては、例えば、ピーク波長または周波数（最大の放射、散乱強度、消光、吸収などが生じる、波長または周波数）、ピークの大きさ（例えば、ピーク放射値、ピーク散乱強度、ピーク吸光度値など）、半値（half hight）でのピーク幅、またはピークの大きさ対ピーク幅の比などの前述のいずれかから導かれる測定基準が挙げられる。あるスペクトルは、複数のピークを含み得、これらのうちの1つは、典型的に、メジャーピークであり、他のものよりも顕著により高い強度を有する。各スペクトルピークは、関連した特徴を有する。典型的に、任意の特定のスペクトルについて、ピーク波長または周波数、ピークの大きさ、半値でのピーク幅などのスペクトル特徴は、メジャーピークを参照して測定される。各ピークの特徴、ピーク数、ピーク間の分離などは、全体としてのそのスペクトルの特徴であると考えられ得る。前述の特徴は、粒子を照らす光の偏光の方向の関数として測定され得；従って、偏光依存が測定され得る。ハイパーレイリー散乱に関連する特徴が測定され得る。蛍光検出は、蛍光モードの検出および本明細書中に記載の方法のいずれをも含み得る。
本質的に蛍光性または発光性の粒子、蛍光性または発光性部分を含む粒子、プラズモン共鳴粒子、および磁性粒子は、本発明の種々の態様において使用される検出可能な粒子の範囲内である。このような粒子は、球体、扁球、円柱、シェル、立方体、錐体、棒状（例えば、円柱、または正方形もしくは長方形断面を有する細長い構造体）、テトラポッド（4本の足様付属物を有する粒子）、三角形、角柱などを含む、種々の異なる形状を有し得る。一般的に、粒子は、真核細胞によるそれらの取り込みを可能にするのに十分に小さな寸法を有するべきである。典型的に、粒子は、200 nm以下の最長直線寸法（例えば、直径）を有する。ある態様において、粒子は、100 nm以下の直径を有する。例えば、50 nm以下、例えば、5〜30 nmの直径を有する、より小さな粒子が、本発明のある態様において使用される。ある態様において、「粒子」という用語は、1 nm以下の典型的な直径を有し、一般的に数個（例えば、3〜4個）から数百個の原子を含有する、原子クラスターを含む。
本発明のある態様において、粒子は、量子ドット（QD）であり得る。QDは、量子閉じ込めの効果が独特な光学的および電子的特性を生じさせるのに十分に小さな物理的寸法を有する明るい蛍光性のナノ結晶である。半導体QDは、しばしば、周期表のII-VIまたはIII-V族の原子から構成されるが、他の組成も可能である（例えば、金のQDを記載する、Zheng et al., 2004, Phys. Rev. Lett., 93:7を参照のこと）。それらのサイズおよび組成を変化させることによって、青色から近赤外線へ放射波長が調節され得る（即ち、予想可能かつ制御可能な様式で調節され得る）。QDは、一般的に、広い吸収スペクトルおよび狭い放射スペクトルを有する。従って、識別可能な光学特性（例えば、ピーク放射波長）を有する種々のQDが、単一の供給源を使用して励起され得る。QDは、最も通常の蛍光色素よりも約10倍明るく（Wu et al., 2003, Nat. Biotechnol, 21:41；およびGao et al., 2004, Nat. Biotechnol., 22:969）、インビボでバックグラウンド自己蛍光の中でGFPよりも検出するのが顕著により容易であった（Gao et al., 2004, Nat. Biotechnol., 22:969）。さらに、QDは、光退色に対して感受性がより低く、連続的な水銀ランプ暴露下で従来の蛍光色素よりも20倍以上長く蛍光を発する（Derfus et al., 2004, Advanced Materials, 16:961）。
本発明のある態様において、光学的に検出可能な粒子は、金属粒子である。粒子に有用な金属としては、金、銀、鉄、コバルト、亜鉛、カドミウム、ニッケル、ガドリニウム、クロム、銅、マンガン、パラジウム、スズ、およびそれらの合金が挙げられるが、これらに限定されない。任意のこれらの金属の酸化物が使用され得る。
貴金属（例えば、金、銀、銅、白金、パラジウム）は、プラズモン共鳴粒子について好ましく、これは、以下にさらに詳細に記載される。例えば、金、銀、または金、銀、および任意で1または複数の他の金属を含む合金が、使用され得る。コア／シェル粒子（例えば、金の外部シェルを備える銀のコアを有する、または銀の外部シェルを備える金のコアを有する）が使用され得る。金属コアと非金属無機または有機外部シェルとを含有する粒子、または非金属無機または有機コアと金属外部シェルとを含有する粒子が、使用され得る。ある態様において、非金属コアまたはシェルは、シリカなどの誘電材料を含む。複数の金属粒子が非金属（例えば、ポリマーまたはシリカシェル）中に埋め込まれているかまたは封じ込められている複合粒子が、使用され得る。内部空間または空洞を有する中空金属粒子（例えば、中空ナノシェル）が、ある態様において使用される。ある態様において、2またはそれ以上の同心の中空球体を含むナノシェルが使用される。このような粒子は、例えば誘電材料から作製されたコアを任意で含む。
本発明のある態様において、粒子の質量もしくは体積または粒子中の原子の数の、少なくとも1％、または典型的に少なくとも5％が、金属原子によって与えられる。本発明のある態様において、粒子中、または金属を含むコアもしくはコーティング層中の金属の量は、質量、体積、もしくは原子の数で約5％〜100％の範囲であり、または、5〜100％の任意の値もしくは範囲を想定し得る。
プラズモン共鳴粒子と呼ばれる、ある金属粒子は、周知のプラズモン共鳴現象を示す。金属粒子（金、銀、銅、白金などの貴金属から通常作製される）が外部電場へ供されると、その伝導電子が、核に関してのそれらの平衡位置から移動され、次に、吸引性復元力が発せられる。電場が振動している場合（光などの電磁放射の場合のような）、プラズモン共鳴として公知の、粒子中の伝導電子の集団的振動が結果として起こる（Kelly et al., 2003, J. Phys. Chem. B., 107:668；Schultz et al., 2000, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 97:996；およびSchultz, 2003, Curr. Op. Biotechnol., 14:13）。プラズモン共鳴現象は、特定の周波数帯域にわたって、しばしば可視光範囲において、粒子による光の非常に効率的な波長依存性散乱および吸収を生じさせる。散乱および吸収は、視覚によること（即ち、肉眼によること、または好適な顕微鏡技術を使用すること）および／または粒子からスペクトル（例えば、散乱スペクトル、消光（散乱＋吸収）スペクトル、または吸収スペクトル）を得ることを含む、種々のアプローチを使用して検出され得る多数の独特な光学特性を与える。
ランタニドイオンがドープされたある粒子は、強い蛍光を示し、本発明のある態様において有用である。種々の異なるドーパント分子が使用され得る。例えば、蛍光性ユーロピウムがドープされたバナジウム酸イットリウム（YVO4）粒子が、作製された（Beaureparie et al., 2004, Nano Letters, 4:2079）。これらの粒子は、水中で合成され得、かつ生体分子で容易に官能化される。
磁性粒子は、本発明において有用である。「磁性粒子」とは、1または複数の金属またはそれらの酸化物もしくは水酸化物を含有する磁気的に応答性の粒子を指す。このような粒子は、典型的に、磁場から生じる磁力に対して反応する。この場は、粒子を磁場の供給源へ引き付け得るかまたは磁場の供給源から追い払い得、任意で、空間中の所望の方向に加速または移動させる。磁気的に検出可能な粒子は、その磁気特性の結果として、生存している細胞内で検出され得る磁性粒子である。磁性粒子は、1または複数のフェリ磁性、強磁性、常磁性、および／または超常磁性材料を含み得る。有用な粒子は、以下からなる群より選択される1または複数の材料から、完全にまたは一部、作製され得る：鉄、コバルト、ニッケル、ニオブ、磁性鉄酸化物、水酸化物、例えば、マグヘマイト（γ-Fe2O3）、マグネタイト（Fe3O4）、フェロキシハイト（feroxyhyte）（FeO(OH)）、2価もしくは3価の鉄と2価もしくは3価の他の金属イオン（例えば、Co(II)、Mn(II)、Cu(II)、Ni(II)、Cr(III)、Gd(III)、Dy(III)、Sm(III)などの遷移金属の第1列由来のもの）との複酸化物もしくは水酸化物、上述の酸化物もしくは水酸化物の混合物、ならびに前述のいずれかの混合物。これらの粒子のいくつかについての好適な合成法については、例えば、米国特許第5,916,539号を参照のこと。磁性粒子において使用され得るさらなる材料としては、イットリウム、ユーロピウム、およびバナジウムが挙げられる。
磁性粒子は、磁性材料および1または複数の非磁性材料を含み得、これは、金属または非金属であり得る。本発明のある態様において、粒子は、第1材料を含有する内部コアまたは層と第2材料を含有する外部層またはシェルとを含む複合粒子であり、ここで、前記材料の少なくとも1つは磁性である。任意で、前記材料の両方が金属である。一態様において、粒子は、酸化鉄粒子であり、例えば、粒子は、酸化鉄のコアを有する。任意で、前記酸化鉄は、単結晶性である。一態様において、粒子は、超常磁性酸化鉄粒子であり、例えば、該粒子は、超常磁性酸化鉄のコアを有する。
磁性粒子の検出は、当該分野において公知の任意の方法を使用して行われ得る。例えば、磁気共鳴（NMR）の現象に基づく磁力計または検出器が、使用され得る。非常に小さな磁場を検出するために電子対ウェーブコヒーレンス（electron-pair wave coherence）およびジョセフソン接合の特性を使用する、超電導量子干渉素子（SQUID）が、使用され得る。磁力顕微鏡法または携帯型磁気リーダーが使用され得る。米国特許公開公報第2003/009029号は、種々の好適な方法を記載している。磁気共鳴顕微鏡法は1つのアプローチを提供する（Wind et al., 2000, J. Magn. Reson., 147:371）。
ある態様において、磁性粒子の使用により、標的の細胞または組織の近くに標的粒子を配置するための磁石の使用が可能になる。例えば、磁性粒子を含む標的粒子は、被験体へ静脈内投与され得、磁場が標的組織の部位で体内において生じるように、外部磁石が配置され得る。次いで、磁性粒子が、前記磁場へ引き付けられ、磁石が除去されるまでそこに保持される。
薬学的組成物
本発明は、治療有効量の粒子、1または複数の標的化部分（例えば、アプタマー）、および送達される1または複数の治療剤；ならびに1または複数の薬学的に許容される賦形剤を含む、新規の標的粒子を提供する。ある態様において、本発明は、本明細書中に記載されるような本発明の標的粒子を含む薬学的組成物を提供する。このような薬学的組成物は、任意で、1または複数の追加の治療的に活性な物質を含み得る。ある態様によれば、本発明の組成物を含む薬学的組成物を、それを必要とする被験体へ投与する方法が、提供される。ある態様において、本発明の組成物は、ヒトへ投与される。本発明の目的について、「有効成分」という句は、一般的に、粒子と、1または複数の標的化部分（例えば、アプタマー）と、送達される1または複数の治療剤とを含む、本発明の標的粒子を指す。
本明細書中に提供される薬学的組成物の説明は、ヒトへの投与に好適である薬学的組成物に主に関するが、このような組成物は、全ての種類の動物への投与に一般的に好適であることが、当業者に理解される。組成物を種々の動物への投与に好適とするために、ヒトへの投与に好適な薬学的組成物を修飾することは、十分に理解され、普通に熟練した獣医学の薬理学者は、あったとしても単に通常の実験を伴って、このような修飾を設計および／または実行し得る。本発明の薬学的組成物の投与が意図される被験体としては、ヒトおよび／または他の霊長類；ウシ、ブタ、ウマ、ヒツジ、ネコ、および／またはイヌなどの商業的に関連する哺乳類を含む、哺乳類；および／または、ニワトリ、カモ、ガチョウ、および／またはシチメンチョウなどの商業的に妥当な鳥類を含む、鳥類が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書中に記載される薬学的組成物の製剤は、薬剤学の分野において公知であるか今後開発される任意の方法によって調製され得る。一般的に、このような調製方法は、有効成分を1もしくは複数の賦形剤および／または1もしくは複数の他の副成分と混合する工程、ならびに次いで、必要である場合および／または望ましい場合、前記生成物を所望の単回もしくは複数回用量単位へ成形および／または包装する工程を含む。
本発明の薬学的組成物は、バルク（bulk）で、単回単位用量として、および／または複数の単回単位用量として、調製、包装、および／または販売され得る。本明細書中において使用される場合、「単位用量」は、所定量の有効成分を含む薬学的組成物の個々の量である。有効成分の前記量は、一般的に、被験体へ投与される有効成分の投薬量、および／または例えばこのような投薬量の2分の1もしくは3分の1などのこのような投薬量の便利な画分に等しい。
本発明の薬学的組成物中の、有効成分、薬学的に許容される賦形剤、および／または任意のさらなる成分の相対量は、治療される被験体の同一性、大きさ、および／または状態に依存して、ならびに組成物が投与される経路にさらに依存して、変動する。例えば、組成物は、0.1％〜100％（w/w）の有効成分を含み得る。
本発明の薬学的製剤は、さらに、薬学的に許容される賦形剤を含み得、これは、本明細書中において使用されるように、所望の特定の投薬形態に適している場合、ありとあらゆる溶媒、分散媒体、希釈剤、または他の液体ビヒクル、分散もしくは懸濁助剤、界面活性剤、等張剤、増粘剤もしくは乳化剤、防腐剤、固形結合剤、滑沢剤などを含む。Remington’s The Science and Practice of Pharmacy, 21st Edition, A. R. Gennaro, (Lippincott, Williams & Wilkins, Baltimore, MD, 2006)は、薬学的組成物を製剤化する際に使用される種々の賦形剤およびその調製のための公知の技術を開示している。例えば、不必要な生物学的効果を生じさせること、またはそうでなければ薬学的組成物の他の任意の成分と有害な様式で相互作用することなどによって、任意の従来の賦形剤が、ある物質またはその誘導体と不適合である場合を除いて、その使用は本発明の範囲内にあるように意図される。
ある態様において、薬学的に許容される賦形剤は、少なくとも95%、96%、97%、98%、99%、または100%純粋である。ある態様において、賦形剤は、ヒトにおける使用および獣医学的使用について承認されている。ある態様において、賦形剤は、米国食品医薬品局によって承認されている。ある態様において、賦形剤は、薬学的グレードである。ある態様において、前記賦形剤は、米国薬局方（USP）、欧州薬局方（EP）、英国薬局方、および／または国際薬局方の基準に適合している。
薬学的組成物の製造において使用される薬学的に許容される賦形剤としては、不活性希釈剤、分散剤および／または造粒剤、界面活性剤および／または乳化剤、崩壊剤、結合剤、防腐剤、緩衝剤、滑沢剤、および／または油が挙げられるが、これらに限定されない。このような賦形剤は、任意で、本発明の製剤中に含められ得る。調製者の判断に従って、ココアバターおよび坐剤ワックス（suppository wax）、着色剤、コーティング剤、甘味剤、矯味矯臭剤、および香料などの賦形剤を、組成物中に存在させてもよい。
例示的な希釈剤としては、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、リン酸カルシウム、リン酸二カルシウム、硫酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸ナトリウム ラクトース、スクロース、セルロース、微結晶性セルロース、カオリン、マンニトール、ソルビトール、イノシトール、塩化ナトリウム、乾燥デンプン、コーンスターチ、粉糖など、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
例示的な造粒剤および／または分散剤としては、ジャガイモデンプン、コーンスターチ、タピオカデンプン、グリコール酸スターチナトリウム、クレイ、アルギン酸、グアーガム、シトラスパルプ（citrus pulp）、寒天、ベントナイト、セルロースおよび木材産物、天然海綿（natural sponge）、カチオン交換樹脂、炭酸カルシウム、シリケート、炭酸ナトリウム、架橋化ポリ(ビニルピロリドン)（クロスポビドン）、カルボキシメチルスターチナトリウム（グリコール酸スターチナトリウム）、カルボキシメチルセルロース、架橋化カルボキシメチルセルロースナトリウム（クロスカルメロース）、メチルセルロース、α化デンプン（スターチ1500）、微結晶性デンプン、不水溶性デンプン、カルボキシメチルセルロースカルシウム、ケイ酸アルミニウムマグネシウム（Veegum）、ラウリル硫酸ナトリウム、第4級アンモニウム化合物など、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
例示的な界面活性剤および／または乳化剤としては、天然乳化剤（例えば、アカシア、寒天、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、トラガカント、コンドラックス（chondrux）、コレステロール、キサンタン、ペクチン、ゼラチン、卵黄、カゼイン、羊毛脂、コレステロール、ワックス、およびレシチン）、コロイド性クレイ（例えば、ベントナイト［ケイ酸アルミニウム］およびVeegum［ケイ酸アルミニウムマグネシウム］）、長鎖アミノ酸誘導体、高分子量アルコール（例えば、ステアリルアルコール、セチルアルコール、オレイルアルコール、トリアセチンモノステアレート、エチレングリコールジステアレート、グリセリルモノステアレート、およびプロピレングリコールモノステアレート、ポリビニルアルコール）、カルボマー（例えば、カルボキシポリメチレン、ポリアクリル酸、アクリル酸ポリマー、およびカルボキシビニルポリマー）、カラゲナン、セルロース誘導体（例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、粉末化セルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース）、ソルビタン脂肪酸エステル（例えば、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート［Tween 20］、ポリオキシエチレンソルビタン［Tween 60］、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート［Tween 80］、ソルビタンモノパルミテート［Span 40］、ソルビタンモノステアレート［Span 60］、ソルビタントリステアレート［Span 65］、グリセリルモノオレエート、ソルビタンモノオレエート［Span 80］）、ポリオキシエチレンエステル（例えば、ポリオキシエチレンモノステアレート［Myrj 45］、ポリオキシエチレン水素添加ヒマシ油、ポリエトキシル化ヒマシ油、ポリオキシメチレンステアレート、およびSolutol）、スクロース脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル（例えば、Cremophor）、ポリオキシエチレンエーテル（例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル［Brij 30]）、ポリ(ビニル-ピロリドン)、ジエチレングリコールモノラウレート、トリエタノールアミンオレエート、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、オレイン酸エチル、オレイン酸、ラウリン酸エチル、ラウリル硫酸ナトリウム、Pluronic F 68、Poloxamer 188、臭化セトリモニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化ベンザルコニウム、ドクサートナトリウムなど、および／またはそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
例示的な結合剤としては、デンプン（例えば、コーンスターチおよびデンプン糊）；ゼラチン；糖（例えば、スクロース、グルコース、デキストロース、デキストリン、糖蜜、ラクトース、ラクチトール、マンニトール）；天然および合成ゴム（例えば、アカシア、アルギン酸ナトリウム、アイリッシュモスの抽出物、パンワールゴム（panwar gum）、ガッチゴム（ghatti gum）、イサポール・ハスク（isapol husk）の粘液、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、微結晶性セルロース、酢酸セルロース、ポリ(ビニルピロリドン)、ケイ酸アルミニウムマグネシウム（Veegum）、およびカラマツアラボガラクタン（larch arabogalactan））；アルギネート；ポリエチレンオキサイド；ポリエチレングリコール；無機カルシウム塩；ケイ酸；ポリメタクリレート；ワックス；水；アルコールなど；およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
例示的な防腐剤としては、抗酸化剤、キレート剤、抗微生物性防腐剤、抗真菌性防腐剤、アルコール防腐剤、酸性防腐剤、および他の防腐剤が挙げられ得る。例示的な抗酸化剤としては、αトコフェロール、アスコルビン酸、アコルビルパルミテート（acorbyl palmitate）、ブチル化ヒドロキシアニソール、ブチル化ヒドロキシトルエン、モノチオグリセロール、メタ重亜硫酸カリウム、プロピオン酸、没食子酸プロピル、アスコルビン酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、および亜硫酸ナトリウムが挙げられるが、これらに限定されない。例示的なキレート剤としては、エチレンジアミン四酢酸（EDTA）、クエン酸一水和物、エデト酸二ナトリウム、エデト酸二カリウム、エデト酸、フマル酸、リンゴ酸、リン酸、エデト酸ナトリウム、酒石酸、およびエデト酸三ナトリウムが挙げられる。例示的な抗微生物性防腐剤としては、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ベンジルアルコール、ブロノポール、セトリマイド、塩化セチルピリジニウム、クロルヘキシジン、クロロブタノール、クロロクレゾール、クロロキシレノール、クレゾール、エチルアルコール、グリセリン、ヘキセチジン、イミド尿素、フェノール、フェノキシエタノール、フェニルエチルアルコール、硝酸フェニル水銀、プロピレングリコール、およびチメロサールが挙げられるが、これらに限定されない。例示的な抗真菌性防腐剤としては、ブチルパラベン、メチルパラベン、エチルパラベン、プロピルパラベン、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸、安息香酸カリウム、ソルビン酸カリウム、安息香酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム、およびソルビン酸が挙げられるが、これらに限定されない。例示的なアルコール防腐剤としては、エタノール、ポリエチレングリコール、フェノール、フェノール化合物、ビスフェノール、クロロブタノール、ヒドロキシベンゾエート、およびフェニルエチルアルコールが挙げられるが、これらに限定されない。例示的な酸性防腐剤としては、ビタミンA、ビタミンC、ビタミンE、βカロチン、クエン酸、酢酸、デヒドロ酢酸、アスコルビン酸、ソルビン酸、およびフィチン酸が挙げられるが、これらに限定されない。他の防腐剤としては、トコフェロール、酢酸トコフェロール、デテロキシムメシレート（deteroxime mesylate）、セトリマイド、ブチル化ヒドロキシアニソール（BHA）、ブチル化ヒドロキシトルエン（BHT）、エチレンジアミン、ラウリル硫酸ナトリウム（SLS）、ラウリルエーテル硫酸ナトリウム（SLES）、亜硫酸水素ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、メタ重亜硫酸カリウム、Glydant Plus、Phenonip、メチルパラベン、Germall 115、Germaben II、Neolone、Kathon、およびEuxylが挙げられるが、これらに限定されない。ある態様において、防腐剤は抗酸化剤である。他の態様において、防腐剤はキレート剤である。
例示的な緩衝剤としては、クエン酸緩衝液、酢酸緩衝液、リン酸緩衝液、塩化アンモニウム、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、クエン酸カルシウム、グルビオン酸カルシウム、グルセプト酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、D-グルコン酸、グリセロリン酸カルシウム、乳酸カルシウム、プロパン酸、レブリン酸カルシウム、ペンタン酸、第二リン酸カルシウム、リン酸、第三リン酸カルシウム、カルシウムヒドロキサイドホスフェート、酢酸カリウム、塩化カリウム、グルコン酸カリウム、カリウム混合物、第二リン酸カリウム、第一リン酸カリウム、リン酸カリウム混合物、酢酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、塩化ナトリウム、クエン酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、第二リン酸ナトリウム、第一リン酸ナトリウム、リン酸ナトリウム混合物、トロメタミン、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、アルギン酸、パイロジェンフリー水（pyrogen-free water）、等張食塩水、リンゲル液、エチルアルコールなど、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
例示的な滑沢剤としては、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸、シリカ、タルク、麦芽、グリセリルベハネート（glyceryl behanate）、硬化植物油、ポリエチレングリコール、安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、ロイシン、ラウリル硫酸マグネシウム、ラウリル硫酸ナトリウムなど、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
例示的な油としては、アーモンド油、杏仁油、アボカド油、ババス油、ベルガモット油、クロフサスグリ種子油、ルリヂサ油、カデ油、カモミール油、キャノーラ油、キャラウェー油、カルナウバ油、ヒマシ油、桂皮油、ココアバター、ココナッツ油、タラ肝油、コーヒー油、コーン油、綿実油、エミュー油、ユーカリ油、月見草油、魚油、アマニ油、ゲラニオール油、ヒョウタン油、ブドウ種子油、ヘーゼルナッツ油、ヒソップ油、ミリスチン酸イソプロピル、ホホバ油、ククイナッツ油、ラバンジン油、ラベンダー油、レモン油、リツェアクベバ油、マカダミアナッツ油、アオイ油、マンゴー種子油、メドウフォーム種子油、ミンク油、ナツメグ油、オリーブ油、オレンジ油、オレンジラフィー油、パーム油、パーム核油、桃仁油、ピーナッツ油、ケシ種子油、カボチャ種子油、菜種油、米糠油、ローズマリー油、ベニバナ油、ビャクダン油、サザンカ油、サボリー油、シーバックソーン油、ゴマ油、シアバター、シリコーン油、大豆油、ヒマワリ油、ティーツリー油、アザミ油、ツバキ油、ベチバル油、クルミ油、および小麦胚芽油が挙げられるが、これらに限定されない。例示的な油としては、ステアリン酸ブチル、カプリル酸トリグリセリド、カプリン酸トリグリセリド、シクロメチコーン、セバシン酸ジエチル、ジメチコーン360、ミリスチン酸イソプロピル、鉱油、オクチルドデカノール、オレイルアルコール、シリコーンオイル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
経口および非経口投与のための液体投薬形態としては、薬学的に許容されるエマルジョン、マイクロエマルジョン、液剤、懸濁剤、シロップ剤、およびエリキシル剤が挙げられるが、これらに限定されない。有効成分に加えて、液体投薬形態は、当該分野において一般的に使用される不活性希釈剤、例えば、水または他の溶媒、可溶化剤および乳化剤、例えば、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、炭酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、ジメチルホルムアミド、油（特に、綿実油、落花生油、コーン油、胚芽油、オリーブ油、ヒマシ油、およびゴマ油）、グリセロール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ポリエチレングリコール、ソルビタンの脂肪酸エステル、およびそれらの組み合わせを含み得る。不活性希釈剤に加えて、経口組成物は、アジュバント、例えば、湿潤剤、乳化剤および懸濁剤、甘味剤、矯味矯臭剤、および香料を含み得る。非経口投与のための態様において、本発明の標的粒子は、可溶化剤、例えば、Cremophor、アルコール、油、変性油、グリコール、ポリソルベート、シクロデキストリン、ポリマーおよびそれらの組み合わせと混合される。
注射用調製物、例えば、無菌注射用水性または油性懸濁剤は、好適な分散剤または湿潤剤および懸濁剤を使用して、公知の技術に従って、製剤化してもよい。無菌注射用調製物は、非毒性の非経口的に許容される希釈剤または溶媒中の、無菌注射用溶液、懸濁液またはエマルジョン（例えば、1,3-ブタンジオール中の溶液）であり得る。使用され得る許容されるビヒクルおよび溶媒の中には、水、リンゲル液、U.S.P.、および塩化ナトリウム等張液がある。さらに、無菌の固定油が、溶媒または懸濁化媒体として通常使用されている。この目的のために、合成のモノグリセリドまたはジグリセリドを含む、任意の無菌性の固定油を使用することができる。さらに、オレイン酸などの脂肪酸が、注射剤の調製において使用される。
注射用製剤は、例えば、細菌保持フィルター（bacterial-retaining filter）による濾過によって、または、使用前に滅菌剤を、滅菌水または他の滅菌注射用媒体中に溶解または分散され得る滅菌固体組成物の形態に混合することによって、滅菌され得る。
薬物の効果を延長するために、皮下注射または筋内注射からの薬物の吸収を遅くすることがしばしば望ましい。これは、低い水溶性を有する結晶性材料またはアモルファス材料の液体懸濁液の使用によってなされ得る。そのとき、薬物の吸収速度は、その溶解速度に依存し、これは、結晶サイズおよび結晶形態に依存し得る。あるいは、非経口投与される薬物形態の吸収の遅延は、油ビヒクル中に薬物を溶解または懸濁することによってなされる。
直腸投与または膣投与のための組成物は、典型的に、本発明の標的粒子と、好適な非刺激性賦形剤、例えば、ココアバター、ポリエチレングリコールまたは坐剤ワックスとを混合することによって調製され得る坐剤であり、これらは、周囲温度で固体であるが体温では液体であり、従って直腸腔および膣腔において融解して有効成分を放出する。
経口投与のための固体投薬形態としては、カプセル剤、錠剤、丸剤、粉剤、および顆粒剤が挙げられる。このような固体投薬形態において、有効成分は、以下と混合される：少なくとも1つの不活性な薬学的に許容される賦形剤、例えば、クエン酸ナトリウムまたはリン酸二カルシウム、および／または（a）充填剤または増量剤、例えば、デンプン、ラクトース、スクロース、グルコース、マンニトール、およびケイ酸、（b）結合剤、例えば、カルボキシメチルセルロース、アルギネート、ゼラチン、ポリビニルピロリジノン（polyvinylpyrrolidinone）、スクロース、およびアカシア、（c）保湿剤、例えば、グリセロール、（d）崩壊剤、例えば、寒天、炭酸カルシウム、ジャガイモまたはタピオカデンプン、アルギン酸、特定のシリケート、および炭酸ナトリウム、（e）溶液遅延剤（solution retarding agent）、例えば、パラフィン、（f）吸収促進剤、例えば、第4級アンモニウム化合物、（g）湿潤剤、例えば、セチルアルコールおよびグリセロールモノステアレート、（h）吸着剤、例えばカオリンおよびベントナイトクレイ、ならびに（i）滑沢剤、例えば、タルク、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、固体ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウム、あるいはそれらの混合物。カプセル剤、錠剤および丸剤の場合、投薬形態は緩衝剤を含み得る。
同様のタイプの固体組成物が、ラクトースまたは乳糖および高分子量ポリエチレングリコールなどのような賦形剤を使用する軟質および硬質ゼラチンカプセル剤において充填剤として使用され得る。錠剤、糖剤、カプセル剤、丸剤および顆粒剤の固体投薬形態は、コーティングおよびシェル、例えば腸溶コーティングおよび製薬分野において周知の他のコーティングを用いて調製され得る。それらは、任意で乳白剤を含有し得、かつそれらが腸管の特定の部分においてのみまたはそこにおいて優先的に、任意で遅延様式で、有効成分を放出する組成のものであり得る。使用され得る包埋組成物の例としては、高分子物質およびワックスが挙げられる。同様のタイプの固体組成物が、ラクトースまたは乳糖および高分子量ポリエチレングリコールなどのような賦形剤を使用する軟質および硬質ゼラチンカプセル剤において充填剤として使用され得る。
有効成分は、上述の1または複数の賦形剤を用いたマイクロカプセル化形態であり得る。錠剤、糖剤、カプセル剤、丸剤および顆粒剤の固体投薬形態は、コーティングおよびシェル、例えば腸溶コーティング、放出制御コーティング、および製薬分野において周知の他のコーティングを用いて調製され得る。このような固体投薬形態において、有効成分は、少なくとも1つの不活性希釈剤、例えば、スクロース、ラクトース、またはデンプンと混合され得る。このような投薬形態は、通常の慣行であるように、不活性希釈剤以外の追加の物質、例えば、錠剤化滑沢剤および他の錠剤化助剤、例えば、ステアリン酸マグネシウムおよび微結晶性セルロースを含み得る。カプセル剤、錠剤および丸剤の場合、投薬形態は緩衝剤を含み得る。それらは、任意で乳白剤を含有し得、かつそれらが腸管の特定の部分においてのみまたはそこにおいて優先的に、任意で遅延様式で、有効成分を放出する組成のものであり得る。使用され得る包埋組成物の例としては、高分子物質およびワックスが挙げられる。
本発明の標的粒子の局所および／または経皮投与のための投薬形態は、軟膏剤軟膏剤、パスタ剤、クリーム、ローション、ゲル、粉剤、液剤、スプレー、吸入剤、および／またはパッチを含み得る。一般的に、有効成分は、滅菌条件下で、薬学的に許容される賦形剤および／または任意の必要とされる防腐剤および／または必要とされ得る緩衝剤と混合される。さらに、本発明は、経皮パッチの使用を意図し、これは、身体への有効成分の制御送達を提供するというさらなる利点をしばしば有する。このような投薬形態は、例えば、適切な媒体に有効成分を溶解および／または分散することによって、調製され得る。代替的または追加的に、速度は、速度制御膜を提供することによって、ならびに／またはポリマーマトリクスおよび／もしくはゲルに有効成分を分散することによって、制御され得る。
本明細書中に記載される皮内用薬学的組成物の送達における使用に好適なデバイスとしては、短い針のデバイス、例えば、米国特許第4,886,499号；第5,190,521号；第5,328,483号；第5,527,288号；第4,270,537号；第5,015,235号；第5,141,496号；および第5,417,662号に記載されるものが挙げられる。皮内用組成物は、皮膚中への針の有効な貫入長を制限するデバイス（例えば、PCT公開公報WO 99/34850に記載のもの）およびその機能的な等価物によって投与され得る。液体ジェット式注射器によって、および／または角質層を貫通しかつ真皮に達するジェットを生じさせる注射器によって、液体ワクチンを真皮へ送達するジェット式注射デバイスが好適である。ジェット式注射デバイスは、例えば、米国特許第5,480,381号；第5,599,302号；第5,334,144号；第5,993,412号；第5,649,912号；第5,569,189号；第5,704,911号；第5,383,851号；第5,893,397号；第5,466,220号；第5,339,163号；第5,312,335号；第5,503,627号；第5,064,413号；第5,520,639号；第4,596,556号；第4,790,824号；第4,941,880号；第4,940,460号；ならびにPCT公開公報WO 97/37705およびWO 97/13537に記載されている。圧縮ガスを使用して粉末形態のワクチンを皮膚の外層を通って真皮へ加速する弾道（ballistic）粉末／粒子送達デバイスが好適である。代替的または追加的に、従来の注射器が、皮内投与の従来のマントー法（mantoux method）において使用され得る。
局所投与に好適な製剤としては、液体および／または半液体調製物、例えば、リニメント剤、ローション剤、水中油型および／または油中水型エマルジョン、例えば、クリーム、軟膏剤および／またはパスタ剤、および／または液剤、および／または懸濁剤が挙げられるが、これらに限定されない。局所的に投与可能な製剤は、例えば、約1％〜約10％（w/w）の有効成分を含み得るが、有効成分の濃度は、溶媒中における有効成分の溶解限界と同程度高くてもよい。局所投与用の製剤は、さらに、本明細書中に記載される1または複数の追加の成分を含み得る。
本発明の薬学的組成物は、頬側口腔を介しての経肺投与に好適な製剤で、調製、包装、および／または販売され得る。このような製剤は、有効成分を含みかつ約0.5 μm〜約7 μm、または約1 μm〜約6 μmの範囲内の直径を有する乾燥粒子を含み得る。このような組成物は、好都合なことに、噴射剤の流れが粉末を分散するように指向され得る乾燥粉末リザーバを備えるデバイスを使用する、ならびに／または、密封容器中の低沸点噴射剤中に溶解および／もしくは懸濁された有効成分を含むデバイスのような自己噴射溶媒／粉末分散容器（self propelling solvent/powder dispensing container）を使用する、投与のための乾燥粉末形態である。このような粉末は、重量で少なくとも98％の粒子が0.5 μmを超える直径を有し、かつ数で少なくとも95％の粒子が7 μm未満の直径を有する、粒子を含む。あるいは、重量で少なくとも95％の粒子が1 μmを超える直径を有し、かつ数で少なくとも90％の粒子が6 μm未満の直径を有する。乾燥粉末組成物は、砂糖のような固体微粉希釈剤を含み得、好都合なことに単位投与形態で提供される。
低沸点噴射剤は、一般的に、大気圧で65°F未満の沸点を有する液体噴射剤を含む。一般的に、噴射剤は、組成物の50〜99.9%（w/w）を構成し得、有効成分は、組成物の0.1〜20%（w/w）を構成し得る。噴射剤は、さらに、液体非イオン性および／もしくは固体アニオン性界面活性剤ならびに／または固体希釈剤（これは、有効成分を含む粒子と同一のオーダーの粒度を有し得る）などのさらなる成分を含み得る。
経肺送達用に製剤化された本発明の薬学的組成物は、溶液および／または懸濁液の液滴の形態で有効成分を提供し得る。このような製剤は、有効成分を含む水性および／もしくは希薄アルコール溶液ならびに／または懸濁液（任意で、滅菌性）として調製、包装、および／または販売され得、好都合なことには、任意の噴霧化および／または微粒化装置を使用して投与され得る。このような製剤は、さらに、矯味矯臭剤（例えば、サッカリンナトリウム）、揮発性油、緩衝剤、界面活性剤、および／または防腐剤（例えば、ヒドロキシ安息香酸メチル）を含むがこれらに限定されない1または複数の追加の成分を含み得る。この投与経路で提供される液滴は、約0.1 μm〜約200 μmの範囲の平均直径を有し得る。
経肺送達に有用であると本明細書中に記載される製剤は、本発明の薬学的組成物の鼻内送達に有用である。鼻内投与に好適な別の製剤は、有効成分を含みかつ約0.2〜500マイクロメートルの平均粒子を有する粗い粉末である。このような製剤は、嗅剤が摂取される様式で、即ち、鼻孔の近くに保持された粉末の容器から鼻腔を通る迅速な吸入によって、投与される。
経鼻投与に好適な製剤は、例えば、0.1％（w/w）程度〜100％（w/w）程度の有効成分を含み得、かつ本明細書中に記載される1または複数の追加の成分を含み得る。本発明の薬学的組成物は、頬側投与に好適な製剤で、調製、包装、および／または販売され得る。このような製剤は、例えば、従来の方法を使用して作製される錠剤および／またはロゼンジの形態であり得、かつ、例えば、0.1〜20%（w/w）有効成分を含み得、残りは、口腔内で溶解可能なおよび／または分解可能な組成物、および、任意で、本明細書中に記載される1または複数の追加の成分を含む。あるいは、頬側投与に好適な製剤は、有効成分を含む粉末ならびに／またはエアロゾル化および／もしくは噴霧化溶液および／もしくは懸濁液を含み得る。このような粉末化、エアロゾル化、および／またはエアロゾル化製剤は、分散されると、約0.1〜約200ナノメートルの範囲の平均粒子および／または液滴サイズを有し得、かつさらに本明細書中に記載される1または複数の追加の成分を含み得る。
本発明の薬学的組成物は、点眼投与に好適な製剤で、調製、包装、および／または販売され得る。このような製剤は、例えば、水性または油性液体賦形剤中の有効成分の0.1/1.0%（w/w）溶液および／または懸濁液を例えば含む、点眼剤の形態であり得る。このような点眼剤は、さらに、緩衝剤、塩、および／または本明細書中に記載される1もしくは複数の追加の成分を含み得る。他の有用な点眼投与可能な製剤としては、微結晶性形態および／またはリポソーム調製物で有効成分を含むものが挙げられる。点耳剤および／または点眼剤は、本発明の範囲内にあるように意図される。
医薬品の製剤化および／または製造における一般的な考慮すべき事項は、例えば、Remington: The Science and Practice of Pharmacy 21st ed., Lippincott Williams & Wilkins, 2005において見出すことができる。
投与
ある態様において、治療有効量の本発明の組成物は、疾患、障害、および／または状態の診断の前、同時、および／または後に、患者および／または生物へ送達される。ある態様において、治療量の本発明の組成物は、疾患、障害、および／または状態の症状の発症の前、同時、および／または後に、患者および／または生物へ送達される。ある態様において、本発明の標的粒子の量は、疾患、障害、および／または状態の1又は複数の症状もしくは特徴の、治療、軽減、改善、緩和、発病の遅延、進行の抑制、重篤度の低下、および／または発生率の低下のために十分である。
組成物は、本発明の方法に従って、治療に有効な任意の量および任意の投与経路を使用して投与され得る。必要とされる正確な量は、被験体の種類、年齢、および全体的な状態、感染の重篤度、具体的な組成物、その投与様式、その活性様式などに依存して、被験体ごとに変化する。本発明の組成物は、典型的に、投与の容易さおよび投薬の均一性のために、投薬単位形態で製剤化される。しかし、本発明の組成物の全体の毎日の使用法は、正しい医学的判断の範囲内で主治医によって決定されることが理解される。任意の特定の被験体または生物についての具体的な治療有効用量レベルは、治療される障害および障害の重篤度；使用される特定の有効成分の活性；使用される特定の組成物；被験体の年齢、体重、身体全体の健康、性別および食事；投与時間、投与経路、および使用される特定の有効成分の排出速度；治療期間；使用される特定の有効成分と組み合わせてまたは同時に使用される薬物；および医薬分野において周知の因子などを含む、種々の因子に依存する。
本発明の薬学的組成物は、任意の経路によって投与され得る。ある態様において、本発明の薬学的組成物は、以下を含む、種々の経路によって投与される：経口、静脈内、筋内、動脈内、髄内、髄腔内、皮下、脳室内、経皮、皮膚間（interdermal）、経直腸、膣内、腹腔内、局所（粉剤、軟膏剤、クリーム、および／またはドロップによるような）、経皮、経粘膜、経鼻、頬側、経腸、舌下；気管内注入、気管支注入、および／または吸入による；および／または、口腔スプレー、鼻腔スプレー、および／またはエアロゾルとして。特に意図される経路は、全身性の静脈内注射、血液および／もしくはリンパ供給を介しての局所投与、ならびに／または患部への直接投与である。ある態様において、本発明の標的粒子は、非経口投与される。ある態様において、本発明の標的粒子は、静脈内投与される。ある態様において、本発明の標的粒子は、経口投与される。
ある態様において、本発明の標的粒子は、患部へ直接投与される。例えば、本発明の標的粒子は、腫瘍付近へ局所的に投与されてもよく、および／または腫瘍へ直接投与されてもよい。ある態様において、局所投与は、特定の器官への標的粒子の直接投与（例えば、前立腺への注射）を指す。ある態様において、局所投与は、特定の組織への標的粒子の直接投与を指す。局所投与は、腫瘍または腫瘍付近への標的粒子の直接注射によってなされ得る。局所投与は、腫瘍の部位または付近での標的粒子の局所投与によってなされ得る。局所投与は、定位手術による、腫瘍の部位または付近での標的粒子の移入によってなされ得る。局所投与は、腫瘍の外科的切除の間の、腫瘍の部位または付近での標的粒子の移入によってなされ得る。ある態様において、局所投与は、特定の細胞または細胞の集団（例えば、前立腺癌細胞）への標的粒子の投与を指す。
一般的に、最も好適な投与経路は、薬剤の性質（例えば、胃腸管環境におけるその安定性）、被験体の状態（例えば、被験体が経口投与を許容し得るかどうか）などを含む、種々の因子に依存する。現在のところ、口腔および／もしくは鼻腔スプレーならびに／またはエアロゾル経路が、肺および／または呼吸器系へ治療剤を直接送達するために、最も一般的に使用されている。しかし、本発明は、薬物送達の科学における起こり得る進歩を考慮した、任意の好適な経路による本発明の薬学的組成物の送達を包含する。
ある態様において、本発明の標的粒子は、所望の治療効果を得るために、1日1回以上、1日当たり被験体の体重で、約0.001 mg/kg〜約100 mg/kg、約0.01 mg/kg〜約 50 mg/kg、約0.1 mg/kg〜約40 mg/kg、約0.5 mg/kg〜約30 mg/kg、約0.01 mg/kg〜約10 mg/kg、約0.1 mg/kg〜約10 mg/kg、または約1 mg/kg〜約25 mg/kgの範囲の量の治療剤で、投与され得る。所望の投薬量が、1日3回、1日2回、1日1回、1日おきに、3日おきに、毎週、2週ごと、3週ごと、または4週ごとに、送達され得る。ある態様において、所望の投薬量が、複数回の投与（例えば、2回、3回、4回、5回、6回、7回、8回、9回、10回、11回、12回、13回、14回、またはそれ以上の投与）を使用して送達され得る。
ある態様において、本発明は、本発明の標的粒子を含む「治療カクテル（therapeutic cocktail）」を包含する。ある態様において、標的粒子は、複数の標的へ結合し得る単一の種類の標的化部分を含む。ある態様において、異なる標的粒子が、異なる標的化部分の種類を含み、かつ該異なる標的化部分の種類の全てが、同一の標的へ結合し得る。ある態様において、異なる標的粒子が、異なる標的化部分の種類を含み、かつ該異なる標的化部分の種類の全てが、異なる標的へ結合し得る。ある態様において、このような異なる標的は、同一の細胞型と結合していてよい。ある態様において、このような異なる標的は、異なる細胞型と結合していてよい。
本発明の標的粒子および薬学的組成物は、併用療法において使用できることが理解される。併用レジメンにおいて使用する療法（治療薬または処置）の特定の組み合わせは、所望の治療薬および／または処置の適合性ならびに達成される所望の治療効果を考慮する。使用される療法が、同一の目的について所望の効果を達成してもよく（例えば、腫瘍を検出するために有用な本発明の標的粒子は、腫瘍を検出するために有用な別の薬剤と同時に投与され得る）、または異なる効果（例えば、副作用の制御）を達成してもよいことが理解される。
本発明の薬学的組成物は、単独で、または1もしくは複数の他の治療剤と組み合わせて、投与され得る。「組み合わせて」は、薬剤が同時に投与されなければならないおよび／または同時送達のために製剤化されなければならないことを意味するようには意図されないが、これらの送達方法は本発明の範囲内にある。組成物は、1または複数の他の所望の治療または医学的処置と同時に、それより前に、またはそれより後に、投与され得る。一般的に、各薬剤は、その薬剤に関して決定された用量および／またはタイムスケジュールで投与される。さらに、本発明は、本発明の薬学的組成物のバイオアベイラビリティーを改善し、本発明の薬学的組成物の代謝を低下および／もしくは改変し、本発明の薬学的組成物の排出を抑制し、ならびに／または本発明の薬学的組成物の体内での分布を改変し得る薬剤と組み合わせての本発明の薬学的組成物の送達を包含する。
併用レジメンにおいて使用する療法（治療薬または処置）の特定の組み合わせは、所望の治療薬および／もしくは処置の適合性ならびに／または達成される所望の治療効果を考慮する。使用される療法が、同一の障害について所望の効果を達成してもよく（例えば、本発明の標的粒子は、同一の障害を治療するために使用される別の治療剤と同時に投与され得る）、かつ／または異なる効果（例えば、副作用の制御）を達成してもよいことが理解される。ある態様において、本発明の標的粒子は、米国食品医薬品局によって承認される第2の治療剤と共に投与される。
組み合わせて使用される治療的に有効な薬剤は、単一の組成物中において一緒に投与されてもよく、または異なる組成物中において別個に投与されてもよいことが、さらに理解される。
一般的に、組み合わせて使用される薬剤は、それらが個々で使用されるレベルを超えないレベルで使用されることが、予想される。ある態様において、組み合わせて使用されるレベルは、個々に使用されるものよりも低い。
ある態様において、本発明の組成物は、癌の1もしくは複数の症状もしくは特徴の、治療、軽減、改善、緩和、発病の遅延、進行の抑制、重篤度の低下、および／または発生率の低下のために有用である任意の治療剤または治療レジメンと組み合わせて投与され得る。例えば、本発明の組成物は、手術、化学療法、放射線療法、ホルモン療法、免疫療法、補完療法または代替療法、およびこれらの療法の任意の組み合わせを含むがこれらに限定されない従来の癌療法と組み合わせて、投与され得る。
ある態様において、本発明の組成物は、腫瘍を切除するための手術と組み合わせて投与される。典型的に、癌治療の目的は、患者の身体の残りへの損傷が最小限であるかまたは損傷を伴わない腫瘍の完全な切除であるので、手術は、しばしば、腫瘍の一部または全部を物理的に切除するために行われる。手術が腫瘍を完全に切除することが出来ない場合、さらなる療法（例えば、化学療法、放射線療法、ホルモン療法、免疫療法、補完療法または代替療法）が使用され得る。
ある態様において、本発明の組成物は、放射線療法と組み合わせて投与される。放射線療法（放射線治療、X線治療、または照射としても知られる）は、癌細胞を死滅させて腫瘍を縮小するための電離放射線の使用である。放射線療法は、脳腫瘍、乳癌、頸癌、喉頭癌、肺癌、膵臓癌、前立腺癌、皮膚癌、胃癌、子宮癌、または軟部組織肉腫を含む、ほぼ全てのタイプの固形腫瘍を処置するために使用され得る。放射線は、白血病およびリンパ腫を処置するために使用され得る。放射線療法は、外照射療法（EBRT）によって外部から、または近接照射療法によって内部から施され得る。典型的に、放射線療法の効果は、処置されている部位へ局限および限定される。放射線療法は、腫瘍細胞の遺伝物質に損傷を与え、腫瘍細胞が増殖および分裂することを妨げることによって、処置されている領域（例えば、標的とする器官、組織、および／または細胞）中の腫瘍細胞を損傷または破壊する。一般的に、放射線療法は、損害を近傍の正常組織に限定しつつ、可能な限り多くの腫瘍細胞に損傷を与えようする試みである。従って、放射線療法はしばしば複数回線量で施され、それにより、正常組織が画分間で回復することが可能になる。
ある態様において、本発明の組成物は、免疫療法と組み合わせて投与される。免疫療法は、種々の形態の癌、例えば、乳癌（例えば、トラスツズマブ／Herceptin（登録商標））、白血病（例えば、ゲムツズマブ・オゾガマイシン／Mylotarg（登録商標））、および非ホジキンリンパ腫（例えば、リタキシマブ／Rituxan（登録商標））において使用され得る、腫瘍に対する免疫機構の使用である。ある態様において、免疫療法剤は、問題の癌の細胞に特徴的であるタンパク質に対して指向されるモノクローナル抗体である。ある態様において、免疫療法剤は、免疫系の応答を調節するサイトカインである。ある態様において、免疫療法剤は、ワクチンであり得る。
ある態様において、ワクチンは、癌の発症を予防および／または遅延するために投与され得る。ある態様において、癌ワクチンは、発癌性病原体による感染を予防することによって、癌の発症を予防および／または遅延する。ある態様において、癌ワクチンは、癌特異的エピトープに対する免疫応答を開始することによって、癌の発症を予防および／または遅延する。癌ワクチンの1例を挙げると、HPV 16型および18型についての実験的ワクチンは、これらのタイプのHPVでの感染を予防することに100％成功すると示され、従って、大部分の子宮頸癌ケースを予防することができる（Harper et al., 2004, Lancet, 364:1757）。
ある態様において、本発明の組成物は、補完医療処置および代替医療処置と組み合わせて投与される。ある例示的な補完手段としては、植物医学（例えば、固形腫瘍の処置のための従来の化学療法と組み合わされたヤドリギ抽出物の使用）；化学療法に伴う悪心および嘔吐を処理するため、ならびに手術に伴う疼痛を制御することにおける、刺鍼術；祈祷；疼痛の緩和を助けるためまたは気分を改善するための心理学的アプローチ（例えば、「イメージング」または瞑想）が挙げられるが、これらに限定されない。ある例示的な代替手段としては、食事および他のライフスタイルの変更（例えば、植物中心の食事、ブドウダイエット、およびキャベツダイエット）が挙げられるが、これらに限定されない。
ある態様において、本発明の組成物は、不愉快な、不快な、および／または危険な副作用としばしば関連する、本明細書中に記載される従来の癌治療のいずれかと組み合わせて投与される。例えば、慢性疼痛は、癌自体に起因する、または治療（即ち、手術、放射線、化学療法）に起因する、継続する組織損傷からしばしば生じる。代替的または追加的に、このような療法は、しばしば、脱毛、悪心、嘔吐、下痢、便秘、貧血、栄養失調、免疫系の低下、感染、敗血症、出血、続発性新生物、心臓毒性、肝毒性、腎毒性、聴器毒性などを伴う。従って、本明細書中に記載される従来の癌治療のいずれかと組み合わせて投与される本発明の組成物はまた、癌治療の1または複数の副作用の、治療、軽減、改善、緩和、発病の遅延、進行の抑制、重篤度の低下、および／または発生率の低下のために有用である任意の治療剤または治療レジメンと組み合わせて投与され得る。いくつかの例を挙げると、疼痛は、オピオイドおよび／または鎮痛薬（例えば、モルヒネ、オキシコドン、制吐薬など）で処置され得；悪心および嘔吐は、5-HT3阻害剤（例えば、ドラセトロン／Anzemet（登録商標）、グラニセトロン／Kytril（登録商標）、オンダンセトロン／Zofran（登録商標）、パロセトロン（palonsetron）／Aloxi（登録商標））および／またはサブスタンスP阻害剤（例えば、アプレピタント／Emend（登録商標））で処置され得；免疫抑制は、輸血で処置され得；感染および／または敗血症は、抗生物質（例えば、ペニシリン、テトラサイクリン、セファロスポリン、スルホンアミド、アミノ配糖体など）で処置され得るなどである。
ある態様において、癌の1または複数の症状または特徴を診断する（例えば、腫瘍の存在を検出するおよび／または腫瘍の場所を特定する）のに有用である任意の治療剤または治療レジメンと組み合わせて、本発明の組成物が投与されてもよく、かつ／または本発明の診断方法が行われてもよい。ある態様において、本発明の標的粒子は、1または複数の他の診断剤と組み合わせて使用され得る。1例を挙げると、腫瘍を検出するために使用される標的粒子は、腫瘍の検出において有用な他の薬剤と組み合わせて投与され得る。例えば、本発明の標的粒子は、免疫組織化学的染色および血清検査（例えば、前立腺血清抗原検査）が後に続く従来の組織生検と組み合わせて、投与され得る。代替的または追加的に、本発明の標的粒子は、コンピューター断層撮影法（CT）スキャンおよび／またはMRIにおける使用のための造影剤と組み合わせて投与され得る。
キット
本発明は、本発明の標的粒子を1または複数含む種々のキットを提供する。例えば、本発明は、本発明の標的粒子および使用説明書を含むキットを提供する。キットは、複数の異なる標的粒子を含み得る。キットは、任意の組み合わせで、任意の多数の追加の成分または試薬を含み得る。種々の組み合わせの全ては明確には記載されていないが、各組み合わせは本発明の範囲内に含まれる。
本発明の態様によれば、キットは、例えば、（i）粒子と、特定の標的化部分と、送達される1または複数の特定の治療剤とを含む標的粒子；（ii）該標的粒子をそれを必要とする被験体へ投与するための説明書を含み得る。
本発明のある態様によれば、新規の標的化部分を同定および／またはスクリーニングするために有用な材料を含むキットが、提供され得る。このようなキットは、例えば、（i）粒子と、標的化部分のライブラリと、送達される1または複数の治療剤とを含む標的粒子；（ii）ポジティブコントロールとして役立ち得る標的粒子；および（iii）ネガティブコントロールとして役立ち得る標的粒子を含み得る。ある態様において、ポジティブコントロールとして役立ち得る標的粒子は、特定の器官、組織、細胞、細胞内区画などを標的化することが既知である標的化部分を含み得る。ある態様において、ポジティブコントロールとして役立ち得る標的粒子は、特定の疾患、障害、および／または状態を治療および／または診断することが既知である治療剤を含み得る。ある態様において、ネガティブコントロールとして役立ち得る標的粒子は、特定の標的（例えば、特定の器官、組織、細胞、細胞内区画などと結合した標的）を標的化しないことが既知である標的化部分を含み得る。ある態様において、ネガティブコントロールとして役立ち得る標的粒子は、特定の疾患、障害、および／または状態を治療および／または診断しないことが既知である治療剤を含み得る。ある態様において、ネガティブコントロールとして役立ち得る標的粒子は、特定の標的（例えば、特定の器官、組織、細胞、細胞内区画などと結合した標的）を標的化することが既知であるが治療剤を含まない、標的化部分を含み得る。ある態様において、ネガティブコントロールとして役立ち得る標的粒子は、特定の疾患、障害、および／または状態を治療および／または診断することが既知であるが標的化部分を含まない、治療剤を含み得る。
キットは、典型的に、本発明の標的粒子の使用説明書を含む。説明書は、例えば、標的粒子の作製、それを必要とする被験体への標的粒子の投与、新規の標的粒子の設計などについて、プロトコルを含み得、かつ／または条件を記載し得る。キットは、一般的に、1または複数の入れ物（vessel）または容器を含み、その結果、個々の成分および試薬の一部または全てが別個に収納され得る。キットはまた、販売のために個々の容器を比較的接近した梱包の状態で同梱する手段、例えば、プラスチック箱を含み得、ここに、説明書、包装材料（例えば、発泡スチロール）などが同梱され得る。識別子（identifier）、例えば、バーコード、無線周波数識別（ID）タグなどが、キットの中もしくは上に、またはキット内に含まれる入れ物または容器の1または複数の中もしくは上に存在し得る。識別子は、例えば、品質管理、在庫管理、追跡、ワークステーション間の移動などの目的について、キットを識別するために使用され得る。
実施例
実施例1：インビボ標的化薬物送達のための官能化PLGA-PEGナノ粒子の製剤化
材料および方法
材料
ドセタキセルおよび14C-パクリタキセルを、Sigma-Aldrich（St. Louis, MO）から購入した。末端カルボキシレート基を有するポリ(D,L-ラクチド-コ-グリコリド)（50/50）（PLGA、ヘキサフルオロイソプロパノール中において固有粘度0.20 dL/g、MW 約17 kDa）を、Absorbable Polymers International（Pelham, AL）から得た。NH2-PEG-COOH（MW 3400）を、Nektar Therapeutics（San Carlos, CA）から購入した。特に記載されない限り、全ての試薬は分析グレード以上であり、受理されたまま使用した。分子生物学緩衝剤を、Boston BioProducts（Worcester, MA）から購入した。組織培養試薬およびLNCaP細胞株を、American Type Culture Collection（Manassas, VA）から得た。RNAアプタマー（配列：
Figure 2009534309
2’-フルオロピリミジン、ヘキサエチレングリコールスペーサーによって結合した5’-アミノ基、および3’-反転されたTキャップを有する）は、純度90％超でRNA-TEC（ベルギー、ルーバン）によってカスタム合成された。
PLGA-b-PEGの合成
カルボキシレート官能化コポリマーPLGA-b-PEGを、COOH-PEG-NH2をPLGA-COOHへ結合することによって合成した。塩化メチレン（10 mL）中のPLGA-COOH（5 g, 0.28 mmol）を、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)-カルボジイミド（EDC, 230 mg, 1.2 mmol）の存在下で、過剰量のN-ヒドロキシスクシンイミド（NHS, 135 mg, 1.1 mmol）を用いて、PLGA-NHSへ変換した。PLGA-NHSをエチルエーテル（5 mL）で析出させ、エチルエーテルおよびメタノールの氷冷混合物中において繰り返し洗浄し、残渣NHSを除去した。真空乾燥後、PLGA-NHS（1g, 0.059 mmol）をクロロホルム（4 mL）に溶解し、続いてNH2-PEG-COOH（250 mg, 0.074 mmol）およびN,N-ジイソプロピルエチルアミン（28 mg, 0.22 mmol）を添加した。12時間後、前記コポリマーを冷メタノールで析出させ、同一の溶媒（3 x 5 mL）で洗浄し、未反応PEGを除去した。得られたPLGA-PEGブロックコポリマーを真空乾燥し、さらに処理することなしにナノ粒子（NP）調製のために使用した。
Figure 2009534309
タキサン薬物負荷された（drug-loaded）PLGA-b-PEG NPの形成
以前に記載されたように（Farokhzad et al., 2006, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 103:6315；およびFonseca et al., 2002, J. Control. Release, 83:273）、薬物封入されたカルボキシレート化PLGA-b-PEG NPの形成のために、ナノ析出法を使用した。簡単に記載すると、ドセタキセル（または14C-パクリタキセル）を、水と混和性である種々の有機溶媒に溶解した。ポリマーを同様に溶解し、前記薬物と混合した。前記薬物−ポリマー溶液を非溶媒である水へ添加することによって、NPが形成された。得られたNP懸濁液を、室温で6時間、カバーしないで（uncovered）撹拌した。NPを、遠心分離（10,000 x gで10分）によって、または限外濾過（3000 x g で15分、Amicon Ultra, Ultracel膜, 100,000 NMWL, Millipore, Billerica, MA）によって精製した。PLGA-b-PEG NPを、同様に、再懸濁し、水で洗浄し、回収した。
NPの形成を制御するパラメータを、この研究において体系的に変化させた。一般的に、出発となる調製は、以下の通りであった：PLGA-b-PEG（10 mg/mL）およびドセタキセル（0.1 mg/mL）をアセトニトリルに溶解した。混合物を、2 x体積の撹拌されている水へ滴下した。NPを4つの溶媒中においてナノ析出法で作製した：N,N-ジメチルホルムアミド（DMF）、アセトン、アセトニトリル、およびテトラヒドロフラン（THF）。種々の溶媒の効果を、NPの全体的なサイズについて評価した。各溶媒について、水に対する溶媒の比率を、0.1から1.0へ変化させた（各々について10 mg/mLポリマーを使用）。さらに、5 mg/mL〜50 mg/mLの有機相中の一連のポリマー濃度を、2 x体積の水中におけるNPの形成のために使用した。NPを上記のように三回処理し、調製物パラメータの傾向に注意した。別の研究において、ドセタキセル薬物負荷を添加するポリマーの重量で0％から10％へ調節し、アセトニトリルおよび2 x体積の水中の10 mg/mLポリマーからNPを形成することによって、可変量のドセタキセルを含有するNPを合成した。
NP形成後の安定性を、精製および粒子形成工程の両方について、ならびに凍結乾燥後の固体状態での保存にわたって、研究した。NPはまた、凍結乾燥（freeze-drying）のために、凍結乾燥（lyopholization）前に液体窒素中において急速冷凍した。
粒度および多分散性の測定
粒度分布を、動的光散乱（Brookhaven Instruments Corporation 90 plus Particle Sizer, 676 nmレーザー）によって、25℃および90°の散乱角で、約1 mg NP/mL水の濃度にて、測定した。強度―加重平均値を、3つの測定の平均値として記録した。
薬物含有量の測定
NPをアセトニトリルに溶解し、HPLCによって三回測定し、ドセタキセル含有量を測定した。Agilent 1100 HPLC（Palo Alto, CA）は、一定流量1 mL/分での水およびアセトニトリル（v/v 50/50）の非勾配移動相を伴う、UV検出器および逆相ペンタフルオロフェニルカラム（Curosil-PFP, 250 x 4.6 mm, 5 μ, Phenomenex, Torrance, CA）を備えた。ドセタキセルピークを227 nmの波長で測定し、標準曲線と比較することによって定量的に測定した。
アプタマーとPLGA-b-PEG-COOH NPとの結合
PLGA-b-PEG NP（10 μg/μL）を水に懸濁し、EDC（400 mM）およびNHS（200 mM）と共に20分間インキュベートした。次いで、NPを、DNアーゼ、RNアーゼを含まない水（3 x 15 mL）で繰り返し洗浄し、続いて限外濾過を行った。NHS活性化されたNPを、5’-アミノ-RNAアプタマー（1 μg/μL）と反応させた。得られたNP-Apt標的粒子を、限外濾過によって超純水（15 mL）で洗浄し、表面結合したアプタマーを90℃で変性させ、氷上でのスナップ冷却（snap-cooling）の間、結合立体配座をとらせた。NP懸濁液を使用まで4℃で維持した。
NP-Aptバイオ結合（bioassociation）を、10% TBE-Urea PAGEにおいて確認した。NPを、架橋剤有り（+ EDC）および架橋剤無し（- EDC）で上述のようにインキュベートし、共有結合を確認した。アプタマー、NP、NP+Apt (+ EDC)、NP+Apt (- EDC)、洗浄されたNP+Apt (+ EDC)、および洗浄されたNP+Apt (- EDC)を、PAGEによって分離した。分子量（MW）DNAマーカーおよび遊離のアプタマーは、ゲル上の57塩基対バンドについての標準として役立った。
NP-Apt標的粒子のインビボ腫瘍標的化および生体内分布
MITのDivision of Comparative Medicineの監視下で、かつNIHのPrinciples of Laboratory Animal Careに従って、全ての動物研究を行った。ヒト異種移植前立腺癌腫瘍を、8週齢balb/cヌードマウス（Charles River Laboratories, Wilmington, MA）において誘発した。媒体およびマトリゲル（BD Biosciences, Franklin Lakes, NJ）の1：1混合液に懸濁された3 x 106 LNCaP細胞（即ち、ヒト前立腺腺癌の転移病巣から確立された細胞株）を、マウスの右横腹に皮下注射した。腫瘍誘発における使用の前に、10%ウシ胎仔血清、100単位/mLペニシリンG、および100 μg/mLストレプトマイシンが補充されたRPMI-1640倍地中において、LNCaP細胞を培養した。
前記マウスが約100 mgの腫瘍を発達させた後に、腫瘍標的化研究を行った。マウスを4つのグループに分割し、グループ間の腫瘍サイズ変動を最小化した。マウスを、アバーティン（avertin）（200 mg/kg体重）の腹腔内注射によって麻酔し、眼窩後部注射によって、NPまたはNP-Apt標的粒子を投薬した。14C-パクリタキセルを封入することによってNPをトレースし、投与前に200 μL PBS（1 x）中に懸濁した。種々のグループを2、6または24時間で安楽死させ、200 μLの血液を各マウスから心穿刺によって採った。腫瘍、心臓、肺、肝臓、脾臓、および腎臓を、各動物から採取した。組織の14C含有量を、Packard Tri-Carb Scintillation Analyser（Downers Grove, IL）において評価した。組織をSolvable（Packard）中に可溶化し、活性をHionic-Fluorシンチレーションカクテル（PerkinElmer, Boston, MA）においてカウントした。サイズが大きいので各マウスからの肝臓をホモジナイズし、約100 mgの組織を分析のためにシンチレーションバイアル中に配置した。他の器官は、直接、シンチレーションバイアル中に配置した。各器官を2 mL Solvable中に約12時間60℃で可溶化し、得られた溶液を200 μL過酸化水素で1時間60℃で脱色した。血液については、400 μL Solvableを添加し、前記バイアルをその他の点では組織と同様に処理した。100%用量を測定するために、形成されたNPのバイアルを組織と共にカウントした。組織1グラム当たりのパーセント注射用量として、データを示す。
統計分析
スチューデントt検定を使用して試料の統計分析を行い、＜0.05のp値を統計的に有意であると考えた。報告される全てのデータは、特に記載されない限り、平均＋／−標準偏差である。
結果
PLGA-b-PEGコポリマーの合成
いずれも一定のブロック長を有するNH2-PEG-COOHでPLGA-COOHを共有結合修飾しPLGA-b-PEG-COOHを生成することによって、カルボキシル官能化PLGA-b-PEGコポリマーを合成した（図1）。前記コポリマーのカルボキシル基は、親水性PEGブロックの末端にあり；従って、NP形成時に、PEGは、ナノ粒子表面上のカルボキシル基の提示を促進し、それを表面化学について利用可能とする。5’-アミノ基を有するRNAアプタマーを合成し、これは、カルボジイミドカップリング化学を使用して、NP表面上のカルボキシル基と共有結合し得る（図1）。ポリマーを調製した後、カップリング反応の効率を1H NMRによって測定し、これによって、約83%のPLGAがPEGセグメントと結合したことが分った。
ナノ粒子サイズを制御するために形成パラメータを変化させる効果
NPサイズ分布を制御するための出発点として、薬物およびポリマーを可溶化するために使用される有機溶媒の種類を変化させることの効果を分析した。以前の研究は、水中における有機溶媒の混和性が、所定の溶媒：水システムについてNPサイズに影響を与え得ることを示唆していた（Galindo-Rodriguez et al., 2004, Pharm. Res., 21:1428；およびBilati et al., 2005, Eur. J. Pharm. Sci., 24:67）。一般的に、混和性は、溶媒および水の両方の溶解度パラメータ（δ）を比較することによって、定量的に表され得る（Yu et al., General principles governing dissolution of materials in solvents, ChemTec Publishing, 2001）。溶媒がより混和性となるにつれて、溶媒間の溶解度パラメータの差（Δδ）は最小化される。NPサイズおよび水との溶媒混和性の関係を、4つの有機溶媒を使用して測定し、溶解度パラメータに対するNPサイズの依存性を観察した。図2に示されるように、PLGA-b-PEG NPのサイズと、この研究において使用された4つの有機溶媒の水混和性とは、一般的に相関しており；全ての他の形成パラメータは一定に維持されたままで、水混和性の増加（図2に示される矢印によって表されるように、Δδの減少）は、平均NPサイズの減少へ至った。試験した中で最も水混和性の溶媒であるDMF中において調製されたNPは、最も小さな粒子となった。いかなる特定の理論にも拘束されることを望まないが、これは、水へのより効率的な溶媒拡散およびポリマー分散に起因し得る。
溶媒−水混和性の効果の研究と共に、NP形成の間に溶媒：水の比を変化させることの効果を分析した。図2Aに示されるように一定のポリマー濃度（10 mg/mL）について溶媒：水の比を変化させた場合、粒度と溶媒：水の比との明確な相関関係は観察されなかった。前記比が0.1〜0.5の範囲にあった場合、大半のNPサイズは比較的不変のままであった。例えば、アセトン中において、V溶媒／V水比が0.1から0.5へ増加するにつれ、NPサイズは115.3 ± 5.1 nmから120.9 ± 6.9 nmへそれぞれ増加した（平均±s.d.、各形成についてn＝3；p＞0.05）。THFについては、前記比が0.1から0.5へ変化した場合、サイズは一定のままであり、それぞれのサイズは130 ± 0.5 nmおよび129 ± 15.5 nmであった。1.0の溶媒：水の比で、粒度の大幅な増加が観察された。いかなる特定の理論にも拘束されることを望まないが、これは、乏しい相分離に恐らく起因し、アセトニトリルおよびTHF中において形成されたNPは、200 nmよりも大きなサイズであった（1対0.5の比についてのサイズを比較して、p＜0.05）。
一定の溶媒：水比でのNP形成の間にポリマー濃度が変化される場合（図2B）、ポリマー濃度が増加するにつれてNPサイズが増加する傾向が観察された。例えば、ポリマー濃度が5 mg/mLから50 mg/mLへ10倍増加すると、DMF中においてNPサイズは69.0 nmから165.0 nmへ増大した。研究した全ての他の溶媒において、類似の傾向が観察された。体積サイズの変化の点でデータを解釈することによって、サイズとポリマー濃度との間に線形的な関係が示された。平均NP体積およびポリマー濃度のプロットについてのR2値（図3）は、DMF、アセトン、THFおよびアセトニトリルについて、それぞれ、0.997、0.985、0.998、および0.997であった。本発明のポリマーシステムについて、NP体積サイズおよびポリマー濃度の線形相関を使用することによって、所定の所望のサイズを有するNPの形成が可能である。
種々の薬物負荷でのナノ粒子多分散性
1%、5%および10%ドセタキセルが負荷されたNPを比較して、得られたNPサイズ分布に対するドセタキセル負荷の効果を分析した。所定のNP製剤（150 nm NP）について、粒子調製物の多分散性は、以下の通りに、ドセタキセル濃度に伴って増加した：1%負荷について0.154から、5%負荷について0.203へ、および10%負荷について0.212へ。NPの粒度分布は、二相性傾向を示し、より小さな直径の粒子の分布が、より大きな直径の粒子の分布と同時に生じた（図4）。より小さな粒子に対応する分布は、薬物濃度の増加に伴ってシフトしなかった。2つのサイズ分布のより大きな直径の場所は、薬物負荷が増加するにつれて、より高くへシフトした（サイズは、約300 nmから1200 nmへ増加、図4）。これらの製剤間の唯一の差異は薬物負荷の量であるので、形成されるNPの有意な量は、その低い水溶性に起因する、封入されていないドセタキセルの凝集に起因し得る。
形成後の処理の間のナノ粒子サイズの制御
ナノ析出によって形成されたNPは、一般的に界面活性剤を必要としない；しかし、界面活性剤の欠如は、形成後にNP凝集を引き起こし得る。例えば、高速遠心分離は、ペレット化の際の凝集に起因して、粒度を大幅に増大させ得る。NP（約80 nm）を10,000 x gで10分間遠心分離した後、約20％〜30％の直径の増加が、遠心分離工程の各々について観察された（図5A）。しかし、凝集を引き起こす機械的な力は、低速限外濾過によって大幅に回避され得る（図5A）。市販の遠心分離濾過機の使用によって、複数の洗浄工程の間に、粒度は再現可能に制御される。
生分解性製剤の臨床使用への応用のために、保存に対する安定性が問題である。NPを凍結乾燥し固体状態で冷凍保存することが、一般的なアプローチであり、スクロースなどの糖が、処理の間、凍結乾燥保護剤（lyoprotectant）として機能し得る（De Jaeghere et al., 2000, Pharm. Dev. Technol., 5:473；およびKonan et al., 2003, Eur. J. Pharmaceutics Biopharmaceutics, 55:115）。水性NP懸濁液（10 mg/mL）へ10％スクロースを添加することによって、初めに形成されたのと非常に類似のサイズのNPの回収が可能となる（図5B）。凍結乾燥保護剤としてスクロースがない場合、NPは数マイクロメートルのサイズへ凝集し、インビボ全身送達のための再構築時に有用ではなかった（図5B）。
アプタマーとナノ粒子の結合
NPとアプタマーとの結合を調べるために、および反応後にNPと結合していないアプタマーの成功した除去を実証するために、PAGEを使用した。カップリング剤を添加しないで（-EDC、図6）アプタマーとNPとを混合することによって、結合していないアプタマーのバンドは示されず、アプタマーとNPとの非特異的相互作用が無いことを示している。EDCの添加を伴う（+EDC、図6）結合は、洗浄前および後の両方で、NPへ共有結合したRNAと一致しかつゲル上ではランする（run）ことができないRNAバンドへ至る。限外濾過で繰り返し洗浄した後、結合していないアプタマーは、もはや検出されなかった（図6）。
ナノ粒子−アプタマー標的粒子のインビボ腫瘍標的化および生体内分布
形成パラメータおよびNPサイズに対するそれらの効果の研究の結果、サイズおよび薬物負荷の点で最適なNP製剤を、インビボ研究のために選択した。研究のために、14C-パクリタキセル（トレース薬剤として役立つ）を、PLGA-b-PEG NPへの1％の薬物負荷で封入した。パクリタキセルは、ドセタキセルに関連するタキサン薬物であり、放射化学物として市販されている。得られたNPは156.8 +/- 3.9 nmのサイズであり（sized）、アプタマーとのバイオ結合後、NP-Apt標的粒子の最終サイズは、188.1 ± 4.0 nmであると測定された。全3時点で、腫瘍において回収された14C-パクリタキセル用量は、対照NPグループと比較して、NP-Apt標的化グループについてより高かった（図7）。NP-Apt標的化グループについて2、6、および24時間での組織1グラム当たりの％注射用量の値は、それぞれ、1.49 ± 0.92、1.98 ± 1.72、および0.83 ± 0.21であった（平均値± S.D.、n = 4）。NP対照グループについて、2、6、および24時間でのそれぞれの値は、1.10 ± 0.20、0.96 ± 0.44、および0.22 ± 0.07であった。研究の24時間終了時で、腫瘍におけるレベルは、NP-Aptグループについて3.77倍より高かった（p＝0.002、n＝4）。2および6時間の時点で、腫瘍におけるNP-Aptのレベルは、対照よりも、それぞれ、1.35倍および2.06倍より高く、しかし、差は統計的に有意ではなかった。2時間グループおよび6時間グループの両方において、NP-Aptの腫瘍内濃度は、NP対照と比較して増加し、一方、大半の他の組織におけるレベルは、循環中のより少ないNPと平行して減少した。いかなる特定の理論にも拘束されることを望まないが、時間にわたって腫瘍中において回収された薬物の濃度が、増強された透過性および保持（EPR）効果および標的化効果の両方を示すことを可能にする。24時間で腫瘍中における顕著により高い濃度を維持するNP-Apt標的粒子の能力は、恐らく、標的化されたLNCaP細胞による取り込みに起因し、一方、標的化リガンドを有しないNPグループは、細胞取り込みがなく、時間とともに腫瘍から拡散した。LNCaP細胞へのNP-Apt標的粒子の同様の強い結合が、インビトロで観察された（Farokhzad et al., 2004, Cancer Research, 64:7668）。両方のグループについての腫瘍中における濃度は、この時間の間に薬物の大部分を放出し得るNPのブラスト効果（burst effect）に起因して、6および24時間の時点から低下することが可能である（Fonseca et al., 2002, J. Control. Release, 83:273）。腫瘍部位で放出された薬物は、細胞によって吸収されない場合、拡散し得るかまたは該部位から除去され得る。
心臓、肺、および腎臓への生体内分布パターンは、いずれの群においても、実質的な蓄積は示さず、有意に相違していなかった（図8）。脾臓および肝臓を含む、細網内皮系（RES）による取り込みは、対照NPと比較した場合、NP-Apt標的粒子についてより高くなると観察された。外部PEG層は、NPグループについて優れたステルスシールド（stealth shield）を提供しつつ、該粒子表面とのアプタマーの結合によって、該NP-Aptグループにおいて修飾された。アプタマーは免疫原性ではないと考えられ、従って、観察されたRES取り込みの原因は、PEGシールドのこの崩壊であったようである。さらに、前記バイオ結合は、NPグループと比較した場合、平均粒度の中程度の増加を生じさせた。増加されたサイズは、脾臓による増加された取り込みを一部説明し得る（Storm et al., 1995, Adv. Drug Deliv. Rev., 17:31）。
均等物および範囲
当業者は、本明細書中に記載される本発明の特定の態様に対する多くの均等物を、認識するか、または慣用的に過ぎない実験を使用して確かめ得る。本発明の範囲は、上記の説明に限定されるようには意図されず、しかしむしろ、添付の特許請求の範囲に記載される通りである。
当業者は、本明細書中に記載される本発明の特定の態様に対する多くの均等物を、認識するか、または慣用的に過ぎない実験を使用して確かめ得る。本発明の範囲は、上記の説明に限定されるようには意図されず、しかしむしろ、添付の特許請求の範囲に記載される通りである。
特許請求の範囲において、「a」、「an」、および「the」などの冠詞は、そうではないように記載されている場合またはそうでなければ文脈から明らかである場合を除いて、1または1もしくはそれ以上を意味し得る。従って、例えば、「ナノ粒子」への参照は、複数のこのようなナノ粒子を含み、「細胞」への参照は、当業者に公知の1または複数の細胞への参照を含むなどである。ある群の1または複数のメンバー間で「または」を含む特許請求の範囲または説明は、そうではないように記載されている場合またはそうでなければ文脈から明らかである場合を除いて、群メンバーの1、1もしくはそれ以上、または全てが所定のプロダクトもしくはプロセスに存在するか、使用されるか、またはそうでなければ関連する場合に、満たされたと考えられる。本発明は、群のちょうど1つのメンバーが所定のプロダクトもしくはプロセスに存在するか、使用されるか、またはそうでなければ関連する態様を含む。本発明は、群の1または複数、もしくは全てのメンバーが所定のプロダクトもしくはプロセスに存在するか、使用されるか、またはそうでなければ関連する態様を含む。さらに、本発明は、列挙される請求項の1項または複数項に由来する1または複数の限定、要素、条項、説明的な用語などが別の請求項へ組み込まれる、全ての変形、組み合わせ、および置換を含むことが理解される。例えば、別の請求項に従属する任意の請求項は、同一の基礎の請求項に依存する任意の他の請求項において見られる1または複数の限定を含むように修飾され得る。さらに、特許請求の範囲が組成物を記載する場合、本明細書中に開示される目的のいずれかについてその組成物を使用する方法が含まれること、および、本明細書中に開示される作製方法のいずれかまたは当該分野において公知の他の方法に従ってその組成物を作製する方法が含まれることが、そうでないように記載される場合を除いて、または、矛盾もしくは不一致が生じることが当業者に明らかである場合を除いて、理解される。
要素がリストとして、例えばマーカッシュ群形式で提示される場合、該要素の各サブグループもまた開示されていること、および任意の要素が群から除去され得ることが理解される。一般的に、本発明、または本発明の局面が、特定の要素、特徴などを含む記載される場合、本発明のある態様または本発明の局面は、このような要素、特徴などからなるか、またはこのような要素、特徴などから本質的になることが、理解されるべきである。簡便のために、それらの態様は、本明細書中において言葉通りには明記されていない。「含む」という用語は、オープンであるように意図され、追加の要素または工程を含むことを許容することが注意される。
範囲が与えられている場合、端点が含まれる。さらに、そうではないように記載されているかまたはそうでなければ文脈および当業者の理解から明らかである場合を除いて、範囲として表される値は、文脈がそうででないように明確に定めている場合を除いて、その範囲の下限値の単位の10分の1まで、本発明の種々の態様において、記載される範囲内の任意の特定の値または部分的範囲（subrange）を想定し得ることが理解される。
さらに、先行技術内に入る本発明の特定の態様は、請求項の1項または複数項から明確に排除され得ることが理解される。このような態様は当業者に公知であるとみなされるので、それらは、排除が本明細書中において明確に記載されていないとしても、排除され得る。本発明の組成物の任意の特定の態様（例えば、任意のアプタマー、任意の疾患、障害、および／または状態、任意の連結剤（linking agent）、任意の投与方法、任意の治療用途など）は、先行技術の存在に関連するかしないかに関わらず、任意の理由で、1項または複数項の請求項から排除され得る。
上記および本明細書にわたって記載される刊行物は、本願の出願日より前のそれらの開示のためにのみ提供される。本明細書中のいずれも、先行開示のためにこのような開示を予想する権利が本発明者に与えられないという承認として解釈されない。
PLGA-b-PEG-COOHナノ粒子（NP）の合成、およびナノ粒子へのアプタマーの結合。ナノ析出法を使用して、ドセタキセルをPLGA-b-PEG-COOH NP内に封入した。PLGA-PEG NP／ドセタキセルを、EDCの存在下において、アミン末端化A10前立腺特異的膜抗原（PSMA）アプタマー（Apt）と共有結合した。 形成パラメータを変化させることのナノ粒子サイズに対する効果。（A）PLGA-b-PEGポリマーを10 mg/mlに維持したままで、溶媒：水比を変化させた（1：1、1：2、1：5、1：10）。（B）溶媒：水比を1：2で一定に維持したままで、有機相中のポリマー濃度を変化させた（5、10、20、または50 mg/ml）。 一定の溶媒：水比でのポリマー濃度とナノ粒子容積サイズとの相関関係。 PLGA-b-PEGナノ粒子多分散性に対するドセタキセル負荷の効果。 PLGA-b-PEG NPサイズ安定性。（A）ナノ粒子サイズに対する遠心分離 対 限外濾過の効果（12000 x g、15分間 対 3000 x g、15分間）。（B）保存および再懸濁後の、ナノ粒子サイズに対する凍結乾燥前のスクロースの効果。 ナノ粒子-Apt結合の確認。A10 PSMAアプタマー（Apt）を、EDCの非存在下（−）または存在下（＋）で、PLGA-b-PEGナノ粒子と共にインキュベートした。反応物を、直接、または結合していないAptを除去するために洗浄した後、10% TBE-Urea PAGEにおいて分離した。A10 PSMA Aptおよびナノ粒子-Aptに対応するバンドを矢印で示す。核酸分子量マーカー（MW）を左に示す。 全身投与後のPLGA-b-PEGナノ粒子およびナノ粒子-Aptによる腫瘍標的化（平均値±SD；n＝4；* P＜0.002）。 （A）PLGA-b-PEG ナノ粒子および（B）ナノ粒子-Aptの全身生体内分布（平均値±SD；n＝4）。

Claims (105)

  1. 粒子；
    標的化部分（targeting moiety）；および
    治療剤；
    を含む標的粒子（targeted particle）であって、
    該粒子がポリマーマトリクスを含み、
    該ポリマーマトリクスがポリエステルを含み、かつ
    該標的化部分が前立腺癌細胞を標的化する、
    標的粒子。
  2. 粒子がナノ粒子である、請求項1記載の標的粒子。
  3. 粒子がマイクロ粒子である、請求項1記載の標的粒子。
  4. 粒子が中実粒子である、請求項1〜3のいずれか一項記載の標的粒子。
  5. 粒子が中空粒子である、請求項1〜3のいずれか一項記載の標的粒子。
  6. ポリエステルが、PLGA、PLA、PGA、ポリカプロラクトン、およびポリ酸無水物からなる群より選択される、請求項1〜5のいずれか一項記載の標的粒子。
  7. ポリエステルがPLGAである、請求項1〜6のいずれか一項記載の標的粒子。
  8. ポリマーマトリクスが2またはそれ以上のポリマーを含む、請求項1〜7のいずれか一項記載の標的粒子。
  9. 少なくとも1つのポリマーが、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリ酸無水物、ポリヒドロキシ酸、ポリプロピルフメレート（polypropylfumerate）、ポリカプロラクトン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエーテル、ポリエステル、ポリ(オルトエステル)、ポリシアノアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリホスファゼン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリシアノアクリレート、ポリ尿素、ポリスチレン、ポリアミン、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項8記載の標的粒子。
  10. 少なくとも1つのポリマーが、ポリエステル、ポリ酸無水物、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、およびポリシアノアクリレートからなる群より選択される、請求項8記載の標的粒子。
  11. 少なくとも1つのポリマーがポリアルキレングリコールである、請求項8記載の標的粒子。
  12. 少なくとも1つのポリマーがポリエチレングリコール（PEG）である、請求項8記載の標的粒子。
  13. ポリマーマトリクスが2またはそれ以上のポリマーのコポリマーを含む、請求項1〜12のいずれか一項記載の標的粒子。
  14. コポリマーがPLGAおよびPEGのコポリマーである、請求項13記載の標的粒子。
  15. 粒子が直径1000 nm未満である、請求項1〜14のいずれか一項記載の標的粒子。
  16. 粒子が直径500 nm未満である、請求項1〜15のいずれか一項記載の標的粒子。
  17. 粒子が直径400 nm未満である、請求項1〜16のいずれか一項記載の標的粒子。
  18. 粒子が直径300 nm未満である、請求項1〜17のいずれか一項記載の標的粒子。
  19. 粒子が直径200 nm未満である、請求項1〜18のいずれか一項記載の標的粒子。
  20. 粒子が直径100 nm未満である、請求項1〜19のいずれか一項記載の標的粒子。
  21. 粒子が直径50 nm未満である、請求項1〜20のいずれか一項記載の標的粒子。
  22. 標的粒子がタンパク質、脂質、または糖質を含む、請求項1〜21のいずれか一項記載の標的粒子。
  23. 標的化部分がタンパク質である、請求項1〜22のいずれか一項記載の標的粒子。
  24. タンパク質標的化部分が前立腺癌細胞へ特異的に結合し得る、請求項23記載の標的粒子。
  25. タンパク質標的化部分が、抗体、受容体、サイトカイン、ペプチドホルモン、アビマー（avimer）、アフィボディー（affibody）からなる群より選択される、請求項23記載の標的粒子。
  26. タンパク質標的化部分が、前立腺特異的膜抗原（PSMA）へ特異的に結合する抗体である、請求項23記載の標的粒子。
  27. 標的化部分が小分子である、請求項1〜22のいずれか一項記載の標的粒子。
  28. 小分子標的化部分が、前立腺癌細胞へ特異的に結合し得る、請求項27記載の標的粒子。
  29. 小分子標的化部分が、前立腺特異的膜抗原（PSMA）へ特異的に結合する抗体である、請求項27記載の標的粒子。
  30. 小分子標的化部分が、葉酸、前立腺特異的膜抗原（PSMA）ペプチダーゼ阻害剤 チオールおよびインドールチオール誘導体、ヒドロキサメート誘導体、PBDAベースの阻害剤、尿素ベースの阻害剤、アンドロゲン受容体標的化剤、ならびにポリアミンからなる群より選択される、請求項27記載の標的粒子。
  31. 標的化部分が核酸である、請求項1〜22のいずれか一項記載の標的粒子。
  32. 核酸標的化部分がアプタマーである、請求項31記載の標的粒子。
  33. アプタマーが、1または複数の修飾されたヌクレオチドを含み、かつ、エンドヌクレアーゼ分解、エキソヌクレアーゼ分解、またはエンドヌクレアーゼ分解およびエキソヌクレアーゼ分解の両方に対して実質的に耐性である、請求項32記載の標的粒子。
  34. アプタマーが1または複数のL-エナンチオマーヌクレオシドを含む、請求項32または33記載の標的粒子。
  35. アプタマーの3’末端、5’末端、または3’末端および5’末端の両方における1または複数の内在(internal)ヌクレオチドが反転され、3’-3’または5’-5’ヌクレオチド結合が得られる、請求項32〜34のいずれか一項記載の標的粒子。
  36. アプタマーが前立腺癌細胞へ特異的に結合し得る、請求項32〜35のいずれか一項記載の標的粒子。
  37. アプタマーが前立腺特異的膜抗原（PSMA）へ特異的に結合する、請求項32〜36のいずれか一項記載の標的粒子。
  38. アプタマーが、配列番号：1のヌクレオチド配列、その誘導体、またはその特徴的部分を含む、請求項32〜37のいずれか一項記載の標的粒子。
  39. アプタマーが、配列番号：1のヌクレオチド配列、その誘導体、またはその特徴的部分に相同である、請求項32〜37のいずれか一項記載の標的粒子。
  40. アプタマーが、配列番号：2のヌクレオチド配列、その誘導体、またはその特徴的部分を含む、請求項32〜37のいずれか一項記載の標的粒子。
  41. アプタマーが、配列番号：2のヌクレオチド配列、その誘導体、またはその特徴的部分に相同である、請求項32〜37のいずれか一項記載の標的粒子。
  42. アプタマーが、配列番号：3のヌクレオチド配列、その誘導体、またはその特徴的部分を含む、請求項32〜37のいずれか一項記載の標的粒子。
  43. アプタマーが、配列番号：3のヌクレオチド配列、その誘導体、またはその特徴的部分に相同である、請求項32〜37のいずれか一項記載の標的粒子。
  44. 標的への標的化部分の特異的結合により、前立腺癌細胞への治療剤の送達がもたらされる、請求項1〜43のいずれか一項記載の標的粒子。
  45. 標的が、タンパク質、核酸、糖質、脂質、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項44記載の標的粒子。
  46. 標的がタンパク質を含む、請求項44記載の標的粒子。
  47. 標的が、細胞表面受容体、インテグリン、膜貫通タンパク質、イオンチャネル、膜輸送体タンパク質、細胞内タンパク質、可溶性タンパク質、小分子、腫瘍マーカー、それらの特徴的部分、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項45記載の標的粒子。
  48. 標的が腫瘍マーカーである、請求項44記載の標的粒子。
  49. 標的が前立腺癌特異的マーカーである、請求項44記載の標的粒子。
  50. 標的が、前立腺特異的抗原、ヒト腺性カリクレイン2、前立腺酸性フォスファターゼ、前立腺特異的膜抗原（PSMA）、アンドロゲン受容体、インスリン様成長因子、インスリン様成長因子結合タンパク質、膜貫通タンパク質24P4C12、前立腺幹細胞抗原、カルベオリン（calveolin）、PHOR-1、C型レクチン膜貫通抗原、103P2D6がコードするタンパク質、前立腺特異的レダクターゼポリペプチド、およびIL-11受容体-αからなる群より選択される、請求項48または49記載の標的粒子。
  51. 標的がPSMAである、請求項48または49記載の標的粒子。
  52. 標的が内皮癌特異的マーカーである、請求項44〜51のいずれか一項記載の標的粒子。
  53. 標的が核酸を含む、請求項44記載の標的粒子。
  54. 標的が、糖タンパク質、糖類、およびグリコカリックスからなる群より選択される糖質である、請求項44記載の標的粒子。
  55. 標的への標的化部分の特異的結合が、標的化部分の三次元的特徴に依存する、請求項44〜54のいずれか一項記載の標的粒子。
  56. 標的への標的化部分の特異的結合が、標的の三次元的特徴に依存する、請求項44〜54のいずれか一項記載の標的粒子。
  57. 治療剤が、小分子、タンパク質、核酸、糖質、脂質、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項1〜56のいずれか一項記載の標的粒子。
  58. 治療剤が抗癌剤である、請求項1〜57のいずれか一項記載の標的粒子。
  59. 治療剤が、抗体、組換え抗体、ヒト化抗体、それらの特徴的部分、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項1〜58のいずれか一項記載の標的粒子。
  60. 治療剤が酵素である、請求項1〜59のいずれか一項記載の標的粒子。
  61. 治療剤が、低分子干渉RNA、スモールヘアピンRNA（small hairpin RNA）、またはマイクロRNAである、請求項1〜57のいずれか一項記載の標的粒子。
  62. 治療剤が診断剤である、請求項1〜56のいずれか一項記載の標的粒子。
  63. 診断剤が、蛍光性部分、放射性核種、ガス、制吐薬、および造影剤からなる群より選択される、請求項62記載の標的粒子。
  64. 放射性核種が、γ放射体、陽電子放射体、X線放射体、β放射体、およびα放射体からなる群より選択される、請求項63記載の標的粒子。
  65. 診断剤が、陽電子放射断層撮影法（PET）、コンピューター断層撮影法（CAT）、単一光子放射コンピューター断層撮影法、X線、蛍光透視、または磁気共鳴画像法（MRI）において使用されるイメージング剤である、請求項62記載の標的粒子。
  66. 治療剤が予防剤である、請求項1〜57のいずれか一項記載の標的粒子。
  67. 予防剤がワクチンである、請求項66記載の標的粒子。
  68. 治療剤が栄養補助剤である、請求項1〜57のいずれか一項記載の標的粒子。
  69. 栄養補助剤が、ビタミン、ミネラル、必須アミノ酸、植物抽出物、動物抽出物、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項68記載の標的粒子。
  70. 標的化部分が前記粒子と結合している、請求項1〜69のいずれか一項記載の標的粒子。
  71. 標的化部分が前記粒子と非共有結合している、請求項1〜70のいずれか一項記載の標的粒子。
  72. 標的化部分が、前記粒子の表面と結合しているか、前記粒子内に封入されているか、前記粒子によって囲まれているか、または前記粒子にわたって分散されている、請求項71記載の標的粒子。
  73. 標的化部分が、少なくとも1つの共有結合を介して前記粒子と結合している、請求項1〜70のいずれか一項記載の標的粒子。
  74. 共有結合が脂肪族リンカーまたはヘテロ脂肪族リンカーによって媒介されている、請求項73記載の標的粒子。
  75. 共有結合がポリエーテルリンカーによって媒介されている、請求項73記載の標的粒子。
  76. 治療剤が前記粒子と結合している、請求項1〜75のいずれか一項記載の標的粒子。
  77. 治療剤が前記粒子と非共有結合している、請求項1〜76のいずれか一項記載の標的粒子。
  78. 治療剤が、前記粒子の表面と結合しているか、前記粒子内に封入されているか、前記粒子によって囲まれているか、または前記粒子にわたって分散されている、請求項77記載の標的粒子。
  79. 治療剤が、少なくとも1つの共有結合を介して前記粒子と結合している、請求項1〜76のいずれか一項記載の標的粒子。
  80. 共有結合が炭化水素リンカーによって媒介されている、請求項79記載の標的粒子。
  81. 共有結合がポリエーテルリンカーによって媒介されている、請求項79記載の標的粒子。
  82. 請求項1〜81のいずれか一項記載の標的粒子および薬学的に許容される賦形剤を含む、薬学的組成物。
  83. 少なくとも1つの細胞を含む被験体を提供する工程；
    請求項1〜81のいずれか一項記載の標的粒子を提供する工程；および
    該標的粒子を該被験体へ投与する工程
    を含む、被験体へ標的粒子を投与する方法。
  84. 前記標的粒子が薬学的に許容される賦形剤をさらに含む、請求項83記載の方法。
  85. 標的粒子を提供する工程が、粒子を作製することを含む、請求項83または84記載の方法。
  86. 粒子を作製する工程が、粒子を製造する工程、粒子を精製する工程、および所定のサイズの粒子を単離する工程を含む、請求項83〜85のいずれか一項記載の方法。
  87. 粒子が、ナノ析出、スプレードライ、シングルエマルジョン溶媒蒸発（single emulsion solvent evaporation）、ダブルエマルジョン溶媒蒸発（double emulsion solvent evaporation）、溶媒抽出、相分離、ミリング（milling）、マイクロファブリケーション、ナノファブリケーション、犠牲層、単純コアセルベーション、複合コアセルベーション、およびそれらの組み合わせからなる群より選択されるプロセスによって製造される、請求項86記載の方法。
  88. 粒子がナノ析出によって製造される、請求項86記載の方法。
  89. 粒子が、流体チャネルを使用するフローフォーカシング（flow focusing）によって製造される、請求項86記載の方法。
  90. 所定のサイズの粒子がふるいを使用して単離される、請求項86〜89のいずれか一項記載の方法。
  91. 標的粒子が、経口、静脈内、筋内、動脈内、髄内、髄腔内、皮下、脳室内、経皮、皮膚間（interdermal）、経直腸、膣内、腹腔内、局所、経皮、経粘膜、経鼻、頬側、経腸、または舌下経路によって被験体へ投与される、請求項83〜90のいずれか一項記載の方法。
  92. 標的粒子が、経口的に、静脈内に、または非経口的に被験体へ投与される、請求項83〜90のいずれか一項記載の方法。
  93. 標的粒子が、気管内注入、気管支注入、または吸入によって前記被験体へ投与される、請求項83〜90のいずれか一項記載の方法。
  94. 標的粒子が、口腔スプレー、鼻腔スプレー、またはエアロゾルとして前記被験体へ投与される、請求項83〜90のいずれか一項記載の方法。
  95. 標的粒子が前立腺へ直接投与される、請求項83〜90のいずれか一項記載の方法。
  96. 標的粒子が前立腺癌細胞へ直接投与される、請求項83〜90のいずれか一項記載の方法。
  97. 標的粒子が、局所投与によって前立腺癌細胞へ直接投与される、請求項96記載の方法。
  98. 標的粒子が、前立腺癌細胞を含む組織への注射によって、前立腺癌細胞へ直接投与される、請求項96記載の方法。
  99. 標的粒子が、定位手術による前立腺癌細胞でのまたは前立腺癌細胞付近での標的粒子の移入によって、前記被験体へ投与される、請求項96記載の方法。
  100. 標的粒子が、腫瘍の外科的切除の間の前立腺癌細胞でのまたは前立腺癌細胞付近での標的粒子の移入によって、前記被験体へ投与される、請求項96記載の方法。
  101. 治療剤を提供する工程；
    ポリマーを提供する工程；
    標的化部分を提供する工程；
    該ポリマーと該治療剤とを混合して粒子を調製する工程；および
    該粒子と該標的化部分とを結合する工程
    を含む、標的粒子の調製方法であって、
    該ポリマーがポリエステルを含み、かつ標的化部分が前立腺癌細胞を標的化する、方法。
  102. 粒子を精製する工程をさらに含む、請求項101記載の方法。
  103. 所与のサイズの粒子を単離する工程をさらに含む、請求項101または102記載の方法。
  104. 請求項1〜81のいずれか一項記載の標的粒子および使用説明書を含む、キット。
  105. 請求項82記載の薬学的組成物および使用説明書を含む、キット。
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