JP2018506515A - 両親媒性ポリマー系 - Google Patents

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Abstract

ポリ−2−オキサゾリン両親媒性ポリマーおよびコポリマーの調製を記載する。また、このような両親媒性ポリマーを含み、治療用および診断用薬剤の標的化送達に有用な自己集合型粒子も記載する。【選択図】図1A

Description

本発明は、両親媒性ポリマーを含む自己集合型粒子、その調製方法ならびにその治療的および/または診断的使用に関する。また、本発明は、両親媒性ポリマーおよびその調製方法に関する。
標的特異的高分子媒体をベースにした薬物送達系および診断システムは、近年、重要になってきている。
標的化薬物送達、すなわち、特定の組織または罹病細胞への治療用薬物の送達は、いくつかの利点を伴う。標的化アプローチにより、全身毒性が低減または回避され得;また、薬物投与量も低減され得る。また、本来は有効な候補薬物の難溶性の問題も解決され得る。また、ポリマー送達系の使用は、これが長時間、保持および循環され得、したがって体内からの活性薬剤の典型的な高速クリアランスが回避されるという点でも好都合である。診断用薬剤の標的化送達に関して、特定の器官または組織型へのイメージング薬剤の改善された局在により、より確かな診断がもたらされ得る。
高分子薬物送達系の一例は、PEG(ポリエチレングリコール)ベースのものである。PEGポリマーコンジュゲート型の小分子の医薬品または生物製剤が開発されており、実際、このようなコンジュゲートの多くは、改善された特性、例えば、高い薬物溶解性、半減期の長期化、低細胞毒性および免疫原性を有することがわかっている。PEGは、ある程度は依然として、ポリマーベースの生物医学的用途におけるゴールドスタンダードであるが、この型のポリマーに関して不都合な点および制限がある。例えば、過敏性およびPEG抗体の形成が、いくつかの場合で観察されている。特に、PEGは、修飾およびオルトゴナルな官能基化に利用可能な官能部が、やや限定的である。
また、他のポリマー系、例えば、ポリ−2−オキサゾリン(POXとも略記される)ベースのものも研究されている。この型のポリマーは、生体適合性であり、さらに、免疫学的「ステルス」、すなわち、免疫防御機構による認識および高速クリアランスが回避されるような非特異的結合特性を有する傾向にあることが同様に一般的にわかっているため、生物医学的用途に有用である。
ポリ−2−オキサゾリンを構造要素として含む両親媒性ポリマー系が開発されている。
例えば、US2008/0305149には、ポリ−2−メチルオキサゾリンセグメントとポリジメチルシロキサンセグメント(すなわち、ポリ(2−メチルオキサゾリン)−ブロック−ポリ(ジメチルシロキサン)−ブロック−ポリ(2−メチルオキサゾリン)トリブロックポリマー(または、PMOXA−PDMS−PMOXAと略記))を含む両親媒性トリブロックセグメント含有コポリマーの調製ならびに粘膜付着性外表面を有する小胞の作製におけるその使用が記載されている。このような小胞は、該小胞内に封入された活性薬剤の送達のために使用され得ると記載されている。しかしながら、かかる小胞は、標的化薬物送達のために容易に修飾することができない。小胞を調製するために使用される両親媒性ポリマーは、さらなる官能基化のための選択肢の点において限定的である。
Broz et al(J.Control.Release 2005(102)475−488)には、同様にPMOXA−PDMS−PMOXA両親媒性ポリマーベースのナノコンテナが記載されている。この場合、両親媒性ポリマーは末端がビオチンで官能基化されている。このビオチンリガンドは、要としてストレプトアビジンを有するナノコンテナを、受容体特異的リガンド、すなわち、ポリグアニル酸(ポリG)オリゴヌクレオチド(これもビオチン化されている)に連結させるための手段として使用される。ビオチン−ストレプトアビジンの結合は強いが不可逆的でなく;この種の連結もまた、インビボ使用に最も適したものではない。
したがって、本発明の目的は、自己集合型粒子の調製における使用のための、現在使用されているポリマー系の任意の制限および不都合点が解決される新規なポリ−2−オキサゾリン両親媒性ポリマーおよびコポリマーを紹介することである。さらなる目的は、治療用薬剤または診断用薬剤の標的化送達のために使用され得る自己集合型粒子を開発することである。
米国特許出願公開第2008/0305149号明細書
Broz et al(J.Control.Release 2005(102)475−488)
発明の概要
第1の態様において、本発明は、一般式(I):
B−(L−A−Z)
(式中、nは1または2であり;
Bは疎水性ポリシロキサンセグメントであり;
は二価のリンカーセグメントであり;
Aは親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントであり;
Zは末端基であるか、またはリガンドにコンジュゲートさせたリンカーである)
の両親媒性ポリマーを含む自己集合型粒子に関する。
特に、本発明により、治療用薬剤または診断用薬剤の標的化送達に有用な、一般式(I)の両親媒性ポリマーを含む自己集合型粒子、例えばミセルを提供する。一態様において、自己集合型粒子は、特定の細胞および組織を標的化するのに有用な受容体特異的リガンドを含む一般式(I)の両親媒性ポリマーを含み得る。別の態様では、自己集合型粒子は、治療用薬剤または診断用薬剤にコンジュゲートさせた一般式(I)の両親媒性ポリマーを含む。また別の態様では、自己集合型粒子は、遺伝子送達および遺伝子療法における使用に適しており、アミンベース官能部を含む一般式(I)の両親媒性ポリマーを含む。
さらに、本発明は、式(I)の両親媒性ポリマーを、式(II):
B−(L−C−Z)n
(式中、nは1または2であり;
Bは疎水性ポリシロキサンセグメントであり;
は二価のリンカーセグメントであり;
Cは親水性ポリ−2−オキサゾリンホモポリマーセグメントであり;
Zは末端基であるか、またはリガンドにコンジュゲートさせたリンカーである)
の両親媒性ポリマーとの組合せで含む自己集合型粒子に関する。また、一態様において、本発明の自己集合型粒子は、Zが末端基である式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーと、Zがリンカーにコンジュゲートさせたリガンドである式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーとを含み得る。
さらなる一態様において、本発明は、ミセルまたは小胞の形態の自己集合型粒子に関する。
またさらなる一態様において、本発明は、一般式(I)の両親媒性ポリマーおよびその調製方法に関する。
発明の詳細な説明
第1の態様において、本発明は、一般式(I):
B−(L−A−Z)
(式中、nは1または2であり;
Bは疎水性ポリシロキサンセグメントであり;
は二価のリンカーセグメントであり;
Aは親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントであり;
Zは末端基であるか、またはリガンドにコンジュゲートさせたリンカーである)
の両親媒性ポリマーを含む自己集合型粒子に関する。
自己集合型粒子は、本明細書において理解する場合、1種類以上の両親媒性ポリマーを含み、該ポリマーとバルク水溶液間の引力と反発力の平衡の結果、形成される構造をいう。自己集合は、疎水性水界面効果を最小限にし、最適化するためのかかるポリマーの凝集をいう。この凝集の結果、および両親媒性成分同士間の分子相互作用(例えば、立体反発)のため、定義可能な構造の粒子が形成され得る。典型的には、最低限の濃度の両親媒性物質が、遊離の溶質が凝集して粒子に移行するのに必要とされる(多くの場合、最低凝集濃度と称される)。本明細書において理解する場合、粒子という用語は、両親媒性物質の凝集により形成される任意の種類の定義可能な構造、例えば限定されないが、ミセルおよび小胞ならびにその任意の形態学的バリエーションをいう。特に好ましいのはミセルの形態の自己集合型粒子である。
両親媒性ポリマーという用語は、本明細書で用いる場合、水または水性環境に対して親和性を有する構造要素とともに、非極性の疎水性または脂質性環境に対して親和性を有する構造要素も含むポリマーをいう。典型的には、両親媒性のポリマーまたは化合物は、少なくとも1つの親水性部分と少なくとも1つの疎水性(または親油性)部分を含む。疎水性セグメントは、水よりも非極性溶媒、例えば炭化水素に容易に溶解または湿潤される。他方で、親水性セグメントの特性は、極性環境に対してより高い親和性を有するものであり、一般的に、水によってより容易に湿潤または溶解される。
さらに、ポリマーは、2つ以上の反復単位またはモノマーの化学的結合体から形成された化合物である。本明細書で用いる場合、コポリマーは、2種類以上の異なるモノマーにより得られるポリマーをいい、一方、ホモポリマーは、1種類の反復モノマー単位からなるポリマーをいう。ブロックコポリマーまたはブロックポリマーという用語は、少なくとも2種類の異なるポリマーセグメントを含むポリマーであって、各ポリマーセグメントが典型的には2つ以上の同じ種類の隣接した単位またはモノマーを含むものをいう。
一実施形態において、一般式(I)の両親媒性ポリマーは1つの疎水性ポリシロキサンセグメントBと1つの親水性コポリマーセグメントAを含む;換言すると、nが整数1である。より好ましくは、式(I)の両親媒性ポリマーが疎水性ポリシロキサンセグメントBと2つの親水性コポリマーAセグメントを含むものとなるようにnが整数2、すなわち、(Z−A−L)−B−(L−A−Z)である。
より具体的には、疎水性ポリシロキサンセグメントBは、式(III)
のポリシロキサンであり得、式中、jは5〜1000の整数であり;R、R、R、Rのうちの80〜100%は、互いに独立してC1〜C10アルキルであり、R、R、R、Rのうちの0〜20%は、互いに独立してC3〜C12アルケニル、非置換のC1〜C4アルキル−もしくはC1〜C4アルコキシ置換フェニル、フルオロ(C1〜C18アルキル)またはシアノ(C1〜C12アルキル)である。
好ましくは、jは10〜300の整数である。特別な一実施形態では、jが10〜150の整数である。
好ましくは、R、R、R、Rのうちの90〜100%は、独立して、6個までの炭素、特に4個までの炭素を有するアルキルから選択される。
別の実施形態では、R、R、R、Rのうちの0〜10%が独立して、C3〜C8アルケニル、非置換またはメチル−、エチル−、メトキシル−もしくはエトキシル置換フェニル、フルオロ(C1〜C8アルキル)またはシアノ(C1〜C4アルキル)から選択される。
特に好ましい一実施形態では、R、R、R、Rがすべてメチルまたはすべてエチルである、すなわち、疎水性ポリシロキサンセグメントBが、ポリジメチルシロキサンまたはポリジエチルシロキサンから選択され、ここで、該セグメントは好ましくは10〜150個のモノマー単位を含む。
二価のリンカーセグメントLは、疎水性ポリシロキサンセグメントBを親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAに共有結合させるための手段をもたらす。
リンカーという用語は、ポリマー、リガンドまたは任意の他の化学的実体に関して本明細書で用いる場合、連結(“linkage”)、連結要素またはスペーサーという用語と互換的であり、少なくとも2つの相違する化学的部分間の共有結合をいう。リンカーは、前記の2つの部分間のスペーサーとしての機能を果たす中間部分であり得、また、該中間部分またはスペーサーは、共有結合をもたらす1つ以上の化学反応により形成される。かかる場合では、リンカーは二価であると説明され得る。他の場合では、リンカーは多価であり得る、すなわち、2つより多くの部分の連結手段としての機能を果たすものであり得る。
特に、Lは式R(Q)で表されるものであり、式中、Rは、20個までの炭素原子を含むアルキレンまたはアリーレン基であり、Qは、−O−、−S−、−S−S−、−NR−、−NHC(O)−、−C(O)NH−、−OC(O)NH−、−NHC(O)O−、−OC(O)−、C(O)O−、−NHC(O)NH−、−SC(O)−、−C(O)S−、−NHC(S)NH−、

から選択され、ここで、Rは水素またはC1〜C4アルキルであり、uは0、1または2である。
親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAは、少なくとも2種類の2−置換−2−オキサゾリンモノマーを含む、すなわち、該コポリマーは、少なくとも2種類の2−置換オキサゾリンモノマーの共重合により得られ得る。2−オキサゾリンモノマーは、脂肪族または芳香族部分で置換された2−オキサゾリンモノマー、例えば、2−アルキル−2−オキサゾリン、例えば、2−メチル−2−オキサゾリン、2−エチル−2−オキサゾリン、2−プロピル−2−オキサゾリンまたは2−アリール−2−オキサゾリン、例えば、2−フェニル−2−オキサゾリンから選択され得る。さらに好ましいのは親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAの調製に使用され得る2−オキサゾリン単位であり、該セグメントは、2位が、官能基、例えば、アミン、アジド、アルキン、アルデヒド、アセタール、アルコール、カルボン酸、活性化カルボン酸、オキシアミン、ケトン、ケタール、エステル、マレイミド、ビニルスルホン、オルトピリジルジスルフィドまたはクロロホルメート(これらはさらに化学修飾されて、さらなる化学的実体との結合のための手として使用されていてもよい)を含む部分で置換および官能基化されているものである。親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAは、このような型の2種類以上の2−オキサゾリンモノマーの共重合により得られ得るものであり得る。
特別な一実施形態では、セグメントAは、2種類以上の2−置換−2−オキサゾリンモノマーを含み、該モノマーの少なくとも1種類が2−アルキル−2−オキサゾリン(2−メチル−2−オキサゾリンなど)または2−アリール−2−オキサゾリンから選択される。かかる場合では、セグメントAは少なくとも2種類の2−置換−2−オキサゾリンモノマーの共重合により得られ得るものであり、該モノマーの少なくとも1種類が2−アルキル−2−オキサゾリンまたは2−アリール−2−オキサゾリンである。
一般に、アルキルという用語は、本明細書で用いる場合、主鎖に1〜40個の炭素を含む直鎖炭化水素基および分枝鎖炭化水素基の両方を包含している。該炭化水素鎖は飽和であっても不飽和(すなわち、二重結合(アルケニル)および/または三重結合(アルキニル)を含むもの)であってもよい。また、該炭化水素鎖は環状、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルであってもよく、環状である部分を含んでもよい(また、多環式のアルキル基には、例えば、限定されないが、コレステリル、アダマンチル、ノルボルニル、二環[2.2.2]オクチルも包含される)。アルキル基の炭化水素鎖に、1個以上の原子、例えば、酸素、窒素、イオウまたはケイ素から選択されるヘテロ原子が介在していてもよい。各アルキル基は任意選択で、利用可能な炭素原子を介して置換基で置換されていてもよく、該置換基としては、例えば、アルキル、ハロ(F、Cl、Br、I)、ハロアルキル(例えば、CClまたはCF)、アルコキシル、アリールオキシル、アルキルチオ、ヒドロキシル、メトキシ、カルボキシル、エポキシ、アルキルオキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アミノ、カルバモイル(例えば、NHC(=O)−またはNHRC(=O)−、ここで、Rはアルキルまたはアリールである)、尿素(−NHCONH)、チオ尿素(−NHSONH)、アルキル尿素、アリール、エーテル、エステル、チオエステル、ニトリル、ニトロ、アミド、カルボニル、オキソ、カルボキシレート、チオール、アルキルスルフィド、アリールスルフィド、スルホン、スルホキシド、トリアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、アルキルジアリールシリルおよびトリアリシリル(triarysilyl)が挙げられる。単純なアルキルの例としては、限定されないが、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチルおよびノニルが挙げられる。
本明細書で用いる場合、アリールという用語は、環部分に6〜12個の炭素を含む単環式および二環式の芳香族炭化水素基または5員および6員の芳香族の単環を含む芳香族基をいう。アリール基は、利用可能な炭素原子を介して、上記に規定した置換基で任意選択的に置換されていてもよい。芳香族環系は1〜4個のヘテロ原子、例えば、イオウ、酸素または窒素を含んでもよい。上記のアリールの例としては、限定されないが、フェニル、トリル、ヒドロキシフェニル、ベンジル、ナフチル、ビフェニル、ピロール、フラン、チオフェン、チアゾール、イソチアゾール(isothiaozole)、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、トリアジン、トリアジン、テトラジン、ピリジン、ピラジン、ピリダジンおよびピリミジンが挙げられる。
さらなる好ましい一実施形態では、セグメントAは、2−メチル−2−オキサゾリンと、アジド官能基化2−オキサゾリンモノマー、特に2−4−アジドアルキル−2−オキサゾリン、例えば2−(4−アジドブチル)−2−オキサゾリンとの共重合により得られ得る。
別の態様では、ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAは、ランダムポリ−2−オキサゾリンコポリマー、ジブロックポリ−2−オキサゾリンコポリマーおよびトリブロックポリ−2−オキサゾリンコポリマーから選択され得る。ランダムポリ−2−オキサゾリンコポリマーは、コポリマー内にランダムに分布している少なくとも2種類の異なる2−オキサゾリンモノマー単位を含み、一方、ブロックポリ−2−オキサゾリンコポリマーは、各々が独立して特定の2−オキサゾリンモノマーを含む少なくとも2種類の異なるポリマーセグメントを含む。2つのセグメントを含むブロックコポリマーが特に好ましく(すなわち、ジブロックポリ−2−オキサゾリンコポリマー)、3つのセグメントを含むブロックコポリマー(すなわち、トリブロックコポリマー)も特に好ましい。ランダムポリ−2−オキサゾリンコポリマーは、共重合プロセス中における少なくとも2種類のポリ−2−オキサゾリンモノマー単位の同時付加によって得られ得る。対照的に、ブロックコポリマーは、共重合プロセス中におけるポリ−2−オキサゾリンモノマーの逐次付加によって得られ得る。
セグメントAの主鎖はポリ−2−オキサゾリンコポリマーである。しかしながら、一部の実施形態では、ポリ−2−オキサゾリンコポリマーをさらに、例えば、治療機能または診断機能を有する化学的部分にコンジュゲートさせる。特に、自己集合型粒子は、親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAに診断用薬剤、治療用薬剤またはリガンド、例えば、抗体、抗原結合断片(fab)断片、シングルドメイン抗体、オリゴヌクレオチド、ポリペプチドもしくは炭水化物をコンジュゲートさせた式(I)の両親媒性ポリマーを含み得る。好ましいリガンドはビオチン、フォレートまたはペプチドである。
好ましい治療用薬剤は医薬活性成分または薬物、例えば、脂質修飾剤、免疫抑制薬、コルチコステロイド、抗炎症剤、抗血栓薬、鎮痛薬、抗菌剤または光線力学療法のための薬剤である。特に好ましいのは、化学療法剤および抗新生物剤、例えば、ドキソルビシンまたはタキソールである。
好ましい診断用薬剤としては、蛍光性色素、例えば、近赤外(NIR)蛍光性色素、放射性標識、PETイメージング剤、MRIイメージング剤、増感剤および光音響イメージング剤が挙げられる。診断用薬剤の例としては、フルオレセイン、ローダミン、シアニン、フタロシアニン、BODIPYおよびその誘導体が挙げられる。また、かかる診断用薬剤は治療活性ももたらすもの;例えば、光線力学療法のための薬剤としての機能も果たすものであってもよい。
これとの関連において、コンジュゲートさせるという用語は、薬剤またはリガンドをポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントと共有結合によって連結させることをいう。コンジュゲーションは、好ましくは、生理学的条件下で切断または加水分解され得る共有結合を含む。生理学的条件は、所与の組織、器官または細胞環境の例えばpH、酸化還元環境などに関する局所微小環境に応じて様々であり得るが、一般的に、生理学的条件は、おおむね生理的温度である約20℃〜約40℃;特に、33〜37℃の温度および約6〜8のpHをいうと理解されたい。また、共有結合の加水分解または切断は酵素によるものであってもよい。薬物送達の目的のためには、切断性または加水分解性の結合が、治療用薬剤とコポリマーセグメントとのコンジュゲーションのために特に好ましい。あるいはまた、コンジュゲーションは、非加水分解性結合または生理学的条件下で、もしくは任意の天然の酵素によって切断されにくい結合の形態であってもよい。
本明細書で用いる場合、用語「診断用薬剤」または「治療用薬剤」または「リガンド」は、1つだけ、すなわち、ポリマーにコンジュゲートされた1種類の化合物に限定されない。該ポリマーは反復単位を含むため、1つより多くの単位が診断用もしくは治療用薬剤またはリガンドにコンジュゲートされ得ることは理解される。また、ポリマーのすべての反復単位が診断用薬剤、治療用薬剤またはリガンドにコンジュゲートされ得るわけではないことも理解される。例えば、ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントの反復単位の少なくとも約1%または約10%または少なくとも約60%が診断用薬剤、治療用薬剤、リガンドまたはその組合せにコンジュゲートされ得る。一実施形態では、ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAが診断用薬剤と治療用薬剤の両方にコンジュゲートされ得る。別の実施形態では、ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAが1種類より多くの治療用薬剤にコンジュゲートされ得る。
さらなる特定の一実施形態では、自己集合型粒子が式(I)の両親媒性ポリマーを含み、ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAが、式(Ia):
のセグメントを含み、式中、RおよびRは独立して、アミン、アジド、アルキン、アルデヒド、アセタール、アルコール、カルボン酸、活性化カルボン酸、オキシアミン、ケトン、ケタール、エステル、マレイミド、ビニルスルホン、オルトピリジルジスルフィドおよびクロロホルメートから選択される官能基にコンジュゲートさせたリンカー;ならびに治療薬、診断薬またはリガンドにコンジュゲートさせたリンカーから選択される。Rは独立して、C1〜C20アルキルおよびアラルキル基から選択される。さらに、e、fは、0〜500から独立して選択される整数である、ただし、eおよびfが同時に0として選択されることはないものとし;pは2〜500から選択される整数であり;aは、ranおよびブロックから選択され、ここで、ranは、e、fおよびpによって規定される単位がランダムに存在するランダムコポリマーを示し、一方、ブロックは、e、fおよびpによって規定される単位が連続するセグメントであるブロックコポリマーを示す。
官能基は、さらなる化学修飾または官能基化のための手として使用されるものであってもよい。他の場合では、これは、最終の両親媒性ポリマー生成物に既に構造的に関連しており、さらなる修飾を必要としない官能基であり得る。特に好ましい一実施形態では、RおよびRは独立して、アミンまたはアジドにコンジュゲートさせたリンカー、好ましくはC1〜C30アルキレンまたはアリーレンから選択される。
さらなる好ましい一実施形態では、自己集合型粒子が、Zが末端基である式(I)の両親媒性ポリマーを含む。Zは、ポリ−2−オキサゾリンポリマーセグメントAの末端に直接連結され、ポリ−2−オキサゾリン共重合反応をクエンチまたは終了させるために使用される求核剤から直接誘導(または修飾)されたものであり得る。好ましくは、Zは式−X−Qの末端基から選択され、式中、Xは、−O−、−S−、−NH−、−NR10−、

−N
および
から選択され、ここで、Qは存在しないか、またはH、非置換もしくは置換されたアルキル、アルケニル、アラルキル、アルキニル、ヘテロシクリルもしくはアリール、−C(O)−(CH−COOH、−C(O)O−R10、−(CH−C(O)O−R10、−C(O)R10、−NHC(O)−(CH−N、−(CH−Nおよび−SR10から選択され、ここで、R10は、非置換または置換されたアルキル、アルケニル、アラルキル基から選択され、qは整数1〜10である。最も好ましくは、Zがヒドロキシル(−OH)である。
あるいはまた、自己集合型粒子は式(I)の両親媒性ポリマーを含み、ここでZは、特定の細胞および組織を標的化するのに有用なリガンドにコンジュゲートさせたリンカーである。リガンドは好ましくは、自己集合型粒子が特定の型の受容体、細胞または組織を標的化すること、これらと相互作用すること、およびこれらに結合することを可能にする受容体特異的リガンド(例えば、腫瘍受容体特異的リガンド)である。リガンドは、小分子、抗体、抗原結合断片(fab)、シングルドメイン抗体、オリゴヌクレオチド、ペプチドおよび炭水化物から選択され得る。特に好ましいリガンドは、フォレートおよびその誘導体、ビオチンならびにペプチドである。
リガンドの例としては、限定されないが、インテグリン発現細胞を標的化するためのRGD(アルギニン・グリシン・アスパラギン酸)およびRGD含有ペプチドならびにそのアナログ;EGF−受容体発現細胞を標的化するEGFおよびペプチド;ニューロピリン1を標的化するPD1およびペプチド;コクサッキー−アデノウイルス受容体(CAR)発現細胞を標的化するためのアデノウイルス突起タンパク質およびペプチド;LDL受容体標的化のためのApoEおよびペプチド;露出コラーゲンを標的化するためのフォン・ヴィレブランド因子およびペプチド;腫瘍標的化のためのメラノトロピン(αMSH)ペプチド、トランスフェリン、ソマトスタチンペプチドおよびFGF2;内皮細胞を標的化するための血管内皮細胞増殖因子;細胞表面受容体を有する腫瘍細胞を標的化するためのフォレートおよびそのアナログ、炎症領域を標的化するためのシアリルルイスが挙げられる。
リンカーは、リガンドをポリ−2−オキサゾリンポリマーの末端と連結させる手段であること以外に、自己集合型粒子内におけるリガンドのポジショニングを容易にするため、ならびに組織および細胞との結合のためのリガンドの充分な提示を確実するためにも有用であり得る。リンカーは加水分解性共有結合を含んでもよく、あるいはまた加水分解性共有結合を含まないものであってもよい。
特に、Zは、式−L−R11で表されるリガンドにコンジュゲートさせたリンカーであり得、式中、Lは、−S−、−O−、−OC(O)−、−OC(O)NH−、−NHC(O)−、−NHC(O)NH、−NHC(S)NH−、−NHC(O)O−、
から選択され、ここで、Qは1個以上の置換基を表し;
11は、小分子、抗体、抗原結合断片(fab)、シングルドメイン抗体、オリゴヌクレオチド、ポリペプチドおよび炭水化物から、特に、フォレート、ビオチンおよびペプチドから選択されるリガンドである。
特に好ましい実施形態における主構造成分として式(I)の両親媒性ポリマーを有する主として形成される自己集合型粒子は、Bがポリジメチルシロキサンセグメントであり、ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAが少なくとも1つのポリ−2−メチルオキサゾリンブロックを含み、Zが末端基である式(I)の両親媒性ポリマーを含む。
本発明の別の態様では、自己集合型粒子は、式(II):
B−(L−C−Z)n
(式中、nは1または2であり;
Bは疎水性ポリシロキサンセグメントであり;
は二価のリンカーセグメントであり;
Cは親水性ポリ−2−オキサゾリンホモポリマーセグメントであり;
Zは、末端基またはリガンドにコンジュゲートさせたリンカーから選択される)
の両親媒性ポリマーを含む。
疎水性ポリシロキサンB、二価のリンカーセグメントLおよびZである末端基またはリガンドにコンジュゲートさせたリンカーは、式(I)について上記に規定したとおりである。
親水性ポリ−2−オキサゾリンホモポリマーセグメントCは、任意の2−置換−2−オキサゾリンモノマーの重合により得られ得るポリマーを含み;特に好ましいのは、2−アルキルまたは2−アリール置換2−オキサゾリンモノマーである。特に好ましい一実施形態では、式(II)の両親媒性ポリマーはポリ−2−メチル−オキサゾリンセグメントを含む。さらに、ポリ−2−オキサゾリンホモポリマーセグメントCは任意選択で、少なくとも5個から50個までまたはそれ以上の2−オキサゾリンモノマー単位を含み得る。好ましくは、ポリ−2−オキサゾリンホモポリマーCセグメントは5〜30個のモノマー単位を含む。
式(II)の両親媒性ポリマーは、式(II−a):
(式中、Rは、C1〜C20アルキルまたはアラルキル基から選択され;pは2〜500から選択される整数である)
のセグメントCを含み得る。
式(II−a)のセグメントCを含む式(II)の両親媒性ポリマーの特別な一実施形態では、Zが、特にLがトリアゾールリンカーである上記の式−L−R11のものである。かかる場合では、トリアゾールリンカーは、リガンドまたはリガンド誘導体と式(II)または(IIa)の両親媒性ポリマーの末端とのアジド−アルキン1,3−双極子付加環化によるコンジュゲーションの結果物である。
一実施形態では、自己集合型粒子が、式(IV):
のポリマーを含み、式中、L4は、C1〜C20アルキレンもしくはアリーレン基またはヘテロ原子O、NもしくはSのうちの1個以上が介在していてもよいC1〜C20アルキレンもしくはアリーレン基(例えば、−O−CHCH−O−、−CHNH−、−CH−S−S−CH−CH−O−)を含む連結基であり;pは好ましくは5〜100、特に20〜40の範囲であり;B、L、RおよびR11は上記のとおりである。好ましくは、R11は、小分子、抗体、抗原結合断片(fab)、シングルドメイン抗体、オリゴヌクレオチド、炭水化物から、および特に、フォレート、ビオチンまたはペプチドから選択されるリガンドである。
本発明の別の特別な実施形態では、自己集合型粒子が、Zが末端基である式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーを含むミセルである。
また別の実施形態では、自己集合型粒子は好ましくはミセルであり、Zが末端基である式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーと、Zがリガンドにコンジュゲートさせたリンカーである式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーとを含む。
Zがリガンドにコンジュゲートさせたリンカーである式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマー上にフィーチャリング(feature)される該リガンドは、抗体、抗原結合断片(fab)、シングルドメイン抗体、オリゴヌクレオチド、ポリペプチドおよび炭水化物から選択され得る。かかるリガンドは好ましくは受容体特異的リガンドであり、すなわち、かかるリガンドは、細胞または組織の受容体に直接、特異的におよび/または選択的に結合し得るもの、例えば、腫瘍受容体特異的リガンドである。中でも、好ましい受容体特異的リガンドはフォレート受容体リガンドである。
また、このような式(II)の両親媒性ポリマーの受容体特異的リガンドは小分子であってもよい。小分子リガンドは天然のものであってもよく、半合成または完全合成の有機化合物であってもよい。中でも、好ましい小分子リガンドはフォレート受容体リガンド、例えば、フォレート(葉酸)もしくはその誘導体、またはメトトレキサートである。
好ましい一実施形態では、本発明は、Zが末端基である式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーを含む自己集合型粒子であって、ここで自己集合型粒子はミセルであり;Zが、フォレート受容体リガンド、好ましくはフォレートまたはその誘導体にコンジュゲートさせたリンカーである式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーを含む自己集合型粒子に関する。
別の実施形態では、ミセルがさらに、Zが治療用または診断用薬剤にコンジュゲートさせたリンカーである式(II)の両親媒性ポリマーを含み得る。
本発明の別の実施形態では、自己集合型粒子が、Zが末端基である式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーと、Zがリガンドにコンジュゲートさせたリンカーである式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーとを含み、該リガンドが受容体特異的リガンド、例えば、フォレートまたはその誘導体、ペプチド、また、受容体特異的リガンド他の小分子であるか;または抗体、抗原結合断片(fab)、シングルドメイン抗体、オリゴヌクレオチド、ポリペプチドおよび炭水化物から選択されるリガンドである。
上記の任意の実施形態において、Zが末端基である式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーと、Zがリガンドにコンジュゲートさせたリンカーである式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーとを含むこのようなミセルまたは自己集合型粒子は、疎水性セグメントBがポリジメチルシロキサンであり、親水性セグメントCがポリ−2−メチル−オキサゾリンである前記のポリマーを含むことがさらに好ましい。好ましくは、ポリ−2−オキサゾリンホモポリマーCセグメントは5〜30個のモノマー単位を含む。
一実施形態において、上記の一般式(I)の両親媒性ポリマーを含む自己集合型粒子はさらに、式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーを含む。このような、および他の実施形態において、式(II)の両親媒性ポリマーを含む自己集合型粒子は、Bがポリジメチルシロキサンであり、Cがポリ−2−メチル−オキサゾリンであるようなポリマーを含むことが特に好ましい。
またさらなる一実施形態では、自己集合型粒子が独立して、治療用薬剤、診断用薬剤またはオリゴヌクレオチドを含む。換言すると、自己集合型粒子には治療用薬剤、診断用薬剤、オリゴヌクレオチドまたはその組合せ(これらは、物理的に独立している、すなわち、自己集合型粒子自体に共有結合されていない)が組み込まれているか、または負荷されている。
本発明の自己集合型粒子を形成するために式(I)と式(II)の両親媒性ポリマーの種々の組合せが使用され得ることは本発明の範囲内である。特に好ましいのは、両親媒性ポリマーの以下の組合せにより調製される自己集合型粒子である:
(A1)Zが末端基である式(I)の両親媒性ポリマーと同様にZが末端基である式(II)の両親媒性ポリマーとの組合せ。式(I)ポリマーの重量パーセンテージは約1%〜約99%の範囲であり得る。
(B1)Zがリガンドにコンジュゲートさせたリンカーである式(I)または式(II)のいずれかの両親媒性ポリマーをさらに含む上記の両親媒性ポリマー(A1)の組合せ。リガンドがコンジュゲートされたこのさらなる両親媒性ポリマーの重量パーセンテージは好ましくは、両親媒性ポリマーの総重量に対して約1%〜20%である。
(C1)得られる自己集合型粒子が、いずれの両親媒性ポリマーにも共有結合されていない治療用薬剤および/または診断用薬剤を含む上記の両親媒性ポリマー(A1)の組合せ。自己集合型粒子組成物の総重量に対する治療用薬剤の重量パーセンテージは好ましくは約1〜50%である。自己集合型粒子組成物の総重量に対する診断用薬剤の重量パーセンテージは好ましくは約1〜10%である。
(D1)得られる自己集合型粒子がさらに、いずれの両親媒性ポリマーにも共有結合されていない治療用薬剤および/または診断用薬剤を含む上記の組合せB1。両親媒性ポリマーの総重量に対するリガンドがコンジュゲートされた両親媒性ポリマーの重量パーセンテージは好ましくは約1%〜20%である。自己集合型粒子組成物の総重量に対する治療用薬剤の重量パーセンテージは好ましくは約1〜50%である。自己集合型粒子組成物の総重量に対する診断用薬剤の重量パーセンテージは好ましくは約1〜10%である。
上記のすべての実施形態に記載の自己集合型粒子は、好ましくはミセルまたは小胞から選択される。特に好ましいのはミセルである。小胞と比べて、ミセルの方が容易に調製され得、また、薬物封入後、特に、疎水性および/または低水溶性もしくは難水溶性の治療用薬剤の封入において安定であることがわかっている。
ミセルは、疎水性内部と親水性外部を含む自己集合型粒子であることは理解され得る。逆ミセル、すなわち、親水性内部と疎水性外部のものは疎水性溶媒中で形成され得る。バルク溶媒としての水中で所与の濃度(すなわち、臨界ミセル濃度またはCMC)で、本発明の両親媒性ポリマーは凝集および自己集合し始め、規定のミセル構造を形成する。このプロセスは可逆的であり;この濃度より下では、両親媒性ポリマーは大部分が非会合状態となる。種々の形状および幾何的配列が実現可能であり得る(例えば、層状、柱状)が、本発明のミセルは好ましくは、回転楕円体または長円体である。
小胞は、本明細書において理解する場合、二重層膜閉鎖構造と水性封入コンパートメントを含む自己集合型粒子である。小胞の外側の溶媒対向表面と小胞の内側コンパートメント対向表面は、通常、両親媒性ポリマーの親水性セグメントをフィーチャリングする。小胞は単層であってもよい、すなわち、1つの二重層を含んでもよく、多層であってもよい、すなわち、1つより多くの二重層膜を含んでもよい。
記載のように、本発明のミセルおよび小胞は好ましくは、形状が実質的に回転楕円体である。かかるミセルの平均直径は一般的に約20nm〜約150nmの範囲である。両親媒性ポリマーで形成された小胞の平均直径は一般的に40nm〜250nmの範囲である。ミセルのサイズ、形状および幾何構造は当該技術分野で知られた通常の特性評価法、例えば、DLSまたはTEM解析によって調べられ得る。
また、ミセルおよび小胞は、当該技術分野で一般的に知られた方法、例えば、膜水和またはナノ沈殿(これらは以下に実施例のセクションでさらに詳細に記載している)などの方法によっても調製され得る。さらなる一実施形態では、自己集合型粒子は、凍結乾燥またはコロイド分散液から固形粒子を調製するための当該技術分野で一般的に知られた他の方法によって固形粒子またはナノ粒子に変換される。
別の態様では、本発明は、式(I)の両親媒性ポリマーおよびその調製方法、すなわち、一般式(I)
B−(L−A−Z)
の両親媒性ポリマーであって、式中、nが1または2であり、Bが疎水性ポリシロキサンセグメントであり;L、ZおよびAが以下のとおりであるものに関する:
二価のリンカーセグメントLは式:R(Q)で表され、式中、Rは、1〜20個の炭素原子を含むアルキレンまたはアリーレン基およびヘテロ原子O、N、Sのうちの1個以上が介在している1〜20個の炭素原子を含むアルキレンまたはアリーレン基から選択され;Qは、−O−、−S−、−S−S−、−NR−、−NHC(O)−、−C(O)NH−、−OC(O)NH−、−NHC(O)O−、−OC(O)−、C(O)O−、−NHC(O)NH−、−SC(O)−、−C(O)S−、−NHC(S)NH−、
から選択され、ここで、Rは水素またはC1〜C4アルキルであり、uは0、1または2である。
Zは式−X−Qの末端基であり、式中、Xは、−O−、−S−、−NH−、−NR10−、
、−N
から選択され;
は存在しないか、またはH、非置換もしくは置換されたアルキル、アルケニル、アラルキル、アルキニル、ヘテロシクリルもしくはアリール、−C(O)−(CH−COOH、−C(O)O−R10、−(CH−C(O)O−R10、−C(O)R10、−NHC(O)−(CH−N、−(CH−Nもしくは−SR10から選択され、ここで、R10は、非置換または置換されたアルキル、アルケニル、アラルキル基から選択され、qは整数1〜10である。
あるいはまた、Zが、式−L−R11のリガンドにコンジュゲートさせたリンカーであり、式中、Lは、−S−、−O−、−OC(O)−、−OC(O)NH−、−NHC(O)−、−NHC(O)NH、−NHC(S)NH−、−NHC(O)O−、
から選択され、ここで、Qは1個以上の置換基を表し;R11は、小分子、抗体、抗原結合断片(fab)、シングルドメイン抗体、オリゴヌクレオチド、炭水化物から、特に、フォレート、ビオチンまたはペプチドから選択されるリガンドである。
親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAは式(I−a):
のものであり、式中、R、Rは独立して、治療薬、診断薬またはリガンドにコンジュゲートさせたリンカー;およびアミン、アジド、アルキン、アルデヒド、アセタール、アルコール、カルボン酸、活性化カルボン酸、オキシアミン、ケトン、ケタール、エステル、マレイミド、ビニルスルホン、オルトピリジルジスルフィドまたはクロロホルメートから選択される官能基を含むリンカーから選択され;
は独立して、C1〜C20アルキルまたはアラルキル基から選択され;
e、fは、0〜500から独立して選択される整数である、ただし、eおよびfが同時に0として選択されることはないものとし;
pは2〜500から選択される整数であり;
aは、整数e、fおよびpによって規定される単位がランダムに存在するランダムコポリマーを示すranから、または整数e、fおよびpによって規定される単位が連続するセグメントであるブロックコポリマーを示すブロックから選択される。
かかる両親媒性ポリマーの疎水性ポリシロキサンBは好ましくは、式(III)について上記のポリシロキサンまたは関連化合物である。
基RおよびRに関して、これらは好ましくは、治療用薬剤、診断用薬剤またはリガンドにコンジュゲートさせたリンカーを含む。一実施形態では、リンカーは、加水分解性である共有結合、すなわち、加水分解により、好ましくは生理学的条件下で切断され得る共有結合を含む。別の実施形態では、リンカーは、非加水分解性共有結合のみを含む。あるいはまた、RおよびRは、さらに化学修飾され得(すなわち、求核剤または求電子剤との一般的な反応条件下で)、別の化学的実体、例えば、治療用もしくは診断用薬剤またはリガンドとの結合または連結を可能にする官能基を含むリンカーであり得る。好ましい実施形態では、RおよびR部分が、アミン(これは第2級もしくは第3級もしくは第4級)およびアジドから選択される官能基を含む。
は、他方において、好ましくは化学的に不活性な基である、すなわち、これは例えば、RまたはRの化学修飾中に容易に化学反応を受けない、また、RまたはRの潜在的に反応性の官能基(あれば)との化学反応を受けないものである。Rは好ましくはC1〜C20アルキルまたはアラルキル基であり;特に、RはC1〜C10アルキル、例えば、メチルまたはエチルであり得る。一実施形態では、上記の式(I)の両親媒性ポリマーが、式(I−b):
のポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAを含み、
式中、
、LおよびLは独立して、C1〜C20アルキレン、C4〜C12アリーレンおよびヘテロ原子O、N、Sのうちの1個以上が介在しているC1〜C20アルキレンまたはC4〜C12アリーレンから選択され;
12は、−H(H)、−(H)R13、−(R13または−(R1314Xから選択され、ここで、R13、R14は独立して、置換または非置換のC1〜C20アルキルおよび置換または非置換のアラルキルから選択され、Xは負の対イオンである。
この特別な実施形態では、両親媒性ポリマーが、−OH、−NH
−OR15、−NR1516および−SR15から選択される末端基Zもまた含み、ここで、R15およびR16は独立して、非置換または置換されたアルキル、アルケニルおよびアラルキルから選択される。
好ましくは、LおよびLは独立して、C1〜C20アルキルから、特にC3〜C10アルキルから選択される。
さらなる一実施形態では、fが0であり、そのため、Aが、式(I−c):
の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントである。
この場合、ポリ−2−オキサゾリンコポリマーは2種類の2−オキサゾリンモノマーから誘導される。
好ましくは、式(I−b)または式(I−c)のRはC1〜C20アルキルまたはアラルキル基であり;特に、R置換基はC1〜C10アルキル、例えば、メチルまたはエチルであり得る。同様に好ましいのは、LがC1〜C10アルキレン、特にメチレンであり、R12が−H(H)、−(H)R13、−(R13または−(R1314Xであり、ここで、R13、R14が独立して非置換のC1〜C5アルキルから選択される;特にメチルである実施形態である。
式(I−a)、(I−b)または(I−c)の親水性セグメントを含む両親媒性ポリマーについてさらに好ましいものとしては、eが0として選択され、fが1〜20の範囲から選択される実施形態;またはfが0として選択され、eが1〜20の範囲から選択される実施形態が挙げられる。
式(I−b)または式(I−c)のポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAを含む両親媒性ポリマーならびに該ポリマーを含む自己集合型粒子および該ポリマーから調製される自己集合型粒子は、特に、遺伝子送達および遺伝子療法に有用であることがわかっている。またさらなる一実施形態では、かかる両親媒性ポリマーを含む自己集合型粒子はさらに、遺伝子または遺伝子断片または誘導体(例えば、DNA、プラスミド、siRNAなど)を含む。かかる両親媒性ポリマー内のペンダントアミノ官能基は、通常の生理学的条件下では正電荷を有する状態になり得、これは、遺伝物質の組込みに有用である。
また別の実施形態では、上記の式(I)の両親媒性ポリマーは、式(I−d):
の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAを含み、
式中、
18およびR19は独立して、各モノマー単位について、診断用薬剤、治療用薬剤、リガンド、ならびに好ましくは水素、C1〜C20アルキレンおよびC1〜C20アリーレンから選択される置換基から選択される;ただし、少なくとも1つのモノマー単位ではR18および/またはR19が診断用薬剤、治療用薬剤またはリガンドであるものとし;
およびLは独立して、C1〜C20アルキレン、C4〜C12アリーレンおよびヘテロ原子O、N、Sのうちの1個以上が介在しているC1〜C20アルキレンまたはC4〜C12アリーレンから選択され;
は式−R20(Y)の二価のリンカーであり、ここで、R20はC1〜C20アルキレンもしくはアリーレンまたはヘテロ原子O、N、Sのうちの1個以上が介在しているC1〜C20アルキレンもしくはアリーレン基であり;Yは−S−S−、−NHC(O)−、−C(O)NH−、−OC(O)NH−、−NHC(O)O−、−OC(O)−、−OC(O)O−、−C(O)O−、−NHC(O)NH−、−SC(O)−、−C(O)S−、−NHC(S)NH−、−NH−および−C(O)−NH−N=であり、sは0、1または2であり;
tは、0または1の整数から選択され;
Zは、−OH、−NH
−OR16、−NR1617、−SR16から選択される末端基であり、ここで、R16およびR17は独立して、非置換または置換されたアルキル、アルケニルまたはアラルキルから選択される。
各モノマー単位についてR18およびR19が独立して選択されるという言い回しはまた、診断用薬剤、治療用薬剤、リガンドまたは置換基のR18およびR19部分の各々が独立して選択されることも示していることを理解されたい。モノマー単位のR18およびR19部分はリガンド、診断用薬剤または治療用薬剤以外の置換基であり、特に好ましい置換基は水素(H)、C1〜C20アルキレンまたはC1〜C20アリーレンである。
しかしながら、好ましい一実施形態では、整数eおよび/またはfによって規定されるモノマー単位のすべてが、1種類以上の診断用薬剤、治療用薬剤、リガンドまたはその組合せを含み得る。式(I−d)のさらなる一実施形態では、fが0であり、そのため、Aが、式(I−e):
の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントであり、式中、R18は、各モノマー単位について、治療用薬剤もしくは診断用薬剤または治療用薬剤もしくは診断用薬剤以外の置換基から独立して選択される、ただし、少なくとも1つのモノマー単位ではR18が診断用薬剤、治療用薬剤またはリガンドであるものとする。置換基は好ましくは、水素、C1〜C20アルキレンおよびC1〜C20アリーレンから選択される。治療用薬剤は好ましくは、化学療法剤および抗新生物剤、例えば、ドキソルビシンまたはタキソールから選択される。診断用薬剤は好ましくは、蛍光性色素、放射性標識、PETイメージング剤、MRIイメージング剤および増感剤から選択される。一実施形態では、診断用薬剤が光音響イメージング剤から選択される。
一般に、治療用薬剤、例えば薬物と本発明の両親媒性ポリマーとの共有結合またはコンジュゲーションは、ポリマー部分上の活性な化学基と治療用薬剤上の相補的な化学官能基との反応によって行なわれる。選択肢の1つでは、共有結合はリンカー部分(すなわち、L)において行なわれる。好ましくは、Lは、加水分解性結合(これは、多くの場合、インビボ薬物放出に有用である)を含む。好ましい加水分解性結合としては、エステル結合、カルバメート結合、アミド結合、ウレア結合およびチオウレア結合が挙げられる。
式(I−d)のまたさらなる一実施形態では、eが0であり、そのため、Aが、式(I−f):
の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントであり、式中、R19は、各モノマー単位について、治療用薬剤、診断用薬剤または好ましくは水素、C1〜C20アルキレンおよびC1〜C20アリーレンから選択される置換基から独立して選択される、ただし、少なくとも1つのモノマー単位ではR19が診断用薬剤、治療用薬剤またはリガンドであるものとする。治療用薬剤は好ましくは、化学療法剤または抗新生物剤、例えばドキソルビシンまたはタキソールから選択される。診断用薬剤は好ましくは、蛍光性色素、放射性標識、PETイメージング剤、MRIイメージング剤および増感剤から選択される。一実施形態では、診断用薬剤が光音響イメージング剤から選択される。
式(I−d)または(I−e)のコポリマーセグメントは例えば、部分R18が診断用薬剤であるモノマー単位、および部分R18が治療用薬剤であるモノマー単位を含んでもよい。同様に、式(I−d)または(I−f)のコポリマーセグメントもまた、部分R19が診断用薬剤であるモノマー単位、およびR19が治療用薬剤であるモノマー単位を含んでもよい。式(I−d)のコポリマーセグメントの他の実施形態では、整数eによって規定されるモノマー単位が、R18が治療用薬剤であるモノマー単位を含んでもよく、整数fによって規定されるモノマー単位が、R19が診断用薬剤もしくは治療用薬剤以外の置換基であるか、またはR19が診断用薬剤であるモノマー単位を含んでもよい。別の例では、式(I−d)または(I−e)のコポリマーセグメントが、R18が第1の治療用薬剤である整数eによって規定されるモノマー単位ならびにR18が第2の治療用薬剤であるモノマー単位を含んでもよい。
好ましくは、式(I−d)のLおよび式(I−f)のLは、C1〜C20アルキルから、特にC3〜C10アルキルから選択される。式(I)の両親媒性ポリマーは、2つの一般的な方法に従って調製され得る。第1の方法では、親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAと疎水性ポリシロキサンセグメントBを独立して調製し、次いで、ポリマーのそれぞれの末端上の2つの活性な官能基間の反応によって一体に連結させる。この方法の一例では、親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーは末端にアジド官能基を含み、一方、ポリシロキサンセグメントBは末端にアルキニル官能基を含み(またはその逆);セグメントAとBを1,3−双極子付加環化反応(アジド−アルキン1,3−双極子もしくは[3+2]付加環化または「クリック」反応としても知られている)によって連結させる。
式(I)の両親媒性ポリマーの第2の一般的な調製方法では、親水性セグメントAまたは疎水性セグメントBのいずれかを独立して調製し、第2のセグメントの重合において好適な前駆物質および開始剤として使用されるように修飾する。
本発明の一実施形態では、式(I)の両親媒性ポリマーを、該ポリマー鎖の一端または両端が開始剤基、例えば、−Br、−I、−OM(−O−SOCH,メシレート)、−OT(−O−SO−C−p−CHまたはトシレート)、−OTf(−O−SO−CF,トリフレート)で官能基化された疎水性セグメントBから調製する。最も好ましい開始剤基はトリフレートである。次いで、ポリ−2−オキサゾリンポリマーセグメント(1つまたは複数)Aを、この前駆物質(本明細書において、マクロ開始剤とも称する)からリビングカチオン重合プロセスによって調製する。かかるプロセスは、2−オキサゾリンモノマーをマクロ開始剤に添加することによる開始の工程と連鎖生長の工程および求核試薬(例えば、ヒドロキシド、ピペラジンまたはアジドなど)の添加などによる終結の工程を含む。触媒を、この重合プロセスを促進させるために添加してもよい。
これらの方法は、一般式(II)の両親媒性ポリマーの合成にも適用され得る。
該重合プロセスは好ましくは、実質的に不活性な溶媒(例えば、ヘキサン、トルエン、ベンゼン、クロロホルム)または極性非プロトン性溶媒(例えば、酢酸エチル、アセトニトリル、DMF、DMSO、ジクロロメタン)またはその混合物中で行なわれる。該重合のために好ましい溶媒はクロロホルムおよびアセトニトリルである。
上記のように、ポリ−2−オキサゾリンポリマーセグメントを形成するための重合プロセスは、いくつかの様式で行なわれ得る。一実施形態では、2種類以上の適切な2−オキサゾリンモノマーの混合物を疎水性ポリシロキサンマクロ開始剤と反応させ、ランダムコポリマーセグメントを得る。別の実施形態では、ポリ−2−オキサゾリンセグメントAは、適切なポリシロキサン開始剤を用いて第1の2−オキサゾリンモノマーとの重合を開始した後、第1のブロックの重合が終了したときに第2の2−オキサゾリンモノマーを付加することによってブロック状に合成され得る。第2の2−オキサゾリンモノマーの付加により、ポリマー鎖末端でのリビングカチオンによる重合が再開される。反応条件は各工程で異なり得る。どちらのプロセスでも、重合プロセスは求核試薬の付加によって終結される。
好ましい一実施形態では、本発明により、ポリシロキサン開始剤と、少なくとも1種類の2−(アジドアルキル)−2−オキサゾリンモノマーおよび少なくとも1種類の2−アルキル−2−オキサゾリンまたは2−アラルキル−2−オキサゾリンモノマーとのカチオン開環重合の工程を含む、式(I)の両親媒性ポリマーの調製方法を提供する。特に、本発明の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAを含む両親媒性ポリマーは、少なくとも2種類の2−置換−2−オキサゾリン(oxazline)、好ましくは、2−(アジドアルキル)−2−オキサゾリンと2−アルキル−2−オキサゾリンまたは2−アラルキル−2−オキサゾリンモノマーとの、トリフレート官能基化疎水性ポリジメチルシロキサンセグメントBをマクロ開始剤として用いた共重合によって調製され得る。
このような重合プロセスにより得られる両親媒性ポリマーは、さらなる官能基化の点で非常に多用途である。これによりさらに、本発明の自己集合型粒子の調製のため、およびその特性の微調整のための容易なモジュール式アプローチがもたらされる。例えば、ポリ−2−オキサゾリンセグメントは、例えば、リンカーおよび/または活性薬剤、例えば、診断用薬剤、リガンドもしくは治療用薬剤の付加によって修飾され得る。
上記の式(I)の両親媒性ポリマーの調製方法はさらに、アジド還元工程および/またはアルキニル化合物を用いた1,3双極子付加環化工程を含んでもよい。
一般に、アジド官能基を含む両親媒性ポリマーが、アミノ官能基を有する両親媒性ポリマーの前駆物質として使用され得る。当該技術分野で知られた任意のアジド還元の反応または反応条件がこの目的に使用され得ることが想定されるが、穏やかで、両親媒性ポリマーの構造要素(特に、酸不安定性ポリシロキサンセグメント)と適合性である方法が好ましい。チオールは、本発明の両親媒性ポリマーのアジド官能基の還元に特に好適な試薬であることがわかっている。
また、アジド官能部は、アルキニル官能基を含む実体を用いた1,3双極子付加環化のためのパートナーとしても使用され得る。得られたトリアゾール付加物は、両親媒性ポリマーを、例えば活性な医薬用薬剤またはリガンドと共有結合させるための選択的手段として使用され得る。このような反応のための反応条件は、典型的には穏やかであり、したがって、両親媒性ポリマーと感受性または反応性の官能部を含む化合物および分子との選択的カップリングに特に適している。一実施形態では、1,3−双極子付加環化反応は銅触媒型である。触媒は、Cu+、Cu++、例えば、CuI、CuBr、CuSO.5HO、銅錯体から選択され得る。このような反応のための有用な添加剤としては、限定されないが、アスコルビン酸ナトリウム、トリエチルアミン、DIPEA、TBTA(トリス[(1−ベンジル−1H−1,2,3−トリアゾル−4−イル)メチル]アミン)、PMEDTA(N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン)が挙げられる。
本発明者らは、上記のような官能部を含む2−オキサゾリンモノマーによってアジドを共重合プロセスに導入することにより、一般式(I),B−(L−A−Z)の両親媒性ポリマーのさらなる官能基化および多様化のための多用途の手がもたらされることを見出した。かかる両親媒性ポリマーのアジド官能基は、上記の還元および/または1,3−双極子付加環化反応に供され得る。例えば、以下の実施例8に例示するように、式(I−d)のセグメントを含む両親媒性ポリマーを、まず1,3−双極子付加環化工程、次いでアジド還元工程を含む方法に供すると、トリアゾール官能基とアミノ官能基の両方を含む両親媒性ポリマー付加物が得られる。
さらに、式(I−b)または式(I−c)のポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAを含む上記の一般式(I)の両親媒性ポリマーは、式(I−g):
のポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAを含む前駆物質の両親媒性ポリマーから調製され得、
式中、
およびLは独立して、C1〜C20アルキレン、C4〜C12アリーレンおよびヘテロ原子O、N、Sが介在しているC1〜C20アルキレンまたはC4〜C12アリーレンから選択され;
21は、H(H)、H(R22)、(R22および(R2223Xから選択され、ここで、R22およびR23は独立して、置換または非置換のC1〜C20アルキルおよび置換または非置換のアラルキルから選択され、Xは負の対イオンである。
特別な一実施形態では、両親媒性ポリマーが、式(I−h):
の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントを含むものとなるようにfが0であり、Zが、−OH、−N、−NH
−OR16、−NR1617、−SR16
から選択される末端基であり、ここで、R16およびR17は独立して、非置換または置換されたアルキル、アルケニルおよびアラルキルから選択される。
この両親媒性ポリマーのアジド官能部は、例えば、式(I−e)の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAを含む両親媒性ポリマーを得るために、治療用薬剤を本発明の両親媒性ポリマーに共有結合させるための直接的手段としての機能を果たし得る。かかる場合では、含有アルキニル官能基を含むように修飾された治療用薬剤が直接、両親媒性ポリマーに1,3双極子付加環化クリック反応によってコンジュゲートされ得る。
式(I−g)のポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAを含む両親媒性ポリマーのまたさらなる実施形態では、eが0であり、R21がH(H)であり、そのため、Aが、式(I−i)
の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントであり、Zが、−OH、−N、−NH
−OR16、−NR1617、−SR16
から選択される末端基であり、ここで、R16およびR17は独立して、非置換または置換されたアルキル、アルケニルおよびアラルキルから選択される。
式(I−i)のセグメントを含む両親媒性ポリマーの遊離のペンダント第1級アミンは、診断用薬剤または光線力学療法剤とのカップリング反応における求核剤として使用され得る。カップリングに適しており、化学修飾が必要とされない市販の薬剤を直接使用してもよく(例えば、フルオレセインイソシアネート(FITC)、ローダミンイソシアネート)、あるいはまた、診断薬または光線力学療法薬を、両親媒性ポリマーのペンダント第1級アミン部分とのカップリングのための手段がもたらされるように化学修飾してもよい。
上記のように、本発明の両親媒性ポリマーは、基Zを該ポリマーの末端に含み得る。この末端基が−OH、−NHまたは第2級アミンとして選択される場合、これはさらに、リガンドとの試薬補助型カップリング反応における求核パートナーとして使用され得る。あるいはまた、該末端基がアジドである場合、アルキニル官能基を含むように修飾されたリガンドが両親媒性ポリマーの末端に1,3双極子付加環化クリック反応によってコンジュゲートされ得る。
さらなる実施形態、選択肢および/または好ましいものは、以下の実施例および図面によって実例を示す。
両親媒性ポリマーの合成
実施例1
2−(4−アジドブチル)−オキサゾリン(1)の調製
5−ブロモペンタン酸(5.7g,32mmol)のDMF(40ml)溶液に固体のアジ化ナトリウム(3.0g,48mmol)を添加した。反応混合物を70℃まで加熱し、同温度で12時間撹拌した。溶媒を高真空下で除去し、残渣を得た。この残渣をジクロロメタンで希釈し、0.1N HClで洗浄した。水相をジクロロメタンで2回抽出した。合わせた有機相をブラインで洗浄し、NaSO上で乾燥させ、濃縮し、2.75gの5−アジドペンタン酸を黄色油状物として得た。収率:61% 1H NMR(400MHz,CDCl):δ 9.30(br,1H),3.29(t,2H,J=6.5Hz),2.37(t,2H,J=7.1Hz),1.66(m,4H)ppm.
5−アジドペンタン酸(2.75g,19.2mmol)と微量の無水DMFをジクロロメタン(40ml)中に含む溶液を0℃〜4℃まで氷バッチ内でアルゴン下にて冷却した。次いで、塩化オキサリル(4.84g,38.4mmol)の乾燥ジクロロメタン(10ml)溶液を滴下した。反応混合物を同温度で1時間撹拌した。2−クロロエチル−アミン塩酸塩(6.68g,57.6mmol)を乾燥ピリジン(10ml)中に含む別の溶液を添加した。添加後、冷却バッチを取り除いた。混合物を分液漏斗に移し、それぞれ10%HCl水と水で洗浄した。有機相をNaSO上で乾燥させ、エバポレーションによって濃縮し、1.95gの5−アジド−N−(2−クロロエチル)ペンタン−アミドを黄色油状物として得た。収率:50% 1H NMR(400MHz,CDCl)δ 5.95(br,1H),3.60(m,4H),3.30(t,2H,J=6.5Hz),2.25(t,2H,J=7.4Hz),1.73(m,2H),1.65(m,2H)ppm.
5−アジド−N−(2−クロロエチル)ペンタンアミド(1.9g,9.3mmol)の乾燥DMF(20ml)溶液に固体の炭酸カリウム(2.56g,18.6mmol)を添加した。反応混合物を55℃で30時間撹拌した。溶媒をエバポレーションによって除去し、残渣を得た。この残渣を酢酸エチルに溶解させ、濾過し、固形物を酢酸エチルで数回洗浄した。合わせた有機相をエバポレートし、高真空下で一晩乾燥させ、1.55gの化合物(1)をわずかに黄色の油状物として得た。収率:99%.1H NMR(400MHz,CDCl)δ 4.25(t,2H,J=9.4Hz),3.83(t,2H,J=9.4Hz),3.30(t,2H,J=6.4Hz),2.33(t,2H,J=7.2Hz),1.71(m,2H),1.66(m,2H)ppm.
実施例2
の調製
ビス(ヒドロキシアルキル)末端型ポリ(ジメチルシロキサン)(5.6g,1mmol)のトルエン(25mL)溶液に2,6−ルチジン(0.35mL,3mmol)を添加した後、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(0.4mL,2.4mmol)のヘキサン(2.5mL)溶液を氷浴中でアルゴン下にて滴下した。反応混合物を同温度で3時間撹拌した。次いで、溶媒を真空除去し、活性中間体を黄色油状物として得た。この油状物をクロロホルム(15mL)とアセトニトリル(20mL)の混合溶媒に溶解させた。第1のモノマーの2−(4−アジドブチル)−オキサゾール(1.03g,6.1mmol)を室温で添加した。反応混合物を加熱し、60℃で43時間撹拌し、次いで、これを室温まで冷却し、第2のモノマーの2−メチル−オキサゾリン(1.7mL,20mmol)を添加した。反応混合物を再度60℃まで加熱し、同じ温度で48時間撹拌し、次いで、トリエチルアミンの水溶液により室温でクエンチした。溶媒をエバポレーションによって除去し、残渣を得た。この残渣を再生セルロース膜(カットオフは5000ダルトン)での限外濾過により、エタノール/水(80:20,v/v,少なくとも4回。最初は、5mlの飽和NaHCO溶液を添加した)を溶離剤として用いて精製し、6.5gの化合物(2)をわずかに黄色の固形物として得た。収率:78%,1H NMR(400MHz,CDCl)δ 3.30-3.75(m,128H),2.30-2.50(m,12H),2.05-2.21(m,60H),1.50-1.75(m,28H),0.50(m,4H),0.02-0.09(m,444H)ppm.
実施例3
の調製
化合物(3)を、化合物(2)の合成と同様にして調製した。収率75%.1H NMR(400MHz,CDOD)δ 3.40-3.75(m,212H),3.37(m,24H),2.30-2.57(m,20H),2.05-2.19(m,120H),1.58-1.75(m,44H),0.56(m,4H),0.03-0.17(m,444H)ppm.
実施例4
の調製
化合物(2)(840mg,0.1mmol)のメタノール(5mL)溶液にトリエチルアミン(0.56mg,4.0mmol)を室温で添加した後、1,3−プロパンジチオール(0.40mL,4.0mmol)を添加した。反応混合物を室温で12時間撹拌した。溶媒を真空除去し、残渣を得た。この残渣を再生セルロース膜(カットオフは5000ダルトン)での限外濾過により、エタノール/水(80:20,v/v,少なくとも4回)を溶離剤として用いて精製し、560mgの化合物(2)をわずかに黄色の固形物として得た。収率:67%.1H NMR(400MHz,CDOD)δ 3.38-3.79(m,116H),2.68(m,12H),2.30-2.53(m,12H),2.05-2.15(m,60H),1.45-1.70(m,28H),0.57(m,4H),0.03-0.17(m,444H)ppm.
実施例5
の調製
化合物(5)を化合物(3)から、化合物(4)の調製と同様にして調製した。収率:70%.1H NMR(400MHz,CDOD)δ 3.38-3.75(m,212H),2.68(m,20H),2.30-2.53(m,20H),2.05-2.15(m,120H),1.45-1.70(m,44H),0.57(m,4H),0.03-0.17(m,444H)ppm.
実施例6
の調製
化合物(2)(840mg,0.1mmol)のTHF(6mL,使用前にアルゴンで脱気)溶液に3−ジメチルアミノ−1−プロピン(83mg,1.0mL)を室温で添加した。混合物を同じ温度で5分間撹拌した。ナトリウム−L−アスコルベート(15mg,0.08mmol)水溶液(0.5mL)を添加した後、CuSO.5HO(7.5mg,0.03mmol)水溶液(0.5mL)を添加した。反応混合物を室温で24時間撹拌した。溶媒をエバポレーションによって除去し、残渣を得た。この残渣を再生セルロース膜(カットオフは5000ダルトン)での限外濾過により、エタノール/水(80:20,v/v,少なくとも4回)を溶離剤として用いて精製し、780mgの化合物(2)をわずかに黄色の固形物として得た。収率:88%.1H NMR(400MHz,CDOD)δ 7.93(m,6H),4.45(m,12H),3.38-3.75(m,128H),2.30-2.53(m,12H),2.27(s、36H),2.05-2.15(m,60H),1.95(m,12H),1.59(m,16H),0.59(m,4H),0.05-0.11(m,444H)ppm.
実施例7
の調製
化合物(6)(100mg,0.011mmol)のTHF(2mL)溶液にヨウ化メチル(14.2mg,0.10mmol)をアルゴン下で室温にて添加した。混合物を室温で12時間撹拌した。溶媒をエバポレーションによって除去し、残渣を得た。この残渣をヘキサンで2回洗浄した。次いで、これを高真空下で乾燥させ、110mgの化合物(7)を黄色固形物として得た。収率100%.1H NMR(400MHz,CDOD)δ 8.30-8.50(m,6H),4.50-4.80(m,24H),3.38-3.75(m,116H),2.94-3.20(m,54H),2.40-2.60(s、12H),2.05-2.18(m,60H),2.00(m,12H),1.60(m,16H),0.56(m,4H),0.05-0.11(m,444H)ppm.
実施例8
の調製
ポリマー(3)(550mg,0.05mmol)のTHF(4mL)(これは、事前にアルゴン下で20分間脱気した)溶液に3−ジメチルアミノ−1−プロピン(11.4mg,0.13mmol)のt−BuOH(0.3mL)溶液を室温で添加した後、L−アスコルビン酸ナトリウム(5.4mg,0.027mmol)水溶液(0.25mL)とCuSO.5HO(3.4mg,0.014mmol)水溶液(0.25mL)を連続的に添加した。得られた混合物を室温で24時間撹拌した。次いで、溶媒をエバポレーションによって除去し、残渣を得た。この残渣を再生セルロース膜(カットオフは5000ダルトン)での限外濾過により、エタノール/水(80:20,v/v,少なくとも4回)を溶離剤として用いて精製し、500mgの中間体をわずかに黄色の固形物として得た。収率:88%.
この中間体をMeOH(3mL)に室温で溶解させ、TEA(0.2mL,1.44mmol)と1,3−プロパンジチオール(0.15,1.44mmol)を連続的に添加した。得られた混合物を一晩撹拌した。溶媒をエバポレーションによって除去し、残渣を得た。この残渣を再生セルロース膜(カットオフは5000ダルトン)での限外濾過により、エタノール/水(80:20,v/v,少なくとも4回)を溶離剤として用いて精製し、445mgの化合物(8)をわずかに黄色の固形物として得た。収率:89%.1H NMR(400MHz,CDOD)δ 7.93(m,2H),4.43(m,4H),3.40-3.70(m,216H),2.60-2.80(m,16H),2.30-2.55(m,20H),2.25(s、12H),2.05-2.18(m,120H),1.90-2.00(m,4H),1.50-1.70(m,40H),0.59(m,4H),0.05-0.15(m,444H)ppm.
実施例9
の調製
ポリマー(3)(550mg,0.05mmol)のTHF(脱気,4mL)溶液にペント−4−イン酸メチル(84mg,0.75mg)のt−BuOH(0.5mL)溶液を添加した。反応混合物を室温で5分間撹拌した。L−アスコルビン酸ナトリウム(7.5mg,0.04mmol)水溶液(0.25mL)と水性CuSO.5HO(3.75mg,0.015mmol)を連続的に添加した。得られた混合物を室温で12時間撹拌した。溶媒をエバポレーションによって除去し、残渣を得た。この残渣を再生セルロース膜(カットオフは5000ダルトン)での限外濾過により、エタノール/水(80:20,v/v,少なくとも4回)を溶離剤として用いて精製し、430mgの中間体をわずかに黄色の固形物として得た。収率:71%.1H NMR(400MHz,CDOD)δ 7.78(m,10H),4.38(m,20H),3.64(s、30H),3.40-3.70(m,212H),2.97(m,20H),2.70(m,20H),2.30-2.55(m,20H),2.05-2.18(m,120H),1.91(m,20H),1.57(m,24H),0.54(m,4H),0.05-0.15(m,444H)ppm.
中間体ポリマー(430mg,0.036mmol)のエタノール(5mL)溶液に水性NHNH.HO(50〜60%,1mL)を室温で添加した。反応混合物を加熱還流し、12時間撹拌し続けた。その後、反応を室温まで冷却し(これは限外濾過により、エタノール/水(80:20,v/v,少なくとも4回)を溶離剤として用いて直接精製され得る)、310mgのヒドラジン中間体をわずかに黄色の固形物として得た。収率71%.1H NMR(400MHz,CDOD)δ 7.75(m,10H),4.37(m,20H),3.40-3.70(m,212H),2.98(t,20H,J=7.60Hz),2.50(t,20H,J=7.60Hz),2.30-2.60(m,20H),2.05-2.18(m,120H),1.90(m,20H),1.54(m,24H),0.56(m,4H),0.05-0.14(m,444H)ppm.
ヒドラジン中間体(50mg)のメタノール(1.5mL)溶液に固体のドキソルビシン(12mg)を室温でアルゴン下にて添加した。反応混合物を2分間撹拌した。次いで、触媒量のTFAを添加した。反応混合物を室温で48時間撹拌した。溶媒をエバポレーションによって除去し、残渣を得た。この残渣をエタノール(10mL)に溶解させ、溶液を遠心分離した。上清みを収集し、PPT(φ=0.45μm)フィルターに通して濾過し、未反応のドキソルビシンを除去した。合わせた有機溶媒を真空濃縮し、30mgのポリマー−DOX化合物(9)を暗赤色固形物として得た。UVスペクトル測定値およびDOXのUV吸収の標準曲線による計算によって規定されるドキソルビシンの負荷量(DOXの重量/ポリマーの重量)は24%前後である。
実施例10
の調製
ポリマー(4)(82.0mg,0.01mmol)のアセトニトリル(2mL)溶液にDIPEA(0.04mL,0.3mmol)を添加した後、化合物(10A)(60mg,0.09mmol)
を添加した。反応混合物を80℃まで加熱し、同温度で2時間撹拌した。次いで、溶媒をエバポレーションによって除去し、残渣を得た。この残渣を再生セルロース膜(カットオフは10000ダルトン)での限外濾過により、エタノール/水(80:20,v/v,少なくとも4回)を溶離剤として用いて精製し、72mgの化合物(10)を暗緑色固形物として得た。収率:60%.化合物(10)の最大蛍光発光波長を測定すると(励起波長は635nm)705nmであった。
実施例11
の調製
ビス(ヒドロキシアルキル)末端型のポリ(ジメチルシロキサン)(5.6g,1mmol)のトルエン(25mL)溶液に2,6−ルチジン(0.35mL,3mmol)を添加した後、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(0.4mL,2.4mmol)のヘキサン(2.5mL)溶液を氷浴中でアルゴン下にて滴下した。反応混合物を同温度で3時間撹拌した。次いで、溶媒を真空除去し、活性中間体を黄色油状物として得た。この油状物をクロロホルム(15mL)とアセトニトリル(20mL)の混合溶媒に溶解させた。モノマーの2−メチル−オキサゾリン(3.4mL,40mmol)を室温で添加した。反応混合物を再度60℃まで加熱し、同(some)温度で48時間撹拌した。次いで、これをアジ化ナトリウム(2.6g,40mmol)により室温でクエンチした。溶媒をエバポレーションによって除去し、残渣を得た。この残渣を再生セルロース膜(カットオフは5000ダルトン)での限外濾過により、エタノール/水(80:20,v/v,少なくとも4回。最初は、5mlの飽和NaHCO溶液を添加した)を溶離剤として用いて精製し、6.5gの化合物(11)をわずかに黄色の固形物として得た。収率:72%,1H NMR(400MHz,CDCl)δ 3.25-3.70(m,160H),2.05-2.21(m,120H),1.56(m,4H),0.50(m,4H),-0.02-0.20(m,444H)ppm.
実施例12
の調製
ポリマー(11)(440mg,0.05mmol)のDMF(5mL)溶液にN,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA,17.3mg,0.1mmol)を添加した後、フォレート誘導体(12a)(59mg,0.12mmol)
とCuBr(14.3mg,0.1mmol)を連続的に室温でアルゴン下にて添加した。反応混合物を室温で24時間撹拌した。次いで、これを空気に曝露し、溶液を中性アルミナのカラムに通した。DMFを真空除去し、残渣を得た。この残渣を再生セルロース膜(カットオフは5000ダルトン)での限外濾過により、エタノール/水(80:20,v/v,少なくとも4回)を溶離剤として用いて精製し、245mgの化合物(12)をわずかに黄色の固形物として得た。収率:50%.1H NMR(400MHz,CDOD)δ 8.72(m,2H),7.90(m,2H),7.71(m,4H),6,74(m,4H),4.20-4.90(m,14H),3.35-3.70(m,160H),1.90-2.25(m,128H),1.61(m,4H),0.58(m,4H),0.05-0.14(m,444H)ppm.
自己集合型粒子の調製
一般的な調製方法
本発明の両親媒性ポリマー、すなわち、式(I)〜(II)は、自己集合型粒子、特に、ミセルおよび小胞の調製のための成分として使用される。一部の実施形態では、自己集合型粒子が独立した治療用もしくは診断用薬剤またはオリゴヌクレオチドを含む。自己集合型粒子は以下の方法によって得られ得る:
A.ナノ沈殿
1種類以上の両親媒性ポリマー成分を撹拌下で有機溶媒(例えば、エタノール)に溶解させる。次いで、水溶液(例えば、PBS)をこの溶液に滴下する。2時間〜24時間の連続撹拌後、この溶液を規定の孔径のフィルター(例えば、Millex−GV,0.22μm;Millipore)に通して濾過し、均一な自己集合型粒子集団を得る。この方法はミセルの調製に特に好ましい。有機溶媒をエバポレーションによって除去する。さらなる精製をサイズ排除カラム(例えば、セファロース2B)で行なう。
自己集合型粒子溶液中の両親媒性ポリマー成分の最終濃度はCMC(臨界ミセル濃度)〜約50mg/mLの範囲である。
上記の方法に使用される有機溶媒は、限定されないが、水混和性有機溶媒、例えば、極性プロトン性溶媒、例えば、アルコール、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、n−ブタノールまたは極性非プロトン性溶媒、例えば、THF、DMF、1,4−ジオキサン、DMSO、アセトン、アセトニトリル、ジメトキシエタンDMEから選択され得る。上記の方法に使用される水溶液は、限定されないが、二回蒸留水;塩化ナトリウム溶液(例えば、9wt%);生物学的バッファー、例えば、PBSバッファー、Trisバッファー;および他の無機塩溶液、例えば、塩化アンモニウム溶液から選択され得る。
B.膜再水和
1種類以上の両親媒性ポリマーを有機溶媒に溶解させる。この溶媒を高真空下で蒸発させ、得られたポリマー膜を水溶液中で再水和させ、次いで、ポリカーボネートフィルター(例えば、0.2mmの孔径)から押出し、次いで、サイズ排除カラム(例えば、セファロース2B)で精製する。この方法は小胞の調製に特に好ましい。
自己集合型粒子溶液中の両親媒性ポリマー成分の最終濃度はCMC(臨界ミセル濃度)〜約50mg/mLの範囲である。
この方法に使用される有機溶媒は、限定されないが、揮発性有機溶媒、例えば、ジクロロメタン、アセトン、クロロホルム、THF、エタノール、メタノールから選択され得る。この方法に使用される水溶液は、限定されないが、二回蒸留水;塩化ナトリウム溶液(例えば、9wt%);生物学的バッファー、例えば、PBSバッファー、Trisバッファー;および他の無機塩溶液、例えば、塩化アンモニウム溶液から選択され得る。
方法AおよびBはどちらにおいても、独立した治療用診断用の薬剤またはオリゴヌクレオチドが自己集合型粒子内に以下のようにして組み込まれ得る:有機溶媒に可溶性である薬剤(例えば、疎水性薬物、例えば、タキソール)を両親媒性ポリマーの溶解に使用したものと同じ溶媒に溶解させる。水溶性薬剤、例えば、オリゴヌクレオチドは水溶液中に予備溶解させる。
C.固形物再水和(バルク膨潤法)
バルク粉末の形態の1種類以上の両親媒性ポリマーを直接、水溶液に添加する。混合物を、ポリマーの完全な水和が観察されるまで連続撹拌する。次いで、得られた混合物をポリカーボネートフィルター(例えば、0.2mmの孔径フィルター)から押出し、次いで、サイズ排除カラム(例えば、セファロース2B)で精製する。
本発明の自己集合型粒子を、当該技術分野で知られた方法によって特性評価する。動的光散乱(DLS)測定および透過型電子顕微鏡写真(TEM)の解析は、例えば、粒子サイズを測定するために使用され得る。粒子の平均直径はDLSにより測定され得、さらにTEM測定によって確認され得る。DLS測定は、自己集合型粒子試料に対して25℃でMalevern Zetasizer NanoS(ZEN 1600)にて行なう。TEMは、200kVの加速電圧で動作させるFEI CM 200顕微鏡を用いて取得する。TEM解析のため、自己集合型粒子の試料をまず、蒸留水に溶解させ(水中1wt%)、次いで、カーボンで被覆したニトログリセリン膜で覆った銅グリッド上に置き、次いで染色剤を添加する(2%酢酸ウラニル)。
実施例13−両親媒性ポリマー(6)を含むミセル
このミセルを調製するため、5mgの両親媒性ポリマー(6)を撹拌下で50μLのエタノールに溶解させる。この溶液に0.95mLのリン酸緩衝生理食塩水(PBS)を滴下する。2時間の連続撹拌後、この溶液を規定の孔径のフィルター(Millex−GV,0.22μm;Millipore)に通して濾過し、均一なミセル集団を得る。
実施例14−両親媒性ポリマー(6)と(13)を含むミセル
このミセルを調製するため、5mgの両親媒性ポリマー(13)と5mgの両親媒性ポリマー(6)を撹拌下で50μLのエタノールに溶解させる。この溶液に0.95mLのリン酸緩衝生理食塩水(PBS)を滴下する。4時間の連続撹拌後、この溶液を規定の孔径のフィルター(Millex−GV,0.22μm;Millipore)に通して濾過し、均一なミセル集団を得る。
実施例15−両親媒性ポリマー(6)と(13)を含む小胞
この小胞を調製するため、10mgのポリマー(6)と10mgのポリマー(13)を10mLのクロロホルムに溶解させる。溶媒を高真空下で蒸発させて乾燥ポリマー膜を得、得られたポリマー膜を、20mLの1×PBSバッファー(PH=7.4)中で12時間、撹拌しながら再水和させ、次いで、ポリカーボネートフィルター(0.2mmの孔径)から押出し、小胞を得る。
実施例16−両親媒性ポリマー(13)と(12)を含むミセル
このミセルを調製するため、5mgの両親媒性ポリマー(13)と0.5mgの両親媒性ポリマー(12)を撹拌下で50μLのエタノールに溶解させる。この溶液に0.95mLのリン酸緩衝生理食塩水(PBS)を滴下する。6時間の連続撹拌後、この溶液を規定の孔径のフィルター(Millex−GV,0.22μm;Millipore)に通して濾過し、均一なミセル集団を得る。
実施例17−両親媒性ポリマー(13)と(12)を含むパクリタキセル封入ミセル
このミセルを調製するため、5mgの両親媒性ポリマー(13)、0.5mgの両親媒性ポリマー(12)および1.5mgのパクリタキセルを撹拌下で50μLのエタノールに溶解させる。0.95mLのリン酸緩衝生理食塩水(PBS)をこの溶液に滴下する。6時間の連続撹拌後、この溶液を規定の孔径のフィルター(Millex−GV,0.22μm;Millipore)に通して濾過し、均一なミセル集団を得る。このミセルをサイズ排除カラムでさらに精製し、未封入パクリタキセルを除去する(PBSバッファーを溶離剤として使用)。得られた溶液を凍結乾燥させ、固形ナノ粒子を得る。
実施例18−両親媒性ポリマー(9)と(12)を含むミセル
このミセルを調製するため、5mgのポリマー(9)(ドキソルビシンがコンジュゲートされている)、0.5mgのポリマー(12)を撹拌下で50μLのエタノールに溶解させる。0.95mLのリン酸緩衝生理食塩水(PBS)をこの溶液に滴下する。5時間の連続撹拌後、この溶液を規定の孔径のフィルター(Millex−GV,0.22μm;Millipore)に通して濾過し、均一なミセル集団を得る。
実施例19−両親媒性ポリマー(14)と(12)を含むドキソルビシン塩酸塩封入ミセル
このミセルを調製するため、5mgのポリマー(14)、0.5mgのポリマー(12)および1.5mgのドキソルビシン塩酸塩を撹拌下で50μLのエタノールに溶解させる。0.95mLのリン酸緩衝生理食塩水(PBS)をこの溶液に滴下する。6時間の連続撹拌後、この溶液を規定の孔径のフィルター(Millex−GV,0.22μm;Millipore)に通して濾過し、均一なミセル集団を得る。このミセルをサイズ排除カラムでさらに精製し、未封入ドキソルビシンを除去する(PBSバッファーを溶離剤として使用)。得られた溶液を次いで、凍結乾燥させ、固形ナノ粒子を得る。
実施例20−両親媒性ポリマー(12)と(13)を含むローダミンB誘導体封入ミセル
このミセルを調製するため、5mgのポリマー(13)、0.5mgのポリマー(12)および0.1mgのローダミンB誘導体を撹拌下で50μLのエタノールに溶解させる。0.95mLのリン酸緩衝生理食塩水(PBS)をこの溶液に滴下する。6時間の連続撹拌後、この溶液を規定の孔径のフィルター(Millex−GV,0.22μm;Millipore)に通して濾過し、均一なミセル集団を得る。
実施例21−両親媒性ポリマー(4)と(12)を含み、siRNAが封入されたミセル
両親媒性ポリマー(4)と(12)ベースのsiRNA負荷ミセルは水性自己集合によって調製される。ポリマーを各々、撹拌下で200μlのエタノールに溶解させ、2.5%(w/v)溶液を得る。次いで、この2つのポリマー溶液を、所望のN/P比(オリゴヌクレオチドのリン酸基のモルに対するポリマー(4)のアミン基のモルの比)が得られるとともに、両親媒性ポリマー混合物が0.5mol%含有量のポリマー(12)を有するように合わせる。続いて、所望の量のこの混合物を、40pmolのsiRNAを含む100μlの10mM PBSバッファーに添加する。得られた混合物を2分間ボルテックスした後、室温で1時間、穏やかに撹拌する。
実施例22−両親媒性ポリマー(5)と(12)を含みsiRNAが封入されたミセル,標的化遺伝子送達モデル
両親媒性コポリマー(5)と(12)ベースのsiRNA負荷ミセルを、実施例21に記載の方法と同様にして調製した。この2種類のポリマーをエタノールに溶解させ、40pmolのsiRNAを含む100μlの10mM PBS(pH7.4)と穏やかに混合し、所望のN/P比5を得る。得られた混合物を室温で1時間、さらにインキュベートした。
ミセル負荷に使用したsiRNAは、Cy3−蛍光標識された抗GFP siRNA、抗GFP siRNAおよびランダム配列のsiRNA(Microsynth,Balgach,Switzerland)であった。GFP標的化siRNA配列は5−GCA GCA CGA CUU CUU CAA G−3’(センス)および5−CGU CGU GCU GAA GAA GUU C−3’(アンチセンス)である。
得られたミセル(「標的化ミセル」)のゼータ電位を、電気泳動移動度を測定することにより決定した。また、(非標識)siRNAの添加前に形成されたミセルの粒子表面も測定するとわずかに正であり(+4mV)、正電荷のほとんどが外側のPMOXA殻によって遮蔽されていることが示された。siRNAを含むミセル(N/Pを5で調製)は、わずかに正の電荷(+4mV)および小粒径(21±3nmの直径)を有するものであると測定された。ほぼ中性の表面電荷(−10〜+10mVのゼータ電位)を有するナノ粒子は一般的に、インビボでの免疫学的反応に影響を及ぼしにくい。長時間安定性を評価するため、このようなミセルをPBS(pH=7.4)中で37℃にて4日間保存し、サイズとゼータ電位を測定した。試験中、ミセルの平均直径に有意な変化は観察されなかった。
Cy−3蛍光標識siRNA負荷標的化ミセル(両親媒性ポリマー(5)と(12)を含むミセル)ならびに非標的化ミセル(両親媒性ポリマー(5)のみを含むミセル)の細胞内取込み効率を、癌性のフォレート受容体(FR)陽性(HeLa)または正常なFR陰性(HEK293)細胞において試験した。緑色蛍光タンパク質(GFP)発現HeLa細胞を24ウェルプレート(Corning)内で、調製したミセルおよび陽性対照としてのLipofectamin(商標)RNAiMax(製造業者のプロトコルに従って調製)を用いてトランスフェクトした。ウェル内部で複合体を調製した後、細胞(10000細胞/ウェル)と培地を添加した。24時間後に細胞をPBSで洗浄し、37℃でさらに48時間のインキュベーション後、新鮮増殖培地を添加した。標的遺伝子発現の下方調節の定量をウエスタンブロット解析によって解析した。
ウエスタンブロット解析の結果により、24時間のインキュベーション時間後、フォレート受容体標的化ミセルで処理したHeLa細胞内へのCy3蛍光標識siRNAの有意な細胞内取込みが示された。非標的化複合体で処理したHeLa細胞では、Cy3標識siRNAの弱いシグナルが観察された(92±4.2%まで抑制)。正常なFR陰性HEK203細胞では、24時間のインキュベーション後であっても、Cy3標識抗GFP siRNAの有意な細胞内取込みは示されなかった。このような標的化ミセルではGFP発現が69±5.5%まで抑制されることが測定された(すなわち、約31%のノックダウン効率)。
また、ミセルで処理したHeLa細胞のバイアビリティ評価も、種々の濃度において24時間および48時間の期間で調べた。細胞バイアビリティは、50μmの濃度のミセルとの48時間のインキュベーション後、依然として90%より上(未処理細胞の対照と比べて)、すなわち、細胞内取込み実験に使用したものより10倍高いことがわかった。
両親媒性ポリマー(5)にフィーチャリングされた正電荷を有する多数のアミノ基と、負電荷を有するヌクレオチド物質(すなわち、siRNA)との存在によってもたらされる相互作用が効率的な封入を可能にし、それにより前記の遺伝子物質が酵素による分解および他の生理学的プロセスから保護されると考えられる。したがって、上記のように正味中性の電荷、血清中での良好なコロイド安定性および低細胞毒性を有するこのようなミセルは、遺伝子送達のための担体としての使用に好適である。同時に、リガンド標識両親媒性ポリマーも含むこのようなミセルは、siRNAを選択的送達することができ、それによりトランスフェクション効率が改善される。同様の効果が、上記の両親媒性ポリマー(6)、(7)および(8)から調製される自己集合型粒子でも期待され得る。
実施例23−マウスのヒト異種移植片腫瘍の標的化
70wt%の式(15)の両親媒性ポリマーと、腫瘍受容体特異的標的化リガンド、すなわちフォレートを末端の位置に含む20wt%の式(16)の両親媒性ポリマーと、ローダミンB色素を末端の位置に含む10wt%の式(17)の両親媒性ポリマーとを含む標的化ミセルをナノ沈殿法により、記載の一般的な方法および先の実施例、例えば実施例20と同様にして調製した。対照として、90wt%の(15)と10wt%の(17)を含む非標的化ミセルも、かかる方法を用いて調製した。得られたミセルのサイズは、DLSによる測定時、直径がおよそ20〜120nmである。
ヒト腫瘍細胞が移植された実験用マウスの異種移植片がんモデル(ヒト結腸癌LS174マウス異種移植片)を、確立されたプロトコルに従って使用した。異種移植側腹部腫瘍を6〜8週齢のNOD.SCIDマウスにおいて誘導した。腫瘍細胞を収集し、PBSバッファー溶液中で洗浄した。200万個の細胞を含有する100μL容量をマウスの右側腹部に皮下注射した。腫瘤がいずれかの方向において0.5cmの長さに達したら、200μLの上記のようにして調製したリガンド含有蛍光標識ミセル(50mg/kg体重)を尾静脈内に注射した。また、対照として、選択したマウスに非フォレート標的化ミセルを注射した。マウスをNighOWLによって1時間、2時間、4時間、8時間および24時間の間隔でイメージングし(インビボイメージング)、次いで致死させた。また、器官も単離し、イメージングした。
その結果、両親媒性ポリマー(16)を含む標的化ミセルでは、強い取込みが腫瘍境界において観察された(図1,1A);対照的に、葉酸標的化両親媒性ポリマー成分なしで調製した対照ミセルでは弱い取込みしか観察されなかった(図1,1B)。また、蛍光画像のさらなる解析により、非標的化ミセルでは、蓄積が主に腫瘍の境界ゾーンで起こっていたが、標的化ミセルでは、腫瘍内部の深部の位置で向上した取込みが行なわれ得ることも明らかになった。

Claims (22)

  1. 一般式(I):
    B−(L−A−Z)
    (式中
    nは1または2であり;
    Bは疎水性ポリシロキサンセグメントであり;
    は二価のリンカーセグメントであり;
    Aは親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントであり;
    Zは末端基であるか、またはリガンドにコンジュゲートさせたリンカーである)
    で表される両親媒性ポリマーを含む自己集合型粒子。
  2. さらに、式(II):
    B−(L−C−Z)n
    (式中、B、L、Zおよびnは請求項1に規定のとおりであり、
    Cは親水性ポリ−2−オキサゾリンホモポリマーセグメントである)
    で表される少なくとも1種類の両親媒性ポリマーを含む、請求項1に記載の自己集合型粒子。
  3. Zが末端基である式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーを含む自己集合型粒子であって、
    ミセルであり;任意で
    Zがリガンドにコンジュゲートさせたリンカーである式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーを含む、
    自己集合型粒子。
  4. Zが末端基である式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーを含む自己集合型粒子であって、Zが、抗体、抗原結合断片(fab)、シングルドメイン抗体、オリゴヌクレオチド、ポリペプチドおよび炭水化物から選択されるリガンドにコンジュゲートさせたリンカーであるかまたはリンカーが受容体特異的リガンドに、好ましくはフォレートまたはその誘導体にコンジュゲートされている式(II)の少なくとも1種類の両親媒性ポリマーを含む、自己集合型粒子。
  5. 親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAに診断用薬剤、治療用薬剤または抗体、抗原結合断片(fab)、シングルドメイン抗体、オリゴヌクレオチド、ポリペプチドもしくは炭水化物などのリガンドがコンジュゲートされている、請求項1または2に記載の自己集合型粒子。
  6. 親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAが少なくとも2種類の2−置換−2−オキサゾリンモノマーの共重合により得られ得るものであり、該モノマーの少なくとも1種類が2−アルキル−2−オキサゾリンまたは2−アリール−2−オキサゾリンである、請求項1、2または5に記載の自己集合型粒子。
  7. 一般式(I)の両親媒性ポリマーの疎水性ポリシロキサンセグメントBがポリジメチルシロキサンセグメントであり;
    ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントAが少なくとも1つのポリ−2−メチル−オキサゾリンブロックを含み、 Zが末端基である、
    請求項1、2、5または6のいずれかに記載の自己集合型粒子。
  8. 式(II)の両親媒性ポリマーの疎水性ポリシロキサンセグメントBがポリジメチルシロキサンであり、
    Cがポリ−2−メチル−オキサゾリンである、
    請求項2、3、4または7に記載の自己集合型粒子。
  9. ミセルもしくは小胞であるか、またはミセルである、請求項1〜8のいずれかに記載の自己集合型粒子。
  10. 独立して、治療用薬剤、診断用薬剤もしくはオリゴヌクレオチドまたはその組合せを含む、請求項1〜9のいずれかに記載の自己集合型粒子。
  11. 一般式(I)
    B−(L−A−Z)
    の両親媒性ポリマーであって、
    式中、B、L、A、Zおよびnは請求項1に規定のとおりであり、ここで、
    (a)Lは式R(Q)であり、ここで、
    は、1〜20個の炭素原子を含むアルキレンまたはアリーレン基およびヘテロ原子O、N、Sのうちの1個以上が介在している1〜20個の炭素原子を含むアルキレンまたはアリーレン基から選択され;
    Qは、−O−、−S−、−S−S−、−NR−、−NHC(O)−、−C(O)NH−、−OC(O)NH−、−NHC(O)O−、−OC(O)、C(O)O−、−NHC(O)NH−、−SC(O)−、−C(O)S−、−NHC(S)NH−、
    (式中、Rは水素またはC1〜C4アルキルであり、uは0、1または2である)
    から選択され;
    (b)Zは、式−X−Qの末端基であるか、または式−L−R11のリガンドにコンジュゲートさせたリンカーであり、ここで、
    は、−O−、−S−、−NH−、−NR10−、
    −N
    から選択され;
    は存在しないか、またはH、非置換もしくは置換されたアルキル、アルケニル、アラルキル、アルキニル、ヘテロシクリル、アリール、−C(O)−(CH−COOH、−C(O)O−R10、−(CH−C(O)O−R10、−C(O)R10、−NHC(O)−(CH−N、−(CH−Nもしくは−SR10から選択され、ここで、R10は非置換または置換されたアルキル、アルケニルまたはアラルキル基であり、qは整数1〜10であり;
    は−S−、−O−、−OC(O)−、−OC(O)NH−、−NHC(O)−、−NHC(O)NH、−NHC(S)NH−、−NHC(O)O−、
    または
    であり、ここで、Qは1個以上の置換基を表し;
    11は、小分子、抗体、抗原結合断片(fab)、シングルドメイン抗体、オリゴヌクレオチド、炭水化物から選択されるリガンド、特に、フォレート、ビオチンまたはペプチドから選択されるリガンドであり;
    (c)Aは、式(I−a):
    (式中
    およびRは独立して、治療用薬剤、診断用薬剤、リガンドにコンジュゲートさせたリンカーならびにアミン、アジド、アルキン、アルデヒド、アセタール、アルコール、カルボン酸、活性化カルボン酸、オキシアミン、ケトン、ケタール、エステル、マレイミド、ビニルスルホン、オルトピリジルジスルフィドおよびクロロホルメートから選択される官能基を含むリンカーから選択され;
    はC1〜C20アルキルまたはアラルキル基であり;
    eおよびfは0〜500から独立して選択される整数である、ただし、eおよびfが同時に0として選択されることはないものとし;
    pは2〜500から選択される整数であり;
    aは、ranおよびブロックから選択され、ここで、ranは、整数e、fおよびpによって規定される単位がランダムに存在するランダムコポリマーを示し、ブロックは、整数e、fおよびpによって規定される単位が連続するセグメントであるブロックコポリマーを示す)
    の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントである
    両親媒性ポリマー。
  12. Aが、式(I−b):
    (式中 L、LおよびLは独立して、C1〜C20アルキレン、C4〜C12アリーレンおよびヘテロ原子O、N、Sのうちの1個以上が介在しているC1〜C20アルキレンまたはC4〜C12アリーレンから選択され; R12は、−H(H)、−(H)R13、−(R13および−(R1314Xから選択され、ここで、R13およびR14は独立して、置換または非置換のC1〜C20アルキルおよび置換または非置換のアラルキルから選択され、Xは負の対イオンであり;
    Zは、−OH、−NH
    −OR15、−NR1516および−SR15から選択される末端基であり、ここで、R15およびR16は独立して、非置換または置換されたアルキル、アルケニルおよびアラルキルから選択される)
    の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントである、請求項11に記載の両親媒性ポリマー。
  13. fが0であり、Aが、式(I−c):
    の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントである、請求項12に記載の両親媒性ポリマー。
  14. Aが、式(I−d):
    (式中、 R18およびR19は独立して、各モノマー単位について、診断用薬剤、治療用薬剤、リガンド、および好ましくは水素、C1〜C20アルキレン、C1〜C20アリーレンから選択される置換基から選択される、ただし、少なくとも1つのモノマー単位ではR18および/またはR19が診断用薬剤、治療用薬剤またはリガンドであるものとし; LおよびLは独立して、C1〜C20アルキレン、C4〜C12アリーレンおよびヘテロ原子O、N、Sのうちの1個以上が介在しているC1〜C20アルキレンまたはC4〜C12アリーレンから選択され; Lは式−R20(Y)の二価のリンカーであり、ここで、R20は、C1〜C20アルキレンもしくはアリーレン、またはヘテロ原子O、N、Sのうちの1個以上が介在しているC1〜C20アルキレンもしくはアリーレンであり;Yは−S−S−、−NHC(O)−、−C(O)NH−、−OC(O)NH−、−NHC(O)O−、−OC(O)−、−OC(O)O−、−C(O)O−、−NHC(O)NH−、−SC(O)−、−C(O)S−、−NHC(S)NH−、−NH−および−C(O)−NH−N=であり、sは0、1または2であり; tは、0または1の整数から選択され; Zは、−OH、−NH
    −OR16、−NR1617、−SR16から選択される末端基であり、ここで、R16およびR17は独立して、非置換または置換されたアルキル、アルケニルおよびアラルキルから選択される)
    の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントである、請求項11に記載の両親媒性ポリマー。
  15. fが0であり、Aが、式(I−e):
    (式中、 R18は、各モノマー単位について、好ましくは化学療法剤または抗新生物剤、例えばドキソルビシンまたはタキソールから選択される治療用薬剤;好ましくは蛍光性色素、放射性標識、PETイメージング剤、MRIイメージング剤および増感剤から選択されるか、または光音響イメージング剤から選択される診断用薬剤;好ましくは水素、C1〜C20アルキレンおよびC1〜C20アリーレンから選択される置換基から独立して選択される;
    ただし、少なくとも1つのモノマー単位ではR18が治療用薬剤または診断用薬剤であるものとする)
    の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントである、請求項14に記載の組成物。
  16. eが0であり、Aが、式(I−f):
    (式中、 R19は、各モノマー単位について、好ましくは化学療法剤もしくは抗新生物剤、例えばドキソルビシンもしくはタキソールから選択される治療用薬剤;好ましくは蛍光性色素、放射性標識、PETイメージング剤、MRIイメージング剤および増感剤から選択されるか、もしくは光音響イメージング剤から選択される診断用薬剤;または好ましくは水素、C1〜C20アルキレンおよびC1〜C20アリーレンから選択される置換基から独立して選択される;
    ただし、少なくとも1つのモノマー単位ではR19が治療用薬剤または診断用薬剤であるものとする)
    の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントである、請求項14に記載の両親媒性ポリマー。
  17. ポリシロキサン開始剤と、少なくとも1種類の2−(アジドアルキル)−2−オキサゾリンモノマーおよび少なくとも1種類の2−アルキル−2−オキサゾリンまたは2−アラルキル−2−オキサゾリンモノマーとのカチオン開環重合の工程を含む、請求項11に記載の両親媒性ポリマーの調製方法。
  18. さらに、アジド還元工程および/またはアルキニル成分との1,3双極子付加環化工程を含む、請求項17に記載の方法。
  19. Aが、式(I−g):
    (式中、 LおよびLは独立して、C1〜C20アルキレン、C4〜C12アリーレンおよびヘテロ原子O、N、Sのうちの1個以上が介在しているC1〜C20アルキレンまたはC4〜C12アリーレンから選択され; R21は、H(H)、H(R22)、(R22または(R2223Xから選択され、ここで、R22およびR23は独立して、置換または非置換のC1〜C20アルキルおよび置換または非置換のアラルキルから選択され、Xは負の対イオンである)
    の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントである、請求項11に記載の両親媒性ポリマー。
  20. fが0であり;
    Aが、式(I−h):
    の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントであり、 Zが、−OH、−N、−NH
    −OR16、−NR1617、−SR16
    から選択される末端基であり、ここで、R16およびR17は独立して、非置換または置換されたアルキル、アルケニルおよびアラルキルから選択される、
    請求項19に記載の両親媒性ポリマー。
  21. eが0であり、 R21がH(H)であり、 Aが、式(I−i)
    の親水性ポリ−2−オキサゾリンコポリマーセグメントであり、
    Zが、−OH、−N、−NH
    −OR16、−NR1617、−SR16
    から選択される末端基であり、ここで、R16およびR17は独立して、非置換または置換されたアルキル、アルケニルおよびアラルキルから選択される、
    請求項19に記載の両親媒性ポリマー。
  22. Zが、請求項11において規定した末端基であるか、または小分子、抗体、抗原結合断片(fab)、シングルドメイン抗体、オリゴヌクレオチド、ポリペプチドおよび炭水化物から選択されるリガンドにコンジュゲートさせたリンカーである、請求項1〜10のいずれかに記載の自己集合型粒子。
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