JP2011522070A - ミセル集合体 - Google Patents

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ベノイト、ダニール
オーブレル、ロバート
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ガール、アンナ
プリーブ、メアリー
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ディアブ、チャーベル
デ、プリヤダーシ
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Abstract

本願によって、コポリマーを含むミセル集合体が提供される。一定の場合、本願に提供されるミセル集合体はpH感受性粒子である。
【選択図】図1

Description

相互参照
[0001]本願は、米国仮出願第61/052,908号(2008年5月13日出願)、米国仮出願第61/052,914号(2008年5月13日)、米国仮出願第61/091,294号(2008年8月22日出願)、米国仮出願第61/112,048号(2008年11月6日出願)、米国仮出願第61/140,774号(2008年12月24日出願)および米国仮出願第61/171,369号(2009年4月21日出願)の利益を主張し、これらの文献は、その全体が本願に援用される。
連邦政府に後援を受ける研究に関する表明
[0002]本発明は、契約番号NIH1RO1EB002991の下、国立衛生研究所から与えられる政府の支援に基づきなされたものである。政府は本発明に一定の権利を有する。
[0003]本願は、ポリマーから形成されるミセル集合体およびそのようなミセル集合体の使用を開示する。
[0004]一定の場合において、生きた細胞に対して治療薬(例えばオリゴヌクレオチド)を提供することは有益である。ある場合、生きた細胞に対するそのようなポリヌクレオチドの送達は治療の利点を提供する。
[0005]一定の実施態様において、複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含むミセル集合体であって、前記ミセル集合体はコアおよびシェルを含み、ここにおいて前記コアは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のコアブロックを含み、ここにおいて前記シェルは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のシェルブロックを含み、ここにおいて前記コアブロックはpH依存性膜不安定化疎水性物質であり、ここにおいて前記シェルブロックはほぼ中性のpHにおいて親水性であるミセル集合体が提供される。ある実施態様において、「膜」という用語は、細胞質の膜、ベジクル膜、被覆小窩膜、エンドソーム膜および/または細胞膜を意味する。
[0006]一定の実施態様において、複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含むミセル集合体であって、前記ミセル集合体はコアおよびシェルを含み、ここにおいて前記コアは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のコアブロックを含み、ここにおいて前記シェルは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のシェルブロックを含み、ここにおいて前記コアブロックは、ほぼ中性のpHにおいて陰イオン性である第1の帯電可能種を含むpH依存性膜不安定化疎水性物質であり、前記コアブロックはコポリマーブロックであり、且つここにおいて前記シェルブロックはほぼ中性のpHにおいて親水性であるミセル集合体が提供される。pHが帯電可能種のpKa付近である場合、双方の形態の帯電可能種の平衡な分布が存在するだろう。陰イオン種の場合、pHが陰イオン種のpKaであるときには、集団の約50%が陰イオンとなり、約50%が帯電していない状態であるだろう。pHが帯電可能種のpKaからずれるとこの平衡状態は対応して変化し、より高いpH値では陰イオンの形態が支配的となり、より低いpH値では荷電していない形態が支配的となるだろう。ここに記載される実施態様は、任意のpH値におけるコポリマーの形態を含む。
[0007]ある実施態様において、複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含むミセル集合体であって、前記ミセル集合体はコアおよびシェルを含み、ここにおいて前記コアは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のコアブロックを含み、ここにおいて前記シェルは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のシェルブロックを含み、ここにおいて前記コアブロックは、ほぼ中性のpHにおいて陰イオン性である第1の帯電可能種を含むpH依存性膜不安定化疎水性物質であり、前記第1の帯電可能種は疎水性的に保護されており、且つここにおいて前記シェルブロックはほぼ中性のpHにおいて親水性であるミセル集合体が提供される。
[0008]一定の実施態様において、複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含むミセル集合体であって、前記ミセル集合体はコアおよびシェルを含み、ここにおいて前記コアは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のコアブロックを含み、ここにおいて前記シェルは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のシェルブロックを含み、ここにおいて前記コアブロックは、ほぼ中性のpHにおいて陰イオン性である第1の帯電可能種およびほぼ中性のpHにおいて陽イオン性である第2の帯電可能種を含むpH依存性膜不安定化疎水性物質であり、且つここにおいて前記シェルブロックはほぼ中性のpHにおいて親水性であるミセル集合体が提供される。
[0009]ある実施態様において、複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含むミセル集合体であって、前記ミセル集合体はコアおよびシェルを含み、ここにおいて前記コアは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のコアブロックを含み、ここにおいて前記シェルは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のシェルブロックを含み、ここにおいて前記コアブロックは、ほぼ中性のpHにおいて陰イオン性である第1の帯電可能種を含むpH依存性膜不安定化疎水性物質であり、且つここにおいて前記シェルブロックはほぼ中性のpHにおいて温度非依存性親水性物質であるミセル集合体が提供される。一実施態様において、「温度非依存性親水性物質」は、20から40℃の温度範囲にわたって実質的に変化しない親水性特性を有する親水性物質を指す。その結果、親水性特性は、ヒト患者へのミセル集合体の投与の前後において実質的に変化しない。ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、約6.5もしくはそれより低いpHで、約5.0から約6.5のpHで、または約6.2もしくはそれより低いpHで膜を不安定にする膜不安定化ブロックコポリマーを含む。
[0010]ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体に利用される膜不安定化ブロックコポリマーは、少なくとも2つのブロックを含み、またはジブロックコポリマーである。
[0011]一定の実施態様において、ミセル集合体のシェルはポリエチレングリコール基を含む。特定の実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックはポリエチレングリコールであるか、またはそれを含む。ある実施態様において、シェルブロックは複数のシェルモノマー単位を含み、ここにおいて1以上の前記シェルモノマー単位はPEG基によって置換されまたは官能化されている。
[0012]ある実施態様において、約6.2から7.5のpH範囲にわたる前記ミセル集合体の形態は、ミセル、擬似ミセルまたはミセル様構造である。さらなるまたは代替となる実施態様において、約6.2から7.5のpH範囲にわたる前記ミセル集合体の形態はミセルである。
[0013]一定の実施態様において、1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの少なくとも1つのブロックはグラジエントブロックであるミセル集合体が提供される。
[0014]ある実施態様において、少なくとも1つの研究試薬を含むミセル集合体が提供される。一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は少なくとも1つの診断薬を含む。ある実施態様において、ミセル集合体は少なくとも1つの治療薬を含む。特定の実施態様において、治療薬は、共有結合、非共有結合相互作用またはそれらの組み合わせにより、ミセル集合体において少なくとも1つの膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックに付着される。ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、少なくとも1つの膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックに付着された第1の治療薬およびミセル集合体のコア部分内における少なくとも1つの第2の治療薬を含む。ある実施態様において、それぞれのミセル集合体は、平均で1−5、5−250、5−1000、250−1000、少なくとも2、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20または少なくとも50の治療薬を含む。ある実施態様において、ここに記述されるミセル集合体にて提供される治療薬は、少なくとも1つのヌクレオチド、少なくとも1つの炭水化物または少なくとも1つのアミノ酸を含む。一定の実施態様において、治療薬は、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、遺伝子発現修飾因子、ノックダウン剤、siRNA、RNAi剤、ダイサー基質、miRNA、shRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはアプタマーである。ある実施態様において、治療薬は、タンパク質性治療薬(例えば、タンパク質、ペプチド、酵素、ドミナントネガティブタンパク質、ホルモン、抗体、抗体様分子または抗体断片)である。一定の実施態様において、治療薬は、炭水化物または約500ダルトンより大きな分子量を有する小分子である。ある実施態様において、1以上の複数の膜不安定化ブロックコポリマーは、治療薬に付着される。
[0015]ある実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックは、少なくとも1つのヌクレオチド、少なくとも1つの炭水化物または少なくとも1つのアミノ酸を含む。ある実施態様において、シェルブロックは非ペプチド性である。一定の実施態様において、少なくとも1つのヌクレオチドはリボヌクレオチドである。ある実施態様において、少なくとも1つのヌクレオチドは、遺伝子発現修飾因子、ノックダウン剤、siRNA、RNAi剤、ダイサー基質、miRNA、shRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはアプタマーである。特定の実施態様において、ノックダウン剤は、siRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、miRNAまたはshRNAである。
[0016]ある実施態様において、少なくとも1つのターゲッティング成分を含むミセル集合体が提供される。
[0017]一定の実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックは帯電しているか、または帯電可能である。ある実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックは、ほぼ中性のpHでポリカチオン性である。一定の実施態様において、シェルブロックは陽イオン性および非陽イオン性のモノマー単位を含む。ある実施態様において、シェルブロックは、少なくとも1つの陽イオン性帯電可能モノマー単位および少なくとも1つの非帯電可能なモノマー単位を含む。
[0018]ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、ホモポリマーブロックであるシェルブロックを有する複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含む。さらなるまたは代替となる実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、ヘテロポリマーブロックであるシェルブロックを有する複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含む。ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体の膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックは、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−エタクリレートモノマー単位、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−メタクリレートモノマー単位、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−アクリレートモノマー単位またはそれらの組み合わせを含む。
[0019]ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、少なくとも1つの第1の帯電可能種および少なくとも1つの第2の帯電可能種を有するコアを含み、ここにおいて前記第1の帯電可能種は陰イオン種に帯電可能か、または帯電しており、ここにおいて前記第2の帯電可能種は陽イオンに帯電可能か、または帯電しており、且つここにおいてコアにおける第1の帯電可能種と第2の帯電可能種との比は約1:4から約4:1である。ある実施態様において、前記コアにおける正に帯電した基と負に帯電した基との比は、ほぼ中性のpHで約1:4から約4:1である。一定の実施態様において、前記コアにおける正に帯電した基と負に帯電した基との比は、ほぼ中性のpHで約1:2から約2:1である。ある実施態様において、前記コアにおける正に帯電した基と負に帯電した基との比は、ほぼ中性のpHで約1:1.1から約1.1:1である。
[0020]ある実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーは、5を超える、20を超える、50を超えるまたは100を超える陰イオン種に帯電した、または帯電可能な帯電可能種を含む。ある実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーは、5を超える、20を超える、50を超えるまたは100を超える第1の帯電可能種を含む。特定の実施態様において、それぞれの第1の帯電可能種は、陰イオン種に帯電可能であるか、帯電している。ある実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーは、5を超える、20を超える、50を超えるまたは100を超える第2の帯電可能種を含む。特定の実施態様において、各々の第2の帯電可能種は、陽イオン種に帯電可能であるか、帯電している。一定の実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーは、5を超える、20を超える、50を超えるまたは100を超える疎水性種を含む。ある実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックは、5を超える、20を超える、50を超えるまたは100を超える陰イオン種に帯電した、または帯電可能な帯電可能種を含む。一定の実施態様において、ここに提供される膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックは、5を超える、20を超える、50を超えるまたは100を超える第1の帯電可能種を含む。特定の実施態様において、それぞれの第1の帯電可能種は、陰イオン種に帯電可能であるか、帯電している。ある実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックは、5を超える、20を超える、50を超えるまたは100を超える第2の帯電可能種を含む。特定の実施態様において、各々の第2の帯電可能種は、陽イオン種に帯電可能であるか、帯電している。一定の実施態様において、ここに提供される膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックは、5を超える、20を超える、50を超えるまたは100を超える疎水性種を含む。
[0021]ある実施態様において、少なくとも1つの膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックは、第1のモノマー単位に存在する第1の帯電可能種(例えば陰イオン性帯電可能)および第2のモノマー単位における第2の帯電可能種(例えば陽イオン性帯電可能)を含む。代替となる実施態様において、第1のおよび第2の帯電可能種は、同一のモノマー単位(例えば、双性イオン性帯電可能モノマー単位)に存在する。ある実施態様において、コアに存在する第1のモノマー単位の数と第2のモノマー単位の数との比は、約1:4から約4:1である。
[0022]一定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、少なくとも1つの第1の帯電可能なモノマー単位および少なくとも1つの第2の帯電可能なモノマー単位を含むコアブロックを有する少なくとも1つの膜不安定化ブロックコポリマーを含む。ある実施態様において、第1の帯電可能なモノマー単位はブレンステッド酸である。一定の実施態様において、少なくとも80%の第1の帯電可能なモノマー単位は、Hの損失により、約7.4のpHで陰イオン種に帯電している。さらなるまたは代替となる実施態様において、50%未満の第1の帯電可能なモノマー単位は、約6のpHで陰イオン種に帯電している。ある実施態様において、第1の帯電可能なモノマー単位は(C−C)アルキルアクリル酸である。一定の実施態様において、第2の帯電可能なモノマー単位はブレンステッド塩基である。ある実施態様において、少なくとも40%の第2の帯電可能なモノマー単位は、Hの取得により、約7.4のpHで陽イオン種に帯電している。一定の実施態様において、第2の帯電可能なモノマー単位は、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−エタクリレート、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−メタクリレート、またはN,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−アクリラートである。ある実施態様において、コアブロックはさらに少なくとも1つの非帯電可能なモノマー単位を含む。一定の実施態様において、非帯電可能なモノマー単位は、(C−C)アルキル−エタクリレート、(C−C)アルキル−メタクリレート、または(C−C)アルキル−アクリラートである。
[0023]ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、約10nmから約200nmの平均流体力学的径を有する粒子である。特定の実施態様において、ミセル集合体は、約20nmから約100nmの平均流体力学的径を有する。より特定の実施態様において、ミセル集合体は約30nmから約80nmの平均流体力学的径を有する。
[0024]ある実施態様において、自己組織化したミセル集合体が提供される。一定の実施態様において、ミセル集合体は、約6.5から約7.5の間のpHの水性媒質にて自己組織化する。ある実施態様において、自己組織化は、2時間未満、1時間未満、30分未満、15分未満に生じる。ある実施態様において、ミセル集合体は、約5.0から約7.4の間のpHの水性媒質にて膜を不安定にする。
[0025]一定の実施態様において、約7のpHよりも約5のpHにおいてより大きな正味の陽イオン性の電荷を含むミセル集合体が提供される。ある実施態様において、ミセル集合体の電荷の絶対値は、約7のpHよりも約5のpHの場合の方が大きい。
[0026]ある実施態様において、コアブロックおよびシェルブロックを有する複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含むミセル集合体が提供され、ここにおいてコアブロックの数平均分子量とシェルブロックの数平均分子量との比は約5:1から約1:1、または1:1から約5:1である。より特定の実施態様において、コアブロックの数平均分子量とシェルブロックの数平均分子量との比は約2:1である。
[0027]一定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、任意の適した数平均分子量(Mn)(例えば、2,000ダルトンを越える数平均分子量、約2,000ダルトンから約200,000ダルトン、約2,000ダルトンから約100,000ダルトン、約2,000ダルトンから約100,000ダルトン、約10,000ダルトンから約200,000ダルトン、または約10,000ダルトンから約100,000ダルトン)を有するコアブロックを有する複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含む。ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、任意の適した数平均分子量(Mn)(5,000ダルトンを越える数平均分子量、または約5,000ダルトンから約50,000ダルトン)を有するシェルブロックを有する複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含む。
[0028]ある実施態様において、ここに提供される膜不安定化ブロックコポリマーは、2未満、1.8未満、1.6未満、1.5未満、1.4未満または1.3未満の多分散指数を有する。
[0029]ある実施態様において、約7.4のpHで安定しているミセル集合体が提供される。一定の実施態様において、ミセル集合体は、約7.4のpHよりも約5.8のpHの場合の方が、実質的に安定性が低い。
[0030]一定の実施態様において、(例えば、ほぼ中性のpHにおいて)10μg/mL以上の濃度において安定であるミセル集合体が提供される。ある実施態様において、(例えば、ほぼ中性のpHにおいて)100μg/mL以上の濃度において安定であるミセル集合体が提供される。
[0031]特定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体を構成する任意のポリマーがここに記載される。すなわち、ポリマーのサブユニット(例えば、ブロックコポリマー)または個々のポリマー(ミセル集合体の形態であるか否かにかかわらず)もまたここに記載される実施態様である。明確には、ここに存在するそれぞれおよび全てのブロックコポリマーは、個々のポリマーとしてまたはここに記載されるミセル集合体の重合体のユニット/鎖/成分として、本願発明の範囲内である。
[0032]特許請求の範囲には、本発明の新規の特徴が特に説明される。本発明の特徴および利点についてのよりよい理解は、本発明の根本方針が利用され例示的な実施態様を説明する以下の詳細な説明および続く図面を参照することで得られるだろう。
図1Aは、RAFT合成したポリマーの組成および特徴の例示である。図1Bは、PEGMA−DMAEMAコポリマーの組成物および特性の例示である。 図2は、ブロックコポリマーPRx0729v6のNMR分光法の例示である。 図3は、siRNAと複合体を形成したポリマーPRx0729v6の粒子サイズの動的光散乱(DLS)測定の例示である。 図4は、異なる電荷比におけるポリマーPRx0729v6/siRNA複合体のゲルシフト分析の例示である。 図5は、ポリマーPRx0729v6の臨界安定性濃度(CSC)の例示である。 図6は、有機溶媒中のポリマーPRx0729v6粒子安定性の例示である。 図7は、培養した哺乳細胞におけるsiRNA―ミセル複合体のノックダウン活性の例示である。 図8は、ポリマーミセルおよびそれらのsiRNA複合体の膜不安定化活性の例示的な実証である。 図9は、ポリマーPRx0729v6の例示的な透過電子顕微鏡(TEM)分析である。 図10は、ポリマー−siRNA複合体の細胞取り込みおよび細胞内分布の例示的な蛍光顕微鏡である。 図11は、ポリマー構造に対するpHの効果の例示である。 図12は、培養した哺乳細胞におけるsiRNA−ミセル複合体についてのノックダウンデータの例示的な要約である。 図13は、ガラクトース末端官能化ポリ[DMAEMA]−マクロCTAの例示である。 図14は、[PEGMA−MAA(NHS)]−[B−P−D]の合成の例示である。 図15は、PEGMAおよびMAA−NHSのRAFTコポリマー化の例示である。 図16は、ガラクトース官能化DMAEMA−MAA(NHS)またはPEGMA−MAA(NHS)ジブロックコポリマーの例示である。 図17は、結合可能siRNA、ペプチドおよびピリジルジスルフィドアミンの構造の例示である。
発明の詳細な説明
[0051]一定の実施態様において、ミセル集合体およびその製造方法が提供される。ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は複数のブロックコポリマーを含み、ブロックコポリマーはシェルブロックおよびコアブロックを含む。ある実施態様において、前記ミセル集合体はコアおよびシェルを含み、ここにおいてコアはマルチブロックポリマーのコアブロックを含み、ここにおいてシェルはマルチブロックポリマーのシェルブロックを含む。ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は自己組織化される。特定の実施態様において、ミセル集合体は自発的に自己組織化される。ある実施態様において、ミセル集合体はミセルである。
[0052]一定の実施態様において、ミセル集合体のコアは複数の疎水性基を含む。ある実施態様において、疎水性基は、ほぼ中性のpHで疎水性である。より特定の実施態様において、疎水性基は弱酸性のpH(例えば、約6のpHおよび/または約5のpH)において疎水性である。一定の実施態様において、2以上の異なる疎水性基が存在する。ある実施態様において、疎水性基は、約1以上のπ値を有する。化合物のπ値は、その関連する親水性−親脂肪性の値の尺度である(例えばCates,L.A.による「薬学部学生による薬剤可溶性の計算」 Am.J.Pharm.Educ.45:11−13 (1981)参照)。
[0053]ある実施態様において、ミセル集合体のコアは、ほぼ中性のpH(例えば約7.4)で少なくとも1つの電荷を含む。特定の実施態様において、少なくとも1つの電荷は負電荷である。より特定の実施態様において、少なくとも1つの電荷は、少なくとも1つの負電荷および少なくとも2つの正電荷である。
[0054]特定の実施態様において、シェルブロックは親水性である(例えばほぼ中性のpHにおいて)。ある実施態様において、ミセル集合体は、約4.7から約6.8の間のpHで崩壊または分離する。
[0055]ある例において、生きた細胞への治療薬(例えばオリゴヌクレオチドまたはペプチド含む)の送達に適したミセル集合体が提供される。ある実施態様において、ミセル集合体は、複数のブロックコポリマーおよび任意に少なくとも1つの治療薬を含む。一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、生物学的適合性を有し、安定であり(物理的に安定および/または化学的に安定を含む)、および/または再生して合成される。さらに、ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、無毒(例えば、低い毒性を示す)であり、治療薬(例えばオリゴヌクレオチドまたはペプチド)ペイロードを分解から保護する、自然発生するプロセス(例えばエンドシトーシスによる)によって生きた細胞に入り、および/または細胞に接触した後に生きた細胞の細胞質に治療薬(例えばオリゴヌクレオチドまたはペプチド)ペイロードを送達する。一定の例において、ポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチド)は、siRNAおよび/または細胞の少なくとも1つの遺伝子の発現を変更する別の「ヌクレオチドベース」の薬剤である。したがって、一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、細胞へsiRNAまたはペプチドを送達するのに役立つ。一定の例において、細胞はインビトロであり、その他の例において、細胞はインビボである。ある実施態様において、siRNAまたはペプチドを含む治療的有効量のミセル集合体は、それを必要とする個人(例えば遺伝子ノックダウンを必要とする個人、ここにおいて当該遺伝子は、投与されたsiRNAによってノックダウンできる)に投与される。特異的な例において、ミセル集合体は、特に個人の標的細胞へのsiRNAまたはペプチドの送達に有用であるか、またはそのために特別に設計されている。
[定義]
[0056]本願に関して、異なると明記した場合を除き、単数形の使用は複数形を含み、その逆も成り立つと理解される。すなわち、「1つの(a)」および「その(the)」とは、1つ以上の全ての語句の修飾に関する。例えば、「ポリマー」または「ヌクレオチド」は、1つのポリマーもしくはヌクレオチドまたは複数のポリマーもしくはヌクレオチドを意味してよい。同様に、「ポリマー(polymers)」および「ヌクレオチド(nucleotides)」は、明記されない限り、または文脈からそのような意味が明白でない限り、1つのポリマーまたは1つのヌクレオチド並びに複数のポリマーまたはヌクレオチドを意味してよい。
[0057]ここに使用されるように、2つの成分または化合物は、非限定的な例示として、1以上の共有結合、1以上の非共有結合相互作用(例えば、イオン結合、静的な力、ファンデルワールス相互作用もしくはそれらの組み合わせ等)、またはそれらの組み合わせを含む相互作用によって互いに繋がっている場合に、「付着」する。
[0058]脂肪族または脂肪族基:ここに使用されるような「脂肪族」または「脂肪族基」という用語は、直鎖(すなわち、枝がない)、分枝または環状(融合、架橋およびスピロ融合多環式を含む)であってよく、且つ完全に飽和してよく、または1以上の不飽和単位を含むが芳香族でなくてよい、炭化水素成分を意味する。別段の定めない限り、脂肪族基は1−20の炭素原子を含む。
[0059]陰イオンモノマー:ここに使用されるような「陰イオンモノマー」または「陰イオンモノマー単位」とは、陰イオン性に帯電した状態または帯電していない状態で存在する基を有するモノマーまたはモノマー単位であるが、帯電していない状態である場合、例えば親電子物質(例えばpH依存的な様式において、例えばプロトン(H+))が除去されると、陰イオン性に帯電可能である。一定の例において、基は、ほぼ生理的なpHにおいて実質的に負に帯電しているが、プロトン化により、弱酸性pHにて実質的に中性となる。そのような基の非限定的な例は、カルボキシル基、バルビツール酸およびその誘導体、キサンチンおよびその誘導体、ボロン酸、ホスフィン酸、ホスホン酸、スルフィン酸、リン酸塩、およびスルホンアミドを含む。
[0060]陰イオン種:ここに使用されるような「陰イオン種」は、陰イオン性に帯電している、または帯電していない状態の基、残基または分子であるが、帯電していない状態の場合、例えば、親電子物質(例えばpH依存的様式で、例えばプロトン(H+))の除去により、陰イオン性に帯電できる。特定の例において、基、残基または分子は、生理的なpHにおいて実質的に負に帯電するが、プロトン化により、弱酸性pHで実質的に中性となる。
[0061]アリールまたはアリール基:ここに使用されるような「アリール」または「アリール基」という用語は、計5から14の環員を有する単環式、二環式および三環式の環系を意味し、ここにおいて系において少なくとも1つの環は芳香性であり、ここにおいて系におけるそれぞれの環は3から7の環員を含む。
[0062]ここに使用されるような「中性に帯電」とは、±10から±30mVの間のゼータ電位を有する粒子、および/または負の電荷に帯電可能な帯電可能種(例えば、脱プロトン化によって陰イオン性となる酸性種)の第1の数(z)および正の電荷に帯電可能な帯電可能種(例えば、プロトン化によって陽イオン性となる塩基性種)の第2の数(0.5z)の存在を意味する。
[0063]ここに使用されるような通常の生理的pHとは、血液、血清、正常細胞の細胞質等のような哺乳類の身体の主な液体のpHを指す。特定の例において、通常の生理的pHはほぼ中性のpHであり、例えば約7.2から約7.4のpHを含む。ある例において、ほぼ中性のpHとは6.6から7.6のpHである。中性のpHおよび生理的(physiologic、physiological)pHとは同義であり且つ互換的である。
[0064]ここに使用されるように、ミセル集合体は、安定したミセル集合体に対して、同一に、実質的に同様にまたは類似した様式で機能しない場合、および/または同一の、実質的に同様のまたは同様の物理的および/または化学的特徴を有さない場合、「崩壊」している。ミセル集合体の「崩壊」は任意の適切な方法にて決定することができる。1つの例において、ミセル集合体は、同一のブロックコポリマーを含み、pH7.4の水溶液で形成されたまたはヒト血清中で形成されたミセル集合体の流体力学的粒子サイズに対して5倍、4倍、3倍、2倍、1.8倍、1.6倍、1.5倍、1.4倍、1.3倍、1.2倍または1.1倍未満の流体力学的粒子サイズを有さない場合、「崩壊」している。1つの例において、ミセル集合体は、同一のブロックコポリマーを含み、pH7.4の水溶液で形成されたまたはヒト血清中で形成されたミセル集合体の集合体の濃度に対して5倍、4倍、3倍、2倍、1.8倍、1.6倍、1.5倍、1.4倍、1.3倍、1.2倍または1.1倍未満の集合体の濃度を有さない場合、「崩壊」している。
[0065]ヘテロアルキル:「ヘテロアルキル」という用語は、少なくとも1つの骨格炭素原子はヘテロ原子に置き換えられているアルキル基を意味する。
[0066]ヘテロアリール:「ヘテロアリール」という用語は、少なくとも1つの環員がヘテロ原子であるアリール基を意味する。
[0067]ここに使用されるように、「帯電可能種」、「帯電可能基」または「帯電可能モノマー単位」は、帯電しているか、または帯電していない状態の種、基またはモノマー単位である。特定の例において、「帯電可能モノマー単位」は、親電子物質(例えばプロトン(H)、例えばpH依存的様式において)の付加または除去により、帯電した状態(陰イオン性または陽イオン性に帯電した状態)に変換することができるものである。「帯電可能種」、「帯電可能基」または「帯電可能モノマー単位」という用語のいずれかの使用は、その他の説明がない限り、その他の「帯電可能種」、「帯電可能基」または「帯電可能モノマー単位」のいずれかの開示を含む。「陰イオンに帯電可能であるか、帯電している」または「陰イオン種に帯電可能であるか、帯電している」「帯電可能種」は、陰イオン性に帯電した状態または帯電していない状態のいずれかの種または基であるが、帯電していない状態では、例えばプロトン(H+)といった親電子物質の除去により、陰イオン性に帯電した状態に変換できる。特定の実施態様において、帯電可能種は、ほぼ中性のpHにおいて陰イオンに帯電した種である。ポリマーにおける全ての帯電可能種が、帯電可能種のpKa(酸解離定数)付近のpHにおいて陰イオンになるとは限らないが、陰イオン種および非陰イオン種の平衡状態が共存するであろうということが強調される。「陽イオンに帯電可能であるか、帯電している」または「陽イオン種に帯電可能であるか、帯電している」「帯電可能種」は、陽イオン性に帯電した状態または帯電していない状態のいずれかの種または基であるが、帯電していない状態では、例えばプロトン(H+)といった親電子物質の付加により、陽イオン性に帯電した状態に変換できる。特定の実施態様において、帯電可能種は、ほぼ中性のpHで陽イオンに帯電した種である。ポリマーにおける全ての帯電した陽イオン種が、帯電した陽イオン種のpKa(酸解離定数)付近のpHでカチオンになるとは限らないが、陽イオン種および非陽イオン種の平衡状態が共存するであろうことが強調される。ここに記載される「帯電可能モノマー単位」は、「帯電可能モノマー残基」と互換的に使用される。
[0068]ヘテロ原子:「ヘテロ原子」という用語は、水素または炭素以外の原子、例えば酸素、硫黄、窒素、リン、ホウ素、ヒ素、セレンまたはケイ素原子を意味する。
[0069]疎水性種:ここに使用されるような「疎水性種」(「疎水性−促進成分」と互換的に使用される)は、モノマーまたはポリマーといった分子に共有結合で付着された場合、分子の疎水性を増加させるか、または疎水性促進成分として役立つ置換基、残基または基といった成分である。「疎水性」という用語は、非極性溶剤と水との間における化合物の転送の自由エネルギーによって測定される化合物の物理的特性を記述する学術的な用語である(Hydrophobicity regained. Karplus P.A., Protein Sci., 1997, 6: 1302-1307)。化合物の疎水性は、そのlogP値、すなわち分配係数(P)の対数(2つの不混合性溶媒(例えばオクタノールおよび水)の混合物の2つの相における化合物の濃度の比として定義される)によって測定できる。疎水性の測定の実験的方法並びにlogP値のコンピュータによる計算方法が当業者に既知である。本発明の疎水性種は、脂肪族、へテロ脂肪族、アリールおよびヘテロアリール基を含むがこれらに限られない。
[0070]ここに使用されるように、「疎水性コア」は疎水性成分を含む。特定の例において、「疎水性コア」は実質的に帯電していない(例えば、電荷は実質的に正味中性である)。
[0071]阻害:ここに使用されるような「阻害」、「サイレンシング」および「減衰」という用語は、ノックダウン剤の非存在下における標的mRNAまたは対応するタンパク質の発現と比較した場合の、標的mRNAまたは対応するタンパク質の発現の測定可能な減少を指す。「ノックダウン」または標的mRNAもしくは対応するタンパク質の発現の減少は、当該分野の周知技術、例えば定量的ポリメラーゼ連鎖反応(qPCR)増幅、RNA溶液ハイブリダイゼーション、ヌクレアーゼプロテクション、ノーザンブロッティングおよびハイブリダイゼーション、およびマイクロアレイによる遺伝子発現モニタリングを用いてmRNAレベルを測定することによって評価でき;タンパク質の場合には、当該分野の周知技術、例えばSDS−PAGE、抗体結合、ウェスタンブロッティング分析、免疫沈殿、ラジオイムノアッセイまたは酵素結合抗体免疫吸着アッセイ(ELISA)、蛍光活性化細胞分析および免疫細胞化学によって評価できる。
[0072]特許請求の範囲において特に詳述されていない理論に結ぶつけられることなく、膜不安定化ポリマーは、細胞膜構造(例えばエンドソーム膜)の変化(例えば透過性変化)を直接的または間接的に誘発することができ、ミセル集合体またはミセル(またはそれらの構成ポリマー)と共同してまたはそれらとは独立に、薬剤(例えばポリヌクレオチド)の、そのような膜構造の通過、例えば細胞への侵入または細胞の小胞(例えばエンドソーム)の脱出を可能にする。膜不安定化ポリマーは膜破壊ポリマーでありえる(が必ずしもそうである必要はない)。膜破壊ポリマーは、細胞小胞の溶解または細胞膜の崩壊を直接的または間接的に誘発することができる(例えば細胞膜の集団の実質的なフラクションにて観察されるように)。
[0073]一般に、ポリマーまたはミセルの膜不安定化または膜破壊の特性は様々な手段によって評価できる。1つの非限定的なアプローチにおいて、細胞膜構造の変化は、細胞膜(例えばエンドソーム膜)からの薬剤(例えばポリヌクレオチド)の(直接的または間接的な)放出を測定するアッセイ、例えばそのような膜の外部の環境におけるそのような薬剤の存在または非存在またはそのような薬剤の活性の決定により観察することができる。その他の非限定的なアプローチは、例えば関心ある細胞膜のための代理アッセイとしての、赤血球溶解(溶血)の測定を含む。アッセイは、任意に、単一のpH値または複数のpH値において行われる。
[0074]ここに使用されるような「ミセル」は、コアおよび親水性シェルを含む粒子を含み、ここにおいて、コアは、少なくとも部分的に、主にまたは実質的に疎水性相互作用によって互いに固定されている。特定の例において、ここに使用されるような「ミセル」とは、少なくとも2つのドメイン、内部ドメインまたはコアおよび外側のドメインまたはシェルを含むマルチ構成部分の、ナノ粒子である。コアは、少なくとも部分的に、主にまたは実質的に疎水性相互作用によって互いに固定され、ミセルの中心に存在する。ここに使用されるように、「ミセルのシェル」はミセルの非コア部分として定義される。
[0075]ここに使用されるような粒子または集合体は、実質的にはミセルのように振る舞う場合に、「ミセル様」である:(1)それが、水混和性溶媒(例えばエタノール、但しこれに限定されない)から水性溶媒(例えば、リン酸緩衝液、pH7.4)への希釈によるブロックコポリマーの自発的な自己会合により組織化された集合体(例えばミセル)を形成することで、形成される;(2)それが、(例えば、臨界安定性濃度または臨界ミセル濃度(CMC)を構成する100ug/ml、50ug/ml、10μg/ml、5ug/mlまたは1ug/mlのポリマー濃度への)希釈に対して安定である;(3)それが、周囲の媒質の高いイオン強度(例えば0.5M NaCl)に対して安定である;および/または(4)それが、有機溶媒(例えば、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMS)およびジオキサンを含むがこれらに限定されない有機溶媒)の濃度が増大すると、安定性を増す。
[0076]「pH依存性膜不安定化疎水性物質」は、少なくとも部分的に、主にまたは実質的に疎水性であり、pH依存的様式で膜を不安定化する基である。特定の例において、pH依存性膜不安定化帯電可能疎水性物質は、ブロックコポリマーの疎水性のポリマーのセグメントであり、および/または複数の疎水性種を含み;および複数の陰イオン性帯電可能種を含む。ある実施態様において、陰イオン性帯電可能種はほぼ中性のpHで陰イオンである。さらなるまたは代替となる実施態様において、陰イオン性帯電可能種は、より低いpH、例えばエンドソームのpHにおいて帯電していない。ある実施態様において、膜不安定化帯電可能疎水性物質は複数の陽イオン種を含む。pH依存性膜不安定化帯電可能疎水性物質は、非ペプチド性および非脂質性ポリマー骨格を含む。
[0077]ここに使用されるように、集合体が分離しない、または不安定化しない場合、ここに記載されるミセル集合体は「安定」である。特定の例において、安定したミセル集合体は、pH7.4の水溶液(例えば、リン酸緩衝液、pH7.4)にて当初に形成された同一のブロックコポリマーを含むミセル集合体の流体力学的粒子サイズの約60%、50%、40%、30%、20%または10%以内の流体力学的粒子サイズを有するものである。ある例において、安定したミセル集合体は、pH7.4の水溶液(例えば、リン酸緩衝液、pH7.4)にて当初の同一のブロックコポリマーを含むミセル集合体の構成物/集合体の濃度の約60%、50%、40%、30%、20%または10%以内である構成物/集合体の濃度のものである。
[0078]ナノ粒子:ここに使用されるように、「ナノ粒子」という用語は、1000ナノメーター(nm)未満の直径を有する任意の粒子を指す。一般に、ナノ粒子は、真核細胞による取り込みが可能な程度に小さな寸法を有するべきである。典型的に、ナノ粒子は、200nm以下の最長の直線の寸法(例えば直径)を有する。ある実施態様において、ナノ粒子の直径は100nm以下である。例えば約10nmから約200nm、約20nmから約100nmまたは50nm以下、例えば5nm−30nmまたは10nm−30nmの直径を有するより小さなナノ粒子がある実施態様において使用される。
[0079]ヌクレオチド:ここに使用されるような「ヌクレオチド」という用語は、その最も広い意味において、ポリヌクレオチド(例えば、オリゴヌクレオチド)鎖である、またはそれに組む込むことができる任意の化合物および/または物質を意味する。ある実施態様において、ヌクレオチドは、ポリヌクレオチド(例えば、オリゴヌクレオチド)鎖であるか、ホスホジエステル結合によってそれに組み込むことができる化合物および/または物質である。ある実施態様において、「ヌクレオチド」は、各々の核酸残基(例えばヌクレオチドおよび/またはヌクレオシド)を指す。一定の実施態様において、「少なくとも1つのヌクレオチド」は1以上のヌクレオチドの存在を指す;様々な実施態様において、1以上のヌクレオチドは、分離したヌクレオチドであり、非共有結合で互いに付着しており、または共有結合で互いに付着している。それゆえ、特定の例において、「少なくとも1つのヌクレオチド」は1以上のポリヌクレオチド(例えば、オリゴヌクレオチド)を指す。ある実施態様において、ポリヌクレオチドは2以上ヌクレオチドモノマー単位を含むポリマーである。
[0080]オリゴヌクレオチド遺伝子発現モジュレーター:ここに使用されるように、「オリゴヌクレオチド遺伝子発現モジュレーター」は、アンチセンスの機構を含むがこれらに限定されない機構により、または、(i)転写の不活性化;(ii)mRNAの分解または隔離;(iii)転写の阻害もしくは減衰または(iv)翻訳の阻害もしくは減衰を含んでもよいRNA干渉(RNAi)介在経路により、生きた細胞における遺伝子発現の選択的な調節を誘導できるオリゴヌクレオチド剤である。オリゴヌクレオチド遺伝子発現モジュレーターは、調節性RNA(事実上あらゆる調節性RNAを含む)を含み、例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチド、miRNA、siRNA、RNAi、shRNA、アプタマーおよびそれらの任意のアナログまたは前駆体を含むが、これらに限定されない。
[0081]オリゴヌクレオチドノックダウン剤:ここに使用されるように、「オリゴヌクレオチドノックダウン剤」は、配列特異的な方式にて細胞内の核酸をターゲットとして結合することで、遺伝子発現を阻害することができるオリゴヌクレオチド種である。オリゴヌクレオチドノックダウン剤の非限定的な例は、siRNA、miRNA、shRNA、ダイサー基質、アンチセンスオリゴヌクレオチド、デコイDNAまたはRNA、抗遺伝子オリゴヌクレオチド、およびそれらの任意のアナログおよび先駆物質を含む。
[0082]ここに使用されるように、「オリゴヌクレオチド」という用語は、7−200のヌクレオチドモノマー単位を含むポリマーを指す。ある実施態様において、「オリゴヌクレオチド」は、一本鎖および/または二本鎖のRNA並びに一本鎖および/または二本鎖のDNAを包含する。更に、「ヌクレオチド」、「核酸」、「DNA」、「RNA」という用語および/または同様の用語は、核酸アナログ、すなわち、ペプチド核酸(PNA)、ロックされた核酸(LNA)、ホスホノ−PNA、モルフォリノ核酸または修飾されたリン酸基(例えば、ホスホロチオネート、ホスホネート、5’N−ホスホラミダイト結合)を有する核酸を含むがこれらに限定されない、修飾された骨格を有するアナログを含む。ヌクレオチドは、天然物から精製し、組み換え発現系を用いて製造して任意に精製し、化学的に合成することなどができる。ここに使用されるように、「ヌクレオシド」は、単糖および塩基を含む化合物を記述する用語である。単糖はペントースおよびヘキソース単糖を含むが、これらに限定されない。単糖はまた、単糖模倣物および水酸基をハロゲン、メトキシ、水素またはアミノ基で置換することで、または付加的な水酸基のエステル化によって修飾した単糖を含む。ある実施態様において、ヌクレオチドは、天然のヌクレオシドリン酸(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リン酸)であるか、それらを含む。ある実施態様において、塩基は、様々な核酸から自然発生する任意の塩基並びにそのような自然発生する塩基を模倣した、またはそのような塩基に類似したその他の修飾物を含む。修飾または誘導体化された塩基の非限定的な例は、5−フルオロウラシル、5−ブロモウラシル、5−クロロウラシル、5−ヨードウラシル、ヒポキサンチン、キサンチン、4−アセチルシトシン、5−(カルボキシヒドロキシルメチル)ウラシル、5−カルボキシメチルアミノメチル−2−チオウリジン、5−カルボキシメチルアミノメチルウラシル、ジヒドロウラシル、ベータ−D−ガラクトシルキューオシン(queosine)、イノシン、N6−イソペンテニルアデニン、1−メチルグアニン、1−メチルイノシン、2,2−ジメチルグアニン、2−メチルアデニン、2−メチルグアニン、3−メチルシトシン、5−メチルシトシン、N6−アデニン、7−メチルグアニン、5−メチルアミノメチルウラシル、5−メトキシアミノメチル−2−チオウラシル、ベータ D−マンノシルキューオシン、5’−メトキシカルボキシメチルウラシル、5−メトキシウラシル、2−メチルチオ−N6−イソペンテニルアデニン、ウラシル−5−オキシ酢酸、ワイブトキソシン(wybutoxosine)、シュードウラシル、キューオシン、2−チオシトシン、5−メチル−2−チオウラシル、2−チオウラシル、4−チオウラシル、5−メチルウラシル、ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸、5−メチル−2−チオウラシル、3−(3−アミノ−3−N−2−カルボキシプロピル)ウラシル、2−アミノアデニン、ピロロピリミジンおよび2,6−ジアミノプリンを含む。ヌクレオシド塩基は更に、普遍的な核酸塩基、例えばジフルオロトリル、ニトロインドリル、ニトロピロリル、またはニトロイミダゾリルを含む。ヌクレオチドはさらに、ラベルを有するまたは脱塩基(すなわち塩基を欠く)モノマーを含むヌクレオチドを含む。特に示さない限り、核酸配列は、5’から3’方向に示される。ヌクレオチドは、ワトソンクリック塩基対を介する水素結合を通じて、配列特異的な方式で別のヌクレオチドに結合できる。そのような塩基対は、互いに相補的であると言われる。オリゴヌクレオチドは、一本鎖、二本鎖または三本鎖であり得る。
[0083]RNA干渉(RNAi):ここに使用されるように、「RNA干渉」または「RNAi」という用語は、標的RNAに実質的に相補的である部分も含む少なくとも部分的に二本鎖のRNAが介在する、遺伝子発現の配列特異的な阻害および/または標的mRNAおよびタンパク質レベルの減少を意味する。
[0084]RNAi剤:ここに使用されるように、「RNAi剤」という用語は、RNAi機構によって遺伝子発現の阻害を仲介することができるオリゴヌクレオチドを意味し、siRNA、マイクロRNA(miRNA)、ショートヘアピンRNA(shRNA)、非対称性干渉RNA(aiRNA)、ダイサー基質およびそれらの前駆体を含むがこれらに限定されない。
[0085]ショート干渉RNA(siRNA):ここに使用されるように、「ショート干渉RNA」または「siRNA」という用語は、約15−50塩基対の長さを有し、任意に0から2の一本鎖オーバーハングをさらに含むヌクレオチド二重鎖を含むRNAi剤を意味する。siRNAの1つの鎖は、相補的な方式で標的RNAとハイブリダイズする部分を含む。ある実施態様において、siRNAと標的RNAのターゲットとされた部分との間で1以上のミスマッチが存在してもよい。ある実施態様において、siRNAは、ターゲットとなる転写の分解を引き起こすことで、遺伝子発現の阻害を仲介する。
[0086]ショートヘアピンRNA(shRNA):ショートヘアピンRNA(shRNA)は、互いにハイブリダイズするか、または互いにハイブリダイズ可能であり、二本鎖(二重鎖)構造および少なくとも1つの一本鎖部分を形成する少なくとも2つの相補部分を有するオリゴヌクレオチドを意味する。
[0087]ダイサー基質:「ダイサー基質」は、細胞において、RNaseIIIファミリーメンバーであるダイサーの基質である約25塩基対より大きい二重鎖RNAである。ダイサー基質は分断され、RNA干渉の効果を促す約21の塩基対の二重鎖小分子干渉RNAs(siRNAs)が作られ、mRNAノックダウンにより遺伝子サイレンシングがもたらされる。
[0088]遺伝子発現の阻害:ここに使用されるように、「遺伝子発現の阻害」という表現は、遺伝子の発現産物の量のあらゆる測定可能な減少を引き起こすことを意味する。発現産物とは、遺伝子から転写されたRNA(例えばmRNA)および/または遺伝子から転写されたmRNAから翻訳したポリペプチドであり得る。発現のレベルは、mRNAまたはタンパク質の測定のための標準的な技術を使用して決定してよい。
[0089]ここに使用されるように、「実質的に帯電していない」とは、±10から±30mVのゼータ電位、および/または負の電荷に帯電可能な帯電可能種(例えば、脱プロトン化によって陰イオン性となる酸性種)の第1の数(z)および正の電荷に帯電可能な帯電可能種(例えば、プロトン化によって陽イオン性となる塩基性種)の第2の数(0.5z)の存在を含む。
[0090]治療薬:ここに使用されるように、「治療薬」という表現は、対象、臓器、組織または細胞に投与された場合に、治療効果を有し、および/または所望の生物学的および/または薬理学的効果を誘発する任意の薬剤を意味する。
[0091]治療的有効量:ここに使用されるように、治療薬という用語の「治療的有効量」は、疾病、障害および/または症状を患うまたはそれらの傾向がある対象に投与された場合、疾病、障害および/または症状を治療する、診断する、予防するおよび/またはそれらの病徴の発症を遅らせるために十分な量を意味する。
[ミセル集合体構造]
[0092]ある実施態様において、複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含むミセル集合体が提供される。一定の実施態様において、ミセル集合体はコアおよびシェルを含む。
[0093]ある実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックは膜を不安定化する。特定の実施態様において、ここに記述される膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックはpH依存性膜不安定化疎水性物質である。一定の実施態様において、シェルブロックは親水性である。特定の実施態様において、シェルブロックはほぼ中性のpHにおいて親水性である。
[0094]ここに使用されるように、膜不安定化ブロックコポリマーは、膜破壊ブロックコポリマー(例えばエンドソーム膜を溶解するポリマー)および(例えばエンドソーム膜の一時的な裂け目を介して)膜を局所的に不安定化するブロックコポリマーを含む。ある実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーは、(i)複数の疎水性のモノマー残基、(ii)帯電可能種を有する複数の陰イオンモノマー残基、この帯電可能種は、血清の生理的pHで陰イオンであり、エンドソームのpHで実質的に中性であるかまたは帯電していない、および(iii)任意に複数の陽イオン性モノマー残基を含む。ある実施態様において、ブロックコポリマーにおける陰イオン種と陽イオン種との比の変更は、ここに記載されるミセル集合体の膜不安定化活性の変更を可能にする。そのような実施態様の幾つかにおいて、ブロックコポリマーにおける陰イオン種:陽イオン種の比は、血清の生理的pHにおいて約4:1から約1:4の範囲である。そのような実施態様の幾つかにおいて、ブロックコポリマーの疎水性ブロックにおける陰イオン種と陽イオン種との比の変更は、ここに記載されるミセル集合体の膜不安定化活性の変更を可能にする。そのような実施態様の幾つかにおいて、ここに記述されるブロックコポリマーの疎水性ブロックにおける陰イオン種:陽イオン種の比は、血清の生理的pHにおいて約1:2から約3:1、または約1:1から約2:1の範囲である。
[0095]一定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体に存在する膜不安定化ブロックコポリマーは、複数の疎水性基を含むコアセクション(例えばコアブロック)を含む。より特定の実施態様において、コアセクション(例えばコアブロック)は、複数の疎水性基および複数の第1の帯電可能種または基を含む。さらに特定の実施態様において、そのような第1の帯電可能種または基は、(例えばほぼ中性のpH、または約7.4のpHで)負に帯電しておりおよび/または負に帯電した種または基に帯電可能である。ある特定の実施態様において、コアセクション(例えばコアブロック)は、複数の疎水性基、複数の第1の帯電可能種または基、および複数の第2の帯電可能種または基を含む。より特定の実施態様において、第1の帯電可能種または基は、負に帯電しており、および/または負に帯電した種または基に帯電可能であり、第2の帯電可能種または基は、(例えばほぼ中性のpH、または約7.4のpHで)正に帯電しており、および/または正に帯電した種または基に帯電可能である。
[0096]一定の実施態様において、ミセル集合体のシェルおよび/またはここに記述される膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックは、帯電可能種または基をさらに含む。ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体に存在する1以上の膜不安定化ブロックコポリマーは複数の陽イオン性帯電可能種または基を含むシェルセクションを有する。ミセル集合体の周囲の媒質における電解質(例えばpH)の濃度に依存して、これらの陽イオン性帯電可能種は、陽イオンに帯電した状態であるか、または帯電していない状態である。
[0097]一定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、約5のpHにて正味陽イオンの電荷を有する。ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、ほぼ中性のpHにおいて、正味中性の電荷を有している。一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)にて正味陽イオンの電荷を有する。ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、約7のpHよりも約5のpHにおいてより大きな正味の陽イオン性の電荷を有する。さらなるまたは代替となる実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、公称の(または絶対値の)電荷、すなわち約7のpHよりも約5のpHの場合の方が大きい電荷を有する。
[0098]一定の実施態様において、ミセル集合体の形態が、約6以上、約6.5以上、約7以上、約6から約14以上;約6から約10以上;約6から約9.5以上;約6から約9以上;約6から約8.5以上;約6から約8以上;約6.5から約14以上;約6.5から約10以上;約6.5から約9.5以上;約6.5から約9以上;約6.5から約8.5以上;約7から約14以上;約7から約10以上;約7から約9.5以上;約7から約9以上;約7から約8.5以上;約6.2から約7.5以上;6.2から7.5;または約7.2から約7.4のpH範囲にわたってミセル、擬似ミセルまたはミセル様構造であるミセル集合体が提供される。一定の実施態様において、約7以下;約6.8以下;約6.5以下;約6.2以下;約6以下;約5.8以下;または約5.7以下のpHにおいて、ここに提供されるミセル集合体、ミセル、擬似ミセルまたはミセル様構造は、実質的に、または少なくとも部分的に分裂または解離する。特定の実施態様において、約6.2から7.5のpH範囲にわたる前記ミセル集合体の形態はミセルである。ここに使用されるように、ミセル集合体は、少なくとも記述されるpHにわたって形態を有し、記述されるpHの範囲外のpHにおいても形態を有してよいと理解すべきである。
[0099]一定の実施態様において、ここに記述される「ブロックコポリマー」は、コアセクションおよびシェルセクションを含む。ここに議論されるように、コアセクションは、任意にコアブロックであり、またはコアブロックを含み、シェルセクションは、任意にシェルブロックであるか、またシェルブロックを含む。ある実施態様において、少なくとも1つのそのようなブロックは、グラジエントポリマーブロックである。さらなる実施態様において、ここで使用されるブロックコポリマーは、任意にグラジエントポリマーで置換される(すなわち、ミセル集合体において使用されるポリマーは、コアセクションおよびシェルセクションを有するグラジエントポリマーである)。
[00100]一定の実施態様において、ミセル集合体はナノ粒子である。特定の実施態様において、ミセル集合体はミセルである。またさらなる実施態様において、ミセル集合体は、約10nmから約200nm、約10nmから約100nmまたは約30−80nmのサイズを有するナノ粒子またはミセルである。粒子サイズは、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)、動的光散乱法(DLS)、電子顕微鏡技術(例えばTEM)およびその他の方法を含むがこれらに限定されない任意の様式にて決定できる。
[00101]一定の実施態様において、シェルおよび/またはシェルブロックは、親水性および/または帯電性(例えば非帯電性、陽イオン性、ポリカチオン性、陰イオン性、ポリアニオン性または双生イオン性)である。一定の実施態様において、シェルおよび/またはシェルブロックは親水性および中性(非帯電性)である。特定の実施態様において、シェルおよび/またはシェルブロックは正味の正電荷を含む。特定の実施態様において、シェルおよび/またはシェルブロックは正味の負電荷を含む。特定の実施態様において、シェルおよび/またはシェルブロックは正味の中性電荷を含む。ある実施態様において、コアおよび/またはコアブロックは疎水性であり、および/または疎水性の基、成分、モノマー単位、種等を含む。特定の実施態様において、疎水性コアおよび/またはコアブロックは、複数の疎水性の基、成分、モノマー単位、種等および複数の帯電可能種またはモノマー単位を含む。より特定の実施態様において、複数の帯電可能なモノマー単位または種は、複数の陰イオン性帯電可能モノマー単位または種を含む。より特定の実施態様において、複数の帯電可能なモノマー単位または種は、複数の陽イオン性帯電可能モノマー単位または種を含む。さらに特定の実施態様において、複数の帯電可能なモノマー単位または種は、複数の陽イオン性および複数の陰イオン性帯電可能モノマー単位または種を含む。ある実施態様において、ブロックコポリマーは、それぞれ、(1)ミセル集合体(例えばミセル)のシェルを形成する親水性、帯電性(例えば陰イオン性もしくはポリアニオン性;または陽イオン性もしくはポリカチオン性;または双生イオン性;または非帯電性)のブロック、(2)疎水性ブロック、および(3)複数の陰イオン性帯電可能種を有し、膜を不安定にする(例えば、pH依存的様式で膜を不安定にする)。ある実施態様において、複数の陰イオン性帯電可能種は疎水性ブロックに存在する。一定の実施態様において、疎水性コアおよび/またはコアブロックは、任意に、疎水性基、帯電可能基またはそれらの組み合わせを含んでよく、または含まないでよいスペーサーモノマー単位を含む。ある実施態様において、ミセル集合体(例えばミセル)のコア(例えばコポリマーの1以上のコアブロック)を形成する、またはそれに存在するポリマーブロックは、帯電可能である(例えば、生理的なpHにおいて陽イオン種および/または陰イオン種を含む)。ある例において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)は、自己会合する複数のブロックコポリマーから形成される。特定の例において、自己会合は、ブロックコポリマーの疎水性ブロックの相互作用によって生じ、生じるミセル集合体(例えばミセル)は、ミセル集合体のコアに存在する疎水性ブロックの疎水性相互作用によって安定する。
[00102]ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)は、少なくとも2時間、少なくとも4時間、少なくとも6時間、少なくとも8時間、少なくとも12時間または少なくとも24時間、50%のヒト血清にて活性(例えば、ポリヌクレオチドといった治療薬を送達するミセル集合体の活性)を維持する。さらなるまたは代替となる実施態様において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)は、少なくとも2時間、少なくとも4時間、少なくとも6時間、少なくとも8時間、少なくとも12時間または少なくとも24時間、少なくとも50%のヒト血漿にて活性(例えばポリヌクレオチドを送達するミセル集合体の活性)を維持する。さらなるまたは代替となる実施態様において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)は、少なくとも2時間、少なくとも4時間、少なくとも6時間、少なくとも8時間、少なくとも12時間または少なくとも24時間、50%のマウス血清にて活性(例えばポリヌクレオチドを送達するミセル集合体の活性)を維持する。また更なるまたは代替となる実施態様において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)は、少なくとも2時間、少なくとも4時間、少なくとも6時間、少なくとも8時間、少なくとも12時間または少なくとも24時間、少なくとも50%のマウス血漿にて活性(例えば、ポリヌクレオチドといった治療薬を送達するミセル集合体の活性)を維持する。特定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)は、少なくとも2時間50%のヒト血清にて、少なくとも2時間少なくとも50%のヒト血漿にて、少なくとも2時間50%のマウス血清にて、少なくとも2時間少なくとも50%のマウス血漿にて、またはそれらの組み合わせで、活性(例えば、ポリヌクレオチドといった治療薬を送達するミセル集合体の活性)を維持する。
[00103]様々な実施態様において、ここに記述されるミセル集合体(例えばミセル)に使用されるブロックコポリマーは、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)の一定の側面または機能性に影響を及ぼし、またはそれらに影響を及ぼすように選択され、そのような側面または機能性には以下のものが含まれるが、これらに限定されない:(1)ミセル集合体(例えばミセル)の生物物理学的特性、非限定的な例示としては、可溶性、水可溶性、安定性、水性媒質における安定性、親水性、親油性、疎水性等;(2)管理可能な形態またはその他の目的へのミセル集合体の処方の促進;(3)(例えばターゲットする成分を運ぶことによる)特定のまたは選択したタイプの細胞をターゲットするミセル集合体の能力;および/または(4)ミセル集合体(例えばミセル)の生物学的適合性を増大する能力。ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)は、1以上の以下の事項によって特徴づけられる:(1)ミセル集合体(例えばミセル)は、水混和性溶媒(例えばエタノール、但しこれに限定されない)から水性溶媒(例えば、リン酸緩衝液、pH7.4)への希釈によるブロックコポリマーの自発的な自己会合により組織化された集合体(例えばミセル)を形成することで、形成される;(2)ミセル集合体(例えばミセル)は、(例えば、臨界安定性濃度または臨界ミセル濃度(CMC)を構成する100ug/ml、50ug/ml、10μg/ml、5ug/mlまたは1ug/mlのポリマー濃度への)希釈に対して安定である;(3)ミセル集合体(例えばミセル)は周囲の媒質の高いイオン強度に対して安定(例えば0.5M NaCl)である;および/または(4)ミセル集合体(例えばミセル)は、有機溶媒(例えば、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMS)およびジオキサンを含むがこれらに限定されない有機溶媒)の濃度が増大すると、安定性を増す。ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)は、少なくとも前述の特性の2つを有することにより特徴づけられる。ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)は、少なくとも前述の特性の3つを有することにより特徴づけられる。ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)は、前述の特性の全てを有することにより特徴づけられる。
[00104]一定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)は、その他の基準によって、更にまたは代替的に特徴付けられる:(1)個々のブロックの分子量およびそれらの相対長さ比は、形成されたミセル集合体のサイズおよびその相対的安定性を管理するために減少または増大され、および(2)シェルを形成するポリマー陽イオン性ブロックのサイズは、陰イオン性治療薬(例えばオリゴヌクレオチド剤)と有効な複合体の形成を提供するために、および/または陰イオン性治療薬(例えばオリゴヌクレオチド剤)の電荷の中和を提供するために、変更される。
[00105]さらに、一定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、小さな疎水性の分子、例えば疎水性小分子化合物(例えば疎水性小分子薬剤)をミセル集合体の疎水性コアに選択的に取り込む。特定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、小さな疎水性の分子、例えば疎水性小分子化合物ピレンをミセル集合体の疎水性コアに選択的に取り込む。
[コア]
[00106]一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体のコアは、複数のpH依存性膜不安定化疎水性物質を含む。一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体のコアは、少なくとも部分的に、実質的にまたは主に疎水性相互作用によって、一つに維持される。
[00107]ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体のコアは、複数の第1の帯電可能種を含む。特定の実施態様において、第1の帯電可能種は、陰イオン種に帯電可能であるか、帯電している。コア内の全ての第1の帯電可能種が帯電していないか、コア内の一部または全ての第1の帯電可能種が帯電していると理解される。
[00108]一定の実施態様において、ここに記述される膜不安定化ポリマーのコアブロックは、複数の第1の帯電可能種、および複数の第2の帯電可能種を含む。ある例において、第1の帯電可能種は、陰イオン種に帯電可能であるか、帯電している;および、第2の帯電可能種は、陽イオン種に帯電可能であるか、帯電している。ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体のコアは、複数の第1の帯電可能種;複数の第2の帯電可能種;および複数の疎水性種を含む。
[00109]コアは複数の陰イオン性帯電可能種および複数の陽イオン性帯電可能種を含む一定の実施態様において、複数の陰イオン性帯電可能種の数と複数の陽イオン性帯電可能種の数との比は、約1:10から約10:1、約1:8から約8:1、約1:6から約6:1、約1:4から約4:1、約1:2から約2:1、約3:2から約2:3、または約1:1である。ある実施態様において、コアは陰イオン性に帯電した複数の陰イオン性帯電可能種および陽イオン性に帯電した複数の陽イオン性帯電可能種を含み、ここにおいて、コアの中に存在する陰イオン性に帯電した種の数と陽イオン性に帯電した種の数との比は、約1:10から約10:1、約1:8から約8:1、約1:6から約6:1、約1:4から約4:1、約1:2から約2:1、約3:2から約2:3、または約1:1である。
[00110]ある実施態様において、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)における、複数の陰イオン性帯電可能種の数と複数の陽イオン性帯電可能種の数との比は、約1:10から約10:1、約1:8から約8:1、約1:6から約6:1、約1:4から約4:1、約1:2から約2:1、約2:3から約3:2、約1:1.1から約1.1:1、または約1:1である。ある実施態様において、コアは、陰イオン性に帯電した複数の陰イオン性帯電可能種および陽イオン性に帯電した複数の陽イオン性帯電可能種を含み、ここにおいて、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)における、コアに存在する陰イオン性に帯電した種の数と陽イオン性に帯電した種の数との比は、約1:10から約10:1、約1:8から約8:1、約1:6から約6:1、約1:4から約4:1、約1:2から約2:1、約2:3から約3:2、約1:1.1から約1.1:1、または約1:1である。特定の実施態様において、コアに存在する正に帯電した種とコアにおける負に帯電した種との比は、ほぼ中性のpHの約1:4から約4:1である。より特定の実施態様において、コアに存在する正に帯電した種とコアにおける負に帯電した種との比は、ほぼ中性のpHにおいて約1:2から約2:1である。特定の実施態様において、コアに存在する正に帯電した種とコアにおける負に帯電した種との比は、ほぼ中性のpHにおいて約1:1.1から約1.1:1である。
[00111]特定の実施態様において、第1の帯電可能種はブレンステッド酸である。特定の例において、ここに使用されるように、帯電可能種は、(例えばpH依存的様式における)プロトンの付加または除去が陽イオン性または陰イオン性の種、基またはモノマー単位をそれぞれ提供する種を含む。
[00112]ある実施態様において、コアに存在する第1の帯電可能種は、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)で、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85%または少なくとも95%負に帯電する種である。特定の実施態様において、これらの第1の帯電可能種は、ほぼ中性のpHでHを損失して陰イオン種に帯電する。さらなるまたは代替となる実施態様において、コアに存在する第1の帯電可能種は、わずかに酸性のpH(例えば、約6.5以下;約6.2以下;約6以下;約5.9以下;約5.8以下のpH;またはほぼエンドソームのpH)で、少なくとも20%、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85%または少なくとも95%が中性または帯電していない種である。
[00113]ある実施態様において、第1の帯電可能種非限定的な例示として、カルボン酸、無水物、スルホンアミド、スルホン酸、スルフィン酸、硫酸、リン酸、ホスフィン酸、硼酸、亜燐酸等である。
[00114]ある実施態様において、コアに存在する第2の帯電可能種は、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)にて、少なくとも20%、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85%または少なくとも95%が正に帯電する種である。特定の実施態様において、これらの第2の帯電可能種は、Hの付加により、陽イオン種に帯電する。さらなるまたは代替となる実施態様において、コアに存在する第2の帯電可能種は、わずかに酸性のpH(例えば、約6.5以下;約6.2以下;約6以下;約5.9以下;約5.8以下のpH;またはほぼエンドソームのpH)で、少なくとも20%、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85%または少なくとも95%が正に帯電した種である。
[00115]ある実施態様において、ミセル集合体のコアにおいて複数の膜を不安定にする成分を含むミセル集合体が提供される。
[シェル]
[00116]ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体のシェルは親水性である。特定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体のシェルは複数の帯電可能種を含む。特定の実施態様において、帯電可能種は陽イオン種に帯電可能であるか、帯電している。その他の特定の実施態様において、帯電可能種は陰イオン種に帯電可能であるか、帯電している。その他の実施態様において、ミセル集合体のシェルは親水性であり、および帯電していない(例えば実質的に帯電していない)。そのようなシェルブロックは、帯電可能種の全てが帯電していない、または帯電可能種の一部もしくは全てが帯電している種を含むと理解される。
[00117]特定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体のシェルは、ほぼ中性のpH(例えば、約7.4のpH)でポリカチオンである。ある実施態様において、ミセル集合体のシェルにおける帯電可能種は、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)で、少なくとも20%、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85%または少なくとも95%が正に帯電する種、基またはモノマー単位である。特定の実施態様において、ミセル集合体のシェルにおけるこれらの帯電可能種は、Hの付加により、陽イオン種(例えばブレンステッド塩基)に帯電する。さらなるまたは代替となる実施態様において、ここに記載されるミセル集合体のシェルにおける帯電可能種は、わずかに酸性のpH(例えば、約6.5以下;約6.2以下;約6以下;約5.9以下;約5.8以下のpH;またはほぼエンドソームのpH)で、少なくとも20%、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85%または少なくとも95%が正に帯電する種である。
[00118]ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体のシェルは、生理的なpH(例えば循環するヒト血漿のpH)において、またはそのpH付近において、陽イオン性である。ある実施態様において、シェルブロックはポリカチオン性である。ある実施態様において、シェルは、1以上の治療薬(例えばsiRNAといったポリヌクレオチド)を含み、ここにおいて治療薬はポリアニオン性である。ある実施態様において、複数の治療薬は、総計xの陰イオンを含み、ここに記載されるミセル集合体のポリカチオン性シェルは、約0.6x、約0.7x、約0.8x、約0.9x、約1.0x、約1.1xまたはそれ以上の陽イオンを含む。
[00119]ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体のシェルは親水性および非帯電性である。ここに有用な親水性、非帯電性種は、非限定的な例示として、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレンオキシド(PEO)等である。
[00120]一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体のシェルは、複数の種々の親水性種(例えば少なくとも1つの帯電していない親水性種および少なくとも1つの帯電した親水性種)を含む。
[粒子サイズ]
[00121]一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、任意の適切なサイズを有するナノ粒子である。ナノ粒子のサイズは、コアセクション、シェルセクション、付加的なセクションまたはそれらの組み合わせの重合度の調節により、特定のニーズを満たすために調節される。特定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、約10nmから約200nmの平均流体力学的径を有する。より特定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、水性媒質において、約1nmから約500nm、約5nmから約250nm、約10nmから約200nm、約10nmから約100nm、約20nmから約100nm、約30nmから約80nm等の平均流体力学的径を有する。さらに特定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、水性媒質において、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)で、約1nmから約500nm、約5nmから約250nm、約10nmから約200nm、約10nmから約100nm、約20nmから約100nm、約30nmから約80nm等平均流体力学的径を有する。ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、ヒト血清において、約1nmから約500nm、約5nmから約250nm、約10nmから約200nm、約10nmから約100nm、約20nmから約100nm、約30nmから約80nm等の平均流体力学的径を有する。特定の実施態様において、約7.4のpHの水性媒質およびヒト血清の両方において、約10nmから約200nmの粒子サイズを有するミセル集合体が提供される。
[集合体]
[00122]ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は自己会合する。一定の実施態様において、ミセル集合体は、水性媒質において自己会合し、または自己会合できる。ある実施態様において、ミセル集合体は、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)を有する水性媒質において自己会合し、または自己会合できる。ある実施態様において、ミセル集合体は、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)を有する水性媒質によるブロックコポリマーの有機溶液の希釈により、自己会合し、または自己会合できる。ある実施態様において、ミセル集合体は、ヒト血清において、自己会合し、または自己会合できる。ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は自己会合する。
[00123]特定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、約6から約9、約6から約8、約6.5から約9、約6.5から約8、約6.5から約7.5、約7から約9または約7から約8の範囲の少なくとも1つのpHの値の水性媒質において自己会合する。ある実施態様において、ミセル集合体は、約5.0から約7.4の内のpHの値の水性媒質において膜を不安定にする。ここに使用されるように、ミセル集合体は、少なくともここに記述されるpHにおいて自己会合するが、記載されるpH範囲外の1以上のpH値にて自己会合してもよいと解される。
[00124]ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、任意の適切な濃度にて自己会合する。一定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、約2μg/mL、約5μg/mL、約8μg/mL、約10μg/mL、約20μg/mL、約25μg/mL、約30μg/mL、約40μg/mL、約50μg/mL、約60μg/mL、約70μg/mL、約80μg/mL、約90μg/mL、約100μg/mLまたはこれら以上の濃度(例えば臨界集合体濃度(CAC)またはミセル集合体が形態される最小の濃度)で自己会合する。一定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、約1μg/mLから約100μg/mLの間の少なくとも1つの濃度にて自己会合する。
[00125]ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)は、ここに記載されるポリマーの自発的な自己組織化によって作製される。一定の実施態様において、ここに記載されるポリマーは、(a)水混和性有機溶媒にポリマーを含む溶液を水性溶媒で希釈することによって、または(b)水溶液に直接溶解することで、ここに記載されるミセル集合体へと集合する。ある実施態様において、ここに記載されたポリマーは、ポリヌクレオチドがない状態においてここに記載されるミセル集合体へと集合する。
[00126]ある実施態様において、ミセル集合体(例えばミセル)は水溶液による稀釈に対して安定的である。特定の実施態様において、ミセル集合体(例えばミセル)は、生理的pH(ヒトにおいて循環する血液のpHを含む)において、約50から約100μg/mLまたは約10から約50μg/mL、10μg/mL未満、5μg/mL未満または2μg/mL未満の臨界安定性濃度(例えば臨界ミセル濃度(CMC))を有して、希釈に安定的である。ここに使用されるように、「ミセル集合体の不安定化」とは、ミセル集合体を形成する重合体の鎖が、少なくとも部分的に、分散し、構造上変化すること(例えば、サイズの拡大および/または形状の変化)、および/または無定形の超分子構造(例えば非ミセル超分子の構造)を形成してもよいことを意味する。臨界安定性濃度(CSC)、臨界ミセル濃度(CMC)および臨界集合体濃度(CAC)という用語は、ここにおいて互換的に使用される。
[安定性]
[00127]ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は水性媒質において安定している。一定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、選択したpH、例えば、ほぼ生理的なpH(例えば循環するヒト血漿のpH)の水性媒質において安定している。特定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)の水性媒質において安定している。特定の実施態様において、水性媒質は、動物(例えばヒト)の血清または動物(例えばヒト)の血漿である。一定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、ヒト血清および/またはヒト血漿において安定している。特定の実施態様において、ミセル集合体は循環するヒト血漿において安定している。ミセル集合体の安定性は明示されるpHに制限されないと理解されるが、少なくとも明示されるpHを含むpHの値で安定していると理解される。特定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、ほぼ中性のpHよりも酸性のpHにおいて実質的に安定性が低い。より特定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、約7.4のpHよりも約5.8のpHの場合の方が、実質的に安定性が低い。
[00128]特定の実施態様において、ミセル集合体は、(例えばほぼ中性のpHで)10μg/mL以上の濃度において安定である。ある実施態様において、ミセル集合体は、(例えばほぼ中性のpHで)100μg/mL以上の濃度において安定である。
[ブロックコポリマー]
[00129]ある実施態様において、ここに提供される膜不安定化ブロックコポリマーは、任意の適切なpHにおいて膜を不安定化する。ある実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーは、(例えば水性媒質において)エンドソームのpH、約6.5以下、約5.0から約6.5、または約6.2以下のpHにおいて、膜を不安定化する。
[00130]特定の実施態様において、ここに提供される膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックは、複数の第1の帯電可能の基、種またはモノマー単位および複数の第2の帯電可能種、基またはモノマー単位を含む。特定の例において、第1の帯電可能の基、種またはモノマー単位は、負に帯電しており、または負の種、基またはモノマー単位に帯電可能である。ある例において、第2の帯電可能の基、種またはモノマー単位は、正に帯電しており、または陽イオン種、基またはモノマー単位に帯電可能である。一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体を含む水性媒質のpHが増大すると、膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックおよびミセル集合体のコアは、より正に帯電し、ミセル集合体の形状および/またはサイズの破壊をもたらし、および、膜(例えばミセル集合体の周囲のエンドソーム膜)の部分的または実質的な破壊を引き起こす。
[00131]一定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、pH依存的様式にてエンドソーム膜を不安定化する複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含む。様々な実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーは、ミセル集合体に集合した場合および/またはミセル集合体の形態と独立に存在する場合(例えばミセル集合体が解離および/または不安定化した場合)に、膜を不安定化する。ある実施態様において、生理的なpH(例えば循環する血液のpH)またはその付近のpHにおいて、ミセル集合体を構成するポリマーは、最小限に膜を不安定化するが、低下したpH(例えばエンドソームのpH)にさらされると、ポリマーは膜不安定化する。特定の例において、膜を不安定化する状態へのこの移行は、ポリマーに組み込まれる弱酸性残基のプロトン化によって生じ、そのようなプロトン化は、ポリマーの疎水性の増大をもたらす。特定の例において、ポリマーの疎水性の増大は、ミセル集合体の構造変化をもたらし、ミセル集合体に膜を不安定化させる(例えば膜の不安定化を引き起こす)。ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体の膜不安定化の機構は、ポリカチオン例えばPEIまたはその他のポリカチオンの純粋なプロトン−スポンジ膜不安定化機構に依存しない。ある実施態様において、膜破壊の2つの機構、(a)ポリカチオン(例えばDMAEMA)および(b)疎水性化されたポリアニオン(例えばプロピルアクリル酸)(これらはともに作用する)の組み合わせは、ポリマーによって付与される膜不安定化の力価に対して付加的または相乗的な効果を有する。
[00132]ある実施態様において、ポリマーブロックは、非限定的な例示として、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ポリエチレングリコール、親水性ブロック、疎水性ブロック、帯電したブロック等から任意に選択される。
[00133]一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は膜不安定化ブロックコポリマーを含み、ここにおいて、ブロックコポリマーは非ペプチド性および/または非脂質性である。膜不安定化ブロックコポリマーを含むミセル集合体であって、前記コアブロックは非ペプチド性および/または非脂質性であるミセル集合体が提供される。一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は膜不安定化ブロックコポリマーを含み、前記シェルブロックは非ペプチド性および/または非脂質性である。ある実施態様において、ミセル集合体を形成するブロックコポリマーの骨格は、非ペプチド性および/または非脂質性である。一定の実施態様において、コアブロックの骨格は非ペプチド性および/または非脂質性である。ある実施態様において、シェルブロックは非ペプチド性および/または非脂質性である。ここに使用されるように、脂質は、疎水性または環状分子として広く定義される化合物の多様な基であり、2つの異なるタイプの生化学的サブユニット:ケトアシル基およびイソプレン基から全体的にまたは部分的に起因し、例えば、脂肪酸、グリセロ脂質、グリセロリン脂質、スフィンゴ脂質、サッカロ脂質(saccharolipids)、ポリケチド、ステロール脂質およびプレノール脂質(prenol lipids)である。
[00134]ある実施態様において、コアセクション(例えばコアブロック)およびシェルセクション(例えばシェルブロック)を含む複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含むミセル集合体であって、コアセクション(例えば、コアブロック)の数平均分子量とシェルセクション(例えば、シェルブロック)の数平均分子量との比が任意の適切な比で存在するミセル集合体が提供される。特定の実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーでは、コアセクション(例えば、コアブロック)の数平均分子量とシェルセクション(例えば、シェルブロック)の数平均分子量との比は、約1:10から約5:1、約1:1から約5:1、約5:4から約5:1、約1:2から約2:1、約2:1、約1.5:1、約1.1:1、約1.2:1、約1.3:1、約1.4:1、約1.6:1、約1.7:1、約1.8:1、約1.9:1または約2.1:1の比である。ある実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーでは、コアセクション(例えば、コアブロック)の数平均分子量とシェルセクション(例えば、シェルブロック)の数平均分子量との比が、約2(以上)から1;約1.5(以上)から1;約1.1(以上)から1;約1.2(以上)から1;約1.3(以上)から1;約1.4(以上)から1;約1.6(以上)から1;約1.7(以上)から1;約1.8(以上)から1;約1.9(以上)から1;または約2.1(以上)から1である。特定の実施態様において、コアブロックの数平均分子量とシェルブロックの数平均分子量との比は約2:1である。
[00135]特定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、親水性セグメントおよび疎水性セグメントを有する少なくとも1種のポリマー(例えばモノブロックコポリマーを含む、ブロックコポリマーおよび/またはモノブロックポリマー)を含む。一定の実施態様において、親水性セグメントは親水性ブロックであり、疎水性セグメントは疎水性ブロックである。ある実施態様において、これらのポリマーは非ペプチド性である。その他の実施態様において、親水性セグメントおよび疎水性セグメントは、モノブロックグラジエントコポリマーの異なる領域である。様々な例において、「ポリマーセグメント」は、所定の物理的性質(例えば、ここに記載されるブロックの物理的性質、例えば疎水性、親水性、帯電可能性等)を有するポリマーセクション、または同様の物理的性質(例えば疎水性、親水性、帯電可能性等)を有する1以上のブロックを含むものである。
[00136]一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体の1以上のまたは全てのポリマー(少なくとも複数の膜不安定化ブロックコポリマーおよび任意に非膜不安定化ブロックコポリマーを含む)は、それぞれ、(1)ミセル集合体(例えばミセル)のシェルの少なくとも一部を形成する任意に帯電した親水性セグメント(例えばシェルブロック);および(2)コア形成ポリマーセグメントの疎水性相互作用によって安定するミセル集合体(例えばミセル)の疎水性コアの少なくとも一部を形成する実質的に疎水性のセグメント(例えばコアブロック)を有する。ある実施態様において、親水性セグメントは中性であるか、または帯電していない。ある実施態様において、親水性セグメントは帯電しており陽イオン性であるか、またはポリカチオン性である。ある実施態様において、親水性セグメントは帯電しており陰イオン性であるか、またはポリアニオン性である。ある実施態様において、親水性セグメントは帯電しており両性イオン性である。ある場合、親水性セグメントは、少なくとも次の3つの機能に役立つかもしれない:(1)ミセル構造のシェルを形成する、(2)ミセル集合体の水性分散性を増大する、および(3)1以上の治療薬(例えばオリゴヌクレオチド−ベースの治療分子、例えばsiRNA)に付着(例えば結合)する。ある実施態様において、ミセル集合体の膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックおよび/またはコアは、帯電可能または帯電した種(例えば生理的なpHにおいて、陰イオン性および/または陽イオン性の種/モノマー単位)を含み、膜を不安定化する(例えばpH依存的様式にて膜を不安定化する)。ある実施態様において、ミセル集合体の実質的に疎水性のブロック(例えばコアブロック)および/またはコアは、1以上の帯電可能種(例えばモノマー単位、成分、基等)を含む。より特定の実施態様において、ミセル集合体の実質的に疎水性のブロックおよび/またはコアは、複数の陽イオン種および複数の陰イオン種を含む。さらに特定の実施態様において、ミセル集合体の膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックおよび/またはコアは、実質的に同等の数の陽イオン種および陰イオン種を含む(すなわち、疎水性ブロックおよび/またはコアは実質的に正味中性である)。
[00137]一定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は、第1のおよび第2の帯電可能種を含む疎水性のコアブロックを含む。ある実施態様において、第1の帯電可能種はここに記述される通りであり、第2の帯電可能種は陽子の付加により陽イオン種に帯電する。特定の実施態様において、第1の帯電可能種は、酸性pH(例えばエンドソームのpH、約6.5より下のpH、約6.0より下のpH、約5.8より下のpH、約5.7より下のpH等)において帯電していない。特定の実施態様において、第2の帯電可能種のpKaは、約6から約10、約6.5から約9、約6.5から約8、約6.5から約7.5またはその他の適切なpKaである。一定の実施態様において、少なくとも1つの第1の帯電可能種および少なくとも1つの第2の帯電可能種は、単一のモノマー単位に存在する。ある実施態様において、第1の帯電可能種は第1の帯電可能なモノマー単位に見つかり、第2の帯電可能種は第2の帯電可能なモノマー単位に存在する。一定の実施態様において、第1の帯電可能種は、脱プロトン化により陰イオン種に帯電し、第2の帯電可能種は、プロトン化により陽イオン種に帯電し、陰イオン種と陽イオン種との比は、ほぼ中性のpHにおいて、約1:10と約10:1との間、約1:6と約6:1との間、約1:4と約4:1との間、約1:2と約2:1との間、約1:2と3:2との間または約1:1である。ある実施態様において、第1の帯電可能なモノマー単位と第2の帯電可能なモノマー単位との比は、約1:10と約10:1との間、約1:6と約6:1との間、約1:4と約4:1との間、約1:2と約2:1との間、約1:2と3:2との間または約1:1である。
[00138]「コポリマー」という用語は、ここに使用されるように、ポリマーが2つ以上の異なるモノマーの重合の結果であることを示す。ここに記載されるミセル集合体の「モノブロックポリマー」または「サブユニットポリマー」は、単一の重合ステップの合成による生成物である。モノブロックポリマーという用語は、コポリマー(すなわち1つを超えるタイプのモノマーの重合の生成物)およびホモポリマー(すなわち単一のタイプのモノマーの重合の生成物)を含む。「ブロック」コポリマーとは、構成上のまたはモノマーの単位の1以上の下位の組み合わせ(sub−combination)を含む構造を意味し、ここにおいて互換的に使用される。そのような構成上のまたはモノマーの単位は、重合されたモノマーの残基を含む。ある実施態様において、ここに記述されたブロックコポリマーは、非脂質性の構成上のまたはモノマーの単位を含む。ある実施態様において、ブロックコポリマーはジブロックコポリマーである。ジブロックコポリマーは2つのブロックを含む;そのようなポリマーの概要は下記のように表わされる:[(A)…]−[X…]、ここにおいて、それぞれの文字は構成上のまたはモノマーの単位を表わし、構成単位のそれぞれの添字は、特定のブロックにおけるその単位のモル分数を表し、3つのドットは、それぞれのブロックにさらに構成単位が存在してもよい(または、より少なくてもよい)ことを表し、mおよびnは、ジブロックコポリマーにおけるそれぞれのブロックの分子量を示す。概要によって示唆されるとおり、ある例において、それぞれの構成単位の数および性質は、それぞれのブロックにて別々に制御される。概要は、各々のブロックにおける構成単位の数または異なるタイプの構成単位の数の間において如何なる任意の関係の推論も意味すべきでなく、解釈されるべきではない。また、概要は、任意の特定の数または特定のブロック内の構成単位の配列を記述するのが目的ではない。それぞれのブロックにおいて、特別に述べない限り、構成単位は、純粋にランダムな、交互にランダムな、規則的に交互な、規則的なブロックまたはランダムなブロックの構成に配置してよい。純粋にランダムな構成は、例えば、非限定的な形態:x−x−y−z−x−y−y−z−y−z−z−z…を有してよい。非限定的な、典型的な交互にランダムな構成は、非限定的な形態:x−y−x−z−y−x−y−z−y−x−z…を有してよく、典型的で規則的に交互の構成は非限定的な形態:x−y−z−x−y−z−x−y−z…を有してよい。典型的で規則性なブロックの構成は、次の非限定的な構成:…x−x−x−y−y−y−z−z−z−x−x−x…を有してよく、一方、典型的でランダムなブロック構成は非限定的な構成:…x−x−x−z−z−x−x−y−y−y−y−z−z−z−x−x−z−z−z−…を有してよい。グラジエントポリマーにおいて、1以上のモノマー単位の含有量は、ポリマーのα末端からω末端までグラジエントの様式で増大または減少する。前述の総括的ないずれの例においても、それぞれの構成単位もしくはブロックの特定の並置またはブロックにおける構成単位の数もしくはブロックの数を意味せず、本発明のミセル集合体を形成するブロックコポリマーの実際の構造に関するまたはそれに限定する任意の様式として解釈すべきでない。一定の実施態様において、任意のサブユニットポリマーまたはここに記載されるサブユニットポリマーの組成物が、そのようなポリマーがミセル集合体に集合するか否かにかかわらず提供される。
[00139]ここに使用されるように、構成単位を囲む括弧は、構成単位自身がブロックを形成することを意味せず且つそのような意味に解釈してはならない。すなわち、角括弧内の構成単位は、ブロック内のその他の構成単位と任意の様式で組み合わされてよく、すなわち、純粋にランダムな、交互にランダムな、規則的に交互な、規則的なブロックまたはランダムなブロックの構成であってよい。ここに記載されたブロックコポリマーは、任意に交互、グラジエントまたはランダムなブロックコポリマーである。ある実施態様において、ブロックコポリマーはデンドリマー、スター(star)またはグラフト(graft)コポリマーである。
[00140]一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体のブロックコポリマー(例えば膜不安定化ブロックコポリマー)は、エチレン性不飽和モノマー(ethylenically unsaturated monomer)を含む。「エチレン性不飽和モノマー」という用語は、少なくとも1つの炭素二重結合または三重結合を有する化合物としてここに定義される。エチレン性不飽和モノマーの非限定的な例は次のとおりである:アルキル(アルキル)アクリラート、メタクリレート、アクリラート、アルキルアクリルアミド、メタクリルアミド、アクリルアミド、スチレン、アリルアミン、アリルアンモニウム、ジアリルアミン、ジアリルアンモニウム、N−ビニルホルムアミド、ビニルエーテル、ビニルスルホネート、アクリル酸、スルホベタイン、カルボキシベタイン、ホスホベタインまたは無水マレイン酸。
[00141]様々な実施態様において、ここに記載されるミセル集合体のポリマー(例えば膜不安定化ブロックコポリマーを含む)を提供するのに適している任意のモノマーが使用される。ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体のポリマー(例えば膜不安定化ブロックコポリマーを含む)の作製における使用に適したモノマーは、非限定的な例示として、1以上の次のモノマーを含む:メチルメタクリレート、エチルアクリラート、プロピルメタクリレート(全て異性体)、ブチルメタクリレート(全て異性体)、2−エチルヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、メタクリル酸、ベンジルメタクリレート、フェニルメタクリレート、メタクリロニトリル、アルファ−メチルスチレン、メチルアクリラート、エチルアクリラート、プロピルアクリラート(全て異性体)、ブチルアクリラート(全て異性体)、2−エチルヘキシルアクリラート、イソボルニルアクリラート、アクリル酸、ベンジルアクリラート、フェニルアクリラート、アクリロニトリル、スチレン、次から選択されるアクリラートおよびスチレン、グリシジルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート(全て異性体)、ヒドロキシブチルメタクリレート(全て異性体)、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート、トリエチレングリコールメタクリレート、オリゴエチレングリコールメタクリレート、イタコン酸無水物、イタコン酸、グリシジルアクリラート、2−ヒドロキシエチルアクリラート、ヒドロキシプロピルアクリラート(全て異性体)、ヒドロキシブチルアクリラート(全て異性体)、N,N−ジメチルアミノエチルアクリラート、N,N−ジエチルアミノエチルアクリラート、トリエチレングリコールアクリラート、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−tert−ブチルメタクリルアミド、N−n−ブチルメタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−エチロールアクリルアミド、ビニル安息香酸(全て異性体)、ジエチルアミノスチレン(全て異性体)、アルファ−メチルビニル安息香酸(全て異性体)、ジエチルアミノアルファ−メチルスチレン(全て異性体)、p−ビニルベンゼンスルホン酸、p−ビニルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、トリエトキシシリルプロピルメタクリレート、トリブトキシシリルプロピルメタクリレート、ジメトキシメチルシリルプロピルメタクリレート、ジエトキシメチルシリルプロピルメタクリレート、ジブトキシメチルシリルプロピルメタクリレート、ジイソプロポキシメチルシリルプロピルメタクリレート、ジメトキシシリルプロピルメタクリレート、ジエトキシシリルプロピルメタクリレート、ジブトキシシリルプロピルメタクリレート、ジイソプロポキシメチルシリルプロピルメタクリレート、トリメトキシシリルプロピルアクリラート、トリエトキシシリルプロピルアクリラート、トリブトキシシリルプロピルアクリラート、ジメトキシメチルシリルプロピルアクリラート、ジエトキシメチルシリルプロピルアクリラート、ジブトキシメチルシリルプロピルアクリラート、ジイソプロポキシメチルシリルプロピルアクリラート、ジメトキシシリルプロピルアクリラート、ジエトキシシリルプロピルアクリラート、ジブトキシシリルプロピルアクリラート、ジイソプロポキシシリルプロピルアクリラート、酢酸ビニル、酪酸ブチル、安息香酸ビニル、塩化ビニル、フッ化ビニル、臭化ビニル、無水マレイン酸、N−アリールマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−アルキルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカルバゾール、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、エチレン、プロピレン、1,5−ヘキサジエン、1,4−ヘキサジエン、1,3−ブタジエン、1,4−ペンタジエン、ビニルアルコール、ビニルアミン、N−アルキルビニルアミン、アリルアミン、N−アルキルアリルアミン、ジアリルアミン、N−アルキルジアリルアミン、アルキレンイミン、アクリル酸、アルキルアクリラート、アクリルアミド、メタクリル酸、アルキルメタクリレート、メタクリルアミド、N−アルキルアクリルアミド、N−アルキルメタクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、ビニルナフタレン、ビニルピリジン、エチルビニルベンゼン、アミノスチレン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、ビニルビフェニル、ビニルアニソール、ビニルイミダゾリル、ビニルピリジニル、ビニルポリエチレングリコール、ジメチルアミノメチルスチレン、トリメチルアンモニウムエチルメタクリレート、トリメチルアンモニウムエチルアクリラート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、トリメチルアンモニウムエチルアクリラート、トリメチルアンモニウムエチルメタクリレート、トリメチルアンモニウムプロピルアクリルアミド、ドデシルアクリラート、オクタデシルアクリラート、またはオクタデシルメタクリレートモノマー、またはそれらの組み合わせ。
[00142]ある実施態様において、これらのモノマーの官能化されたバージョンが任意に使用される。官能化モノマーは、ここに使用されるように、マスクされたまたはマスクされていない官能基、例えば重合に続いてその他の成分を付着させることができる基を含むモノマーである。そのような基の非限定的な例は、一級アミノ基、カルボキシル、チオール、ヒドロキシル、アジド、およびシアノ基である。いくつかの適切なマスキング基が利用可能である(T.W. Greene & P.G.M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis (2nd edition) J. Wiley & Sons, 1991. P. J. Kocienski, Protecting Groups, Georg Thieme Verlag, 1994参照)。
[00143]ここで記載されるポリマーは、任意の適切な様式にて調製される。ここに提供されるポリマーを製造するために使用される適切な合成法は、非限定的な例示として、陽イオン性の、陰イオン性のおよびフリーラジカルの重合を含む。ある例において、陽イオン性プロセスが使用される場合、重合の開始のためにモノマーは触媒で処理される。任意に、1以上のモノマーがコポリマーを形成するために使用される。ある実施態様において、そのような触媒は、例えばプロトン酸(ブレンステッド酸)またはルイス酸を含むイニシエーターであり、ルイス酸を使用する場合、あるプロモーター例えば水またはアルコールが任意に使用される。ある実施態様において、触媒は、非限定的な例示として、ヨウ化水素、過塩素酸、硫酸、リン酸、フッ化水素、クロロスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、アルミニウム三塩化物、アルキル塩化アルミニウム、三フッ化ホウ素複合体、四塩化スズ、五塩化アンチモン、塩化亜鉛、四塩化チタン、五塩化リン、オキシ塩化リンまたは二塩化二酸化クロムである。一定の実施態様において、ポリマー合成は、純粋に行なわれ、または任意の適した溶媒にて行われる。適した溶媒は、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、クロロホルムまたはジメチルホルムアミド(DMF)を含むがこれらに限られない。一定の実施態様において、ポリマー合成は、例えば約−50℃から約100℃または約0℃から約70℃含む任意の適切な反応温度でも行なわれる。
[00144]一定の実施態様において、ポリマーはフリーラジカル重合によって調製される。フリーラジカル重合プロセスが使用される場合、(i)モノマー、(ii)任意にコモノマー、および(iii)フリーラジカルの任意の供給源が、フリーラジカル重合プロセスを引き起こすために提供される。ある実施態様において、あるモノマーは高温で加熱することで自発的に開始するため、フリーラジカルの供給源は任意である。特定の例において、重合混合物を形成した後、その混合物は重合状態にさらされる。ここに議論されるように、重合条件は、少なくとも1つのモノマーに少なくとも1つのポリマーを形成させる条件である。そのような条件は、任意の適切なレベルに自由に変更され、非限定的な例示として、温度、圧力、雰囲気、重合混合物に使用される開始成分の比率および反応時間を含む。重合は、例えば溶液、分散液、懸濁剤、エマルションまたはバルクにおける実行を含む任意の適切な様式において実行される。
[00145]ある実施態様において、イニシエーターは反応混合物中に存在する。任意の適切なイニシエーターが、ここに記載される重合プロセスに役立つ場合に自由に利用される。そのようなイニシエーターは、非限定的な例示として、1以上のアルキルペルオキシド、置換アルキルペルオキシド、アリールペルオキシド、置換アリールペルオキシド、アシルペルオキシド、アルキルヒドロペルオキシド、置換アルキルヒドロペルオキシド、アリールヒドロペルオキシド、置換アリールヒドロペルオキシド、ヘテロアルキルペルオキシド、置換ヘテロアルキルペルオキシド、ヘテロアルキルヒドロペルオキシド、置換ヘテロアルキルヒドロペルオキシド、ヘテロアリールペルオキシド、置換ヘテロアリールペルオキシド、ヘテロアリールヒドロペルオキシド、置換ヘテロアリールヒドロペルオキシド、アルキル過酸エステル、置換アルキル過酸エステル、アリール過酸エステル、置換アリール過酸エステルまたはアゾ化合物を含む。特定の実施態様において、過酸化ベンゾイル(BPO)および/またはAIBNはイニシエーターとして使用される。
[00146]ある実施態様において、重合プロセスは、任意の適切な様式においてリビングの様式で行なわれ、例えば原子移動ラジカル重合(Atom Transfer Radical Polymerization)(ATRP)、ニトロキシドを介したリビングフリーラジカル重合(nitroxide−mediated living free radical polymerization)(NMP)、開環重合(ROP)、縮退移動(degenerative transfer)(DT)、可逆的付加開裂移動(Reversible Addition Fragmentation Transfer)(RAFT)で行われるが、これらに限定されない。従来のおよび/またはリビング/制御性の重合方法を使用して、様々なポリマー構造(例えばブロック、グラフト、スターおよびグラジエントコポリマー、但しこれらに限定されない)を製造することができ、これにより、モノマー単位は、鎖を介して統計的にもしくはグラジエントな様式で分散され、またはブロック配列でもしくはペンダントグラフトにてホモポリマー化する。その他の実施態様において、ポリマーは、キサントゲン酸塩の可逆的付加開裂連鎖移動を解した分子設計(Macromolecular design via reversible addition−fragmentation chain transfer of Xanthates)(MADIX)によって合成される(Direct Synthesis of Double Hydrophilic Statistical Di- and Triblock Copolymers Comprised of Acrylamide and Acrylic Acid Units via the MADIX Process", Daniel Taton, et al., Macromolecular Rapid Communications, 22, No. 18, 1497-1503 (2001))。
[00147]一定の実施態様において、可逆的付加開裂移動またはRAFTが、本発明のエチレン性骨格ポリマーの合成に使用される。RAFTはリビング重合プロセスである。RAFTはフリーラジカル退縮連鎖移動プロセスを含む。ある実施態様において、ここに記載されるポリマーを調製するためのRAFT処置は、可逆的連鎖移動機構により重合を介在するために、チオカルボニルチオ化合物(例えば、限定を意味することなく、ジチオエステル、ジチオカーバメート、トリチオカーバメートおよびキサントゲン酸塩)を使用する。特定の例において、重合体のラジカルと先の化合物のうちのいずれかのC=S基との反応は、安定したラジカル中間体の形成をもたらす。典型的に、これらの安定したラジカル中間体は、標準的なラジカル重合に典型的な停止反応を生じることがなく、むしろ、モノマーによる再開または伝播が可能なラジカルの再導入をもたらし、プロセスにおいてC=S結合を再編成する。ほとんどの例において、この、C=S結合への付加、続いて起こるラジカルの破片化のサイクルは、モノマーがすべて消費されるか、反応が停止するまで続く。一般に、任意の特定の時間における低濃度の活性ラジカルは、正常な停止反応を制限する。
[00148]ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)にて利用されるポリマー(例えば膜不安定化ブロックコポリマー)は、低い多分散指数(PDI)または鎖長の違いを有する。多分散指数(PDI)は、任意の適切な様式、例えばポリマー鎖の重量平均分子量をそれらの数平均分子量で割ることで、決定することができる。数平均分子量は、個々の鎖分子量の合計を鎖の数で割ったものである。重量平均分子量は、その分子量の分子の数で割られた分子量の2乗に比例する。重量平均分子量が数平均分子量より常に大きいため、多分散性は常に1以上である。数が同一となるほど、すなわち多分散性が1つの値に接近するほど、ポリマーは単分散により近くなり、すべての鎖が正確に同一の数の構成単位を有するようになる。1に近づく多分散性の値は、ラジカルリビング重合を使用して達成できる。多分散性を決定する方法(例えば、サイズ排除クロマトグラフィー、動的光散乱法、マトリックス支援レーザー脱離イオン化クロマトグラフィーおよびエレクトロスプレー質量クロマトグラフィー、但しこれらに限定されない)は、当該分野で周知である。ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)のブロックコポリマー(例えば膜不安定化ブロックコポリマー)は、2.0未満、または1.8未満、または1.6未満、または1.5未満、または1.4未満、または1.3未満、または1.2未満の多分散指数(PDI)を有する。
[00149]ここに記載された重合プロセスは、任意の適した溶媒またはそれらの混合物にて、任意に生じる。適した溶媒は、水、アルコール(例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール)、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトン、アセトニトリル、ヘキサメチルホスホラミド、酢酸、ギ酸、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、ジオキサン、塩化メチレン、エーテル(例えばジエチルエーテル)、クロロホルムおよび酢酸エチルを含む。1つの側面において、溶媒は、水、および水と水混和性の有機溶媒(例えばDMF)との混合物を含む。
[00150]一定の実施態様において、ここに使用されるポリ(DMAEMA)およびその他の重合体の要素(例えばBMA、DMAEMAおよびPAAのコポリマーまたはコポリマーブロック)は、任意の適した様式にて製造される。1つの実施態様において、ポリ(DMAEMA)は、RAFT、CTA、ECTおよびラジカルイニシエーターの存在下、DMAEMAを重合することで製造される。ある実施態様において、ブロック、ポリ(DMAEMA)マクロCTAは、第2のブロックがBMA、DMAEMAおよびPAAを含む一連のジブロックコポリマーを製造するために使用される。その他の特定の実施態様において、ジブロックポリマー上のブロックの配向は逆にされ、自己組織化により、ポリマーのω末端はミセルまたはミセル集合体の親水性セグメントにさらされる。様々な実施態様において、これは、多数の方法を総合的に含む任意の適切な様式にて達成される。例えば、ある実施態様において、ここに記載されるブロックコポリマーの合成は、PAA/BMA/DMAEMAコア−形成疎水性ブロックの製造により開始し、得られたPAA/BMA/DMAEMAマクロCTAを第2のRAFT重合ステップにさらすことにより、シェル−形成親水性帯電ブロックが第2の合成ステップに添加される。代替のアプローチは、PAA/BMA/DMAEMAマクロCTAを分解してチオール末端を形成し、その後あらかじめ形成されたた親水性の帯電したポリマーを、形成したチオールに共有結合させることを含む。この合成アプローチは、ミセルの表面に露出した重合体鎖のω−末端に対する反応性基の導入方法を提供し、これにより、ミセルへの化学的結合の代替となるアプローチを提供する。
[00151]ある実施態様において、ブロックコポリマーは、別々の重合プロセスによって製造された幾つかのポリマーブロックの化学的結合によって合成される。
[00152]ある例において、ブロックコポリマー(例えば膜不安定化ブロックコポリマー)は、当該分野で既知の化学、例えば「click」化学によって、重合後の付加的な官能性の誘導に使用できる反応性基を有するモノマーを含む。(例えば「click」反応についてはWu, P.; Fokin, V. V. Catalytic Azide-Alkyne Cycloaddition: Reactivity and Applications. Aldrichim. Acta, 2007, 40, 7-17を参照)。
[00153]特定の例において、以下の構造のポリマー(例えば膜不安定化ブロックコポリマーを含むブロックコポリマー)が提供される:
α−[D−X−[B−P−D−ω [構造1]
α−[B−P−D−[D−X−ω [構造2]
ここにおいて、x、y、z、sおよびtは、ポリマーブロックにおいて、個々のモノマー単位D(DMAEMA)、B(BMA)、P(PAA)および親水性の中性のモノマー(X)のモル%の組成(一般に0−50%)であり、aおよびbはブロックの分子量であり、[D−X]は親水性のコアブロックであり、およびαおよびωはポリマーの反対端を示す。一定の実施態様において、xは50%、yは25%且つzは25%である。一定の実施態様において、xは60%、yは20%且つzは20%である。一定の実施態様において、xは70%、yは15%且つzは15%である。一定の実施態様において、xは50%、yは25%且つzは25%である。一定の実施態様において、xは33%、yは33%且つzは33%である。一定の実施態様において、xは50%、yは20%且つzは30%である。一定の実施態様において、xは20%、yは40%且つzは40%である。一定の実施態様において、xは30%、yは40%且つzは30%である。ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、約2,000Daから約30,000Da、約5,000Daから約20,000Daまたは約7,000Daから約15,000Daの親水性ブロックを含む。特定の実施態様において、親水性ブロックは、約7,000Da、8,000Da、9,000Da、10,000Da、11,000Da、12,000Da、13,000Da、14,000Daまたは15,000Daである。一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、約2,000Daから約50,000Da、約10,000Daから約50,000Da、約15,000Daから約35,000Da、または約20,000Daから約30,000Daの疎水性コアブロックを含む。ある特定の実施態様において、親水性ブロックを有するポリマーは12,500Daであり、25,000Da(1:2の長さの比)の疎水性コアブロックはミセル集合体(例えばミセル)を形成する。ある特定の実施態様において、親水性ブロックを有するポリマーは10,000Daであり、30,000Da(1:3の長さの比)の疎水性コアブロックはミセル集合体(例えばミセル)を形成する。ある特定の実施態様において、親水性ブロックを有するポリマーは10,000Daであり、25,000Da(1:2.5の長さの比)の疎水性コアブロックは、約45nm(動的光散乱法測定または電子顕微鏡観察によって決定される)のミセル集合体(例えばミセル)を形成する。ある特定の実施態様において、ミセルは、80または130nm(動的光散乱法測定または電子顕微鏡観察によって決定される)である。典型的に、ミセルシェルを形成する[D−X]の分子量(または長さ)が、コアを形成する[B−P−D]疎水性コアブロックと比較して増大すると、ミセルのサイズは増大する。ある例において、シェル([D−X])を形成するポリマー陽イオン性ブロックのサイズは、オリゴヌクレオチド剤による有効な複合体形成/電荷中和を提供する点で重要である。例えば、特定の例において、約20の塩基対(すなわち40の陰イオンの電荷)のsiRNAでは、陽イオン性ブロックは、例えば40の陽イオン電荷との有効な結合を提供するのに適した長さを有する。7.4のpKa値を有する80DMAEMAモノマー(MW=11,680)を含むシェルブロックでは、ブロックはpH7.4で40の陽イオン電荷を含む。ある例において、安定的ポリマー―siRNA結合物(例えば複合体)は、同様の数の反対の電荷と間の静電相互作用によって形成する。特定の例において、多数の過剰な正電荷の回避は、著しいインビトロおよびインビボの毒性を防ぐのを助ける。
[00154]特定の実施態様において、ブロックコポリマーの疎水性コアブロックは、複数の陽イオン性帯電可能種、例えばジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)を含む。したがって、ある実施態様において、そのようなポリマーセグメントの構造は、以下の構造3によって表される:
−[BMA−PAA−DMAEMA]−Q [構造3]
ここにおいて、上記の明示におけるQおよびQはその他のポリマーブロックまたは末端基官能性を示し、x、yおよびzは、それぞれモノマー単位のモル%組成物(一般に0−50%)である。特定の例において、それぞれのモノマー単位は、それぞれのおよび相乗的な機能を示す。例えば、陰イオン種および疎水性種の両方を含み、〜6.7のpKa値を有するポリプロピルアクリル酸は、約6.7より大きいpHにて親水性であり、約6.7より下のpHにてますます疎水性であり、このときカルボン酸塩はプロトン化される。特定の例において、例えば、ブロックにおける主に疎水性のモノマー単位BMAのモル%の増大による局所的な環境の疎水性の増大は、PAAのpKaを上昇させ、より高いpHにてPAAのプロトン化をもたらし、すなわち、ブロックを含むPAAは、より高いpHにてより膜を不安定化するようになり、このため生理的なpH〜7.4より下のpHにおいて、より小さな酸度の変化に対して反応性がより高くなる。ある例において、PAAのプロトン化は、疎水性の大きな上昇およびその後の膜不安定化特性を有する形態への構造変化をもたらす。上記のポリマーブロックにおける第3のモノマー単位は、ある例において以下のものを含むがこれらに限定されない複数の機能を示す陽イオン種(例えばDMAEMA)である。等しいモル量においてPAAの陰イオン種に匹敵する場合、それは、静電相互作用を形成するための電荷の中和および電位を作り、静電相互作用はミセル構造の疎水性コアの安定性に寄与でき、ここにおいて上記構造におけるQまたはQのいずれかは、親水性のホモポリマーブロック(例えばポリ−DMAEMA)である。
[00155]一定の実施態様において、ブロックコポリマー(例えば膜不安定化ブロックコポリマー)は式Iを有する:
Figure 2011522070
[00156]ある実施態様において:
、A、A、AおよびAは、−C−、−C−C−、−C(O)(C)C(O)O−、−O(C)C(O)−および−O(C)O−から成る群から選択され;ここにおいて、
aは1−4であり;
bは2−4であり;
は、水素、(1C−10C)アルキル、(3C−6C)シクロアルキル、O−(1C−10C)アルキル、−C(O)O(1C−10C)アルキル、C(O)NR(1C−10C)、(4C−10C)ヘテロアリールおよび(6C−10C)アリール、これらのいずれかが1以上のフッ素基で任意に置換されたものから成る群から選択され;
、YおよびYは、共有結合、(1C−10C)アルキル−、−C(O)O(2C−10C)アルキル−、−OC(O)(1C−10C)アルキル−、−O(2C−10C)アルキル−および−S(2C−10C)アルキル−、−C(O)NR(2C−10C)アルキル−、−(4C−10C)ヘテロアリール−および−(6C−10C)アリール−から成る群から独立に選択され;
は、共有結合、−(1C−10C)アルキル−、−(4C−10C)ヘテロアリール−および−(6C−10C)アリール−から成る群から選択され;ここにおいて
−RおよびY−Yで完全には置換されていないA−Aの4価の炭素原子は、適切な数の水素原子で補完され;
、R、R、R、RおよびRは、水素、−CN、アルキル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール、これらのいずれかが1以上のフッ素原子で任意に置換されたものから成る群から独立に選択され;
は、生理学的なpHで親水性であって、生理学的なpHにて少なくとも部分的に正に帯電する残基(例えば、アミノ、アルキルアミノ、アンモニウム、アルキルアンモニウム、グアニジン、イミダゾリル、ピリジル等);生理学的なpHにて少なくとも部分的に負に帯電しているがより低いpHにてプロトン化を受ける残基(例えば、カルボキシル、スルホンアミド、ボロネート、ホスホネート、リン酸等);生理学的なpHにて実質的に中性である(または帯電していない)残基(例えば、ヒドロキシ、ポリオキシル化(polyoxylated)アルキル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、チオール等);生理学的なpHにて少なくとも部分的に両性イオンである残基(例えば、生理学的なpHにてリン酸基およびアンモニウム基を含むモノマー残基);結合可能または官能化可能残基(例えば、反応性の基を含む残基、例えば、アジド、アルキン、スクシンイミドエステル、テトラフルオロフェニルエステル、ペンタフルオロフェニルエステル、p−ニトロフェニルエステル、ピリジルジスルフィド等);または水素から成る群から選択される残基であり;
は、生理学的なpHにて親水性の残基であって、生理学的なpHにて少なくとも部分的に正に帯電した残基(例えば、アミノ、アルキルアミノ、アンモニウム、アルキルアンモニウム、グアニジン、イミダゾリル、ピリジル等);生理学的なpHで少なくとも部分的に負に帯電するが、より低いpHにてプロトン化を受ける残基(例えば、カルボキシル、スルホンアミド、ボロネート、ホスホネート、リン酸等);生理学的なpHにて実質的に中性である残基(例えば、ヒドロキシ、ポリオキシル化アルキル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、チオール等);または生理学的なpHにて少なくとも部分的に両性イオンである残基(例えば、生理学的なpHにてリン酸基およびアンモニウム基を含むもの)であり;
は、生理学的なpHにて正に帯電しており、アミノ、アルキルアミノ、アンモニウム、アルキルアンモニウム、グアニジン、イミダゾリルおよびピリジルを含むがこれらに限定されない残基であり;
は、生理学的なpHにて負に帯電しているが、より低いpHにてプロトン化する、カルボキシル、スルホンアミド、ボロネート、ホスホネートおよびリン酸を含むがこれらに限定されない残基であり;
mは約0から1.0未満(例えば0から約0.49)であり;
nは0より大きい値から約1.0(例えば約0.51から約1.0)であり;ここにおいて
m+n=1
pは約0.1から約0.9(例えば約0.2から約0.5)であり;
qは約0.1から約0.9(例えば約0.2から約0.5)であり;ここにおいて:
rは0から約0.8(例えば0から約0.6)であり;ここにおいて
p+q+r=1
vは、約1から約25kDaまたは約5から約25kDaであり;および、
wは、約1から約50kDaまたは約5から約50kDaである。
[00157]ある実施態様において、pおよびqとして表わされるモノマー残基の数または比は、互いの約30%、互いの約20%、互いの約10%等の範囲である。特定の実施態様において、pは、qと実質的に同一である。一定の実施態様において、少なくとも部分的に帯電した、一般に微量を越える量の帯電した種を含み、例えば、残基の少なくとも20%が帯電しており、残基の少なくとも30%が帯電しており、残基の少なくとも40%が帯電しており、残基の少なくとも50%が帯電しており、残基の少なくとも60%が帯電しており、残基の少なくとも70%が帯電している。
[00158]一定の実施態様において、mは0であり、Qは、生理学的なpHにて親水性且つ実質的に中性の(または帯電していない)残基である。ある実施態様において、実質的に帯電していないとは、例えば、5%未満が帯電していること、3%未満が帯電していることまたは1%未満は帯電していることを含む。一定の実施態様において、mは0であり、Qは、生理学的なpHにて親水性且つ少なくとも部分的に陽イオン性の残基である。一定の実施態様において、mは0であり、Qは、生理学的なpHにて親水性且つ少なくとも部分的に陰イオン性である。一定の実施態様において、mは>0であり、nは>0であり、QおよびQの1つは、生理学的なpHにおいて親水性且つ少なくとも部分的に陽イオン性の残基であり、QおよびQの他方は、生理学的なpHにて親水性且つ実質的に中性の残基である。一定の実施態様において、mは>0であり、nは>0であり、QおよびQの1つは、生理学的なpHにおいて親水性且つ少なくとも部分的に陰イオン性の残基であり、QおよびQの他方は、生理学的なpHにて親水性且つ実質的に中性の残基である。一定の実施態様において、mは>0であり、nは>0であり、Qは生理学的なpHにて親水性且つ少なくとも部分的に陽イオン性である残基であり、Qは結合可能または官能化可能残基である残基である。一定の実施態様において、mは>0であり、nは>0であり、Qは生理学的なpHにて親水性且つ実質的に中性の残基であり、Qは結合可能または官能化可能残基である残基である。
[00159]一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、式IIのブロックコポリマーを含む:
Figure 2011522070
ある実施態様において:
、A、A、AおよびAは、−C−C−、−C(O)(C)C(O)O−、−O(C)C(O)−および−O(C)O−から成る群から選択され;ここにおいて、
aは1−4であり;
bは2−4であり;
およびYは、水素、(1C−10C)アルキル、(3C−6C)シクロアルキル、O−(1C−10C)アルキル、−C(O)O(1C−10C)アルキル、C(O)NR(1C−10C)、(4C−10C)ヘテロアリールおよび(6C−10C)アリール、これらのいずれかが1以上のフッ素基で任意に置換されたものから成る群から独立に選択され;
およびYは、共有結合、(1C−10C)アルキル−、−C(O)O(2C−10C)アルキル−、−OC(O)(1C−10C)アルキル−、−O(2C−10C)アルキル−、−S(2C−10C)アルキル−、−C(O)NR(2C−10C)アルキル、−(4C−10C)ヘテロアリール−および−(6C−10C)アリール−から成る群から独立に選択され;
は、共有結合、(1C−10C)アルキル、(4C−10C)ヘテロアリールおよび(6C−10C)アリールから成る群から選択され;ここにおいて
−RおよびY−Yで完全には置換されていないA−Aの4価の炭素原子は、適切な数の水素原子で補完され;
、R、R、R、RおよびRは、水素、−CN、アルキル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール、これらの何れかが1以上のフッ素原子で任意に置換されてもよいものから成る群から独立に選択され;
およびQは、生理学的なpHにて正に帯電した残基であり、アミノ、アルキルアミノ、アンモニウム、アルキルアンモニウム、グアニジン、イミダゾリルおよびピリジルを含むが、これらに限定されない。
は、生理学的なpHにて負に帯電しているが、より低いpHでプロトン化を受ける残基であり、カルボキシル、スルホンアミド、ボロネート、ホスホネートおよびリン酸を含むが、これらに限定されない。
mは0から約0.49まであり;
nは約0.51から約1.0までであり;ここにおいて
m+n=1
pは約0.2から約0.5であり;
qは約0.2から約0.5であり;ここにおいて:
pは実質的にqと同一であり;
rは0から約0.6であり;ここにおいて
p+q+r=1
vは、約1から約25kDaまたは約5から約25kDaであり;および、
wは、約1から約50kDaまたは約5から約50kDaである。
[00161]一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、(例えば通常の生理的なpHにおいて)式IIIのブロックコポリマーを含む。
Figure 2011522070
[00162]一定の実施態様において、示されるように置換されたA、A、A、AおよびAは、式IIIのポリマーの構成単位を含む(ここでは「モノマー単位」および「モノマー残基」と互換的に使用される)。特定の実施態様において、式IIIのA群を構成するモノマー単位は、適切な条件の下で重合可能に適合する。特定の例において、エチレン性骨格または構成単位、−(C−C−)−ポリマー(ここにおいて、それぞれのCはHおよび/またはその他の適切な基によって二置換されている)は、炭素−炭素二重結合、>C=C<を含むモノマーを使用して重合される。一定の実施態様において、それぞれA基(例えばA、A、A、AおよびAの各々)は、−C−C−(すなわちエチレンモノマー単位またはポリマー骨格)、−C(O)(C)aC(O)O−(すなわちポリ無水物モノマー単位またはポリマー骨格)、−O(C)C(O)−(すなわちポリエステルモノマー単位またはポリマー骨格)、−O(C)O−(すなわちポリアルキルエングリコールモノマー単位またはポリマー骨格)等(ここにおいて、それぞれのCは、Hおよび/または上記のR12および/またはR13を含む例えばここに記載されるその他の適切な基によって二置換される)であってよい(すなわち、これらから独立に選択されてよい)。特定の実施態様において、「a」という用語は1から4までの整数であり、「b」は2から4までの整数である。特定の例において、式IIIの骨格に付着したそれぞれの「Y」および「R」基(すなわちY、Y、Y、Y、Y、R、R、R、R、Rのうちの任意の1つ)は、特定のモノマー単位の任意の「C」((C)または(C)のいずれかを含む)に結合される。特定の実施態様において、特定のモノマー単位のYおよびRの両方は同一の「C」に付着される。ある特定の実施態様において、特定のモノマー単位のYおよびRの両方は同一の「C」に付着され、「C」は、存在するならば、モノマー単位のカルボニル基にアルファである。
[00163]特定の実施態様において、R−R11は、水素、アルキル(例えば1C−5Cアルキル)、シクロアルキル(例えば、3C−6Cシクロアルキル)、またはフェニルから独立して選択され、ここにおいてR−R11の何れかは、1以上のフッ素、シクロアルキルまたはフェニル(任意に1以上のアルキル基でさらに置換してもよい)で任意に置換される。
[00164]一定の特定の実施態様において、YおよびYは、水素、アルキル(例えば1C−10Cアルキル)、シクロアルキル(例えば3C−6Cシクロアルキル)、O−アルキル(例えば、O−(2C−10C)アルキル)、−C(O)Oアルキル(例えば、−C(O)O−(2C−10C)アルキル)またはフェニル、これらのいずれかが1以上のフッ素で任意に置換されたものから独立に選択される。
[00165]ある実施態様において、YおよびYは、共有結合、アルキル、好ましくは目下(1C−10C)アルキル、−C(O)Oアルキル、好ましくは目下−C(O)O−(2C−10C)アルキル基、−OC(O)アルキル、好ましくは目下−OC(O)−(2C−10C)アルキル基、O−アルキル、好ましくは目下−O(2C−10C)アルキルおよび−S−アルキル、好ましくは目下−S−(2C−10C)アルキル基から成る群から独立に選択される。一定の実施態様において、Yは、共有結合、アルキル、好ましくは目下(1C−5C)アルキルおよびフェニルから選択される。
[00166]ある実施態様において、Z−は存在するか、存在しない。一定の実施態様において、ここにおいて、Rおよび/またはRは水素であり、Z−はOH−である。一定の実施態様において、Zは、任意の対イオン(例えば1以上の対イオン)、好ましくは生物学的適合性の対イオン、例えば、非限定的な例示として、塩素イオン、無機または有機リン酸、硫酸、スルホン酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸塩、カプロン酸塩、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルメート(palmate)、ステアリン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノレート(linolate)、アラキン酸、ガドレイン酸、ワクチネート(vaccinate)、乳酸、グリコール酸、サリチル酸、デスアミノフェニルアラニン(desamionphenylalanine)、デスアミノセリン(desaminoserine)、デスアミノスレオニン(desaminothreonine)、ε−ヒドロキシカプロン酸、3−ヒドロキシカプロン酸、4−ヒドロキシ酪酸または3−ヒドロキシ吉草酸である。ある実施態様において、Y、Rおよび任意のフッ素のそれぞれが、選択された骨格の炭素に共有結合する場合、完全に置換されていない任意の炭素は適切な数の水素原子で補われる。m、n、p、qおよびrという数は、そのブロックにおけるそれぞれの構成単位のモル分数を表わし、vおよびwはそれぞれのブロックの分子量を提供する。
[00167]一定の実施態様において、
、A、A、AおよびAは、−C−、−C−C−、−C(O)(CR1213C(O)O−、−O(CR1213C(O)−およびO(CR1213Oから成る群から選択され;ここにおいて、
aは1―4であり;
bは2―4であり;
、R、R、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R12およびR13は、水素、(1C−5C)アルキル、(3C−6C)シクロアルキル、(5C−10C)アリール、(4C−10C)ヘテロアリール、これらのいずれかが1以上のフッ素原子で任意に置換されてもよいものから成る群から独立に選択され;
およびYは、水素、(1C−10C)アルキル、(3C−6C)シクロアルキル、O−(1C−10C)アルキル、−C(O)O(1C−10C)アルキルおよびフェニル、これらのいずれかが1以上のフッ素基で任意に置換されたものから成る群から独立に選択され;
およびYは、共有結合、(1C−10C)アルキル−、−C(O)O(2C−10C)アルキル−、−OC(O)(1C−10C)アルキル−、−O(2C−10C)アルキル−および−S(2C−10C)アルキル−から成る群から独立に選択され;
は、共有結合、(1C−5C)アルキルおよびフェニルから成る群から選択され;ここにおいてR−RおよびY−Yで完全には置換されていないA−Aの4価の炭素原子は、適切な数の水素原子で補完され;
Zは1以上の生理学的に許容可能な対イオンであり、
mは0から約0.49であり;
nは約0.51から約1.0であり;ここにおいて
m+n=1
pは約0.2から約0.5であり;
qは約0.2から約0.5であり;ここにおいて:
pは実質的にqと同一であり;
rは0から約0.6であり;ここにおいて
p+q+r=1
vは約1から約25kDaまたは約5から約25kDaであり;および、
wは約1から約50kDaまたは約5から約50kDaである。
[00168]特定の実施態様において、
、A、A、AおよびAは、−C−C−、−C(O)(C)C(O)O−、−O(C)C(O)−および−O(C)O−から成る群から独立に選択され;ここにおいて、
aは1−4であり;
bは2−4であり;
、R、R、R、R、R、R、R、R、R10およびR11は、水素、(1C−5C)アルキル、(3C−6C)シクロアルキルおよびフェニル、これらのいずれかが1以上のフッ素原子で任意に置換されてもよいものから成る群から独立に選択され;
およびYは、水素、(1C−10C)アルキル、(3C−6C)シクロアルキル、O−(1C−10C)アルキル、−C(O)O(1C−10C)アルキルおよびフェニル、これらのいずれかが1以上のフッ素基で任意に置換されたものから成る群から独立に選択され;
およびYは、共有結合、(1C−10C)アルキル−、−C(O)O(2C−10C)アルキル−、−OC(O)(1C−10C)アルキル−、−O(2C−10C)アルキル−および−S(2C−10C)アルキル−から成る群から独立に選択され;
は、共有結合、(1C−5C)アルキルおよびフェニルから成る群から選択され;
ここにおいてR−RおよびY−Yで完全には置換されていないA−Aの4価の炭素原子は、適切な数の水素原子で補完され;
Zは生理学的に許容可能な対イオンであり、
mは0から約0.49であり;
nは約0.51から約1.0であり;
ここにおいてm+n=1
pは約0.2から約0.5であり;
qは約0.2から約0.5であり;ここにおいて:
pは実質的にqと同一であり;
rは0から約0.6であり;ここにおいて
p+q+r=1
vは約5から約25kDaであり;および
wは約5から約25kDaである。
[00169]ある実施態様において、
は−C−Cであり
は−C(O)OCHCH−であり;
は水素であり;
およびRは各々−CHであり;および、
は−CHである。
[00170]ある実施態様において、
は−C−C−であり;
は−C(O)OCHCH−であり;
は水素であり;
10およびR11は各々−CHであり;および、
は−CHである。
[00171]ある実施態様において、
は−C−C−であり;
はCHCHCH−であり;
は共有結合であり;および
生理学的に許容可能な陰イオンである。
[00172]ある実施態様において、
4は−C−C−であり;
は水素および−CHから成る群から選択され;および、
は−C(O)O(CHCHである。
[00173]ある実施態様において、
は−C−Cであり
は水素および(1C−3C)アルキルから成る群から選択され;および、
は、―C(O)O(1C−3C)アルキルから成る群から選択される。
[00174]ある実施態様において、mは0である。
[00175]ある実施態様において、rは0である。
[00176]ある実施態様において、mおよびrはともに0である。
[00177]ここに記載される様々な実施態様において、ここに記載される生理学的pHにおいて陽イオン性であるかまたは正に帯電した構成単位(例えば、特定の親水性構成単位を含む)は、1以上のアミノ基、アルキルアミノ基、グアニジン基、イミダゾリル基、ピリジル基等、またはそれらがプロトン化された、アルキル化されたまたはその他の形態を含む。ある実施態様において、ここで使用される正常な生理学的pHにおいて陽イオン性である構成単位は、非限定的な例示として、ジアルキルアミノアルキルメタクリレート(例えばDMAEMA)のモノマー残基を含む。ここに記載された様々な実施態様において、ここに記載される生理学的pHにおいて陰イオン性であるかまたは負に帯電した構成単位(例えば、特定の親水性構成単位を含む)は、1以上の酸性の基またはその共役塩基を含み、非限定的な例示として、カルボキシル、スルホンアミド、ボロネート、ホスホネート、リン酸等を含む。ある実施態様において、ここで使用される正常な生理学的pHにおいて陰イオン性であるかまたは負に帯電した構成単位は、非限定的な例示として、アクリル酸、アルキルアクリル酸(例えばメチルアクリル酸、エチルアクリル酸、プロピルアクリル酸等)のモノマー残基等を含む。ここに記載された様々な実施態様において、生理学的なpHにおいて中性の親水性構成単位は、1以上の親水基、例えば、ヒドロキシ、ポリオキシル化アルキル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、チオール等を含む。ある実施態様において、ここで使用される正常な生理学的pHにおいて中性の親水性構成単位は、非限定的な例示として、PEG化アクリル酸、PEG化メタクリル酸、ヒドロキシアルキルアクリル酸、ヒドロキシアルキルアルカクリル酸(hydroxyalkylalkacrylic acid)(例えばHPMA)のモノマー残基等を含む。ここに記載された様々な実施態様において、生理学的なpHにおいて両性イオンの親水性構成単位は、生理学的なpHにおいて陰イオン性であるかまたは負に帯電した基および生理学的なpHにおいて陽イオン性であるかまたは正に帯電した基を含む。ある実施態様において、ここで使用される正常な生理学的pHにおいて両性イオンの親水性構成単位は、非限定的な例示として、生理学的なpHにおいてリン酸基およびアンモニウム基、例えばUS7,300,990(当該文献は本願に援用される)に開示されたもの等を含むモノマー残基を含む。
[00178]一定の実施態様において、ここに提供されるポリマーは、さらに、結合可能または官能化可能な側鎖(例えばモノマー残基のペンダント基)を含む1以上の構成単位を含む。ある例において、結合可能または官能化可能な側鎖は、当該分野で既知の化学、例えば「クリック」化学による付加的な官能性の重合後導入のために使用できる1以上の反応性基を有する基である(「クリック」反応の例は、Wu, P.; Fokin, V. V. Catalytic Azide-Alkyne Cycloaddition: Reactivity and Applications. Aldrichim. Acta, 2007, 40, 7-17参照)。一定の実施態様において、ここに提供される結合可能または官能化可能な側鎖は、1以上の任意の適切な活性化された基、例えばN−ヒドロスクシンイミド(NHS)エステル、HOBt(1−ヒドロキシベンゾトリアゾール)エステル、p−ニトロフェニルエステル、テトラフルオロフェニルエステル、ペンタフルオロフェニルエステル、ピリジルジスルフィド基等を含むが、これらに限定されない。
提供される一定の実施態様において、ブロックコポリマーは、(正常な生理的pHまたはほぼ中性のpHにおいて)式IV1の化学式を有するジブロックコポリマーである:
Figure 2011522070
[00179]特定の例において、化合物IV1の構成単位は、左側の角括弧および右側の丸括弧内に示された通りであり、それらはモノマーに由来する:
Figure 2011522070
[00180]文字p、qおよびrは、そのブロック内のそれぞれの構成単位のモル分数を表す。文字vおよびwは、ジブロックコポリマーにおけるそれぞれのブロックの分子量(数平均)を表す。
[00181]提供されるある実施態様において、ここに提供される化合物は以下の構造を有する化合物である。
Figure 2011522070
[00182]上に議論されるとおり、文字p、qおよびrは、そのブロック内のそれぞれの構成単位のモル分数を表す。文字vおよびwは、ジブロックコポリマーにおけるそれぞれのブロックの分子量(数平均)を表す。
[00183]ある実施態様において、以下のポリマーが提供される:
[DMAEMA]−[B−/−P−/−D IV3
[PEGMA]−[B−/−P−/−D IV4
[PEGMA−/−DMAEMA−[B−/−P−/−D IV5
[PEGMA−/−MAA(NHS)−[B−/−P−/−D IV6
[DMAEMA−/−MAA(NHS)−[B−/−P−/−D IV7
[HPMA−/−PDSM−[B−/−P−/−D IV8
[PEGMA−/−PDSM−[B−/−P−/−D IV9
[00184]ある実施態様において、Bはブチルメタクリレート残基であり;Pはプロピルアクリル酸残基であり;DおよびDMAEMAはジメチルアミノエチルメタクリレート残基であり;PEGMAはポリエチレングリコールメタクリレート残基(例えば、1−20のエチレンオキシド単位を有するもの、例えば化合物IV2に示されるもの、または4−5のエチレンオキシド単位を有するものまたは7−8のエチレンオキシド単位を有するもの)であり;MAA(NHS)はメチルアクリル酸−N−ヒドロキシコハク酸アミド残基であり;HPMAはN−(2−ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド残基であり;PDSMはピリジルジスルフィドメタクリレート残基である。一定の実施態様において、m、n、p、q、r、wおよびvという用語はここに記載された通りである。特定の実施態様において、wは約1xから約5xvである。
[00185]式IV1−IV9の化合物は、ポリマーの第1のブロックを構成する様々な構成単位を含む、ここに提供されるポリマーの例である。ある実施態様において、第1のブロックの構成単位は改変されまたは化学的に処理されて、第1のブロックが、中性(例えばPEGMA)、陽イオン性(例えばDMAEMA)、陰イオン性(例えば、PEGMA−NHS、ここで、NHSは酸またはアクリル酸に加水分解される)、両性電解性(例えば、DMAEMA−NHS、ここで、NHSが酸に加水分解される)、または双性イオン性(例えばポリ[2―メタクリロイルオキシ―2’トリメチルアンモニウムエチルリン酸])である構成単位であるか、またはそのような構成単位を含むポリマーが作られる。ある実施態様において、第1のブロック(例えば[PEGMA−PDSM]−[B−P−D])においてピリジルジスルフィド官能基を含むポリマーは、チオール化されたsiRNAと任意に反応可能であり且つ反応し、ポリマー―siRNA結合物を形成する。
[00186]特定の実施態様において、式IV3の化合物は、ここに記載されるように、P7クラスのポリマーであり、表1に示されるような分子量、多分散性およびモノマー組成を有する。
Figure 2011522070
[00187]ある特定の実施態様において、式IV3のポリマーは表2によるP7クラスのポリマーである。ある特定の実施態様において、式IV3のポリマーはP7v6と呼ばれるP7クラスのポリマーである。PRx0729v6は、この出願および様々な先行する出願において、P7v6と互換的に使用される。
Figure 2011522070
[コアブロック]
[00188]提供される一定の実施態様において、ここに記載される膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックは、pH依存性膜不安定化疎水性物質であるか、それを含む。一定の実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックは、少なくとも部分的に、実質的にまたは主に疎水性である。
[00189]ある実施態様において、ここに記載される膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックは、ほぼ中性のpHにおいて陰イオン性である第1の帯電可能種を含む。一定の実施態様において、ここに記載される膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックは、ほぼ中性のpHにおいて陰イオン性である第1の帯電可能種を含み、コアブロックはコポリマーブロックである。ある実施態様において、ここに記述される膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックは、ほぼ中性のpHにおいて陰イオン性である第1の帯電可能種を含み、前記第1の帯電可能種は、(例えばペンダント疎水性成分を含むポリマーブロックのポリマー骨格に近接することにより)疎水性的に保護されている。一定の実施態様において、ここに記述される膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックは、ほぼ中性のpHにおいて陰イオン性である第1の帯電可能種およびほぼ中性のpHにおいて陽イオン性である第2の帯電可能種を含む。
[00190]ある実施態様において、ここに記述される膜不安定化ポリマーのコアブロックは、少なくとも1つの第1の帯電可能種、基またはモノマー単位を含む。特定の実施態様において、第1の帯電可能種、基またはモノマー単位は、陰イオン性の種、基またはモノマー単位に帯電可能であるか、またはそれに帯電している。そのようなコアブロックは種、基および/またはモノマー単位を含み、ここにおいて帯電可能種、基またはモノマー単位は帯電しておらず、または一部もしくは全部が帯電している。
[00191]一定の実施態様において、ここに記述される膜不安定化ポリマーのコアブロックは、少なくとも1つの第1の帯電可能種、基またはモノマー単位、および少なくとも1つの第2の帯電可能種、基またはモノマー単位を含む。ある例において、第1の帯電可能種、基またはモノマー単位は上に記述されたとおりであり、第2の帯電可能種、基またはモノマー単位は陽イオン性の種、基またはモノマー単位に帯電可能であるか、それに帯電している。ある実施態様において、ここに記述される膜不安定化ポリマーのコアブロックは、少なくとも1つの第1の帯電可能種、基またはモノマー単位;少なくとも1つの第2の帯電可能種、基またはモノマー単位;および少なくとも1つの付加的な種、基またはモノマー単位を含む。特定の実施態様において、付加的な種、基またはモノマー単位は、非帯電可能な種、基またはモノマー単位である。一定の実施態様において、付加的な種、基またはモノマー単位は、疎水性の種、基またはモノマー単位である。
[00192]一定の実施態様において、コアブロックが、少なくとも1つの陰イオン性帯電可能種、基またはモノマー単位および少なくとも1つの陽イオン性帯電可能な種、基またはモノマー単位を含む場合、少なくとも1つの陰イオン性帯電可能種、基またはモノマー単位の数と少なくとも1つの陽イオン性帯電可能な種、基またはモノマー単位の数との比は、約1:10から約10:1、約1:8から約8:1、約1:6から約6:1、約1:4から約4:1、約1:2から約2:1、約3:2から約2:3または約1:1である。ある実施態様において、コアブロックは、陰イオン性に帯電した少なくとも1つの陰イオン性帯電可能種、基またはモノマー単位および陽イオン性に帯電した少なくとも1つの陽イオン性帯電可能な種、基またはモノマー単位を含み、ここにおいてコアブロックに存在する陰イオン性に帯電した種、基またはモノマー単位の数と陽イオン性に帯電した種、基またはモノマー単位の数との比は、約1:10から約10:1、約1:8から約8:1、約1:6から約6:1、約1:4から約4:1、約1:2から約2:1、約3:2から約2:3、または約1:1である。
[00193]ある実施態様において、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)における少なくとも1つの陰イオン性帯電可能種、基またはモノマー単位の数と少なくとも1つの陽イオン性帯電可能な種、基またはモノマー単位の数との比は、約1:10から約10:1、約1:8から約8:1、約1:6から約6:1、約1:4から約4:1、約1:2から約2:1、約2:3から約3:2、約1:1.1から約1.1:1、または約1:1である。ある実施態様において、コアブロックは、陰イオン性に帯電した少なくとも1つの陰イオン性帯電可能種、基またはモノマー単位および陽イオン性に帯電した少なくとも1つの陽イオン性帯電可能な種、基またはモノマー単位を含み、ここにおいてほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)における、コアブロックに存在する陰イオン性に帯電した種、基またはモノマー単位の数と陽イオン性に帯電した種、基またはモノマー単位の数との比は、約1:10から約10:1、約1:8から約8:1、約1:6から約6:1、約1:4から約4:1、約1:2から約2:1、約2:3から約3:2、約1:1.1から約1.1:1、または約1:1である。特定の実施態様において、前記コアブロックに存在する正に帯電した種、基またはモノマー単位対前記コアにおける負に帯電した種、基またはモノマー単位の比は、ほぼ中性のpHにおいて約1:4から約4:1である。より特定の実施態様において、前記コアブロックに存在する正に帯電した種、基またはモノマー単位と前記コアにおける負に帯電した種、基またはモノマー単位との比は、ほぼ中性のpHにおいて約1:2から約2:1である。特定の実施態様において、前記コアブロックに存在する正に帯電した種、基またはモノマー単位と前記コアにおける負に帯電した種、基またはモノマー単位との比は、ほぼ中性のpHにおいて、約1:1.1から約1.1:1である。
[00194]特定の実施態様において、第1の帯電可能なモノマー単位はブレンステッド酸である。特定の例において、ここに使用されるように、帯電可能な種、基またはモノマー単位は、種、基および/またはモノマー単位を含み、ここにおいて(例えばpH依存的様式において)プロトンの付加または除去は、それぞれ陽イオン性または陰イオン性の種、基またはモノマー単位を提供する。
[00195]ある実施態様において、コアブロックに存在する第1の帯電可能種、基またはモノマー単位は、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)において少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%または少なくとも95%が負に帯電した種、基またはモノマー単位である。特定の実施態様において、これらの第1の帯電可能種、基またはモノマー単位は、ほぼ中性のpHにおいて、Hの喪失により陰イオン種に帯電する。さらなるまたは代替となる実施態様において、コアブロックに存在する第1の帯電可能種、基またはモノマー単位は、わずかに酸性のpH(例えば、約6.5以下;約6.2以下;約6以下;約5.9以下;約5.8以下のpH;またはほぼエンドソームのpH)において、少なくとも20%、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85%または少なくとも95%が中性であるかまたは帯電していない種、基またはモノマー単位である。
[00196]ある実施態様において、第1の帯電可能種または基は、非限定的な例示として、カルボン酸、無水物、スルホンアミド、スルホン酸、スルフィン酸、硫酸、リン酸、ホスフィン酸、硼酸、亜燐酸等である。同様に、一定の実施態様において、ここにおいて有用な第1の帯電可能なモノマー単位は、カルボン酸、無水物、スルホンアミド、スルホン酸、スルフィン酸、硫酸、リン酸、ホスフィン酸、硼酸、亜燐酸等を含むモノマー単位である。特定の実施態様において、ここに有用な第1の帯電可能なモノマー単位は、(C−C)アルキルアクリル酸である。
[00197]ある実施態様において、コアブロックに存在する第2の帯電可能種、基またはモノマー単位は、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)において少なくとも20%、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85%または少なくとも95%が正に帯電した種、基またはモノマー単位である。特定の実施態様において、これらの第2の帯電可能種、基またはモノマー単位は、Hの付加により、陽イオン種に帯電する。さらなるまたは代替となる実施態様において、コアブロックに存在する第2の帯電可能種、基またはモノマー単位は、わずかに酸性のpH(例えば、約6.5以下;約6.2以下;約6以下;約5.9以下;約5.8以下のpH;またはほぼエンドソームのpH)において、少なくとも20%、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85%または少なくとも95%が正に帯電する種、基またはモノマー単位である。
[00198]特定の実施態様において、第2の帯電可能なモノマー単位はブレンステッド塩基である。一定の実施態様において、第2の帯電可能種または基はアミン(例えば非環状および環状アミンを含む)である。ある実施態様において、第2の帯電可能なモノマー単位は、アミンを含むモノマー単位であり、例えば、非限定的な例示として、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−エタクリレート、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−メタクリレートまたはN,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−アクリラートである。ある実施態様において、第2の帯電可能なモノマー単位は、窒素複素環、例えばイミダゾール、ピリジン、ピペリジン、ピリミジン等を含む。
[00199]一定の実施態様において、ここに記述される膜不安定化ブロックコポリマーのコアセグメント(例えばコアブロック)は、疎水性であり、1以上の種の帯電可能種を含む。特定の実施態様において、帯電可能種は陽イオン種に帯電する。ここに記載されるミセル集合体は、帯電可能種を含み、各々の帯電可能種が帯電した状態または帯電していない状態でミセル集合体にそれぞれ個々に存在するミセル集合体を含む。更に、ここにおいて、ここに記載されるミセル集合体は、第1の帯電可能種の集団、第2の帯電可能種の集団および/または任意の付加的な帯電可能種の集団を含み、ここに記載されるミセル集合体は、第1、第2および任意の付加的な帯電可能種のそれぞれの集団は、完全に帯電した状態、部分的に帯電した状態または完全には帯電していない状態で、各々個々にミセル集合体に存在するミセル集合体を含む。
[00200]ある実施態様において、陰イオン性帯電可能種は、保護された種(例えばエステル)としてまたは遊離酸として、選択された重合プロセスに任意に存在する任意の有機または無機酸残基である。ある実施態様において、陰イオン性帯電可能種は弱酸であり、例えば、ボロン酸、スルホンアミド、ホスホン酸、アルソン酸、ホスフィン酸、リン酸、カルボン酸、キサンテン、テトラゾールまたはそれらの誘導体(例えばエステル)であるが、これらに限定されない。特定の実施態様において、モノマー、例えば無水マレイン酸(Scott M. Henry, Mohamed E. H. El-Sayed, Christopher M. Pirie, Allan S. Hoffman, and Patrick S. Stayton pH-Responsive Poly(styrene-alt-maleic anhydride) Alkylamide Copolymers for Intracellular Drug Delivery. Biomacromolecules 2006, 7, 2407-2414)は、無水マレイン酸モノマー単位の重合後加水分解により、第1の帯電可能種の導入に使用される。特定の実施態様において、正常な生理的pHにおいて陰イオン性である帯電可能種は、カルボン酸、例えば、2−プロピルアクリル酸または、より正確には、それに由来する構成単位、2−プロピルプロピオン酸、−CHC((CHCH)(COOH)(PAA)である。
[00201]ある実施態様において、帯電可能種は陽イオン性である。一定の実施態様において、帯電可能種が生理的pHにおいて陽イオン性である。特定の実施態様において、生理的pHにおいて陽イオン性である種は、窒素種、例えば、アンモニウム、−NRR’R’’、グアニジニウム(guanidinium)(カノニカル形を含む−NRC(=NR’H)+NR’’R’’’)であり、ここにおいて、R基は独立して水素、アルキル、シクロアルキルまたはアリールであるか、または同一のまたは隣接した窒素原子に結合した2つのR基は、さらに、互いにつながって複素環種(例えばピロール、イミダゾール、ピリミジンまたはインドール、但しこれらに限定されない)を形成してもよい。
[00202]ある実施態様において、帯電可能種は両性イオンのモノマー単位に存在する(すなわち、ここにおいて、陰イオン性および陽イオン性の帯電可能種は同一のモノマー単位に存在する)。
[00203]一定の実施態様において、コアブロックは少なくとも1つの非帯電可能なモノマー単位、基または種を含む。ある実施態様において、非帯電可能なモノマー単位は疎水性であるか、または疎水性の基または種を含む。一定の実施態様において、疎水性基は、約1以上;約2以上;約3以上;約4以上;約5以上等のπ値を有する。特定の実施態様において、非帯電可能なモノマー単は、非限定的な例示として、(C−C)アルキル−エタクリレート、(C−C)アルキル−メタクリレートまたは(C−C)アルキル−アクリラートである。
[00204]ある実施態様において、ブロックコポリマーは複数の疎水性種を含む。ある実施態様において、ブロックコポリマーは疎水性のモノマー単位を含む。一定の実施態様において、疎水性モノマー単位は、ビニル置換された芳香族化合物または複素環式芳香族化合物である。さらに特定の実施態様において、疎水性モノマーはアルキル(アルキル)アクリラートである。特定の実施態様において、疎水性モノマーはスチレン誘導体である。
[00205]ここに提供されるある実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックは、約2,000ダルトンから約250,000ダルトン;2,000のダルトンから約100,000ダルトン;約5,000ダルトンから約100,000ダルトン;約5,000ダルトンから約50,000ダルトン;または約10,000ダルトンから約50,000ダルトンの数平均分子量(Mn)を有する。
[シェルブロック]
[00206]ある実施態様において、ここに記載される膜不安定化ポリマーのシェルブロックは親水性である。ある実施態様において、ここに記載される膜不安定化ポリマーのシェルブロックは、ほぼ生理的なpH(例えばpH7.4)において親水性であり、帯電していない。ある実施態様において、ここに記載される膜不安定化ポリマーのシェルブロックは、ほぼ生理的なpH(例えばpH7.4)において親水性であり、帯電している。ある実施態様において、膜不安定化ポリマーのシェルブロックは、少なくとも1つの親水性の(例えば、帯電していない、陽イオン性の、陰イオン性のまたは両性イオン性の)種、基またはモノマー単位を含む。特定の実施態様において、膜不安定化ポリマーのシェルブロックは、少なくとも1つの帯電可能な種、基またはモノマー単位を含む。特定の実施態様において、帯電可能な種、基またはモノマー単位は、陽イオン種、基またはモノマーに帯電可能であるか、帯電している。その他の特定の実施態様において、帯電可能な種、基またはモノマー単位は、陰イオン性の種、基またはモノマー単位に帯電可能であるか、帯電しているである。特定の実施態様において、帯電可能な種、基またはモノマー単位は、両性イオン性の種、基またはモノマーに帯電しているか、帯電可能である。そのようなシェルブロックは、全ての帯電可能種、基またはモノマー単位が帯電していないか、その一部または全部が帯電している種、基および/またはモノマー単位を含むと解釈される。
[00207]ある実施態様において、膜不安定化ポリマーのシェルブロックは温度非依存的である。
[00208]特定の実施態様において、1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックは、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)において帯電していない。特定の実施態様において、1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックもまた、ほぼエンドソームのpHにおいて帯電していない。
[00209]特定の実施態様において、1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックは、ほぼ中性のpH(例えば、約7.4のpH)でポリカチオン性である。特定の実施態様において、1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックはまた、ほぼエンドソームのpHにおいてポリカチオン性である。
[00210]特定の実施態様において、1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックは、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)においてポリアニオン性である。さらに、特定の実施態様において、1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックは、ほぼエンドソームのpHにおいてポリアニオン性である。
[00211]特定の実施態様において、1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックは、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)において両性イオン性である。特定の実施態様において、1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックはまた、ほぼエンドソームのpHにおいて両性イオン性である。
[00212]ある実施態様において、1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックはホモポリマーブロックである。一定の実施態様において、ホモポリマーシェルブロックは陽イオン性帯電可能モノマー単位を含み、陽イオン性帯電可能モノマー単位の一部は陽イオン性であり、陽イオン性帯電可能モノマー単位のその他は帯電していない。さらなるまたは代替となる実施態様において、1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックはヘテロポリマーである。特定の実施態様において、ヘテロポリマーシェルブロックは陽イオン性帯電可能モノマー単位および非帯電可能なモノマー単位を含む。一定の実施態様において、ホモポリマーシェルブロックは陰イオン性帯電可能モノマー単位を含み、陰イオン性帯電可能モノマー単位の一部は陰イオン性であり、陰イオン性帯電可能モノマー単位のその他は帯電していない。さらなるまたは代替となる実施態様において、1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックはヘテロポリマーである。特定の実施態様において、ヘテロポリマーシェルブロックは陰イオン性帯電可能モノマー単位および帯電していないモノマー単位を含む。帯電していないモノマー単位は、例えば、ポリオキシル化オレフィン(例えばPEGMA)の残基、ヒドロキシ−アルキルオレフィン(例えばHPMA)の残基、チオール−アルキルオレフィンの残基等を含む。
[00213]ある実施態様において、1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックに存在する帯電可能種、基またはモノマー単位は、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)において、少なくとも20%、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85%または少なくとも95%が正に帯電した種、基またはモノマー単位である。1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックにおけるこれらの帯電可能種、基またはモノマー単位は、Hの付加により、陽イオン種に帯電する。さらなるまたは代替となる実施態様において、1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックにおける帯電可能種、基またはモノマー単位は、わずかに酸性のpH(例えば、約6.5以下;約6.2以下;約6以下;約5.9以下;約5.8以下のpH;またはほぼエンドソームのpH)において、少なくとも20%、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85%または少なくとも95%が正に帯電した種、基またはモノマー単位である。
[00214]ある実施態様において、陰イオン性帯電可能種は、選択された重合プロセスにおいて、保護された種(例えばエステル)としてまたは遊離酸として任意に存在する任意の有機または無機酸残基である。ある実施態様において、陰イオン性帯電可能種は、弱酸であり例えば次の群であるが、これらに限定されない:ボロン酸、スルホンアミド、ホスホン酸、アルソン酸、ホスフィン酸、リン酸、カルボン酸、キサンテン、テトラゾールまたはそれらの誘導体(例えばエステル)。特定の実施態様において、モノマー、例えば無水マレイン酸(Scott M. Henry, Mohamed E. H. El-Sayed, Christopher M. Pirie, Allan S. Hoffman, and Patrick S. Stayton pH-Responsive Poly(styrene-alt-maleic anhydride) Alkylamide Copolymers for Intracellular Drug Delivery. Biomacromolecules 2006, 7, 2407-2414)は、無水マレイン酸モノマー単位の重合後加水分解による第1の帯電可能種の導入に使用される。ある実施態様において、正常な生理的pHにおいて陰イオン性である帯電可能種は、カルボン酸であり、例えば、2−プロピルアクリル酸、またはより正確にはそれに由来する構成単位、2−プロピルプロピオン酸、−CHC((CHCH)(COOH)(PAA)であるがこれらに限定されない。
[00215]ある実施態様において、シェルブロックは生理的pH(例えば循環するヒト血漿のpH)またはその付近のpHにおいて、陽イオン性である。ある実施態様において、シェルブロックはポリカチオンを含む。ある実施態様において、シェルブロックは、xの陰イオンを含むポリアニオンである治療薬(例えば、siRNAといったポリヌクレオチド)に結合され、ポリカチオン性シェルブロックは、約0.6x、約0.7x、約0.8x、約0.9x、約1.0x、約1.1xまたはそれ以上の陽イオンを含む。特定の実施態様において、治療薬(例えば、siRNAといったポリヌクレオチド)は、xの陰イオンを含むポリアニオン性であり、ポリカチオン性シェルブロックは約0.7xまたはそれ以上の陽イオンを含む。
[00216]ある実施態様において、帯電可能種は陽イオン性である。一定の実施態様において、帯電可能種が生理的pHにおいて陽イオン性である。特定の実施態様において、生理的pHにおいて陽イオン性である種は窒素種であり、例えばアンモニウム、−NRR’R’’、グアニジニウム(カノニカル形を含む−NRC(=NR’H)+NR’’R’’’)であり、ここにおいてR基は独立に、水素、アルキル、シクロアルキルまたはアリールであり、または同一の隣接した窒素原子に結合する2つのR基は、互いにつながって、複素環の種(例えばピロール、イミダゾールまたはインドール、但しこれらに限定されない)を形成してもよい。ある実施態様において、シェルブロックは、核酸結合ポリアミド、インターカレーター、または二重鎖もしくは三重鎖形成オリゴヌクレオチドである。特定の例において、シェルブロックは、任意に、ブロックコポリマー(例えば膜不安定化ブロックコポリマー)のα−末端ブロックまたはω−末端ブロックである。同様に、コアブロックは、任意にブロックコポリマー(例えば膜不安定化ブロックコポリマー)のα−末端ブロックまたはω−末端ブロックである。
[00217]ある実施態様において、帯電可能種は両性イオンのモノマー単位に存在する(すなわち、ここにおいて、陰イオン性および陽イオン性の帯電可能種は同一のモノマー単位に存在する)。
[00218]特定の実施態様において、1以上の膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックの帯電可能モノマー単位はブレンステッド塩基である。一定の実施態様において、シェルブロックの帯電可能種または基はアミン(例えば非環状または環状アミンを含む)である。ある実施態様において、シェルブロックの帯電可能モノマー単位は、アミンを含む単量体単位、例えば、非限定的な例示として、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−エタクリレート、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C1−C6)アルキル−メタクリレートまたはN,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−アクリラートである。ある実施態様において、シェルブロックの帯電可能モノマー単位は、窒素複素環式化合物(例えばイミダゾールまたはピリジン)を含むモノマー単位である。
[00219]ここに提供されるある実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックは、約1,000ダルトンから約200,000ダルトン;1,000のダルトンから約100,000ダルトン;約3,000ダルトンから約100,000ダルトン;約5,000ダルトンから約50,000ダルトン;約5,000ダルトンから約25,000ダルトン;または約5,000ダルトンから約20,000ダルトンの数平均分子量(Mn)を有する。
[00220]特定の実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックは、ほぼ中性のpH(例えば約7.4のpH)において、帯電しておらず、親水性である。一定の実施態様において、親水性のシェルブロックは、帯電可能基を含まず、または実質的に含まない。ある実施態様において、帯電していない親水性シェルブロックは、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレンオキシド(PEO)等であるか、それらを含む。
[00221]一定の実施態様において、膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックは官能化する基(例えば可溶性にする基)を含む。特定の実施態様において、官能化する基はポリエチレングリコール(PEG)基である。一定の実施態様において、シェルブロックは、約1,000のから約30,000の分子量を有するポリエチレングリコール(PEG)の基、鎖またはブロックを含む。ある実施態様において、PEGはシェルブロック鎖の一部である(例えば取り込まれている)。一定の実施態様において、PEGは、重合の際、シェルブロック鎖に取り込まれる。ある実施態様において、1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックはPEGである。一定の実施態様において、ポリカチオン性シェルブロックを有する第1の膜不安定化ブロックコポリマー、およびPEGシェルブロックを有する第2の膜不安定化ブロックコポリマーを含むミセル集合体が提供される。一定の実施態様において、シェルブロックの1以上のモノマー単位は、PEG基で置換または官能化される。ある実施態様において、PEGは、ここに提供されるミセル集合体に存在する、ブロックコポリマー末端基に、または1以上のペンダント修飾可能基に結合する。ある実施態様において、PEG残基は、ここに提供されるミセル集合体のポリマー(例えばブロックコポリマー)の親水性セグメントまたはブロック(例えばシェルブロック)内の修飾可能な基に結合する。一定の実施態様において、PEG残基を含むモノマーはコポリマー化され、ここに記載されるミセル集合体を形成するポリマーの親水性の部分を形成する。
[遮蔽親水性セグメント/ブロック]
[00222]一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は1以上の遮蔽剤(shielding agent)を含む。ある実施態様において、ポリヌクレオチドキャリアーブロック/セグメントは、PEG置換モノマー単位を含む(例えば、PEGは側鎖であり、ポリヌクレオチドキャリアーブロックの骨格を含まない)。ある例において、ここに記載されるミセル集合体にて利用される1以上のポリマー(例えば、ブロックコポリマー)は、約1,000から約30,000の分子量を有するポリエチレングリコール(PEG)鎖またはブロックを含む。ある実施態様において、PEGは、ここに提供されるミセル集合体のポリマーに存在するポリマー末端基または1以上のペンダントの修飾可能基に結合される。ある実施態様において、PEG残基は、ここに提供されるミセル集合体のポリマー(例えばブロックコポリマー)の親水性セグメントまたはブロック(例えばシェルブロック)内における修飾可能な基に結合される。一定の実施態様において、2−20のエチレンオキシドユニットのPEG残基を含むモノマーはコポリマー化され、ここに提供されるミセル集合体を形成するポリマーの親水性の部分が形成される。
[00223]ある例において、遮蔽剤は、血漿における酵素の消化に対する治療薬(例えば、ポリヌクレオチドまたはペプチド等)の安定性を増強する。ある例において、遮蔽剤は、ここに記載されるミセル集合体(例えば、ポリヌクレオチドが結合したブロックコポリマー)の毒性を低下させる。ある実施態様において、遮蔽剤は中性の親水性モノマー残基を含む。ある例において、遮蔽ポリマーは、ポリマーの末端基を介して膜不安定化ブロックコポリマーに共有結合でつながれる。ある実施態様において、遮蔽剤は、ポリマーの1以上のモノマー残基に付着された共有結合でつながれたペンダント成分である。ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体における複数のモノマー残基は、官能基を介してポリエチレングリコールオリゴマーまたはポリマーに共有結合した、ペンダント遮蔽種(例えばポリエチレングリコール(PEG)オリゴマー(例えば20以下の繰り返しユニットを有するもの)またはポリマー(例えば20を超える繰り返しユニットを有するもの))を含む。ある例において、ブロックコポリマーは、コポリマーの膜不安定化ブロックのアルファ末端またはオメガ末端に共有結合したポリエチレングリコール(PEG)オリゴマーまたはポリマーを含む。
[00224]一定の実施態様において、ポリヌクレオチドキャリアーブロック/セグメントは、ポリヌクレオチドキャリアーブロック/セグメントに対して電荷(例えば陽イオン性電荷)を少なくとも部分的に遮蔽するのに役立つモノマー単位を含む。特定の実施態様において、遮蔽は、少なくとも部分的にポリヌクレオチドキャリアーブロック/セグメントを含むモノマー単位にペンダント成分から少なくとも部分的に発生する。そのような遮蔽は、任意に、このセグメントにおける過度の電荷に由来する細胞毒性を低下させる。
[治療薬]
[00225]一定の実施態様において、少なくとも1つの研究試薬、少なくとも1つの診断薬、少なくとも1つの治療薬またはそれらの組み合わせを含むミセル集合体が提供される。ある実施態様において、そのような治療薬は、ミセル集合体のシェルに、ミセル集合体のコアに、ミセル集合体の表面にまたはそれらの組み合わせに存在する。
[00226]様々な実施態様において、研究試薬、診断薬および/または治療薬は、任意の適切な様式で、ミセル集合体またはその膜不安定化ブロックコポリマーに付着される。特定の実施態様において、付着は、共有結合、非共有結合相互作用、静的相互作用、疎水性相互作用等またはそれらの組み合わせによって達成される。ある実施態様において、研究試薬、診断薬および/または治療薬は、膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックにつなげられる。一定の実施態様において、研究試薬、診断薬または治療薬は、膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックを形成する。ある実施態様において、研究試薬、診断薬または治療薬は、ミセル集合体のシェルに存在する。
[00227]ある実施態様において、ミセル集合体のシェルに第1の治療薬をおよびミセル集合体のコアに第2の治療薬を含むミセル集合体が提供される。特定の実施態様において、第1の治療薬はポリヌクレオチドである。および、第2の治療薬は疎水性薬剤である。一定の実施態様において、ミセル集合体のコアに疎水性薬剤(例えば小分子疎水性薬剤)を含むミセル集合体が提供される。
[00228]一定の実施態様において、少なくとも1−5、5−250、5−1000、250−1000、少なくとも2、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20または少なくとも50の治療薬を含むミセル集合体が提供される。ある実施態様において、ここに記載される複数のミセル集合体を含む組成物であって、ここにおいて、そのミセル集合体が平均で少なくとも1−5、5−250、5−1000、250−1000、少なくとも2、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20または少なくとも50の治療薬を含む組成物が提供される。
[00229]ある実施態様において、治療薬、診断薬等は、非限定的な例示として、少なくとも1つのヌクレオチド(例えばポリヌクレオチド)、少なくとも1つの炭水化物または少なくとも1つのアミノ酸(例えばペプチド)から選択される。特定の実施態様において、治療薬は、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、遺伝子発現修飾因子、ノックダウン剤、siRNA、RNAi剤、ダイサー基質、miRNA、shRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはアプタマーである。その他の特定の実施態様において、治療薬はaiRNAである(Asymmetric RNA duplexes mediate RNA interference in mammalian cells. Xiangao Sun, Harry A Rogoff , Chiang J Li Nature Biotechnology 26, 1379 - 1382 (2008))。一定の実施態様において、治療薬は、タンパク質、ペプチド、ドミナントネガティブタンパク質、酵素、抗体または抗体断片である。ある実施態様において、治療薬は、炭水化物、または約500ダルトンを超える分子量を有する小分子である。
[00230]一定の実施態様において、1以上の複数の膜不安定化ブロックコポリマーは治療薬に付着されている。ある実施態様において、1以上の複数の膜不安定化ブロックコポリマーは第1の治療薬に付着されており、ここにおいて、1以上の複数の膜不安定化ブロックコポリマーは第2の治療薬に付着されている。一定の実施態様において、1以上の複数の膜不安定化ブロックコポリマーは第1の治療薬に付着されており、ここにおいて、1以上の付加的なポリマーは第2の治療薬に付着されている。
[00231]ある実施態様において、ミセル集合体のシェルおよび/またはシェルブロックの1以上の膜不安定化ブロックコポリマーは、少なくとも1つのヌクレオチド、少なくとも1つの炭水化物または少なくとも1つのアミノ酸を含む。一定の実施態様において、ミセル集合体のシェルおよび/または1以上の膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックは、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、遺伝子発現モジュレーター、ノックダウン剤、siRNA、RNAi剤、ダイサー基質、miRNA、shRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、アプタマー、タンパク質性治療薬、タンパク質、ペプチド、酵素、ホルモン、抗体、抗体断片、炭水化物、約500ダルトンを超える分子量を有する小分子またはそれらの組み合わせを含む。
[00232]ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体はポリヌクレオチドを含み、ここにおいて、ポリヌクレオチドは哺乳類発現ベクターである。別の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、ヒトにおける内因性遺伝子配列と組み換えを生じ且つそれを修正するように設計されたポリヌクレオチドを含む。ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体にて提供されるポリヌクレオチドは遺伝子発現モジュレーターである。
[00233]哺乳類発現ベクターは相補的なDNA塩基配列(「cDNA」またはミニ遺伝子)を含み、当該配列はプロモーター領域に機能的に連結されており、プロモーターによってcDNAの発現が促進される。特定の例において、哺乳類発現ベクターは、さらにcDNAの3’末端にポリアデニル化シグナルを含む。プロモーター領域は、RNAポリメラーゼ分子により認識されるヌクレオチドセグメントであり、RNA合成(すなわち転写)を開始させるが、その他の転写調節のための要素、例えばエンハンサーをさらに含んでもよい。さらに、哺乳類発現ベクターにおいて連結した遺伝子の発現の仲介のために、任意の数の転写調節配列を使用してもよい。プロモーターは、レトロウイルスのプロモーター、その他のウイルスのプロモーター、例えばHSVまたはCMVに由来するものおよび内因性細胞遺伝子からのプロモーターを含むが、これらに限定されない。さらに、哺乳類発現ベクターは、典型的に、細菌におけるプラスミドとしての増殖を可能にするE.コリ由来の複製起点を有する。
[00234]特定の例において、培養においてまたはインビボで哺乳類細胞に哺乳類発現ベクターを導入できることが望ましい。ある実施態様において、発現ベクターは、ここに記載されるミセル集合体を使用して、哺乳類細胞へトランスフェクトされる。
[00235]ここに記載されるように、ここに記載されるミセル集合は、細胞へのまたはそれを必要とする個体へのポリヌクレオチドの送達のために使用される。一定の実施態様において、ミセル集合体のポリカチオン性ブロック(例えば、ここに記載された膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロック)は、哺乳類発現ベクターDNAに結合し、DNAとミセル集合体との複合体を形成する。特定の例において、ポリカチオンは哺乳類発現ベクターDNAに結合し、それと複合体を形成する。ある実施態様において、ポリヌクレオチド複合体を含むミセル集合体は中性に帯電する(例えば、ミセル集合体のシェルまたはミセル集合体のポリマーのシェルブロックおよびポリヌクレオチドは、実質的に中性に帯電する)。ポリヌクレオチドの長さに依存して、ポリカチオン性ブロックの長さは、ポリヌクレオチドの電荷の中和を提供するために任意に調節される。ある例において、電荷の中和は、調合物への陽イオンおよび/またはポリカチオンの付加によって達成される。ある実施態様において、ポリマーおよびポリヌクレオチド(例えば200+マー)を含むミセル集合体は、次に適切な緩衝液にて必要に応じて希釈し、培養物における細胞に直接添加される。生じる細胞におけるトランスフェクトされた遺伝子またはcDNAの発現は、哺乳類発現ベクターに、指標となる遺伝子、例えばルシフェラーゼ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼまたはGFPを作動させる発現カセットを含めることで容易に測定できる。これらの遺伝子は容易に利用可能であり、リポーターアッセイが記述されている。
[00236]ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は遺伝子治療に使用される。遺伝子治療による疾病および疾患の治療は、一般に細胞への新規の遺伝子情報の移転を含む。「遺伝子治療ベクター」は、任意に哺乳類発現ベクターに存在する、送達すべき新規の遺伝物質を含む。ミセル集合体の使用は、遺伝子組み換え、遺伝子発現の阻害、遺伝子の修正または遺伝子の増強のためのDNA塩基配列の送達、またはその他のある所望の効果(例えば免疫反応の調節)を有する遺伝子の導入を含む。遺伝子発現の阻害は、任意の適切な様式、非限定的な例示として、shRNAまたはその他のRNAi剤を発現する細胞における遺伝子カセットの発現によって実行される。
[00237]ある実施態様において、ポリカチオン性シェルブロックを有するミセル集合体は、遺伝子治療ベクターと混合して、それらをミセル集合体と結合させる。適切な賦形剤(下記参照)におけるミセル集合体−遺伝子治療ベクター複合体は、次に、静脈内、関節内(intra−arcticular)、鞘内、頭蓋内、吸入、皮下または眼内を含むがこれらに限定されない経路によって生きた対象に投与される 。
[00238]特定の実施態様において、ここに提供されるミセル集合体は少なくとも1つのポリヌクレオチド(例えば、オリゴヌクレオチド)を含む。ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、それを必要とする個体へのポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチド)の送達に役立つ。特定の実施態様において、少なくとも2、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50、少なくとも100のポリヌクレオチドを含むミセル集合体が提供される。ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、2−50ポリヌクレオチド、5−40ポリヌクレオチド、5−30ポリヌクレオチド、5−25ポリヌクレオチド、20−40ポリヌクレオチド等を含む。一定の実施態様において、ポリヌクレオチドはオリゴヌクレオチド遺伝子発現モジュレーターである。さらなる実施態様において、ポリヌクレオチドはオリゴヌクレオチドノックダウン剤である。特定の実施態様において、ポリヌクレオチドはRNAi剤、ダイサー基質またはsiRNAである。一定の実施態様において、ミセル集合体は、コア、シェルおよび1以上のポリヌクレオチドを含むナノ粒子(例えばミセル)であり、ここにおいて、ポリヌクレオチドはミセル集合体のコアに存在しない。特定の実施態様において、ポリヌクレオチドは、ミセル集合体のシェルに組み込まれる(例えば、ミセル集合体のシェルの一部に存在し、および/またはその一部分を形成する)。ある実施態様において、1以上のポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)は、ミセル集合体のポリマー(例えば膜不安定化ブロックコポリマー、または非膜不安定化希釈剤/キャリアーポリマー)のシェルブロックに付着される。様々な実施態様において、付着は、1以上の共有結合、1以上の非共有結合性相互作用またはそれらの組合せによって達成される。ある実施態様において、siRNAは、膜不安定化ブロックコポリマー(例えばコアブロック)の疎水性ブロックに共有結合で付着される。特定の実施態様において、siRNAは、ブロックコポリマーの疎水性ブロック(例えばコアブロック)に共有結合で添付され、ミセル集合体のシェルの少なくとも一部を形成する。より特定の実施態様において、siRNAはブロックコポリマーの親水性ブロック(例えばシェルブロック)である。その他の実施態様において、siRNAは、ブロックコポリマーの親水性ブロックにまたは任意のポリマーブロック(例えばスペーサーブロック)に付着される。
[00239]ある実施態様において、1以上の治療薬(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)は、任意の適切な様式、例えば非共有結合性会合によって、ここに提供されるブロックコポリマーに付着される。(i)ポリマーおよび/またはここに提供されるポリマーの集合体(例えば複数のポリマーによって形成されたミセル)と(ii)1以上の治療薬(例えばオリゴヌクレオチド)との間の非共有結合性会合は、静電相互作用(陽イオン性基を有するポリマーと陰イオン性基を有する治療薬との間の静電相互作用を含む)、疎水性相互作用、親和性相互作用またはそれらの組合せを含むが、これらに限定されない任意の適切な様式にて達成される。一定の実施態様において、1以上の治療薬および/またはミセル集合体(例えばミセル)のポリマーは、互いに親和性を有する1以上の治療薬および/またはポリマーの余裕がある化学的成分、例えばアリールボロン酸−サリチルヒドロキサム酸、ロイシンジッパーまたはその他のペプチドモチーフ、ミセルおよび治療薬における正電荷と負電荷との間のイオン性相互作用、またはその他のタイプの非共有結合性化学親和力リンケージによって改変される。さらに、ある実施態様において、二本鎖ポリヌクレオチドは、ここに記載されるポリマーまたはミセル集合体(例えばミセル)と会合する(例えばこれらと複合体を形成する)。ある実施態様において、ポリマーまたはミセル集合体(例えばミセル)は、ミセル集合体(例えばミセル)の成分(例えばポリマー)に付着される(例えば共有結合される)核酸マイナーグルーブ(minor groove)結合剤または挿入剤と会合する(例えば複合体を形成する)。
[00240]ある実施態様において、治療薬(例えば、オリゴヌクレオチド)は少なくとも1つの負電荷(例えば、負にを帯電した骨格を含む)を含み、ミセル集合体(例えばミセル)の陽イオン性シェルおよび/またはミセル集合体のブロックコポリマーの陽イオン性シェルブロックと会合する。特定の実施態様において、陽イオン性のシェルまたはシェルブロックは、少なくとも部分的に、ミセル集合体に付着したまたはそこに存在する1以上の治療薬(例えばオリゴヌクレオチド)に存在する負電荷を中和する。一定の実施態様において、1以上の治療薬(例えば1以上のオリゴヌクレオチド、1以上のsiRNAまたはそれらの組合せ)は、ミセル集合体(例えばミセル)のポリカチオン性シェルブロックとの会合(例えば複合体)を形成する。ある実施態様において、ミセル集合体(例えばミセル)および治療薬(例えば、オリゴヌクレオチドまたはsiRNA)の間の会合(例えば複合体)は、ミセル集合体(例えばミセル)を形成するブロックコポリマーと治療薬(例えば、オリゴヌクレオチドまたはsiRNA)との間の任意の所望の電荷比、例えば1:1から16:1の間の比を形成する。特定の実施態様において、ミセルとsiRNAとの間の複合体は2:1、4:1または8:1の電荷比にて形成する。言いかえれば、ある実施態様において、ミセル集合体のシェルに存在する陽イオン性電荷の数と治療薬に存在する陰イオン性電荷の数との比は、任意の所望の値、例えば、約1:1から約16:1、約2:1から約8:1、約4:1から約12:1、約2:1、約4:1または約8:1である。ある実施態様において、siRNAは、ミセル集合体を形成するブロックコポリマーのポリカチオン性ブロックによって電荷中和される。例えば、ある特定の実施態様において、生理学的なpHにおいて40の負電荷を含む20塩基対のポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)は、約7.4のpKaを有するポリDMAEMAシェルブロック(80モノマー単位の長さ、MW=11,680)を含むミセル集合体(例えばミセル)と会合する(例えば複合体を形成する)。このpHにおいて、ポリDMAEMAは40の負電荷を含み、これにより、実質的に正味中性の電荷であるポリヌクレオチド−シェルブロック会合(例えば複合体)をもたらす。特定の例において、多数の過度の正電荷の回避は、インビトロおよびインビボの毒性の低下を助ける。ある実施態様において、治療薬(例えば、オリゴヌクレオチドまたはsiRNA)は、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)の正に帯電したシェルと自発的に会合する。
[00241]ある実施態様において、治療薬(例えばオリゴヌクレオチドまたはペプチド)は、任意の適切な化学的連結技術によって、ミセル集合体(例えばミセル)におよび/またはミセル集合体(例えばミセル)の1以上のポリマーに化学的に連結する。治療薬は、ポリマーの末端にまたはポリマーのペンダント側鎖に任意に連結する。ある実施態様において、RNAi剤を含むミセル集合体(例えばミセル)は、RNAi剤と複数のポリマー(例えばブロックコポリマー)を含む予め形成されたミセル集合体(例えばミセル)との連結により形成される。その他の実施態様において、RNAi剤を含むミセル集合体(例えばミセル)は、RNAi剤とポリマー(例えば膜不安定化ブロックコポリマー)との連結、その後の、任意の適切な様式、例えば、得られた連結物をRNAi剤を含むミセル集合体(例えばミセル)に自己組織化させることによる、ミセル集合体(例えばミセル)の形成により形成される。様々な実施態様において、そのようなミセル集合体は、任意に、RNAi剤に結合したものと類似の、同一のまたは異なる非連結ポリマー(例えば、ブロックコポリマー)をさらに含む。ここに記載されるミセル集合体のポリマーと治療薬との間の共有結合は、任意に、分裂可能でないか、または分裂可能である。一定の実施態様において、1以上のRNAi剤(例えばダイサー基質)の前駆体は、ミセル集合体(例えばミセル)またはミセル集合体(例えば非分裂可能結合によるミセル)の重合体のユニットに付着される。ある実施態様において、1以上のRNAi剤は分裂可能結合によって付着される。一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体において使用される分裂可能結合は、非限定的な例示として、ジスルフィド結合(例えば、細胞質の還元環境下で分離するジスルフィド結合)を含む。ある実施態様において、(その成分を含む)ミセル集合体と治療薬(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNAまたはペプチド)との間の共有結合性の会合は、アミン−カルボキシルリンカー、アミン−スルフヒドリルリンカー、アミン−炭水化物リンカー、アミン−ヒドロキシルリンカー、アミン−アミンリンカー、カルボキシル−スルフヒドリルリンカー、カルボキシル−炭水化物リンカー、カルボキシル−ヒドロキシルリンカー、カルボキシル−カルボキシルリンカー、スルフヒドリル−炭水化物リンカー、スルフヒドリル−ヒドロキシルリンカー、スルフヒドリル−スルフヒドリルリンカー、炭水化物−ヒドロキシルリンカー、炭水化物−炭水化物リンカー、ヒドロキシル−ヒドロキシルリンカーを含むがこれらに限定されない任意の適切な化学的連結方法を介して達成される。ある実施態様において、連結はまた、ヒドラゾンおよびアセタールのリンケージを含むがこれらに限定されない、pH感受性結合およびリンカーにより実行される。その他の適切な連結方法が任意に同様に利用され、例えば広く様々な結合化学が利用可能である(例えば、Bioconjugation, Aslam and Dent, Eds, Macmillan, 1998およびその中の章を参照)。
[00242]特定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体の手段によって送達される薬剤は診断薬である。ある実施態様において、診断薬は、画像診断薬剤、例えば哺乳類の血管系のイメージングに役立つ薬剤であり、それには、ポジトロン放出断層撮影(PET)薬剤、コンピュータ断層撮影装置(CT)薬剤、核磁気共鳴映像法(MRI)薬剤、核磁気画像化(nuclear magnetic imaging)薬剤(NMI)、螢光透視薬剤および超音波造影剤を含むがこれらに限定されない。そのような診断薬は、そのような元素のアイソトープ、例えば123I、125I、131I等を含むヨウ素(I)、バリウム(Ba)、ガドリニウム(Gd)、99Tcを含むテクネチウム(Tc)、31Pを含むリン(P)、鉄(Fe)、マンガン(Mn)、タリウム(Tl)、51Crを含むクロミウム(Cr)、14Cを含む炭素(C)等、蛍光性ラベルされた化合物、またはそれらの複合体、キレート、付加物および連結物を含む。その他の実施態様において、診断薬は、細胞にて発現した場合に容易に検知できるタンパク質をコードするマーカー遺伝子(β−ガラクトシダーゼ、緑色蛍光タンパク質、ルシフェラーゼ等を含むが、これらに限定されない)およびラベルされた核酸プローブ(例えば放射性同位体標識されたプローブまたは蛍光性標識されたプローブ)である。ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体に対する診断法薬剤の共有結合性連結は、様々な連結プロセスによって達成される。その他の実施態様において、診断薬は、ミセル集合体を形成するブロックコポリマーに組み込まれたキレート化残基(例えばカルボン酸残基)と複合体形成することで、ここに記載されるミセル集合体と非共有結合的に会合する。ある実施態様において、放射性同位体で識別されたモノマー(例えば14Cラベルされたモノマー)は、ミセル集合体のポリマー骨格(例えばミセルのシェルブロックまたはコアブロック)に取り込まれる。ある実施態様において、診断薬と会合したミセル集合体はターゲットとする成分を含む。
[00243]ある実施態様において、治療薬はタンパク質性薬剤である。ここに記載されるミセル集合体へのタンパク質性治療薬(例えばポリペプチド)の連結は、様々な連結プロセスにしたがって、(例えば、ミセル集合体のシェルにおける、またはシェルブロックのモノマー単位における)ミセル集合体に存在する1以上の官能基とタンパク質性治療薬(例えばポリペプチド)の1以上の官能基とに関する化学反応により達成される。通常含まれているポリペプチド官能基は、アミノ、ヒドロキシ、チオールまたはカルボキシル基を含むがこれらに限られない。そのような基は、末端基として存在できるか、またはアミノ酸側鎖上で存在できる。ある実施態様において、タンパク質性治療薬は、部位特異的な連結の形成のための特別な官能基、例えば「クリック」化学を介する連結のためのアジド基を含む非天然アミノ酸を含むように設計される。
[00244]一定の実施態様において、1以上の治療薬(例えばオリゴヌクレオチド)とポリマー(例えばブロックコポリマー)との連結(ここにおいて、ポリマーはユニマー(unimer)であるか、または集合したここに提供されるミセル集合体に存在する)は、以下の2つのステップを含むプロセスによって調製される:(1)例えば1−エチル−3,3−ジメチルアミノプロピルカルボジイミド(EDAC)、イミダゾール、N−ヒドロスクシンイミド(NHS)およびジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、HOBt(1−ヒドロキシベンゾトリアゾール)、p−ニトロフェニルクロロホルメート、カルボニルジイミダゾール(CDI)およびN,N’−ジスクシンイミジル炭酸塩(DSC)を含むがこれらに限定されない任意の適切な活性化試薬を用いて、オリゴヌクレオチドの修飾可能な末端基(例えば、5’−水酸基または3’−水酸基)を活性化すること;および(2)オリゴヌクレオチドの末端へブロックコポリマーを共有結合させること。ある実施態様において、オリゴヌクレオチドの5’−または3’−末端の修飾可能な基は、ブロックコポリマーとの連結に先立って、その他の官能基によって置換される。例えば、水酸基(−−OH)は、スルフヒドリル基(−−SH)、カルボキシル基(−−COOH)またはアミン基(−−NH)を含むリンカーで任意に置換される。
[00245]また別の実施態様において、1以上の塩基(例えば5−アミノアルキルピリミジン)が導入された官能基を含むオリゴヌクレオチドが、任意の適切な処置により活性化剤または反応性二官能価リンカーを使用してポリマー(例えばブロックコポリマー)に連結される(ここにおいてポリマーはユニマーであるか、またはここに提供されるミセル集合体に存在する)。そのような様々な活性化剤および二官能価リンカーは、Sigma、Pierce、Invitrogenといったサプライヤーから市販されている。
[00246]ある実施態様において、オリゴヌクレオチドまたは複数のオリゴヌクレオチドを含むミセル集合体(例えばミセル)は、自発的な自己組織化によって形成される。ミセル集合体の自発的な自己組織化は、ある実施態様において、単一のポットにて達成される。例えば、ある実施態様において、有機溶媒(例えばエタノール)にここに記載されたポリマー(例えばブロックコポリマー)を含む溶液を水性溶媒(例えば水またはPBS)で希釈することで自発的に構築されるミセル集合体(例えばミセル)は、1以上の治療薬(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)と組み合わせられ、当該ミセル集合体は、それにより自発的に形成されるポリマーおよび1以上の治療薬を含む。その他の実施態様において、自発的な自己組織化は、(1)関心ある1以上の治療薬(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)とここに記載されるポリマー(例えば膜不安定化ブロックコポリマー、非膜不安定化ブロックコポリマーまたはモノブロックポリマー)とを接触させて、ポリマー−治療薬結合物を形成すること;および(2)ポリマー−治療薬結合物をここに記載されるミセル集合体に自己組織化させるのに適した条件にポリマー−治療薬結合物をさらすこと。ある実施態様において、ポリマー−治療薬結合物の自己組織化を与えるステップは、ポリマー−治療薬結合物と付加的ポリマー(例えば、非連結ブロックコポリマーもしくはモノブロックポリマー、希釈ポリマー等またはそれらの組合せ)との接触をさらに含む。
[00247]ある実施態様において、ここに記載される任意のミセル集合体は、治療薬に付着していない付加的なポリマーをさらに含む。ある実施態様において、付加的なポリマーは、希釈ポリマーまたはターゲッティング成分キャリアーポリマーである。一定の実施態様において、任意のここに提供されるミセル集合体は、少なくとも1つの第2の治療薬(例えば第2の治療薬)に付着されている付加的なポリマーをさらに含む。一定の実施態様において、少なくとも1つの第2の治療薬(例えば第2の治療薬)は、少なくとも1つの治療薬(例えば第1の治療薬)とは異なる。ある実施態様において、ミセル集合体に存在する全ポリマーのコア部分(例えばコアブロック)は類似するかまたは同一である。一定の実施態様において、ミセル集合体における1以上の異なるポリマーは、類似のまたは同一のコア部分(例えばコアブロック)を含むが、異なる非コア部分(例えばシェルブロック)を含む。
[治療]
[00248]ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)は、高い血漿レベルまたはコレステロール、アポリポ蛋白質b、および/またはLDLコレステロールに関連および/または起因する障害、例えば高コレステロール血症のリスクがあるかまたは患う対象の治療に役立つ。一定の実施態様において、処理は治療薬(例えば、オリゴヌクレオチド剤)を含むミセル集合体を提供することを含み、ここにおいて治療薬は、(例えば分裂により)遺伝子またはそのような条件を促進する遺伝子産物をサイレンスする。ある実施態様において、治療薬(例えばオリゴヌクレオチドまたはRNAi剤)は、低密度リポタンパク質(LDLR)レベルおよび機能の制御の原因となるプロタンパク質転換酵素サブチリシン/ケキシンタイプ9(PCSK9)遺伝子をサイレンスし、これにより、そのような治療薬を含むミセル集合体は、望まれないPCSK9発現によって特徴づけられる障害、例えば、高い血漿レベルまたはコレステロール、アポリポ蛋白質bおよび/またはLDLコレステロールに関連するおよび/または起因する障害、例えば高コレステロール血症を患うまたはそのリスクのある対象を治療するために使用される。ある実施態様において、ミセル集合体は、PCSK9を発現する細胞にPCSK9サイレンシングポリヌクレオチド剤(例えばsiRNA)を送達する。ある実施態様において、細胞は肝細胞である。
[00249]ある実施態様において、ここに提供されるミセル集合体(例えばミセル)は、望まれない細胞増殖(例えば有害または無害の細胞増殖)のリスクがある、またはそれを患う対象の治療に有用である。治療は、治療薬(例えば、オリゴヌクレオチド剤)を含むミセル集合体を提供すること、ここにおいて治療薬は(例えば分裂により)、望まれない細胞増殖を促進する遺伝子または遺伝子産物をサイレンスさせることができる;および、対象(例えばヒト対象)に治療的有効量のミセル集合体を投与することを含む。ある実施態様において、治療薬は、遺伝子と相同的であり、遺伝子を(例えば分裂により)サイレンスさせることができるポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチド)である。
[00250]一定の実施態様において、遺伝子は、成長因子または成長因子の受容体遺伝子、ホスファターゼ、キナーゼ、例えば、タンパク質チロシン、セリンまたはトレオニンキナーゼ遺伝子、Gタンパク質スーパーファミリー分子をコードする遺伝子または転写調節因子をコードする遺伝子であるが、これらに限定されない。ある例において、ミセル集合体は、肺、膵臓、肝臓、腎臓、卵巣、筋肉、皮膚、乳房、結腸、胃等を含むがこれらに限定されない特定の組織または臓器にて発現する遺伝子をサイレンスするポリヌクレオチドを含む。
[00251]ある実施態様において、オリゴヌクレオチド剤は、1以上の以下の遺伝子をサイレンスする:PDGFベータ遺伝子、このため、望ましくないPDGFベータ発現によって特徴付けられる障害(例えば睾丸および肺癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;Erb−B遺伝子(例えばErb−B−2またはErb−B−3)、このため、望ましくないErb−B発現によって特徴付けられる障害(例えば乳房または肺癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;Src遺伝子、このため、望ましくないSrc発現によって特徴付けられる障害(例えば結腸癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;CRK遺伝子、このため、望ましくないCRK発現によって特徴付けられる障害(例えば結腸癌および肺癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;GRB2遺伝子、このため、望ましくないGRB2発現によって特徴付けられる障害(例えば扁平上皮細胞カルシノーマ)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;RAS遺伝子、このため、望ましくないRAS発現によって特徴付けられる障害(例えば、膵臓癌、結腸癌および肺癌および慢性白血病)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;MEKK遺伝子、このため、望ましくないMEKK発現によって特徴付けられる障害(例えば扁平上皮癌、黒色腫または白血病)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;JNK遺伝子、このため、望ましくないJNK発現によって特徴付けられる障害(例えば膵臓癌または乳癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;RAFの遺伝子、このため、望ましくないRAF発現によって特徴付けられる障害(例えば肺癌または白血病)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;Erk1/2遺伝子、このため、望ましくないErk1/2発現によって特徴付けられる障害(例えば肺癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;PCNA(p21)遺伝子、このため、望ましくないPCNA発現によって特徴付けられる障害(例えば肺癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;MYB遺伝子、このため、望ましくないMYB発現によって特徴付けられる障害(例えば結腸癌または慢性骨髄性白血病)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;c−MYC遺伝子、このため、望ましくないc−MYC発現によって特徴付けられる障害(例えばバーキットリンパ腫または神経芽細胞腫)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;JUN遺伝子、このため、望ましくないJUN発現によって特徴付けられる障害(例えば、卵巣癌、前立腺癌または乳癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;FOS遺伝子、このため、望ましくないFOS発現によって特徴付けられる障害(例えば皮膚癌または前立腺癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;BCL−2遺伝子、このため、望ましくないBCL−2発現によって特徴付けられる障害(例えば肺癌または前立腺癌または、非ホジキンリンパ腫)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;サイクリンD遺伝子、このため、望ましくないサイクリンD発現によって特徴付けられる障害(例えば食道癌および結腸癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;VEGF遺伝子、このため、望ましくないVEGF発現によって特徴付けられる障害(例えば食道癌および結腸癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;EGFR遺伝子、このため、望ましくないEGFR発現によって特徴付けられる障害(例えば乳癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;サイクリンA遺伝子、このため、望ましくないサイクリンA発現によって特徴付けられる障害(例えば肺癌および子宮頸癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;サイクリンE遺伝子、このため、望ましくないサイクリンE発現によって特徴付けられる障害(例えば肺癌および乳癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;WNT−1遺伝子、このため、望ましくないWNT−1発現によって特徴付けられる障害(例えば基底細胞癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;ベータ−カテニン遺伝子、このため、望ましくないベータ−カテニン発現によって特徴付けられる障害(例えば腺癌または肝細胞癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;c−MET遺伝子、このため、望ましくないc−MET発現によって特徴付けられる障害(例えば肝細胞癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;PKC遺伝子、このため、望ましくないPKC発現によって特徴付けられる障害(例えば乳癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;NFKB遺伝子、このため、望ましくないNFKB発現によって特徴付けられる障害(例えば乳癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;STAT3遺伝子、このため、望ましくないSTAT3発現によって特徴付けられる障害(例えば前立腺癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;サルビビン(survivin)遺伝子、このため、望ましくないサルビビン発現によって特徴付けられる障害(例えば頚部癌または膵臓癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;Her2/Neu遺伝子、このため、望ましくないHer2/Neu発現によって特徴付けられる障害(例えば乳癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;トポイソメラーゼI遺伝子、このため、望ましくないトポイソメラーゼI発現によって特徴付けられる障害(例えば卵巣癌および結腸癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;トポイソメラーゼIIアルファ遺伝子、このため、望ましくないトポイソメラーゼII発現によって特徴付けられる障害(例えば乳房癌および結腸癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる。
[00252]その他の実施態様において、オリゴヌクレオチド剤は、以下の遺伝子の1つにおける変異をサイレンスする:p73遺伝子、このため、望ましくないp73発現によって特徴付けられる障害(例えば結腸直腸の腺癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;p21(WAF1/CIP1)遺伝子、このため、望ましくないp21(WAF1/CIP1)発現によって特徴付けられる障害(例えば肝臓癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;p27(KIP1)遺伝子、このため、望ましくないp27(KIP1)発現によって特徴付けられる障害(例えば肝臓癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;PPM1D遺伝子、このため、望ましくないPPM1D発現によって特徴付けられる障害(例えば乳癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;RAS遺伝子、このため、望ましくないRAS発現によって特徴付けられる障害(例えば乳癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;カベオリンI遺伝子、このため、望ましくないカベオリンI発現によって特徴付けられる障害(例えば食道扁平上皮癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;MIB I遺伝子、このため、望ましくないMIB I発現によって特徴付けられる障害(例えばオスの乳癌(MBC))を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;MTAI遺伝子、このため、望ましくないMTAI発現によって特徴付けられる障害(例えば卵巣の癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;M68遺伝子、このため、望ましくないM68発現によって特徴付けられる障害(例えば食道、胃、結腸および直腸のヒト腺癌)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる。
[00253]ある実施態様において、オリゴヌクレオチド剤は、癌抑制遺伝子における変異をサイレンスし、および、したがって、化学療法と組み合わせてアポトーシス活性を促進する方法として使用することができる。ある実施態様において、癌抑制遺伝子は、1以上の以下の癌抑制遺伝子から選択される:p53癌抑制遺伝子、p53ファミリーメンバーDN−p63、pRb癌抑制遺伝子、APC1癌抑制遺伝子、BRCA1癌抑制遺伝子、PTEN癌抑制遺伝子。
[00254]ある実施態様において、オリゴヌクレオチド剤は、以下の融合遺伝子の1つをサイレンスする:mLL融合遺伝子(例えばmLL−AF9)、このため、望ましくないMLL融合遺伝子発現によって特徴付けられる障害(例えば急性白血病)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;BCR/ABL融合遺伝子、このため、望ましくないBCR/ABL融合遺伝子発現によって特徴付けられる障害(例えば急性および慢性の白血病)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;TEL/AML1融合遺伝子、このため、望ましくないTEL/AML1融合遺伝子発現によって特徴付けられる障害(例えば幼年期急性白血病)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;EWS/FLI1融合遺伝子、このため、望ましくないEWS/FLI1融合遺伝子発現によって特徴付けられる障害(例えばユーイング肉腫)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;TLS/FUS1融合遺伝子、このため、望ましくないTLS/FUS1融合遺伝子発現によって特徴付けられる障害(例えば粘液様脂肪肉腫)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;PAX3/FKHR融合遺伝子、このため、望ましくないPAX3/FKHR融合遺伝子発現によって特徴付けられる障害(例えば障害粘液様脂肪肉腫)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;AML1/ETO融合遺伝子、このため、望ましくないAML1/ETO融合遺伝子発現によって特徴付けられる障害(例えば急性白血病)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる。
[00255]ある側面において、ここにおいて、ミセル集合体は、血管形成阻害により利益を得る可能性がある疾病または障害(例えば癌または網膜の変性)のリスクがあるかまたはそれを患う対象(例えばヒト)を治療するための治療薬を提供する。治療は、オリゴヌクレオチド剤を含むミセル集合体を提供すること、ここにおいて、前記オリゴヌクレオチド剤は、血管形成を介在する遺伝子(例えば、VEGF−R1、VEGF−R2またはこれらの受容体の経路のシグナルタンパク質をコードする遺伝子)と相同的であり、および/またはこのような遺伝子を例えば分裂によりサイレンスすることができる;およびオリゴヌクレオチド剤を含む治療的有効量の前記ミセル集合体を対象(例えばヒト対象)に投与することを含む。
[00256]ある実施態様において、オリゴヌクレオチド剤は、以下の遺伝子の1つをサイレンスする:アルファv−インテグリン遺伝子、このため、望ましくないアルファV−インテグリンによって特徴付けられる障害(例えば、脳腫瘍または上皮に由来する腫瘍)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;Flt−1受容体遺伝子、このため、望ましくないFlt−1受容体によって特徴付けられる障害(例えば癌および慢性関節リウマチ)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる;チューブリン遺伝子、このため、望ましくないチューブリンによって特徴付けられる障害(例えば癌および網膜新生血管)を患うまたはそのリスクがある対象の治療に使用できる。
[00257]ある側面において、ここに提供されるオリゴヌクレオチド剤を含むミセル集合体は、ウイルスに感染した対象またはウイルス感染に関連する障害または疾病のリスクがあるもしくはそれを患う対象を治療する方法に関する。方法は、オリゴヌクレオチド剤を含むミセル集合体を提供すること、ここにおいて前記オリゴヌクレオチド剤は、ウイルス遺伝子またはウイルスの機能(例えば侵入または増殖)を介在する細胞内遺伝子と相同的であり、および/またはそのような遺伝子を、例えば分裂によりサイレンスする;および治療的有効量の前記オリゴヌクレオチド剤を対象(例えばヒト対象)に投与することを含む。
[00258]ある実施態様において、オリゴヌクレオチド剤を含むミセル集合体は、ヒト乳頭腫ウイルス(HPV)に感染した対象またはHPVが介在する障害(例えば子宮頸癌)のリスクがあるかまたはそれに患う対象の治療に有用である。
[00259]ある実施態様において、ミセル集合体は、HPV遺伝子の発現をサイレンスするオリゴヌクレオチド剤を含む。ある実施態様において、HPV遺伝子はE2、E6またはE7の基から選択される。
[00260]別の実施態様において、HPV複製に必要なヒト遺伝子の発現が低下させられる。
[00261]ある実施態様において、ミセル集合体は、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)に感染した患者またはHIVが介在する障害(例えば後天性免疫不全症候群(AIDS))のリスクがあるもしくはそれを患う患者の治療に有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。ある実施態様において、HIV遺伝子の発現が低下させられる。その他の実施態様において、HIV遺伝子はCCR5、GagまたはRevである。ある実施態様において、HIV複製に必要なヒト遺伝子の発現が低下させられる。ある実施態様において、遺伝子はCD4またはTsg101である。
[00262]ある実施態様において、ミセル集合体は、B型肝炎ウイルス(HBV)に感染した患者またはHBVが介在する障害(例えば肝硬変および肝細胞癌(heptocellular carcinoma))のリスクがあるかもしくはそれを患う患者の治療に有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。1つの実施態様において、HBV遺伝子の発現が低下させられる。その他の実施態様において、ターゲットとされたHBV遺伝子は、HBVコア・タンパク質のテール領域の基の1つ、プレ−クレジアス(pre−cregious)(pre−c)領域、またはクレジアス(cregious)(c領域をコードする。その他の実施態様において、ターゲットとされたHBV−RNA配列は、ポリ(A)尾部で構成される。ある実施態様において、HBV複製に必要なヒト遺伝子の発現が低下させられる。
[00263]ある実施態様において、ミセル集合体は、以下から選択されたウイルスに感染した患者または当該ウイルスが介在する障害のリスクがあるかもしくはそれを患う患者の治療に有用なオリゴヌクレオチド剤を含む:A型肝炎ウイルス(HAV);C型肝炎ウイルス(HCV);肝炎D、E、F、GまたはHを含む肝炎ウイルス株の群のいずれか;呼吸器合胞体ウイルス(RSV);疱疹サイトメガロウイルス(CMV);疱疹エプスタインバーウイルス(EBV);カポージ肉腫関連ヘルペスウイルス(KSHV);JCウイルス(JCV);ミクソウイルス(例えばインフルエンザを引き起こすウイルス)、ライノウイルス(例えば風邪を引き起こすウイルス)、またはコロナウイルス(例えば風邪を引き起こすウイルス);セントルイス型脳炎フラビウイルス;ダニ媒介脳炎フラビウイルス;マーレーバレー脳炎フラビウイルス;デング熱フラビウイルス;シミアンウイルス40(SV40);脳心筋炎ウイルス(EMCV);はしかウイルス(MV);水痘ゾスターウイルス(VZV);アデノウイルス(例えば呼吸器感染症を引き起こすウイルス);ポリオウイルス;またはポックスウイルス(天然痘を引き起こすポックスウイルス)。ある実施態様において、これらのウイルスの複製に必要なヒト遺伝子の発現が低下させられる。
[00264]ある実施態様において、ミセル集合体は、単純性疱疹ウィルス(HSV)に感染した患者またはHSVが介在する障害、例えば性器ヘルペス症および口辺ヘルペス並びに例えば主として免疫無防備の患者における生命を脅かすまたは視力を損なう疾病のリスクがあるかもしくはそれを患う患者を治療するのに有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。ある実施態様において、HSV遺伝子の発現が低下させられる。その他の実施態様において、ターゲットされたHSV遺伝子は、DNAポリメラーゼまたはヘリカーゼ−プライマーゼをコードする。ある実施態様において、HSV複製に必要なヒト遺伝子の発現が低下させられる。
[00265]ある実施態様において、ミセル集合体は、西ナイルウイルスに感染した患者または西ナイルウイルスが介在する障害のリスクがあるかもしくはそれを患う患者の治療に有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。ある実施態様において、西ナイルウイルス遺伝子の発現が低下させられる。その他の好ましい実施態様において、西ナイルウイルス遺伝子は、E、NS3またはNS5を含む群から選択される。ある実施態様において、西ナイルウイルス複製に必要なヒト遺伝子の発現が低下させられる。
[00266]ある実施態様において、ミセル集合体は、ヒトT細胞リンパ球向性ウイルス(HTLV)に感染した患者またはこのウイルスが関連する疾病もしくは障害(例えば白血病または脊髄障害)を患う患者の治療に有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。ある実施態様において、HTLV遺伝子の発現が低下させられる。ある実施態様において、HTLV1遺伝子は税転写活性化因子である。ある実施態様において、HTLV複製に必要なヒト遺伝子の発現が低下させられる。
[00267]ある側面において、ミセル集合体は、病原体(例えば細菌の、アメーバの、寄生性のまたは菌の病原体)に感染した対象の治療に有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。治療の方法は、オリゴヌクレオチド剤を含むミセル集合体を提供すること、ここにおいて前記オリゴヌクレオチドは、病原体遺伝子または病原体の増殖に関連する遺伝子と相同性であり、および/またはそのような遺伝子を例えば分裂によりサイレンスすることができる;および対象(例えばヒト対象)に治療的有効量の前記オリゴヌクレオチド剤を投与することを含む。標的遺伝子は、病原体の増殖、細胞壁合成、タンパク質合成、転写、エネルギー代謝、例えばクレブズ回路、または毒素生産に関する遺伝子から選択することができる。
[00268]したがって、ある実施態様において、ミセル集合体は、マラリアを引き起こすマラリア原虫に感染した患者の治療に有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。ある実施態様において、マラリア原虫遺伝子の発現が低下させられる。その他の実施態様において、遺伝子は頂端側細胞膜抗原1(AMA1)である。ある実施態様において、マラリア原虫複製に必要なヒト遺伝子の発現が低下させられる。
[00269]ある実施態様において、ミセル集合体は、ミコバクテリウム・ウルセランス、ミコバクテリウム・ツーベキュロス、ミコバクテリウム・レプラ、スタフィロコッカス・オーレウス、ストレプトコッカス・ニューモニアエ、ストレプトコッカス・ピオゲネス、クラミジア・ニューモニエもしくはマイコプラスマ・ニューモニエに感染した患者またはこれらの病原体のいずれかが関連する疾病もしくは障害を患う患者の治療に有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。ある実施態様において、これらの細菌の複製に必要な細菌の遺伝子および/またはヒト遺伝子の発現は低下する。
[00270]ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体によって治療される疾病は、全身性であってよく、または特定の組織(例えば肺、皮膚、肝臓、乳房、腎臓、膵臓、CNS等)に存在してもよい。一定の側面において、オリゴヌクレオチドは、代謝病または障害(例えば糖尿病、肥満等)を介在するまたはそれに関連する遺伝子をサイレンスする。一定の実施態様において、肺の疾病または障害(例えば、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、嚢胞性繊維症または肺癌)を介在するまたはそれに関連する遺伝子をサイレンスする。ここにおいてある側面において、ミセル集合体は、望まれない免疫反応に特徴づけられる疾病または障害(例えば炎症性の疾病もしくは障害または自己免疫疾患もしくは障害)のリスクがあるかもしくはそれを患う対象(例えばヒト)を治療する方法に有用であり、および/またはそのような方法に関連するオリゴヌクレオチド剤を含む。方法は、オリゴヌクレオチド剤を含むミセル集合体を提供すること、ここにおいて、前記オリゴヌクレオチド剤は、望まれない免疫反応を介在する遺伝子と相同的であり、および/またはそのような遺伝子を例えば分裂によりサイレンスできる;および対象(例えばヒト対象)に前記オリゴヌクレオチド剤を投与することを含む。ある実施態様において、疾病または障害は、虚血または再潅流傷害であり、例えば急性心筋梗塞不安定狭心症、心肺バイパス、外科的介入、例えば血管形成、例えば経皮経管冠形成、移植された臓器または組織に対する反応、例えば心臓または血管組織の移植に関連する虚血または再潅流傷害;または血栓溶解である。その他の実施態様において、疾病または障害は再狭窄であり、例えば外科的介入、例えば血管形成、例えば経皮経管冠形成に関連した再狭窄である。その他の実施態様において、疾病または障害は、炎症性腸疾患、例えばクローン病、潰瘍性大腸炎である。ある実施態様において、疾病または障害は、感染症または損傷に関連した炎症である。その他の実施態様において、疾病または障害は、喘息、アレルギー、狼瘡、多発性硬化症、糖尿病、例えば、2型糖尿病、関節炎、例えばリューマチ性関節炎または乾癬性関節炎である。一定の実施態様において、オリゴヌクレオチド剤はインテグリンまたはそのコ−リガンド(例えばVLA4、VCAM、ICAM)をサイレンスする。その他の実施態様において、オリゴヌクレオチド剤はセレクチンまたはそのコ−リガンド(例えばP−セレクチン、E−セレクチン(ELAM)、I−セレクチン、P−セレクチン糖タンパク質−1)(PSGL−1))をサイレンスする。一定の実施態様において、オリゴヌクレオチド剤は、補体系の成分(例えばC3、C5、C3aR、C5aR、C3転換酵素およびC5転換酵素)をサイレンスする。ある実施態様において、オリゴヌクレオチドは、ケモカインまたはその受容体(例えばTNFI、TNFJ、IL−1I、IL−1J、IL−2、IL−2R、IL−4、IL−4R、IL−5、IL−6、IL−8、TNFRI、TNFRII、IgE、SCYA11およびCCR3)をサイレンスする。その他の実施態様において、オリゴヌクレオチド剤は、GCSF、Gro1、Gro2、Gro3、PF4、MIG、プロ−血小板基本タンパク質(Pro−Platelet Basic Protein)(PPBP)、MIP−1I、MIP−1J、RANTES、MCP−1、MCP−2、MCP−3、CMBKR1、CMBKR2、CMBKR3、CMBKR5、AIF−1またはI−309をサイレンスする。
[00271]ある側面において、ミセル集合体は、神経学的な疾病または障害のリスクがあるかまたはそれを患う対象(例えばヒト)の治療に有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。方法は、オリゴヌクレオチド剤を含むミセル集合体を提供すること、ここにおいて、前記オリゴヌクレオチドは、神経学的な疾病または障害を介在する遺伝子と相同的でありおよび/またはそのような遺伝子を例えば分裂によりサイレンスすることができる;および対象(例えばヒト)に治療的有効量の前記オリゴヌクレオチド剤を投与することを含む。ある実施態様において、疾病または障害はアルツハイマー病またはパーキンソン疾病である。一定の実施態様において、オリゴヌクレオチド剤はアミロイド−ファミリー遺伝子、例えばAPP;プレセニリン遺伝子、例えばPSEN1、PSEN2、I−synucleinをサイレンスする。その他の実施態様において疾病または障害は、神経変性トリヌクレオチド繰り返し障害、例えば、ハンティングトン病、歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症または脊髄小脳失調、例えばSCA1、SCA2、SCA3(Machado−Joseph病)、SCA7またはSCA8である。ある実施態様において、オリゴヌクレオチド剤は、HD、DRPLA、SCA1、SCA2、MJD1、CACNL1A4、SCA7またはSCA8をサイレンスする。
[00272]一定の側面において、ここに記載されるミセル集合体は、1を超える遺伝子を分裂させるまたはサイレンスすることができるオリゴヌクレオチド剤を含む。これらの実施態様において、オリゴヌクレオチド剤は、それが、1を超える遺伝子において見つかる配列、例えばこれらの遺伝子間で保存された配列に対して十分な相同性を有するように選択される。したがって、ある実施態様において、そのような配列に有効にターゲットとするオリゴヌクレオチド剤は、遺伝子の全体コレクションをサイレンスする。
[00273]ある側面において、ここに記載されるミセル集合体は、2以上の種のオリゴヌクレオチド剤は含み、ここにおいて、オリゴヌクレオチド剤は、同一の疾病または異なる疾病の異なる遺伝子をサイレンスする。
[00274]ここに記載される任意の薬剤もまた、任意の適切な様式、例えばここに記載された任意の様式にて、ミセル集合体またはポリマー(例えば膜不安定化ブロックコポリマーまたは付加的なポリマー)に付着する。
[ターゲッティング成分]
[00275]一定の実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、少なくとも1つのターゲッティング成分(例えば、特定の細胞または細胞の種をターゲットとする成分)を含む。ある実施態様において、ターゲッティング成分は、ミセル集合体のコア内に存在し、ミセル集合体のシェル内に存在し、ミセル集合体の表面に存在し、膜不安定化ブロックコポリマーのコアブロックに付着し、膜不安定化ブロックコポリマーのシェルブロックに付着し、膜不安定化剤のシェルブロックであり、ミセル集合体内の非膜不安定化ポリマー上に存在し、ミセル集合体内の治療薬への付着しており、またはその他の状態である。
[00276]特定の実例において、ここに記載されるミセル集合体は、個々の特異的な標的細胞への治療薬の送達に有用である。特定の例において、ミセル集合体の細胞取り込みの効率は、ミセル集合体内へのまたはその表面におけるターゲッティング成分の取り込みによって増強される。「ターゲッティング成分」(「ターゲッティング剤」と互換的に使用される)は、細胞(例えば選択した細胞)の表面を認識する任意の親和性薬剤である。ある実施態様において、ターゲッティング成分は、細胞表面抗原を認識するか、または標的細胞の表面上の受容体に結合する。適切なターゲッティング成分は、非限定的な例示として、抗体、抗体様分子、またはペプチド、例えばインテグリン−結合ペプチド、例えばRGD含有ペプチド、または小分子、例えばビタミン、例えば、葉酸、糖、例えばラクトースおよびガラクトース、またはその他の小分子を含む。細胞表面抗原細胞表面分子例えば、細胞表面上のタンパク質、糖、脂質またはその他の抗原を含む。特定の実施態様において、細胞表面抗原はインターナリゼーションを行う。ここに記載されるミセル集合体(例えばミセル)のターゲッティング成分によってターゲットとされる細胞表面抗原の例は、トランスフェリン受容体タイプ1および2、EGF受容体、HER2/Neu、VEGF受容体、インテグリン、NGF、CD2、CD3、CD4、CD8、CD19、CD20、CD22、CD33、CD43、CD38、CD56、CD69およびアシアロ糖蛋白受容体を含むがこれらに限られない。
[00277]種々の実施態様において、ターゲッティング成分は、ミセル集合体のポリマー(例えば、ブロックコポリマー)のいずれかの末端またはモノマー単位の側鎖に結合するか、またはポリマーブロックに組み込まれる。ポリマーへのターゲッティング成分の結合は、いずれかの適切な様式で達成され、例えば、限定するものではないが、アミン−カルボキシルリンカー、アミン−スルフヒドリルリンカー、アミン−炭水化物リンカー、アミン−ヒドロキシルリンカー、アミン−アミンリンカー、カルボキシル−スルフヒドリルリンカー、カルボキシル−炭水化物リンカー、カルボキシル−ヒドロキシルリンカー、カルボキシル−カルボキシルリンカー、スルフヒドリル−炭水化物リンカー、スルフヒドリル−ヒドロキシルリンカー、スルフヒドリル−スルフヒドリルリンカー、炭水化物−ヒドロキシルリンカー、炭水化物−炭水化物リンカー、およびヒドロキシル−ヒドロキシルリンカーが含まれる多数の結合化学アプローチのいずれか1つにより達成される。特定の実施態様において、「クリック」化学は、ここで提供されるミセル集合体を形成するブロックコポリマーにターゲッティングリガンドを結合させるために使用される(「クリック」反応の例については、Wu, P.; Fokin, V. V. Catalytic Azide-Alkyne Cycloaddition: Reactivity and Applications. Aldrichim. Acta 2007, 40, 7-17を参照されたい)。多くの種類の結合化学が、任意に利用される(例えば、Bioconjugation, Aslam and Dent, Eds, Macmillan, 1998およびその中のチャプターを参照されたい)。いくつかの実施態様において、ターゲッティングリガンドはモノマーに結合し、結果として得られる化合物は、ここに記載されるミセル集合体において利用されるポリマー(例えば、ブロックコポリマー)の重合合成において使用される。いくつかの実施態様において、ターゲッティング成分は、混合したミセル集合体において、第1のブロックコポリマーのブロックまたは第2のブロックコポリマーのブロックに結合する。いくつかの実施態様において、ターゲッティングリガンドは、ミセル集合体に結合したsiRNAのセンスまたはアンチセンス鎖に結合する。ある実施態様において、ターゲッティング剤は、センスまたはアンチセンス鎖の5’または3’末端に結合する。
[00278]特定の実施態様において、ここで提供されるミセル集合体を形成するブロックコポリマーは、生体適合性である。ここで使用される場合、「生体適合性である」とは、それ自体またはそのインビボ分解産物により特徴付けられるポリマーの特性が、生組織に対して有害でないか、または少なくとも最小および/または修繕可能な程度に有害であり;および/または生組織における免疫反応を引き起こさないか、または免疫反応が少なくとも最小限および制御可能であることを意味する。塩に関しては、現在、カチオン性の種とアニオン性の種の両方が生体適合性であることが好ましい。ここで使用される場合、「生理学的に許容可能である」とは、「生体適合性である」と互換性である。いくつかの場合において、ここで使用されるミセル集合体およびポリマー(例えば、ブロックコポリマー)は、カチオン性の脂質と比較して低い毒性を示す。
[00279]ある例において、ここに記載されるミセル集合体にて利用される1以上のポリマー(例えば、ブロックコポリマー)は、約1,000から約30,000の分子量を有するポリエチレングリコール(PEG)鎖またはブロックを含む。ある実施態様において、PEGは、ポリマー末端基、またはここに提供されるミセル集合体のポリマーに存在する1以上のペンダント修飾可能基に結合される。ある実施態様において、PEG残基は、ここに提供されるミセル集合体のポリマー(例えばブロックコポリマー)の親水性セグメントまたはブロック(例えばシェルブロック)内の修飾可能基に結合される。一定の実施態様において、2−20のエチレンオキシドユニットのPEG残基を含むモノマーはコポリマー化し、ここに記載されるミセル集合体を形成するポリマーの親水性部分を形成する。
[細胞取り込み]
[00280]いくつかの実施態様において、治療薬(例えば、オリゴヌクレオチドまたはsiRNA)を含むミセル集合体は、エンドサイトーシスにより細胞に送達される。細胞内小胞とエンドソームは、本明細書全体にわたって互換性に使用される。細胞質への治療薬(例えば、オリゴヌクレオチドまたはsiRNA)の首尾のよい送達は、一般的に、エンドソームの逸脱のためのメカニズムを有する。ある場合において、ここで提供される治療薬(例えば、オリゴヌクレオチドまたはsiRNA)を含むミセル集合体は、エンドサイトーシスを受けるエンドソームコンパートメントにおけるより低いpHに対して感受性である。ある場合において、エンドサイトーシスは、ミセル集合体の陰イオン性帯電可能種(例えば、プロピルアクリル酸単位)の電化中和またはプロトン化をトリガーし、結果としてミセル集合体において構造的移行を生じる。ある場合において、この構造的移行は、エンドソームから細胞質への治療薬(例えば、オリゴヌクレオチドまたはsiRNA)の放出を媒介するより疎水性の膜不安定化形態を生じる。siRNAを含むこのようなミセル集合体において、siRNAの細胞質への送達は、そのmRNAノックダウン効果を生じさせる。他のタイプのオリゴヌクレオチドを含むこのようなミセル集合体において、細胞質への送達は、それらの望ましい作用を生じさせる。
[医薬組成物]
[00281]ここに提供されるミセル集合体(例えば、1以上の治療薬、例えば1以上のオリゴヌクレオチドに付着したもの)は、任意に組成物(例えば医薬的に許容可能な組成物)にて提供される。ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、医薬組成物の形成のために、任意の適切な様式において(例えば安定剤、緩衝剤等とともに、またはそれらを含まずに)患者への投与することができる。ある実施態様において、ここに記載されるミセル集合体は、経口投与のための錠剤、カプセルまたはエリキシル剤、直腸投与のための坐薬、注射可能な投与のための無菌溶液、懸濁液、および任意のその他の適切な組成物として処方され、使用される。
[00282]ここに記載される少なくとも1つの治療薬を含むミセル集合体の薬学的に許容可能な製剤が提供される。これらの製剤は、上記の化合物の塩、例えば酸付加塩、例えば、塩酸、臭化水素酸、酢酸およびベンゼンスルホン酸の塩を含む。薬理学的な組成物または製剤は、例えば細胞またはヒトを含む患者への投与(例えば全身的な投与)に適している形態の組成物または製剤を指す。適切な形態は、部分的に、用途または侵入の経路に(例えば、経口、経皮または注射)に依存する。したがって、ミセル集合体がポリヌクレオチドの送達を含みおよび当該送達である特定の実施態様において、製剤は、ミセル集合体、より具体的にはポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)の完全な状態および/または機能的な状態での標的細胞への到達を妨げない形態である。例えば、一定の実施態様において、血流に注入される薬理学的組成物は可溶性および/または分散性である。さらに、ここに記載される医薬組成物は好ましくは無毒である。ある実施態様において、ここにおいて、ここに記載されるミセル集合体は治療的利益のために投与され、治療薬(例えばsiRNAといったポリヌクレオチド)を含むミセル集合体の治療的有効量が投与される。典型的な実施態様において、治療的有効量は、個体1kg当たり約10mg以下のsiRNAを供給するのに十分な量のミセル集合体を含む。
[00283]ある実施態様において、治療薬(例えばsiRNAといったポリヌクレオチド)を含むミセル集合体を含む医薬組成物は、全身に投与される。ここに使用されるように、「全身的な投与」とは、インビボにおける、血流における薬剤の全身的な吸収または蓄積、それに続く全身にわたる分布を意味する。全身的な吸収をもたらす投与経路は、静脈内、皮下、腹腔内、吸入、経口、肺内および筋肉内を含むがこれらに限定されない。ある実施態様において、ミセル集合体組成物は局所的に投与される。
[00284]いくつかの実施態様において、組成物は、保存または投与のために調製され、薬学的に許容可能なキャリアまたは希釈剤中における薬学的に有効な量のミセル集合体を含む治療薬を含む。いずれかの許容可能なキャリアまたは希釈剤は、任意にここで利用される。特定のキャリアおよび希釈剤は、例えば、Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co., A.R. Gennaro Ed., 1985に記載されている。例えば、保存剤、安定化剤、色素およびフレーバー剤が任意に添加される。これらには、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸およびp−ヒドロキシ安息香酸のエステルが含まれる。さらに、酸化防止剤および懸濁化剤が任意に使用される。ここで使用する場合、「薬学的に許容可能なキャリア」という用語は、無毒の、不活性な固体、半固体または液体の、充填剤、希釈剤、封入材料またはいずれかのタイプの製剤化補助剤を意味する。薬学的に許容可能なキャリアとして任意に使用される物質のいくつかの例は、ラクトース、グルコースおよびショ糖のような糖;コーンスターチおよびポテトスターチのようなデンプン;カルボキシメチルセルロースナトリウム、エチルセルロースおよびセルロースアセテートのようなセルロースおよびその誘導体;粉末トラガカントゴム;麦芽;ゼラチン;タルク;ココアバターおよび坐剤ワックスのような賦形剤;ピーナッツ油、綿実油のような油;ベニバナ油;ごま油;オリーブオイル;コーン油および大豆油;プロピレングリコールのようなグリコール;エチルオレエートおよびエチルラウレートのようなエステル;アガー;Tween80のような界面活性剤;水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムのような緩衝剤;アルギン酸;発熱物質を含まない水;等張の生理食塩水;リンゲル溶液;エチルアルコール;およびリン酸緩衝溶液であり、ラウリル硫酸ナトリウムおよびステアリン酸マグネシウムのような他の無毒の適合性の滑沢剤、ならびに着色剤、離型剤、コーティング剤、甘味料、フレーバー剤および芳香剤、保存剤および酸化防止剤も、配合する者の判断により組成物中に存在させてよい。いくつかの実施態様において、ここで提供される医薬組成物は、ヒトおよび/または動物に対して、経口的に、直腸に、非経口的に、槽内に、膣内に、鼻腔内に、腹腔内に、局所的に(粉末、クリーム、軟膏または液滴により)、皮下に、頬に、または経口もしくは経鼻のスプレーとして投与される。
[00285]種々の実施態様において、経口投与のための液体剤形には、薬学的に許容可能なエマルジョン、ミクロエマルジョン、溶液、懸濁液、シロップおよびエリキシルが含まれる。活性成分(例えば、ここに提供されるミセル−オリゴヌクレオチド複合体)に加えて、液体剤形は、任意に、不活性な希釈剤もしくは賦形剤をさらに含み、その非限定的な例は、水もしくは他の溶媒、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチルカルボネート、エチルアセテート、ベンジルアルコール、ベンジルベンゾエート、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、オリーブオイル、ヒマシ油、およびごま油)、グリセロール、テトラヒドロフルフリルアルコール、プロピレングリコールおよびソルビタン脂肪酸エステルのような乳化剤および可溶化剤、ならびにこれらの混合物である。不活性な希釈剤に加えて、経口組成物は、任意に、湿潤剤、乳化剤および懸濁剤、甘味料、フレーバー剤、および芳香剤も含まれる。
[00286]いくつかの実施態様において、注射可能な製剤(例えば、無菌の注射用水または油性懸濁液)は、例えば、分散剤、湿潤剤および/または懸濁剤を用いて、いずれかの適切な方法に従って製剤化される。無菌の注射製剤は、任意に、無毒の非経口的に許容可能な希釈剤または溶媒(例えば、1,3−ブタンジオール)中の無菌の注射可能な溶液、懸濁液、またはエマルジョンである。任意に使用される許容可能な賦形剤および溶媒は、水、リンゲル液、U.S.P.および等張の塩化ナトリウム溶液である。さらに、無菌の不揮発性油が、溶媒または懸濁媒質として慣例的に使用される。この目的のために、合成モノグリセリドまたはジグリセリドを含むいずれかの無刺激の不揮発性油が任意に使用される。さらなる実施態様において、オレイン酸のような脂肪酸が、注射可能な製剤中に使用される。特定の実施態様において、ミセル集合体粒子は、1%(w/v)カルボキシメチルセルロースナトリウムおよび0.1%(v/v)Tween80を含むキャリア液中に懸濁される。
[00287]ある実施態様において、注射可能な製剤は、例えば細菌保持フィルターを通したろ過により、または、無菌固体組成物であって、任意に使用に先立って滅菌水またはその他の無菌注射用溶媒に溶解または分散させる形態の殺菌剤を受け入れることで殺菌される。
[00288]ある実施態様において、直腸または膣への投与のための組成物は、坐剤である。坐剤は、任意に、ここに提供されるミセル集合体を含む治療薬と、外界温度では固体であるが体温では液体であるため、直腸または膣の腔で溶解し、ここに提供されるミセル集合体を含む治療薬のミクロ粒子を放出するココアバター、ポリエチレングリコール、または坐剤ワックスのような適切な無刺激の賦形剤またはキャリアとを混合することにより調製される。ここに使用されるように、「ここに提供されるミセル集合体を含む治療薬」とは、1以上の治療薬を含む1以上のここに提供されるミセル集合体と互換的に使用される。
[00289]経口投与のための適切な固体剤形には、限定するものではないが、カプセル剤、錠剤、丸剤、散剤、および顆粒剤が含まれる。そのような固体剤形において、治療薬(例えばオリゴヌクレオチド)を含むミセル集合体は、少なくとも1のクエン酸ナトリウムもしくはリン酸二カルシウムのような不活性且つ薬学的に許容可能な賦形剤もしくはキャリアおよび/またはa)デンプン、ラクトース、ショ糖、グルコース、マンニトール、およびケイ酸のような充填剤または増量剤、b)例えば、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸塩、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、ショ糖、およびアラビアゴムのような結合剤、c)グリセロールのような湿潤剤、d)寒天、炭酸カルシウム、ポテトデンプンもしくはタピオカデンプン、アルギン酸、ある種のケイ酸塩、および炭酸ナトリウムのような崩壊剤、e)パラフィンのような溶液緩染剤、f)4級アンモニウム化合物のような吸収促進剤、g)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のような湿潤剤、h)カオリンおよびベントナイト粘土のような吸収剤、およびi)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、固体のポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウムのような滑沢剤、およびこれらの混合物と混合される。カプセル剤、錠剤、および丸剤の場合、製剤は、緩衝剤を含んでもよい。
[00290]同様のタイプの固体組成物は、任意に、ラクトースまたは乳糖ならびに高分子量のポリエチレングリコール等のような賦形剤を使用する軟ゼラチンカプセルおよび硬ゼラチンカプセルにおける充填剤として使用されてもよい。
[00291]いくつかの実施態様において、錠剤、ドラジェ、カプセル剤、丸剤、および顆粒剤の固体製剤は、腸溶コーティングおよび他の適切なコーティングのようなコーティングおよび外殻を用いて調製される。ある実施態様において、それらは、好ましくは腸管のある部分において、任意に遅延性の態様で、活性成分のみを放出する組成物である。適切な包埋組成物の非限定的な例には、高分子物質およびワックスが含まれる。
[00292]同様のタイプの固体組成物は、任意に、ラクトースまたは乳糖ならびに高分子量のポリエチレングリコール等のような賦形剤を使用する軟ゼラチンカプセルおよび硬ゼラチンカプセルにおける充填剤として使用されてもよい。
[00293]本発明の医薬組成物の局所投与または経皮投与のための剤形の非限定的な例には、軟膏、ペースト、クリーム、ローション、ゲル、粉末、溶液、スプレー、吸入薬、またはパッチが含まれる。いくつかの実施態様において、ここに提供されるミセル集合体を含む治療薬は、無菌条件下で、薬学的に許容可能なキャリアおよび任意に、1以上の保存剤、1以上のバッファー、またはこれらの組み合わせ(例えば、必要な場合)と混合される。眼用製剤、点耳薬、および点眼薬も、本発明の範囲内であると考えられる。
[00294]ここで提供される軟膏、ペースト、クリーム、およびゲルは、ここに提供されるミセル集合体を含む治療薬に加えて、動物性脂肪および植物性脂肪、油、ワックス、パラフィン、デンプン、トラガカントゴム、セルロース誘導体、ポリエチレングリコール、シリコン、ベントナイト、ケイ酸、タルク、および酸化亜鉛、またはこれらの混合物のような賦形剤を任意に含む。
[00295]粉末およびスプレーは、ここに提供されるミセル集合体を含む治療薬に加えて、ラクトース、タルク、ケイ酸、水酸化アルミニウム、ケイ酸カルシウム、およびポリアミド粉末、またはこれらの物質の混合物を任意に含む。いくつかの実施態様において、スプレーは、任意に、クロロフルオロ炭化水素のような慣習的な噴霧剤を含む。
[00296]経皮パッチは、化合物の体への制御された送達を提供する付加的な利点を有する。そのような製剤は、いずれかの適切な方法、例えば適切な媒質中にミクロ粒子またはナノ粒子を溶解または分散することにより作られる。吸収増強剤は、任意に、皮膚中への化合物の流入を増大させるために使用される。その速度は、速度制御膜を使用するか、またはポリマーマトリックスまたはゲル中にここに提供されるミセル集合体を含む治療薬を分散させることにより制御され得る。
[00297]本発明のいくつかの側面において、ミセル集合体は、通常賦形剤により達成されるいくつかの特性(例えば、機械的、熱的等)を提供するため、製剤中に必要とされるそのような賦形剤の量を減らすことができる。
[00298]いくつかの実施態様において、ここで提供されるミセル集合体は、治療薬を送達するための他の技術に対して優れた商業的実行可能性を有し、限定するものではないが、インビボ投与を繰り返すことによりキャリアの免疫原性が低下し;送達媒体の複数の要素を集めるために必要なステップがより少ないため、商品のコストを下げることができ;製造の再現性が、繰り返しバッチで製品を製造する能力により判断した場合、生物物理学的なアッセイ特性(例えば、HPLC、GPC、DLS、およびTEMを含むが、これらに限定されない)において、バッチ間の変動が5%未満、10%未満、または20%未満である。
本明細書全体にわたって、種々の既知の頭文字および略語は、モノマーの重合に由来するモノマーまたはモノマー残基を表すために使用される。限定することなく、特に示さない限り;「BMA」(または略式表示としての文字「B」)は、ブチルメタクリレートまたはそれに由来するモノマー残基を意味し;「DMAEMA」(または略式表示としての文字「D」)は、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレートまたはそれに由来するモノマー残基を意味し;「Gal」は、ガラクトースまたはガラクトース残基(任意に、ヒドロキシル保護部分、例えばアセチルを含む)、またはそのPEG化誘導体(以下に記載する)を意味し;HPMAは、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートまたはそれに由来するモノマー残基を意味し;「MAA」は、メチルアクリル酸またはそれに由来するモノマー残基を意味し;「MAA(NHS)」は、メタクリル酸のN−ヒドロキシル−スクシンイミドエステルまたはそれに由来するモノマー残基を意味し;「PAA」(または略式表示としての文字「P」)は、2−プロピルアクリル酸またはそれに由来するモノマー残基を意味し;「PEGMA」は、PEG化メタクリルモノマー、rCHO(CHO)7−8OC(O)C(CH)CHまたはそれらに由来するモノマー残基を意味する。それぞれの場合において、そのような名称のいずれかは、モノマー(全ての塩、もしくはそのイオン性アナログを含む)またはモノマーの重合に由来するモノマー残基(その全ての塩またはイオン性アナログを含む)を示し、特に示した形態は、当業者の背景により明白である。
例1:コポリマーの調製
[00299]以下の一般式で表されるジブロックポリマーおよびコポリマーを調製する:
[A1−/−A2−[B1−/−B2−/−B31−5n
式中、[A1−A2]は、モノマーA1およびA2の残基からなる第1のブロックコポリマーであり、
[B1−B2−B3]は、モノマーB1、B2、B3の残基からなる第2のブロックコポリマーであり、
x、y、zは、ポリマーの組成を表すモル%モノマー残基であり;
nは、分子量である。
[00300]代表的なジブロックコポリマー:
[DMAEMA]−[B−/−P−/−D]
[PEGMA]−[B−/−P−/−D]
[PEGMA−DMAEMA]−[B−/−P−/−D]
[PEGMA−MAA(NHS)]−[B−/−P−/−D]
[DMAEMA−/−MAA(NHS)]−[B−/−P−/−D]
[HPMA−/−PDSM]−[B−/−P−/−D]
式中:
Bは、ブチルメタクリレートであり、
Pは、プロピルアクリル酸であり、
Dは、DMAEMA、ジメチルアミノエチルメタクリレートであり、
PEGMAは、ポリエチレングリコールメタクリレートであり、例えば、w=4〜5または7〜8のエチレンオキシド単位であり、
MAA(NHS)は、メチルアクリル酸−N−ヒドロキシコハク酸アミドであり、
HPMAは、N−(2−ヒドロキシプロピル)メタクリルアミドであり、
PDSMは、ピリジルジスルフィドメタクリレートである。
[00301]これらのポリマーは、ポリマーまたはコポリマーの第1のブロックの組成が変化し、または化学的に処理されて、第1のブロックが中性であり(例えばPEGMA)、カチオン性であり(DMAEMA)、アニオン性であり(PEGMA−NHS、ここで、NHSは加水分解されて酸になる)、両性であり(DMAEMA−NHS、ここで、NHSは加水分解されて酸になる)、または両性イオン性である(例えば、ポリ[2−メタクリロイルオキシ−2’トリメチルアンモニウムエチルホスフェート])ポリマーが作られた構造を示す。さらに、[PEGMA−PDSM]−[B−P−D]ポリマーは、第1のブロック中にピリジルジスルフィド官能基を含み、チオール化siRNAと反応して、ポリマー−siRNA結合体を形成する。
例1.1:RAFT重合を用いたブロックコポリマーの合成
A.RAFT連鎖移動剤
[00302]以下に示すRAFT重合において使用される連鎖移動剤(CTA)である4−シアノ−4−(エチルスルファニルチオカルボニル)スルファニルペンタン酸(ECT)は、Moad et al., Polymer, 2005, 46(19): 8458-68による方法により得た。簡単に言うと、エタンチオール(4.72g,76mmol)を、0℃で10分間にわたって、ジエチルエーテル(150ml)中の水素化ナトリウム(油中60%)(3.15g,79mmol)の撹拌溶液に加えた。その後、溶液を10分間撹拌し、二硫化炭素(6.0g,79mmol)を加えた。粗製のS−エチルトリチオカルボン酸ナトリウム(7.85g,0.049mol)をろ過により回収し、ジエチルエーテル(100mL)中に懸濁し、ヨウ素(6.3g,0.025mol)と反応させた。1時間後、溶液をろ過し、チオ硫酸ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸ナトリウムを用いて乾燥させた。粗製のビス(エチルスルファニルチオカルボニル)ジスルフィドを、ロータリーエバポレーションにより単離した。酢酸エチル(50mL)中のビス−(エチルスルファニルチオカルボニル)ジスルフィド(1.37g,0.005mol)および4,4’−アゾビス(4−シアノペンタン酸)(2.10g,0.0075mol)の溶液を、還流で18時間加熱した。溶液をロータリーエバポレーションにより蒸発させ、固定相としてシリカゲル、溶出液として50:50の酢酸エチルおよびヘキサンを使用して、カラムクロマトグラフィーにより粗製の4−シアノ−4(エチルスルファニルチオカルボニル)スルファニルペンタン酸(ECT)を単離した。
B.ポリ(N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート)マクロ連鎖移動剤(ポリDMAEMAマクロCTA)。
[00303]DMAEMAのRAFT重合は、DMF中、30℃において、窒素雰囲気下で18時間、ラジカルイニシエーターとしてECTおよび2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2.4−ジメチルバレロニトリル)(V−70)(和光化学)を用いて行った。最初のモノマーとCTAとの比([CTA]/[M])は、100%変換における理論的なMnが10,000(g/mol)になるようにした。最初のCTAとイニシエーターの比([CTA]/[I])は10:1とした。結果として得られるポリDMAEMAマクロ連鎖移動剤を、50:50 v:vのジエチルエーテル/ペンタン中に沈殿させて単離した。得られるポリマーを、アセトンに再溶解し、続いてペンタン中に沈殿させ(×3)、真空中で一晩乾燥した。
C.ポリ(DMAMEA)マクロCTAからのDMAEMA、PAA、およびBMAのブロック共重合。
[00304]望ましい化学量論的量のDMAEMA、PAA、およびBMAを、N,N−ジメチルホルムアミド中に溶解したポリ(DMAEMA)マクロCTAに加えた(溶媒に対して25wt%のモノマーおよびマクロCTA)。全ての重合のために、[M]/[CTA]および[CTA]/[I]をそれぞれ250:1および10:1とした。V70の添加後、窒素を用いて溶液を30分間浄化し、30℃で18時間反応させた。結果として得られたジブロックコポリマーを、50:50 v:vのジエチルエーテル/ペンタンへの沈殿により単離した。その後、沈殿したポリマーをアセトンに再溶解し、続いてペンタン(×3)に沈殿させ、真空中で一晩乾燥させた。ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)を使用して、ポリメチルメタクリレート標準に関して、DMF中のポリ(DMAEMA)マクロCTAおよびジブロックコポリマーサンプルの両方の分子量および多分散性(PDI,M/M)を測定した(SEC Tosoh TSK−GEL R−3000およびR−4000カラム(Tosoh Bioscience, Montgomeryville, PA)をViscotek GPCmax VE2001および屈折計VE3580(Viscotek, Houston, TX)に直列に連結)。1.0wt%LiBrを含むHPLC−グレードのDMFを移動相として使用した。図1Aは、P7 RAFT合成ポリマーのいくつかの分子量、粗製、およびブロック比の概要を示す。
例1.2.ポリ(PEGMA)マクロCTAからのDMAEMA、PAA、およびBMAの第2のブロック(B1−B2−B3)共重合体の調製
[00305]望ましい理論量のDMAEMA、PAA、およびBMAを、N,N−ジメチルホルムアミド中に溶解したポリ(PEGMA)マクロCTAに加えた(溶媒に対して25wt%のモノマーおよびマクロCTA)。全ての重合のために、[M]/[CTA]および[CTA]/[I]をそれぞれ250:1および10:1とした。AIBNの添加後、窒素を用いて溶液を30分間浄化し、68℃で6〜12時間反応させた。結果として得られたジブロックコポリマーを、50:50 v:vのジエチルエーテル/ペンタンへの沈殿により単離した。その後、沈殿したポリマーをアセトンに再溶解し、続いてペンタン(×3)に沈殿させ、真空中で一晩乾燥させた。Viscotek GPCmax VE2001および屈折計VE3580(Viscotek,Houston,TX)を用いて、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)により、DMF中のポリ(PEGMA)マクロCTAおよびジブロックコポリマーサンプルの両方の分子量および多分散性(PDI,M/M)を測定した。1.0wt%LiBrを含むHPLC−グレードのDMFを移動相として使用した。CDCl中のNMR分光分析は、ポリマー構造を確認し、第2のブロックの組成を計算するために使用した。
例1.3.PEGMA−DMAEMAコポリマーの調製および特徴づけ
[00306]ポリマー合成は、実施例1.1および1.2に記載したように行った。異なる添加比で個々のモノマーを使用することにより第1のブロックにおけるPEGMとDMAEMAの比を変化させ、図1Bに示すようなコポリマーを作製した。
例1.4.PEGMA−MAA(NHS)コポリマーの調製および特徴づけ
[00307]ポリマー合成は、望ましい組成の第1のブロックを得られるようなモノマーの添加比を使用して、実施例1.1および1.2に記載したように行った。いくつかの場合において、[PEGMA−MAA(NHS)]−[B−P−D]ポリマーは、第1のブロックにおけるモノマーのコポリマー比が70:30になるように調製する。図14は、第1ブロックにおけるモノマーのコポリマー比が70:30である[PEGMA−MAA(NHS)]−[BP−D]ポリマーの合成を概説している。図15A、15Bおよび15Cは、第1のブロックにおけるモノマーのコポリマー比が70:30であるPEGMAおよびMAA−NHSのRAFTコポリマー化によって合成されるポリマーの特徴づけを概説している。NHS含有ポリマーを、7.4〜8.5のpHで、1〜4時間、室温または37℃で、水性バッファー(リン酸塩または炭酸水素塩)中でインキュベートし、加水分解された(酸性の)形態を作る。
例1.5.DMAEMA−MAA(NHS)コポリマーの調製および特徴づけ
[00308]ポリマー合成は、望ましい組成の第1のブロックを得られるようなモノマーの添加比を使用して、実施例1.1および1.2に記載したように行った。ある場合において、[DMAEMA−MAA(NHS)]−[B−P−D]ポリマーは、第1のブロックにおけるモノマーのコポリマー比が70:30になるように調製する。NHS含有ポリマーを、7.4〜8.5のpHで、1〜4時間、室温または37℃で、水性バッファー(リン酸塩または炭酸水素塩)中でインキュベートし、加水分解された(酸性の)形態を作る。
例2.siRNAドラッグデリバリーのためのHPMA−PDS(RNA)コポリマー結合体の調製および特徴づけ
A.ピリジルジスルフィドメタクリレートモノマー(PDSMA)の合成
[00309]アルドリチオール−2(商標)(5g,22.59mmol)を、40mlのメタノールおよび1.8mlのAcOHに溶解した。その溶液を、20mlメタノール中の2−アミノエタンチオール.HCl(1.28g,11.30mmol)の溶液として、30分にわたって添加した。反応は、N下、室温で48時間撹拌した。溶媒を蒸発させた後、残留した油を40mlのジエチルエーテルで2回洗浄した。粗製の化合物を10mlのメタノール中に溶解し、生成物を50mlのジエチルエーテルに2回沈殿させ、所望の化合物1を淡黄色の固体として得た。収率:95%。
[00310]ピリジンジチオエチルアミン(6.7g,30.07mmol)およびトリエチルアミン(4.23ml,30.37mmol)をDMF(25ml)およびピリジン(25ml)中に溶解し、メタクリロイルクロリド(3.33ml,33.08mmol)をシリンジを用いて0℃でゆっくりと加えた。反応混合物を、室温で2時間撹拌した。反応後、sat.NaHCO(350ml)により反応を停止させ、酢酸エチル(350ml)により抽出した。混合性の有機層を、10%HCl(100ml,1回)および純水(100ml,2回)により洗浄し、MaSOにより乾燥した。純粋な生成物をカラムクロマトグラフィーにより精製し(EA/Hex:1/10〜2/1)、黄色のシロップを得た。Rf=0.28(EA/Hex=1/1)。収率:55%。
B.HPMA−PDSMAコポリマー合成
[00311]N−(2−ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド(HPMA)およびピリジルメタクリレート(典型的に、70:30のモノマー比)のRAFT重合は、DMF中(50重量%モノマー:溶媒)、68℃において、窒素雰囲気下で8時間、フリーラジカルイニシエータとして2,2’−アゾビスイソブチリルニトリル(AIBN)を用いて行った。CTAとAIBNの比は10:1でありモノマーとCTAの比は、100%変換の場合に25,000g/molの分子量が達成されるようにした。ポリ(HPMA−PDS)マクロ−CTAをジエチルエーテル中に繰り返し沈殿させることにより、メタノールから単離した。
[00312]マクロ−CTAを減圧下で24時間乾燥し、その後、ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)、プロピルアクリル酸(PAA)、およびブチルメタクリレート(BMA)のブロック共重合のために使用する。等モルのDMAEMA、PAA、およびBMA([M]/[CTA]=250)を、N,N−ジメチルホルムアミド中に溶解したHPMA−PDSマクロCTAに加える(溶媒に対して25wt%のモノマーおよびマクロCTA)。ラジカルイニシエーターAIBNを、CTA:イニシエーターの比が10:1となるように加える。重合は、窒素雰囲気下、68℃で8時間行う。その後、結果として得られたジブロックコポリマーを、50:50 v:vのジエチルエーテル/ペンタンへの4回の沈殿により単離し、沈殿の間にエタノールに再溶解させる。その後、生成物をジエチルエーテルで1回洗浄し、真空中で一晩乾燥させる。
C.siRNAのHPMA−PDSMAコポリマーへの結合
[00313]ジスルフィド修飾された5’−センス鎖を有する二本鎖RNAとして、チオール化siRNAを商業的に入手した(Agilent,Boulder,CO)。結合のための遊離チオール形態は、凍結乾燥した化合物を水に溶解し、アガロースゲルに固定したジスルフィド還元剤TCEPで1時間処理することにより調製する。その後、還元されたRNA(400μM)を、5mMエチレンジアミン四酢酸(EDTA)を含有するリン酸緩衝液(pH7)中のピリジルジスルフィド官能化ポリマーと24時間反応させた。
[00314]ピリジルジスルフィドポリマーとRNAチオールの反応は、2−ピリジンチオンを精製し、分光光度的に測定することにより、結合効率を特徴付けることができる。さらにジスルフィド交換を確認するために、結合体をSDS−PAGE16.5%トリシンゲル上で泳動させる。並行して、一定の結合反応物を、SDS−PAGEの前に固定化したTCEPで処理し、還元環境下でのポリマーからのRNAの放出を検証した。結合反応は、1、2、および5のポリマー/RNA化学量論で行う。2−ピリジンチオン放出に対する343nmにおけるUV分光光度吸収測定は、結合効率を測定するために使用される。
例3:細胞ターゲティング剤を有するポリマーの合成:アジド末端ポリマーとプロパルギル葉酸塩のクリック反応
[00315]制御されたラジカル重合とアジド−アルキンクリック化学の組み合わせは、関心のある特定の受容体(例えば、葉酸)を含む特定の組織/細胞の活性ターゲティングに対するポテンシャルを有する生物学的リガンド(例えば、葉酸塩)と結合したブロックコポリマーミセルを調製するために使用される。ブロックコポリマーは、アジド連鎖移動剤(CTA)を使用することを除き、実施例1に示したような可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合により合成される。その後、ポリマーのアジド末端は、ターゲティング剤(例えば、葉酸)のアルキン誘導体と反応し、ターゲティング剤を含有するポリマーを生成する。
RAFT剤の合成
[00316]RAFT連鎖移動剤(CTA)2−ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニル−2−メチル−プロピオン酸3−アジドプロピルエステル(C12−CTAN3)は、以下のように調製する:
[00317]3−アジドプロパノールの合成。3−クロロ−1−プロパノール(5.0g,53mmol,1.0当量)およびアジ化ナトリウム(8.59g,132mmol,2.5当量)を、DMF(26.5mL)中、100℃で48時間反応させる。反応混合物を室温まで冷却し、エチルエーテル(200mL)に注ぎ、飽和NaCl水溶液(500mL)で抽出する。有機層を分離し、MgSOにより乾燥し、ろ過する。上清を集め、生成物を得る(5.1g,95%収率)。
[00318]2−ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニル−2−メチルプロピオン酸塩化物(DMP−Cl)の合成。2−ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニル−2−メチル−プロピオン酸(DMP,Noveon>95%)(1.0g,2.7mmol,1.0当量)を、50mL丸底フラスコ中の塩化メチレン(15mL)に溶解し、溶液を約0℃まで冷却する。塩化オキサリル(0.417g,3.3mmol,1.2当量)を窒素雰囲気下でゆっくりと添加し、室温に到達させ、全部で3時間撹拌する。結果として得られる溶液を減圧濃縮し、酸塩化物の生成物を得る(1.0g,99%収率)融点63℃。
[00319]2−ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニル−2−メチルプロピオン酸3−アジドプロピルエステルの合成。3−アジドプロパノール(265mg,2.62mmol,1.0当量)を、50mL丸底フラスコ中の塩化メチレン(5mL)に溶解し、溶液を約0℃まで冷却する。塩化メチレン(5mL)中のトリエチルアミン(0.73mL)の溶液を10分間にわたって滴下する。塩化メチレン(5mL)中のDMP−Cl(1.0g,2.6mmol)溶液を滴下し、3時間撹拌しながら溶液を室温にする。溶液を減圧濃縮し、エチルエーテル(100mL)で希釈し、炭酸水素ナトリウムの飽和溶液(50mL)、水(50mL)、およびNaCl飽和溶液(50mL)で続けて洗浄する。有機層を分離し、MgSO(1.0g)で乾燥し、ろ過する。上清を減圧濃縮し、残留油として生成物を得る(1.05g,90%収率)。
葉酸プロパルギルの合成
[00320]葉酸(1.0g,0.0022mol)をDMF(10mL)に溶解し、水/氷バス中で冷却する。N−ヒドロキシスクシンイミド(260mg,0.0025mol)およびEDC(440mg,0.0025mol)を加え、結果として得られる混合物を氷浴中で30分間撹拌し、白色沈殿を得る。DMF(5.0mL)中のプロパルギルアミン(124mg,2.25mmol)の溶液を加え、結果として得られる溶液を室温まで温め、24時間撹拌する。反応混合物を水(100mL)に注ぎ、30分間撹拌し、沈殿を形成する。橙黄色の沈殿をろ過し、アセトンで洗浄し、6時間減圧乾燥して1.01gの生成物を得る(93%収率)。
アジド末端ポリマーと葉酸プロパルギルとのクリック反応
[00321]アジド末端ポリマーを以下の例示的方法により反応させる。DMF(7mL)中のN3−α−[D−X−[B−P−D−ω(0.0800mmol)の溶液およびペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA,Aldrich,99%),(8.7mg,0.050mmol)を60分間窒素でパージし、シリンジを用いて、磁気撹拌子を備え、CuBr(7.2mg,0.050mmol)および葉酸プロパルギル(42mg,0.088mmol)を含むバイアルに窒素雰囲気下で移す。反応混合物を、酸素の非存在下、26℃で22時間撹拌する。反応混合物を空気に暴露し、中性アルミナのカラムを通して溶液を通過させる。DMFを減圧除去し、生成物をヘキサン中に沈殿させる。得られる葉酸末端ブロックコポリマーである葉酸−α−[D−X−[B−P−D−ωをTHF中に溶解し、ろ過して過剰な葉酸プロパルギルを除去する。THFを除去し、その後、ポリマーを脱イオン化(DI)水に溶解し、1000Daの分子量カットオフを有する分子膜を用いて6時間透析する。ポリマーを凍結乾燥により単離する。
例4:ブロックコポリマーPRx0729v6(P7v6としても既知)のNMR分光分析(図2)
[00322]この実施例は、NMR分光分析を用いて、ポリマーPRx0729v6が水溶液中でミセル様の構造を形成することの証拠を提供する。
[00323]H NMRスペクトルは、重水素化クロロホルム(CDCl)および重水(DO)中、25℃において、Bruker AV301で記録した。重水素ロック(CDCl,DO)を使用し、化学シフトは、テトラメチルシラン(CDClに対して)および3−(トリメチルシリル)プロピオン−2,2,3,3−d4酸、ナトリウム塩(DOに対して)からのppmで測定した。ポリマー濃度は、6mg/mlであった。
[00324]一例としてポリマーPRx0729v6を用いた、水性バッファー中における合成されたポリマーのNMR分光分析は、本発明のジブロックコポリマーが水溶液中でミセルを形成することの証拠を提供する。ミセルの形成は、結果として、コアセグメントを形成するプロトンの動きを制限し、溶媒とコアのプロトンとの間の重水素交換を妨げる遮蔽された粘性のある内側のコアの形成を生じる。これは、対応するプロトンのH NMRシグナルの有意な抑制または消失により示される。我々は、ミセルのコアの疎水性ブロックが効果的に遮蔽されていることを示すために、溶液NMR分光分析のこの特有の性質を使用した。ミセルが水性媒質中に形成される場合、疎水性コポリマーのプロトンによるシグナルの消失が生じるはずである。
[00325]図2は、CDCl(有機溶媒)およびDO(水性溶媒)におけるポリマーPRx0729v6のH NMR実験を示す。室温でのCDCl中のポリマーのH NMRスペクトル(図1A)は、全てのポリマープロトンに起因するシグナルを示しており、ポリマー鎖がCDCl中に分散したままであり(凝集していない)、その運動を保持しているため、そのプロトンを溶媒と交換することができることを示す。これは、遮蔽されたコアを有する安定なミセルが有機溶媒中のPRx0729v6からは形成されないことを示す。図2Bは、DO中のPRx0729v6のH NMRスペクトルを示す。疎水性ブロック(BMA,PAA,DMAEMA)のプロトンを表すシグナルがスペクトルから消えている。これは、遮蔽されたコアを有する安定なミセルが、水溶液中のPRx0729v6からは形成されることを示す。さらに、同じスペクトルにおいて、DMAEMAの2つのメチル基のプロトンの共鳴に起因するシグナル(2.28ppm)は、有意な抑制を受け、外殻を構成する第1のポリDMAEMAブロックのみが水に曝露されることを意味する(すなわち、主にDMAEMAの電荷を有する基)。単純な計算によると、疎水性ブロックのPAA,DMAEMAの積分されたパーセンテージ(2900)をCDClにおけるシグナル(5600)から減算すると、同じシグナルのDOにおけるおよその値(2811)が得られ、この結果と一致する。
[00326]まとめると、H NMR実験の結果は、ポリマーPRx0729v6が規則正しいコア−外殻構造を有するミセルを形成し、第1のブロックポリDMAEMAが疎水性単位(BMA)および電気的に安定化する反対の電荷を有する単位(PAA,DMAEMA)で構成されるコアを囲む水和した外側の外殻を形成することを示す。
例5:siRNAと複合体をなすポリマーPRx0729v6の粒子サイズの動的光散乱法(DLS)による測定(図3)
[00327]以下の実施例は、ポリマーPRx0729v6が単独で45nmの大きさの均一な粒子を形成するか、siRNAとの結合により47nmの大きさの粒子を形成することを示す。
[00328]ポリマー単独またはポリマー/siRNA複合体の粒子サイズは、Malvern Zetasizer Nano ZSを用いて、動的光散乱法により測定した。ポリマーは、PRx0729v6単独の場合についてはpH7.4のリン酸緩衝食塩水(PBS)中、1mg/mlで測定し、1μM GAPDH−特異的21mer−siRNA(Ambion)と複合体を形成したPRx0729v6については0.7mg/mlで測定し、ポリマーにおける正電荷:siRNAにおける負電荷の理論的な電荷比は4:1であった。PRx0729v6単独(45nm)およびPRx0729v6とsiRNAの複合体(47nm)(図3)は、近い一様分散を有する同様の粒子サイズを示す(PDI<0.1)。
例6:異なる電荷比におけるポリマーPRx0729v6/siRNA複合体のゲルシフト分析(図4)
[00329]以下の実施例は、ポリマーPRx0729v6が種々の電荷比でsiRNAと結合し、その結果として電気泳動易動度の減少した複合体が生じることを示す。
[00330]ポリマーとsiRNAの結合は、ゲル電気泳動により分析され(図4)、siRNAとポリマーの完全な結合は、4:1以上のポリマー/siRNAにおいて生じることを実証する。
例7:ポリマーPRx0729v6の臨界安定性濃度(CSC)(図5)
[00331]以下の実施例は、ポリマーPRx0729v6のミセル粒子特性が、100倍希釈に対して安定であることを示す。
[00332]ポリマーPRx0729v6を、1mg/ml±0.5M NaClの濃度でPBSバッファー(pH7.4)に溶解した。粒子サイズは、PBS±0.5M NaClを用いて、1mg/ml〜1.6μg/mlの5倍の範囲の連続的な希釈について動的光散乱法により測定した。図5は、約45nmの大きさの粒子が約10μg/mlの濃度まで下げても安定であることを示す。ポリマーPRx0729v6は、約5μg/ml(臨界ミセル濃度またはCMC)より低い濃度では不安定になり、個々のポリマー鎖は分離し、非特異的な凝集体を形成する。
例8:有機溶媒におけるポリマーPRx0729v6粒子の安定性(図6)
[00333]この実施例は、ポリマーPRx0729v6のミセル構造が有機溶媒中で分離し、ミセルコアの疎水性の性質と一致することを示す。
[00334]ポリマーPRx0729v6を1mg/mlの濃度で種々の有機溶媒に溶解し、動的光散乱法により粒子サイズを測定した。図6は、ジメチルホルムアミド(DMF)の濃度を増大させることによりミセルが分解し、凝集鎖を生じることを示す。
例9:siRNAとミセル集合体との連結
A.二本鎖siRNAとチオール含有ブロックコポリマーとの連結。
[00335]siRNA−ピリジルジスルフィドを、50mMリン酸ナトリウムおよび0.15M NaClの緩衝液(pH7.2)または別の非アミン緩衝液(例えばホウ酸、Hepes、重炭酸ソーダ)にて、NHSエステル修飾に適切な範囲のpH(pH7−9)で、10mg/mlでアミノ−siRNAを溶解して調製した。SPDPを、DMSOに6.2mg/mlの濃度で溶解し(20mMストック溶液)、25ulのSPDPストック溶液を、各mlの修飾しようとするアミノ−siRNAに添加した。溶液を混合し、室温で30分反応させた。より長い反応時間(一晩を含む)が修飾に悪影響を及ぼすことはなかった。50mMリン酸ナトリウム、0.15M NaClおよび10mM EDTAの緩衝液(pH7.2)を使用した透析(またはゲルろ過)により、修飾されたRNA(ピリジルジスルフィド)を反応副産物から精製した。PBS(pH7.2)中10−50mMのEDTAの存在下、準備したsiRNA−ピリジルジスルフィドを、1:5モル比にて、ポリマーPRx0729v6(ω末端に遊離型チオール含む)と反応させた。反応の進行度を、ピリジン−2−チオンの放出によりおよびゲル電気泳動により、分光測光法にてモニターした。
B.一本鎖RNAとポリマーとの連結、その後の第2の鎖のアニーリング
[00336]一本鎖アミノ修飾RNAから開始して、上記の例の手順を使用して、一本鎖RNAピリジルジスルフィド連結を作製した。RNAピリジルジスルフィドとブロックコポリマーミセルとのカップリングの後に、相補的RNA種を反応混合物へ添加し、2つの鎖を、二重鎖RNAのTmより下である20℃の温度で1時間アニールさせた。
例10:siRNAのノックダウン活性−培養哺乳動物細胞におけるミセル集合体複合体(図7および図12)
[00337]siRNA/ポリマーPRx0729v6複合体のノックダウン(KD)活性は、PRx0729v6:siRNA複合体で24時間処理した後、特異的な遺伝子発現を測定することにより96ウェル型式において分析した。ポリマーおよびGAPDHターゲティングsiRNAまたはネガティブコントロールsiRNA(Ambion)を25μL内で混合し、種々の電荷比および5倍以上の最終的な形質移入濃度を得て、30分間混合し、10%FBSを含有する100μL通常培地中にHeLa細胞を加えた。最終的なsiRNA濃度は、100、50、25、および12.5μMで評価した。ポリマーは、4:1、2:1または1:1の電荷比または18、9、4.5、および2.2μg/mlの固定されたポリマー濃度で加え、どの条件が最も高いKD活性を生じるかを測定した。電荷比については(図7A)、複合体をより高い濃度で調製し、30分間インキュベートし、細胞を添加する直前に、グラフに示すように5倍以上の濃度で連続的に希釈した。固定されたポリマー濃度の場合(図7B)、siRNAおよびポリマーをグラフに示すように5倍以上の濃度で複合体化し、30分間インキュベートし、示される最終濃度で細胞に添加した。図7Cは、ネガティブコントロールを示す。RNA全体は、処理の24時間後に単離し、GAPDH発現は、定量的PCRにより、2つの内部標準遺伝子であるRPL13AおよびHPRTと比較して測定した。図7、図12Aおよび図12Bにおける結果は、試験した全てのsiRNA濃度において、9μg/ml以上のPRx0729v6濃度で、60%より大きいKD活性が得られた。この濃度は、粒子サイズ分析による安定なミセル形成と一致した。高いKD活性は、より低い濃度における複合体形成と比較して、複合体が高い濃度で調製され、段階的に希釈された場合にのみ(4:1の電荷比)、4.5μg/ml PRx0729v6/12.5nM siRNAで観察された。さらに、100nM siRNAおよび4.5μg/ml PRx0729v6は、高いKD活性を示す一方、より低いsiRNA濃度の場合はKD活性を示さなかった。まとめると、PRx0729v6ミセルは、10μg/mlまでの濃度で安定であり、KD活性は5μg/ml以下で喪失し、安定なミセルはよりよいKD活性を必要とすることを示す。
例11:培養哺乳動物細胞におけるダイサー基質GAPDHsiRNA−ポリマーのノックダウン活性
[00338]GAPDH特異的ダイサー基質siRNA/ポリマー複合体のノックダウン(KD)活性は、ポリマー:GAPDHダイサーsiRNA複合体で24時間処理した後のGAPDH遺伝子発現を測定することにより、96ウェル型式において分析する。GAPDHダイサーsiRNA配列は、センス鎖:rGrGrUrCrArUrCrCrArUrGrArCrArArCrUrUrUrGrGrUrAdTdC、アンチセンス鎖:rGrArUrArCrCrArArArGrUrUrGrUrCrArUrGrGrArUrGrArCrCrUrUである。ポリマーおよびGAPDHターゲティングsiRNAまたはネガティブコントロールsiRNA(IDT)を25μL内で混合し、種々の電荷比および5倍以上の最終的な形質移入濃度を得て、30分間混合し、10%FBSを含有する100μL通常培地中にHeLa細胞を加える。最終的なsiRNA濃度は、100、50、25、および12.5μMで評価する。ポリマーは、4:1、2:1または1:1の電荷比または40、20、10、および5μg/mlの固定されたポリマー濃度で加え、どの条件が最も高いKD活性を生じるかを測定する。RNA全体を処理の24時間後に単離し、GAPDH発現を、定量的PCRにより、2つの内部標準遺伝子であるRPL13AおよびHPRTと比較して測定する。結果は、試験した全てのsiRNA濃度において、10μg/ml以上のポリマー濃度で、60%より大きいKD活性が得られる。この濃度は、粒子サイズ分析による安定なミセル形成と一致する。
例12:培養哺乳動物におけるApoB100siRNA−ポリマー複合体のノックダウン活性
[00339]ApoB100特異的siRNAまたはダイサー基質siRNAとポリマーの複合体のノックダウン(KD)活性は、ポリマー:ApoBsiRNA複合体で24時間処理した後のApoB100遺伝子発現を評価することにより、96ウェル型式において分析する。ApoB100siRNA配列は:センス鎖5’−rGrArArUrGrUrGrGrGrUrGrGrCrArArCrUrUrUrArG−3’、アンチセンス鎖:5’−rArArArGrUrUrGrCrCrArCrCrCrArCrArUrUrCrArG−3’である。ApoB100ダイサー基質siRNA配列は、センス鎖:5’−rGrArArUrGrUrGrGrGrUrGrGrCrArArCrUrUrUrArArArGdGdA、アンチセンス鎖:5’−rUrCrCrUrUrUrArArArGrUrUrGrCrCrArCrCrCrArCrArUrUrCrArG−3’である。ポリマーおよびApoBターゲティングsiRNAまたはネガティブコントロールsiRNA(IDT)を25μL内で混合し、種々の電荷比および5倍以上の最終的な形質移入濃度を得て、30分間混合し、10%FBSを含有する100μL通常培地中にHepG2細胞を加える。最終的なsiRNA濃度は、100、50、25、および12.5μMで評価する。ポリマーは、4:1、2:1または1:1の電荷比または40、20、10、および5μg/mlの固定されたポリマー濃度で加え、どの条件が最も高いKD活性を生じるかを測定する。RNA全体を処理の24時間後に単離し、ApoB100発現を、定量的PCRにより、2つの内部標準遺伝子であるRPL13AおよびHPRTと比較して測定する。結果は、試験した全てのsiRNA濃度において、10μg/ml以上のポリマー濃度で、60%より大きいKD活性が得られる。この濃度は、粒子サイズ分析による安定なミセル形成と一致する。
例13:マウスモデルにおけるApoB100siRNA−ポリマー複合体のノックダウン活性
[00340]ApoB100特異的siRNA/ポリマー複合体のノックダウン活性は、肝組織および血清コレステロールレベルにおけるApoB100の発現を測定することにより、マウスモデルにおいて測定する。Balb/Cマウスに、尾静脈から、1:1、2:1または4:1の電荷比(ポリマー:siRNA)の1、2または5mg/kgのApoB特異的なsiRNAとポリマーの複合体を投与するか、または生理食塩水対照を投与する。最終投与の48時間後にマウスを屠殺し、血液および肝臓のサンプルを単離する。コレステロールレベルは、血清中で測定する。全RNAが肝臓から単離し、ApoB100発現を、定量的PCRにより、2つの標準遺伝子HPRTおよびGAPDHと比較して測定する。
例14:培養哺乳動物におけるApoB100アンチセンスDNAオリゴヌクレオチド−ポリマー複合体のノックダウン活性
[00341]ApoB100特異的アンチセンスDNAオリゴヌクレオチドとポリマーの複合体のノックダウン(KD)活性は、ポリマー:ApoBアンチセンスDNAオリゴヌクレオチド複合体で24時間処理した後のApoB100遺伝子発現を測定することにより、96ウェル型式において分析する。マウスApoBに特異的な2つのApoB100アンチセンスオリゴヌクレオチドは、
5’−GTCCCTGAAGATGTCAATGC−3’、コード領域の541位および
5’−ATGTCAATGCCACATGTCCA−3’、コード領域の531位である。
[00342]ポリマーおよびApoBターゲティングアンチセンスDNAオリゴヌクレオチドまたはネガティブコントロールDNAオリゴヌクレオチド(スクランブル配列)を25μL内で混合し、種々の電荷比および5倍以上の最終的な形質移入濃度を得て、30分間混合し、10%FBSを含有する100μL通常培地中にHepG2細胞を加える。最終的なオリゴヌクレオチド濃度は、100、50、25、および12.5μMで評価する。ポリマーは、4:1、2:1または1:1の電荷比または40、20、10、および5μg/mlの固定されたポリマー濃度で加え、どの条件が最も高いKD活性を生じるかを測定する。RNA全体を処理の24時間後に単離し、ApoB100発現を、定量的PCRにより、2つの内部標準遺伝子であるRPL13AおよびHPRTと比較して測定する。
例15:ミセル集合体およびそのsiRNA複合体の膜不安定化活性の実証(図8)
[00343]pH応答性の膜不安定化活性は、ポリマー単独またはPRx0729v6:siRNA複合体をヒト赤血球細胞(RBC)の標本中に滴定し、ヘモグロビン放出による膜溶解活性を測定することにより分析した(540nmにおける吸収)。3つの異なるpH条件を使用し、エンドソームのpH環境を模擬した(細胞外pH=7.4、初期エンドソーム=6.6、後期エンドソーム=5.8)。EDTAを含む採血管中に集めた全血から、遠心分離によりヒト赤血球細胞(RBC)を単離した。RBCを通常の生理食塩水中で3回洗浄し、特定のpH(5.8、6.6または7.4)におけるPBS中で最終濃度2%のRBCとした。PRx0729v6単独またはPRx0729v6/siRNA複合体を、図5に示した臨界安定性濃度(CSC)より少し高い濃度および少し低い濃度で試験した。ポリマー/siRNA複合体の場合は、25nMのsiRNAをPRx0729v6に1:1、2:1、4:1および8:1の電荷比で加えた(ポリマー単独の場合と同じポリマー濃度)。ポリマー単独またはポリマー−siRNA複合体の溶液を30分間で20倍の最終分析濃度にし、各RBC標本中に希釈した。2つの異なるPRx0729v6ポリマーを入れた標本は、調製から4℃で保存し、調製の9日後および15日後に活性の安定性を比較した。RBCとポリマー単独またはポリマー/siRNA複合体を37℃で60分間インキュベートし、遠心分離して完全なRBCを除去した。上清をキュベットに移し、540nmにおける吸収を測定した。パーセント溶血は、A540サンプル/1%TritonX−100処理されたRBCのA540として表す(100%溶血に対するコントロール)。結果は、PRx0729v6単独(図8A)またはPRx0729v6/siRNA複合体(図8B)が、pH7.4において非溶血性であり、エンドソームに付随するより低いpHおよびポリマーのより高い濃度において、溶血性が増大することを示す。
例16:ポリマーPRx0729v6の透過型電子顕微鏡(TEM)分析(図9)
[00344]この例は、電子分光法を用いて、ポリマーPRx0729v6が球状のミセル様粒子を形成することの証拠を提供する。
[00345]PBS中のポリマーPRx0729v6の0.5mg/ml溶液を、カーボンで被覆された銅格子に30分間塗布した。格子をKarnovskyの溶液中に固定し、カコジラートバッファー中で1回洗浄し、その後、水で8回洗浄した。格子を6%酢酸ウラニル溶液で15分間染色し、分析まで乾燥した。透過型電子顕微鏡分析(TEM)は、JEOL顕微鏡を用いて行った。図9は、動的光散乱法により溶液中で測定したのと同様のおよその直径を有する球状粒子であることを実証する、ポリマーPRx0729v6の典型的な電子顕微鏡写真を示す。
例17:ポリマー−siRNA複合体の細胞取り込みおよび細胞内分布の蛍光顕微鏡分析(図10)
[00346]この例は、ポリマーPRx0729v6が、脂質ベースの形質移入試薬よりも効率的に蛍光標識したsiRNAの細胞取り込みおよびエンドソーム放出を媒介できることを示す。
[00347]HeLa細胞を、Lab−TekIIチャンバーカバーグラス上に蒔いた。一晩インキュベートした後、100nM FAM−siRNA/リポフェクタミン2000または100nM FAM−siRNAを、ポリマー−siRNA4:1の電荷比で細胞に形質移入した。pH7.4のPBS中で30分間、5倍の濃度で複合体を形成し、1倍の最終濃度で細胞に加え、一晩インキュベートした。細胞をDAPIで10分間染色し(核の可視化のため)、その後、3.7%ホルムアルデヒド−1XPBS中で5分間固定化し、PBSで洗浄した。Zeiss Axiovert蛍光顕微鏡を用いて、サンプルを画像化した。図10Bは、リポフェクタミン(図10A)と比較したポリマー−siRNAの細胞取り込みおよび細胞内分布の蛍光顕微鏡写真を示す。リポフェクタミン−siRNA複合体の粒子染色は、エンドソーム領域を示唆し、一方、ポリマー−siRNA複合体の拡散性の細胞質染色は、それらがエンドソームから細胞質へ放出されたことを示す。
例18:疎水性小分子のポリマーPRx0729v6ミセル集合体への取り込み
[00348]この例は、疎水性小分子が、ポリマーPRx0729v6の主に疎水性のミセルコアにより取り込まれることを示す。
[00349]siRNAを有するまたは有さないポリマーミセルの形成を、ピレン(C1610,MW=202)を用いた蛍光プローブ技術により確認する。ここで、ピレンのミセルコアへの分配は、ピレンスペクトルの2つの発光極大を用いて決定できる。ポリマーミセル溶液におけるピレンの蛍光発光スペクトルは、395nmの固定された励起波長を用いて、ピレンを6×10−7Mの一定濃度として、300〜360nmで測定する。ポリマーは、100nM siRNAを有する場合と有さない場合について、0.001%〜20%(w/w)で変化する。スペクトルデータは、Varian蛍光分光光度計を用いて得た。全ての蛍光実験は、25℃で行った。ポリマー濃度の関数として強度比I336/I333をプロットすることにより、臨界ミセル濃度(CMC)を決定する。
[00350]同様に、モデルの小分子薬であるジピリダモール(2−{[9−(ビス(2−ヒドロキシエチル)アミノ)−2,7−ビス(1−ピペリジル)−3,5,8,10−テトラザビシクロ[4.4.0]デカ−2,4,7,9,11−ペンタエン−4−イル]−(2−ヒドロキシエチル)アミノ}エタノール;C2440,MW=505)を、以下に示すようにPRx0729v6のミセルコアに導入する。ポリマー(1.0mg)およびジピリダモール(DIP)(0.2mg)をTHF(0.5mL)に溶解する。脱イオン化水(10mL)を滴下し、溶液を50℃で6時間撹拌し、薬物をミセルの疎水性コアに導入する。溶液(2.5mL)を分取し、25℃および37℃において、紫外可視分光光度計により415nmにおけるジピリダモールの吸収を測定する。対照の測定は、コポリマーの非存在下において、脱イオン化水中のジピリダモールの吸収の時間依存的な減少を測定することにより行った。25℃および37℃の両方における吸収を各時間点において測定し、その値は溶液において観察された値から減算される。
例19:ポリマー構造におけるpHの影響(図11)
[00351]この実施例は、pHを7.4から4.7に下げることにより、ポリマーPRx0729v6.2のミセル構造が解離することを示す。
[00352]ポリマーPRx0729v6.2の粒子サイズは、PBS中において、0.5mg/ml〜0.004mg/mlの5倍の連続した希釈において、pH4.7までの一連の酸性pH値およびpH7.4で、動的光散乱法により測定した。図11Aは、pH7.4において、ポリマーが、凝集体を形成する形態に解離し始める4μg/mlまでの希釈では安定であることを示す。図11Bは、pH4.7まで酸性を増大させたpHにおいて、ミセル構造からのポリマー解離が促進されることを示し、すなわち、より高いポリマー濃度において生じ、1〜8nmの大きさのポリマーモノマーのレベルを増大させることを示す。
例20:ターゲティングリガンドおよびポリヌクレオチドをコポリマーに結合させる方法
[00353]以下の例は、ターゲティングリガンド(例えば、ガラクトース)またはポリヌクレオチド治療剤(例えばsiRNA)をジブロックコポリマーに結合させる方法を示す。(1)可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)を用いて、ポリマーを調製し(Chiefari et al. Macromolecules. 1998;31(16):5559-5562)、R基置換としてガラクトースを有する連鎖移動剤を用いて、ガラクトース末端官能化ジブロックコポリマーを形成する。(2)ジブロックコポリマーの第1のブロックは、メチルアクリル酸−N−ヒドロキシスクシンアミド(MAA(NHS))を含有するコポリマーとして調製し、ガラクトース−PEG−アミンは、NHS基と結合するか、またはアミノジスルフィドsiRNAがNHSと結合し、あるいは、ピリジルジスルフィドアミンをNHS基と反応させて、チオール化RNAとその後反応してポリマー−RNA結合体を形成するピリジルジスルフィドを形成する。
例20.1:ガラクトース−PEG−アミンおよびガラクトース−CTAの調製
[00354]スキーム1は、ガラクトース−PEG−アミン(化合物3)およびガラクトース−CTA(連鎖移動剤)(化合物4)の合成スキームを示す。
[00355]化合物1:ペンタアセテートガラクトース(10g,25.6mmol)および2−[2−(2−クロロエトキシ)エトキシ]エタノール(5.6mL,38.4mmol)を乾燥CHCl(64mL)中に溶解し、反応混合物を室温で1時間撹拌した。氷浴中で1時間にわたって、BF.OEt(9.5ml,76.8mmol)を前記混合物に滴下した。反応混合物を室温で48時間撹拌した。反応後、30mLのCHClを加えて反応液を希釈した。飽和NaHCO3(aq)を用いて有機層を中和し、ブラインで洗浄し、その後MgSOにより乾燥した。CHClを減圧除去し、粗生成物を得た。フラッシュカラムクロマトグラフィーにより粗生成物を精製し、最終生成物1をわずかに黄色の油として得た。収率:55%TLC(Iおよびp−アニスアルデヒド):EA/Hex:1/1(Rf:β=0.33;α=0.32;未反応S.M0.30)。
[00356]化合物2:化合物1(1.46g,2.9mmol)を乾燥DMF(35mL)中に溶解し、NaN(1.5g,23.2mmol)を室温で混合物に加えた。反応混合物を85〜90℃に一晩加熱した。反応後、EA(15mL)を溶液に加え、水(50 mL)で有機層を5回洗浄した。有機層をMgSOにより乾燥し、フラッシュカラムクロマトグラフィーにより精製して、無色の油として化合物2を得た。収率:80%,TLC(Iおよびp−アニスアルデヒド):EA/Hex:1/1(Rf:0.33)。
[00357]化合物3:化合物2(1.034g,2.05mmol)をMeOH(24mL)に溶解し、Nで10分間泡立たせ、その後、Pd/C(10%)(90mg)およびTFA(80uL)を前記溶液に加えた。反応混合物をHで30分間再び泡立たせ、その後、反応液を室温でH下、さらに3時間撹拌した。セライトによりPd/Cを除去し、MeOHを蒸発させ、粘着性のゲルとして化合物3を得た。化合物3は、さらなる精製を行わずに使用することができる。収率:95%.TLC(p−アニスアルデヒド):MeOH/CHCl:1/4(Rf:0.05)。
[00358]化合物4:ECT(0.5g,1.9mmol)、NHS(0.33g,2.85mmol)およびDCC(0.45g,2.19mmol)をCHCl(15mL)に0℃で溶解した。反応混合物を室温で一晩連続して撹拌した。CHCl(10mL)中の化合物3(1.13g,1.9mmol)およびTEA(0.28mL,2.00mmol)を、前記反応液に0℃でゆっくりと加えた。反応混合物を室温で一晩、連続的に撹拌した。CHClを減圧除去し、粗生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィーにより精製して、黄色のゲルとして化合物4を得た。収率(35%).TLC:MeOH/CHCl:1/9(Rf:0.75)。
Figure 2011522070
例20.2:[DMAEMA]−[BMA−PAA−DMAEMA]の合成
A.DMAEMAマクロCTAの合成
[00359]重合:20mLガラスバイアル(隔壁キャップ(septa cap)を具備する)に、33.5mgのECT(RAFT CTA)、2.1mgのAIBN(メタノールから2回再結晶)、3.0gのDMAEMA(Aldrich,98%,阻害剤を除去するために、使用する直前に小アルミナカラムを通過させる)および3.0gのDMF(阻害剤がなく、高純度)を入れた。セプタカップでガラスバイアルを閉じ、乾燥窒素を30分間パージした(撹拌しながら、氷浴中で行う)。反応バイアルを、予め70℃に加熱した反応ブロック中に置いた。反応混合物を2時間40分撹拌した。隔壁キャップを開き、混合物を氷浴中のバイアルにおいて2〜3分間撹拌し、重合反応を停止させた。
[00360]精製:3mLのアセトンを反応混合物に加えた。300mLビーカーに、240mLへキサンおよび60mLのエーテル(80/20(v/v))を入れ、撹拌しながら反応混合物をビーカーに一滴ずつ加えた。最初に、濁った溶液を遠心沈殿することにより回収される油が生成した;収率=1.35g(45%)。ヘキサン/エーテル(80/20(v/v))混合溶液からアセトン中に、何回かの沈殿を行った(例えば6回)。最後に、ポリマーを8時間室温で減圧乾燥した;収量ほぼ1g。要約:(45%濃度において、Mn,理論=11,000g/mol)。
Figure 2011522070
B.DMAEMAマクロCTAからの[BMA−PAA−DMAEMA]の合成
[00361]全ての化学物質および試薬は、特に言及しない限り、Sigma−Aldrich Companyから購入した。ブチルメタクリレート(BMA)(99%)、2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート(DMAEMA)(98%)を、塩基性アルミナのカラム(150mesh)を通し、重合阻害剤を除去した。阻害剤を含まない2−プロピルアクリル酸(PAA)(>99%)を購入し、入手したままの状態で使用した。アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)(99%)をメタノールから再結晶し、減圧乾燥した。上述したようにDMAEMAマクロCTAを合成し、精製した(Mn〜10000;PDI〜1.3;>98%)。N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)(99.99%)(EMDから購入)は試薬グレードであり、そのまま使用した。ヘキサン、ペンタンおよびエーテルはEMDから購入し、それらはポリマー生成のために入手したままの状態で使用した。
[00362]重合:BMA(2.1g,14.7mmoles)、PAA(0.8389g,7.5mmoles)、DMAEMA(1.156g,7.35mmoles)、マクロCTA(0.8g,0.0816mmoles)、AIBN(1.34mg,0.00816mmoles;CTA:AIBN10:1)およびDMF(5.34ml)を窒素雰囲気下で封をしたバイアルに加えた。使用したCTA:モノマーの比は、1:360であった(50%の変換を想定)。モノマー濃度は3Mであった。窒素を混合物中に30分間バブリングすることにより混合物を脱気し、ヒーターブロック中に置いた(温度計:67℃;ディスプレイ:70〜71;撹拌スピード300〜400rpm)。反応を6時間続け、バイアルを氷中に置き、混合物を空気に曝露することにより反応を停止させた。
[00363]精製:ポリマー精製は、アセトン/DMF1:1からヘキサン/エーテル75/25中に行った(3回)。結果として得られるポリマーを少なくとも18時間減圧乾燥した。NMRスペクトルは、ポリマーが高純度であることを示した。ビニル基は観察されなかった。エタノールから2回脱イオン化した水に対して4日間透析し、その後凍結乾燥した。以下の条件を用いて、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)によりポリマーを分析した:溶媒:DMF/LiBr1%、流速:0.75ml/min、注入容積:100μl。
[00364]カラム温度:60℃。検出器を較正するために、ポリ(スチレン)を使用した。結果として得られるポリマーのGPC分析:Mn=40889g/mol。PDI=1.43。dn/dc=0.049967。
例20.3.gal−[DMAEMA]−[BMA−PAA−DMAEMA]の合成
[00365]合成は、例20.2に記載したように行った。始めに、連鎖移動剤としてECTの代わりにガラクトース−CTA(例20.1,cpd4)を使用したことを除いて、ガラクトース−DMAEMAマクロ−CTAを調製した(例20.2.A.)。結果として、末端がガラクトースで官能化されたポリDMAEMAが得られた(図13)。その後、例20.2.Bに記載した第2のブロック[BMA−PAA−DMAEMA]を合成するために、ガラクトース−[DMAEMA]−マクロ−CTAを使用した。合成の後、100mM炭酸水素ナトリウムバッファー(pH8.5)中で2時間インキュベーションすることにより、ガラクトースにおけるアセチル保護基を除去し、透析し、凍結乾燥した。NMR分光分析を使用して、ポリマーにおける脱保護されたガラクトースの存在を確認した。
例20.4.[PEGMA−MAA(NHS)]−[B−P−D]およびDMAEMA−MMA(NHS)−[B−P−D]ジブロックコポリマーの調製および特徴づけ
[00366]ポリマー合成は、第1のブロックコポリマーの所望の組成を得るためのモノマー供給比を用いて、例20.2に記載の通りに(および図14に概説される通りに)行った。図15は、第1のブロックにおけるコポリマー比が70:30である[PEGMA−MAA(NHS)]−[B−P−D]の合成および特徴づけの概要を示す。
例20.5.ガラクトース−PEG−アミンとPEGMA−MAA(NHS)の結合による[PEGMA−MAA(Gal)]−[B−P−D]ポリマーの作製
[00367]図16は、ガラクトース官能化DMAEMA−MAA(NHS)またはPEGMA−MAA(NHS)ジブロックコポリマーの調製を示す。ポリマー[DMAEMA−MAA(NHS)]−[B−P−D]または[PEGMA−MAA(NHS)]−[B−P−D]を、1〜20mg/mlの濃度でDMF中に溶解した。例20.1(化合物3)に記載したように調製したガラクトース−PEG−アミンを、1〜2当量のトリエチルアミンで中和し、5:1のアミン:ポリマー比で反応混合物に加えた。反応は、35℃で6〜12時間行い、等容量のアセトンを加え、脱イオン化水に対して1日間透析し、凍結乾燥した。
例20.6.siRNAと[PEGMA−MAA(NHS)]−[B−P−D]との結合による[PEGMA−MAA(RNA)]−[B−P−D]ポリマーの作製
[00368]図17AおよびBは、例20.4に記載のとおりに作製したNHS含有ポリマーに結合し得る2つの修飾されたsiRNAの構造を示す。siRNAsは、Agilent(Boulder,CO)から得た。図17Cは、NHS含有ポリマーを誘導体化してチオール化RNA(図17B)の結合に対するジスルフィド反応基を提供するピリジルジスルフィドアミンの構造を示す。
[00369]NHS含有ポリマーとアミノ−ジスルフィド−siRNAの反応。この反応は、有機溶媒からなる標準的な条件下(例えば、DMFもしくはDMSO、または混合溶媒DMSO/バッファー pH7.8.)、35℃で4〜8時間行い、等容量のアセトンを加え、脱イオン化水に対して1日間透析し、凍結乾燥した。
[00370]NHS含有ポリマーとピリジル−ジスルフィド−アミンおよびチオール化siRNAとの反応。ピリジルジスルフィドアミンとNHS含有ポリマーの反応を例20.5に記載の通りに行う。続いて、凍結乾燥されたポリマーをエタノール中に50mg/mlで溶解し、pH8の炭酸水素ナトリウムバッファー中に10倍に希釈する。チオール化siRNA(図17B)を、ポリマーNHS基よりも2〜5モル濃度過剰に、35℃、4〜8時間反応させ、リン酸緩衝液(pH7.4)に対して透析する。
例20.7.治療用ペプチドとピリジル−ジスルフィド修飾ポリマーの結合
[00371]例20.6に記載したピリジル−ジスルフィド修飾ポリマー[PEGMA−MAA(NHS)]−[B−P−D]は、治療用ペプチドとの結合のためにも使用し得る(図17D)。ペプチドを合成し、結合のために調製し、結合反応を以下に示すように行い、[PEGMA−MAA(ペプチド)]−[B−P−D]ポリマーを作製する。
[00371]ペプチドトランスダクションドメインペプチドであるトランスポーチン(アンテナペディアペプチド(Antp)配列としても既知)との融合は、カルボキシ末端システイン残基を含むBak−BH3ペプチド(Antp−BH3)(NH2−RQIKIWFQNRRMKWKKMGQVGRQLAIIGDDINRRYDSC−COOH)の細胞内部移行形態を合成するために使用される。結合のための遊離チオールを保証するために、ペプチドを水中に再構築し、アガロースゲル内に固定化されたジスルフィド還元剤TCEPで1時間処理する。還元ペプチド(400μM)を、その後、5mMエチレンジアミン四酢酸(EDTA)を含有するリン酸緩衝液(pH7)中で、ピリジルジスルフィドで末端を官能化されたポリマーと24時間反応させる。
[00372]ピリジルジスルフィドポリマー末端基とペプチドシステインとの反応によって2−ピリジンチオンが得られ、結合効率を特徴付けるために分光光度的に測定され得る。ジスルフィド交換のさらなる確認のために、結合体をSDS−PAGE16.5%トリシンゲル上を泳動させる。並行して、結合反応の一部をSDS−PAGEの前に固定化したTCEPで処理し、還元環境下におけるポリマーからのペプチドの放出を確認する。
[00373]結合反応は、1、2および5のポリマー/ペプチド化学量論で行う。2−ピリジンチオン放出に対する343nmでのUV分光光度吸収測定は、結合効率を示す。SDS−PAGEゲルは、ペプチド−ポリマー結合体をさらに特徴付けるために使用する。ポリマー/ペプチドモル比が1の場合、検出可能な量のペプチドは、末端システインを介したジスルフィド架橋によりダイマーを形成する。しかしながら、ピリジルジスルフィドに対するチオール反応が有利であり、遊離ペプチドのバンドは、等しい〜2より大きいポリマー/ペプチド比において、もはや見られない。これらのサンプルにおけるペプチドバンドの出現により示されるように、結合体を還元剤TCEPで処理することにより、ポリマー−ペプチドジスルフィド結合を切断することができる。

Claims (77)

  1. 複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含むミセル集合体であって、前記ミセル集合体はコアおよびシェルを含み、ここにおいて前記コアは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のコアブロックを含み、ここにおいて前記シェルは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のシェルブロックを含み、ここにおいて前記コアブロックは、ほぼ中性のpHにおいて陰イオン性である第1の帯電可能種を含むpH依存性膜不安定化疎水性物質であり、前記コアブロックはコポリマーブロックであり、およびここにおいて前記シェルブロックはほぼ中性のpHにおいて親水性であるミセル集合体。
  2. 複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含むミセル集合体であって、前記ミセル集合体はコアおよびシェルを含み、ここにおいて前記コアは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のコアブロックを含み、ここにおいて前記シェルは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のシェルブロックを含み、ここにおいて前記コアブロックは、ほぼ中性のpHにおいて陰イオン性である第1の帯電可能種を含むpH依存性膜不安定化疎水性物質であり、前記第1の帯電可能種は疎水性的に保護されており、およびここにおいて前記シェルブロックは、ほぼ中性のpHにおいて親水性であるセル集合体。
  3. 複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含むミセル集合体であって、前記ミセル集合体はコアおよびシェルを含み、ここにおいて前記コアは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のコアブロックを含み、ここにおいて前記シェルは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のシェルブロックを含み、ここにおいて前記コアブロックは、ほぼ中性のpHにおいて陰イオン性である第1の帯電可能種およびほぼ中性のpHにおいて陽イオン性である第2の帯電可能種を含むpH依存性膜不安定化疎水性物質であり、および前記シェルブロックは、ほぼ中性のpHにおいて親水性であるセル集合体。
  4. 複数の膜不安定化ブロックコポリマーを含むミセル集合体であって、前記ミセル集合体はコアおよびシェルを含み、ここにおいて前記コアは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のコアブロックを含み、ここにおいて前記シェルは前記膜不安定化ブロックコポリマーの複数のシェルブロックを含み、ここにおいて、前記コアブロックは、ほぼ中性のpHにおいて陰イオン性である第1の帯電可能種を含むpH依存性膜不安定化疎水性物質であり、および前記シェルブロックは、ほぼ中性のpHにおいて温度非依存性親水性物質であるセル集合体。
  5. 前記膜不安定化ブロックコポリマーは、約6.5以下、約5.0から約6.5、または約6.2以下のpHにおいて膜を不安定化する、請求項1から4の何れか1項に記載のミセル集合体。
  6. 前記膜不安定化ブロックコポリマーはジブロックコポリマーである、請求項1から5の何れか1項に記載のミセル集合体。
  7. 前記膜不安定化ブロックコポリマーは、2.0未満、1.8未満、1.6未満、1.5未満、1.4未満、1.3未満または1.2未満の多分散指数を有する、請求項1から6の何れか1項に記載のミセル集合体。
  8. 前記膜不安定化ブロックコポリマーは第3のブロックを含む、請求項1から7の何れか1項に記載のミセル集合体。
  9. 前記シェルはポリエチレングリコール基を含む、請求項1から8の何れか1項に記載のミセル集合体。
  10. 前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックはポリエチレングリコールであるか、またはポリエチレングリコールを含む、請求項1から5の何れか1項に記載のミセル集合体。
  11. 前記シェルブロックは複数のシェルモノマー単位を含み、1以上の前記複数のシェルモノマー単位はPEG基によって置換されまたは官能化されている、請求項10に記載のミセル集合体。
  12. 約6.2から7.5のpH範囲にわたる前記ミセル集合体の形態は、ミセル、擬似ミセルまたはミセル様構造である、請求項1から11の何れか1項に記載のミセル集合体。
  13. 約6.2から7.5のpH範囲にわたる前記ミセル集合体の形態はミセルである、請求項12に記載のミセル集合体。
  14. 1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの少なくとも1つのブロックはグラジエントブロックである、請求項1から13の何れか1項に記載のミセル集合体。
  15. 前記ミセル集合体は少なくとも1つの研究試薬を含む、請求項1から14の何れか1項に記載のミセル集合体。
  16. 前記ミセル集合体は少なくとも1つの診断薬を含む、請求項1から14の何れか1項に記載のミセル集合体。
  17. 前記ミセル集合体は少なくとも1つの治療薬を含む、請求項1から14の何れか1項に記載のミセル集合体。
  18. 前記治療薬は前記ミセル集合体の前記シェルに存在する、請求項17に記載のミセル集合体。
  19. 前記治療薬が、共有結合、非共有結合性相互作用またはそれらの組合せによって、前記ミセル集合体における少なくとも1つの前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックに結合している、請求項18に記載のミセル集合体。
  20. 付加的な治療薬が前記ミセル集合体の前記コア部分内に存在する、請求項19に記載のミセル集合体。
  21. それぞれのミセル集合体が、平均で1−5、5−250、5−1000、250−1000、少なくとも2、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20または少なくとも50の治療薬を含む、請求項17に記載のミセル集合体。
  22. 前記治療薬が少なくとも1つのヌクレオチド、少なくとも1つの炭水化物または少なくとも1つのアミノ酸を含む、請求項17に記載のミセル集合体。
  23. 前記治療薬は、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、遺伝子発現修飾因子、ノックダウン剤、siRNA、RNAi剤、ダイサー基質、miRNA、shRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはアプタマーである、請求項17に記載のミセル集合体。
  24. 前記治療薬が、タンパク質、ペプチド、酵素、抗体または抗体断片である、請求項17に記載のミセル集合体。
  25. 前記治療薬が、炭水化物または約500ダルトンを超える分子量を有する小分子である、請求項17に記載のミセル集合体。
  26. 1以上の複数の膜不安定化ブロックコポリマーが治療薬に結合している、請求項1から14の何れか1項に記載のミセル集合体。
  27. 1以上の複数の膜不安定化ブロックコポリマーが第1の治療薬に結合しており、1以上の複数の膜不安定化ブロックコポリマーが第2の治療薬に結合している、請求項1から14の何れか1項に記載のミセル集合体。
  28. 1以上の複数の膜不安定化ブロックコポリマーが第1の治療薬に結合しており、1以上の付加的なポリマーが第2の治療薬に結合している、請求項1から14の何れか1項に記載のミセル集合体。
  29. 1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックが少なくとも1つのヌクレオチド、少なくとも1つの炭水化物または少なくとも1つのアミノ酸を含む、請求項1から14の何れか1項に記載のミセル集合体。
  30. 前記少なくとも1つのヌクレオチドが少なくとも1つのリボヌクレオチドである、請求項29に記載のミセル集合体。
  31. 前記少なくとも1つのヌクレオチドが、遺伝子発現修飾因子、ノックダウン剤、siRNA、RNAi剤、ダイサー基質、miRNA、shRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはアプタマーである、請求項30に記載のミセル集合体。
  32. 前記ノックダウン剤が、siRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、miRNAまたはshRNAである、請求項31に記載のミセル集合体。
  33. 前記ミセル集合体が少なくとも1つのターゲッティング成分を含む、請求項1から32の何れか1項に記載のミセル集合体。
  34. 1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックは、(a)帯電しておりもしくは帯電可能であり、または(b)帯電していない、請求項1から32の何れか1項に記載のミセル集合体。
  35. 1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックは、(a)ほぼ中性のpHでポリカチオン性であり;(b)ほぼ中性のpHでポリアニオン性であり;(c)ほぼ中性のpHで帯電しておらず;または(d)ほぼ中性のpHで両性イオン性である、請求項34に記載のミセル集合体。
  36. 前記シェルブロックは陽イオン性帯電可能のおよび非陽イオン性のモノマー単位を含む、請求項35に記載のミセル集合体。
  37. 1以上の前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記シェルブロックがホモポリマーブロックである、請求項1から36の何れか1項に記載のミセル集合体。
  38. 前記シェルブロックが、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−エタクリレートモノマー単位、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−メタクリレートモノマー単位、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−アクリレートモノマー単位またはそれらの組合せを含む、請求項37に記載のミセル集合体。
  39. 前記コアが少なくとも1つの第1の帯電可能種および少なくとも1つの第2の帯電可能種を含み、ここにおいて前記第1の帯電可能種は陰イオン種に帯電可能か、または帯電しており、ここにおいて前記第2の帯電可能種は陽イオンに帯電可能か、または帯電しており、および前記コアに存在する第1の帯電可能種と第2の帯電可能種との比は約1:4から約4:1である、請求項1から38の何れか1項に記載のミセル集合体。
  40. 前記コアにおける正に帯電した基と負に帯電した基との比が、ほぼ中性のpHにおいて約1:4から約4:1である、請求項1から39の何れか1項に記載のミセル集合体。
  41. 前記コアにおける正に帯電した基と負に帯電した基との比が、ほぼ中性のpHにおいて約1:2から約2:1である、請求項40に記載のミセル集合体。
  42. 前記コアにおける正に帯電した基と負に帯電した基との比が、ほぼ中性のpHにおいて約1:1.1から約1.1:1である、請求項41に記載のミセル集合体。
  43. 前記第1の帯電可能種が第1のモノマー単位上に存在し、前記第2の帯電可能種が第2のモノマー単位上に存在する、請求項42に記載のミセル集合体。
  44. 前記コアに存在する第1のモノマー単位の数と第2のモノマー単位の数との比は、約1:4から約4:1である、請求項43に記載のミセル集合体。
  45. 前記コアブロックが少なくとも1つの第1の帯電可能なモノマー単位および少なくとも1つの第2の帯電可能なモノマー単位を含む、請求項1から44の何れか1項に記載のミセル集合体。
  46. 前記第1の帯電可能なモノマー単位がブレンステッド酸である、請求項45に記載のミセル集合体。
  47. 少なくとも80%の前記第1の帯電可能なモノマー単位が、約7.4のpHにおいて、Hの喪失によって陰イオン種に帯電している、請求項45に記載のミセル集合体。
  48. 50%未満の第1の帯電可能なモノマー単位が、約6のpHにおいて陰イオン種に帯電している、請求項45に記載のミセル集合体。
  49. 前記第1の帯電可能なモノマー単位が(C−C)アルキルアクリル酸である、請求項45に記載のミセル集合体。
  50. 前記第2の帯電可能なモノマー単位がブレンステッド塩基である、請求項45に記載のミセル集合体。
  51. 少なくとも40%の第2の帯電可能なモノマー単位が、約7.4のpHにおいて、Hの取得により陽イオン種に帯電している、請求項45に記載のミセル集合体。
  52. 前記第2の帯電可能なモノマー単位が、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−エタクリレート、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−メタクリレートまたはN,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−アクリラートである、請求項51に記載のミセル集合体。
  53. 前記コアブロックがさらに少なくとも1つの非帯電可能なモノマー単位を含む、請求項45に記載のミセル集合体。
  54. 前記非帯電可能なモノマー単位が、(C−C)アルキル−エタクリレート、(C−C)アルキル−メタクリレートまたは(C−C)アルキル−アクリラートである、請求項53に記載のミセル集合体。
  55. 前記ミセル集合体が約10nmから約200nmの平均流体力学的径を有する、請求項1から54の何れか1項に記載のミセル集合体。
  56. 前記ミセル集合体が約20nmから約100nmの平均有効直径を有する、請求項65に記載のミセル集合体。
  57. 前記ミセル集合体が約30nmから約80nmの平均有効直径を有する、請求項56に記載のミセル集合体。
  58. 前記ミセル集合体が自己組織化する、請求項1から57の何れか1項に記載のミセル集合体。
  59. 前記ミセル集合体が、約6.5から約7.5の範囲内のpHにおいて、水性媒質中で自己組織化する、請求項1から58の何れか1項に記載のミセル集合体。
  60. 前記ミセル集合体が、約5.0から約7.4の範囲内のpHにおいて、水性媒質中で膜を不安定化する請求項1から59の何れか1項に記載のミセル集合体。
  61. 前記ミセル集合体が、約7のpHよりも約5のpHにおいてより大きな正味の陽イオン性の電荷を含む、請求項1から60の何れか1項に記載のミセル集合体。
  62. 前記ミセル集合体の電荷の絶対値が約7のpHよりも約5のpHの場合の方が大きい、請求項1から61の何れか1項に記載のミセル集合体。
  63. 前記コアブロックの数平均分子量と前記シェルブロックの数平均分子量との比が約1:1から約5:1である、請求項1から62の何れか1項に記載のミセル集合体。
  64. 前記コアブロックの数平均分子量と前記シェルブロックの数平均分子量との比が約2:1である、請求項63に記載のミセル集合体。
  65. 前記コアブロックが約10,000ダルトンから約100,000ダルトンの数平均分子量(Mn)を有する、請求項1から64の何れか1項に記載のミセル集合体。
  66. 前記シェルブロックが、約5,000ダルトンから約20,000ダルトンの数平均分子量(Mn)を有する、請求項1から65の何れか1項に記載のミセル集合体。
  67. 前記ミセル集合体が約7.4のpHにて安定である、請求項1から66の何れか1項に記載のミセル集合体。
  68. 前記ミセル集合体が、約7.4のpHよりも約5.8のpHの場合の方が実質的に安定性が低い、請求項66に記載のミセル集合体。
  69. 前記ミセル集合体が約10μg/mL以上の濃度において安定である、請求項1から68の何れか1項に記載のミセル集合体。
  70. 前記ミセル集合体が約100μg/mL以上の濃度において安定である、請求項1から69の何れか1項に記載のミセル集合体。
  71. 前記膜不安定化ブロックコポリマーが、5を超える、20を超える、50を超えるまたは100を超える第1の帯電可能種を含み、ここにおいてそれぞれの第1の帯電可能種は、陰イオン種に帯電可能であるか、帯電している、請求項1から70の何れか1項に記載のミセル集合体。
  72. 前記膜不安定化ブロックコポリマーが、5を超える、20を超える、50を超えるまたは100を超える第2の帯電可能種を含み、ここにおいてそれぞれの第2の帯電可能種が、陽イオン種に帯電可能であるか、帯電している、請求項1から71の何れか1項に記載のミセル集合体。
  73. 前記膜不安定化ブロックコポリマーの前記コアブロックが、5を超える、20を超える、50を超えるまたは100を超える帯電可能種を含み、前記帯電可能種は陰イオン種に帯電可能であるか、帯電している、請求項1から72の何れか1項に記載のミセル集合体。
  74. 前記シェルブロックの電荷状態は、ほぼ中性のpHおよびほぼエンドソームのpHにおいて実質的に同じである、請求項1から73の何れか1項に記載のミセル集合体。
  75. 以下を含む、複数のブロックコポリマーを含むミセル集合体:
    (a)正常な生理的pHにおいて親水性である第1の構成単位を含む第1のブロック;および
    (b)以下を含む第2のブロック:
    (i)正常な生理的pHにおいて陽イオン性であり、前記第1の構成単位と同一または異なるものであり得る第2の構成単位;
    (ii)正常な生理学的なpHにおいて陰イオン性である第3の構成単位;
    (iii)前記第2のブロックの前記第2の構成単位、前記第3の構成単位、第4の構成単位またはそれらの組合せに共有結合している疎水性促進成分。
  76. 前記第2のブロックが全体の電荷において実質的に中性である、請求項75に記載のミセル集合体。
  77. 下式Iの複数のブロックコポリマーを含むミセル集合体:
    Figure 2011522070
    ここにおいて、
    、A、A、AおよびAは、−C−、−C−C−、−C(O)(C)C(O)O−、−O(C)C(O)−および−O(C)O−から成る群から選択され;ここにおいて、
    aは1−4であり;
    bは2−4であり;
    は、水素、(1C−10C)アルキル、(3C−6C)シクロアルキル、O−(1C−10C)アルキル、−C(O)O(1C−10C)アルキル、C(O)NR(1C−10C)、(4C−10C)ヘテロアリールおよび(6C−10C)およびアリールから成る群から選択され、これらのいずれかは任意に1以上のフッ素基で置換され;
    、YおよびYは、共有結合、(1C−10C)アルキル−、−C(O)O(2C−10C)アルキル−、−OC(O)(1C−10C)アルキル−、−O(2C−10C)アルキル−および−S(2C−10C)アルキル−、−C(O)NR(2C−10C)アルキル−、−(4C−10C)ヘテロアリール−および−(6C−10C)アリール−から成る群から独立に選択され;
    は、共有結合、(1C−10C)アルキル、(4C−10C)ヘテロアリールおよび(6C−10C)アリールから成る群から選択され;ここにおいて
    −RおよびY−Yで完全には置換されていないA−Aの4価の炭素原子は、適切な数の水素原子で補完され;
    、R、R、R、RおよびRは、水素、−CN、アルキル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールおよびヘテロアリールから成る群から独立に選択され、これらのいずれかは1以上のフッ素原子で任意に置換され;
    は、生理学的なpHにて親水性である残基、結合可能もしくは官能化可能残基または水素から成る群から選択される残基であり;
    は、生理学的なpHにて親水性である残基であり;
    は、生理学的なpHにて正に帯電した残基であり;
    は、生理学的なpHにて負に帯電しているが、より低いpHにてプロトン化を受ける残基であり;
    mは約0から1.0未満(例えば0から約0.49)であり;
    nは0より大きい値から約1.0(例えば約0.51から約1.0)であり;ここにおいて
    m+n=1であり
    pは約0.1から約0.9であり;
    qは約0.1から約0.9であり;ここにおいて:
    rは0から約0.8であり;ここにおいて
    p+q+r=1であり、
    vは、約5から約25kDaであり;および、
    wは、約5から約50kDaである。
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