JP2020532505A - 薬剤の送達のための組成物および方法 - Google Patents

薬剤の送達のための組成物および方法 Download PDF

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Abstract

抗がん剤または他の活性薬剤を対象に送達するためのナノ粒子およびミクロスフェアが提供される。ナノ粒子およびミクロスフェアは、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質またはそのアナログを含むコーティングまたは殻によって包含されるコアから形成される。ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質は、少なくとも1つのアルブミン(またはそのアナログ)部分、少なくとも1つのソマトスタチン部分(例えば、SST-14、SST-28)、ならびにアルブミンをアルブミンに、ソマトスタチンをソマトスタチンに、および/またはアルブミンをソマトスタチン部分に接続する少なくとも1つのスペーサーを含む。【選択図】 図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2017年8月25日に出願された米国仮特許出願第62/550,535号の利益を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれるものとする。
技術分野
本発明は、粒子の形態で封入された薬理活性成分を含む組成物に関する。特に、薬学活性成分は、アルブミンドメインと、ソマトスタチンドメインとを含む組換え融合タンパク質を含む生体適合性ポリマー殻中に封入される。
多くの抗がん剤の治療効能は、腫瘍部位への十分な局部送達の達成を前提にしている。多くのがん化学療法剤は、in vitroでは非常に有効であるが、in vivoではそれほど有効ではないことが示されている。この格差は、部分的には、治療レベルで腫瘍部位に薬物を送達する際の困難性および有効な処置を提供するために高いパーセンテージの腫瘍細胞クリアランスの必要性に起因すると考えられる(Jain, 1994, Scientific American 271(1):58-65; Tannock, 1998, Lancet. 351 Suppl 2:SII9-16)。治療分子、サイトカイン、抗体、およびウイルスベクターは、血管壁を横断する困難性のため、腫瘍に影響を及ぼすその能力が限られることが多い(Yuan, 1998, Seminars in Radiation Oncology 8(3): 164-175)。不十分な特異的送達は、現在のがん化学療法に関して頻繁に観察される低い治療指数をもたらし得る。
ソマトスタチン(「SST」)は、様々な内分泌および非内分泌組織によって分泌されるポリペプチドホルモンであり、身体中に広く分布している。ソマトスタチンは、下垂体、膵臓、および胃腸ホルモン分泌放出、ならびにサイトカイン産生、腸運動および吸収、血管収縮、および細胞増殖を阻害する。最近の研究により、SSTが、内分泌系のある特定のがんのための処置、腫瘍増殖の阻害、内分泌腫瘍、ならびに乳がん、結腸直腸がん、肝臓がん、肺がん、内分泌がん、神経内分泌がん、膵がんおよび前立腺がんなどの他の多くの固形腫瘍の増殖の阻害として有用であることが見出された。さらに、Wangberg, 1997, The Oncologist 2:50-58によって報告されたように、SSTは、SSTおよびSSTの治療的アナログが優先的に結合するSST受容体を発現する、神経内分泌腫瘍を含むある特定の腫瘍に選択的に結合するであろう。
ソマトスタチン分子は、2つの生物学的に活性な形態：環状テトラデカペプチドであるソマトスタチン-14(SST-14)、およびSST-14のN末端伸長型であるソマトスタチン-28(SST-28)を有する。SST-14は、3位と14位のシステインの間のジスルフィド結合を含有する、長さ14残基の環状ペプチドである。SST-28は、タンパク質分解的に切断されてSST-14を生成する、同じ前駆体のN末端伸長型(28残基)である。2つの形態のソマトスタチンは類似する活性を有するが、それらのそれぞれの効力および組織学的特徴は異なる。例えば、SST-14は、グルカゴンおよびガストリンのより顕著な阻害を示すが、SST-28は、増殖ホルモンおよびインスリン作用のより顕著な阻害を示す。両形態のソマトスタチンは、標的細胞上のSST受容体を介して、および細胞内経路を介してそれらのそれぞれの生物学的機能を発揮する。5つのサブタイプのソマトスタチン受容体(SSTR1〜5)が認識されており、SSTR2の2つのスプライスバリアント：SSTR2AおよびSSTR2Bは、異なるカルボキシル末端を有する。
ある特定の過剰分泌性内分泌障害の処置におけるソマトスタチンの有益な効果、および腫瘍に対するその抗増殖効果が、よく認識されている。しかしながら、in vivoでのソマトスタチンの半減期は、酵素分解およびエンドサイトーシスのためわずか2〜3分であり、ソマトスタチンの臨床的有用性を制限している。過去10年で、いくつかの安定なソマトスタチンアナログが開発されてきた。例えば、オクトレオチドおよびランレオチドは、増殖ホルモン(GH)分泌性アデノーマおよびカルチノイドの処置において用いられる。
米国特許第5,439,686号は、生体適合性ポリマー、例えば、アルブミンなどのタンパク質を含む外殻を有する粒子内に製剤化され、その粒子が生体適合性の液体中に懸濁された、パクリタキセル(Taxol(登録商標))などの、実質的に水不溶性の成分を記載した。
2016年2月26日の国際出願日を有する共同所有された国際特許出願第PCT/US2016/019950号、および2016年8月26日に出願された、共同所有された米国特許出願第15/249,346号は、アルブミン部分と、ソマトスタチン部分とを含有し、これらの部分がスペーサーを介して接続された、安定な組換え融合タンパク質を記載している。この融合タンパク質は、ソマトスタチンに応答する腫瘍を処置するか、または下方調節するための安定なソマトスタチンアナログを提供する利益を有する。しかしながら、この開発にも拘わらず、ソマトスタチン活性の利益と、他の型の抗がん剤を含む他の治療または診断部分とを組み合わせる組成物の長年にわたる必要性が当業界で依然として存在する。
米国特許第5,439,686号 PCT/US2016/019950号 米国特許出願第15/249,346号
Jain, 1994, Scientific American 271(1):58-65; Tannock, 1998, Lancet. 351 Suppl 2:SII9-16 Yuan, 1998, Seminars in Radiation Oncology 8(3): 164-175 Wangberg, 1997, The Oncologist 2:50-58
したがって、本発明は、薬理活性成分、または診断成分と、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質を含むポリマー殻とを含む粒子を提供する。
本発明のある特定の実施形態においては、ポリマー殻は、薬理活性剤を実質的に含有する。
本発明の他の実施形態においては、ポリマー殻は、約5重量パーセント〜約100重量パーセントのソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質(「SST融合タンパク質」)を含むか、またはポリマー殻は、約65重量パーセント〜約95重量パーセントのソマトスタチン-アルブミンタンパク質を含む。ある特定の態様では、粒子中での、SST融合タンパク質と、薬理活性成分、または診断成分との重量比は、約20：1〜1：20である。
本発明の別の実施形態においては、粒子は、抗がん剤である薬理活性成分をさらに含む。例えば、抗がん剤は、窒素マスタード、ニトロソウレア、エチレンイミン、アルカンスルホネート、テトラジン、白金化合物、ピリミジンアナログ、プリンアナログ、代謝拮抗物質、葉酸アナログ、アントラサイクリン、タキサン、ビンカアルカロイド、トポイソメラーゼ阻害剤、ホルモン剤、およびそれらの組合せからなる群から選択される。例えば、抗がん剤がタキサンである場合、タキサンは、パクリタキセル、ドセタキセル、カンプトテシン、カバジタキセル、タキシニン、セファロマニン、ならびにそれらのアナログおよび誘導体からなる群から選択されてもよい。
好ましくは、本発明のソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質は、
機能し得る形で接続された、SST；
L；および
ALB
(式中、
Lは、任意の順序でSSTとALBを接続し、
SSTは、ソマトスタチン、そのアナログまたは誘導体であり；
Lは、スペーサーまたはリンカーであり；および
ALBは、アルブミン、そのアナログまたはバリアントである)
を含む。
特定の実施形態においては、融合タンパク質は、
SST-(L)x1-ALB (I);
ALB-(L)x1-SST (II);
[SST-(L)x1]y1-ALB (III);
ALB-[(L)x1-SST]y1 (IV);
[SST-(L)x1]y1-ALB-[(L)x2-SST]y2 (V);
[SST-(L)x1]y1-ALB-[(L)x2-SST]y2-(L)x3-ALB (VI);
[SST-(L)x1]y1-ALB-[(L)x2-SST]y2-(L)x3-ALB-[(L)x4-SST]y3 (VII);
ALB-(L)x1-[SST-(L)x2]y1-ALB (VIII);
ALB-(L)x1-[SST-(L)x2]y1-ALB-[(L)x3-SST]y2-(L)x1-ALB (IX); および
ALB-(L)x1-[SST-(L)x2]y1-ALB-[(L)x3-SST]y2-(L)x1-ALB-[(L)x4-SST]y3 (X)
(式中、x1、x2、x3、x4、y1、y2、またはy3は、独立に0または1〜10から選択される整数である)
からなる群から選択される。
本発明の粒子は、SSTが天然のものであるか、または合成的に製造された融合タンパク質を含む。本発明の特定の実施形態においては、融合タンパク質のSSTは、それぞれ、配列番号17もしくは18によって表されるSST-14もしくはSST-28をコードする配列、またはこれらの配列のいずれかに対する少なくとも85%の同一性を有する配列の1つ以上のタンデムリピートを含む。例えば、融合タンパク質のSSTは、SST-14またはSST-28である。
さらに、融合タンパク質は、可撓性であるか、またはアルファヘリックス構造であるポリペプチドリンカーまたはスペーサーである、リンカーLを含む。特定の実施形態においては、Lは、2〜100個のアミノ酸を有するペプチドである。さらなる実施形態においては、Lは、少なくとも1つのGGGGS、A(EAAAK)4A、(AP)nドメイン、(G)8、もしくは(G)5、またはその任意の組合せ(式中、nは、10〜34から選択される整数である)を含有するペプチドである。
融合タンパク質はまた、哺乳動物血清アルブミン(ALB)を含む。特定の実施形態においては、ALBは、例えば、配列番号25に記載のALB、またはそれに対する少なくとも85%の配列同一性を有するタンパク質配列を含む、哺乳動物血清アルブミンである。
本発明の特定の実施形態においては、x1、x2、x3、x4は、それぞれ独立に、1〜5から選択される整数である、および/またはy1、y2、y3は、それぞれ独立に、1〜5から選択される整数である。
さらなる実施形態においては、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質は、ジスルフィド結合によって実質的に架橋され、例えば、ジスルフィド結合は、超音波処理によって形成される。
本発明の粒子は、場合により、ポリマー殻の最も大きい断面の寸法が、約1ミクロン〜0.01ミクロンであるように調製される。あるいは、本発明の粒子は、場合により、ポリマー殻の最も大きい断面の寸法が、約0.4ミクロン〜0.01ミクロンであるように調製される。
ある特定の実施形態においては、薬理活性剤を中に含有するポリマー殻は、生体適合性水性液体または生体適合性分散剤中に懸濁される。
特に、生体適合性分散剤は、大豆油、ココナッツ油、オリーブ油、紅花油、綿実油、4〜30個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式、もしくは芳香族炭化水素、2〜30個の炭素原子を有する脂肪族もしくは芳香族アルコール、2〜30個の炭素原子を有する脂肪族もしくは芳香族エステル、2〜30個の炭素原子を有するアルキル、アリール、もしくは環式エーテル、場合により2個以上のハロゲン置換基を有してもよい、1〜30個の炭素原子を有するハロゲン化アルキルもしくはアリール、3〜30個の炭素原子を有するケトン、ポリアルキレングリコール、またはそれらのいずれか2つ以上の組合せから選択される。
本発明の別の実施形態においては、粒子は、診断成分をさらに含む。診断剤は、場合により、超音波造影剤、放射線造影剤、磁気共鳴画像造影剤、およびその組合せからなる群から選択される。
さらなる実施形態においては、本発明は、実質的に水不溶性医薬品の、それを必要とする対象への送達のための方法であって、それを必要とする前記対象に、有効量の本発明の粒子を投与することを含む、方法も提供する。
さらなる実施形態においては、本発明は、薬学活性成分を含む粒子を調製するための方法であって、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質と、薬学活性剤とを含有する水性媒体を、ジスルフィド結合によるソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質の架橋を促進するのに十分な時間にわたって剪断条件にかけて、薬学活性剤を中に含有するポリマー殻を製造することを含む、方法も提供する。薬学活性剤は、場合により、分散剤中に分散される。剪断条件は、例えば、約10〜100,000psiの範囲の静的混合、高圧ホモジェナイゼーション、マイクロ流動化条件下で、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質と、薬学活性剤とを含有する水性媒体をホモジェナイズすることによって提供される。
薬学活性成分は、場合により、窒素マスタード、ニトロソウレア、エチレンイミン、アルカンスルホネート、テトラジン、白金化合物、ピリミジンアナログ、プリンアナログ、代謝拮抗物質、葉酸アナログ、アントラサイクリン、タキサン、ビンカアルカロイド、トポイソメラーゼ阻害剤、ホルモン剤、およびそれらの組合せからなる群から選択される、水溶性または水不溶性である抗がん剤である。特に、抗がん剤は、例えば、パクリタキセルまたはドセタキセルである。
さらなる実施形態においては、本発明の粒子を調製する場合、剪断条件は、例えば、約2秒〜5分の期間にわたる、約50〜200ワット/cm2の範囲の音響出力を含む高強度超音波によって提供される。
本発明の好ましい態様においては、本発明の粒子は、腫瘍ソマトスタチン受容体を介して腫瘍細胞に選択的に結合する。
本発明をより完全に理解するために、以下の用語を、以下に定義する。
本発明は、薬物送達のための、小さいサイズの粒子、すなわち、「ミクロスフェア」および/または「ナノ粒子」を広く提供する。ミクロスフェアおよびナノ粒子は、含まれる粒子の平均断面直径に基づいて定義される。
本明細書で用いられる用語「ミクロン」とは、ミリメートルの1000分の1(1μm)または1000nmの測定単位を指す。
本発明による「ミクロスフェア」は、ポリマー殻カバーと、全体的または部分的に、1つ以上の活性薬剤を含むコアとを含む、約1μm〜約1000μmの範囲の断面直径を有する本発明の粒子である。
本発明による「ナノ粒子」は、約0.001μm〜約1μmの範囲の平均横断直径を有する粒子と本明細書で広く定義される。
ミクロスフェアは、ナノ粒子よりも大きく、粒子あたりより多くの活性薬剤を送達する一般的な利点および活性薬剤の長期的放出または制御放出を提供する能力を有し、組織への注射によって、例えば、皮下または筋肉内注射として、容易に投与することができる。しかしながら、ミクロスフェアは、静脈内投与にとってある特定の欠点、例えば、注射後に凝集するか、または塊(クランプ)を形成する傾向を有し、より大きいミクロスフェアについては、毛細血管床を通って循環する際に潜在的な困難性を有する。ナノ粒子、特に、0.4μmより小さいものは、特に、静脈内注射についてミクロスフェアと比較して利点を有し、例えば、ナノ粒子は、凝集する可能性が低く、細網内皮系(RES)を回避する可能性がより高く、飲作用を介して細胞に進入することができ、固形腫瘍における増強された透過性および保持(EPR)の効果に基づいて腫瘍組織を標的化し、そこに蓄積する利点を有する。EPR効果は、ポリマー殻のSST融合タンパク質成分の、SST受容体を提示するこれらの腫瘍への選択的結合および標的化に対して追加的なものである。
また、「a」、「an」および「the」などの単数形が、便宜上、本出願を通して使用されるが、本文または明確な陳述が別途指摘する場合を除いて、単数形は複数を含むことが意図されることも理解されるべきである。
全ての数値範囲は、その数値範囲内のありとあらゆる数値点を含むと理解されるべきであり、ありとあらゆる数値点を個別に記載するものと解釈されるべきである。同じ成分または特性に向けられる全ての範囲の終点（エンドポイント）は、包括的であり、独立に組み合わせることができることが意図される。
本明細書で用いられる用語「約」は、報告された数値の10%以内、好ましくは、報告された数値の5%以内を意味する。
語句「本質的にからなる」は、組成物または方法が、さらなる成分および/またはステップを含んでもよいが、さらなる成分および/またはステップが、特許請求された組成物または方法の基本的かつ新規な特徴を実質的に変化させない、すなわち、さらなる成分および/またはステップが、特許請求された組成物または方法にとって何の意味もない材料である場合に限ることを意味する。
本明細書で用いられる用語「生体適合性」は、それが導入される生物系を、いかなる有害な方法でも感知できるほど変化させない、またはそれに影響しない物質を記載する。
本明細書で使用される場合、本発明の粒子、および1種以上の他の活性薬剤と「同時投与される」または「同時投与」という用語は、粒子と同時に投与されるにしろ、粒子の投与の前または後に投与されるにしろ、対象への、本発明の粒子と一緒の、そのような他の活性薬剤の投与を包含することが意図される。広くは、本発明の粒子は、1種以上の活性薬剤を送達し、そのような活性薬剤または複数の薬剤は、本発明の粒子中に含有されない1種以上の他の活性薬剤も投与される対象に投与される場合に協調効果および/または相乗効果を提供することができる。
本明細書で用いられる場合、用語「対象（被験体）」は、本発明の粒子が投与される任意の動物を指すことを意味し、好ましくは、動物は、哺乳動物である。動物対象は、ヒト対象、または非ヒト対象を含んでもよい。限定されるものではないが、非ヒト、または動物対象は、例えば、家畜または野生動物のケアまたは処置の過程の間に本発明の粒子を投与することができる任意の動物である。非ヒト対象は、好ましくは、イヌ属のメンバー(イヌ、オオカミ、コヨーテ、およびジャッカル)、ネコ属のメンバー(例えば、イエネコ)、ラクダ属のメンバー(ラクダ)、ウマ属のメンバー(例えば、ウマ、ロバ、およびシマウマ)、ヤギ亜科のメンバー(ヒツジおよびヤギ)ならびに/またはウシ亜科のメンバー(家畜化されたウシ、バイソン、アフリカバッファロー、水牛、ヤク、ならびにヨツヅノレイヨウおよび巻き角レイヨウなどの有蹄類)などの、家畜化された哺乳動物を含む。非ヒト対象はまた、例えば、農業化された家禽、例えば、ニワトリ、アヒル、シチメンチョウ、ガチョウ、ダチョウなど、ならびに/またはフィンチおよび/もしくはオウム目のメンバー、例えば、オウムおよびインコなどのペット鳥類などの家畜化された鳥類を含むことも企図される。
本発明を以下に詳細に説明する前に、本明細書に記載される特定の方法、プロトコールおよび試薬は変化してもよいため、本発明がこれらに限定されないことが理解されるべきである。また、本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態のみを記載するためのものであり、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるであろう、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことも理解されるべきである。別途定義されない限り、本明細書で使用する全ての技術用語および科学用語は、当業者が一般に理解するものと同じ意味を有する。
図1は、in vitroでのソマトスタチン(SST)-ヒト血清アルブミン(HSA)パクリタキセル粒子およびアブラキサン粒子からのパクリタキセルの放出プロファイルを示す。時間(時間)はX軸に沿い、放出率はY軸に沿う。菱形(◆)で標識された曲線は、SST-HSA粒子からのパクリタキセルの放出を示す。四角(■)で標識された曲線は、アブラキサンの放出を示す。
本発明は、少なくとも1種の活性薬剤（活性物質）と、該活性薬剤の周囲を含み、それを封入するポリマー殻とを含有する粒子を提供する。場合により、活性薬剤の一部は、媒体に露出するか、またはポリマー殻の外側にある。ポリマー殻は、全体的または部分的に、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質を含む。一実施形態においては、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質は、ジスルフィド結合によって実質的に架橋される。粒子はまた、場合により、生理学的に許容される緩衝溶液などの、製薬上適合する担体中に懸濁される。
活性薬剤
本発明の粒子は、本明細書で、限定されるものではないが、活性薬剤、治療剤、または医薬品有効成分(API)とも呼ぶこともできる、1種以上の薬理活性成分を含む。活性薬剤は、ヒトを含む、動物対象などの対象において望ましい生物学的効果をもたらすことができる生理または薬理活性物質であってもよい。用語「活性薬剤（活性物質）」はまた、診断剤、または栄養価の活性薬剤を包含することも意図される。特定の薬剤の選択は、所望の適用に依存する。用語「活性薬剤」はまた、in vivoで活性形態に変換される活性薬剤の前駆体、例えば、プロドラッグまたはその他の前駆体を包含することも意図される。活性薬剤は、ペプチド、タンパク質、核酸、および低分子を含む、無機または有機化合物であってもよい。活性薬剤は、未変化の分子、分子複合体、塩酸塩、臭化水素酸塩、硫酸塩、ラウリン酸塩、パルミチン酸塩、リン酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩、ホウ酸塩、酢酸塩、マレイン酸塩、酒石酸塩、オレイン酸塩、サリチル酸塩などの薬理学的に許容される塩などの、様々な形態であり得る。酸性の治療剤については、金属の塩、アミンまたは有機カチオン、例えば、第4級アンモニウムを用いてもよい。塩基、エステルおよびアミドなどの薬物の誘導体を、活性薬剤として用いることもできる。水不溶性である活性薬剤を、その水溶性誘導体である形態で、またはその塩基誘導体として用いてもよく、即時に、またはその送達によって、元の治療活性形態に、酵素によって変換される、身体のｐHによって、または他の代謝プロセスによって加水分解される。
活性薬剤は、化学療法剤などの抗がん剤であってもよい。活性薬剤はまた、免疫抑制剤、サイトカイン、細胞傷害剤、核酸分解化合物、放射性アイソトープ、受容体、抗炎症剤、鎮痛剤、抗生物質、抗ウイルス剤、抗真菌剤、抗寄生虫剤、および/またはその任意の組合せであってもよい。
本発明の粒子中への含有のため、および/または本発明の粒子との同時投与のための、薬学的に活性な抗がん剤の例は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第8,173,115号によって列挙されており、広くは、窒素マスタード、ニトロソウレア、エチレンイミン、アルカンスルホネート、テトラジン、白金化合物、ピリミジンアナログ、プリンアナログ、代謝拮抗物質、葉酸アナログ、アントラサイクリン、タキサン、ビンカアルカロイド、トポイソメラーゼ阻害剤およびホルモン剤が挙げられる。
特定の例示的な化学療法薬としては、例えば、アクチノマイシン-d、アルケラン、Ara-C(アラビノシルシトシン)、アナストロゾール、アスパラギナーゼ、BiCNU、ビカルタミド、ブレオマイシン、ブスルファン、カペシタビン、カルボプラチン、カルボ白金、カルムスチン、CCNU、クロラムブシル、シスプラチン、クラドリビン、CPT-11(イリノテカン)、シクロホスファミド、シタラビン、シトシンアラビノシド、サイトキサン、ダカルバジン(DTIC)、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、デクスラゾキサン、ドセタキセル、ドキソルビシン、エピルビシン、エチレンイミン、エトポシド、フロクスウリジン、フルダラビン、フルオロウラシル、フルタミド、フォテムスチン、ゲムシタビン、ハーセプチン、ヘキサメチルアミン、ヒドロキシウレア、イダルビシン、イフォスファミド、ロムスチン、メクロレタミン、メルファラン、メルカプトプリン、メトトレキサート、マイトマイシン、ミトタン、ミトキサントロン、オキサリプラチン、パクリタキセル、パミドロネート、ペントスタチン、プリカマイシン、プロカルバジン、リツキシマブ、ストレプトゾシン、イマチニブ(STI-571、Gleevec(登録商標)、Glivec(登録商標))、ストレプトゾシン、タモキシフェン、テモゾロミド、テニポシド、テトラジン、チオグアニン、チオテパ、トムデックス、トポテカン、トレオスルファン、トリメトレキサート、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ビンデシン、ビノレルビン、VP-16、およびゼローダが挙げられる。
本発明の粒子中に含有されるか、または本発明の粒子と同時投与されることが企図される有用な抗がん薬としては、チオテパおよびシクロホスファミドなどのアルキル化剤；ブスルファン、イムプロスルファンおよびピポスルファンなどのスルホン酸アルキル；ベンゾドパ、カルボコン、メツレドパ、およびウレドパなどのアジリジン；アルトレタミン、トリエチレンメラミン、トリチレンホスホラミド、トリエチレンチオホスホラミドおよびトリメチロールメラミンを含むエチレンイミンおよびメチルアメラミン；クロラムブシル、クロルナファジン、クロロホスファミド、エストラムスチン、イフォスファミド、メクロレタミン、メクロレタミンオキシドヒドロクロリド、メルファラン、ノベンビエヒン、フェネステリン、プレドニムスチン、トロホスファミド、ウラシルマスタードなどの窒素マスタード；カヌスチン、クロロゾトシン、フォテムスチン、ロムスチン、ニムスチン、およびラニムスチンなどのニトロウレア；アクラシノマイシン、アクチノマイシン、アウスラマイシン、アザセリン、ブレオマイシン、カクチノマイシン、カリケアミシン、カラビシン、カルミノマイシン、カルジノフィリン、クロモマイシン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、デトルビシン、6-ジアゾ-5-オキソ-1-ノルロイシン、ドキソルビシン、エピルビシン、エソルビシン、イダムビシン、マルセロマイシン、マイトマイシン、ミコフェノール酸、ノガラマイシン、オリボマイシン、ペプロマイシン、ポトフィロマイシン、ピューロマイシン、ケラマイシン、ロドルビシン、ストレプトニグリン、ストレプトゾシン、ツベルシジン、ウベニメクス、ジノスタチン、およびゾルビシンなどの抗生物質；メトトレキサートおよび5-フルオロウラシル(5-FU)などの代謝拮抗物質；デノプテリン、メトトレキサート、プテロプテリン、およびトリメトレキサートなどの葉酸アナログ；フルダラビン、6-メルカプトプリン、チアミプリン、およびチオグアニンなどのプリンアナログ；アンシタビン、アザシチジン、6-アザウリジン、カルモフール、シタラビン、ジデオキシウリジン、ドキシフルリジン、エノシタビン、フロクスウリジン、および5-FUなどのピリミジンアナログ；カルステロン、プロピオン酸ドロモスタノロン、エピチオスタノール、メピチオスタン、およびテストラクトンなどのアンドロゲン；アミノグルテチミド、ミトタン、およびトリロスタンなどの抗副腎剤；フロリン酸などの葉酸補給剤；アセグラトン；アルドホスファミドグリコシド；アミノレブリン酸；アムサクリン；ベストラブシル；ビサントレン；エダトレキサート；デフォファミン；デメコルシン；ジアジコン；エルホルニチン；酢酸エリプチニウム；エトグルシド；硝酸ガリウム；ヒドロキシウレア；レンチナン；ロニダミン；ミトグアゾン；ミトキサントロン；モピダモール；ニトラクリン；ペントスタチン；フェナメット；ピラルビシン；ポドフィリン酸；2-エチルヒドラジド；プロカルバジン；PSK(商標)；ラゾキサン；シゾフィラン；スピノゲルマニウム；テヌアゾン酸；トリアジコン；2,2',2''-トリクロロトリエチルアミン；ウレタン；ビンデシン；ダカルバジン；マンノムスチン；ミトブロニトール；ミトラクトール；ピポブロマン；ガシトシン；アラビノシド(「Ara-C」)；シクロホスファミド；チオテパ；タキソイド類、例えば、パクリタキセル(Taxol(登録商標)、Bristol-Myers Squibb Oncology、Princeton、N.J.)、ドセタキセル(Taxotere(登録商標)、Rhone-Poulenc Rorer、Antony、France)、およびカバジタキセル(Jevtana(登録商標)、Sanofi-Aventis)；クロラムブシル；ゲムシタビン；6-チオグアニン；メルカプトプリン；メトトレキサート；シスプラチンおよびカルボプラチンなどの白金アナログ；ビンブラスチン；白金；エトポシド(vp-16)；イホスファミド；マイトマイシンc；ミトキサントロン；ビンクリスチン；ビノレルビン；ナベルビン；ノバントロン；テニポシド；ダウノマイシン；アミノプテリン；ゼローダ；イバンドロナート；cpt-11；トポイソメラーゼ阻害剤RFS2000；ジフルオロメチルオルニチン(dmfo)；レチノイン酸；エスペラミシン；カペシタビン；および上記のいずれかの製薬上許容し得る塩、酸または誘導体も挙げられる。また、例えば、タモキシフェン、ラロキシフェン、アロマターゼ阻害4(5)-イミダゾール、4-ヒドロキシタモキシフェン、トリオキシフェン、ケオキシフェン、オナプリストン、およびトレミフェン(ファレストン)を含む抗エストロゲン剤；ならびにフルタミド、ニルタミド、ビカルタミド、ロイプロリド、およびゴセレリンなどの抗アンドロゲン剤などの腫瘍に対するホルモン作用を調節する、または阻害するように作用する抗ホルモン剤；ならびに上記のいずれかの製薬上許容し得る塩、酸または誘導体も含まれる。
サイトカインを、治療剤として本発明の粒子中に含有させるか、または例えば、別の治療剤を同時処置するか、もしくは増大させるために、本発明の粒子と同時投与することもできる。そのようなサイトカインの例は、リンホカイン、モノカイン、および伝統的なポリペプチドホルモンである。
ポリヌクレオチドを、治療剤として本発明の粒子中に封入することができる。ポリヌクレオチドとしては、限定されるものではないが、小さい、または短い干渉RNA(「siRNA」)、マイクロRNA、RNA、DNA、アンチセンス、または遺伝子が挙げられる。
伝統的なポリペプチドホルモンとしては、例えば、ヒト成長ホルモン、N-メチオニルヒト成長ホルモン、およびウシ成長ホルモンなどの成長ホルモン；副甲状腺ホルモン；チロキシン；インスリン；プロインスリン；リラクシン；プロリラクシン；卵胞刺激ホルモン(FSH)、甲状腺刺激ホルモン(TSH)、および黄体形成ホルモン(LH)などの糖タンパク質ホルモン；肝臓増殖因子；線維芽細胞増殖因子；プロラクチン；胎盤ラクトゲン；腫瘍壊死因子-αおよびβ；ミュラー管抑制物質；マウスゴナドトロピン関連ペプチド；インヒビン；アクチビン；血管内皮増殖因子；インテグリン；トロンボポエチン(TPO)；NGF-βなどの神経増殖因子；血小板増殖因子；TGF-αおよびTGF-βなどのトランスフォーミング増殖因子(TGF)；インスリン様増殖因子-Iおよび-II(IGF-1およびIGF-II)；プロスタグランジン(PG)；プロスタグランジンE1(PGE1、アルプロスタジル)およびプロスタグランジンE2(PGE2、ジノプロストン)；エリスロポエチン(EPO)；骨誘導因子；インターフェロン-α、-βおよび-γなどのインターフェロン；マクロファージ-CSF(M-CSF)、顆粒球-マクロファージ-CSF(GM-CSF)、および顆粒球-CSF(GCSF)などのコロニー刺激因子(CSF)；IL-1、IL-1a、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-11、IL-12、IL-15などのインターロイキン(IL)；TNF-αまたはTNF-βなどの腫瘍壊死因子；ならびにLIFおよびkitリガンド(KL)を含む他のポリペプチド因子が挙げられる。IGF-1の半減期は、非常に短く、約10〜20分である。IGF-1を改変して、アミノ酸アナログIGF-1 LR3(長型)またはIGF-1 DES(トランケート型)にすることができる。IGF-1 DESは、IGF-1よりも10倍強力である。インターフェロン(IFN)、例えば、IFNα、IFNβおよびIFNγインターフェロン、ならびにその当業界で公知の組換え変形体も、サイトカインに含まれる。特に、組換えIFNアルファ2b(Intron(登録商標)A)は、ある特定の条件のために、本発明に記載の粒子中に含有されるか、または本発明の粒子と同時投与されることが企図される。本明細書で用いられる用語「サイトカイン」は、天然の供給源または組換え細胞培養物に由来するタンパク質および天然配列のサイトカインの生物学的に活性な等価物を含む。
例えば、インターフェロンは、オクトレオチドなどのソマトスタチンアナログの利益を増加させるために、胃腸膵神経内分泌腫瘍(GEP-NETS)などのある特定のがんの処置の一部として投与される。SST-アルブミン融合タンパク質殻内に封入された、サイトカイン、例えば、インターフェロンを含む本発明による粒子は、治療剤の標的化を増強するさらなる利益を提供することが企図される。
好ましくは、抗がん剤は、水溶性の低いタキサンを含む(本明細書で用いられる用語「タキサン」は、タキサンアナログおよびプロドラッグ、例えば、カバジタキセル(Jevtana(登録商標))、パクリタキセル(Taxol(登録商標))、およびドセタキセル(Taxotere(商標))を含むことが意図される)。カンプトテシンおよびその誘導体などの、他のタキサン様薬物も、本発明の粒子に含まれることが企図される。他の好ましい抗がん薬としては、例えば、フェネステリン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ミトタン、ビサジン、ハロニトロソウレア、アントロサイリン、エリプチシン、ジアゼパムなど、および上記のいずれかの製薬上許容し得る塩、酸または誘導体が挙げられる。
本発明の粒子中に含まれる、および/または本発明の粒子と同時投与されることが企図される他の抗がん薬としては、以下のものが挙げられる。
エルロチニブ塩酸塩、エベロリムス、フルオロウラシル、ゲムシタビン塩酸塩、イリノテカン塩酸塩リポソーム、マイトマイシンc、パクリタキセルアルブミン安定化ナノ粒子製剤、および/またはマレイン酸スニチニブおよび上記のいずれかの製薬上許容し得る塩、酸または誘導体などの、膵がんを処置するために認可された薬物。
ランレオチド酢酸塩、シスプラチンおよび/またはエトポシド、ならびに上記のいずれかの製薬上許容し得る塩、酸または誘導体などの、胃腸膵神経内分泌腫瘍を処置するために認可された薬物。
カルボザンチニブ-ｓ−リンゴ酸塩、ドキソルビシン塩酸塩、レンバチニブメシル酸塩、ソラフェニブトシル酸塩および/またはバンデタニブ、ならびに上記のいずれかの製薬上許容し得る塩、酸または誘導体などの、甲状腺がんを処置するために認可された薬物。
カベルゴリンおよび/またはブロモクリプチン、ならびに上記のいずれかの製薬上許容し得る塩、酸または誘導体などの、下垂体がんを処置するために認可された薬物。
本発明の粒子中に含まれる、および/または本発明の粒子と同時投与されることが企図される麻酔剤としては、メトキシフルオラン、イソフルオラン、エンフルオラン、ハロタン、ベンゾカイン、ダントロレン、バルビツール酸塩などの薬剤、ならびに上記のいずれかの製薬上許容し得る塩、酸または誘導体が挙げられる。
本発明の粒子中への含有および/または本発明の粒子との同時投与について企図される他の医薬品としては、単に例として、イブプロフェン、ピロキシカム、アセチルサリチル酸、コリン、サリチル酸ナトリウムおよびマグネシウム、セレコキシブ、ジクロフェナクナトリウム/エポラミン、ジフルニサル、エトドラク、フェノプロフェンカルシウム、フルルビプロフェン、インドメタシン、ケトプロフェン、ケトロラク、メクロフェナム酸ナトリウム、メフェナミン酸、メロキシカム、ナブメトン、ナプロキセン、ナプロキセンナトリウム、オキサプロジン、ロフェコキシブ、サルサレート、スリンダック、トルメチンナトリウム、および/またはバルデコキシブなどの非ステロイド性抗炎症剤、ならびに上記のいずれかの製薬上許容し得る塩、酸または誘導体が挙げられる。
本発明の粒子中への含有、またはそれとの同時投与について企図されるさらなる医薬品としては、単に例として、シメチジン、ファモチジン、ラニチジンなどのH2遮断制酸剤；実質的に水に不溶性のステロイドであるデキサメタゾン、メチルプレドニゾロン、プレドニゾン、コルチゾン、プレドニゾロン、トリアムシノロン、ジフロラゾン、ベタメタゾンおよび/またはテストステロンが挙げられる。
さらに、例えば、シクロスポリン、アザチオプリン、FK506、プレドニゾン、ミコフェノール酸、レフノミド、テリフルノミド、タクロリムス、シクロスポリン、エベロリムスおよび/またはシロリムス、リバロキサバンなどの実質的に水に不溶性の免疫抑制剤も、本発明の粒子中への含有、および/またはそれとの同時投与について企図される。
抗生物質、抗ウイルス剤、抗真菌剤、抗血液凝固剤、抗血栓剤、および/または抗寄生虫剤などの抗微生物剤も、本発明の粒子中への含有、および/またはそれとの同時投与について企図される。
抗生物質(抗細菌剤)としては、例えば、殺菌効果または静菌効果を示す任意の分子が挙げられる。この用語に含まれるのは、例えば、古典的な抗生物質、例えば、アンホテリシンBクロラムフェニコール、エリスロマイシン、リンコマイシン、フシジン酸、ストレプトマイシン、モキシフロキサシン、他のアミノグリコシド抗生物質、テトラサイクリン、ポリミキシン、ホスホマイシン、バンコマイシン、リストセチン、バシトラシン、グラマシジン、ペニシリン、およびセファロスポリン；代謝拮抗物質、例えば、スルホンアミドおよびトリメトプリム；ならびに低分子毒素、放射性化合物、およびヌクレオシドアナログなどの他の殺菌剤または静菌剤である。
抗ウイルス剤としては、例えば、イドクスウリジン、アシクロビル、ガンシクロビル、アマンタジン、リマンタジン、オセルタミビル、ザナミビル、ネビラピン、デラビルジン、エファビレンズ、ジドブジン、ジダノシン、ザルシタビン、スタブジン、ラミブジン、アバカビル、エムトリシタビン、アンプレナビル、ホサンプレナビル、インジナビル、リトナビル、サキナビル、ネルフィナビル、テノホビルおよび/またはアデホビルが挙げられる。
抗真菌剤としては、例えば、アンホテリシンB、ボリコナゾール、ポサコナゾールおよび/またはフルコナゾールなどの全身抗真菌剤、ならびに例えば、アモロルフィン、ブテナフィン、ブトコナゾール、石炭酸フクシン、シクロピロックス、クリオキノール、クロトリマゾール、エコナゾール、フルコナゾール、グリセオフルビン、イトラコナゾール、ケトコナゾール、ミコナゾール、ナフチフィン、ニスタチン、オキシコナゾール、スルコナゾール、テルビナフィン、テルコナゾール、チオコナゾールおよび/またはトルナフテートなどの局所抗真菌剤が挙げられる。
抗寄生虫剤としては、例えば、アルベンダゾール、アンホテリシンB、エフロルニチン、フマギリン、メラルソプロール、メトロニダゾール、ミルテフォシン、ニクロサミド、ニタゾキサニド、チニダゾール、プラジカンテル、リファンピンが挙げられる。
本発明の実施における使用について企図される診断剤の例としては、超音波造影剤、放射線造影剤(例えば、ヨードオクタン、ハロカーボン、レノグラフィンなど)、磁気造影剤(例えば、フルオロカーボン、脂溶性常磁性化合物、量子ドットなど)、ならびにその実質的に水に不溶性の性質を提供するためにいくらかの物理的および/または化学的改変なくしては容易に送達することができない他の診断剤が挙げられる。
本発明の実施における使用について企図される栄養価の薬剤の例としては、アミノ酸、糖、タンパク質、炭水化物、脂溶性ビタミン(例えば、ビタミンA、D、E、Kなど)、脂肪、クルクミンなどの栄養補助食品、および/またはその組合せが挙げられる。
本発明の粒子中に含まれる薬剤は、水不溶性または実質的に水不溶性であってもよい。
本発明の粒子は、好ましくは、実質的に水不溶性の活性薬剤のin vivoでの送達のために用いられる。本明細書で使用される用語「in vivoでの送達」とは、経口、静脈内、皮下、腹腔内、髄腔内、筋肉内、吸入、局所、経皮、坐剤(直腸)、ペッサリー(膣)などの投与経路による薬理活性剤の送達を指す。
含まれる薬剤は、固体または液体であってよく、実質的にまたは完全にポリマー殻内に含有される。
したがって、活性薬剤の粒子は、約1ミクロン〜約0.001ミクロン以下の範囲の断面直径を有する殻内に含有されてもよいナノ粒子である。0.5ミクロン未満の断面直径を有するナノ粒子がより好ましいが、0.2ミクロン未満の断面直径が、静脈内投与経路によって投与されるナノ粒子にとっての現在最も好ましい断面直径である。ある特定の実施形態においては、本発明のナノ粒子は、ナノ粒子が調製される方法およびそれらが使用される目的に応じて、約0.05ミクロン〜約0.3ミクロンのサイズ範囲にあるのが好ましい。
別の実施形態においては、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質は、例えば、タンパク質の天然構造中に存在するアミノ酸システインを介するジスルフィド結合の形成によって選択的に架橋される。例えば、溶解または懸濁された薬理活性剤を含有する分散剤を、スルフヒドリルまたはジスルフィド基を担持するソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質の水性溶液中に分散させるために、超音波処理プロセスが用いられ、それによって、架橋したソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質の殻が、非水性媒体の液滴のまわりに形成される。超音波処理プロセスは、激しい部分的加熱を引き起こし、スルフヒドリル残基を酸化して(および/または存在するジスルフィド結合を破壊して)、新しい架橋ジスルフィド結合を形成することによって、ポリマーを架橋するスーパーオキシドイオンの形成をもたらす、液体中でのキャビテーション（空洞現象）をもたらす。
ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質-薬物調製物の例示的範囲は、0.01:1〜約100:1のタンパク質：薬物比(w/w)である。より好ましくは、比は、0.02:1〜約40:1の範囲にある。融合タンパク質の医薬品に対する比が、異なるタンパク質と医薬品との組合せについて最適化される必要がある場合、一般的には、融合タンパク質の医薬品に対する比は、約18:1以下(例えば、約15:1、約10:1、約5:1、または約3:1)である。より好ましくは、比は、0.2:1〜約12:1である。最も好ましくは、比は、1:1〜約9:1である。好ましくは、製剤は、Cremophor(登録商標)を実質的に含まず、より好ましくは、Cremophor EL(登録商標)(BASF)を含まない。Cremophor(登録商標)は、ヒマシ油とエチレンオキシドのポリエーテルである非イオン性乳化剤である。
さらなる実施形態は、高い剪断力(例えば、超音波処理、高圧ホモジェナイゼーションなど)の条件下で調製された水中油エマルジョンからの溶媒蒸発技術による本発明の粒子の形成のための方法を提供する。この方法を、任意の従来の界面活性剤を使用することなく、また、粒子のマトリックスを形成するための任意のポリマーコア材料を使用することなく行うことができる。その代わりに、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質が、安定化剤として用いられる。
本発明はまた、場合により、0.22ミクロンのフィルターを通して滅菌濾過することができる、0.2ミクロン未満の断面直径を有する、非常に小さい粒子、すなわち、ナノ粒子の再現可能な形成のための方法も提供する。これは、例えば、水溶性溶媒(例えば、エタノール)の有機相への添加によって、ならびに有機相の型、相画分および有機相中の薬物濃度を注意深く選択することによって達成される。有意な量の任意のタンパク質(例えば、アルブミン)を含有する製剤は、タンパク質の熱凝固のため、オートクレーブなどの従来の方法によっては滅菌することができないため、0.22ミクロンのフィルターによって濾過可能であるサイズのナノ粒子を形成する能力が有利である。
本発明はさらに、薬理活性剤の分子の一部がソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質に結合し、したがって、対象への投与時にすぐに生体利用可能となる薬物送達系を提供する。薬理活性剤の他の部分は、融合タンパク質によってコーティングされた粒子内に含有される。薬理活性剤を含有する粒子は、ポリマーマトリックスによる希釈なしに、純粋な活性成分として提供される。
本発明によれば、水または塩水中で容易に再構成させることができる、粉末形態の、ミクロン未満の断面直径のナノ粒子も提供される。粉末は、凍結乾燥による水の除去後に得られる。ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質は、本発明のナノ粒子の構造成分として働き、また、凍結保護剤および再構成補助剤としても働く。本明細書に記載される本発明の方法による0.22ミクロンのフィルターを通して濾過可能である粒子の調製、次いで、乾燥または凍結乾燥は、静脈内注射にとって有用な滅菌固体製剤をもたらす。
本発明に従って製造された粒子は結晶質、非晶質、またはその混合物であり得ることが認識されているが、一般的には、薬物は非晶形で製剤中に存在することが好ましい。これは、非常に容易な溶解および吸収をもたらし、より良好なバイオアベイラビリティをもたらす。
本発明のある特定の実施形態のソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質は、ヒト血清アルブミンを含むアルブミンのバリアントおよび/またはソマトスタチンの誘導体を含む。本発明の別の実施形態のスペーサーは、一方の末端上のソマトスタチンおよび他方の末端上のアルブミンに共有的に連結されたペプチドを包含する。本発明の他の実施形態におけるスペーサーは、2〜100個のアミノ酸を有するペプチド配列を含む。
SST融合タンパク質
本発明の粒子中で用いられるソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質、それを製造するためのベクターおよび宿主細胞、ならびにタンパク質の精製方法は、2016年2月26日の国際出願日を有する共同所有された国際特許出願第PCT/US2016/019950号、および2016年8月26日に出願された共同所有された米国特許出願第15/249,346号によって詳細に記載されている。
ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質、およびそのアナログは、アルブミン(またはそのアナログ)部分、ソマトスタチン部分(例えば、SST-14、SST-28)、および2つの部分を隔てるスペーサーを含むように調製される。ヒト血清アルブミンを含むアルブミンのバリアントおよび/またはソマトスタチンの誘導体も、融合タンパク質の一部として企図される。融合タンパク質内のスペーサーは、約2〜約100アミノ酸残基のサイズ範囲のペプチド配列を含む。
一実施形態においては、用いられる融合タンパク質は、
SST；
L；および
ALB
(式中、
SSTは、ソマトスタチン、そのアナログまたは誘導体であり；
Lは、スペーサーまたはリンカーであり；
ALBは、アルブミンまたはそのアナログもしくはバリアントである)
を含む。
ある特定の実施形態においては、本発明の融合タンパク質は、以下のような、式I〜Xの中から選択される：
SST-(L)x1-ALB (I);
ALB-(L)x1-SST (II);
[SST-(L)x1]y1-ALB (III);
ALB-[(L)x1-SST]y1 (IV);
[SST-(L)x1]y1-ALB-[(L)x2-SST]y2 (V);
[SST-(L)x1]y1-ALB-[(L)x2-SST]y2-(L)x3-ALB (VI);
[SST-(L)x1]y1-ALB-[(L)x2-SST]y2-(L)x3-ALB-[(L)x4-SST]y3 (VII);
ALB-(L)x1-[SST-(L)x2]y1-ALB (VIII);
ALB-(L)x1-[SST-(L)x2]y1-ALB-[(L)x3-SST]y2-(L)x1-ALB (IX);および
ALB-(L)x1-[SST-(L)x2]y1-ALB-[(L)x3-SST]y2-(L)x1-ALB-[(L)x4-SST]y3 (X)
(式中、
x1、x2、x3、x4、y1、y2、またはy3はそれぞれ独立に、0または1〜10から選択される整数であるが、但し、融合タンパク質中に少なくとも1個のLが存在する)。
さらに別の実施形態においては、用いられるアルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質は、
SST；
L；および
ALB
(式中、
SSTは、ソマトスタチンまたはそのアナログもしくは誘導体であり；
Lは、スペーサーまたはリンカーであり；
ALBは、アルブミンまたはそのアナログもしくはバリアントである)
を含むヌクレオチド配列によってコードされる。
ある特定の実施形態においては、ヌクレオチド配列は、
SST-(L)x1-ALB (I);
ALB-(L)x1-SST (II);
[SST-(L)x1]y1-ALB (III);
ALB-[(L)x1-SST]y1 (IV);
[SST-(L)x1]y1-ALB-[(L)x2-SST]y2 (V);
[SST-(L)x1]y1-ALB-[(L)x2-SST]y2-(L)x3-ALB (VI);
[SST-(L)x1]y1-ALB-[(L)x2-SST]y2-(L)x3-ALB-[(L)x4-SST]y3 (VII);
ALB-(L)x1-[SST-(L)x2]y1-ALB (VIII);
ALB-(L)x1-[SST-(L)x2]y1-ALB-[(L)x3-SST]y2-(L)x1-ALB (IX);および
ALB-(L)x1-[SST-(L)x2]y1-ALB-[(L)x3-SST]y2-(L)x1-ALB-[(L)x4-SST]y3 (X)
(式中、
x1、x2、x3、x4、y1、y2、またはy3はそれぞれ独立に、0または1〜10から選択される整数であるが、但し、アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列中に少なくとも1個のLが存在する)
に由来するアルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質をコードするように選択される。
アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列の別の実施形態においては、スペーサー配列は、配列番号31または-GGGGS-によって表されるアミノ酸配列をコードする配列からなる。
ヌクレオチド配列は、
(a)ヒトソマトスタチンペプチドをコードする配列の1つ以上の隣接するリピートを含有するヌクレオチド配列を含む第1の領域；
(b)ヒト血清アルブミン、またはその断片をコードするヌクレオチド配列を含む第2の領域；
(c)2〜100残基長のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含むスペーサー領域
を含み、
スペーサー領域が、第1の領域と第2の領域の間、または第1の領域と別の第1の領域の間に存在する；
ヒトソマトスタチンペプチドをコードする配列の1つ以上の隣接するリピートが、それぞれ、配列番号17および18によって表されるSST-14もしくはSST-28、またはこれらの2つの配列のいずれかに対して少なくとも85%の同一性を有する配列をコードする；または
スペーサー配列が、配列番号31もしくはGGGGSまたは配列番号30もしくはA(EAAAK)4Aによって表されるアミノ酸配列をコードする配列からなる；または
領域(a)が、それぞれ、配列番号23および24によって表される、SST-14もしくはSST-28の1つ以上の隣接するリピート、またはこれらの2つの配列のいずれかに対して少なくとも85%の同一性を有する配列からなる、アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質をコードすることも企図される。
アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列のさらなる実施形態においては、第1の領域(a)は、配列番号17もしくは18、SST-14、SST-28、またはその断片のいずれかに対して少なくとも85%の配列同一性を有するポリペプチドをコードする。
アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列のさらなる実施形態においては、第2の領域(b)は、配列番号19、アルブミンまたはその断片に対して少なくとも85%の配列同一性を有するポリペプチドをコードする。
さらに、本発明によって用いられる融合タンパク質は、
(a)ソマトスタチンペプチド(ヒトソマトスタチンペプチドであってもよい)のポリペプチド配列を含む第1の領域；
(b)血清アルブミン(ヒト血清アルブミンであってもよい)のポリペプチド配列、またはその断片を含む第2の領域；
(c)2〜100残基長のポリペプチドを含むスペーサー領域
を含む、アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質を含むことが企図される。
スペーサー領域(c)は、領域(a)と領域(b)の間または領域(a)と領域(a)の間に存在してもよい。さらに、領域(a)は、それぞれ、配列番号17もしくは18によって表される、SST-14もしくはSST-28をコードする配列の1つ以上のタンデムリピート、またはこれらの配列のいずれかに対して85%の同一性を有する配列を含んでもよい。
好適な発現ベクターおよび宿主細胞を調製するための一般的な方法は、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第9,296,809号によって記載されている。本発明によって用いられるアルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質の組換え発現は、融合タンパク質をコードするポリヌクレオチドを含有する発現ベクターの構築を必要とする。アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質をコードするポリヌクレオチドが得られたら、アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質の産生のためのベクターを、当業界で周知の技術を用いる組換えDNA技術によって製造することができる。かくして、アルブミン-ソマトスタチンをコードするヌクレオチド配列を含有するポリヌクレオチドを発現させることによって融合タンパク質を調製するための方法が、本明細書に記載される。当業界で周知の方法を用いて、適切な転写および翻訳制御シグナルを含む発現ベクターを構築することができる。これらの方法は、例えば、in vitro組換えDNA技術、合成技術、およびin vivo遺伝子組換えを含む。かくして、プロモーターに機能し得る形で連結された、融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む複製可能ベクターが調製される。
調製された発現ベクターを、従来の技術によって宿主細胞中にトランスフェクトした後、トランスフェクトされた細胞を、従来の技術によって培養して、アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質を産生させる。かくして、異種プロモーターに機能し得る形で連結された、アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質をコードするポリヌクレオチドを含有する宿主細胞が用いられる。
様々な宿主-発現ベクター系を用いて、アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質を発現させることができる。そのような宿主-発現系は、目的のコード配列を産生した後、精製することができるビヒクルであるが、適切なヌクレオチドコード配列を形質転換またはトランスフェクトした場合、in situでアルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質を発現することができる細胞でもある。宿主系は、例えば、米国特許第8,969,538号によって開示されている。これらのものとしては、限定されるものではないが、アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質をコードする配列を含有する組換えバクテリオファージDNA、プラスミドDNAもしくはコスミドDNA発現ベクターで形質転換された細菌(例えば、大腸菌、B.subtilis)；アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質をコードする配列を含有する組換え酵母発現ベクターで形質転換された酵母(例えば、Saccharomyces、Pichia)などの微生物；アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質をコードする配列を含有する組換えウイルス発現ベクター(例えば、バキュロウイルス)を感染させた昆虫細胞系；アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質をコードする配列を含有する組換えウイルス発現ベクター(例えば、カリフラワーモザイクウイルス、CaMV；タバコモザイクウイルス、TMV)に感染させた、もしくは組換えプラスミド発現ベクター(例えば、Tiプラスミド)で形質転換された植物細胞系；または哺乳動物細胞のゲノムに由来するプロモーター(例えば、メタロチオネインプロモーター)もしくは哺乳動物ウイルスに由来するプロモーター(例えば、アデノウイルス後期プロモーター；ワクシニアウイルス7.5Kプロモーター)を含有する組換え発現構築物を担持する哺乳動物細胞系(例えば、COS、CHO、BHK、HEK293細胞、3T3細胞、マウスSp2/0細胞)が挙げられる。一過的にトランスフェクトされた哺乳動物細胞に加えて、アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質を発現する安定なプールまたは安定な細胞系の形式の安定にトランスフェクトされた細胞も含まれる。
本発明の特定の実施形態においては、本発明の粒子は、表1のポリペプチド配列(例えば、アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質のポリペプチドまたはそのようなタンパク質を発現するプラスミド構築物)を有する単離および精製されたアルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質を含む。
Figure 2020532505
融合タンパク質、例えば、配列番号1〜5、7〜10および13〜16について、これらのものは22残基のシグナルペプチドを有するプロタンパク質としてコードされる(配列番号20)ことに留意すべきである。
ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質
本発明は、ソマトスタチン部分が、内因性ヒトSST-14またはSST-28のヌクレオチド配列(それぞれ、配列番号23および24)に対して少なくとも85%の配列同一性を有するヌクレオチドによってコードされるポリペプチド構築物を含む粒子を包含する。
本発明は、ヒト血清アルブミン部分が、内因性ヒト血清アルブミンのヌクレオチド配列(配列番号25)に対して少なくとも85%の配列同一性を有するヌクレオチドによってコードされるポリペプチド構築物を含む粒子も包含する。ポリペプチド構築物をコードするヌクレオチド配列はまた、場合により、配列番号25に対して少なくとも90%または95%の配列同一性を有してもよい。本発明はさらに、ヒト血清アルブミン部分が内因性ヒト血清アルブミンタンパク質の断片である、例えば、それが配列番号25のサブ配列からなるヌクレオチドによってコードされる、ポリペプチド構築物を含む医薬組成物を包含する。例えば、ヒト血清アルブミン断片は、場合により、サブドメインIA、IB、IIA、IIB、IIIA、およびIIIBと命名された、それぞれ、2つのサブドメインを含有する、3つのヒト血清アルブミン球状ドメインのうちの1つ以上を含む(Dockal, 1999, The Journal Of Biological Chemistry, 274(41): 29303-29310)。
本発明はまた、ソマトスタチン部分が、内因性SST-14またはSST-28のポリペプチド配列(それぞれ、配列番号17および18)に対して、少なくとも85%の配列同一性、好ましくは、少なくとも90%の配列同一性、より好ましくは、少なくとも95%の配列同一性を有するポリペプチド配列を有するポリペプチド構築物を含む粒子を包含する。
本発明は、ヒト血清アルブミン部分が、成熟ヒト血清アルブミンのポリペプチド配列(配列番号19)に対して、少なくとも85%の配列同一性、好ましくは、少なくとも90%の配列同一性、より好ましくは、少なくとも95%の配列同一性を有するポリペプチド配列を有するポリペプチド構築物を含む粒子も包含する。
本発明はまた、シグナルペプチド、精製タグ(His-6)、第1のリンカー、ヒト血清アルブミン部分、第2のリンカーおよびソマトスタチン部分を含む融合タンパク質を含む粒子を包含する。一実施形態においては、融合タンパク質は、配列番号9によって表されるポリペプチドまたはそれに対して85%の配列同一性を有する配列である。
本発明はまた、ソマトスタチン部分、第1のリンカー、ヒト血清アルブミン部分、第2のリンカー、ソマトスタチン部分および精製タグ(His-6)を含む融合タンパク質を含む粒子を包含する。一実施形態においては、融合タンパク質は、配列番号10によって表されるポリペプチドまたはそれに対して85%、90%または95%の配列同一性を有する配列である。
融合タンパク質は、ペプチドスペーサーによって隔てられた、N末端のヒト血清アルブミン部分とC末端のソマトスタチン部分とを含む融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列(配列番号11)によってコードされる。あるいは、ヌクレオチド配列は、配列番号11に対して85%、90%または95%の配列同一性を有するアルブミン-ソマトスタチン融合構築物を選択的にコードする。
ヌクレオチド配列(配列番号12)は、ペプチドスペーサーによって隔てられた、N末端のソマトスタチン部分と、C末端のヒト血清アルブミン部分とを含む融合タンパク質を選択的にコードする。あるいは、ヌクレオチド配列は、配列番号12に対して85%、90%または95%の配列同一性を有するアルブミン-ソマトスタチン融合構築物をコードする。
あるいは、融合タンパク質は、ソマトスタチン部分がタンデムに配置された2コピー以上のSST-14またはSST-28配列、すなわち、それぞれ、「(SST-14)2」または「(SST-14)3」または「(SST-28)2」または「(SST-28)3」を含むポリペプチドを含む。場合により、リンカー配列は、2個以上のタンデムソマトスタチン部分の間に含まれる、および/またはシグナルペプチド配列は、融合タンパク質のN末端に含まれる。
あるいは、融合タンパク質は、ソマトスタチン部分が、少なくとも1コピーのST14が、それぞれ、アルブミンによって両側で連結されるように配置された、2コピー以上のSST-14配列を含むポリペプチドを含む。場合により、リンカー配列は、2個以上のタンデムソマトスタチン部分の間およびソマトスタチンとアルブミンの間に含まれる、ならびに/またはシグナルペプチド配列は、融合タンパク質のN末端に含まれる。例えば、ポリペプチド構築物は、示されるように、シグナルペプチド、スペーサーによって隔てられた2個のSST-14部分、第2のスペーサー、およびHSA部分を含んでもよい。場合により、構築物は、N末端シグナルペプチドを含まない。
あるいは、融合タンパク質は、ソマトスタチン部分がタンデムに配置された2または3コピーのSST-28配列、すなわち、それぞれ、「(SST-28)2」または「(SST-28)3」を含むポリペプチド構築物を含む。場合により、リンカー配列は、2個以上のタンデムソマトスタチン部分の間に含まれる。
あるいは、融合タンパク質は、アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質が、内因性SST-14またはSST-28ペプチドよりも長いin vivoでの半減期を有する、前記段落に記載されたアルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質のいずれかを含むポリペプチドを含む。
あるいは、融合タンパク質は、アルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質が、内因性SST-14またはSST-28ペプチドと比較して、ほぼ等しいか、またはより高いソマトスタチン受容体に対する結合親和性を有する、前記段落に記載されたアルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質のいずれかを含むポリペプチドを含む。
あるいは、融合タンパク質は、配列番号15、配列番号16、および配列番号2によって表されるN末端アルブミン部分、内部SST部分ならびに配列番号7および配列番号8によって表されるC末端アルブミン部分を含むアルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質を包含するポリペプチドを含む。場合により、N末端は、シグナルペプチドをさらに含んでもよい。
場合により、1つ以上のアルブミンおよびSSTドメインは、それぞれ、配列番号1によって表される独立に選択されたリンカー配列によって隔てられていてもよい。
いくつかの実施形態においては、SST部分は、2個以上のタンデムSSTリピートの間の介在スペーサー配列を含む、または含まない、一対または複数のタンデムSST配列、例えば、(SST-14)2または(SST-28)3を含んでもよい。場合により、1つ以上の精製タグ配列を、2つの部分の間の、またはNもしくはC末端の配列中に含有させて、融合タンパク質の精製を支援することができる。代替的な実施形態は、配列番号4によって表されるスペーサーによって隔てられた一対のSST-14部分を含む。さらなる実施形態は、配列番号5によって表されるポリペプチド配列によって示される精製タグ(例えば、His6)を含まなくてもよい。
ソマトスタチン
本発明の融合タンパク質と共に使用するためのソマトスタチンドメインは、任意の好適なソマトスタチンドメイン、そのアナログまたは誘導体であってもよい。それは、ヒトソマトスタチン、任意の他の単離された、または天然のソマトスタチンであってもよい。SST部分は、オクトレオチド、ランレオチド、パシレオチド、セグリチド、バプレオチド、SST受容体1アンタゴニスト(例えば、L797-591)、SST受容体2アンタゴニスト(例えば、L779-976)、BIM23014(オクトレオチド)、CH-275(CAS番号174688-78-9)、SST受容体3アンタゴニスト(例えば、L796-778)、SST受容体4アンタゴニスト(例えば、L803 087)および/またはSST受容体5アンタゴニスト(例えば、パシレオチド、L817 818)などのアナログであってもよい。
あるいは、融合タンパク質はまた、ソマトスタチン部分がソマトスタチンアナログを含むポリペプチド構築物を含んでもよい。好ましくは、そのようなアナログは、組換え宿主細胞中での、融合タンパク質の一部としての発現にとって好適である。好適なソマトスタチンアナログ配列を、本明細書に開示される例のいずれかに含まれるSST-14またはSST-28配列の代わりに用いることができると理解される。
あるいは、融合タンパク質は、ソマトスタチン部分が、ソマトスタチンポリペプチド配列、例えば、SST-14またはSST-28；それぞれ、配列番号17および18の2個以上のタンデムリピートを含むポリペプチド構築物を含んでもよい。反復したソマトスタチンポリペプチド配列はそれぞれ、SST-14またはSST-28に対して少なくとも85%の配列同一性を有するポリペプチド配列であってもよい。これらの反復したバリアント配列は、独立に選択される、すなわち、いくつかの実施形態においては、リピートは同一であるが、他の実施形態においては、それらはユニークである。
アルブミン
本発明と共に使用するためのアルブミンは、任意のアルブミン、そのアナログまたはバリアントであってもよい。アルブミンは、ヒト血清アルブミン、ウシまたはウマ血清アルブミン、鳥類卵アルブミン、例えば、ニワトリ卵アルブミン、および/または任意の他の単離された、もしくは天然のアルブミンまたはその断片であってもよい。
あるいは、融合タンパク質はまた、ヒト血清アルブミン部分が、天然の形態(例えば、配列番号25)よりも、追加の、または少ないシステイン残基の存在のため、代替的な配置または数のジスルフィド結合を有するポリペプチド配列バリアントを含むポリペプチドを含んでもよい。
アルブミンはまた、プロアルブミン：Christchurch型 (Gainesville、Y-serum 3433)、Takefu型、Lille型 (Pollibauer、Tokyshima、Taipei)；アルブミンバリアント：Nagasaki-3、Yanomama-2、Tagliacozzo、Parklands、Naskapi型(Mersin)、Nagasaki-2、Maku、Mexico-2、B、Mi/Fg；鎖終結(Ge/Ct)などの様々なアルブミンバリアントを含む。
スペーサーまたはリンカー
上記のように、スペーサーまたはリンカーを、本発明と共に使用することができる。スペーサーまたはリンカーは、ソマトスタチンまたはアルブミンとは独立であってもよい。
あるいは、融合タンパク質は、リンカーと代替的に呼ばれるペプチドスペーサーが、約2〜約100アミノ酸残基の長さのポリペプチド配列からなるポリペプチド構築物をさらに含む。あるいは、融合タンパク質は、ペプチドスペーサーが約2〜約50アミノ酸残基の長さ、好ましくは、約2〜約30アミノ酸残基の長さ、またはより好ましくは、約3〜約20アミノ酸残基の長さであるポリペプチド構築物を包含する。
あるいは、融合タンパク質は、ペプチドスペーサー(リンカーと代替的に呼ばれる)がポリペプチド配列「GGGGS」(配列番号31)を有するポリペプチド構築物を含む。Gly、SerまたはThrに富むポリペプチドは、特別な利点：(i)隣接するドメインが別のドメインに対して自由に移動するような、ポリペプチド骨格の回転自由；(ii)溶解度の増強；(iii)タンパク質分解に対する耐性を提供する。さらに、多くの天然リンカーは、アルファヘリックス構造を示した。アルファヘリックス構造は、Glyに富むリンカーよりも剛性かつ安定である。A(EAAAK)4Aの配列(配列番号30)を有する経験的な剛性リンカーを用いて、機能的ドメインを分離することができる。タンパク質ドメインを一緒に連結する役割に加えて、人工リンカーは、生物活性の改善、タンパク質発現の増加、および望ましい薬物動態プロファイルの達成などの、融合タンパク質の製造に対する他の利点を提供することができる。
Figure 2020532505
ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質の調製
本発明に従って用いられるソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質は、宿主に導入するベクターをコードする遺伝子を含有する組換え融合タンパク質を発現させることによって調製される。例えば、融合タンパク質は、酵母などの宿主中での発現によって得られる。例えば、Pichia pastoris GS115を、好適な発現宿主として使用することができ、組換え発現を構築するために用いられるベクターは、pPIC9Kである。さらに、CHOまたはHEK293などの哺乳動物細胞系を、好ましい発現宿主として用いることができる。
前記段落のいずれかに記載されたソマトスタチンアルブミン融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むアルブミンソマトスタチン融合タンパク質を発現することができるプラスミド構築物も提供される。例えば、好適なプラスミド構築物としては、限定されるものではないが、このベクターのマルチクローニング部位にライゲーションされた本明細書に開示されるアルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質のいずれかをコードするDNA配列を有する、配列番号26によって表されるpcDNA3.1ベクターが挙げられる。当業界で公知の他の好適なタンパク質発現ベクターを、発現宿主に基づいて選択することができる(例えば、哺乳動物プロモーター系を含む発現ベクターは、ヒト細胞系における発現にとって好適であるが、酵母または細菌発現プラスミドは、これらの生物のいずれかにおける発現が望ましい場合に選択される)。
前記段落のいずれかに記載されたように、ソマトスタチンアルブミン融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むプラスミド構築物で形質転換された細菌または酵母細胞を含む細菌または酵母タンパク質発現系も提供される。好適な細菌株としては、例えば、大腸菌(Escherichia coli)が挙げられる。好適な酵母株としては、例えば、Pichia pastorisが挙げられる。例示的なプラスミド構築物としては、ベクターのマルチクローニング部位に組み込まれた、本明細書に開示されるアルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質のいずれかをコードするヌクレオチド配列を有する、配列番号27によって表されるpPIC9K(Invitrogen)が挙げられる。
前記段落のいずれかに記載されたポリペプチド配列を有する、単離および精製された融合ソマトスタチン融合タンパク質も提供される。
Figure 2020532505
SSTがソマトスタチンアナログである場合、当業界で公知の代替的な方法を用いて、コンジュゲートを調製することができる。そのような代替的な方法は、場合により、化学合成、ペプチドの化学的改変、タンパク質合成中の非天然アミノ酸の組込みなどによる。
様々なリンカー配列を有する11種のSST14-アルブミン融合タンパク質構築物を設計した。これらの構築物のうちの8種を、プラスミド内の融合遺伝子中で作製し、100mLスケールでHEK293の一過的発現によって産生させた。タンパク質を培養培地から収集し、アルブミンに基づく親和性精製によって精製し、保存バッファーで透析した。これらの融合タンパク質を、SSTR2受容体に対するその結合親和性について評価し、また、SSTR2過剰発現CHO-K1細胞系中でcAMP産生を阻害する際の細胞に基づく活性について評価した。これらの試験の結果、リンカーの長さおよび型が、SSTR2受容体結合親和性、in vitroでの細胞に基づく機能的活性、および融合タンパク質の産生収量に有意に影響することが示された。
SST-アルブミン融合タンパク質は、対応する非融合SST分子と比較して、より長い血清半減期ならびに/またはin vitroおよび/もしくはin vivoでの溶液もしくは医薬組成物中でのより安定した活性を有してもよい。ラット血漿中では、例えば、インキュベーションの40分まで90%を超えるSST融合タンパク質が検出され、70%を超えるSST融合タンパク質が少なくとも180分まで残存していた。同じ条件下では、約50%未満の遊離SSTが、40分のインキュベーション後に残存し、120分を超えると遊離SSTは検出されなかった。ラットにおける血漿SST融合タンパク質濃度の測定により、SST融合タンパク質の濃度がゆっくりと低下し、SSTのみの血漿濃度によって示された数分のT1/2とは対照的に、約6時間のT1/2が示された。かくして、SST融合タンパク質の濃度が血漿中でゼロ濃度に達するためには、約72時間かかるあろう。
さらに、SST-アルブミン融合タンパク質は、対応する非融合遊離SST分子と比較して、有意により長い血清半減期ならびに/またはin vitroおよび/もしくはin vivoでの溶液もしくは医薬組成物中での改善された薬物動態プロファイルを示した。遊離SSTおよびSST融合タンパク質の安定性を、in vitroのラット血漿中で比較した。新鮮に調製されたラット血漿中、37℃でインキュベートした場合、遊離SSTおよびSST融合タンパク質は、それぞれ、33分および5.5時間の分解半減期を示した。
遊離SSTと比較して改善されたSST融合タンパク質の安定性を証明するために、in vivoでの薬物動態プロファイルも生成した。SST融合タンパク質を静脈内投与したラットは、二相薬物動態プロファイルを示したが、α期のT1/2は、1.01時間であり、β期のT1/2は6.14時間であった。計算された半減期は、ラットにおける遊離SSTの報告された血漿T1/2(<1分；Yogesh C. Patel and Thomas Wheatley. In Vivo and in Vitro Plasma Disappearance and Metabolism of Somatostatin-28 and Somatostatin-14 in the Rat. Endocrinology. Vol. 112, No. 1 (1992), pages 220-225)よりも有意に長い。
本発明の粒子の調製および有用性
本発明の粒子は、したがって、封入される活性薬剤が有効であることが公知である任意の状態を診断または処置することが企図される。がんを処置するために、本発明は、前記段落のいずれかに記載された本発明の粒子を投与することによって、ヒト対象におけるがんを処置する方法であって、がんが、例えば、乳がん、結腸直腸がん、肝臓がん、肺がん、内分泌がん、神経内分泌がん、膵がんおよび前立腺がんから選択される、方法を包含することが企図される。
例えば、粒子を、以下に記載される方法によって調製することができる。
アルブミン融合タンパク質の粒子を、限定されるものではないが、ホモジェナイゼーション、乳化もしくは化学的架橋、有機溶媒の添加および高温での安定化、または拡散を含むいくつかの異なる調製法法によって生成することができる。アルブミン融合タンパク質の粒子はまた、限定されるものではないが、生分解性ポリマー、非分解性ポリマー、脂質、油などを含む担体の一部として他の材料を含んでもよい。生分解性ポリマーとしては、限定されるものではないが、バイオポリエステル(ポリ(乳酸-コ-グリコール酸)/PLGA、ポリ乳酸/PLA、ポリグリコール酸/PGA、ポリカプロラクトン/PCL、メトキシポリ(エチレングリコール)-ブロック-ポリ-L-ラクチド/MPEG-L-PLA、メトキシポリ(エチレングリコール)-ブロック-ポリ-DL-ラクチド/MPEG-DL-PLA、メトキシポリ(エチレングリコール)-ブロック-ポリ(ε-カプロラクトン)/MPEG-PEG-PCL、ポリエチレングリコール-b-ポリ{N'-[N-(2-アミノエチル)-2-アミノエチル]アスパルトアミド}/PEG-PAsp(DET)、ポリヒドロキシブチレート、多糖類、およびタンパク質が挙げられる。アルブミン融合タンパク質から形成される粒子は、一般的には、ナノ粒子またはミクロスフェアである、すなわち、ナノ粒子については、約0.001μm〜約1μmの範囲の断面直径を有し、ミクロスフェアについては、1μm(1ミクロン)〜約1000μmの直径を有する。一実施形態においては、サイズ範囲は、これらのナノ粒子およびミクロスフェアの生体分布または薬物動態特性にとって重要である。通常、直径100〜200nm未満のより小さい粒子は、細網内皮系(RES)によって取り込まれ、肝臓および脾臓ならびに固形腫瘍に蓄積する。直径5〜100μmのより大きい粒子は通常、毛細血管床に標的化される。ある特定の組織中に注入された場合、これらの5〜100μm直径の粒子は、例えば、患者の腕の三角筋、大腿部の外側広筋、臀部の腹側殿筋、および臀部の背側殿筋における、長期的放出を提供する。本発明のアルブミン融合タンパク質ミクロスフェアは、低分子と高分子の両方を含む、治療剤または診断剤を担持することができる。
広くは、本発明のミクロスフェアは、以下によって調製される。
1.高圧ホモジェナイゼーション法を用いたSST-HSAタンパク質に結合したパクリタキセル粒子の製造。
SST-HSA溶液は、SST-HSAタンパク質保存溶液を、脱イオン(DI)水に添加することによって調製される。10mgのパクリタキセルをクロロホルムに溶解し、10:1(w/w)のSST-HSAタンパク質のパクリタキセルに対する比でエマルジョンを形成するようにホモジェナイズしながら、SST-HSA溶液に添加する。次いで、エマルジョン溶液を回転式蒸発装置に移して、有機溶媒を除去した後、凍結乾燥プロセスにかける。次いで、SST-HSA/パクリタキセル粉末を、0.9%塩水中で再構成させ、濾過によってさらに分画する。この画分を用いて、粒径を測定する。例えば、調製物は、Malvern Zeta Sizerによって測定した場合、Z平均直径が86nm(43〜122nmの範囲)、164nm(79〜190nmの範囲)、および235nm(106〜295nmの範囲)の粒径を有する3つの画分をもたらした。
2.高圧ホモジェナイゼーション法を用いたSST-HSA/HSAタンパク質に結合したパクリタキセルナノ粒子の製造。
SST-HSA/HSA溶液の混合物は、SST-HSAタンパク質保存溶液とHSAとを、SST-HSA:HSAの比=1:9〜1:19で水に添加することによって調製される。パクリタキセルを最初にクロロホルムに溶解し、10:1(w/w)のSST-HSAおよびHSAのパクリタキセルに対する比でエマルジョンを形成するようにホモジェナイズしながら、SST-HSA/HSA溶液に添加する。次いで、エマルジョン溶液を回転式蒸発装置に移して、有機溶媒を除去した後、凍結乾燥プロセスにかける。次いで、SST-HSA/HSA/パクリタキセル粉末を、0.9 %塩水中で再構成させ、粒径を測定する。例えば、調製物は、Malvern Zeta Sizerによって測定した場合、206nm(78〜220nmの範囲)(SST-HSA/HSA=1.9)および177nm(68〜164nmの範囲)(SST-HSA:HSA=1:19)のZ平均粒径を有する3つの画分をもたらした。
3.高圧ホモジェナイゼーション法を用いたSST-HSAタンパク質に結合したドセタキセルナノ粒子の製造。
SST-HSA溶液は、SST-HSAタンパク質保存溶液を、DI水に添加することによって調製される。ドセタキセルを、クロロホルムに溶解する。ドセタキセル溶液を、エマルジョンを形成するようにホモジェナイズしながらSST-HSA溶液に添加する。次いで、ホモジェナイズされたエマルジョンを、回転式蒸発装置に移して、有機溶媒を除去する。次いで、最終分散物を、0.8μmのシリンジフィルターを通して濾過し、凍結乾燥する。再構成されたナノ粒子のサイズを、0.9%塩水溶液中で測定する。この画分を用いて、粒径を測定する。例えば、調製物は、Malvern Zeta Sizerによって測定したZ平均直径が113nmまたは0.113μm(68〜295nmの範囲)であるナノ粒子サイズを有する3つの画分をもたらした。
また、ソマトスタチン受容体を担持するがんおよび/またはソマトスタチンアナログが有効な処置を提供すると考えられるがん、例えば、胃腸管の内分泌腫瘍、増殖ホルモン(GH)分泌性下垂体腫瘍、膵腫瘍およびカルチノイドなどの転移性内分泌腫瘍を処置するために本発明の粒子を投与することも企図される。1つ以上のアルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質を含むポリマー殻は、活性ソマトスタチン受容体を発現する腫瘍細胞に選択的に結合し、これらを標的とし、かくして、粒子の選択性を増幅するのに役立つ。そのような腫瘍細胞は、ソマトスタチンおよびそのアナログによって阻害されることが多い。ソマトスタチン受容体を示し、SST療法に応答することが知られるがんとして、一般には、神経内分泌腫瘍が挙げられる。例えば、これらのものは、カルチノイド、島細胞癌、グルカゴノーマ、ガストリノーマ、インスリノーマ、VIPオーマ、および甲状腺髄様癌などの腫瘍を含む。この特性に関する代謝的基礎は、新生物性神経内分泌細胞が細胞内にアミンを取り込み、アミンを脱カルボキシル化する能力であると考えられる(Kvols, et al, 1992, The Yale Journal of Biology And Medicine 65, 505-518)。
本発明はまた、前記段落のいずれかに記載された単離および精製されたアルブミン-ソマトスタチン融合タンパク質などの、本発明の融合タンパク質を含有する組成物を投与することによって、ヒト対象におけるがんを処置する方法も包含する。また、組成物は、好適な担体を含んでもよい。
かくして、本発明はまた、粒子融合タンパク質の形態のソマトスタチンアナログ、ならびに投与されるナノ粒子のペイロードである任意の抗がん剤の両方を用いて、ソマトスタチン応答性腫瘍を処置することも包含する。
任意の適切な方法を用いて、本発明の粒子を含む組成物を投与することができる。例えば、本発明の粒子を含む組成物を、注射によって投与することができる(例えば、臓器または潜在的な、もしくは実際の体腔への皮下注射、筋肉内注射、静脈内注射、もしくは髄腔内注射または直接輸注である)。
本発明の粒子を含む組成物を対象に投与する前に、対象が臨床状態、または投与しようとする粒子の型にとって適切な診断の必要性を有するかどうか(例えば、がん)を決定するために、対象を評価することができる。当業者であれば、対象がそのような組成物を受けるべきであるかどうかを容易に決定することができる。例えば、標準的な診断技術を用いて、対象(例えば、ヒト)を、がんを有すると同定することができる。
本発明の粒子が適切な処置モダリティである臨床状態を有すると対象を同定した後、対象に、適切な粒子を含む組成物を投与することができる。
本発明はさらに、ソマトスタチン応答性内分泌がん、または他の型のがんのための増大する、または相乗的処置を提供するために、粒子の一部とならないさらなる抗がん剤を送達することによって、そのようながんを処置することを包含する。
薬理活性成分を含有する本発明の粒子を含む有効量の組成物は、対象における臨床的に有効な結果を許容する任意の量であってよく、ここで、その結果は、薬理活性成分にとって適切なものである。薬理活性成分が抗がん剤である場合、有効量は、対象に対して有意な毒性をもたらすことなく、がんの進行速度を低下させる、無進行生存率を増加させる、または進行するまでの中央時間を増加させる量であると当業者によって臨床的に決定される。典型的には、パクリタキセルを含有し、送達する粒子の有効量は、対象の約50mg/m2〜約150mg/m2(例えば、約80mg/m2)であってもよい。特定の対象が特定の量に応答することができない場合、粒子の量を、例えば、2倍または3倍ずつ増加させることができる。このより高い濃度を受けた後、対象を、処置に対する応答性と毒性症状の両方についてモニタリングし、それに応じて調整を行うことができる。投与される量は、処置に対する対象の応答に応じて、一定のままであるか、またはスライド制もしくは可変用量で調整することができる。様々な因子が、特定の適用のために用いられる実際の有効量に影響し得る。例えば、投与の頻度、処置の持続期間、複数の処置剤の使用、投与経路、およびがんの重症度は、投与される実際の有効量の増加または減少を必要とし得る。
本発明の粒子の投与の頻度は、臨床的有効性をもたらす、または維持する任意の頻度であってもよい。抗がん剤の例においては、頻度は、好ましくは、対象に対して有意な毒性をもたらすことなく、がんの進行速度を低下させる、無進行生存率を増加させる、または進行するまでの中央時間を増加させるものである。例えば、投与の頻度は、月に約1回〜月に約3回、または月に約2回〜月に約6回、または2ヶ月毎に約1回〜2ヶ月毎に約3回であってもよい。投与の頻度は、一定のままであるか、または処置の持続期間の間に変動してもよい。パクリタキセルを含有する粒子を含む組成物を用いた処置の経過は、休止期間を含んでもよい。例えば、パクリタキセルを含有する粒子の組成物を、2週間にわたって投与した後、2週間の休止期間を取ってよく、そのようなレジメンを複数回繰り返してもよい。有効量と同様、様々な因子が、特定の適用のために用いられる実際の投与頻度に影響し得る。例えば、有効量、処置の持続期間、複数の処置剤の使用、投与経路、およびがんの重症度は、投与頻度の増加または減少を必要とし得る。
本明細書で提供される本発明の粒子を含む組成物を投与するための有効持続期間は、臨床応答をもたらす任意の持続期間であってもよい。粒子が抗がん剤を含有する場合、持続期間は、対象に対して有意な毒性をもたらすことなく、がんの進行速度を低下させる、無進行生存率を増加させる、または進行するまでの中央時間を増加させるものである。かくして、有効持続期間は、数日から数週間、数ヶ月または数年であってもよい。一般に、がんの処置のための有効持続期間は、数週間から数ヶ月の持続期間の範囲であってよい。いくつかの事例では、有効持続期間は、個々の対象が生存している限りに及んでもよい。複数の因子が、特定の処置のために用いられる実際の有効持続期間に影響し得る。例えば、有効持続期間は、投与頻度、有効量、複数の処置剤の使用、投与経路、およびがんの重症度と共に変化してもよい。
本発明の粒子を含有する組成物は、任意の適切な形態にあってもよい。例えば、本明細書で提供される組成物は、注射可能な懸濁液を作製するための希釈剤を含む、または含まない、溶液または粉末の形態にあってもよい。組成物はまた、限定されるものではないが、製薬上許容し得るビヒクルを含む、追加成分を含んでもよい。製薬上許容し得るビヒクルは、例えば、塩水、水、乳酸、マンニトール、またはその組合せであってもよい。
本明細書で提供される組成物を対象に投与した後、対象をモニタリングして、臨床状態、例えば、がんが有効に処置されたかどうかを決定することができる。例えば、がんの進行速度が低下したか、または停止したかどうかを決定するために、対象を処置後に評価することができる。本明細書に記載されるように、任意の当業界で公知の方法を用いて、進行速度および生存率を評価することができる。
いくつかの事例においては、抗がん剤を含有する本発明の粒子を含む組成物を、対象の集団の8週の無進行生存率が、抗がん剤を含有する粒子を含む組成物を受けていない同等の対象の集団において観察されるものよりも、65%以上(例えば、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%以上)である条件下で、がんを有する対象に投与することができる。いくつかの事例においては、抗がん剤を含有する粒子を含む組成物を、対象の集団の進行までの中央時間が少なくとも150日(例えば、少なくとも155、160、163、165、または170日)である条件下で、がんを有する対象に投与することができる。
診断剤を含有する本発明の粒子を含む組成物の有効量は、組成物を対象に投与すること、および診断剤が、診断剤が用いられる疾患、障害または状態を検出可能であり、それと相関可能であるかどうかを決定することによって、当業者により容易に決定される。
生分解性ポリマー、PEG、リン脂質、および脂質
ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質と共に、いくつかの生体適合性ポリマーを、実質的に水に不溶性の薬理活性剤を取り囲むポリマー殻の形成のために用いることができる。薬理活性剤の粒子の周囲でのジスルフィド架橋した殻の調製のために、その構造内にスルフヒドリル基またはジスルフィド結合を担持する、本質的に任意の天然または合成ポリマーを用いることができる。スルフヒドリル基またはジスルフィド結合は、ポリマー構造内に元々存在していてもよく、またはそれらを好適な化学的改変によって導入してもよい。例えば、タンパク質、オリゴペプチド、ポリ核酸、多糖類(例えば、デンプン、セルロース、デキストラン、アルギネート、キトサン、ペクチン、ヒアルロン酸など)などの天然ポリマーなどは、そのような改変のための候補である。
好適な生体適合性ポリマーの例として、天然の、または合成のタンパク質が、そのアミノ酸配列内に十分なシステイン残基(すなわち、スルフヒドリル基またはジスルフィド基)を有し、架橋(例えば、超音波処理または超音波照射中の酸化の結果としての、ジスルフィド結合形成による)が起こり得る限り、そのようなタンパク質を用いることができる。好適なタンパク質の例としては、アルブミン(35個のシステイン残基を含有する)、インスリン(6個のシステインを含有する)、ヘモグロビン(α2β2ユニットあたり6個のシステイン残基を含有する)、リゾチーム(8個のシステイン残基を含有する)、免疫グロブリン、α-2-マクログロブリン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、フィブリノゲンなどが挙げられる。超音波照射ステップの間に、エステル、アミド、エーテルなどの他の結合を形成させることもできる(必要な官能基が出発材料上に存在する限り)。
アルブミン融合タンパク質と一緒に、ミクロスフェアおよび/またはナノ粒子中に組み込むことができる生分解性ポリマーとしては、限定されるものではないが、バイオポリエステル(ポリ(乳酸-コ-グリコール酸)/PLGA、ポリ乳酸/PLA、ポリグリコール酸/PGA、ポリカプロラクトン/PCL、メトキシポリ(エチレングリコール)-ブロック-ポリ-L-ラクチド/MPEG-L-PLA、メトキシポリ(エチレングリコール)-ブロック-ポリ-DL-ラクチド/MPEG-DL-PLA、メトキシポリ(エチレングリコール)-ブロック-ポリ(ε-カプロラクトン)/MPEG-PEG-PCL、ポリエチレングリコール-b-ポリ{N'-[N-(2-アミノエチル)-2-アミノエチル]アスパルトアミド}/PEG-PAsp(DET)、ポリヒドロキシブチレート、多糖類、およびタンパク質が挙げられる。
ポリマーはまた、一官能性線状PEG、二官能性PEG、マルチアームPEG、分枝状PEG、ヘテロ官能性PEG、フォーク型PEGなどの、いくつかのPEG誘導体も含む。
リン脂質および脂質を、ミクロスフェアおよびナノ粒子中で用いることもできる。
脂質としては、天然起源に由来する精製されたリン脂質(水素化大豆ホスファチジルコリン/HSPC、水素化卵ホスファチジルコリン/HEPC、卵スフィンゴミエリンなど)、精製された合成リン脂質(1,2-ジデカノイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/DDPC、1,2-ジラウロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/DLPC、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/DMPC、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/DPPC、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/DSPC、1,2-ジリノレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/DLoPC、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/DOPC、1,2-ジエルコイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/DEPC、1-ミリストイル-2-パルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/MPPC、1-ミリストイル-2-ステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/MSPC、1-パルミトイル-2-ミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/PMPC、1-パルミトイル-2-ステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/PSPC、1-ミリストイル-2-オレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/MOPC、1-パルミトイル-2-オレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/POPC、1-ステアロイル-2-オレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/SOPC、1-ミリストイル-2-リゾ-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/M-LysoPC、1-パルミトイル-2-リゾ-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/P-LysoPC、1-ステアロイル-2-リゾ-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/S-LysoPC、1-オレオイル-2-リゾ-sn-グリセロ-3-ホスホコリン/O-LysoPC、非水素化卵ホスファチジルグリセロール、ナトリウム塩/EPG-Na、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホグリセロール、ナトリウム塩/DMPG-Na、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホグリセロール、アンモニウム塩/DMPG-NH4、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホグリセロール、ナトリウム塩/DPPG-Na、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホグリセロール、アンモニウム塩/DPPG-NH4、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホグリセロール、ナトリウム塩/DSPG-Na、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホグリセロール、アンモニウム塩/DSPG-NH4、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホグリセロール、ナトリウム塩/DOPG-Na、1-パルミトイル-2-オレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホグリセロール、ナトリウム塩/POPG-Na、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスファチジン酸、ナトリウム塩/DMPA-Na、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスファチジン酸、ナトリウム塩/DPPA-Na、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスファチジン酸、ナトリウム塩/DSPA-Na、非水素化卵ホスファチジルエタノールアミン/EPE、1,2-ジラウロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン/DLPE、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン/DMPE、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン/DPPE、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン/DSPE、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン/DOPE、1,2-ジリノレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン/DLoPE、1-パルミトイル-2-オレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン/POPE、1,2-ジエルコイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン/DEPE、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホ-L-セリン、ナトリウム塩/DMPS-Na、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホ-L-セリン、ナトリウム塩/DPPS-Na、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホ-L-セリン、ナトリウム塩/DSPS-Na、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホ-L-セリン、ナトリウム塩/DOPS-Na、1-パルミトイル-2-オレオイル-sn-3-ホスホ-L-セリン、ナトリウム塩/POPS-Na)、PEG化脂質(N-(カルボニル-メトキシポリエチレングリコール2000)-1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、ナトリウム塩/DSPE-PEG 2000、N-(カルボニル-メトキシポリエチレングリコール5000)-1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、ナトリウム塩/DSPE-PEG 5000、N-(カルボニル-メトキシポリエチレングリコール2000)-1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、ナトリウム塩/DPPE-PEG 2000、N-(カルボニル-メトキシポリエチレングリコール2000)-1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、ナトリウム塩/DMPE-PEG 2000、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロール、メトキシポリエチレングリコール/DSG-PEG 5000、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロール、メトキシポリエチレングリコール/DSG-PEG 2000、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロール、メトキシポリエチレングリコール/DPG-PEG 2000、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロール、メトキシポリエチレングリコール/DOG-PEG 2000、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロール、メトキシポリエチレングリコール/DMG-PEG 2000、N-(カルボニル-メトキシポリエチレングリコール2000)-1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、ナトリウム塩/DPPE-PEG 5000、N-[カルボニル-2’,3’-ビス(メトキシポリエチレングリコール2000)]-1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、ナトリウム塩 /DSPE-2arm PEG 2000、N-[カルボニル-2’,3’-ビス(メトキシポリエチレングリコール5000)]-1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、ナトリウム塩 /DSPE-2arm PEG 5000、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロール、メトキシポリエチレングリコール/DMG-PEG 5000、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロール、メトキシポリエチレングリコール/DPG-PEG 5000、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロール、メトキシポリエチレングリコール/DOG-PEG 5000など)、官能化リン脂質(N-(3-マレイミド-1-オキソプロピル)-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、ジミリストイル/DMPE-MAL、N-(3-マレイミド-1-オキソプロピル)-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイル/DPPE-MAL、N-(3-マレイミド-1-オキソプロピル)-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、ジステアロイル/DSPE-MAL、N-(3-マレイミド-1-オキソプロピル)-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、1-パルミトイル-2-オレオイル/POPE-MAL、N-(スクシンイミジルオキシ-グルタリル)-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、ジオレオイル/DOPE-NHS、N-グルタリル-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、ジミリストイル/DMPE-Glu、N-グルタリル-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイル/DPPE-Glu、N-グルタリル-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、ジステアロイル/DSPE-Glu、N-グルタリル-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、ジオレオイル/DOPE-Glu、N-グルタリル-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、1-パルミトイル-2-オレオイル/POPE-Glu、N-(アミノプロピルポリエチレングリコール)カルバミル-ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン/DSPE-PEG-NH2、N-[(3-マレイミド-1-オキソプロピル)アミノプロピルポリエチレングリコール-カルバミル]ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン/DSPE-PEG-MAL、3-(N-スクシンイミジルオキシグルタリル)アミノプロピル、ポリエチレングリコール-カルバミルジステアロイルホスファチジルエタノールアミン/DSPE-PEG-NHS、N-(3-オキソプロポキシポリエチレングリコール)カルバミル-ジステアロイルエタノールアミン/DSPE-PEG-ALD、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-(7-ニトロ-2-1,3-ベンゾオキサジアゾール-4-イル)[トリエチルアミン塩]/NBD-DPPE、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-(5-ジメチルアミノ-1-ナフタレンスルホニル)[トリエチルアミン塩]/ダンシル-DPPE、N-[3-(2-ピリジニルジチオ)-1-オキソプロピル]-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイル/DPPE-PDP、N-(スクシンイミジルオキシ-グルタリル)-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、ジステアロイル/DSPE-NHS、N-(3-マレイミド-1-オキソプロピル)-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、ジオレオイル/DOPE-MAL、N-(スクシンイミジルオキシ-グルタリル)-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、ジミリストイル/DMPE-NHS、N-(スクシンイミジルオキシ-グルタリル)-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイル/DPPE-NHS、N-(スクシンイミジルオキシ-グルタリル)-L-α-ホスファチジルエタノールアミン、1-パルミトイル-2-オレオイル/POPE-NHSなど)、新規脂質および陽イオン脂質(1,2-ジオレオイルオキシ-3-トリエチルアンモニウムプロパンクロリド/DOTAP、1,2-ジオレイルオキシ-3-トリエチルアンモニウムプロパンクロリド/DOTMA、1,2-ジオレオイルオキシ-3-ジメチルアミノプロパン/DODAP、1,2-ジオレイルオキシ-3-ジメチルアミノプロパン/DODMAなど)、ポリグリシン-リン脂質(DSPE-ポリグリセリン-シクロヘキシル-カルボン酸、DSPE-ポリグリセリン-2-メチルグルタルカルボン酸など)、SS-切断性およびpH応答性脂質様物質(COATSOME(登録商標)SS-14/3AP-01、COATSOME(登録商標)SS-33/3AP-05、COATSOME(登録商標)SS-33/4PE-15、COATSOME(登録商標)SS-20/3AP-04など)、いくつかの他の賦形剤(PUREBRIGHT(登録商標)MBシリーズNOFABLEシリーズSUNBRIGHT(登録商標)DKH-02HB、DKH-03HBおよびDKH-04HB (MACROGOL PEG200、300および400)SUNBRIGHT(登録商標)OEシリーズ(生体適合性PEGアンカー)など)が挙げられる。
他の成分
本発明によるポリマー殻は、場合により、アルブミン-ソマトスタチンに基づく融合タンパク質に加えて、他の成分を含む。例えば、ポリマー殻は、可変量の従来のアルブミンもしくはバリアントアルブミン、またはその断片を含み、好ましくは、任意の型のヒト血清アルブミンを含んでもよい。
場合により、マクロファージ様細胞による薬理活性剤の殻に包含された粒子の取込みを増強するため、または肝臓および脾臓での殻に包含された粒子の取込みを増強するために、公知のオプソニンであるα-2-マクログロブリンなどのタンパク質を殻組成物中に含有させる。
同様に、システイン残基(スルフヒドリル基またはジスルフィド基)を含有する合成ポリペプチドも、薬理活性剤上での殻の形成のための良好な候補である。さらに、ポリアルキレングリコール(例えば、直鎖または分枝鎖)、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリアクリル酸、ポリエチルオキサゾリン、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリジノンなどは、化学的改変(スルフヒドリルおよび/またはジスルフィド結合を導入すること)および殻形成(それらの架橋を引き起こすことによる)のための良好な候補である。かくして、例えば、本発明の実施における使用について企図されるのは、システイン残基および/もしくはジスルフィド基を含有する合成ポリアミノ酸；遊離スルフヒドリル基および/もしくはジスルフィド基を含有するように改変されたポリビニルアルコール；遊離スルフヒドリル基および/もしくはジスルフィド基を含有するように改変されたポリヒドロキシエチルメタクリレート；遊離スルフヒドリル基および/もしくはジスルフィド基を含有するように改変されたポリアクリル酸；遊離スルフヒドリル基および/もしくはジスルフィド基を含有するように改変されたポリエチルオキサゾリン；遊離スルフヒドリル基および/もしくはジスルフィド基を含有するように改変されたポリアクリルアミド；遊離スルフヒドリル基および/もしくはジスルフィド基を含有するように改変されたポリビニルピロリジノン；遊離スルフヒドリル基および/もしくはジスルフィド基を含有するように改変されたポリラクチド、ポリグリコリド、ポリカプロラクトン、またはそのコポリマー；ならびにそれらのいずれか2つ以上の混合物のような材料である。
場合により、医薬組成物の所望の部位への標的化を容易にする、抗体または酵素などの他の機能的タンパク質が、ポリマー殻の形成において用いられる。
本発明の粒子を担持する、または懸濁するための生体適合性水性液体を、例えば、水、塩水、適切なバッファーを含有する溶液、アミノ酸、糖、タンパク質、炭水化物、ビタミンまたは脂肪などの栄養剤を含有する溶液から選択することができる。
医薬組成物を調製するための方法
別の実施形態においては、本発明は、薬理活性剤とソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質とを含有する混合物を、ジスルフィド結合によるソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質の架橋を促進する条件にかけることを含む、医薬組成物を調製するための方法を提供する。
方法は、例えば、前記薬理活性剤が中に分散された有機相と、生体適合性ポリマーを含有する水性媒体とを含む混合物であって、界面活性剤を含有する、または場合により、界面活性剤を実質的に含有しない、混合物を、高圧ホモジェナイザー中でのホモジェナイゼーションにかけることを含む。
場合により、有機相および/または水性相は、高剪断条件にかけられた後、混合物から除去される。
場合により、薬理活性剤を懸濁または溶解するための分散剤が用いられる。本発明の実施における使用について企図される分散剤としては、薬理活性剤を懸濁または溶解することができるが、殻を製造するために用いられるポリマー、または薬理活性剤自体と化学的に反応しない、任意の非水性液体が挙げられる。例としては、植物油(例えば、大豆油、ミネラルオイル、コーン油、菜種油、ココナッツ油、オリーブ油、紅花油、綿実油など)、4〜30個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式、もしくは芳香族炭化水素(例えば、n-ドデカン、n-デカン、n-ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、ベンゼンなど)、2〜30個の炭素原子を有する脂肪族もしくは芳香族アルコール(例えば、オクタノールなど)、1〜30個の炭素原子を有する脂肪族もしくは芳香族エステル(例えば、カプリル酸エチル(オクタン酸エステル)など)、2〜30個の炭素原子を有するアルキル、アリール、もしくは環状エーテル(例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなど)、1〜30個の炭素原子を有するハロゲン化アルキルもしくはアリール(場合により、2個以上のハロゲン置換基、例えば、CH3Cl、CH2Cl2、CH2Cl--CH2Clなど)、3〜30個の炭素原子を有するケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトンなど)、ポリアルキレングリコール(例えば、ポリエチレングリコールなど)、またはそれらのいずれか2つ以上の組合せが挙げられる。
分散剤/有機媒体の特に好ましい組合せは、典型的には、約200℃以下の沸点を有し、より高い分子量(揮発性が低い)分散剤と共に、ジクロロメタン、クロロホルム、酢酸エチル、ベンゼンなどの揮発性液体(すなわち、薬理活性剤に対する高い溶解度を有し、用いられる他の分散剤中に溶解する溶媒)を含む。他の分散剤に添加した場合、これらの揮発性添加剤は、薬理活性剤の分散剤への溶解を誘導するのに役立つ。このステップは通常、時間を消費するので、これは望ましい。溶解後、蒸発(場合により、減圧下での)によって揮発性成分を除去することができる。
本明細書に記載のように調製された、実質的にポリマー殻内に含有される、またはそれと結合する薬理活性剤の粒子を、そのまま送達するか、または場合により、生体適合性媒体中の懸濁液として送達する。この媒体を、水、緩衝化水性媒体、塩水、緩衝塩水、場合により緩衝化されたアミノ酸溶液、場合により緩衝化されたタンパク質溶液、場合により緩衝化された糖溶液、場合により緩衝化された炭水化物溶液、場合により緩衝化されたビタミン溶液、場合により緩衝化された合成ポリマー溶液、脂質含有エマルジョンなどから選択することができる。
本発明の別の実施形態によれば、in vivoでの送達のための薬理活性剤の調製のための方法であって、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質と、薬理活性剤とを含有する媒体を、ジスルフィド結合による生体適合性材料の架橋を促進するのに十分な時間にわたって、高強度超音波条件にかけることを含む方法が提供される。薬理活性剤は、実質的に完全にポリマー殻内に含有させることができる。前記殻の最大断面寸法は、約10ミクロン以下、好ましくは、約0.2ミクロン以下であってよい。
本発明の別の実施形態によれば、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質を、高圧ホモジェナイザー中での高剪断条件への曝露の結果として架橋させることができる。架橋ポリマーの殻が、非水性媒体の液滴のまわりに形成されるように、高剪断を用いて、溶解または懸濁された薬理活性剤を含有する分散剤を、融合タンパク質の水性溶液中に分散させる。高剪断条件は、液体中でのキャビテーションをもたらす。キャビテーションは、局所的加熱を引き起こし、例えば、スルフヒドリル残基を酸化して(および/または存在するジスルフィド結合を破壊して)、新しい架橋ジスルフィド結合を形成させることによって、融合タンパク質を架橋することができるスーパーオキシドイオンの形成をもたらす。
かくして、本発明によれば、薬理活性剤を、好適な溶媒(例えば、クロロホルム、塩化メチレン、酢酸エチル、エタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリル、アセトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、メチルピロリジノンなど、ならびにそれらのいずれか2つ以上の混合物)に溶解する。本発明の実施における使用について企図されるさらなる溶媒としては、大豆油、ココナッツ油、オリーブ油、紅花油、綿実油、ゴマ油、オレンジ油、リモネン油、C1-C20アルコール、C2-C20エステル、C3-C20ケトン、ポリエチレングリコール、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素およびその組合せが挙げられる。
ポリマー(例えば、ポリ乳酸)を、溶媒に溶解しなくてもよい。本発明の組成物の調製において用いられる油相は、溶媒に溶解された薬理活性剤のみを含有してもよい。
次に、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質を(水性相に)添加して、安定なナノ液滴の形成のための安定化剤として作用させる。約0.05〜25%(w/v)の範囲、より好ましくは、約0.5%〜5%(w/v)の範囲の濃度で融合タンパク質を添加することができる。界面活性剤(例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、レシチン、tween 80、プルロニック(登録商標)F-68など)を、混合物に添加することができる。
次に、高圧および高剪断力下でのホモジェナイゼーションによって、エマルジョンを形成させる。そのようなホモジェナイゼーションは、高圧ホモジェナイザーを用いて、高圧で、水性相および油相をホモジェナイジングノズルに強制的に通すことによって、都合よく実行される。高圧ホモジェナイザーは、典型的には、約3,000〜30,000psiの範囲の圧力で運転される。好ましくは、そのようなプロセスは、高圧ホモジェナイザーは、典型的には、約6,000〜25,000psiの範囲の圧力で実行される。得られるエマルジョンは、非水性溶媒(溶解した薬理活性剤を含有する)の非常に小さいナノ液滴およびタンパク質安定化剤の非常に小さいナノ液滴を含有する。許容し得るホモジェナイゼーション方法は、高圧ホモジェナイゼーション、高剪断ミキサー、超音波処理、高剪断インペラーなどの高剪断およびキャビテーションを与えるプロセスを含む。
最後に、減圧下で溶媒を蒸発させて、薬理活性剤と融合タンパク質のタンパク質でコーティングされた粒子から構成されるコロイド系を得る。許容し得る蒸発方法は、回転式蒸発装置、流下膜式蒸発装置、噴霧乾燥機、凍結乾燥機などの使用を含む。
溶媒の蒸発後、液体懸濁液を乾燥させて、薬理活性剤と融合タンパク質とを含有する粉末を得ることができる。得られる粉末を、塩水、緩衝塩水、水、緩衝水性媒体、アミノ酸溶液、ビタミン溶液、炭水化物溶液、ならびにそれらのいずれか2つ以上の組合せなどの好適な水性媒体中に、任意の都合のよい時間で再分散させて、哺乳動物に投与することができる懸濁液を得ることができる。この粉末の取得について企図される方法としては、凍結乾燥、噴霧乾燥などが挙げられる。
本発明の一実施形態によれば、非常に小さいサブミクロン粒子(ナノ粒子)、すなわち、直径0.2ミクロン未満の粒子の形成のための方法が提供される。そのような粒子は、液体懸濁液の形態で使用する前に滅菌濾過することができる。本発明の製剤化プロセスの最終生成物(すなわち、薬物粒子)を滅菌濾過する能力は、オートクレーブなどの従来の手段によって高濃度のタンパク質(例えば、血清アルブミン)を含有する分散液を滅菌することができないため、非常に重要である。
滅菌濾過可能な粒子(すなわち、0.2ミクロン未満の粒子)を得るために、実質的に水と混和しない有機溶媒(例えば、クロロホルムなどの、例えば、水中での溶解度が約5%未満である溶媒)中に、高濃度で薬理活性剤を最初に溶解することによって、薬理活性剤を含有する油相を形成させる。好適な溶媒は、上記の通りである。ポリマー(例えば、ポリ乳酸)を、溶媒に溶解しなくてもよい。本発明のプロセスにおいて用いられる油相は、溶媒に溶解された薬理活性剤のみを含有してもよい。
次に、水と混和する有機溶媒(例えば、エタノールなどの、例えば、水中での溶解度が10%より高い溶媒)を、総有機相の約1%〜99%v/vの範囲、より好ましくは、約5%〜25%v/vの範囲の最終濃度で油相に添加する。水と混和する有機溶媒を、酢酸エチル、エタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリル、アセトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、メチルピロリジノンなどの溶媒から選択することができる。あるいは、水と混和しない溶媒と、水と混和する溶媒との混合物を最初に調製した後、混合物中に薬理活性剤を溶解する。
次に、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質を、水性媒体に溶解する。この成分は、安定なナノ液滴の形成のための安定化剤として作用する。場合により、十分な量の第1の有機溶媒(例えば、クロロホルム)を、水性相に溶解させて、それを飽和濃度の近くまで持って行く。別の、測定された量の有機相(今や薬理活性剤、第1の有機溶媒および第2の有機溶媒を含有する)を、有機相の相画分が約0.5%〜15%v/v、より好ましくは、1%〜8%v/vとなるように、飽和した水性相に添加する。
次に、マイクロ液滴とナノ液滴とから構成される混合物を、低剪断力でのホモジェナイゼーションによって形成させる。当業者であれば容易に同定できるような、様々な方法で、例えば、約1,000〜約30,000rpmの範囲で運転される従来の実験用ホモジェナイザーを用いて、これを達成することができる。この後、高圧(すなわち、約1,000〜40,000psiの範囲)下でホモジェナイゼーションを行う。得られる混合物は、水性タンパク質溶液(例えば、ヒト血清アルブミン)、水に不溶性の薬理活性剤、第1の溶媒および第2の溶媒を含む。最後に、溶媒を減圧下で急速に蒸発させて、極く小さいナノ粒子(すなわち、約0.01ミクロン〜0.2ミクロンの範囲の粒子)の形態のコロイド分散系(薬理活性剤とタンパク質)を得て、かくして、滅菌濾過することができる。粒子の好ましいサイズ範囲は、製剤および操作パラメータに応じて、約0.05〜0.17ミクロンである。
本発明に従って調製されたコロイド系を、そこからの水の除去によって、例えば、好適な温度-時間プロファイルでの凍結乾燥によって、粉末形態にさらに変換することができる。融合タンパク質自体は、凍結防止剤として作用し、粉末は、マンニトール、スクロース、グリシンなどの従来の凍結防止剤の使用を必要とすることなく、水、塩水またはバッファーの添加によって容易に再構成される。必要ではないが、要望があれば、従来の凍結防止剤を本発明の製剤に添加してもよいことが勿論理解される。
本発明の別の実施形態によれば、ポリマー殻内に含有される薬理活性剤は、高強度超音波を用いて合成される。2つの非線形音響プロセスが、安定なポリマー殻の形成に関与する(すなわち、音響乳化およびキャビテーション)。第1に、音響乳化は、薬理活性剤を水性タンパク質溶液中に分散させるものである。次いで、形成された分散液を、化学的に架橋し、ジスルフィド結合の形成によって安定化させる。ジスルフィド結合は、音響キャビテーションによって産生されるスーパーオキシドによって酸化されるシステイン残基(ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質中の)から形成される。
場合により、得られた懸濁液（懸濁物）を、Centriconフィルター(100kDaカットオフ)を通して濾過し、濾過された構築物またはマイクロバブルを、生理食塩水または好適なバッファー中に再懸濁する。これらの構築物の平均直径は、約2ミクロンであってよい。粒子計測器を用いて決定された粒径分布は、非常に狭いことがわかる(典型的には、約3ミクロンの平均直径を有するガウス分布を観察することができる)。この技術によって得られる粒子のサイズ範囲は、0.1ミクロン〜20ミクロンであってもよい。小さい血管の遮断およびその後の組織(酸素枯渇に起因する虚血)損傷のリスクなしに静脈内または動脈内注射を達成することができるため、このサイズは医学的適用に適している。比較のために、正常な赤血球は、直径約8ミクロンである。
薬理活性剤の粒子の周囲での殻の形成は、タンパク質内の親水性領域は水性相に露出するが、タンパク質内の疎水性領域は非水性相に向かって配向するような、水性相と非水性相との間の界面でのソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質のアンフォールディングおよび再配向を含んでもよい。ポリマーのアンフォールディングを行うか、またはそのコンフォメーションを変化させるためには、タンパク質にエネルギーを供給しなければならない。2つの相(すなわち、水性および非水性)の間の界面自由エネルギー(界面張力)は、その界面でのタンパク質コンフォメーションの変化に寄与する。熱エネルギーも、タンパク質のアンフォールディングおよび/またはタンパク質コンフォメーションの変化にとって必要とされるエネルギープールに寄与する。
熱エネルギー入力は、超音波処理プロセスにおいて用いられる音響出力、超音波処理時間、超音波処理にかけられる材料の性質、超音波処理にかけられる材料の体積などの変数の関数であってよい。超音波処理プロセスの音響出力は、広く変化してもよく、典型的には、約1〜1000ワット/cm2の範囲にあり、約50〜200ワット/cm2の範囲の音響出力が現在好ましい範囲である。同様に、超音波処理時間も広く変化してもよく、典型的には、約2秒〜約5分の範囲にある。好ましくは、超音波処理時間は、約15秒〜60秒の範囲にある。当業者であれば、印加される音響出力が高いほど、必要とされる超音波処理時間は短くなり、その逆も然りであることを認識できる。
界面自由エネルギーは、2つの相/液体間の極性差に正比例する。かくして、所与の操作温度で、2つの液体間の界面での最小自由エネルギーが、所望のポリマー殻を形成させるのに必須である。かくして、極性の徐々の変化と共に同族列の分散剤、例えば、アルカン酸のエチルエステルを取る場合、高級同族体は次第に非極性となる、すなわち、これらの分散剤と水との間の界面張力は、エステル中の炭素原子数が増加するにつれて増大する。かくして、酢酸エチル(すなわち、2炭素酸のエステル)は、室温(約20℃)では水と混和しないが、この分散剤のみでは、ポリマー殻でコーティングされた粒子の有意な収量が得られないことがわかる。対照的に、オクタン酸エチル(8炭素酸のエステル)などの高級エステルは、高収量でポリマー殻でコーティングされた粒子を与える。事実、ヘプタン酸エチル(7炭素酸のエステル)は、中程度の収量を与えるが、低級エステル(3、4、5、または6炭素酸のエステル)は、低い収量を与える。かくして、所与の温度で、当業者であれば、高収量のポリマー殻でコーティングされた粒子の形成にとって必要とされる、最小水性分散剤界面張力の条件を設定することができる。
温度は、ポリマー殻でコーティングされた粒子の収量に影響するように操作することができる別の変数である。一般に、液体の表面張力は、温度の上昇と共に低下する。温度と共に表面張力が変化する率は、異なる液体については異なることが多い。かくして、例えば、2つの液体間の界面張力(Δγ)は、温度T1でのΔγ1および温度T2でのΔγ2であってもよい。T1でのΔγ1がポリマー殻を形成させるのに必要とされる最小値に近い場合、およびΔγ2(温度T2での)がΔγ1よりも大きい場合、T1からT2への温度の変化は、ポリマー殻の収量を増加させる。これは、20℃で中程度の収量を与えるが、10℃で高収量を与える、ヘプタン酸エチルの場合であってもよい。
温度も、用いられる液体の蒸気圧に影響する。温度が低いほど、総蒸気圧は低くなる。総蒸気圧が低いほど、キャビテーションバブルの崩壊の効率は高くなる。超音波バブルのより効率的な崩壊は、スーパーオキシド(HO2 -)形成速度の増大と相関する。スーパーオキシド形成速度の増大は、より低い温度でポリマー殻の収量の増加をもたらす。しかしながら、対抗する考えとして、スーパーオキシドイオンによるスルフヒドリル基の酸化(すなわち、ジスルフィド結合を形成する)の反応速度は、温度の上昇と共に増大する。かくして、超音波処理条件にかけられる所与の液体について、高収量のポリマー殻が得られる、かなり狭い範囲の最適操作温度が存在する。
かくして、2つの効果、すなわち、温度に伴う表面張力の変化(融合タンパク質のアンフォールディングおよび/またはコンフォメーション変化に直接影響する)と、温度に伴う反応収量の変化(反応は、ジスルフィド結合の形成による融合タンパク質の架橋である)の組合せは、ポリマー殻でコーティングされた粒子の全体の変換または収量を決定付ける。本発明のポリマー殻の調製にとって好適な温度は、約0℃〜80℃の範囲にあってよい。
上記の超音波処理プロセスを操作して、あるサイズ範囲を有する薬理活性剤を含有するポリマー殻でコーティングされた粒子を製造することができる。現在好ましい粒子半径は、約0.1〜約5ミクロンの範囲にある。この範囲の狭いサイズ分布は、静脈内薬物送達にとって非常に好適である。次いで、ポリマー殻でコーティングされた粒子を、水性生体適合性液体(上記のような)に懸濁した後、好適な手段によって投与する。
さらに、場合により、ポリマー殻を、任意の共有結合によってポリマー殻と結合する好適な薬剤によって改変することができる。そのような結合について企図される共有結合としては、エステル、エーテル、ウレタン、ジエステル、アミド、第2級または第3級アミン、リン酸エステル、硫酸エステルなどの結合が挙げられる。ポリマー殻のこの任意の改変について企図される好適な薬剤としては、合成ポリマー(ポリアルキレングリコール(例えば、直鎖もしくは分枝鎖ポリエチレングリコール)、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリアクリル酸、ポリエチルオキサゾリン、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリジノンなど)、リン脂質(ホスファチジルコリン(PC)、ホスファチジルエタノールアミン(PE)、ホスファチジルイノシトール(PI)、スフィンゴミエリンなど)、タンパク質(酵素、抗体など)、多糖類(デンプン、セルロース、デキストラン、アルギネート、キトサン、ペクチン、ヒアルロン酸など)、化学改変剤(ピリドキサル5'-リン酸、ピリドキサルの誘導体、ジアルデヒド、ジアスピリンエステルなど)、またはそれらのいずれか2つ以上の組合せが挙げられる。
ポリマー殻内に封入された溶解した薬理活性剤の一般的なテーマの変化が可能である。生体適合性分散剤中の薬理活性剤の微細な粒子の懸濁液を用いて(溶解した薬理活性剤を含有する生体適合性分散剤の代わりに)、分散剤に懸濁された薬理活性剤粒子を含有するポリマー殻を製造することができる。換言すれば、ポリマー殻は、分散剤中の薬理活性剤の飽和溶液を含有してもよい。別の変化は、最初に揮発性有機溶媒(例えば、ベンゼン)中に薬理活性剤を溶解すること、ポリマー殻を形成させること、および減圧下で、例えば、回転式蒸発装置中で揮発性溶媒を蒸発させること、または懸濁液全体を凍結乾燥させることによって、薬理活性剤の固体コアを含有するポリマー殻である。これは、ポリマーコートによって取り囲まれた薬理活性剤の固体コアを有する構造をもたらす。この後者の方法は、比較的小さい容量で高用量の薬理活性剤を送達するのに特に有利である。いくつかの事例においては、コアの周囲に殻を形成するポリマーはそれ自体、治療剤または診断剤であってよく、例えば、インスリンの場合、上記の超音波処理プロセスにおいて形成されたポリマー粒子の一部として送達することができる。
ポリマー殻の変化も可能である。例えば、スルフヒドリル基を含有する少量のPEGを、融合タンパク質と共に含有させることができる。超音波処理の際に、PEGは融合タンパク質中で架橋され、ポリマー殻の成分を形成する。あるいは、PEGを、殻の調製後にポリマー殻に連結することができる(むしろ、殻が調製される媒体の一部として含有される)。PEGは、その非接着性について公知であり、それをタンパク質および酵素に結合して、in vivoでのその循環時間を増加させた[Abuchowskiら、J. Biol. Chem. Vol. 252:3578 (1977)]。また、それをリン脂質に結合して、リポソーム中で脂質二重層を形成させ、in vivoでのその取込みを減少させ、寿命を延長させた[Klibanovら、FEBS Letters Vol. 268:235 (1990)]。かくして、架橋したタンパク質殻の壁へのPEGの組込みは、その血中循環時間を変化させる。この特性を活用して、薬理活性剤のより高い血中レベルおよび薬理活性剤放出時間の延長を維持することができる。
PEG-イミダゾール、コハク酸スクシンイミジル、炭酸ニトロフェニル、トレシレートなどの求電子性PEG誘導体；PEG-アミン、アミノ酸エステル、ヒドラジド、チオールなどの求核性PEG誘導体も、ポリマー殻の改変にとって有用である。PEGにより改変されたポリマー殻は、その非改変対応物よりも長い期間にわたって循環中で持続するであろう。PEGを用いたポリマー殻の改変を、殻の形成前に、またはその形成後に実施することができる。現在好ましい技術は、その形成後にポリマー殻を改変することである。デキストラン、アルギネート、ヒドロキシエチルデンプンなどの他のポリマーを、ポリマー殻の改変において用いることができる。
当業者であれば、いくつかの変化が、本発明の範囲および精神の中で可能であることを認識するであろう。ポリマー殻内の分散剤を変化させることができる、様々な薬理活性剤を用いることができる、および様々なタンパク質ならびに他の天然および合成ポリマーを、ポリマー殻の壁の形成において用いることができる。用途も、かなり広範囲である。
本発明のさらに別の実施形態によれば、上記の投与様式は、ドセタキセルが生体適合性液体中に懸濁され、得られる懸濁液が10ミクロン以下、好ましくは、0.2ミクロンの断面寸法を有するドセタキセルの粒子を含有する、新規ドセタキセル含有組成物によって容易になる。約10ミクロン未満の所望の粒径を、様々な方法で、例えば、粉砕、噴霧乾燥、沈降、超音波処理などによって達成することができる。
ドセタキセルの粒子は、好ましくは、10ミクロン未満、より好ましくは、5ミクロン未満、最も好ましくは、1ミクロン未満のサイズを有し、臓器および組織の微小循環の遮断のリスクなしに懸濁液の形態での静脈内送達を可能にする。
送達される薬物のナノ粒子性のため、その多くは、脾臓、肝臓、および肺などの細網内皮系を有する臓器によって循環から消失する。これにより、粒子形態の薬理活性剤を体内のそのような部位に標的化することができる。
この実施形態について企図される生体適合性液体は、上記のものと同じである。さらに、Intralipid(非経口栄養剤として使用される市販の脂肪乳剤の商標名；Kabi Vitrum, Inc.、Clayton、N.C.から入手可能)、Nutralipid(商標)(非経口栄養剤として使用される市販の脂肪乳剤の商標名；McGaw、Irvine、Calif.から入手可能)、Liposyn III(非経口栄養剤として使用される市販の脂肪乳剤の商標名(20%大豆油、1.2%卵ホスファチド、および2.5%グリセリンを含有する)；Abbott Laboratories、North Chicago、Ill.から入手可能)などの非経口栄養剤を、薬物粒子の担体として用いることができる。あるいは、生体適合性液体が大豆油などの薬物溶解材料を含有する場合(例えば、Intralipid(商標)の場合のように)、薬物を、担体液体内で部分的または完全に可溶化し、その送達を助けることができる。そのような事例の例は、担体としてのIntralipid(商標)中でのドセタキセルの送達である。この実施形態における使用のための現在好ましい生体適合性液体は、上記のものなどの非経口栄養剤である。
別の実施形態においては、本発明は、薬理活性剤と、ポリマー殻とを含有する医薬組成物を投与することによって、ヒト対象を含む対象におけるがんを処置するための方法を提供する。
本発明のさらに別の実施形態によれば、ドセタキセルが非経口栄養剤中に溶解される、ドセタキセルのin vivoでの送達のための組成物が提供される。
(実施例)
本発明の選択された実施形態を、以下の実験例および比較例を参照してさらに詳細に説明する。これらの実施例は、例示に過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
（実施例１）
哺乳動物系における融合タンパク質の発現
実施例1-1：組換え遺伝子合成
表5に列挙される融合タンパク質に対応する8種の構築物を調製した。第1に、それぞれの融合タンパク質をコードする遺伝子配列を、de novoで合成した後、pcDNA3.1ベクター中に挿入した。
実施例1-2：プラスミド生成
Maxi-prepまたはMega-prepを用いて、約20mgの各DNAを生成した。
実施例1-3：トランスフェクションおよびタンパク質の産生
(A)懸濁細胞法
FreeStyle(商標)293-F細胞を、フラスコ中に0.55〜0.6x106細胞/mLで播種した。約24時間後、細胞を1.1〜1.2x106細胞/mLで振とうフラスコ中に播種した。DNAを、500μgのDNA/80mLのFreeStyle培地中で調製した。ポリエチレンイミン(PEI)を、FreeStyle培地80mLあたり1.8mLのPEIで調製した。DNAをFreeStyle培地中で混合し、有効量のPEIをDNA溶液に添加し、混合物をボルテックスし、室温で約15分間インキュベートして、DNA-PEI複合体を形成させた。80mLのインキュベートしたDNA-PEI複合体を、細胞培養液に添加した。約3時間後、TC Yestolate feed(BD)を添加して、培養液1リットルあたり4グラムの最終濃度にした。約7〜8日後、培地を遠心分離によって収獲した。
(B)付着細胞法
トランスフェクションの約24時間前に、HEK293細胞を、フラスコ中に50〜90%の集密度となるように播種し、完全培地を添加した。約24時間後、細胞を洗浄した後、基本培地を添加した。
DNAおよびPEI溶液を、DNAを無血清培地に添加することによって調製した。PEI溶液をDNA溶液に添加し、15分間インキュベートして、室温でDNA-PEI複合体を形成させた。
DNA-PEI複合体を細胞に添加し、混合物を37℃で約4〜6時間インキュベートした。培地を除去し、グルタミンおよび血清を含む新鮮な培地を添加した後、37℃で4日間インキュベートした。
約4日後、培地を収獲し、遠心分離によって上清を収集した。さらに3日間インキュベートするために沈降物にL-グルタミンを含む新鮮な培地を補給して、収獲プロセスを繰り返した。
実施例1-4：タンパク質濃度、Ni-NTA精製およびバッファー交換
収集した培地を、精製方法(連続クロマトグラフィーまたは手動バッチ精製のいずれか)に応じて、TFFシステム(Millipore)によってある特定の容量まで濃縮した。
濃縮されたタンパク質を、結合バッファー中、約4℃で新鮮なNi-NTA樹脂と共にインキュベートし、クロマトグラフィーまたはバッチシステムを用いて洗浄バッファーで洗浄した。タンパク質を、溶出バッファーを用いて溶出させ、画分を収集し、濃縮して、精製されたタンパク質を回収した。タンパク質を、サイズ排除クロマトグラフィー精製を用いてさらに精製することができる。
最終溶出液のバッファーを、透析によって所望のバッファーに交換することができる。
(実施例２）
SST-アルブミン融合タンパク質の収量
SST-HSA融合タンパク質は全て、高収量で可溶性形態で発現された。リンカーの長さまたは性質は、タンパク質の収量および融合タンパク質の溶解度に影響し得る。結果は、融合タンパク質構築物がより長く、より複雑になるにつれて、生産収量はわずかに低下することを示していた。しかしながら、全ての構築物は、スケールアップ生産のための収量を示した。
Figure 2020532505
(実施例３)
水性媒体中でのドセタキセル粒子の調製
ドセタキセルの結晶を、10ミクロン未満のサイズを有する固体ドセタキセルの粒子が得られるまで、ボールミル中で粉砕する。等張性食塩水中に粒子を懸濁し、粒子計数器を援用して計数することによって、粒子のサイズを決定する。100%の粒子が5ミクロン未満のサイズとなるまで粉砕を継続する。静脈内送達のための好ましい粒径は、5ミクロン未満であり、最も好ましくは、1ミクロン未満である。
あるいは、全ての粒子が直径10ミクロンより下になるまで、水中のドセタキセルの懸濁液を超音波処理することによって、ドセタキセルの粒子を取得する。
濁った懸濁液が得られるまで水を添加することによって、エタノール中のドセタキセルの溶液からドセタキセルを沈降させることにより、直径10ミクロン未満のドセタキセル粒子を取得することもできる。場合により、濁った懸濁液が得られるまで、水の添加中にドセタキセルの溶液を超音波処理してもよい。次いで、得られる懸濁液を濾過し、乾燥して、所望のサイズ範囲の純粋なドセタキセル粒子を得る。
エタノールなどの揮発性溶媒中のドセタキセルの溶液を噴霧乾燥することによって、ドセタキセルの微細な粒子を調製する。この溶液を、ドセタキセルを含有するエタノールの液滴を形成する超音波ノズルに通過させる。噴霧乾燥機中でエタノールが蒸発するにつれて、ドセタキセルの微細な粒子が得られる。エタノール中のドセタキセルの濃度を変化させ、ノズルを通過する液体の流量および超音波処理の出力を調整することによって、粒径を変化させる。好適な超音波破砕装置としては、モデルCV33プローブヘッドを備えたVibracell VCX750、Sonics and Materials Inc.、Newtown、Connが挙げられる。
（実施例４)
油を含有するタンパク質殻の調製
3mlの5%ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質溶液を、超音波破砕プローブに結合した円筒状容器中に取る。好適な超音波破砕装置としては、モデルCV33プローブヘッドを備えたVibracell VCX750、Sonics and Materials Inc.、Newtown、Connが挙げられる。ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質溶液を、6.5mlの大豆油(ダイズ油)で覆う。超音波破砕プローブの先端を、2つの溶液の間の界面に持って行き、20℃の冷却浴中でアセンブリを維持する。システムを平衡化させ、超音波破砕装置を30秒間作動させる。激しい混合が起こり、乳白色の懸濁液が得られる。懸濁液を、生理食塩水で1:5に希釈する。粒子計数器を用いて、油を含有するタンパク質殻のサイズ分布および濃度を決定する。
（実施例６)
ポリマー殻形成に影響するパラメータ
タンパク質濃度、温度、超音波処理時間、薬理活性剤の濃度、および音響強度などのいくつかの変数を、ポリマー殻の形成を最適化するために試験する。これらのパラメータを、トルエンを含有する架橋したソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質殻について決定する。
1%、2.5%、5%および10%のタンパク質濃度を有する溶液から作製されるポリマー殻を、粒子計数器を用いて計数して、製造されたポリマー殻のサイズおよび数の変化を決定する。ポリマー殻のサイズは、タンパク質濃度と共に変化するが、形成された「乳白色の懸濁液」1ミリリットルあたりのポリマー殻の数は、5%までのタンパク質濃度の増加と共に増加する。その濃度を超えると、ポリマー殻の数の有意な変化は起こらない。
初期の容器温度は、ポリマー殻の最適な調製にとって重要である。典型的には、初期の容器温度を、0℃〜45℃に維持する。ポリマー殻の形成に用いられる油の水性-油界面張力は、重要なパラメータであり、温度の関数としても変化する。薬理活性剤の濃度は、タンパク質殻の収量に有意に影響しない。薬理活性剤が溶解状態で組み込まれるか、または分散媒体中に懸濁されるかどうかは、比較的重要ではない。
超音波処理時間は、1mlあたりに製造されるポリマー殻の数を決定付ける重要な因子である。3分を超える超音波処理時間は、ポリマー殻の全数の減少をもたらし、過度の超音波処理に起因するポリマー殻の破壊の可能性を示す。3分未満の超音波処理時間は、十分な数のポリマー殻をもたらす。超音波破砕装置の音響出力定格に関しては、最も高い出力設定で、例えば、約200ワット/cm2の音響出力で最大数のポリマー殻が製造される。
（実施例７）
油担体中にドセタキセルを含有するポリマー殻の調製
ドセタキセルを、2mg/mlの濃度でUSP等級の大豆油に溶解する。3mlの5%ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質溶液を、超音波破砕プローブに結合することができる円筒状容器中に取る。ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質溶液を、6.5mlの大豆油(ダイズ油)で覆う。超音波破砕プローブの先端を、2つの溶液の間の界面に持って行き、アセンブリを平衡に維持し、超音波破砕装置を30秒間作動させる。激しい混合が起こり、油/ドセタキセル溶液を封入するタンパク質壁のポリマー殻を含有する安定な乳白色の懸濁液が得られる。
架橋タンパク質殻へのより多くの薬物の充填を得るために、油および薬物のための相互溶媒(薬物がかなり高い溶解度を有する)を、油と混合することができる。この溶媒が比較的非毒性的であるという条件で(例えば、酢酸エチル)、それを元の担体と共に注入することができる。他の場合、それを、ポリマー殻の調製後に減圧下での液体の蒸発によって除去することができる。
（実施例８)
ポリマー殻の安定性
既知の濃度のポリマー殻の懸濁液を、3つの異なる温度(すなわち、4℃、25℃、および38℃)での安定性について分析する。経時的な粒子の変化によって、安定性を測定する。大豆油(SBO)を含有する架橋タンパク質(ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質)殻を、上記のように(実施例を参照されたい)調製し、塩水中で20%の最終油濃度に希釈し、上記の温度で保存する。粒子計数(Elzone)を、時間の関数としてそれぞれの試料について得る。
計数した粒子(すなわち、ポリマー殻)の濃度は、実験の持続期間にわたってかなり一定のままである。その範囲は、ほぼ4週間にわたって様々な温度条件下で良好なポリマー殻安定性を示す。
（実施例９)
in vivoでの生体分布-フルオロフォアを含有する架橋タンパク質殻
静脈内注射後の架橋ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質殻の運命を決定するために、蛍光色素(ルブレン、a/k/a(5,6,11,12-テトラフェニルテトラセン、Aldrichから入手)をトルエンに溶解し、トルエン/ルブレンを含有する架橋タンパク質殻を、超音波処理によって上記のように調製する。得られる乳白色の懸濁液を、生理食塩水中で5倍希釈する。次いで、2mlの希釈した懸濁液を、10分かけてラットの尾静脈に注入する。注射の1時間後およびさらに注射の24時間後に、1匹の動物を犠牲にする。
凍結した肺、肝臓、腎臓、脾臓、および骨髄切片を、蛍光色素を含有するポリマー殻の存在について蛍光下で検査する。1時間で、多くのポリマー殻は、インタクトであり、約1ミクロンの直径の明るい蛍光を発する粒子として肺および肝臓において見られる。24時間で、ポリマー殻は、肝臓、肺、脾臓、および骨髄において見られる。組織の全般的な染色も観察され、ポリマー殻が消化され、色素がその中から遊離することを示す。この結果は、予想と一致し、ドセタキセルなどの捕捉された医薬品の遅延または制御放出のための本発明の組成物の使用の可能性を証明する。
（実施例１０)
大豆油(SBO)を含有するポリマー殻の毒性
大豆油(SBO)を含有するポリマー殻を、実施例2に記載のように調製する。得られる懸濁液を、生理食塩水中で希釈して、一方は20%SBOを含有し、他方は30%SBOを含有する、2つの異なる溶液を作成した。
市販の完全非経口栄養(TPN)剤であるIntralipid(商標)は、20%SBOを含有する。マウスにおけるIntralipid(商標)のLD50は120ml/kgであるか、または1cc/minで注射した場合、30gのマウスについては約4mlである。
2群のマウス(各群3匹のマウス；各マウスは約30gの体重である)を、以下のようにSBOを含有する本発明の組成物で処置する。各マウスに、SBOを含有するポリマー殻の調製された懸濁液4mlを注射する。一方の群の各メンバーは20%SBOを含有する懸濁液を受けるが、他方の群の各メンバーは30%SBOを含有する懸濁液を受ける。
本発明によるポリマー殻内に含有される油は、市販のSBO製剤(Intralipid(商標))と比較して、そのLD50用量で毒性ではない。この効果は、ポリマー殻内からの油の1時間以上などの持続放出(すなわち、生体利用可能となる制御された速度)に起因し得る。そのような持続放出は、市販のエマルジョンを用いた場合に到達する高い油用量とは対照的に、油の致死用量への到達を防止する。
（実施例１１)
ポリマー殻から放出される大豆油のin vivoでのバイオアベイラビリティ
ポリマー殻の懸濁液のラットの血流中への注入後のポリマー殻に封入された材料の持続放出または徐放を決定するための試験を実施する。大豆油(SBO)を含有する、架橋タンパク質(ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質)の壁のあるポリマー殻を、上記のように超音波処理によって調製する。油含有ポリマー殻の得られる懸濁液を、塩水中で20%油を含有する最終懸濁液に希釈する。5mlのこの懸濁液を、10分間かけてラットのカニューレを装着した外頸静脈に注入する。注入後のいくつかの時点でこれらのラットから血液を収集し、血液中のトリグリセリド(大豆油は主にトリグリセリドである)のレベルを、慣用的な（ルーチンな）分析によって決定する。
5ミリリットルの市販の脂肪乳剤(20%大豆油、1.2%卵黄リン脂質、および2.25%グリセリンを含有する水性非経口栄養剤であるIntralipid(商標))を、対照として用いる。対照は、エマルジョンを安定化するための乳化剤として卵ホスファチドを用いる。2つの事例におけるトリグリセリドの血清レベルの比較は、時間の関数としての油のバイオアベイラビリティの直接比較を与える。20%油を含有するポリマー殻の懸濁液に加えて、30%油の最終濃度の塩水中の油含有ポリマー殻の5mlの試料も注入する。2匹のラットを、3群のそれぞれにおいて用いる。
Intralipid(商標)対照について、注入後に非常に高いトリグリセリドレベルが見られる。次いで、トリグリセリドレベルが注入前のレベルに戻るまで、約24時間かかることが見られる。かくして、油は、注入後、代謝のためにすぐに利用可能となることが見られる。
Intralipid(商標)(20%)として同量の総油を含有する油含有ポリマー殻の懸濁液は、血清中の検出可能なトリグリセリドの劇的に異なる利用可能性を示す。このレベルは、正常値にかなり近いレベルでの血液中へのトリグリセリドの持続放出または徐放を示す。30%油を有する油含有ポリマー殻を受ける群は、より高レベルのトリグリセリド(より高い投与用量と同時に)を示す。再度、トリグリセリドの血中レベルは、Intralipid(商標)を受ける対照群と比較して、この群においては天文学的に上昇しない。これは再び、ポリマー殻内に含有される材料の危険なほど高い血中レベルを回避する利点を有する、本発明の組成物からの油の持続的および徐放的利用可能性ならびに許容し得るレベルでの長期間にわたる利用可能性を示す。明らかに、本発明のポリマー殻内で送達される薬物は、これらの同じ利点を達成するであろう。
大豆油を含有するポリマー殻のそのような系を、アミノ酸、必須電解質、ビタミン、および糖の水性溶液中に懸濁して、完全非経口栄養(TPN)剤を形成することができる。そのようなTPNは、電解質の存在下でのエマルジョンの不安定性のため、現在入手可能な脂肪乳剤(例えば、Intralipid(商標))から製剤化することはできない。
（実施例１２)
薬学活性剤の固体コアを含有する架橋タンパク質壁ポリマー殻の調製
ポリマー殻内のドセタキセルなどの水溶性が低い薬物を送達する別の方法は、固体薬物コアの周囲にポリマー材料の殻を調製することである。そのような「タンパク質でコーティングされた」薬物粒子を、以下のように取得することができる。実施例4に記載された手順を、比較的高濃度のドセタキセルを溶解するための有機溶媒を用いて繰り返す。
一般的に用いられる溶媒は、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、エチルエーテルなどの有機化合物である。
ポリマー殻を、実施例4に記載のように製造する。溶解したドセタキセルを含有するポリマー殻の乳白色の懸濁液5mLを、生理食塩水中で10mlに希釈する。この懸濁液を、室温で回転式蒸発装置に入れ、揮発性有機化合物を減圧によって除去する。回転式蒸発装置中で約2時間後、実質的に全ての有機溶媒の除去、およびタンパク質の殻内の固体ドセタキセルの存在を示す、不透明なコアを明らかにするために、これらのポリマー殻を顕微鏡下で検査する。
あるいは、有機溶媒を含有する溶解した薬物のコアを有するポリマー殻を凍結乾燥して、使用時に塩水(または他の好適な液体)中に再懸濁することができる脆い乾燥粉末を得る。室温で固相になくてもよい他の薬物の場合、液体コアのポリマー殻が得られる。この方法は、希釈されていない薬物を中に含有する架橋タンパク質壁の殻の調製を可能にする。粒径分析は、これらのポリマー殻が油を含有するものよりも小さいことを示す。ポリマー殻の形成における使用にとって現在好ましいタンパク質は、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質であるが、公知のオプソニンであるα-2-マクログロブリンなどの他のタンパク質を用いて、マクロファージ様細胞によるポリマー殻の取込みを増強することができる。あるいは、PEG-スルフヒドリル(以下に記載される)を、ポリマー殻の形成の間に添加して、in vivoでの循環時間が増加したポリマー殻を製造することができる。
（実施例１３)
ポリマー殻のin vivoでの循環および放出速度
ドセタキセルを含有する固体コアのポリマー殻を、上記のように(例えば、実施例4を参照されたい)調製し、生理食塩水中に懸濁する。懸濁液中のドセタキセルの濃度を、以下のようにHPLCによって測定する。第1に、ポリマー殻内のドセタキセルを、0.1Mメルカプトエタノールの添加(タンパク質ジスルフィド架橋の交換、およびポリマー殻の架橋の破壊をもたらす)によって遊離させた後、遊離したドセタキセルを、アセトニトリルを用いて懸濁液から抽出する。得られる混合物を遠心分離し、上清を凍結乾燥する。凍結乾燥物をメタノール中に溶解し、HPLC上に注入して、懸濁液中のドセタキセルの濃度を決定する。
ラットに、頸静脈カテーテルを介して2mlのこの懸濁液を注入する。動物を2時間で犠牲にし、肝臓中に存在するドセタキセルの量を、HPLCによって決定する。これには、肝臓のホモジェナイゼーション、次いで、アセトニトリルを用いる抽出および遠心分離後の上清の凍結乾燥が必要である。凍結乾燥物をメタノール中に溶解し、HPLC上に注入する。
（実施例１４)
SST-HSAパクリタキセルナノ粒子の組成物、調製、および薬物放出
実施例14-1：高圧ホモジェナイゼーション法を用いたSST-HSAタンパク質に結合したパクリタキセルナノ粒子の製造
10mlの1%(w/v)SST-融合タンパク質およびHSA溶液を、4mlの2.5mg/mlのSST-HSAタンパク質および360μlの25%HSAを、5.64mlのDI水に添加することによって調製した後、溶液を52μlのクロロホルムを用いて予め飽和させた。10mgのパクリタキセルを、183μlのクロロホルムと、17μlのエタノールとの混合物中に溶解した。パクリタキセル溶液を、10mlのSST-融合タンパク質およびHSA溶液にホモジェナイズしながら添加した。混合物をさらに数分ホモジェナイズして、粗エマルジョンを形成させた。粗エマルジョンを高圧ホモジェナイザーに移した。エマルジョンを数分間再循環させながら、高圧で乳化を実施した。ホモジェナイズしたエマルジョンを、回転式蒸発装置を用いて揮発性有機溶媒を除去した後、凍結乾燥によって残りの溶媒を除去して、ナノ粒子を得た。最終ナノ粒子を、4℃で保存した。再構成されたナノ粒子のサイズを、Malvern Zeta Sizerを用いて測定したところ、得られた粒子のZ平均粒径は0.17〜0.2ミクロン(170〜200nm)であった。ナノ粒子を、直径約0.1ミクロン(100nm)未満、0.1〜0.2ミクロン(100〜200nm)未満、および0.2ミクロン(200nm)を超えるものの、3つの画分のナノ粒子を収集するための濾過または他の方法によってさらに分画した。好適なホモジェナイザーとしては、直列のMegatronホモジェナイザーMT-V 3-65 F/FF/FF、Kinematica AG、Switzerlandが挙げられる。
別のバッチのナノ粒子を、7.64mlのDI水中の2mlの2.5mg/mlのSST-HSAタンパク質および360mlの25%HSAを用いて調製した。このバッチのナノ粒子のサイズ分布は、上記のナノ粒子と類似していた。
実施例14-2：in vitroでのSSTタンパク質に結合したパクリタキセルナノ粒子の放出
USP Apparatus IIを用いて、SST-HSAパクリタキセルナノ粒子に関してin vitro放出試験を実施した。参照としてアブラキサン試料も使用した。試料を8時間にわたって定期的に採取し、パクリタキセル濃度をHPLCによって測定した。SST-HSAパクリタキセルナノ粒子およびアブラキサンナノ粒子の放出プロファイルを、図1に示す。
その結果、SST-融合タンパク質がパクリタキセルの放出プロファイルを変化させないことが示された。
（実施例１５)
パクリタキセルにコンジュゲートした複合体の細胞毒性
パクリタキセル-SST融合タンパク質(配列番号1)の細胞毒性。コンジュゲートした複合体を、ヒト組換えsst2aを発現するCHO細胞中で試験した。代謝活性細胞の指標である存在するATPの定量化に基づいて、培養物中の生細胞数を決定するCellTiter-Glo(登録商標)Luminescent Cell Viability Assay (Promega)を用いて、細胞生存能力を測定した。アッセイを、製造業者のマニュアル(Promega Technical Bulletin、2009年6月に改訂された、製品G7570、G7571、G7572およびG7573のための、Part#TB288)に従って行った。
20μg/ml濃度のジギトニンを、陽性対照として使用し、DMSO処理した、およびアゴニスト(オクトレオチド)処理したウェルを、ビヒクル対照として使用した。試験化合物をウェルに分注した後、インキュベーションバッファー中の細胞をウェルに添加し、20分間インキュベートした。インキュベーションの終わりに、CellTiter-Gloを各ウェルに添加して、発光を測定した。全ての試験ウェルが、0.4%DMSOを含有していた。0.14 nM、0.42 nM、1.4 nM、4.2 nM、14 nM、42 nM、および110 nMの様々なパクリタキセル濃度で、有意な細胞毒性は観察されなかった(表5)。
その結果、SST-融合タンパク質は薬物送達系として用いるのに安全であることが示された。
Figure 2020532505
(実施例１６)
パクリタキセルSST-融合タンパク質(配列番号1)にコンジュゲートした複合体によるSST2A受容体上へのSST結合の阻害
0.3nM、1nM、3nM、10nM、0.03μMおよび0.1μMの様々な濃度のパクリタキセルSST-融合タンパク質(配列番号1)を、SSTおよびsst2受容体結合阻害アッセイにおいて試験した。パクリタキセルSST-融合タンパク質にコンジュゲートした複合体は、6.55nMのIC50値でSSTおよびSST2受容体結合を阻害することができた。
Figure 2020532505
(実施例１７)
CHO-K1細胞中でのSST2A受容体へのパクリタキセルSST-融合タンパク質(配列番号1)にコンジュゲートした複合体の結合
sst2a受容体を発現するCHO-K1細胞を、アデニリルシクラーゼアッセイにおいて使用して、sst2a受容体へのパクリタキセルSST-融合タンパク質にコンジュゲートした複合体の結合を定量的に決定した。1nM〜0.3μMの様々な濃度をパクリタキセルSST-融合タンパク質(配列番号1)を試験した。パクリタキセルSST-融合タンパク質にコンジュゲートした複合体は、8.29nMのEC50値でCHO-K1細胞上に発現されたSST2a受容体に結合することができた(表7)。
Figure 2020532505

Claims (45)

  1. 薬理活性成分、または診断成分と、ポリマー殻とを含む粒子であって、ポリマー殻がソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質を含み、ポリマー殻が薬理活性成分、または診断成分を封入する、粒子。
  2. ポリマー殻が、約5重量パーセント〜約100重量パーセントのソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質を含む、請求項１に記載の粒子。
  3. ポリマー殻が、約65重量パーセント〜約95重量パーセントのソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質を含む、請求項１に記載の粒子。
  4. 薬理活性成分が、抗がん剤、栄養剤、または栄養補助食品である、請求項１に記載の粒子。
  5. 抗がん剤が、窒素マスタード、ニトロソウレア、エチレンイミン、アルカンスルホネート、テトラジン、白金化合物、ピリミジンアナログ、プリンアナログ、代謝拮抗物質、葉酸アナログ、アントラサイクリン、タキサン、ビンカアルカロイド、トポイソメラーゼ阻害剤、ホルモン剤、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項４に記載の粒子。
  6. タキサンが、パクリタキセル、ドセタキセル、カバジタキセル、カンプトテシンならびにそのアナログおよび誘導体からなる群から選択される、請求項４に記載の粒子。
  7. ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質が、
    機能し得る形で接続された、
    SST；
    L；および
    ALB
    (式中、
    Lは、任意の順序でSSTとALBを接続し、
    SSTは、ソマトスタチン、そのアナログまたは誘導体であり；
    Lは、スペーサーまたはリンカーであり；および
    ALBは、アルブミン、そのアナログまたはバリアントであり、
    Lは、任意の順序でSSTとALBを接続する)
    を含む、請求項１に記載の粒子。
  8. 融合タンパク質が、
    SST-(L)x1-ALB (I);
    ALB-(L)x1-SST (II);
    [SST-(L)x1]y1-ALB (III);
    ALB-[(L)x1-SST]y1 (IV);
    [SST-(L)x1]y1-ALB-[(L)x2-SST]y2 (V);
    [SST-(L)x1]y1-ALB-[(L)x2-SST]y2-(L)x3-ALB (VI);
    [SST-(L)x1]y1-ALB-[(L)x2-SST]y2-(L)x3-ALB-[(L)x4-SST]y3 (VII);
    ALB-(L)x1-[SST-(L)x2]y1-ALB (VIII);
    ALB-(L)x1-[SST-(L)x2]y1-ALB-[(L)x3-SST]y2-(L)x1-ALB (IX);および
    ALB-(L)x1-[SST-(L)x2]y1-ALB-[(L)x3-SST]y2-(L)x1-ALB-[(L)x4-SST]y3 (X)
    (式中、x1、x2、x3、x4、y1、y2、またはy3は、独立に0または1〜10から選択される整数である)
    からなる群から選択される、請求項７に記載の粒子。
  9. SSTが天然のものであるか、または合成的に製造される、請求項７に記載の粒子。
  10. SSTが、それぞれ、配列番号17もしくは18によって表されるSST-14もしくはSST-28をコードする配列、またはこれらの配列のいずれかに対する少なくとも85%の同一性を有する配列の1つ以上のタンデムリピートを含む、請求項７に記載の粒子。
  11. SSTが、SST-14またはSST-28である、請求項７に記載の粒子。
  12. Lが、可撓性であるか、またはアルファヘリックス構造であるポリペプチドリンカーまたはスペーサーである、請求項７に記載の粒子。
  13. Lが、2〜100個のアミノ酸を有するペプチドである、請求項７に記載の粒子。
  14. Lが、少なくとも1つのGGGGS、A(EAAAK)4A、(AP)nドメイン、(G)8、もしくは(G)5、またはその任意の組合せ(式中、nは、10〜34から選択される整数である)を含有するペプチドである、請求項１３に記載の粒子。
  15. ALBが、哺乳動物血清アルブミンである、請求項７に記載の粒子。
  16. 哺乳動物血清アルブミンが、配列番号25、またはそれに対する少なくとも85%の配列同一性を有するタンパク質である、請求項１５に記載の粒子。
  17. x1、x2、x3、x4が、それぞれ独立に1〜5から選択される整数である、請求項８に記載の粒子。
  18. y1、y2、y3が、それぞれ独立に1〜5から選択される整数である、請求項８に記載の粒子。
  19. ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質が、ジスルフィド結合によって実質的に架橋される、請求項１に記載の粒子。
  20. ジスルフィド結合が、超音波処理によって形成される、請求項１９に記載の粒子。
  21. ポリマー殻が、薬理活性剤を実質的に含有する、請求項１に記載の粒子。
  22. 前記ポリマー殻の最も大きい断面の寸法が、約0.001ミクロン〜約1000ミクロンである、請求項２１に記載の粒子。
  23. 前記ポリマー殻の最も大きい断面の寸法が、約0.01ミクロン〜約1.0ミクロンである、請求項２１に記載の粒子。
  24. 薬理活性剤を中に含有する前記ポリマー殻が、生体適合性水性液体に懸濁される、請求項２１に記載の粒子。
  25. 薬理活性剤が、生体適合性分散剤に懸濁される、請求項１に記載の粒子。
  26. 生体適合性分散剤が、大豆油、ココナッツ油、オリーブ油、紅花油、綿実油、4〜30個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式、もしくは芳香族炭化水素、2〜30個の炭素原子を有する脂肪族もしくは芳香族アルコール、2〜30個の炭素原子を有する脂肪族もしくは芳香族エステル、2〜30個の炭素原子を有するアルキル、アリール、もしくは環式エーテル、場合により、2個以上のハロゲン置換基を有する1〜30個の炭素原子を有するハロゲン化アルキルもしくはアリール、3〜30個の炭素原子を有するケトン、ポリアルキレングリコール、またはそれらのいずれか2つ以上の組合せから選択される、請求項２５に記載の粒子。
  27. 診断成分が、超音波造影剤、放射線造影剤、磁気共鳴画像造影剤、およびその組合せからなる群から選択される、請求項１に記載の粒子。
  28. 栄養剤が、アミノ酸、糖、タンパク質、炭水化物、脂溶性ビタミン、脂肪、油およびその組合せからなる群から選択される、請求項４に記載の粒子。
  29. 脂溶性ビタミンが、ビタミンA、D、E、Kおよびその組合せからなる群から選択される、請求項２８に記載の粒子。
  30. 栄養補助食品がクルクミンである、請求項４に記載の粒子。
  31. 実質的に水に不溶性の医薬品を対象に送達するための方法であって、前記対象に、有効量の請求項１に記載の粒子を投与することを含む、方法。
  32. 薬学活性成分を含む粒子を調製するための方法であって、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質と、薬学活性剤とを含有する水性媒体を、ジスルフィド結合によるソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質の架橋を促進するのに十分な時間にわたって剪断条件にかけて、薬学活性剤を中に含有するポリマー殻を製造することを含む、方法。
  33. 薬学活性剤が、窒素マスタード、ニトロソウレア、エチレンイミン、アルカンスルホネート、テトラジン、白金化合物、ピリミジンアナログ、プリンアナログ、代謝拮抗物質、葉酸アナログ、アントラサイクリン、タキサン、ビンカアルカロイド、トポイソメラーゼ阻害剤、ホルモン剤、およびそれらの組合せからなる群から選択される抗がん剤である、請求項３２に記載の方法。
  34. 抗がん剤が、パクリタキセル、カバジタキセル、またはドセタキセルである、請求項３３に記載の方法。
  35. 剪断条件が、約2秒〜5分の期間にわたって、約50〜200ワット/cm2の範囲の音響出力の高強度超音波の下で、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質と、薬学活性剤とを含有する水性媒体を超音波処理することによって提供される、請求項３２に記載の方法。
  36. 剪断条件が、例えば、約10〜100,000psiの範囲の静的混合、高圧ホモジェナイゼーション、マイクロ流動化条件下で、ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質と、薬学活性剤とを含有する水性媒体をホモジェナイズすることによって提供される、請求項３２に記載の方法。
  37. 薬理活性剤が、分散剤に分散されている、請求項３２に記載の粒子。
  38. ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質が、ポリマー殻の容量あたり、約0.05重量パーセント〜約25重量パーセントを占める、請求項１に記載の粒子。
  39. ソマトスタチン-アルブミン融合タンパク質が、ポリマー殻の容量あたり、約0.5重量パーセント〜約5重量パーセントを占める、請求項１に記載の粒子。
  40. 粒子中での、SST融合タンパク質と、薬理活性成分、または診断成分との重量比が、約20：1〜1：20である、請求項１に記載の粒子。
  41. 腫瘍ソマトスタチン受容体を介して腫瘍細胞に選択的に結合する、請求項１に記載の粒子。
  42. 腫瘍細胞が、カルチノイド、島細胞癌、グルカゴノーマ、ガストリノーマ、インスリノーマ、VIPオーマ、または甲状腺髄様癌中に存在する、請求項４１に記載の粒子。
  43. 請求項１に記載の粒子と、生理学的に許容し得る賦形剤または担体とを含む、医薬組成物。
  44. 有効量の請求項１に記載の粒子を、がんの処置または診断を必要とする対象に投与することを含む、がんを処置または診断する方法。
  45. 有効量の請求項４３に記載の医薬組成物を、がんの処置または診断を必要とする対象に投与することを含む、がんを処置または診断する方法。
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