JP2022518500A - 経口薬物送達のための脂質小胞 - Google Patents

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Abstract

本発明は、医薬として使用するための核酸分子を担持する脂質小胞であって、300nm未満の流体力学的径Dhを有する脂質小胞に関する。脂質小胞は経口投与用であり、核酸分子は、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞からなる群から選択される1種以上の標的組織に送達される。

Description

発明の分野
本発明は、医薬として使用するための核酸分子を担持する脂質小胞であって、300nm未満の流体力学的径Dを有する脂質小胞に関する。脂質小胞は経口投与用であり、核酸分子は、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞からなる群から選択される1種以上の標的組織に送達される。
背景
特定の細胞及び組織への薬物の送達は、薬物の安定性、標的組織に到達する前の薬物の代謝、薬物が細胞膜を通過する能力、細胞間の密着結合又は血液脳関門等の多くの因子によって影響される。高分子薬物(例えば、核酸、ペプチド及びタンパク質)による疾患の治療は、現在、一般に経時的に薬物の全身分布をもたらす非経口投与に限定されている。これは、主に、リピンスキーの5の法則を満たさないこれらの薬物の化学的及び物理的特性、並びに消化管(GIT)の厳しい条件での多くの薬物の潜在的な低い安定性に起因し得る。そのような薬物を経口投与するためのいくつかの戦略、例えばマイクロRNA(miRNA)の送達のための乳エキソソーム(mExo)の使用が最近記載された。エキソソームは、全てのタイプの細胞によって分泌される細胞外小胞である。最近の刊行物Manca et al.2018 Scientific Reports 8:11321(非特許文献1)では、経口投与後の合成miRNAを含む乳エキソソームの分布を分析した。Mancaによれば、異なるmiRNAカーゴは独特の組織分布パターンを有する()。更に、Munagala et al.2016 Cancer Lett.371(1):48-61(非特許文献2)には、ウシ乳からのエキソソームの単離、及び単離エキソソームへの化学療法剤の封入が記載されている。
初期の結果は有望に見えるが、乳エキソソームの単離及び精製、バッチ間変動、微生物汚染、及び効率的な薬物負荷等の技術的限界は、このようなシステムを商業規模で適用する前に解決する必要がある(例えば、Somiya et al.2018 J Extracell Vesicles.7(1):1440132(非特許文献3)を参照)。
技術的な開発可能性を提供し、堅牢で再現可能な方法で製造することができる代替のシステムが非常に必要とされている。
Lu et al.2018 Int J Pharm.550(1-2):100-113(非特許文献4)には、エキソソーム模倣小胞の作製、及び製造された小胞と従来のリポソームとの比較が記載されている()。エキソソーム模倣小胞はVEGF siRNAをA549細胞及びHUVEC細胞に送達することができることが示された。しかしながら、in vivo実験は行われなかった。
エキソソーム模倣における治療用核酸分子の経口送達がCNS、消化管、脾臓又はT細胞において標的調節をもたらすことは、本発明者らの知る限り示されていない。
Manca et al.2018 Scientific Reports 8:11321 Munagala et al.2016 Cancer Lett.371(1):48-61 Somiya et al.2018 J Extracell Vesicles.7(1):1440132 Lu et al.2018 Int J Pharm.550(1-2):100-113
発明の目的
本発明者らは、本発明の基礎となる研究において、一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチド等の核酸分子を担持する脂質小胞の経口投与が、中枢神経系(例えば、脳)、脾臓、消化管、肝臓及び/又はT細胞における標的核酸の調節を可能にすることを示した(実施例の欄を参照)。脂質小胞は、300nm未満の流体力学的径Dを有し、天然に存在する細胞外小胞の特性を模倣する。脂質小胞は、時間及び費用がかかる乳からの単離を必要とせずに大量に容易に製造することができる。更に、脂質小胞は、乳、細胞培養物及び天然体液等の生供給源単離エキソソームからの潜在的な汚染がない。
1種以上の核酸分子を含む脂質小胞は、経口投与された場合、当該核酸分子を、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞からなる群から選択される1種以上の標的組織に送達して、組織における標的核酸の調節をもたらすことができる。本発明の知見は、中枢神経系(例えば、脳)、脾臓、消化管、肝臓及び/又はT細胞における標的核酸の発現増加、発現低下又は望ましくない抑制、スプライススイッチングエラー又は突然変異エラー等の異常発現に関連する疾患等の様々な疾患の処置に特に有用である。
本出願において試験された脂質小胞F1~F34中の脂質成分の概要、並びに無負荷小胞のサイズ及び模擬胃液(SGF)又は絶食状態の模擬腸液(FaSSIF)中でのインキュベーション時のサイズ変化に基づく経口送達のためのそれらの評価された安定性。++=60~180nmのDh、並びにSGF中60%未満及びFaSSIF中25%未満のDhの変化%を有する安定した小胞;+=50~300nmのDh、並びにSGF中90%未満及びFaSSIF中40%未満のDhの変化%を有する安定した小胞;-=300超のSGF及びFaSSIF中でのインキュベーションの前後のDh、又はSGF中で90%超及びFaSSIF中で40%超のDhの変化%。脂質成分は、Chol=コレステロール、SM=スフィンゴミエリン、PC=ホスファチジルコリン、DSPC=1、2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン、DLPC=1、2-ジラウロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン、DOPC=ジオレオイル-ホスファチジルコリン、PE=ホスファチジルエタノールアミン、PS=ホスファチジルセリン、DAG=ジアシルグリセロール、TAG=トリアシルグリセロール、PI=ホスファチジルイノシトール、LBPA=リソビスホスファチジン酸と略される。
発明の提示
本発明は、医薬として使用するための核酸分子を担持する脂質小胞であって、当該核酸分子が、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞からなる群から選択される標的組織の1種以上に送達するためのものである、脂質小胞を提供する。好ましくは、脂質小胞は、本明細書でより詳細に説明するように、動的光散乱(DLS)によって測定して300nm未満の流体力学的径Dを有する。
有利には、脂質小胞は、20℃の温度で5時間まで胃液中で安定である。
一実施形態では、脂質小胞は、DLSに従って測定される180nm未満の流体力学的径、特に60~180nmの範囲の直径を有する。
一実施形態では、脂質小胞は、無負荷脂質小胞自体の総量[mol]に基づいて、10~70モルパーセント(mol%)の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミンと、2~45mol%、好ましくは4~15mol%の範囲の量の少なくとも1種のスフィンゴミエリンとを含み、脂質小胞は、必要に応じて、少なくとも1種のジアシルグリセロール及び/又は少なくとも1種のトリアシルグリセロール及び/又は少なくとも1種のホスファチジルイノシトールを含み、ジアシルグリセロールとトリアシルグリセロールとホスファチジルイノシトールとの合計の総量は、無負荷脂質小胞自体の総量[mol]に基づいて、15mol%未満である。更なる実施形態では、脂質小胞は、無負荷脂質小胞自体の総量[mol]に基づいて、5mol%未満のジアシルグリセロールと、5mol%未満のトリアシルグリセロールと、5mol%未満のホスファチジルイノシトールとを含む。
一実施形態では、脂質小胞は、コレステロールと、少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミンと、少なくとも1種の乳スフィンゴミエリンと、少なくとも1種のホスファチジルコリンと、少なくとも1種のジアシルグリセロールと、少なくとも1種のトリアシルグリセロールと、少なくとも1種のホスファチジルイノシトールと、リゾビスホスファチジン酸と、少なくとも1種のホスファチジルセリンとを含む。更なる実施形態では、脂質小胞は、無負荷脂質小胞自体の総量[mol]に基づいて、10~25mol%の範囲の量のコレステロールと、4~10mol%の範囲の量のスフィンゴミエリンと、5mol%未満のジアシルグリセロールと、5mol%未満のトリアシルグリセロールと、5mol%未満のホスファチジルイノシトールと、10~30mol%の量のホスファチジルエタノールアミンとを含む。
核酸分子は、治療用又は診断用核酸分子である。本発明の一実施形態では、核酸分子は、siRNA又はshRNA等のRNAi分子である。本発明の別の実施形態では、核酸分子は、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチド等の一本鎖アンチセンス分子である。一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、典型的には、7~30ヌクレオチド、例えば10~30ヌクレオチドの長さを有する。
一実施形態では、修飾された一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチド等の核酸分子は、少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合、例えば少なくとも50%の修飾ヌクレオシド間結合を有する。
一実施形態では、修飾された一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、少なくとも1つの修飾ヌクレオシド、例えば少なくとも3つの2’糖修飾ヌクレオシドを有する。
本発明は更に、核酸分子を担持する脂質小胞を調製するための方法、並びに当該方法によって得ることができる又は得られる脂質小胞、組成物を提供し、該脂質小胞は、DLSによって測定される300nm未満の流体力学的径Dを有し、当該脂質小胞は経口投与され、当該核酸分子が、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞からなる群から選択される1種以上の標的組織に送達するためのものである。
定義
脂質小胞
本発明の意味の範囲内で、「脂質小胞」という用語は、少なくとも1種の脂質二重層又は多層(脂質膜)から作製された人工的に、好ましくは合成的に調製された小胞を指し、脂質小胞は、天然由来又は合成のリン脂質又は他の界面活性剤又はペグ化脂質(例えば、DMG-PEG2000、DSPE-PEG2000又は他の脂質アンカー又はPEGサイズ)等のステルス性成分(マクロファージ認識を低下させる)、並びに必要に応じて、コレステロール及びタンパク質等の他の膜成分を含む。脂質小胞の構造は、本明細書に記載の核酸分子等の薬学的に活性な成分の物理的リザーバとして作用することができる。
本発明の脂質小胞の流体力学的径(本明細書では「直径」とも呼ばれる粒径)は、DLSによって測定される、300nm未満、より好ましくは280nm未満、より好ましくは250nm未満、より好ましくは220nm未満、より好ましくは200nm未満、より好ましくは180nm未満である。
好ましくは、流体力学的径は、DLSによって測定される、10~300nmの範囲、20~280nmの範囲、より好ましくは30~250nmの範囲、より好ましくは40~220nmの範囲、より好ましくは50~200nmの範囲、より好ましくは60~180nmの範囲、より好ましくは70~180nmの範囲の直径である。
好ましくは、本明細書で提供される脂質小胞は、生理学的条件下で負から中性のゼータ電位、好ましくは-30~0mVの範囲、より好ましくは-15~0の範囲のゼータ電位を有し、0.1mMの総脂質濃度で測定され、Zetasizer ZSP(英国マルバーンのMalvern Instruments)を用いて25℃で0.1×DPBSにおいて決定される。
一実施形態では、脂質小胞は合成脂質小胞である。したがって、脂質小胞は、本明細書に記載の様々な構成要素を組み合わせることによって人工的に生成されている。脂質小胞は動物源、例えば哺乳動物から単離されないことが想定される。例えば、ウシ乳等の乳から単離されていないものとする。脂質小胞の個々の成分(スフィンゴミエリン等)は、天然の(例えば、動物又は植物)供給源から単離されたものであり得る。
粒径/直径
「粒径」又は「流体力学的径」という用語は、本明細書では動的光散乱(DLS)と呼ばれる光子相関分光法によって測定される脂質小胞の平均/平均流体力学的径(D)を指す。平均/平均流体力学的径(D)は、脂質小胞組成物において、個々の小胞が所与の範囲外にあり得るが、組成物の平均粒径が所与の範囲内にあることを意味する。DLS法は、粒子によるレーザー光の散乱に基づいており、粒子がブラウン運動によって拡散する速度の測定値を利用する。粒子速度は、粒子のサイズと相関する。本出願では、光子相関分光法(DLS)を、Malvern Zetasizer Ultra(英国マルバーンのMalvern Panalytical)を使用して685nmのレーザー波長で行った。散乱光は173°の角度で検出された。結果を、室温でのDPBS(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific、No.14190250)におけるn=3の測定値の平均±SDとして表す。脂質小胞の安定性評価のために、無負荷小胞を使用した。
安定性
好ましくは、本発明による脂質小胞は、胃液中で安定である。本出願内で使用される「胃液中で安定」という用語は、20℃の温度で1mMの脂質小胞濃度で少なくとも5時間、模擬胃液[SGF](NaCl 34mM、HCl 0.83M、0.1%Triton X-100(pH1.2))中でインキュベートした場合の、(上記で測定されたそれぞれの初期Dhと比較した場合)最大で90%、例えば最大で86%の脂質小胞の平均流体力学的径(D)の変化(すなわち、減少又は増加)として定義される。好ましくは、胃液中でのインキュベーションの0時間又は5時間後での脂質小胞の平均流体力学的径(D)は、300nm未満、例えば50~250nmの範囲である。
一実施形態によれば、脂質小胞の流体力学的径は、模擬胃液(NaCl 34mM、HCl 0.83M、0.1%Triton X-100(pH1.2))[SGF]中、1mMの濃度で、20℃の温度にて少なくとも5時間インキュベートした場合、最大で60%、例えば50%、例えば40%、例えば30%、より好ましくは最大で25%しか変化しない。好ましくは、胃液中でのインキュベーションの0時間又は5時間後の脂質小胞の平均流体力学的径(D)は、300nm未満、例えば60~180nmの範囲である。好ましい実施形態では、サイズは最大で25%変化し、胃液中でのインキュベーションの0時間又は5時間後の脂質小胞のサイズ及び平均流体力学的径(D)の減少並びに増加が含まれ、100~165nmの範囲内である。
好ましくは、SGF中でのインキュベーション後の脂質小胞の平均流体力学的径(D)は、300nm未満、例えば50~250nmの範囲、好ましくは60~180nmの範囲、より好ましくは100~165nmの範囲等である。
更に、本発明による脂質小胞は、好ましくは、絶食状態の腸液中でも安定である。本出願で使用される「絶食状態の腸液中で安定」という用語は、絶食状態の模擬腸液[FaSSIF](NaHPO 28.6mM、タウロコール酸ナトリウム塩3mM、レシチン0.75mM、NaCl 105.8mM(pH6.5)中で1mMの濃度で少なくとも3時間、例えば少なくとも5時間、20℃の温度でインキュベートした場合の、脂質小胞の平均流体力学的径(D)の最大40%の変化(すなわち、減少又は増加)として定義される。
好ましくは、脂質小胞の流体力学的径は、絶食状態の模擬腸液(NaHPO 28.6mM、タウロコール酸ナトリウム塩3mM、レシチン0.75mM、NaCl 105.8mM(pH6.5)中、1mMの濃度で少なくとも3時間、例えば20℃の温度で少なくとも5時間インキュベートした場合、最大で40%、より好ましくは最大で35%、より好ましくは最大で30%、より好ましくは最大で25%、より好ましくは最大で200%、より好ましくは最大で15%、より好ましくは最大で10%変化する。好ましくは、FaSSIF中でのインキュベーション後0時間及び5時間の脂質小胞の平均流体力学的径(D)は、300nm未満、例えば50~275の範囲、例えば60~180の範囲である。好ましい実施形態では、サイズは、最大で15%変化し、FaSSIF中でのインキュベーション後の時間0及び5時間での脂質小胞のサイズ及び平均流体力学的径(D)の減少並びに増加が含まれ、これらは100~150nmの範囲である。好ましい実施形態では、安定な脂質小胞は、SGF及びFaSSIFの両方について上記のパラメータの範囲内である。
更に好ましい実施形態では、安定な脂質小胞は、以下のパラメータを満たすと定義される:SGF中でのインキュベーション後、サイズ変化は55%未満であり、サイズの減少及び増加を含み、SGF中でのインキュベーション後0時間及び5時間の時点での脂質小胞の平均流体力学的径(D)は80~165nmの範囲であり、FaSSIF中でのインキュベーション後、サイズ変化は25%未満であり、FaSSIF中でのインキュベーション後0時間及び5時間の時点での脂質小胞のサイズ及び平均流体力学的径(D)は80~150nmの範囲である。
更に好ましい実施形態では、安定な脂質小胞は、以下のパラメータを満たすと定義される:SGF中でのインキュベーション後、サイズ変化は25%未満であり、サイズの減少及び増加を含み、SGF中でのインキュベーション後0時間及び5時間の時点での脂質小胞の平均流体力学的径(D)は100~165nmの範囲であり、FaSSIF中でのインキュベーション後、サイズ変化は15%未満であり、FaSSIF中でのインキュベーション後0時間及び5時間の時点での脂質小胞のサイズ及び平均流体力学的径(D)は100~150nmの範囲である。
脂質小胞の構成要素
脂質小胞の好ましい成分(上で定義したもの)を、ここでより詳細に記載する。別途示されない場合、脂質小胞のそれぞれの成分の好ましい量は、無負荷脂質小胞の総量[mol単位]、すなわち小胞の量(ヌクレオチドなし)に基づいて、mol%で与えられる。
コレステロール
本発明の意味の範囲内で使用されるコレステロールという用語は、エステル化コレステロール及び非エステル化コレステロールを含む。
本発明の好ましい脂質小胞では、コレステロールは、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて、mol単位で、4~50mol%の量、より好ましくは5~45mol%の量、より好ましくは10~25mol%の量、より好ましくは4~20mol%の量、より好ましくは14~35mol%の量で存在する。
ホスファチジルエタノールアミン
「ホスファチジルエタノールアミン」という用語は、ホスホリルエタノールアミン頭部基を有するホスホグリセリドを指す。本発明の意味において使用される「少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン」という用語は、1種の特定のホスファチジルエタノールアミン並びに2種以上の異なるホスファチジルエタノールアミンの混合物を含む。
ホスファチジルエタノールアミンは、以下の構造を有し得る:
Figure 2022518500000001
及びRの残基は、脂肪酸残基、典型的には天然に存在する脂肪酸又は天然に存在する脂肪酸誘導体の残基である。別の実施形態では、脂肪酸残基は、飽和脂肪酸部分に由来する残基である。「飽和」とは、炭化水素鎖に二重結合が存在しないことを指す。好適な脂肪酸の非限定的な例は14:0、15:0、16:0、16:1、17:0、18:0、18:1、18:2、18:3、19:0、20:0、20:1、20:2、20:3、10:4、22:0、22:1、22:4、22:6、24:0及び24:1である。したがって、R及びRは、好ましくは、互いに独立して、14:0、15:0、16:0、16:1、17:0、18:0、18:1、18:2、18:3、19:0、20:0、20:1、20:2、20:3、20:4、22:0、22:1、22:4、22:6、24:0及び24:1からなる群から選択される。R及びRの好ましい組合せは、任意の可能な脂肪酸長の組合せにおける2種の完全飽和脂肪酸(例えば、14:0、14:0、14:0、16:0等)、1種の完全脂肪酸と少なくとも1つの二重結合を有する1種の不飽和脂肪酸(例えば、14:0、14:1、14:0、16:1等)又は少なくとも1つの二重結合を有する2種の不飽和脂肪酸(例えば、14:1、14:1、14:1、16:1等)である。
脂質小胞は、2種以上の異なるホスファチジルエタノールアミンの混合物を含み得ることが理解されるべきである。
ホスファチジルエタノールアミンは、天然に存在するホスファチジルエタノールアミン又は合成ホスファチジルエタノールアミンであり得る。好ましくは、ホスファチジルエタノールアミンは、天然に存在するホスファチジルエタノールアミンである。
ホスファチジルエタノールアミンの非限定的な例は、ジメチルジミリストイルホスファチジルエタノールアミン(DMPE)、ジパルミトイル-ホスファチジルエタノールアミン(DPPE)、ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン(DSPE)、L-アルファ-ホスファチジル-エタノールアミン、(2-ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE))、及び上に列挙した脂肪酸部分のいずれかで修飾されたホスファチジルエタノールアミンである。好ましくは、ホスファチジルエタノールアミンはL-アルファ-ホスファチジル-エタノールアミンである。
ほとんどの場合、例えば全ての場合、本発明のホスファチジルエタノールアミン(複数可)の脂質小胞は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて、mol単位で、2~70mol%の脂質小胞、例えば10~70mol%、例えば10~50mol%、より好ましくは10~30mol%、より好ましくは19~23.5mol%の量で存在する。
ホスファチジルエタノールアミン及びコレステロール
本発明の一実施形態によれば、本発明による脂質小胞は、コレステロール及び少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミンを含む。
好ましくは、脂質小胞は、ホスファチジルエタノールアミン及びコレステロールの総量を、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて、mol単位で、2~90mol%、例えば30~90mol%、好ましくは30~80mol%、より好ましくは31~65mol%の範囲で含み、ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの合計として計算される。好ましくは、ホスファチジルエタノールアミンはL-アルファ-ホスファチジル-エタノールアミンである。
好ましくは、脂質小胞は、無負荷脂質小胞自体の総モル量に基づいて、5~50mol%の量のコレステロールを含む。本発明の一実施形態によれば、脂質小胞はコレステロールを4~50mol%の量、より好ましくは5~45mol%の量、より好ましくは10~25mol%の量、より好ましくは4~20mol%の量、より好ましくは14~35mol%の量で含み、ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの総和は、各脂質小胞の総量に基づいて2~90mol%、例えば30~80mol%、より好ましくは31~65mol%の範囲であり、好ましくはホスファチジルエタノールアミン(複数可)はL-アルファ-ホスファチジル-エタノールアミンである。
好ましくは、脂質小胞は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて、2~70mol%の量のホスファチジルエタノールアミン(複数可)、より好ましくはL-アルファ-ホスファチジルエタノールアミンを含む。より好ましくは、脂質小胞は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて、ホスファチジルエタノールアミン(複数可)、特にL-アルファ-ホスファチジルエタノールアミンを10~70mol%の量で含む。
本発明の好ましい一実施形態によれば、脂質小胞は、ホスファチジルエタノールアミン(複数可)、より好ましくはL-アルファ-ホスファチジルエタノールアミンを、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて、10~70、より好ましくは10~50mol%、より好ましくは10~30mol%、より好ましくは19~23.5mol%の量で含み、ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの総和は2~90mol%、例えば30~80mol%、より好ましくは31~65mol%である。
更なる実施形態では、脂質小胞は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて、4~50mol%の量、より好ましくは5~45mol%の量、より好ましくは10~25mol%の量、より好ましくは4~20mol%の量、より好ましくは14~35mol%の量のコレステロールと、2~70mol%の量、より好ましくは10~70mol%の量、より好ましくは10~50mol%、より好ましくは10~30mol%、より好ましくは19~23.5mol%の量のホスファチジルエタノールアミン(複数可)、より好ましくはL-アルファ-ホスファチジルエタノールアミンとを含み、ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールとの総和は、2~90mol%、例えば30~90mol%、例えば30~80mol%、より好ましくは31~65mol%である。
好ましい実施形態において、脂質小胞は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて、4~50mol%の量のコレステロール及び10~70mol%のホスファチジルエタノールアミン(複数可)を含み、ホスファチジルエタノールアミン(複数可)及びコレステロールの総和は30~80mol%、より好ましくは31~65mol%である。
ホスファチジルコリン
「ホスファチジルコリン」という用語は、ホスホリルコリン頭部基を有するホスホグリセリドを指す。本発明の意味の範囲内で使用される「少なくとも1種のホスファチジルコリン」という用語は、1種の特定のホスファチジルコリン並びに2種以上の異なるホスファチジルコリンの混合物を含む。
ホスファチジルコリン化合物は、典型的には以下の構造を有する:
Figure 2022518500000002
及びR残基は脂肪酸残基、典型的には天然に存在する脂肪酸又は天然に存在する脂肪酸誘導体の残基である。別の実施形態では、脂肪酸残基は、飽和脂肪酸部分に由来する残基である。「飽和」とは、炭化水素鎖に二重結合が存在しないことを指す。適切な脂肪酸の非限定的な例は、カプリル酸、CH3(CH2)6COOH、8:0;カプリン酸、CH3(CH2)8COOH、10:0;ラウリン酸、CH3(CH2)10COOH、12:0;ミリスチン酸、CH(CH12COOH、14:0;パルミチン酸、CH(CH14COOH、16:0;ステアリン酸、CH(CH16COOH、18:0;アラキジン酸、CH(CH18COOH、20:0;ベヘン酸、CH(CH20COOH、22:0;リグノセリン酸、CH(CH22COOH、24:0;セロチン酸、CH(CH24COOH、26:0、並びに15:0、16:1、17:0、18:1、18:2、18:3、19:0、20:1、20:2、20:3、20:4、22:1、22:4、22:6、24:0及び24:1である。
したがって、R及びRは、好ましくは、互いに独立して、8:0、10:0、12:0、14:0、15:0、16:0、16:1、17:0、18:0、18:1、18:2、18:3、19:0、20:0、20:1、20:2、20:3、20:4、22:0、22:1、22:4、22:6、24:0及び24:1からなる群から選択される。脂質小胞は、2種以上の異なるホスファチジルコリンの混合物を含み得ることが理解されるべきである。
少なくとも1種のホスファチジルコリンは、天然に存在するホスファチジルコリン又は合成ホスファチジルコリンであり得る。好ましくは、ホスファチジルコリンは対称ホスファチジルコリン(すなわち、2種の脂肪酸部分が同一であるホスファチジルコリン)である。
ホスファチジルコリンの非限定的な例は、ダイズホスファチジルコリン、卵ホスファチジルコリン(卵-PC)、2種の(ベヘン酸)ホスファチジルコリン(DBPC)、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DSPC)、ジパルミトイル-ホスファチジルコリン(DPPC)、ジミリストイル-ホスファチジルコリン(DMPC)、1,2-ジラウロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DLPC)、ジオレオイル-ホスファチジルコリン(DOPC)、1-パルミトイル-2-オレオイル-ホスファチジルコリン(POPC)、及び上に列挙した脂肪酸部分のいずれかで修飾されたホスファチジルコリンである。
本明細書で使用される「ダイズホスファチジルコリン」という用語は、ホスファチジルコリンの複数の不飽和及び飽和脂肪酸組成を指す。一実施形態では、ダイズホスファチジルコリンは、ダイズ植物、例えばダイズ種子から単離されている。典型的には、ダイズホスファチジルコリンは、16:0、18:0、18:1、18:2及び18:3からなる群から選択される脂肪酸残基を含むホスファチジルコリンの混合物を含む。一実施形態では、ダイズホスファチジルコリンは、16:0、18:0、18:1、18:2及び18:3に由来する脂肪酸残基を含むホスファチジルコリンとの混合物を含む。
更なる実施形態では、ダイズホスファチジルコリンは、約12%~約33mol%のパルミチン酸(16:0)、約3%~約12%mol%のステアリン酸(C18:0);約4%~約40mol%のオレイン酸(18:1);約17%~約66mol%のリノール酸(18:2);約2%~約10mol%のリノレン酸(18:3)を含む(Szuhaj,B.F.(Ed.).(1989).Lecithins:Sources,Manufacture and Uses(AOCS Monograph),American Oil Chemists’ Society,ISBN 9780935315271,Urbana,USA.)。
本出願で使用される場合、「卵ホスファチジルコリン」という用語は、限定されないが、様々な飽和及び不飽和の脂肪酸を含むL-アルファ-ホスファチジルコリンの組成物を指す。好ましくは、卵ホスファチジルコリンは、約33mol%のパルミチン酸;約10%mol%のステアリン酸;約31%mol%のオレイン酸;約18mol%の量で存在するリノール酸を含む。
一実施形態では、少なくとも1つのホスファチジルコリンは、卵-PC及び/又はDLPC及び/又はDOPC、特に卵-PC及び/又はDOPCである。
更に、ホスファチジルコリンはDSPC又はDLPCではないため、脂質小胞は好ましくはDSPCを含まず、及び/又はDLPCを含まず、好ましくはDSCPもDLCPも含まないことが想定される。
更に、ホスファチジルコリンは合成的に誘導され、混合飽和及び不飽和の脂肪酸基(例えば、14:0~16:0;14:0~18:0;16:0~14:0;16:0~18:0;16:0~18:1;16:0~18:2;16:0~20:4;16:0~22:6;18:0~14:0;18:0~16:0;18:0~18:1;18:0~18:2;18:0~20:4;18:0~22:6;18:1~14:0;18:1~16:0;18:1~16:0;18:1~18:0;16:0~20:0)の両方を含むことが想定される。
本発明の脂質小胞の場合、ホスファチジルコリンは、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて、mol単位で、0~40mol%の脂質小胞の量で存在し、例えば1.9~40mol%、例えば4~36mol%、好ましくは4~15mol%、好ましくは20~36mol%の量で存在する。
ホスファチジルセリン
「ホスファチジルセリン」という用語は、グリセロールの第1及び第2の炭素にエステル結合で結合した2つの脂肪酸と、グリセロールの第3の炭素にホスホジエステル結合を介して結合したセリンとを含むリン脂質を指す。本発明の意味の範囲内で使用される「少なくとも1種のホスファチジルセリン」という用語は、1種の特定のホスファチジルセリン並びに2種以上の異なるホスファチジルセリンの混合物を含む。
ホスファチジルセリンは、以下の構造を有し得る:
Figure 2022518500000003
及びR残基は、エステル結合を介して結合した脂肪酸残基、典型的には天然に存在する脂肪酸又は天然に存在する脂肪酸誘導体の残基である。別の実施形態では、脂肪酸残基は、飽和脂肪酸部分に由来する残基である。「飽和」とは、炭化水素鎖に二重結合が存在しないことを指す。適切な脂肪酸の非限定的な例は、8:0、10:0、12:0、14:0である。15:0、16:0、16:1、17:0、18:0、18:1、18:2、18:3、19:0、20:0、20:1、20:2、20:3、20:4、22:0、22:1、22:4、22:6、24:0及び24:1、特に16:0、18:0、18:1、18:2、18:3、20:4及び22:6である。したがって、R及びRは、好ましくは、互いに独立して、8:0、10:0、12:0、14:0、15:0、16:0、16:1、17:0、18:0、18:1、18:2、18:3、19:0、20:0、20:1、20:2、20:3、20:4、22:0、22:1、22:4、22:6、24:0及び24:1からなる群から選択される。脂質小胞は、2種以上の異なるホスファチジルセリンの混合物を含み得ると理解されるべきである。
少なくとも1種のホスファチジルセリンは、天然に存在する又は合成のホスファチジルセリンであり得る。好ましくは、ホスファチジルセリンは、対称ホスファチジルセリン(すなわち、2種の脂肪酸部分が同一であるホスファチジルセリン)である。
ホスファチジルセリンの非限定的な例は、L-アルファ脳PS(典型的には、18:0、18:1及び20:4、22:6由来の脂肪酸残基を含む)又はダイズPS(典型的には、16:0、18:0、18:1、18:2及び18:3由来の脂肪酸残基を含む)である。好ましくは、ホスファチジルセリンは、1,2-ジアシル-sn-グリセロ-3-ホスホ-L-セリン(L-アルファ-PS)、好ましくはダイズに由来するものである。好ましくは、ホスファチジルセリンは、1,2-ジアシル-sn-グリセロ-3-ホスホ-L-セリン(L-アルファ-PS)、好ましくはウシ脳由来(典型的には、18:0、18:1、20:4、及び22:6由来の脂肪酸残基を含む)である。
本発明の脂質小胞の場合、ホスファチジルセリンは、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて、mol単位で、0~45mol%の脂質小胞の量で存在し、例えば2~20mol%、例えば4~36mol%、好ましくは12~20mol%、好ましくは20~31mol%の量で存在する。
リゾビスホスファチジン酸
ビス(モノアシルグリセロ)ホスフェート(「BMP」)としても知られる「リソビスホスファチジン酸」という用語は、負に帯電したリン脂質、より具体的にはグリセロール-リン脂質を指す。BMPは、最初にウサギ肺から単離されたが、現在では、全ての動物組織の一般的であるが少量の構成成分であることが知られている。その立体化学的配置は、ホスホジエステル部分が位置sn-3ではなくグリセロールの位置sn-1及びsn-1’に結合しているという点で、他の動物グリセロ-リン脂質の立体化学的配置とは異なる。グリセロール部分の位置sn-3及び3’又はsn-2及びsn-2’が脂肪酸でエステル化されているかどうかは不明のままである。
リソビスホスファチジン酸の非限定的な例は、例は、18:1BMP(R,R)、sn-(1-オレオイル-2-ヒドロキシ)-グリセロール-3-ホスホ-sn-3’-(1’-オレオイル-2’-ヒドロキシ)-グリセロールである。18:1BMP(S,S)、sn-(3-オレオイル-2-ヒドロキシ)-グリセロール-1-ホスホ-sn-1’-(3’-オレオイル-2’-ヒドロキシ)-グリセロール;14:0BMP(S,R)、ビス(モノミリストイルグリセロ)ホスフェート(S,R異性体);18:1BMP(S,R)、ビス(モノオレオイルグリセロ)ホスフェート(S,R異性体)である。
好ましくは、リソビスホスファチジン酸は、ビス(モノオレオイルグリセロ)ホスフェート(S,R異性体)である。
好ましくは、脂質小胞は、脂質小胞の総量([mol]単位)に基づいて、0~12mol%の範囲の量、例えば4~12mol%の量、より好ましくは4~6mol%の量、より好ましくは10~12mol%の量の少なくとも1種のリゾビスホスファチジン酸を含む。
ホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン及びリソビスホスファチジン酸
上記又は下記の脂質小胞は、好ましくは、少なくとも1種のホスファチジルコリン及び/又は少なくとも1種のホスファチジルセリン及び/又は少なくとも1種のリソビスホスファチジン酸を更に含む。
好ましくは、脂質小胞中に存在するホスファチジルコリンとホスファチジルセリンとリソビスホスファチジン酸の合計は、ホスファチジルコリン(複数可)とホスファチジルセリン(複数可)とリゾビスホスファチジン酸(複数可)との和として計算され、脂質小胞の総量([mol]単位)に基づいて10~54mol%の範囲にある。好ましくは、脂質小胞は、脂質小胞の総量([mol]単位)に基づいて、0~45mol%の範囲の量、例えば1.9~40mol%、例えば10~40mol%、例えば4~36mol%、好ましくは4~15mol%、好ましくは20~36mol%の量の少なくとも1種のホスファチジルコリンを含む。好ましくは、脂質小胞は、少なくとも1種のホスファチジルセリンを、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて、mol単位で、0~45mol%の範囲の量、例えば2~20mol%、例えば4~36mol%、好ましくは12~20mol%、好ましくは14~42mol%、より好ましくは14~20mol%、好ましくは20~31mol%の量で含む。
好ましくは、脂質小胞は、脂質小胞の総量([mol]単位)に基づいて、0~12mol%の範囲の量、例えば4~12mol%の量、より好ましくは4~6mol%の量、より好ましくは10~12mol%の量の少なくとも1種のリゾビスホスファチジン酸を含む。
好ましくは、脂質小胞は、0mol%超、例えば2~40mol%のホスファチジルコリンを含み、より好ましくは、ホスファチジルコリンは卵-PC及び/又はDOPCである。脂質小胞が少なくとも1種のホスファチジルコリンを含む場合、ホスファチジルコリンは、好ましくは、無負荷脂質小胞の総量に基づいて4~36mol%の量で含まれ、脂質小胞に存在する全てのホスファチジルコリンの合計として計算される。
更なる実施形態では、脂質小胞は、
i)4~50mol%、より好ましくは5~45mol%の量、より好ましくは10~25mol%の量、より好ましくは4~20mol%の量、より好ましくは14~35mol%の量のコレステロールと、
ii)2~70mol%の量、より好ましくは10~70mol%の量、より好ましくは10~50mol%の量、より好ましくは10~30mol%の量、より好ましくは19~23.5mol%の量のホスファチジルエタノールアミン(複数可)、より好ましくはL-アルファ-ホスファチジルエタノールアミンとを含み、
ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの総和は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて30~80mol%であり、
iii)ホスファチジルコリン(複数可)及びホスファチジルセリン(複数可)及び/又はリゾビスホスファチジン酸(複数可)は、ホスファチジルコリン及びホスファチジルセリン並びにリゾビスホスファチジン酸の合計として計算して、脂質小胞の総量([mol]単位)に基づいて10~54mol%の範囲にある。
更なる実施形態では、脂質小胞は、
i)4~50mol%の量のコレステロールと、
ii)10~70mol%のホスファチジルエタノールアミン(複数可)とを含み、
ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの総和は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて30~80mol%、より好ましくは31~65mol%であり、
iii)ホスファチジルコリンは0~40mol%、例えば4~36mol%の範囲の量であり、
iv)ホスファチジルセリンは0~45mol%の脂質小胞、例えば12~20mol%の範囲の量であり、
v)リソビスホスファチジン酸は0~12mol%の範囲、例えば4~12の量であり、
ホスファチジルコリン及びホスファチジルセリン及び/又はリソビスホスファチジン酸の総和は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて10~54mol%の範囲で存在する。
更なる成分
上に概説したように、脂質小胞は、少なくとも1種のスフィンゴミエリン及び/又はジアシルグリセロール及び/又はトリアシルグリセロール及び/又はホスファチジルイノシトールを更に含み得る。
スフィンゴミエリン
「スフィンゴミエリン」という用語は当業者に公知であり、ホスホコリン頭部基、スフィンゴシン及び脂肪酸を通常含む脂質を指す。これは、グリセロールから合成されない数少ない膜リン脂質の1種である。
スフィンゴミエリンは、乳スフィンゴミエリン、脳スフィンゴミエリン、卵スフィンゴミエリン、合成スフィンゴミエリン及びそれらの2種以上の混合物、又は完全合成由来のスフィンゴミエリンからなる群から選択され得る。スフィンゴミエリンは、例えば、8:0、10:0、12:0、14:0、15:0、16:0、16:1、17:0、18:0、18:1、18:2、18:3、19:0、20:0、20:1、20:2、20:3、20:4、22:0、22:1、22:4、22:6、23:0、24:0及び24:1等の脂肪酸に由来する脂肪酸誘導体を含み得る。
例えば、スフィンゴミエリンは、脳スフィンゴミエリン、例えばブタ又はサル脳スフィンゴミエリンであり、好ましくは典型的には、16:0、18:0、20:0、22:0、24:0及び24:1等の脂肪酸に由来する脂肪酸誘導体を含むスフィンゴミエリンの混合物を含む。
又は、スフィンゴミエリンは、卵スフィンゴミエリンであり、好ましくは、典型的には、16:0、18:0及び24:0等の脂肪酸に由来する脂肪酸誘導体を含むスフィンゴミエリンの混合物を含む。
又は、スフィンゴミエリンは、乳スフィンゴミエリンであり、好ましくは、典型的には、16:0、22:0、23:0、24:0、24:1等の脂肪酸に由来する脂肪酸誘導体を含むスフィンゴミエリンの混合物を含む。
好ましくは、スフィンゴミエリンは、乳スフィンゴミエリンであり得る。
脂質小胞が少なくとも1つのスフィンゴミエリンを含む場合、脂質小胞は、少なくとも1種のスフィンゴミエリンを、無負荷脂質小胞自体の総量(mol単位)に基づいて、好ましくは2~45mol%の範囲の量、例えば15~45、例えば4~25mol%の量、より好ましくは2~15mol%の量、より好ましくは4~13mol%の量、より好ましくは2~7mol%の量で含む。
更なる実施形態では、脂質小胞は、
i)4~50mol%、より好ましくは5~45mol%の量、より好ましくは10~25mol%の量、より好ましくは4~20mol%の量、より好ましくは14~35mol%の量のコレステロールと、
ii)2~70mol%の量、より好ましくは10~70mol%の量、より好ましくは10~50mol%の量、より好ましくは10~30mol%の量、より好ましくは19~23.5mol%の量のホスファチジルエタノールアミン(複数可)、より好ましくはL-アルファ-ホスファチジルエタノールアミンとを含み、
ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの総和は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて30~80mol%であり、
iii)少なくとも1種のスフィンゴミエリンは、2~45mol%、例えば15~45、例えば4~25mol%、より好ましくは2~15mol%の量、より好ましくは4~13mol%の量である。
更なる実施形態では、脂質小胞は、
i)4~50mol%の量のコレステロールと、
ii)10~70mol%のホスファチジルエタノールアミン(複数可)とを含み、
ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの総和は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて30~80mol%、より好ましくは31~65mol%であり、
iii)ホスファチジルコリン及びホスファチジルセリン及び/又はリゾビスホスファチジン酸は、ホスファチジルコリン(複数可)及びホスファチジルセリン(複数可)及びリゾビスホスファチジン酸(複数可)の合計として計算して、脂質小胞の総量([mol]単位)に基づいて10~54mol%の範囲で存在し、
iv)少なくとも1種のスフィンゴミエリンは、2~45mol%、例えば15~45、例えば4~25mol%、より好ましくは2~15mol%の量、より好ましくは4~13mol%の量である。
好ましい実施形態では、脂質小胞は、
i)4~50mol%の量のコレステロールと、
ii)10~70mol%のホスファチジルエタノールアミン(複数可)とを含み、
ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの総和は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて30~80mol%、より好ましくは31~65mol%であり、
iii)少なくとも1種のスフィンゴミエリンは、2~40mol%、例えば4~13の範囲の量である。
好ましい実施形態では、脂質小胞は、
i)4~50mol%の量のコレステロールと、
ii)10~70mol%のホスファチジルエタノールアミン(複数可)とを含み、
ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの総和は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて30~80mol%、より好ましくは31~65mol%であり、
iii)0から40mol%、例えば4から36mol%の範囲の量のホスファチジルコリン、
iv)ホスファチジルセリンは0~45mol%、例えば12~20mol%の範囲の量であり、
v)リソビスホスファチジン酸は0~12mol%の脂質小胞の範囲、例えば4~12mol%の量であり、
ホスファチジルコリン及びホスファチジルセリン及び/又はリソビスホスファチジン酸の総和は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて10~54mol%の範囲で存在し、
vi)少なくとも1種のスフィンゴミエリンは、2~45mol%、例えば2~15mol%の量、より好ましくは4~13mol%の量である。
ジアシルグリセロール
「ジアシルグリセロール」(DAG)という用語は、エステル結合を介してグリセロールに共有結合した2つの脂肪酸残基を含むグリセリドを指す。2つの可能な形態、1,2-ジアシルグリセロール及び1,3-ジアシルグリセロールが存在する。1,2-ジアシル-rac-グリセロールが有用であるが、ジアシルグリセロールは、好ましくは1,2-ジアシルグリセロールであり、最も好ましくは1,2-ジアシル-sn-グリコールである。
グリセロールに結合した脂肪酸残基が由来し得る代表的な飽和遊離脂肪酸(脂肪酸)としては、限定されるものではないが、以下が挙げられる:メタン酸(ギ酸);エタン酸(酢酸);プロパン酸(プロピオン酸);ブタン酸(酪酸);ペンタン酸(吉草酸);ヘキサン酸(カプロン酸);ヘプタン酸(エナンチオ);オクタン酸(カプリル酸);ノナン(ペラルゴン);デカン酸(カプリン酸);ウンデカン酸(ウンデシル酸);ドデカン酸(ラウリン);トリデカン酸(トリデシル酸);テトラデカン酸(ミリスチン酸);ペンタデカン酸(ペンタデシル酸);ヘキサデカン酸(パルミチン酸);ヘプタデカン酸(マルガリン酸);オクタデカン酸(ステアリン酸);ノナデカン酸(ノナデシル酸);エイコサン酸(アラキジン);ヘネイコサン酸;ドコサン酸(ベヘン酸);トリコサノン酸(tricosanoic);テトラコサン酸;ペンタコサン酸;ヘキサコサン酸(セロチック);ヘプタコサン酸;オクタコサン酸(モンタン酸);ノナコサン酸;トリアコンタン酸(メリシン酸)酸;等。
好ましくは、ジアシルグリセロールは、存在する場合、ジパルミチンであり、したがって、グリセロールに結合した脂肪酸残基は、好ましくはヘキサデカン酸(パルミチン酸)に由来する。
好ましくは、脂質小胞は、脂質小胞の総量([mol]単位)に基づいて0~5mol%、例えば3~5mol%の範囲の量の少なくとも1種のジアシルグリセロールを含む。
トリアシルグリセロール
「トリアシルグリセロール」(TAG)という用語は、エステル結合を介してグリセロールに共有結合した3つの脂肪酸残基を含むグリセリドを指す。
グリセロールに結合した脂肪酸残基が由来し得る代表的な飽和遊離脂肪酸(脂肪酸)としては、限定されるものではないが、以下が挙げられる:メタン酸(ギ酸)、エタン酸(酢酸)、プロパン酸(プロピオン酸)、ブタン酸(酪酸)、ペンタン酸(吉草酸)、ヘキサン酸(カプロン酸)、ヘプタン酸(エナンチオ)、オクタン酸(カプリル酸)、ノナン(ペラルゴン)、デカン酸(カプリン酸)、ウンデカン酸(ウンデシル酸)、ドデカン酸(ラウリン)、トリデカン酸(トリデシル酸)、テトラデカン酸(ミリスチン酸)、ペンタデカン酸(ペンタデシル酸)、ヘキサデカン酸(パルミチン酸)、ヘプタデカン酸(マルガリン酸)、オクタデカン酸(ステアリン酸)、ノナデカン酸(ノナデシル酸)、エイコサン酸(アラキジン)、ヘネイコサン酸、ドコサン酸(ベヘン酸)、トリコサノン酸(tricosanoic)、テトラコサン酸、ペンタコサン酸、ヘキサコサン酸(セロチック)、ヘプタコサン酸、オクタコサン酸(モンタン酸)、ノナコサン酸、トリアコンタン酸(メリシン酸)酸等。
好ましくは、トリグリセリド(TAG)はグリセロールトリステアレートであり、したがって、グリセロールに結合した脂肪酸残基は、好ましくはオクタデカン酸に由来する。
好ましくは、脂質小胞は、脂質小胞の総量([mol]単位)に基づいて0~5mol%、例えば3~5mol%の範囲の量の少なくとも1種のトリグリセロールを含む。
ホスファチジルイノシトール
「ホスファチジルイノシトール」又は「PI」という用語は、ホスファチジン酸のリン酸基に結合したイノシトールを含有する酸性リン脂質を指す。
ホスファチジルイノシトールは、天然ホスファチジルイノシトールであっても合成ホスファチジルイノシトールであってもよい。天然ホスファチジルイノシトールとしては、例えば、L-a-ホスファチジルイノシトール(ナトリウム塩)(例えば、ウシの肝臓又はダイズから)、L-a-ホスファチジルイノシトール-4-リン酸(アンモニウム塩)(例えば、ブタの脳から)(Brain PI(4)P)、L-a-ホスファチジルイノシトール-4,5-ビスリン酸(アンモニウム塩)(例えば、ブタの脳から)(脳PI(4,5)P2)等が挙げられる。好ましくは、ホスファチジルイノシトールは、16:0、18:0、18:1、18:2、18:3、20:3、20:4及びそれらの組合せからなる群から選択される脂肪酸を含む。
好ましくは、ホスファチジルイノシトールはL-a-ホスファチジルイノシトールであり、より好ましくはL-a-ホスファチジルイノシトール(ウシ肝臓(「肝臓PI」)である。
好ましくは、脂質小胞は、脂質小胞の総量([mol]単位)に基づいて0~5mol%、例えば3~5mol%の範囲の量の少なくとも1種のトリグリセロールを含む。
好ましくは、脂質小胞が、少なくとも1種のジアシルグリセロール及び/又は少なくとも1種のトリアシルグリセロール及び/又は少なくとも1種のホスファチジルイノシトールを含み、ジアシルグリセロール及びトリアシルグリセロール並びにホスファチジルイノシトールの合計の総量が、脂質小胞の0~15mol%の範囲の量である場合である。
好ましくは、脂質小胞は、0~5mol%のジアシルグリセロール及び0~5mol%のトリアシルグリセロール及び0~5mol%のホスファチジルイノシトールの範囲の量を含む。
更なる実施形態では、脂質小胞は、
i)4~50mol%、より好ましくは5~45mol%の量、より好ましくは10~25mol%の量、より好ましくは4~20mol%の量、より好ましくは14~35mol%の量のコレステロールと、
ii)2~70mol%の量、より好ましくは10~70mol%の量、より好ましくは10~50mol%の量、より好ましくは10~30mol%の量、より好ましくは19~23.5mol%の量のホスファチジルエタノールアミン(複数可)、より好ましくはL-アルファ-ホスファチジルエタノールアミンとを含み、
ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの総和は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて30~80mol%であり、
iii)少なくとも1種のジアシルグリセロール(複数可)は0~5mol%の範囲の量であり、
iv)少なくとも1種のトリアシルグリセロール(複数可)は0~5mol%の範囲の量であり、
v)少なくとも1種のホスファチジルイノシトール(複数可)は0~5mol%の範囲の量である。
更なる実施形態では、脂質小胞は、
i)4~50mol%、より好ましくは5~45mol%の量、より好ましくは10~25mol%の量、より好ましくは4~20mol%の量、より好ましくは14~35mol%の量のコレステロールと、
ii)2~70mol%の量、より好ましくは10~70mol%の量、より好ましくは10~50mol%の量、より好ましくは10~30mol%の量、より好ましくは19~23.5mol%の量のホスファチジルエタノールアミン(複数可)、より好ましくはL-アルファ-ホスファチジルエタノールアミンとを含み、
ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの総和は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて30~80mol%であり、
iii)ホスファチジルコリン及びホスファチジルセリン及び/又はリゾビスホスファチジン酸は、ホスファチジルコリン(複数可)とホスファチジルセリン(複数可)とリゾビスホスファチジン酸(複数可)の合計として計算して、脂質小胞の総量([mol]単位)に基づいて10~54mol%の範囲で存在し、
iv)少なくとも1種のスフィンゴミエリンは、2~45mol%、例えば15~45、例えば4~25mol%、より好ましくは2~15mol%の量、より好ましくは4~13mol%の量であり、
v)少なくとも1種のジアシルグリセロール及び/又は少なくとも1種のトリアシルグリセロール及び/又は少なくとも1種のホスファチジルイノシトールを含み、ジアシルグリセロール及びトリアシルグリセロール並びにホスファチジルイノシトールの合計の総量は、脂質小胞の0~15mol%の範囲の量である。
好ましい実施形態では、脂質小胞は、
i)4~50mol%の量のコレステロールと、
ii)10~70mol%のホスファチジルエタノールアミン(複数可)とを含み、
ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの総和は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて30~80mol%、より好ましくは31~65mol%であり、
iii)少なくとも1種のジアシルグリセロール(複数可)は0~5mol%の範囲の量であり、
iv)少なくとも1種のトリアシルグリセロール(複数可)は0~5mol%の範囲の量であり、
v)少なくとも1種のホスファチジルイノシトール(複数可)は0~5mol%の範囲の量である。
好ましい実施形態では、脂質小胞は、
i)4~50mol%の量のコレステロールと、
ii)10~70mol%のホスファチジルエタノールアミン(複数可)とを含み、
ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの総和は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて30~80mol%、より好ましくは31~65mol%であり、
iii)ホスファチジルコリンは0~40mol%、例えば4~36mol%の範囲の量であり、
iv)ホスファチジルセリンは0~45mol%、例えば12~20mol%の範囲の量であり、
v)リソビスホスファチジン酸は0~12mol%の脂質小胞の範囲、例えば4~12mol%の量であり、
ホスファチジルコリン及びホスファチジルセリン及び/又はリソビスホスファチジン酸の総和は、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて10~54mol%の範囲で存在し、
vi)少なくとも1種のスフィンゴミエリンは、2~45mol%、例えば2~15mol%の量、より好ましくは4~13mol%の量であり、
vii)少なくとも1種のジアシルグリセロール及び/又は少なくとも1種のトリアシルグリセロール及び/又は少なくとも1種のホスファチジルイノシトールを含み、ジアシルグリセロール及びトリアシルグリセロール並びにホスファチジルイノシトールの合計の総量は、脂質小胞の0~15mol%の範囲の量である。
核酸分子
本明細書で提供される脂質小胞は、オリゴヌクレオチド(例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチド)又はRNA干渉(RNAi)分子等の核酸分子を担持するものとする。本明細書で使用される「核酸分子」又は「治療用核酸分子」という用語は、それが当業者により、2つ以上の共有結合したヌクレオシド(即ち、ヌクレオチド配列)を含む分子として一般的に理解されているように定義される。本発明の方法において言及される核酸分子(複数可)は、一般に、50ヌクレオチド長未満の治療用オリゴヌクレオチドである。核酸分子は、アンチセンスオリゴヌクレオチドであり、若しくはそれを含み得、又は例えばCRISPR RNA、siRNA、shRNA、アプタマー若しくはリボザイム等の他の核酸分子であり得る。治療用核酸分子は、通常、固相化学合成と、その後の精製及び単離によって、研究室内で作製される。しかしながら、shRNAは、多くの場合、レンチウイルスベクターを用いて細胞に送達され(例えばSoan and Yang 2010 N Am J Med Sci 2(12):598を参照)、次いで転写されて一本鎖RNAを生成し、これは、RNA干渉機構(RNA誘導サイレンシング複合体を含む)と相互作用することができるステムループ(ヘアピン)RNA構造を形成するであろう。核酸分子の配列に言及する場合、共有結合したヌクレオチド又はヌクレオシドの核酸塩基部分の配列若しくは順序、又はその修飾が参照される。本発明の核酸分子は、人工であり、化学的に合成され、典型的には精製又は単離される。いくつかの実施形態では、本発明の核酸分詞は標的細胞への侵入時にベクターから転写されるshRNAではない。本発明の核酸分子は、1種以上の修飾ヌクレオシド又はヌクレオチドを含み得る。
いくつかの実施形態では、本発明の核酸分子は、7~60個のヌクレオチド長、例えば8~60個、例えば10~55個、例えば12~50個、例えば13~45個、例えば14~40個、例えば15~30個、例えば16~22個、例えば16~18個又は15~17個の連続ヌクレオチド長を含むか、又はそれからなる。
いくつかの実施形態では、核酸分子又はその連続ヌクレオチド配列は、24個以下のヌクレオチド、例えば22個以下のヌクレオチド、例えば20個、例えば18個以下のヌクレオチド、例えば14個、15個、16個又は17個のヌクレオチドを含むか、又はそれからなる。本明細書で提供されるいずれの範囲も、範囲の終点を含むことを理解するべきである。したがって、核酸分子が12~30ヌクレオチドを含むと記される場合、12ヌクレオチド及び30ヌクレオチドの両方が含まれる。
いくつかの実施形態では、連続ヌクレオチド配列は、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、又は22連続ヌクレオチド長を含むか、又はそれらからなる。
この核酸分子(複数可)は、哺乳動物における標的核酸の発現の調節用である。いくつかの実施形態では、siRNA、shRNA、及びアンチセンスオリゴヌクレオチド等の核酸分子は、典型的には、標的核酸(複数可)の発現を阻害するためのものである。
本発明の一実施形態において、核酸分子は、RNAi剤、例えばsiRNA又はshRNAから選択される。別の実施形態では、核酸分子は、RNaseHと相互作用する高親和性修飾アンチセンスオリゴヌクレオチド等の、一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドである。
いくつかの実施形態では、核酸分子は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合を含む。
いくつかの実施形態では、核酸分子は、非ヌクレオシド部分(コンジュゲート部分)に結合され得る。
核酸分子のライブラリは、変異体核酸分子の集合体として理解されるべきである。オリゴヌクレオチドのライブラリの目的は変化し得る。いくつかの実施形態では、核酸分子のライブラリは、オリゴヌクレオチドのライブラリ内で最も強力な配列を同定する目的で、1種以上の哺乳動物FUBP1標的核酸を標的とする重複する核酸塩基配列を有する核酸分子から構成される。いくつかの実施形態では、核酸分子のライブラリは、親核酸分子又は祖先核酸分子の核酸分子設計変異体(子核酸分子)のライブラリであり、核酸分子設計変異体は、親核酸分子のコア核酸塩基配列を保持する。
オリゴヌクレオチド
本明細書で使用される「オリゴヌクレオチド」という用語は、2つ以上の共有結合したヌクレオシドを含む分子として当業者によって一般的に理解されるように定義される。このような共有結合ヌクレオシドは、核酸分子又はオリゴマーとも称される場合がある。オリゴヌクレオチドは、通常、オリゴヌクレオチド合成と、その後の精製及び単離によって研究室内で作製される。オリゴヌクレオチドの配列に言及する場合、共有結合したヌクレオチド又はヌクレオシドの、核酸塩基部分の配列若しくは順序、又はその修飾に対して言及される。本発明のオリゴヌクレオチドは、人工であり、化学的に合成され、典型的には精製又は単離される。本発明のオリゴヌクレオチドは、例えば2’糖修飾ヌクレオシド等の1種以上の修飾ヌクレオシド又はヌクレオチドを含んでもよい。
アンチセンスオリゴヌクレオチド
本明細書で使用される「アンチセンスオリゴヌクレオチド」という用語は、標的核酸、特に標的核酸上の連続配列にハイブリダイズすることによって標的遺伝子の発現を調節することができるオリゴヌクレオチドとして定義される。アンチセンスオリゴヌクレオチドは本質的に二本鎖ではなく、したがってsiRNA又はshRNAではない。好ましくは、本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドは一本鎖である。本発明の一本鎖オリゴヌクレオチドは、オリゴヌクレオチドの完全長にわたって内部(intra)又は相互(inter)の自己相補性の程度が50%未満である限り、ヘアピン又は分子間二重鎖構造(同じオリゴヌクレオチドの2分子間の二重鎖)を形成できることが理解される。
有利には、本発明の一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、ヌクレアーゼ耐性を低下させるためRNAヌクレオシドを含まない。
有利には、本発明のオリゴヌクレオチドは、例えば2’糖修飾ヌクレオシド等の1つ以上の修飾ヌクレオシド又はヌクレオチドを含む。更に、修飾されていないヌクレオシドがDNAヌクレオシドであることは有利である。
RNAi分子
本明細書では、「RNA干渉(RNAi)分子」という用語は、細胞の細胞質中のRNA誘導サイレンシング複合体(RISC)を介してRNA依存性遺伝子サイレンシングを誘導することができる短い二本鎖RNA分子であって、触媒RISC成分アルゴノートと相互作用するものを指す。RNAi分子の1つのタイプは低分子干渉RNA(small interfering RNA:siRNA)であり、これは、2つの相補的オリゴヌクレオチドから構成される二本鎖RNA分子であり、転写後に一方の鎖が相補的mRNAに結合すると、その分解及び翻訳の喪失が生じる。小ヘアピンRNA(small hairpin RNA:shRNA)はステムループ(ヘアピン)構造を形成する一本鎖RNA分子であり、これは発現の際に、DICER及びRNA誘導サイレンシング複合体(RNA reducing silencing complex)(RISC)を介してmRNAを低減することができる。RNAi分子は、目的の遺伝子(標的核酸)の配列に基づいて設計することができる。次いで、対応するRNAiは、化学的に若しくはin vitro転写によって合成され得るか、又はベクター若しくはPCR産物から発現され得る。
shRNA分子は、一般に、40ヌクレオチド~70ヌクレオチド長、例えば45ヌクレオチド~65ヌクレオチド長、例えば50ヌクレオチド~60ヌクレオチド長であり、Dicerとして公知のエンドヌクレアーゼと相互作用し、Dicerは、dsRNAを特徴的な2塩基3’オーバーハングを有する19塩基対~23塩基対の低分子干渉RNAにプロセシングし、その後RNA誘導サイレンシング複合体(RISC)に組み込まれると考えられている。siRNA分子は二本鎖であり、各鎖は18~35ヌクレオチド長、例えば20~30ヌクレオチド長、例えば22~27ヌクレオチド長である。siRNAは、多くの場合、RISC基質を形成するDicerによって産生される産物に類似するように2塩基3’突出部を有するように設計される。Dicer基質の有効な拡張形態は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第8,349,809号及び米国特許第8,513,207号に記載されている。適切な標的mRNAに結合すると、RISC内の1つ以上のエンドヌクレアーゼが標的を切断して、サイレンシングを誘導する。RNAiオリゴヌクレオチドは、修飾ヌクレオチド間結合及び2’糖修飾ヌクレオシド、例えば2’-4’二環式リボース修飾ヌクレオシド(LNA及びcET又は2’-O-アルキル-RNA、2’-O-メチル-RNA、2’-アルコキシ-RNA、2’-O-メトキシエチル-RNA(MOE)、2’-アミノ-DNA、2’-フルオロ-DNA、アラビノ核酸(ANA)、2’-フルオロ-ANAのような2’置換修飾、並びにトリシクロDNA(TcDNA;Nature Medicine 2015,3(21),270-275)を含む)を用いて化学的に修飾されてもよい。
いくつかの実施形態では、RNAi核酸分子は、1種以上のホスホロチオエートヌクレオシド間結合を含む。RNAi分子において、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合は、RICSにおけるヌクレアーゼ切断を低減し得るため、全てのヌクレオシド間結合が修飾されるのではないことが有利である。ホスホロチオエートヌクレオシド間結合は、RNAi核酸分子の3’及び/又は5’末端、特に標的核酸に相補的ではない分子の部分(例えば、siRNA分子のセンス鎖(stand)又はパッセンジャー鎖)に配置されることが有利であり得る。しかしながら、標的核酸に相補的なRNAi分子の領域(例えば、siRNA分子中のアンチセンス又はガイド鎖)も、3’及び/又は5’末端の最初の2~3ヌクレオシド間結合において修飾され得る。
連続ヌクレオチド配列
「連続ヌクレオチド配列」という用語は、標的核酸に相補的なオリゴヌクレオチドの領域を指す。この用語は、本明細書で「連続核酸塩基配列」という用語及び「オリゴヌクレオチドモチーフ配列」という用語は互換的に使用される。いくつかの実施形態において、オリゴヌクレオチドの全てのヌクレオチドは、連続ヌクレオチド配列を構成する。いくつかの実施形態において、オリゴヌクレオチドは、標的核酸にハイブリダイズする連続ヌクレオチド配列、例えばF-G-F’ギャップマー領域を含み、必要に応じて更なるヌクレオチド(複数可)、例えば、官能基を連続ヌクレオチド配列に結合するのに使用され得るヌクレオチドリンカー領域を含んでもよい。ヌクレオチドリンカー領域は、標的核酸に相補的であっても相補的でなくてもよい。有利には、連続ヌクレオチド配列は、標的核酸に100%相補的である。
ヌクレオチド
ヌクレオチドは、オリゴヌクレオチド及びポリヌクレオチドの構成単位であり、上記目的のために、天然に存在するヌクレオチド及び天然に存在しないヌクレオチドの両方を含む。天然では、DNAヌクレオチド及びRNAヌクレオチド等のヌクレオチドは、リボース糖部分、核酸塩基部分、及び1種以上のリン酸基(ヌクレオシドには存在しない)を含む。ヌクレオシド及びヌクレオチドはまた、「単位」又は「モノマー」と互換的に称されてもよい。
核酸塩基
核酸塩基という用語は、ヌクレオシド及びヌクレオチドに存在するプリン(例えばアデニン及びグアニン)及びピリミジン(例えばウラシル、チミン及びシトシン)部分を含み、これらは核酸ハイブリダイゼーションにおいて水素結合を形成する。本発明の文脈において、核酸塩基という用語は、天然に存在する核酸塩基とは異なり得るが、核酸ハイブリダイゼーションの際に機能的である修飾核酸塩基も包含する。この文脈において、「核酸塩基」は、天然に存在する核酸塩基、例えばアデニン、グアニン、シトシン、チミジン、ウラシル、キサンチン及びヒポキサンチンと、非天然の変異体との両方を指す。このような変異体は、例えばHirao et al(2012)Accounts of Chemical Research vol 45 page 2055及びBergstrom(2009)Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry Suppl.37 1.4.1に記載されている。
核酸塩基部分は、各々の対応する核酸塩基の文字コード、例えばA、T、G、C又はUにより示すことができ、各文字は、等価の機能の修飾核酸塩基を必要に応じて含むことができる。例えば、例示的オリゴヌクレオチドにおいて、核酸塩基部分は、A、T、G、C及び5-メチルシトシンから選択される。必要に応じて、オリゴヌクレオチドを含むLNA、5-メチルシトシンLNAヌクレオシドが使用され得る。
修飾ヌクレオシド間結合
「修飾ヌクレオシド間結合」という用語は、2つのヌクレオシドを互いに共有結合する、ホスホジエステル(PO)結合以外の結合として当業者に一般的に理解されるように定義される。したがって、本発明のオリゴヌクレオチドは、修飾ヌクレオシド間結合を含み得る。いくつかの実施形態において、修飾ヌクレオシド間結合は、ホスホジエステル結合と比較して、オリゴヌクレオチドのヌクレアーゼ耐性を増大させる。天然に存在するオリゴヌクレオチドの場合、ヌクレオシド間結合は、隣接するヌクレオシド間でホスホジエステル結合を形成するリン酸基を含む。修飾ヌクレオシド間結合は、in vivo使用のためのオリゴヌクレオチドの安定化に特に有用であり、本発明のオリゴヌクレオチドのDNA又はRNAヌクレオシドの領域、例えばギャップマーオリゴヌクレオチドのギャップ領域内、並びに領域F及びF’等の修飾ヌクレオシドの領域におけるヌクレアーゼ切断から保護する役割を果たし得る。
一実施形態では、オリゴヌクレオチドは、天然のホスホジエステル由来の修飾された1種以上のヌクレオシド間結合、例えばヌクレアーゼ攻撃に対してより耐性となるような1種以上の修飾ヌクレオシド間結合を含む。ヌクレアーゼ耐性は、オリゴヌクレオチドを血清中でインキュベートすることにより、又はヌクレアーゼ耐性アッセイ(例えばヘビ毒ホスホジエステラーゼ(SVPD))を用いることにより決定することができ、これらは両方とも当技術分野で周知である。オリゴヌクレオチドのヌクレアーゼ耐性を増強することができるヌクレオシド間結合は、ヌクレアーゼ耐性ヌクレオシド間結合と呼ばれる。
一実施形態では、修飾された一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合を含む。いくつかの実施形態では、本明細書で言及されるオリゴヌクレオチド、又はその連続ヌクレオチド配列の少なくとも50%のヌクレオシド間結合が修飾ヌクレオシド間結合であり、例えばオリゴヌクレオチド、又はその連続ヌクレオチド配列の少なくとも60%、例えば少なくとも70%、例えば少なくとも80%又は例えば少なくとも90%のヌクレオシド間結合が、修飾ヌクレオシド間結合である。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチド又はその連続ヌクレオチド配列のヌクレオシド間結合の全部は、修飾ヌクレオシド間結合である。
いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチド又はその連続ヌクレオチド配列のヌクレオシド間結合の全部は、ヌクレアーゼ耐性ヌクレオシド間結合である。いくつかの実施形態において、本発明のオリゴヌクレオチドを非ヌクレオチド官能基に結合する、例えばコンジュゲートに結合するヌクレオシドは、ホスホジエステルであり得ることが認識されるであろう。
好ましくは、修飾ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合、ジホスホロチオエートヌクレオシド間結合又はボラノホスフェートヌクレオシド間結合である。
好ましい修飾ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である。ホスホロチオエートヌクレオシド間結合は、ヌクレアーゼ耐性、有益な薬物動態及び製造の容易さのために特に有用である。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチド、又はその連続ヌクレオチド配列の少なくとも50%のヌクレオシド間結合がホスホロチオエート結合であり、例えばオリゴヌクレオチド、又はその連続ヌクレオチド配列の少なくとも60%、例えば少なくとも70%、例えば少なくとも80%又は例えば少なくとも90%のヌクレオシド間結合が、ホスホロチオエート結合である。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチド又はその連続ヌクレオチド配列のヌクレオシド間結合の全部は、ホスホロチオエート結合である。
ホスホロチオエート結合等のヌクレアーゼ耐性結合は、標的核酸と二重鎖を形成するときにヌクレアーゼを動員することができるオリゴヌクレオチド領域、例えばギャップマーの領域Gにおいて特に有用である。しかしながら、ホスホロチオエート結合は、非ヌクレアーゼ動員領域及び/又はギャップマーのための領域F及びF’等の親和性増強領域において、又はミクスマー及びトータルマーにおいても有用であり得る。ギャップマーオリゴヌクレオチドは、いくつかの実施形態において、領域F若しくはF’、又は領域F及びF’の両方に1つ以上のホスホジエステル結合を含んでもよく、領域Gのヌクレオシド間結合は、完全にホスホロチオエートであってもよい。
有利には、オリゴヌクレオチドの連続ヌクレオチド配列の全ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエート結合である。
欧州特許第2 742 135号明細書に開示されているように、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、他のヌクレオシド間結合(ホスホジエステル及びホスホロチオエート以外)、例えば、欧州特許第2 742 135号明細書によれば別のDNAホスホロチオエートのギャップ領域内で耐性であり得る、アルキルホスホネート/メチルホスホネートヌクレオシド間結合等を含んでもよいことが認識されよう。
修飾ヌクレオシド
本明細書で使用される「修飾ヌクレオシド」又は「ヌクレオシド修飾」という用語は、オリゴヌクレオチドの骨格を形成する部分の1種以上の化学修飾、例えば糖部分への修飾又は代替化学構造での糖部分の置換の導入によって、同等のDNA又はRNAヌクレオシドと比較して修飾ヌクレオシドを指す修飾ヌクレオシドという用語はまた、「ヌクレオシド類縁体」又は修飾「単位」又は修飾「モノマー」という用語と互換的に使用されてもよい。
リボース糖部分の修飾を有する数多くのヌクレオシドが、親和性及び/又はヌクレアーゼ耐性等の核酸分子の特定の性質を改善することを主な目的として作製されてきた。
そのような修飾には、例えばヘキソース環(HNA)又は二環式環(典型的には、リボース環(LNA)のC2とC4炭素の間にバイラジカル架橋を有する)、又は典型的にはC2とC3炭素の間の結合を欠く非結合リボース環(例えば、UNA)で置き換えることにより、リボース環構造が修飾されているものが含まれる。他の糖修飾ヌクレオシドには、例えばビシクロヘキソース核酸(国際公開第2011/017521号)又は三環式核酸(国際公開第2013/154798号)が含まれる。
Figure 2022518500000004
修飾ヌクレオシドにはまた、例えばペプチド核酸(PNA)の場合には、糖部分が非糖部分で置き換えられているヌクレオシド、又はモルホリノ核酸が含まれる。
Figure 2022518500000005
Figure 2022518500000006
ホスホロジアミダートモルホリノオリゴマー(PMO)
糖修飾にはまた、リボース環上の置換基を水素以外の基、又はRNA又はDNAヌクレオシドに天然に存在する-OH基に変更することによる修飾も含まれる。置換基は、例えば2’、3’、4’、又は5’位で導入され得る。
非修飾DNA又はRNA糖部分を有するヌクレオシドは、本明細書でDNAヌクレオシド又はRNAヌクレオシドと称される。
DNAヌクレオシド又はRNAヌクレオシドの塩基領域に修飾を有するヌクレオシドは、ワトソン・クリック塩基対合が可能であれば、依然として一般にDNA又はRNAと称される。
2’糖修飾ヌクレオシド
2’糖修飾ヌクレオシドは、2’位にH若しくは-OH以外の置換基を有するヌクレオシド(2’置換ヌクレオシド)、又はリボース環の2’炭素と第2の炭素との間に架橋を形成できる2’結合バイラジカルを含むヌクレオシド、例えばLNA(2’-4’バイラジカル架橋)ヌクレオシドである。
実際、2’置換ヌクレオシドの開発には多くの注目が集まっており、多くの2’置換ヌクレオシドが、オリゴヌクレオチドに組み込まれた際に有益な特性を有することが見出されている。例えば、2’修飾ヌクレオシドは、結合親和性の向上、及び/又はヌクレアーゼ耐性の増大をオリゴヌクレオチドに提供することができる。2’置換修飾ヌクレオシドの例は、2’-O-アルキル-RNA、2’-O-メチル-RNA、2’-アルコキシ-RNA、2’-O-メトキシエチル-RNA(MOE)、2’-アミノ-DNA、2’-フルオロ-RNA及び2’-F-ANAヌクレオシドである。更なる例については、例えばFreier&Altmann;Nucl.Acid Res.,1997,25,4429-4443及びUhlmann;Curr.Opinion in Drug Development,2000,3(2),293-213、及びDeleavey and Damha,Chemistry and Biology 2012,19,937を参照されたい。以下に、いくつかの2’置換修飾ヌクレオシドを例示する。
Figure 2022518500000007
リボースに基づくヌクレオシド修飾に加えて、いわゆる三輪車DNA(TcDNA)は、ヌクレオシド修飾の上記リストへの更なる追加である。
本発明に関連して、2’置換は、LNAのような2’架橋分子を含まない。
修飾アンチセンスオリゴヌクレオチド
本明細書で使用される場合、修飾アンチセンスオリゴヌクレオチドは、天然に存在するRNA又はDNAオリゴヌクレオチドと比較してオリゴヌクレオチド骨格が修飾されているオリゴヌクレオチドである。オリゴヌクレオチド骨格は、ヌクレオチド間結合及び/又は糖部分を指すが、一般に塩基部分の修飾を指すものではない。
アンチセンスオリゴヌクレオチド骨格の修飾は、特にヌクレアーゼに対する安定性を高めるため、又は標的核酸に対する親和性を高めるために、治療用オリゴヌクレオチドに一般的に使用される。
安定性を高める修飾は、例えば、修飾ヌクレオシド間結合、いくつかの糖修飾並びにペプチド骨格である。親和性を増加させる修飾は、例えば糖修飾である。
本明細書で言及される修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、1種以上の修飾ヌクレオシド及び/又は修飾ヌクレオシド間結合を含む。修飾オリゴヌクレオチドは、2’糖修飾ヌクレオチドとDNA又はRNAヌクレオシドとの混合物を含むことができ、例えばギャップマー又はミクスマー設計では、これらは「キメラ」オリゴヌクレオチドと呼ばれることもある。PNAオリゴヌクレオチド及びモルホリノオリゴヌクレオチドは、一般に、PNA部分又はモルホリノモイエティのみから構成されるように、同じ骨格から構成される。
修飾オリゴヌクレオチドは、いくつかの実施形態では、ギャップマー、ミクスマー又はトータルマー領域等の標的核酸に相補的なオリゴヌクレオチドの連続するヌクレオチド配列、並びに標的核酸に完全に相補的ではない場合がある更なる5’及び/又は3’ヌクレオシドを含むか又はそれらからなり得る。そのような追加の末端ヌクレオシドは、例えば、2~4個のホスホジエステル結合DNAヌクレオシドであり得、標的核酸に相補的な連続ヌクレオチド配列と、例えばコンジュゲート部分との間の生体切断性リンカーとして役立ち得る。
修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、典型的には7~35ヌクレオチドの長さを有する。一実施形態では、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、7~30ヌクレオチドの長さを有する。別の実施形態では、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、10~30ヌクレオチドの長さを有する。別の実施形態では、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、14~30ヌクレオチドの長さを有する。別の実施形態では、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、14~20ヌクレオチドの長さを有する。別の実施形態では、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、7~14ヌクレオチドの長さを有する。別の実施形態では、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、8~12ヌクレオチドの長さを有する。
「アンチセンスオリゴヌクレオチド」又は「修飾アンチセンスオリゴヌクレオチド」という単数形のアンチセンスオリゴヌクレオチドという用語は、共通の核酸塩基配列及び化学修飾のパターンを共有し、典型的には共通の製造プロセスに由来するオリゴヌクレオチドの集団を指す。
ロックド核酸(LNA)
「LNAヌクレオシド」は、上記ヌクレオシドのリボース糖環のC2’とC4’とを結合するバイラジカル(「2’-4’架橋」とも称される)を含む2’修飾ヌクレオシドであり、これはリボース環のコンホメーションを制限又は固定する。これらのヌクレオシドは、文献にて架橋核酸又は二環式核酸(BNA)とも称されている。リボースのコンホメーションの固定は、LNAが相補的RNA又はDNA分子のオリゴヌクレオチドに組み込まれる場合、ハイブリダイゼーションの親和性の向上(二重鎖安定化)に関連している。これは通常、オリゴヌクレオチド/相補的二本鎖の融解温度を測定することにより決定され得る。
非限定的で例示的なLNAヌクレオシドは、国際公開第99/014226号、国際公開第00/66604号、国際公開第98/039352号、国際公開第2004/046160号、国際公開第00/047599号、国際公開第2007/134181号、国際公開第2010/077578号、国際公開第2010/036698号、国際公開第2007/090071号、国際公開第2009/006478号、国際公開第2011/156202号、国際公開第2008/154401号、国際公開第2009/067647号、国際公開第2008/150729号、Morita et al.,Bioorganic&Med.Chem.Lett.12,73-76,Seth et al.J.Org.Chem.2010,Vol 75(5)pp.1569-81、及びMitsuoka et al.,Nucleic Acids Research 2009,37(4),1225-1238、及びWan and Seth,J.Medical Chemistry 2016,59,9645-9667を参照されたい。
更なる非限定的な例示的LNAヌクレオシドを、スキーム1に開示する。
スキーム1:
Figure 2022518500000008
特定のLNAヌクレオシドは、ベータ-D-オキシ-LNA、6’-メチル-ベータ-D-オキシLNA、例えば(S)-6’-メチル-ベータ-D-オキシ-LNA(ScET)及びENAである。
特定の有利なLNAは、ベータ-D-オキシ-LNAである。
ギャップマー
本明細書で提供される脂質小胞に含まれる修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、ギャップマーオリゴヌクレオチド又はギャップマー設計とも呼ばれるギャップマーであり得る。アンチセンスギャップマーは、通常、RNase H媒介性分解を介して標的核酸を阻害するために使用される。ギャップマーオリゴヌクレオチドは、少なくとも3つの別個の構造領域、5’-フランク、ギャップ及び3’-フランク、F-G-F’を5’→3’方向で含む。「ギャップ」領域(G)は、オリゴヌクレオチドがRNaseHを動員することを可能にする一続きの連続するDNAヌクレオチド、例えば5~16個の連続するDNAヌクレオチドを含む。ギャップ領域には、1種以上の糖修飾ヌクレオシド、有利には高親和性2’糖修飾ヌクレオシドを含む5’隣接領域(F)と、1種以上の糖修飾ヌクレオシド、有利には高親和性2’糖修飾ヌクレオシドを含む3’隣接領域(F’)が隣接する。隣接領域は、独立して、各末端を規定する糖修飾ヌクレオシドを有する1~8個の連続ヌクレオチドからなる。領域F及びF’の1種以上の糖修飾ヌクレオシドは、標的核酸に対するオリゴヌクレオチドの親和性を向上させる(すなわち、これは親和性向上糖修飾ヌクレオシドである)。いくつかの実施形態において、領域F及びF’の1つ以上の糖修飾ヌクレオシドは、例えばLNA及び2’-MOEから独立して選択される、高親和性2’糖修飾等の2’糖修飾ヌクレオシドである。
ギャップマー設計では、ギャップ領域の5’及び3’大部分のヌクレオシドは、70%、75%、80%、85%、90%又は100%等のDNAヌクレオシドである。DNAは常に、それぞれ5’(F)又は3’(F’)領域の糖修飾ヌクレオシドに隣接して配置される。Gap領域は、いくつかの例では、RNaseH切断を妨げない修飾ヌクレオシド、例えば、アルファ-L-LNA、C4’アルキル化DNA(国際公開第2009/090182号及びVester et al.,Bioorg.Med.Chem.Lett.18(2008)2296-2300(いずれも参照により本明細書に組み込まれる))、ANA及び2’F-ANAのようなアラビノース由来ヌクレオシド(Mangos et al.2003 J.AM.CHEM.SOC.125,654-661)、UNA(ロックされていない核酸)(参照により本明細書に組み込まれる、Fluiter et al.,Mol.Biosyst.,2009,10,1039に記載される)を含み得る。フランクは更に、ギャップ領域から最も遠い端、即ち5’フランクの5’末端及び3’フランクの3’末端に少なくとも1種の糖修飾ヌクレオシドを有することによって定義されてもよい。
領域F-G-F’は、連続ヌクレオチド配列を形成する。本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチド、又はその連続ヌクレオチド配列は、式F-G-F’のギャップマー領域を含み得る。
ギャップマー設計F-G-F’の全長は、例えば12~32ヌクレオシド、例えば13~24、例えば14~22ヌクレオシド、例えば14~20、例えば16~18ヌクレオシドであり得る。
例として、本発明のギャップマーオリゴヌクレオチドは、以下の式により表すことができる:
1-8-G5-16-F’1-8、例えば
1-8-G7-16-F’2-8
但し、ギャップマー領域の全長は、少なくとも12、例えば少なくとも14ヌクレオチド長であることを条件とする。
LNAギャップマー
本明細書で提供される脂質小胞による修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、LNAギャップマーであり得る。LNAギャップマーは、領域F及びF’のいずれか一方又は両方が、LNAヌクレオシドを含むか、又はそれからなるギャップマーである。ベータ-D-オキシギャップマーは、領域F及びF’のいずれか一方又は両方が、ベータ-D-オキシLNAヌクレオシドを含むか、又はそれからなるギャップマーである。
古典的なLNAギャップマーでは、両側面はLNAヌクレオシドからなる。しかしながら、交互の隣接するLNAギャップマーも記載されており、隣接領域の一方又は両方がLNAヌクレオシド及びDNAヌクレオシドの両方を含む(例えば、国際公開第2016/127002号を参照)。このような交互の設計では、隣接領域F若しくはF’、又はF及びF’の両方は、少なくとも3つのヌクレオシドを含み、F及び/又はF’領域の最も5’及び3’のヌクレオシドが、LNAヌクレオシドである。
いくつかの実施形態において、LNAギャップマーは、式:[LNA]1-5-[G]6-16-[LNA]1-5(式中、GはRNase動員ギャップ領域である)。3-10-3設計(LNA-DNA-LNA)を有するLNAギャップマーは、当該技術分野で広く使用されている。
MOEギャップマー
本明細書で提供される脂質小胞による修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、MOEギャップマーであり得る。MOEギャップマーは、領域F及びF’がMOEヌクレオシドからなるギャップマーである。いくつかの実施形態では、MOEギャップマーは、設計[MOE]1-8-[G]5-16-[MOE]1-8、例えば[MOE]2-7-[G]6-14-[MOE]2-7、例えば[MOE]3-6-[G]8-12-[MOE]3-6のものであり、式中、GはRNase動員ギャップ領域である。5-10-5設計(MOE-DNA-MOE)を有するMOEギャップマーは、当該技術分野で広く使用されている。
混合ウィングギャップマー
本明細書で提供される脂質小胞に含まれる修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、混合ウィングギャップマーであり得る。混合ウィングギャップマーは、領域F及びF’の一方又は両方が、2’置換ヌクレオシド、例えば2’-O-アルキル-RNA単位、2’-O-メチル-RNA、2’-アミノ-DNA単位、2’-フルオロ-DNA単位、2’-アルコキシ-RNA、MOE単位、アラビノ核酸(ANA)単位、及び2’-フルオロ-ANA単位からなる群より独立して選択される2’置換ヌクレオシド含むLNAギャップマーである。領域F及びF’の少なくとも一方、又は領域F及びF’の両方が少なくとも1つのLNAヌクレオシドを含むいくつかの実施形態において、領域F及びF’の残りのヌクレオシドは、MOE及びLNAからなる群から独立して選択される。いくつかの混合ウィング実施形態において、領域F及びF’の一方又は両方が、1つ以上のDNAヌクレオシドを更に含んでもよい。
混合ウィングギャップマー設計は、国際公開第2008/049085号及び国際公開第2012/109395号(これらのいずれもが参照により本明細書に組み込まれる)に開示されている。
トータルマー(Totalmer)
本明細書で提供される脂質小胞に含まれる修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、トータルマーであり得る。トータルマーは、DNA又はRNAヌクレオシドを含まず、一般に1種類のヌクレオシド類縁体のみを含む、一本鎖修飾アンチセンスオリゴヌクレオチド又はその連続ヌクレオチド配列である。トータルマーオリゴヌクレオチドの連続するヌクレオチド配列は、一般に7~16ヌクレオチドの間、例えば8~12の2’糖修飾ヌクレオシドであり、これは2’-O-アルキル-RNA、2’-O-メチル-RNA、2’-アルコキシ-RNA、2’-O-メトキシエチル-RNA、2’-アミノ-DNA、2’-フルオロ-DNA、アラビノ核酸(ANA)、2’-フルオロ-ANA及びLNA(ロックド核酸)ヌクレオシドからなる群から選択することができる。
一般に、短いトータルマー(長さが10ヌクレオチド未満)は、100%のLNA単位で構成される。より長いトータルマーの場合、ヌクレオシド単位の1つ以上は、本明細書で言及される2’糖置換ヌクレオシド等の非LNAヌクレオチド類縁体から選択され得る。
いくつかの実施形態では、トータルマーは、LNA単位トのみからなる連続ヌクレオチド配列からなるか、又はそれを含む。
PNAオリゴヌクレオチド及びモルホリノオリゴヌクレオチドもまた、トータルマーと見なすことができる。
トータルマー設計は、治療用オリゴヌクレオチドとして、特にマイクロRNAを標的とする場合(抗miR)又はスプライススイッチングオリゴヌクレオチド(SSO)として有効であることが示されている。
ミクスマー(Mixmer)
本明細書で提供される脂質小胞に含まれる修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、ミクスマーであり得る。ミクスマーは、一本鎖修飾アンチセンスオリゴヌクレオチド又はその連続するヌクレオチド配列であり、ギャップマーとは対照的に、5個を超える天然に存在するDNAヌクレオシドの連続する配列は存在せず、したがってRNase Hを動員しない。
一般に、ミクスマーは、2’糖修飾ヌクレオシド等の1種類のヌクレオシド類縁体と、DNA等の天然に存在するヌクレオシドとの反復パターンの連続ヌクレオチド配列を含むか又はそれからなる。これは、例えば、5’末端及び3’末端のLNAで開始及び終了するLNAヌクレオシド及びDNAヌクレオシドの反復パターンであり得る。しかしながら、ミクスマーはまた、異なるタイプのヌクレオシド類縁体を組み合わせてもよく、その結果、例えば、毎秒又は2つおきの繰り返しパターンは、LNA等のヌクレオシド類縁体であり、残りのヌクレオシドは、天然に存在するヌクレオシド、例えばDNA、又は2’フルオロ類縁体の2’MOE等の2’糖置換ヌクレオシド類縁体、又は本明細書で言及される他の2’糖置換ヌクレオシドである。ミクスマーは、一般に、5’又は3’末端にヌクレオシド類縁体(独立して選択される)を有する。ミクスマーの例は、国際公開第2007/027894号、国際公開第2007/112754号、国際公開第2007/112754号(抗miR)及び国際公開第2008/131807号(SSO)に記載されている。ヌクレオシド類縁体及びDNAの分布パターンは、オリゴヌクレオチド配列に応じて最適化される。
ミクスマー設計は、治療用オリゴヌクレオチドとして、特にマイクロRNAを標的とする場合(抗miR)、mRNA上のマイクロRNA結合部位を標的とする場合(ブロックmir)、又はスプライススイッチングオリゴマー(SSO)として非常に効果的である。
抗miR(antimiR)
本明細書で提供される脂質小胞に含まれる修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、抗miRであり得る。抗miRNAオリゴヌクレオチドとしても知られる抗miRは、マイクロRNA(miRNA)のin vivo活性を制御することができるアンチセンスオリゴヌクレオチドである。miRNAは、mRNAと相補的な配列(およそ22bp)であり、RNAの切断又は翻訳の抑制に関与する。抗miRは、主に、細胞標的mRNAと競合して成熟型miRNAを捕捉することによって機能し、それにより、miRNAの機能的阻害及び直接的標的の抑制解除をもたらす(例えば、国際公開第2009/043353号及びStenvang et al 2012 Silence 3:1を参照)。抗miRは、マイクロRNAに対する結合親和性が増加し、ヌクレアーゼ耐性が増加して、マイクロRNAの標的mRNAへの結合を防止する能力が改善されるように設計される。抗miRは、一般に、RNase H切断を誘導しないトータルマー又はミクスマーとして設計される。
ブロックmir(Blockmir)
本明細書で提供される脂質小胞に含まれる修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、ブロックmirであり得る。アンタゴmir(antagomir)としても知られるブロックmirは、他の分子がmRNA分子上の所望の部位に結合するのを妨げるアンチセンスオリゴヌクレオチドである。これは、例えば、mRNA上のマイクロRNA結合部位であり得、それによってmiRNAによるその調節を妨げる。したがって、抗miRがmiRNAを直接標的とする場合、ブロックmirは、特定のmRNAのみを標的とし、例えばmiRNAとの相互作用を妨げる。ブロックmirは、一般に、RNase H切断を誘導しないトータルマー又はミクスマーとして設計される。
スプライススイッチングアンチセンスオリゴヌクレオチド(SSO)
本明細書で提供される脂質小胞に含まれる修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、スプライススイッチングオリゴヌクレオチドであり得る。スプライススイッチングオリゴヌクレオチド(SSO)は、プレmRNAと塩基対を形成し、スプライシング機構の構成要素とプレmRNAとの間で生じるRNA-RNA塩基対形成又はタンパク質-RNA結合相互作用を遮断することによって転写物の通常のスプライシングレパートリーを破壊するアンチセンスオリゴヌクレオチドである。スプライシングの調節は、正常なスプライシングの破壊をもたらす突然変異によって引き起こされる疾患の場合、又は遺伝子転写物の正常なスプライシング過程を妨害する場合に特に価値があり、治療的であり得る(例えば、Havens and Hastings 2016 Nucleic Acid Research 44:6549を参照)。現在、市場には、デュシェンヌ型筋ジストロフィーを処置するためのExondys 51(モルホリノSSO)、及び脊髄性筋萎縮症を処置するためのスピンラザ(MOEトータルマーSSO)の2種の承認されたSSO分子が存在する。SSOは、一般に、RNaseH切断を誘導しないトータルマー又はミクスマーとして設計される。
コンジュゲート
本明細書で使用されるコンジュゲートという用語は、非ヌクレオチド部分(コンジュゲート部分又は領域C又は第3の領域)に共有結合したオリゴヌクレオチドを指す。
脂質への一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドのコンジュゲーションは、オリゴヌクレオチドの疎水性を高めることによって、脂質小胞への一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドの封入を改善し得る。
一実施形態では、脂質小胞に封入されることになる一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、親油性コンジュゲート部分と5’又は3’末端でコンジュゲート化される。脂環式コンジュゲート部分は、ステロール、スタノール、ステロイド、多環式芳香族基、脂肪族基、脂質、リン脂質、親油性アルコール、脂肪酸及び脂肪酸エステルからなる群から選択され得る。
いくつかの実施形態では、コンジュゲート部分は、脂質、リン脂質、例えばジ-ヘキサデシル-rac-グリセロール又はトリエチルアンモニウム1,2-ジ-o-ヘキサデシル-rac-グリセロ-3-h-ホスホネート又は親油性アルコール、パルミチル部分、カチオン性脂質、中性脂質、スフィンゴ脂質、及び脂肪酸、例えばステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレエイド酸、リノレン酸、及びミリスチン酸であるか、又はそれらを含む。いくつかの実施形態では、脂肪酸は、C4~C30飽和又は不飽和アルキル鎖を含む。アルキル鎖は直鎖であっても分岐鎖であってもよい。
親油性コンジュゲート部分としては、例えば、ステロールスタノール、及びステロイド、並びにコレステロール(米国特許第4,958,013号、及びLetsinger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1989,86,6553)、チオコレステロール(Oberhauser et al,Nucl Acids Res.,1992,20,533)、ラノステロール、コプロスタノール、スチグマステロール、エルゴステロール、カルシフェロール、コール酸、デオキシコール酸、エストロン、エストラジオール、エストラトリオール、プロゲステロン、スチルベストロール、テストステロン、トコフェロール、アンドロステロン、デオキシコルチコステロン、コルチゾン、17-ヒドロキシコルチコステロン、それらの誘導体等の関連化合物が挙げられる。いくつかの実施形態では、抱合体は、コレステロール、チオコレステロール、ヘキシルアミノ-カルボニル-オキシコレステロール、ラノステロール、コプロスタノール、スチグマステロール、エルゴステロール、カルシフェロール、コール酸、デオキシコール酸、エストロン、エストラジオール、エストラトリオール、プロゲステロン、スチルベストロール、テストステロン、アンドロステロン、デオキシコルチコステロン、コルチゾン及び17-ヒドロキシコルチコステロンからなる群から選択され得る。いくつかの実施形態では、コンジュゲート部分はトコフェロールを含む。いくつかの実施形態では、コンジュゲート部分はコレステロールを含む。
他の親油性コンジュゲート部分としては、脂肪族基、例えば、直鎖、分枝鎖及び環状アルキル、アルケニル及びアルキニルが挙げられる。脂肪族基は、例えば、5~約50個、6~約50個、8~約50個又は10~約50個の炭素原子を有することができる。脂肪族基の例としては、例えば、ドデカンジオール又はウンデシル残基、ドデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、テルペン、ボルニル、アダマンチル、それらの誘導体等が挙げられる。いくつかの実施形態において、脂肪族基中の1個以上の炭素原子は、O、S又はN(例えば、ゲラニルオキシヘキシル)等のヘテロ原子によって置き換えられ得る。更に好適な親油性コンジュゲート部分には、アルキルグリセロール、ビス(アルキル)グリセロール、トリス(アルキル)グリセロール、モノグリセリド、ジグリセリド、及びトリグリセリド等のグリセロールの脂肪族誘導体が含まれる。いくつかの実施形態では、親油性コンジュゲートは、ジ-ヘキシルデシル-rac-グリセロール又は1,2-ジ-O-ヘキシルデシル-rac-グリセロール(Manoharan et al.,Tetrahedron Lett.,1995,36,3651;Shea,et al.,Nuc.Acids Res.,1990,18,3777)又はそのホスホネートである。例えば、脂肪酸、脂肪アルコール、脂肪エステル及び脂肪アミン等の飽和及び不飽和脂肪官能基も親油性コンジュゲート部分として機能することができる。いくつかの実施形態では、脂肪官能基は、約6~約30個又は約8~約22個の炭素を含むことができる。脂肪酸の例としては、カプリン酸、カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、エイコセン酸等が挙げられる。
更なる実施形態では、親油性共役部分は、6~約50個、10~約50個、又は14~約40個の炭素原子を有する多環式芳香族基であり得る。多環式芳香族基の例としては、ピレン、プリン、アクリジン、キサンテン、フルオレン、フェナントレン、アントラセン、キノリン、イソキノリン、ナフタレン、それらの誘導体等が挙げられる。他の適切な親油性コンジュゲート部分としては、メントール、トリチル(例えば、ジメトキシトリチル(DMT))、フェノキサジン、リポ酸、リン脂質、エーテル、チオエーテル(例えば、ヘキシル-S-トリチルチオール)、それらの誘導体等が挙げられる。オリゴヌクレオチドの親油性コンジュゲートの調製は、当技術分野、例えば、Saison-Behmoaras et al,EMBO J.,1991,10,1111;Kabanov et al.,FEBSLett.,1990,259,327;Svinarchuk et al,Biochimie,1993,75,49;(Mishra et al.,Biochim.Biophys.Acta,1995,1264,229,and Manoharan et al.,Tetrahedron Lett.,1995,36,3651に十分に記載されている。
生体切断性(Biocleavable)ヌクレオチドリンカー
脂質小胞にカプセル化される一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、いくつかの実施形態では、ギャップマーF-G-F’、トータルマー又はミクスマーの領域等の標的核酸に相補的であり、追加の5’及び/又は3’ヌクレオシドを更に含み得るオリゴヌクレオチドの連続ヌクレオチド配列を含むか、又はそれからなり得る。更なる5’及び/又は3’ヌクレオシドは、標的核酸に完全に相補的であってもよく、又は完全に相補的でなくてもよく、そのような更なる5’及び/又は3’ヌクレオシドは、本明細書では領域D’及びD’’と呼ばれることがある。
領域D’又はD’’の付加は、ギャップマー、トータルマー又はミクスマーの連続ヌクレオチド配列等の連続ヌクレオチド配列を、コンジュゲート部分又は別の官能基に、コンジュゲートがその標的組織に到達した後に連続ヌクレオシド配列からコンジュゲートを除去できるように結合する目的で使用され得る。連続するヌクレオチド配列とコンジュゲート部分との間に生体切断性リンカーを形成するために、追加のヌクレオシド(領域D’又はD’’)を、ホスホジエステルヌクレオシド間結合等のヌクレアーゼに適した結合で結合する。領域D’又はD’’は、独立して、1、2、3、4又は5個の追加のヌクレオシドを含むか、又はそれからなり、標的核酸に相補的であってもよく、又は相補的でなくてもよい。領域D’又はD’’とギャップマー、ミクスマー又はトータルマーとの間の転移は、ホスホロチオエート連結糖修飾ヌクレオシドからホスホジエステル連結非糖修飾ヌクレオシド、例えばDNA若しくはRNA又はこれらの塩基修飾バージョンへの転移によって認識される。いくつかの実施形態では、追加の5’及び/又は3’末端ヌクレオチドは、両方とも領域D’又はD’’ヌクレオシド(DNA又はRNA)の間のホスホジエステル結合で結合されるが、ギャップマー、ミクスマー又はトータルマーの末端の糖修飾ヌクレオシドを追加の5’及び/又は3’末端ヌクレオチド(領域D)と接続するヌクレオシド間結合も、好ましくはホスホジエステル結合である。いくつかの実施形態では、追加の5’及び/又は3’末端ヌクレオチドは、ホスホジエステル結合DNA又はRNAであり、好ましくは、ギャップマー、ミクスマー又はトータルマーの5’末端又は3’末端とコンジュゲート部分との間に少なくとも2個、例えば少なくとも3個、例えば少なくとも5個の連続したホスホジエステル結合が存在する。
領域D’又はD’’としての使用に好適なヌクレオチドベースの生体切断性リンカーは、国際公開第2014/076195号に開示されており、これには例としてホスホジエステル結合DNAジヌクレオチドが含まれる。
ギャップマーの場合、生体切断性ヌクレオチドリンカーを使用する設計は、以下の式D’-F-G-F’、F-G-F’-D’’又はD’-F-G-F’-D’’によって説明することができる。この場合、F-G-F’はオリゴヌクレオチドのギャップマー部分であり、領域D’又はD’’は、オリゴヌクレオチドの別個の部分を構成する。
一実施形態では、本発明の脂質小胞に封入される一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、ギャップマー、ミクスマー又はトータルマーを構成する連続ヌクレオチド配列に加えて、領域D’及び/又はD’’を含む。
いくつかの実施形態において、本発明のオリゴヌクレオチドは、以下の式により表すことができる:
F-G-F’;特にF1-8-G5-16-F’2-8
D’-F-G-F’、特にD’1-3-F1-8-G5-16-F’2-8
F-G-F’-D’’、特にF1-8-G5-16-F’2-8-D’’1-3
D’-F-G-F’-D’’、特にD’1-3-F1-8-G5-16-F’2-8-D’’1-3
いくつかの実施形態において、領域D’と領域Fとの間に位置するヌクレオシド間結合は、ホスホジエステル結合である。いくつかの実施形態において、領域F’と領域D’’との間に位置するヌクレオシド間結合は、ホスホジエステル結合である。
相補性
「相補性」という用語は、ヌクレオシド/ヌクレオチドのWatson-Crick塩基対形成の能力を表す。Watson-Crick塩基対は、グアニン(G)-シトシン(C)及びアデニン(A)-チミン(T)/ウラシル(U)である。オリゴヌクレオチドは修飾核酸塩基を有するヌクレオシドを含んでもよく、例えば5-メチルシトシンは度々シトシンの代わりに使用され、したがって相補性という用語は、非修飾核酸塩基と修飾核酸塩基との間のWatson Crick塩基対形成を包含することが理解されよう(例えばHirao et al(2012)Accounts of Chemical Research vol 45 page 2055及びBergstrom(2009)Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry Suppl.37 1.4.1を参照されたい)。
本明細書で使用される用語「相補性%」は、個別の核酸分子(例えば、標的核酸又は標的配列)の所与の位置のヌクレオチドの連続配列に所与の位置において相補的な(すなわち、Watson Crick塩基対を形成する)、核酸分子内の連続ヌクレオチド配列(例えばオリゴヌクレオチド)のヌクレオチドの数を%で表したものを指す。百分率は、2つの配列間で対を形成する(標的配列5’-3’とオリゴヌクレオチド配列3’-5’を整列させたとき)、整列した塩基の数を計数し、その数をオリゴヌクレオチドのヌクレオチドの総数で除し、100を乗じることにより計算される。このような比較において、整列(塩基対を形成)しない核酸塩基/ヌクレオチドは、ミスマッチと称される。好ましくは、挿入及び欠失は、連続ヌクレオチド配列の相補性%の計算において許容されない。
「完全に相補的な」という用語は、100%の相補性を指す。
同一性
本明細書で使用される「同一性」という用語は、連続ヌクレオチド配列にわたって参照配列(例えば、配列モチーフ)と同一である、核酸分子(例えば、オリゴヌクレオチド)内の連続ヌクレオチド配列のヌクレオチドの割合(パーセントで表される)を指す。したがって、同一性の百分率は、2つの配列(例えば、本発明の化合物の連続ヌクレオチド配列及び参照配列)の間で同一の(一致する)整列された塩基の数を計数し、その数を整列された領域内のヌクレオチドの総数で除し、100を乗ずることにより計算される。したがって、同一性の百分率=(一致数×100)/整列領域(例えば、連続ヌクレオチド配列)の長さ。挿入及び欠失は、連続ヌクレオチド配列の同一性の百分率の計算において許容されない。同一性の決定において、核酸塩基の化学的修飾は、核酸塩基がWatson Crick塩基対を形成する機能的能力が保持される限り、無視されることが理解されよう(例えば、5-メチルシトシンは、同一性%の計算の目的のために、シトシンと同一であると見なされる)。
標的核酸
本明細書で使用される「標的核酸」という用語は、本明細書で言及される修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドによって意図的に調節される遺伝子、RNA、マイクロRNA、mRNA、及びプレmRNA、成熟mRNA又はcDNA配列を指す。本発明の標的核酸は、少なくとも中枢神経系(例えば、脳組織)、脾臓、消化管、肝臓及び/又はT細胞において発現される。標的核酸は、処置される疾患に関連することが理解されるべきである。したがって、本明細書で言及される単離された脂質小胞によって処置される疾患は、標的核酸又は標的核酸によって直接調節される標的又は標的核酸によってコードされるタンパク質のレベルを変化させることによって改善されると予測される。一実施形態では、疾患は、標的核酸又は標的核酸によってコードされるタンパク質の異常なレベルによって引き起こされる。別の実施形態では、疾患は、標的核酸によってコードされるタンパク質の機能不全変異体、例えばスプライス変異体又は変異変異変異体によって引き起こされる。別の実施形態では、例えば、そのような増加が別の疾患原因タンパク質の異常レベルを低下させるのに役立つ場合、疾患は、正常レベルと比較して標的核酸の/からの発現を増加させることによって改善され得る。特に、疾患は、中枢神経系(例えば、脳組織)、脾臓、消化管、肝臓及び/又はT細胞において標的核酸を調節することによって改善することができる。「異常レベル」という表現は、当業者にはよく理解されており、一般に、処置される疾患に罹患している対象において、疾患に罹患していない対象(特に、中枢神経系(例えば、脳組織)、脾臓、消化管、肝臓及び/又はT細胞において、)と比較して増加又は減少する標的核酸又はそれにコードされるタンパク質のレベルを指す。いくつかの態様において、疾患は、標的核酸の発現をダウンレギュレーションすることによって処置される。
標的核酸は、上記の細胞又は組織で発現される任意の核酸であり得る。いくつかの実施形態では、標的核酸は、バイオマーカを含む。別の実施形態では、標的核酸はプレ-mRNAである。別の実施形態では、標的核酸は、長い非コードRNA(lncRNA)である。別の実施形態では、標的核酸はmiRNAである。
修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドの核酸塩基の連続する配列は、典型的には、オリゴヌクレオチドの長さにわたって測定した場合、標的核酸と相補的、例えば80%、例えば90%、例えば95%、例えば完全に相補的である。修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドが標的核酸に完全に相補的であることが有利である。必要に応じて、標的核酸に対する1つ又は2つのミスマッチが許容され得る。配列相補性は、一般に、オリゴヌクレオチドをコンジュゲート又は他の非相補的末端ヌクレオチド等の任意の官能基に連結し得るヌクレオチドに基づくリンカー領域を必要に応じて除外して、オリゴヌクレオチドの全長にわたって、又は好ましくはオリゴヌクレオチドの連続するヌクレオチド配列にわたって測定される。
標的配列
本明細書で使用される「標的配列」という用語は、脂質小胞にロードされたオリゴヌクレオチドに相補的な核酸塩基配列を含む標的核酸中に存在するヌクレオチドの配列を指す。いくつかの実施形態において、標的配列は、標的核酸上の、本発明のオリゴヌクレオチドの連続ヌクレオチド配列に相補的な領域からなる。
標的の調節
本明細書で使用される「調節」という用語は、本発明の脂質小胞の投与前の標的核酸の量と比較した場合に標的核酸の量を変化させるオリゴヌクレオチドの能力の全体的な用語として理解されるべきである。あるいは、発現の調節は、対照実験を参照することによって決定され得る。例えば、対照は、生理食塩水組成物又は無負荷の単離された脂質小胞で処置された個々の細胞又は標的細胞である。
一実施形態では、調節は、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチド又はRNAiオリゴヌクレオチドの標的核酸へのハイブリダイゼーションによって達成され、それにより、i)上記標的核酸の発現をダウンレギュレートする、すなわち減少させる、ii)標的核酸のスプライススイッチングを達成して、標的核酸のスプライスバリアントの発現をもたらす、又はiii)下流のmRNA又は標的mRNAからのタンパク質発現を増加させるために標的核酸、例えばmiRNA又はmRNAを遮断する。
別の実施形態では、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、ワトソン・クリック塩基対合を介する代わりに、静電相互作用、疎水性相互作用及びそれらの相補的形状等の非共有結合性相互作用を介して標的核酸又は標的タンパク質に結合し、それによって標的を遮断又は活性化するアプタマーである。
標的の調節は、標的の正常な発現レベルと比較して少なくとも20%、より好ましくは、標的の正常な発現レベルと比較して少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、又は少なくとも90%をもたらす。
いくつかの実施形態において、本発明の脂質小胞負荷オリゴヌクレオチドは、脂質小胞に少なくとも1種の1μM核酸分子(例えば、オリゴヌクレオチド又はRNAi分子)、例えば5μMオリゴヌクレオチド又はRNAi分子を経口投与した後、in vivoで標的mRNAの発現レベルを少なくとも40%阻害することができる場合がある。
いくつかの実施形態において、脂質小胞負荷オリゴヌクレオチドは、脂質小胞に少なくとも1種の1μM核酸分子(例えば、オリゴヌクレオチド又はRNAi分子)、例えば5μMオリゴヌクレオチド又はRNAi分子を経口投与した後、in vivoで標的タンパク質の発現レベルを少なくとも20%増加することができる場合がある。
いくつかの実施形態では、本発明の脂質小胞負荷オリゴヌクレオチドは、5μMオリゴヌクレオチド又はRNAi分子等の少なくとも1μM核酸分子(例えば、オリゴヌクレオチド又はRNAi分子)を有する脂質小胞の経口投与後に、in vivoで総標的タンパク質の少なくとも20%を構成する選択的にスプライシングされた標的タンパク質を提供するために、標的核酸のスプライススイッチングを変化させることができる場合がある。
処置
本明細書で使用される「処置」という用語は、既存の疾患(例えば、本明細書で言及される疾患又は障害)の処置、又は疾患の予防(prevention)、すなわち予防(prophylaxis)の両方を指す。したがって、本明細書で言及される処置は、いくつかの実施形態において、予防的であり得ることが認識されよう。処置される対象は、好ましくは哺乳動物、例えばマウスである。一実施形態では、対象はヒト対象である。処置される疾患には、中枢神経系疾患(脳疾患等)、脾臓疾患、胃腸疾患、肝疾患及びT細胞が関与する疾患が含まれる。好ましい疾患は、本明細書の他の箇所に開示されている。
発明の詳細な説明
第一の態様では、本発明は、医薬品として使用するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド又はRNAi分子等の核酸分子を担持する300nm未満の合成的に調製された脂質小胞等の脂質小胞に関し、当該脂質小胞は経口投与される、すなわち該小胞は経口投与用に製剤化される。
脂質小胞という用語は、上記の定義で定義されている。好ましくは、当該脂質小胞は、上記のようにDLSに従って測定される300nm未満の流体力学的径Dhを有する。好ましくは、脂質小胞は、50~300nmの範囲の直径を有する。更なる実施形態では、脂質小胞の流体力学的径Dは、DLSに従って測定される200nm未満、好ましくは50~275nm、例えば50~250、好ましくは60~180nmの範囲の直径である。
第一の実施形態によれば、脂質小胞は、コレステロール、少なくとも1種のスフィンゴミエリン、少なくとも1種のホスファチジルコリン、少なくとも1種のホスファチジルセリン、少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン、少なくとも1種のジアシルグリセロール、少なくとも1種のトリアシルグリセロール、少なくとも1種のホスファチジルイノシトール、少なくとも1種のリソビスホスファチジン酸及びホスファチジルセリンからなる群から独立して選択される1種以上、例えば少なくとも2種、少なくとも3種又は少なくとも4種の脂質を含む。
更なる実施形態では、脂質小胞は、好ましくは、以下からなる群から独立して選択される1種以上の脂質を含む:
- 4~50mol%の範囲の量、より好ましくは5~45mol%の量、より好ましくは10~25mol%の量、より好ましくは4~20mol%の量、より好ましくは14~35mol%の量のコレステロール、
- 必要に応じて、0~45mol%、例えば2~45mol%、例えば15~45mol%、例えば4~25mol%の範囲の量、より好ましくは2~15mol%の量、より好ましくは4~13mol%の量の少なくとも1種のスフィンゴミエリン、
- 0~40mol%の脂質小胞、例えば1.9~40mol%、例えば4~36mol%、好ましくは4~15mol%、好ましくは20~36mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルコリン、
- 2~70mol%の範囲の量、より好ましくは10~70mol%の量、より好ましくは10~50mol%の量、より好ましくは10~30mol%の量、より好ましくは19~23.5mol%の量の少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン、
- 0~45mol%の脂質小胞、例えば2~20mol%、例えば4~36mol%、好ましくは12~20mol%、好ましくは20~31mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルセリン、
- 0~12mol%、例えば4~12mol%、より好ましくは4~6mol%の量、より好ましくは10~12mol%の量の少なくとも1種のリソビスホスファチジン酸、
- 5mol%未満のジアシルグリセロール、
- 5mol%未満のトリアシルグリセロール、及び
- 5mol%未満のホスファチジルイノシトール
(全てのmol%量は、無負荷脂質小胞の量[mol単位]に基づいて計算される)。好ましい実施形態では、脂質小胞は、ホスファチジルエタノールアミン(複数可)及びコレステロールを、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて、mol単位で、各脂質小胞の2~90mol%、好ましくは30~80mol%、より好ましくは31~65mol%の総量で含み、ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの合計として計算される。
一実施形態では、脂質小胞は、以下の範囲の全ての脂質を含むか、又はそれらからなる:
- 10~15mol%、例えば12~14.5mol%の範囲の量のコレステロール、
- 2~8mol%、例えば3~5mol%の範囲の量の少なくとも1種のスフィンゴミエリン、
- 25~30mol%、例えば26~29mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルコリン、
- 10~25mol%、例えば15~19.5mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン、
- 12~20mol%、例えば12~14.5mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルセリン、
- 3~5mol%の範囲の量の少なくとも1種のリソビスホスファチジン酸、
- 3~5mol%の範囲の量の少なくとも1つのジアシルグリセロール、
- 3~6mol%の範囲の少なくとも1種のトリアシルグリセロール、及び
- 3~5mol%の範囲の少なくとも1種のホスファチジルイノシトール
(全てのmol%量は、無負荷脂質小胞の量[mol単位]に基づいて計算される)。好ましくは、脂質小胞は、上記の好ましい範囲の脂質、コレステロール、L-アルファ-ホスファチジルエタノールアミン、L-アルファPS、少なくとも1種のホスファチジルコリン、ジパルミチン、グリセロールトリステアレート、L-アルファ-ホスファチジルイノシトール及びビス(モノオレオイルグリセロ)ホスフェートを含むか又はそれらからなり、スフィンゴミエリンは、乳スフィンゴミエリン、脳スフィンゴミエリン、卵スフィンゴミエリン及びそれらの混合物からなる群から選択され、ホスファチジルコリンは卵PC及び/又はDOPCである。
第2の実施形態によれば、脂質小胞は、コレステロール、少なくとも1種のスフィンゴミエリン、少なくとも1種のホスファチジルコリン、少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン及び少なくとも1種のホスファチジルセリンを含むか、又はそれらからなる。更なる実施形態では、脂質小胞は、以下を含むか、又はそれらからなる:
- 10~25mol%の範囲、好ましくは14~22mol%の範囲、より好ましくは17~19mol%の範囲の量のコレステロール、
- 4~10mol%の範囲、好ましくは4~8mol%の範囲、より好ましくは5~6mol%の範囲の量の少なくとも1種のスフィンゴミエリン、
- 10~40mol%の範囲、好ましくは10~37mol%の範囲、より好ましくは30~36mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルコリン(好ましくはホスファチジルコリンはEG PC、DLPC及び/又はDOPCから選択される)、
- 10~30mol%、好ましくは15~25mol%の範囲、より好ましくは20~24mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン、
- 10~20mol%の範囲、より好ましくは15~18mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルセリン
(全てのmol%量は、無負荷脂質小胞の量[mol単位]に基づいて計算される)。好ましくは、脂質小胞は、上記の好ましい範囲で、コレステロール、L-アルファ-ホスファチジルエタノールアミン、少なくとも1種のスフィンゴミエリン、少なくとも1種のホスファチジルコリン及びL-アルファPSを含み、スフィンゴミエリンは、乳スフィンゴミエリン、脳スフィンゴミエリン、卵スフィンゴミエリン及びそれらの混合物からなる群から選択され、ホスファチジルコリンは、卵PC及び/又はDOPCである。
第二の実施形態の別の好ましい実施形態では、脂質小胞は、以下を含むか、又はそれらからなる:
- 少なくとも4~14.5mol%、又は16~19mol%、又は30~50mol%の範囲の量のコレステロール、
- 2~24、例えば3~4.8mol%、又は5.9~24mol%、又は35~45mol%の範囲の量の少なくとも1種のスフィンゴミエリン、
- 1.5~29mol%、例えば12~29mol%、又は32~36mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルコリン、
- 2.5~3mol%、又は10~20mol%、例えば11~19mol%、又は22~25mol%、例えば23~25mol%、又は30~40mol%、又は44~70mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン、及び
- 2~3mol%又は10~20mol%、例えば10~14.5mol%、例えば16~18mol%又は25~45mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルセリン
(全てのmol%量は、無負荷脂質小胞の量[mol単位]に基づいて計算される)。好ましくは、脂質小胞は、上記の好ましい範囲で、コレステロール、L-アルファ-ホスファチジルエタノールアミン、少なくとも1種のスフィンゴミエリン、少なくとも1種のホスファチジルコリン及びL-アルファPSを含み、スフィンゴミエリンは、乳スフィンゴミエリン、脳スフィンゴミエリン、卵スフィンゴミエリン及びそれらの混合物からなる群から選択され、ホスファチジルコリンは、卵PC及び/又はDOPCである。好ましくは、上記実施形態の脂質小胞は、脂質小胞は、ホスファチジルエタノールアミン(複数可)及びコレステロールを、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて、mol単位で、各脂質小胞の2~90mol%、好ましくは30~80mol%、より好ましくは31~65mol%の総量で含み、ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの合計として計算される。
第3の好ましい実施形態によれば、脂質小胞は、コレステロール、少なくとも1種のスフィンゴミエリン、少なくとも1種のホスファチジルコリン、少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン及び少なくとも1種のホスファチジルセリン、並びに少なくとも1種のリソビスホスファチジン酸を含むか、又はそれらからなる。この実施形態によれば、脂質小胞は、好ましくは、以下を含むか、又はそれらからなる:
- 10~25mol%の範囲、好ましくは15~22mol%の範囲、より好ましくは15~18mol%の範囲の量のコレステロール、
- 4~10mol%の範囲、好ましくは4~13mol%の範囲、より好ましくは5~6mol%の範囲の量の少なくとも1種のスフィンゴミエリン、
- 15~40mol%の範囲、好ましくは20~37mol%の範囲、より好ましくは25~35mol%、より好ましくは31~34mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルコリン、
- 15~45mol%、好ましくは18~25mol%の範囲、より好ましくは20~23mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン、
- 10~30mol%、好ましくは12~20mol%の範囲、より好ましくは15~18mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルセリン、
- 7mol%未満、好ましくは3~6mol%の範囲の量の少なくとも1種のリソビスホスファチジン酸
(全てのmol%量は、無負荷脂質小胞の量[mol単位]に基づいて計算される)。好ましくは、脂質小胞は、上記の好ましい範囲で、コレステロール、L-アルファ-ホスファチジルエタノールアミン、少なくとも1つのスフィンゴミエリン、少なくとも1種のホスファチジルコリン、ビス(モノオレオイルグリセロ)ホスフェート及びL-アルファPSを含むか又はそれらからなり、ホスファチジルコリンは卵PC及び/又はDOPCであり、スフィンゴミエリンは、ミルクスフィンゴミエリン、脳スフィンゴミエリン、卵スフィンゴミエリン及びそれらの混合物からなる群から選択され、好ましくは乳スフィンゴミエリンである。
第4の好ましい実施形態によれば、脂質小胞は、コレステロール、少なくとも1種のスフィンゴミエリン、少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン、及び少なくとも1種のリソビスホスファチジン酸を含むか、又はそれらからなる。この実施形態によれば、脂質小胞は、好ましくは、以下を含むか、又はそれらからなる:
- 10~50mol%の範囲、好ましくは20~38mol%の範囲、より好ましくは31~34mol%の範囲、又は25~38mol%の範囲の量のコレステロール、
- 4~15mol%の範囲、好ましくは8~13mol%の範囲、より好ましくは10~13mol%の範囲の量の少なくとも1種のスフィンゴミエリン、
- 20~50mol%、好ましくは40~50mol%の範囲、より好ましくは43~40mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン、
- 0~12mol%、好ましくは1~9mol%、好ましくは3~7mol%、好ましくは4~12mol%、好ましくは10~12mol%の範囲の量の少なくとも1種のリソビスホスファチジン酸
(全てのmol%量は、無負荷脂質小胞の量[mol単位]に基づいて計算される)。好ましくは、脂質小胞は、上記の好ましい範囲で、コレステロール、L-アルファ-ホスファチジルエタノールアミン、少なくとも1種の乳スフィンゴミエリン、及びビス(モノオレオイルグリセロ)ホスフェートを含むか又はそれらからなり、スフィンゴミエリンは、ミルクスフィンゴミエリン、脳スフィンゴミエリン、卵スフィンゴミエリン及びそれらの混合物からなる群から選択され、好ましくは乳スフィンゴミエリンである。好ましくは、上記実施形態の脂質小胞は、脂質小胞は、ホスファチジルエタノールアミン(複数可)及びコレステロールを、無負荷脂質小胞自体の総量に基づいて、mol単位で、各脂質小胞の2~90mol%、好ましくは30~80mol%、より好ましくは31~65mol%の総量で含み、ホスファチジルエタノールアミン(複数可)とコレステロールの合計として計算される。
第5の好ましい実施形態によれば、脂質小胞は、コレステロール、少なくとも1種のスフィンゴミエリン、少なくとも1種のホスファチジルコリン、少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン及び少なくとも1種のホスファチジルセリンを含むか、又はそれらからなる。この実施形態によれば、脂質小胞は、好ましくは、以下を含むか、又はそれらからなる:
- 40~55mol%の範囲、好ましくは45~50mol%の範囲の量のコレステロール、
- 10~15mol%、例えば12~15mol%の範囲の量の少なくとも1種のスフィンゴミエリン、
- 10~15mol%、例えば12~15mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルコリン、
- 10~15mol%、例えば12~15mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン、及び
- 10~15mol%、例えば12~15mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルセリン
(全てのmol%量は、無負荷脂質小胞の量[mol単位]に基づいて計算される)。好ましくは、脂質小胞は、上記の好ましい範囲で、コレステロール、L-アルファ-ホスファチジルエタノールアミン、少なくとも1種のスフィンゴミエリン、少なくとも1種のホスファチジルコリン及びL-アルファPSを含み、スフィンゴミエリンは、乳スフィンゴミエリン、脳スフィンゴミエリン、卵スフィンゴミエリン及びそれらの混合物からなる群から選択され、ホスファチジルコリンは、好ましくは卵PC及び/又はDOPCである。
第6の好ましい実施形態によれば、脂質小胞は、コレステロール、少なくとも1種のスフィンゴミエリン、少なくとも1種のホスファチジルコリン、少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン及び少なくとも1種のホスファチジルセリンを含むか、又はそれらからなる。この実施形態によれば、脂質小胞は、好ましくは、以下を含むか、又はそれらからなる:
- 2~10mol%の範囲、好ましくは4~6mol%の範囲の量のコレステロール、
- 2~10mol%の範囲、好ましくは4~5mol%の範囲の量のコ少なくとも1種のスフィンゴミエリン、
- 2~10mol%の範囲、好ましくは4~6mol%の範囲の量のコ少なくとも1種のホスファチジルコリン、
- 60~75、例えば68~72mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン、
- 10~20mol%の範囲、例えば16~18mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルセリン
(全てのmol%量は、無負荷脂質小胞の量[mol単位]に基づいて計算される)。好ましくは、脂質小胞は、上記の好ましい範囲で、コレステロール、L-アルファ-ホスファチジルエタノールアミン、少なくとも1種のスフィンゴミエリン、少なくとも1種のホスファチジルコリン及びL-アルファPSを含み、スフィンゴミエリンは、乳スフィンゴミエリン、脳スフィンゴミエリン、卵スフィンゴミエリン及びそれらの混合物からなる群から選択され、ホスファチジルコリンは、好ましくは卵PC及び/又はDOPCである。
本発明の試験では、本発明の脂質小胞の経口投与後に、本明細書に記載の脂質小胞に含まれる核酸分子が、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞に送達されることが示されている(実施例の欄を参照)。
したがって、本発明は、医薬として使用するための本明細書に記載の核酸分子を担持する脂質小胞であって、当該核酸分子が、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞からなる群から選択される1種以上の標的組織に送達される、脂質小胞を提供する。
本発明は、経口投与後にこれらの細胞/組織における標的核酸の効率的な調節を可能にする、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞への核酸分子の送達方法を提供する。
本発明は、医薬として使用するための核酸分子を担持する本明細書で定義される脂質小胞であって、当該脂質小胞が経口投与され、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞からなる群から選択される標的組織の1種以上における標的核酸の発現が調節される、脂質小胞を提供する。
「核酸分子」という用語は上記で定義されている。一実施形態では、核酸分子はアンチセンスオリゴヌクレオチドである。別の実施形態では、核酸分子はRNAi分子である。
一実施形態では、本明細書に提供される脂質小胞に含まれる核酸分子は、修飾ヌクレオシド間結合及び/又は修飾された糖ヌクレオシドから選択される少なくとも1つの骨格修飾を有する修飾siRNAである。
好ましくは、オリゴヌクレオチドは、一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチド等のアンチセンスオリゴヌクレオチドである。一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドであり得る。
一実施形態では、本明細書に提供される脂質小胞に含まれる核酸分子は、修飾ヌクレオシド間結合及び/又は修飾された糖ヌクレオシドから選択される少なくとも1つの骨格修飾を有する修飾された一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドである。
一実施形態では、本明細書中に提供される脂質小胞に含まれる修飾された一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合を有する一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドである。一実施形態では、アンチセンスオリゴヌクレオチド中のヌクレオシド間結合の少なくとも50%、例えば少なくとも75%が、修飾ヌクレオシド間結合である。更に、当該一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドの全てのヌクレオシド間結合が修飾ヌクレオシド間結合であることが想定される。
一実施形態では、修飾ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエート、ジホスホロチオエート、ホスホルジアミデート及びボラノホスフェート結合を含む群から選択される。特に、修飾ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエート結合である。一実施形態では、全てのヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエート結合である。
一実施形態では、本明細書に提供される脂質小胞に含まれる修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、骨格に少なくとも1つの糖修飾を有する一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドである。糖修飾は、例えば、モルホリノ、PNA又は2’糖修飾ヌクレオシドから選択され得る。
一実施形態では、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、一本鎖モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドである。別の実施形態では、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは一本鎖ペプチド核酸(PNA)である。
好ましい実施形態では、修飾された一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合及び1つ以上の2’糖修飾ヌクレオシドを含むか、又はそれらからなる。一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドが、特にオリゴヌクレオチド又はその連続するヌクレオチド配列の5’及び3’末端に位置する少なくとも3つの2’糖修飾ヌクレオシドを含む場合が有利である。1種以上の2’糖修飾ヌクレオシドは、独立して、2’-O-アルキル-RNA、2’-O-メチル-RNA、2’-アルコキシ-RNA、2’-O-メトキシエチル-RNA、2’-アミノ-DNA、2’-フルオロ-DNA、アラビノ核酸(ANA)、2’-フルオロ-ANA及びLNA(ロックド核酸)ヌクレオシドからなる群から選択され得る。好ましい実施形態では、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合を有する一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドであり、1種以上のLNA(ロックド核酸)ヌクレオシドを含む。したがって、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、好ましくは、少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合、例えば少なくとも50%、例えば少なくとも75%のホスホロチオエートヌクレオシド結合を有する一本鎖アンチセンスLNAオリゴヌクレオチドである。
少なくとも1つの2’糖修飾ヌクレオシド、好ましくは少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合を有する修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、ギャップマー、ミクスマー、トータルマー、抗miR、ブロックmiR及びスプライススイッチングオリゴヌクレオチド(SSO)の群から選択される。したがって、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、本明細書で定義されるギャップマー(LNAギャップマー等)であり得る。あるいは、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、本明細書で定義されるミクスマーであり得る。あるいは、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、本明細書で定義されるトータルマーであり得る。あるいは、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、本明細書で定義される抗miRであり得る。あるいは、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、本明細書で定義されるスプライススイッチングオリゴヌクレオチドであり得る。
特に、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドがLNAアンチセンスオリゴヌクレオチドであることが想定される。
本明細書で提供される脂質小胞に充填される修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチド、例えば骨格修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、典型的には7~35ヌクレオチド、例えば7~30ヌクレオチドの長さを有する。それらは、薬学的に許容され得る塩の形態であり得る。
一実施形態では、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、7~35ヌクレオチド、例えば7~30ヌクレオチドの連続ヌクレオチド配列を含み、連続ヌクレオチド配列は、標的組織中の標的核酸に対して少なくとも90%相補的、例えば完全に相補的である。
一実施形態では、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、少なくとも7~26ヌクレオチドの連続ヌクレオチド配列を含み、連続ヌクレオチド配列は、標的組織中の標的核酸に対して少なくとも90%相補的、例えば完全に相補的である。
一実施形態では、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、10~30ヌクレオチド、例えば7~14ヌクレオチド、又は14~20ヌクレオチドの連続ヌクレオチド配列を含み、連続ヌクレオチド配列は、標的組織中の標的核酸に対して少なくとも90%相補的、例えば完全に相補的である。
一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドが親油性コンジュゲート部分に複合化されている実施形態。好ましくは、一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、親油性コンジュゲート部分が共有結合しているオリゴヌクレオチドの5’末端又は3’末端に生体切断性ヌクレオチドリンカーを含む。
一実施形態では、一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、ギャップマー、ミクスマー又はトータルマーの連続するヌクレオチド配列と親油性コンジュゲート部分、例えばコレステロール又はトコフェロールコンジュゲート部分との間に位置する生体切断性ヌクレオチド領域(領域D’及び/又はD’’)を含む。
本明細書の脂質小胞は、本明細書で言及される核酸分子(修飾一本鎖オリゴヌクレオチド又はRNAi分子等)を担持する、すなわち含むものとする。したがって、核酸分子は脂質小胞に封入又は吸着される。換言すれば、本明細書で提供される脂質小胞は、核酸分子を担持している。更なる実施形態では、脂質小胞は経口送達用に製剤化される。
脂質小胞は、(特に標的組織/標的細胞において)標的核酸の改変を可能にする量の核酸分子を含む。核酸分子を担持する脂質小胞は、核酸分子のペイロードを含むとも言える。したがって、脂質小胞は、標的遺伝子の発現を調節することを可能にする量の核酸を含み得る。
本明細書で言及されるアンチセンスオリゴヌクレオチド又はRNAiオリゴヌクレオチド等の核酸分子を担持する脂質小胞は、経口投与される。好ましくは、核酸分子を担持する脂質小胞の薬学的有効量が投与される。経口投与は、脂質小胞、したがって核酸分子のペイロードを、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞からなる群から選択される標的組織に送達することを可能にする。
本発明に従って処置される疾患は、標的核酸の発現に関連するか、又は標的核酸の発現を変化させることによって処置することができる。したがって、疾患は、標的核酸の異常なレベルによって引き起こされ得る。好ましい実施形態では、疾患は、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及び/又はT細胞における標的核酸の発現に関連する。したがって、この疾患は、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及び/又はT細胞における標的核酸の異常なレベルによって引き起こされ得る。好ましい実施形態では、疾患は、標的核酸、特に中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及び/又はT細胞のレベルの低下によって処置することができる疾患である。好ましい実施形態では、疾患は、標的核酸から発現される機能性タンパク質の量を増加させるために、特に中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及び/又はT細胞において、標的核酸のスプライススイッチング(slice switching)によって処置することができる疾患である。
一実施形態では、核酸分子は中枢神経系に送達される。「中枢神経系」という用語は、好ましくは脳及び脊髄を包含する。一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドが送達され得る脳内の特定の組織は、小脳、大脳皮質、中脳、視床、視床下部、海馬、線条体、前頭側頭葉、運動皮質及び脳幹を包含する。脊髄の特定の組織は、基底核、後角及び前角である。したがって、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドは、脳、脊髄、又は脳及び脊髄の両方、又はそれらの特定の組織に送達される。
好ましくは、中枢神経系(脳等)への送達は、脳がん(脳腫瘍等)、発作障害、神経変性障害、神経精神障害及び運動障害からなる群から選択される疾患の処置を可能にする。より好ましくは、中枢神経系(脳等)への送達は、アンジェルマン障害、アレキサンダー病、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症、フリードライヒ運動失調症、ハンチントン病、レビー小体病、パーキンソン病、脊髄性筋萎縮症、統合失調症、うつ病、双極性疾患、自閉症、てんかん、前頭側頭型認知症、進行性延髄麻痺、進行性核上性麻痺、レット症候群、トゥレット症候群、神経線維腫症、進行性筋萎縮症、遺伝性痙性対麻痺、ペリツェウス・メルツバッハー病、ゴーシェ病、脊髄小脳失調症、パゴン・バードデッター(Pagon Bird Detter)症候群、フリードライヒ運動失調症、脊髄小脳失調症、ディジョージ症候群、Dup15q症候群、ドゥーゼ症候群、Glut1欠損症、CDKL5障害、前頭葉てんかん、小児欠神てんかん、早期ミオクロニー脳症(EME)、レノックス・ガストー症候群(LGS)、大田原症候群及びランドウ・クレフナー症候群からなる群から選択される疾患の処置を可能にする。したがって、上述の疾患は、本明細書で言及される脂質小胞の経口投与によって処置することができる。
一実施形態では、核酸分子は脾臓に送達される。
好ましくは、脾臓への送達は、脾臓がん等のがん、炎症性疾患及び免疫障害からなる群から選択される疾患の処置を可能にする。したがって、上述の疾患は、本明細書で言及される脂質小胞の経口投与によって処置することができる。
一実施形態では、核酸分子は肝臓に送達される。
好ましくは、肝臓への送達は、肝臓がん、心血管疾患、凝固カスケード欠損、炎症性疾患、代謝性疾患及び感染症からなる群から選択される疾患の処置を可能にする。より好ましくは、肝臓への送達は、肝細胞癌、他の組織の原発性がんから転移した肝悪性腫瘍、1型糖尿病、非インスリン依存性糖尿病、インスリン抵抗性、血糖値の制御、HDL/LDLコレステロール不均衡、アテローム性動脈硬化症、脂質異常症、家族性複合型高脂血症(FCHL)、後天性高脂血症、スタチン抵抗性高コレステロール血症、心血管疾患、冠動脈疾患(CAD)及び冠動脈心疾患(CHD)、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、非アルコール性脂肪性肝疾患、肥満症、急性冠動脈症候群(ACS)、血栓症、希な出血障害、B型又はC型肝炎、サイトメガロウイルス感染、住血吸虫感染及びレプトスピラ感染、マラリア、カンテツ感染、関節リウマチ、肝線維症、肝硬変(cirrhosis)、肝性ポルフィリン症、急性間欠性ポルフィリン症(AIP)、発作性夜間血色素尿症(PNH)、非典型溶血性尿毒症症候群(aHUS)、重症筋無力症、視神経脊髄炎、アルファ1アンチトリプシン欠損症、クッシング症候群、並びにトランスサイレチン型家族性アミロイドーシスから選択される疾患の処置を可能にする。したがって、上述の疾患は、本明細書で言及される脂質小胞の経口投与によって処置することができる。
一実施形態では、核酸分子はT細胞に送達される。
好ましくは、T細胞への送達は、がん、炎症性疾患及び感染症からなる群から選択される疾患の処置を可能にする。
一実施形態では、核酸分子は消化管に送達される。消化管は、胃及び腸を含む消化器系の一部である。したがって、核酸分子は、胃及び/又は腸、すなわち小腸又は大腸に送達され得る。好ましくは、消化管への送達は、結腸直腸がん、胃がん、代謝障害又は炎症性腸疾患(クローン病又は潰瘍性大腸炎等)の処置を可能にする。
更なる態様では、本発明は、オリゴヌクレオチド(例えば、本明細書の他の箇所で定義される一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチド)等の核酸を担持する本明細書で提供される脂質小胞を含む医薬組成物を提供する。当該医薬組成物は、薬学的に許容され得る希釈剤、担体、塩及び/又はアジュバントを更に含み得る。薬学的に許容され得る希釈剤には、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)が含まれ、薬学的に許容され得る塩には、限定するものではないが、ナトリウム塩及びカリウム塩が含まれる。いくつかの実施形態において、薬学的に許容され得る希釈剤は、無菌リン酸緩衝生理食塩水である。特に、医薬組成物は、経口投与に適した製剤である。
本発明は、上記のように本明細書で提供される脂質小胞に含まれる(例えば、製剤化された、包含された、カプセル化された、充填された)治療有効量の核酸分子又は本発明の医薬組成物を、疾患に罹患している対象に経口投与することによって疾患を処置する方法を提供する。
本発明は、上記のように本明細書で提供される脂質小胞に含まれる(例えば、製剤化された、包含された、カプセル化された、充填された)治療有効量の核酸分子又は本発明の医薬組成物を、疾患に罹患している対象に経口投与することによって、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞における疾患を処置する方法を提供する。好ましい疾患は上記で言及されている。経口投与すると、修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチド等の核酸分子は、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞からなる群から選択される1種以上の標的組織に送達される。
本発明はまた、疾患を処置するための医薬品を製造するための、上記の修飾一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチド等の核酸分子を含む脂質小胞の使用を提供する。好ましい疾患は上記で言及されている。上記の定義及び説明は、それに応じて適用される。好ましくは、脂質小胞は経口投与され、それによって核酸分子を、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞からなる群から選択される1種以上の標的組織に送達する。
製造方法
更なる態様では、本発明は、本発明に関連して本明細書で言及される核酸分子を担持する、すなわちそれを含む脂質小胞を製造する方法を提供する。先の定義は適宜、適用される。
本発明の脂質小胞は、薄膜再水和法を用いて調製されることが好ましい。この方法は、好ましくは、
- 有機溶媒中で少なくとも1種の脂質小胞形成成分の溶液を形成する工程
- 当該溶媒を除去して脂質膜を形成する工程
- アンチセンスオリゴヌクレオチド又はRNAi分子等の核酸分子の存在下で、水性溶媒、好ましくは緩衝液中でフィルムを再水和させ、
それにより、当該核酸分子を担持する上記脂質小胞を形成する工程、を含む。
有機溶媒は、好ましくは、メタノール、クロロホルム及びジクロロメタン、エタノール、ジクロロメタン、並びにイソプロパノール及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択される。水性溶媒としては、好ましくは水性緩衝液が用いられる。
したがって、本発明はまた、上記の方法、並びに当該方法によって得られる又は得ることができる脂質小胞に関する。
実施形態の一覧
以下では、本発明の特に好ましい実施形態が記載される。
1.医薬として使用するための核酸分子を担持する脂質小胞であって、該脂質小胞が、DLSに従って測定される300nm未満の流体力学的径D、好ましくは50~300nmの範囲の直径を有し、脂質小胞が経口投与され、核酸分子が、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞からなる群から選択される標的組織の1種以上に送達するためのものである、脂質小胞。
2.DLSに従って測定される200nm未満、好ましくは50~250nmの範囲の直径の流体力学的径Dを有する、実施形態1に記載の使用のための脂質小胞。
3.DLSに従って測定される180nm未満の流体力学的径Dh、好ましくは60~180nm、例えば100~160nmの範囲の直径を有する、実施形態1又は2に記載の使用のための脂質小胞。
4.20℃の温度で少なくとも5時間、胃液中で安定である、実施形態1から3のいずれか1つに記載の使用のための脂質小胞。
5.20℃の温度で少なくとも5時間、絶食状態の腸液中で安定である、実施形態1又は実施形態4のいずれか1つに記載の使用のための脂質小胞。
6.脂質小胞の流体力学的径が、インキュベーション前に測定されたそれぞれの初期Dhと比較した場合、胃液中で5時間のインキュベーション後に最大で90%変化する、実施形態4又は5に従って使用するための脂質小胞。
7.インキュベーション後0時間及び5時間の両方において、脂質小胞の流体力学的径が最大で60%変化し、脂質小胞のDhが80~180nmの範囲にある、実施形態6に記載の使用のための脂質小胞。
8.脂質小胞の流体力学的径が、インキュベーション前に測定されたそれぞれの初期Dhと比較した場合、腸液中で5時間のインキュベーション後に最大で40%変化する、実施形態4から7に記載の使用のための脂質小胞。
9.インキュベーション後0時間及び5時間の両方において、脂質小胞の流体力学的径が最大で25%変化し、脂質小胞のDhが80~180nmの範囲にある、実施形態8に記載の使用のための脂質小胞。
10.脂質小胞がコレステロール及び少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン、実施形態1から9のいずれか1つに記載の使用のための脂質小胞。
11.ホスファチジルエタノールアミンがL-アルファ-ホスファチジル-エタノールアミンである、実施形態10に記載の使用のための脂質小胞。
12.脂質小胞が、無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて4~50mol%の量のコレステロールを含む、実施形態1から11のいずれか1つに記載の使用のための脂質小胞。
13.脂質小胞が、無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて4~14.5mol%、又は16~19mol%、又は30~50mol%の量のコレステロールを含む、実施形態12に記載の使用のための脂質小胞。
14.脂質小胞が、無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて2~70mol%の量のL-アルファ-ホスファチジルエタノールアミンを含む、実施形態1から13のいずれか1つに記載の使用のための脂質小胞。
15.脂質小胞が、無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて11~19mol%、又は23~25mol%、又は30~40mol%、又は44~70mol%の量のL-アルファ-ホスファチジルエタノールアミンを含む、実施形態14に記載の使用のための脂質小胞。
16.脂質小胞が、少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン、好ましくはL-アルファ-ホスファチジル-エタノールアミン、及びコレステロールを、無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて2~90mol%、好ましくは30~80mol%の総量で含む、実施形態1から15のいずれか1つに記載の使用のための脂質小胞。
17.脂質小胞が、少なくとも1種のホスファチジルコリン及び/又は少なくとも1種のホスファチジルセリン及び/又は少なくとも1種のリソビスホスファチジン酸を更に含む、実施形態10から16のいずれか1つに記載の使用のための脂質小胞。
18.実施形態17に記載の使用のための脂質小胞であって、
i.ホスファチジルコリンは、0~40mol%、例えば1.5~29mol%、例えば12~29mol%、例えば32~36mol%の量であり、及び/又は
ii.少なくとも1種のホスファチジルセリンは、0~45mol%、例えば2~3mol%、例えば10~20mol%、例えば25~45mol%の量であり、及び/又は
iii.少なくとも1種のリソビスホスファチジン酸は、0から12mol%、例えば4~12mol%、例えば10~12mol%の量である、脂質小胞。
19.脂質小胞中のホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン及びリゾビスホスファチジン酸の総量が、無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて10~54mol%の範囲である、実施形態17又は18に記載の使用のための脂質小胞。
20.少なくとも1種のホスファチジルコリンが卵-PC、DLPC又はDOPCである、実施形態17又は19に記載の使用のための脂質小胞。
21.少なくとも1種のホスファチジルコリンが卵-PC又はDOPCである、実施形態17又は20に記載の使用のための脂質小胞。
22.脂質小胞が、少なくとも1種のスフィンゴミエリン、特に、乳スフィンゴミエリン、脳スフィンゴミエリン、卵スフィンゴミエリン及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択されるスフィンゴミエリンを更に含む、実施形態10から21のいずれか1つに記載の使用のための脂質小胞。
23.脂質小胞が、少なくとも1種のスフィンゴミエリンを、無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて2~45mol%、例えば2~24mol%、例えば3~4.8mol%、例えば4~15mol%、例えば5.9~24mol%、例えば35~45mol%の範囲の量で含む、実施形態22に記載の使用のための脂質小胞。
24.脂質小胞が、必要に応じて、少なくとも1種のジアシルグリセロール及び/又は少なくとも1種のトリアシルグリセロール及び/又は少なくとも1種のホスファチジルイノシトールを更に含み、ジアシルグリセロールとトリアシルグリセロールとホスファチジルイノシトールの合計の総量が、無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて0~15mol%の範囲にある、実施形態10から23のいずれか1つに記載の使用のための脂質小胞。
25.脂質小胞が、
i.0~5mol%、例えば3~5mol%の量のジアシルグリセロールと、
ii.0~5mol%、例えば3~5mol%の量のトリアシルグリセロールと、
iii.0~5mol%、例えば3~5mol%の量のホスファチジルイノシトールと、を含み、
ジアシルグリセロール及びトリアシルグリセロール並びにホスファチジルイノシトールの総量は、それぞれ無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて4~15mol%の範囲である、実施形態24に記載の使用のための脂質小胞。
26.脂質小胞が、50~250nmの流体力学的径Dを有し、
i.無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて4~50mol%の量のコレステロール、
ii.無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて10~70mol%の範囲の量の少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン、脂質小胞、
iii.無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて4~15mol%の範囲の量の少なくとも1種のスフィンゴミエリンであって、脂質小胞、並びに
iv.必要に応じて、少なくとも1種のジアシルグリセロール、及び/又は少なくとも1種のトリアシルグリセロール、及び/又は少なくとも1種のホスファチジルイノシトールを含み、ジアシルグリセロールとトリアシルグリセロールとホスファチジルイノシトールの合計の総量は、無負荷脂質小胞の総量に基づいて、0~15mol%、例えば4~15mol%の範囲である、実施形態1から25に記載の使用のための脂質小胞。
27.脂質小胞が、ホスファチジルコリン、及び/又はホスファチジルセリン、及び/又はリソビスホスファチジン酸を更に含む、実施形態26に記載の使用のための脂質小胞。
28.ホスファチジルコリンが卵-PC又はDOPCである、実施形態26又は27に記載の脂質小胞。
29.脂質小胞が、無負荷脂質小胞の総量に基づいて、4~36mol%の卵-PC、又は4~36mol%のDOPCを含む、実施形態27又は28に記載の使用のための脂質小胞。
30.ホスファチジルセリンが、無負荷脂質小胞の総量に基づいて12~20mol%の範囲である、実施形態26から29に記載の脂質小胞。
31.リソビスホスファチジン酸が、無負荷脂質小胞の総量に基づいて4~12mol%の範囲である、実施形態26から30に記載の脂質小胞。
32.脂質小胞が、60~180nmの流体力学的径Dを有し、
i.無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて10~15mol%、例えば12~14.5mol%の範囲の量のコレステロール、
ii.無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて10~25mol%、例えば15~19.5mol%の範囲の少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン、
iii.無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて2~8mol%、例えば3~5mol%の範囲の少なくとも1種の乳スフィンゴミエリン、
iv.無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて25~30mol%、例えば26~29mol%の範囲の卵-PC、
v.無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて3~5mol%の範囲の少なくとも1種のジアシルグリセロール、
vi.無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて3~5mol%の範囲の少なくとも1種のトリアシルグリセロール、
vii.無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて3~5mol%の範囲の少なくとも1種のホスファチジルイノシトール、
viii.無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて3~6mol%の範囲のリソビスホスファチジン酸、及び
ix.無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて12~20mol%、例えば12~14.5mol%の範囲のホスファチジルセリンを含む、実施形態1から31に記載の使用のための脂質小胞。
33.脂質小胞が、F1、F3、F12、F13、F14、F17、F18、F20、F21、F22、F23、F24、F25、F26、F28、F30、F33又はF34から選択される、実施形態1に記載の使用のための脂質小胞。
34.脂質小胞が、組成物F1、F12、F13、F14、F17、F21、F22、F23、F25又はF33から選択される、実施形態1又は33に記載の使用のための脂質小胞。
35.核酸分子が、標的組織中の標的核酸を調節することができる、実施形態1から32のいずれか1つに記載の使用のための脂質小胞。
36.核酸分子が、少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合及び/又は修飾ヌクレオシドを含む、実施形態1から35のいずれか1つに記載の使用の脂質小胞。
37.修飾ヌクレオシドが、2’-O-アルキル-RNA、2’-O-メチル-RNA、2’-アルコキシ-RNA、2’-O-メトキシエチル-RNA、2’-アミノ-DNA、2’-フルオロ-DNA、アラビノ核酸(ANA)、2’-フルオロ-ANA及びLNA(ロックド核酸)ヌクレオシドからなる群から独立して選択される2’糖修飾ヌクレオシドである、実施形態36に記載の使用の脂質小胞。
38.修飾ヌクレオシド間結合が、ホスホロチオエート結合、ジホスホロチオエート結合及びボラノホスフェート結合からなる群から選択される実施形態36又は37に記載の使用のための脂質小胞。
39.核酸がアンチセンスオリゴヌクレオチド又はRNAi分子である、実施形態1から38のいずれか1つに記載の使用のための脂質小胞。
40.アンチセンスオリゴヌクレオチドが一本鎖オリゴヌクレオチドである、実施形態39に記載の使用のための脂質小胞。
41.アンチセンスオリゴヌクレオチドが、7~30ヌクレオチド長、例えば8~12ヌクレオチド長、例えば14~20ヌクレオチド長である、実施形態39又は40に記載の使用のための脂質小胞。
42.アンチセンスオリゴヌクレオチドが、ギャップマー、ミクスマー、トータルマー、抗miR、ブロックmiR及びスプライススイッチングオリゴヌクレオチドの群から選択される、実施形態39から41に記載の使用のための脂質小胞。
43.アンチセンスオリゴヌクレオチド中のヌクレオシド間結合の少なくとも50%、例えば少なくとも75%がホスホロチオエート結合である実施形態40から42に記載の使用のための脂質小胞。
44.一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドの全てのヌクレオシド間結合がホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、実施形態43に記載の使用のための脂質小胞。
45.一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドが1種以上の修飾ヌクレオシドを含む、実施形態40から44のいずれか1つに記載の使用のための脂質小胞。
46.修飾ヌクレオシドが、リボースが、ヘキソース環(HNA)、非連結リボース環UNA、ビシクロヘキソース、トリシクロヌクレオシド、ペプチド核酸(PNA)又はモルホリノ核酸からなる群から選択される修飾によって置換されているヌクレオシドである、実施形態45に記載の使用のための脂質小胞。
47.修飾ヌクレオシドが、2’-O-アルキル-RNA、2’-O-メチル-RNA、2’-アルコキシ-RNA、2’-O-メトキシエチル-RNA、2’-アミノ-DNA、2’-フルオロ-DNA、アラビノ核酸(ANA)、2’-フルオロ-ANA及びLNA(ロックド核酸)ヌクレオシドからなる群から独立して選択される2’糖修飾ヌクレオシド等の2’糖修飾ヌクレオシドである、請求項45に記載の使用のための脂質小胞。
48.LNAヌクレオシドが、オキシ-LNA、アミノ-LNA、チオ-LNA、cET、及びENAから選択される、実施形態47に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
49.修飾LNAヌクレオシドが、以下の2’-4’架橋-O-CH-を有するオキシ-LNAである、実施形態47又は48に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
50.オキシ-LNAがベータ-D-オキシ-LNAである、実施形態49に記載の使用のための脂質小胞。
51.アンチセンスオリゴヌクレオチドが、式5’-F-G-F’-3’のギャップマーであり、F及びF’ウィング領域が、実施形態47から50に従って1~7個の2’糖修飾ヌクレオシドを独立して含むか又はそれからなり、Gが、DNA等のRNaseHを動員することができる5個~18個のヌクレオシドの間の領域である、実施形態42に記載の使用のための脂質小胞。
52.請求項1から51のいずれか一項に記載の使用のための脂質小胞であって、
a)当該核酸分子は、脳及び/又は脊髄等の中枢神経系に送達可能であって、該医薬は、脳がん(脳腫瘍等)、発作性障害、神経変性障害、神経精神障害及び運動障害の処置のためのものであり、例えば、発作性障害、神経変性障害、神経精神障害又は運動障害は、アンジェルマン障害、アレキサンダー病、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症、フリードライヒ運動失調症、ハンチントン病、レビー小体病、パーキンソン病、脊髄性筋萎縮症、統合失調症、うつ病、双極性疾患、自閉症、てんかん、前頭側頭型認知症、進行性延髄麻痺、進行性核上性麻痺、レット症候群、トゥレット症候群、神経線維腫症、進行性筋萎縮症、遺伝性痙性対麻痺、ペリツェウス・メルツバッハー病、ゴーシェ病、脊髄小脳失調症、パゴン・バードデッター(Pagon Bird Detter)症候群、フリードライヒ運動失調症、脊髄小脳失調症、ディジョージ症候群、Dup15q症候群、ドゥーゼ症候群、Glut1欠損症、CDKL5障害、前頭葉てんかん、小児欠神てんかん、早期ミオクロニー脳症(EME)、レノックス・ガストー症候群(LGS)、大田原症候群及びランドウ・クレフナー症候群からなる群から選択され、
b)当該核酸分子は脾臓に送達可能であって、
当医薬は、脾臓がん等のがん、炎症性疾患及び免疫障害からなる群から選択される疾患を処置するためのものであり、
c)当該核酸分子はT細胞に送達可能であって、当医薬は、がん、炎症性疾患及び感染症疾患からなる群から選択される疾患を処置するためのものであり、及び/又は
d)当該核酸分子は肝臓に送達可能であって、該医薬は、肝がん、心血管疾患、凝固カスケード不全、炎症性疾患、代謝性疾患及び感染症からなる群から選択される疾患の処置のためのものであり、例えば、肝疾患は、肝細胞癌、他の組織の原発性がんから転移した肝悪性腫瘍、1型糖尿病、非インスリン依存性糖尿病、インスリン抵抗性、血糖値の制御、HDL/LDLコレステロール不均衡、アテローム性動脈硬化症、脂質異常症、家族性複合型高脂血症(FCHL)、後天性高脂血症、スタチン抵抗性高コレステロール血症、心血管疾患、冠動脈疾患(CAD)及び冠動脈心疾患(CHD)、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、非アルコール性脂肪性肝疾患、肥満症、急性冠動脈症候群(ACS)、血栓症、希な出血障害、B型又はC型肝炎、サイトメガロウイルス感染、住血吸虫感染及びレプトスピラ感染、マラリア、カンテツ感染、関節リウマチ、肝線維症、肝硬変(cirrhosis)、肝性ポルフィリン症、急性間欠性ポルフィリン症(AIP)、発作性夜間血色素尿症(PNH)、非典型溶血性尿毒症症候群(aHUS)、重症筋無力症、視神経脊髄炎、アルファ1アンチトリプシン欠損症、クッシング症候群、並びにトランスサイレチン型家族性アミロイドーシスからなる群から選択される。
53.核酸分子を担持する脂質小胞を調製する方法であって、当該脂質小胞は、DLSに従って測定される300nm未満の流体力学的径D、好ましくは50~300nmの範囲の直径を有し、当該脂質小胞は経口投与用であり、当該オリゴヌクレオチドは、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞からなる群から選択される1種以上の標的組織に送達するためのものであり、当該方法は、
- 有機溶媒中で少なくとも1種の脂質小胞形成成分の溶液を形成する工程
- 当該溶媒を除去して脂質膜を形成する工程
- 核酸分子の存在下、水性溶媒、好ましくは緩衝液中で該フィルムを再水和させ、
それにより、当該核酸分子を担持する上記脂質小胞を形成する工程、を含む。
54.実施形態53に記載の方法によって得られる又は得ることができる脂質小胞。
55.実施形態1から51に記載の特性を有する、実施形態54に記載の脂質小胞。
材料及び方法
アンチセンスオリゴヌクレオチドの一覧
(表1)使用したオリゴヌクレオチド:
Figure 2022518500000009
大文字はベータ-D-オキシLNAヌクレオシドを表し、小文字はDNAヌクレオシドを表し、全てのLNA Cは5-メチルシトシンであり、全てのヌクレオシド間結合は、指定されない限りホスホロチオエートヌクレオシド間結合であり、小文字はホスホジエステルヌクレオシド間結合を示す。
流体力学的径の分析
脂質小胞の平均流体力学的径を、レーザー波長685nmでZetasizer Ultra(英国マルバーンのMalvern Panalytical)を使用する動的光散乱(DLS)によって決定した。散乱光を165°の角度で検出した。結果を、室温でのDPBS(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific、No.14190250)におけるn=3の測定値の平均±SDとして表す。
透過型電子顕微鏡による粒子形態の分析
粒子形態は、酢酸ウラニル陰性染色後に透過型電子顕微鏡法(TEM)を用いて分析することができる。ホルムバール被覆銅グリッドをグロー放電させ、DPBS(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific、No.14190250)中の5μLの脂質小胞試料と1分間インキュベートする。サンプルを除去し、グリッドを超純水(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific、No.10977023)で2回洗浄する。次いで、グリッドを2%酢酸ウラニルを用いて1回洗浄し、その後、2%酢酸ウラニル中で15秒間インキュベートする。酢酸ウラニルを除去し、グリッドを分析前に乾燥させる。JEM-1400 Plus透過型電子顕微鏡(日本国東京のJEOL)を用いて画像を取得する。
動的電気泳動光散乱によるゼータ電位
脂質小胞のゼータ電位は、Zetasizer Ultra(英国マルバーンのMalvern Panalytical)を製造者の推奨に従って使用して決定することができる。脂質小胞F1を、25℃の0.1×DPBS中で測定した。結果を、n=3の測定値の平均±SDとして以下の実施例3の表6に示す。これらのデータから、脂質小胞F1は、わずかな負の表面電荷を有する単分散として特徴付けられる。
ロックド核酸アンチセンスオリゴヌクレオチド(LNA ASO)を脂質小胞に充填する
DPBS(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific、No.14190250)中で脂質薄膜をLNA ASOで再水和させることによってLNA ASOをロードした。
脂質小胞の調製は、再水和工程において所望量のLNA-ASOを添加して、「脂質小胞の調製」の項で上述したように行った。非カプセル化LNA ASOを、300 kDaのMWCO(米国マサチューセッツウォルサムのFloat-a-lyzer、No.G235036、Repligen)を使用して4℃で72時間、DPBSに対して透析することによって除去した。
LNA ASO負荷脂質小胞の特性評価
LNA ASOを負荷した脂質小胞は、以下の分析によって特徴付けることができる。
精製の分析
非カプセル化LNA ASOの除去は、アガロースゲル電気泳動を用いて確認することができる。20μLのLNA ASO負荷脂質小胞を75の振幅で5分間3回超音波処理して、LNA ASOカーゴ(封入LNA ASO)を放出させる。20μLの未処置LNA ASO負荷脂質小胞、20μLの超音波処理されたLNA ASO負荷脂質小胞、及びDPBS中のLNA ASO標準を、SYBR Green標識された2%アガロースゲル(No.G521802、米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific)にロードし、核酸を10分間分離する。次いで、E-Gelイメージャ(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific.)を使用してゲルを撮像する。
LNA ASO薬物負荷含有量の定量化
薬物負荷含有量は、HPLC(米国マサチューセッツ州ミルフォードのWater)を用いて分析した。試料をC18カラム(XBridge BEH C18 2.5μm、4.6×100mmカラムXP;No.186006039、米国マサチューセッツ州ミルフォードのWaters)に注入し、試料を50℃のカラム温度でアセトニトリル/200mM酢酸塩勾配で実行した。LNA ASOは、260nmの波長で検出された。LNA ASOの検量線を作成し、カプセル化LNA ASOの量を定量するために使用した。
in vitro細胞培養
初代ヒト肝細胞
初代ヒト凍結保存肝細胞(英国ウエストサセックスのBioIVT、PHH,No.F00995)を、10U/mLペニシリン及びストレプトマイシン(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific、No.15140122)並びに10%FBS(米国ペンシルベニア州ラドナーのVWR International、No.97068-085)を添加したウィリアムズ培地E(米国ミズーリ州セントルイス、Sigma Aldrich、No.W1878)中、37℃及び5%COで培養した。4×10個の細胞を、コラーゲン被覆(米国ニュージャージー州フランクリンレイクスのBD Biosciences、No.356407)96ウェル培養プレート(米国ニューヨーク州コーニング、Corning、No.3474)上にプレーティングした。細胞を4時間接着させた後、試験物質を添加した。
HepG2細胞
HepG2ヒト肝細胞癌細胞(ATCC HB-8065)を、10%FBS(No.A3160401、米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific、)及びGlutamax(No.41090101、米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific)を添加したイーグル最小必須培地(No.M2279、米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific)中、37℃及び5%COで培養した。ノックダウン実験のために、細胞をDPBS(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific、No.14190250)で1回洗浄し、0.25%トリプシン-EDTA(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific、No.25200056)を用いて剥離した。完全培養培地を添加し、1300rpm及び5分での遠心分離によって細胞を回収した。上清を吸引し、細胞ペレットを完全培養培地に再懸濁した。死細胞を0.4%トリパンブルー(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific、No.T10282)を用いて染色し、Countess II FL Automated Cell Counter(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific)を用いて細胞を計数した。次いで、細胞を96ウェルプレート(米国ニューヨーク州コーニングのCorning、No.3474)にウェルあたり2×10細胞の密度で播種し、試験物質を添加する前に一晩接着させた。
乳酸デヒドロゲナーゼアッセイ
脂質小胞とのインキュベーションの48時間後にPHH細胞培養上清を回収し、製造業者の推奨に従って細胞傷害性検出キット(スイス国ロトクロアスのRoche Diagnostics、No.11644793001)を使用してLDH放出を決定した。簡潔に言えば、収集した細胞培養上清を希釈し、透明底96ウェルプレート(米国ニューヨーク州コーニングのCorning、No.3906)に移した。細胞傷害性検出反応混合物を新たに調製し、各ウェルに添加し、プレートを1000rpmで1分間振盪し、室温で30分間インキュベートした。吸光度を、EnSpireプレートリーダー(米国マサチューセッツ州ウォルサムのPerkin Elmer)を使用して490nmで測定した。LDH濃度は、LDH標準として沈殿物U(スイス国ロトクロアスのRoche Diagnostics、No.10171778122)を使用して決定した。DPBS処置細胞を対照として使用した。結果を、n=4回の技術的反復実験の平均±SDとして表す。
細胞内ATP含量
脂質小胞処置PHH中の細胞内ATP含量を、Cell Titer Gloキット(米国ウィスコンシン州マディソンのPromega、No.G7571)を製造者の説明書に従って使用して、インキュベーションの48時間後に測定した。簡潔に言えば、50μLのCell Titer Glo試薬を、50μLの完全培養培地中の処置されたPHH(3.11節参照)を含有する各ウェルに添加し、プレートを2分間振盪して細胞溶解を誘導し、プレートを室温で10分間インキュベートした。70μLの細胞溶解物を白色不透明な96ウェルプレート(米国ニューヨーク州コーニングのCorning、No.3601)に移し、EnVisionプレートリーダー(米国マサチューセッツ州ウォルサムのPerkin Elmer)で発光を収集した。完全培養培地中のATPの希釈物を標準として使用した。DPBS処置細胞を対照として使用した。結果を、n=4回の技術的反復実験の平均±SDとして表す。
アルブミン放出アッセイ
製造業者の推奨に従って、AlphaLISAビオチン不含ヒト血清アルブミン検出キット(米国マサチューセッツ州ウォルサムのPerkin Elmer、No.AL363)を使用して、インキュベーションの48時間後に、脂質小胞処置後のPHHによるアルブミン分泌を決定した。結果を、n=4回の技術的反復実験の平均±SDとして示す。
ハイブリダイゼーションELISA(hELISA)を使用した組織ホモジネート中のASO濃度
一般的な方法は、Straarup et al 2010 Nucleic Acids Res,38(20):p.7100-11に記載される。簡潔には、捕捉検出溶液(CDS)を、5×SSC緩衝液(米国ミズーリ州セントルイスのSigma Aldrich、No.93017)に0.05%Tween-20(米国ミズーリ州セントルイスのSigma Aldrich、No.P9416)を補充し、ビオチン化捕捉プローブ及びジゴキシゲニン結合検出プローブ(デンマーク国ヘルスホルムのRoche Innovation Center Copenhagen、RTR No.35148-3及びNo.31443-7)を35nMの最終濃度で加えることによって調製した。ストレプトアビジン被覆96ウェルプレート(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific、No.436014)を5×SSC-T緩衝液で3回洗浄し、100μLの組織ホモジネート(CDSで1:10に希釈)又はCDS中のRTR17293標準を添加した。試料を一定に撹拌しながら室温で1時間インキュベートした。プレートを2×SSCT緩衝液で3回洗浄した。ウェルを、0.05%Tween-20を補充したDPBSで1:3000に希釈したアルカリホスファターゼ結合抗ジゴキシゲニン抗体(スイス国ロトクロアスのRoche Diagnostics、No.11093274910)と共に、一定に撹拌しながら室温で1時間インキュベートした。プレートを2×SSCT緩衝液で3回洗浄した。Blue Phos基質(米国マサチューセッツ州ミルフォードのSeracare Life Sciences、No.55-88-02)を製造者の指示に従って混合し、100μLの基質を各ウェルに添加した。GlowMax Discovererプレートリーダー(米国ウィスコンシン州マディソンのPromega)を用いて600nmの波長で吸光度を測定し、GraphPad Prism Version 6.07(カリフォルニア州ラホヤのGraphPad Software)を用いてS字形(4PL)標準曲線を作成することによって未知の濃度を決定した。結果を、n=4反復の平均±SDとして表す。
実施例1:脂質小胞の調製
本実施例は、本発明で試験した脂質小胞の成分及び調製を記載する。
(表2)使用される脂質/成分:
Figure 2022518500000010
製品番号を括弧内に示す。
(a)薄膜再水和
薄膜再水和法を用いて、以下の表3に列挙する脂質小胞(リポソーム)を調製した。脂質をクロロホルム/メタノール(2:1 v/v)に溶解し、指示されたモル比で混合した。脂質を丸底フラスコに移し、溶媒を65℃及び20mbar未満のロータリーエバポレータで除去した。乾燥脂質フィルムを、1.5gの3mmガラスビーズを使用して10mMの最終脂質濃度で65℃でリン酸緩衝溶液(PBS)で再水和した。大型のマルチラメラ小胞(LUV)を5回の凍結融解サイクル(ドライアイス及び65℃)に供して、マルチラメラ構造を破壊した。その後、200nmの孔径を有するハンド押出機(Avanti Polar Lipids)を用いて65℃で11~21回押出することによって小胞サイズを縮小した。リポソームを更なる分析まで4℃で1週間未満貯蔵した。調製された小胞の各成分の量を[mol]で表3に示す。
(b)マイクロ流体
選択された脂質小胞は、代替的に、マイクロ流体を用いて調製され得る。脂質を、エタノール、メタノール、DMSO、DMF又はアセトン等の適切な水混和性溶媒に溶解する。次いで、NanoAssemblr(カナダ国ブリティッシュコロンビア州バンクーバーのPrecision Nanosystems)を使用して脂質を水性緩衝液と混合することによって、リポソームを調製する。それに応じて、流量比(FRR)及び総流量(TFR)を調整することができる。次いで、PBSに対する300kDaの分子量カットオフを使用して透析によって溶媒を除去する。
(c)プローブ超音波処理
10mMの総脂質濃度の製剤F1(表3)の脂質を20mMクエン酸緩衝液(pH5.0)に分散させた。次いで、プローブ超音波処理(米国コネチカット州ニュータウンのQsonica L.L.C.、Q700)を使用して、10の振幅での2サイクルの超音波処理(30分及び20分)によって、小型で均質な脂質小胞を調製した。次いで、小型脂質小胞を0.22μmシリンジフィルタ(ドイツ国ダームシュタットのMerck KGaA)を用いて滅菌濾過し、4℃で保存した。
(表3)調製された小胞の脂質組成物。使用した脂質を表2に示す。
Figure 2022518500000011
特に断りがない限り、乳SM
脳SM
卵SM
特に断りのない限り、卵PC
DSPC
DLPC
DOPC
安定性試験
上記の材料及び方法の欄に記載されているように、DLSによってDhの変化を測定することによって、模擬胃液(SGF:NaCl 34mM、HCl 0.83M、0.1%Triton X-100(pH1.2))及び空腹状態の腸液(FaSSIF:NaHPO 28.6mM、タウロコール酸ナトリウム塩3mM、レシチン0.75mM、NaCl 105.8mM(pH 6.5))中の脂質小胞の安定性を経時的に試験した。
脂質小胞を1mMの最終脂質濃度でSGF又はFaSSIFと混合し、指示された時点で20℃でDhを測定した。データをn=1実験の平均として示す。
(表4)安定性試験の結果、表中、サイズ(Dh)をnmで示し、0時間のサイズと比較した5時間のインキュベーション後のサイズの変化を示す。
Figure 2022518500000012
表4のデータに基づいて、以下の脂質小胞組成物F1、F3、F12、F13、F14、F17、F18、F20、F21、F22、F23、F24、F25、F26、F28、F30、F33、F34は、安定であり、経口送達に適していると特徴付けられる。特に、脂質小胞組成物F1、F12、F13、F14、F17、F21、F22、F23、F25、F33は、経口送達に特に適していると考えられる。脂質小胞の脂質成分及び安定性の概要を図1に示す。
実施例2:脂質小胞F1のin vitro評価
実施例1からの精製された脂質小胞F1がin vitro細胞培養において許容されるかどうかを調べた。
初代ヒト凍結保存肝細胞を、材料及び方法の節に記載されるように培養した。脂質小胞をFBSを含まない培養培地で希釈して、HPLC分析によって決定された総脂質濃度に基づいて0.04mg/mL及び0.4mg/mLの最終アッセイ濃度に達した。脂質小胞をウェルに添加し、PHHを37℃で24時間インキュベートした。培地を完全培地と交換し、PHHを37℃で更に24時間インキュベートした。
耐容性を、全て材料及び方法の節に記載されている乳酸デヒドロゲナーゼアッセイ、細胞内ATP含有量及びアルブミン放出アッセイを使用して評価した。
結果を表5に示し、F1の脂質小胞がPPH細胞によって十分に許容されることを明確に示している。
(表5)凍結保存された初代ヒト肝細胞(PHH)に対するin vitro毒性評価。結果を、n=4回の技術的反復実験の平均±SDとして示す。
Figure 2022518500000013
実施例3:脂質小胞F1へのLNA ASOのローディング
実施例1からの脂質小胞F1に、材料及び方法の欄に記載されているように、LNA-ASOの存在下で脂質薄膜を再水和させることによってASO1をローディングした。
装填した脂質小胞の物理化学的特性並びにLNA ASO含有量を、材料及び方法の節に記載されているように分析した。ASO1を負荷した脂質小胞の結果を以下の表6に示す。LNA ASO負荷脂質小胞は、一定のサイズ及びPDIによって示されるように、4℃で2ヶ月にわたって安定であった。
(表6)生体模倣脂質小胞の物理化学的特性評価。結果を、n=3の実験の平均±SDとして示す。
Figure 2022518500000014
0.1 DPBS(0.81mMリン酸塩、13.7mM NaCl)で決定
脂質1mg当たりのLNA ASO含有量
実施例4:Hep2G細胞におけるLNA ASO負荷脂質小胞F1のin vitro評価
実施例3に記載のASO1を負荷した脂質小胞F1をHepG2細胞で試験して、in vitro細胞培養物で忍容性があるかどうか、及び標的の減少を達成できるかどうかを評価した。
材料及び方法の欄に記載されているように、HepG2細胞を培養した。細胞を、DPBS(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific、No.14190250)中のASO1、又は以下のLNA-ASO濃度10nM、50nM、100nM、500nM、1000nM、及び5000nMを有する脂質小胞に封入されたASO1で処置した。細胞を37℃で24時間インキュベートした。次いで、培地を吸引し、細胞をDPBSで一回洗浄し、新鮮な完全培養培地と更に24時間インキュベートした。インキュベーションの48時間後、細胞をDPBSで2回洗浄した。
RNAを、PureLink Pro 96 total RNA Purificationキット(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo ScientificのNo.12173011A)を使用して単離した。LightCycler 480機器でLightCycler Multiplex RNA Virus Masterキット(スイス国ロトクロアスのRoche Diagnostics、No.07083173001)を使用してRNA発現を分析した。Malat-1 lncRNA(Hs00273907_s1)及びGAPDH(Hs02786624_g1)プライマーは、Thermo Scientific(米国マサチューセッツ州ウォルサム)から注文した。Malat-1 lncRNA発現を、GAPDHに対するΔΔct法によって分析した。結果を、n=4回の技術的反復実験の平均変化倍率±SDとして表す。
結果は表7に示されており、malat-1標的ノックダウンが、DPBS配合LNA-ASOと同じレベルまでLNA-ASO負荷脂質小胞を用いてin vitroで達成され得ることを示している。
(表7)HEP2G細胞におけるLNA-ASO負荷脂質小胞のin vitro評価。結果を、n=4回の技術的反復実験の対照平均値±SDのパーセンテージとして示す。
Figure 2022518500000015
実施例5:LNA-ASO負荷脂質小胞F1のin vivo評価
LNA-ASO負荷脂質小胞の生体内分布及び標的減少を達成する能力は、静脈内注射又は経口投与のいずれかを用いたマウスにおけるin vivoでのアッセイであった。
全ての動物実験を、スイス国動物保護法に従って、国際的なガイドライン及び適正実施に従って行った。
C57BL6マウスに、実施例3に記載のように、DPBS中のASO1又は脂質小胞F1に封入されたASO1を投与した。投与プロトコルを以下の表8に要約する。
(表8)in vivo投与プロトコル
Figure 2022518500000016
処置の3日後にマウスを屠殺し、器官を回収し、0.9%NaCl中ですすいだ。脾臓を2片に切断し、半分を即時T細胞単離のために4℃でRPMI-1640培地(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific、No.11875093)に入れた(下記参照)。他の全ての臓器を、更なる処置まで-80℃のRNAlater溶液(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific、No.AM7021)中で保存した。臓器を3倍容量のQIAzol溶解試薬(ドイツ、ヒルデンのQiagen、No.79306)に入れ、セラミックビーズを含む2mL又は5mLのPrecellys管(フランス国モンティニー-ル-ブルトンヌーのBertin Instruments、No.KT03961-1-002.2 又はNo.KT03961-1-302.7)に移し、Precellys evolutionホモジナイザー(フランス国モンティニー-ル-ブルトンヌーのBertin Instruments)を用いてホモジナイズした。組織ホモジネート中のASO1濃度を、材料及び方法の欄に記載されるようにハイブリダイゼーションELISA(hELISA)を使用して決定した。ASO1の体内分布は表9に示されており、静脈内投与時及び強制経口投与による両方で、いくつかの組織へのLNA_ASO負荷脂質小胞の分布を明確に示している。静脈内投与は、最大のオリゴヌクレオチド濃度を提供するようである。
(表9)ASO1のin vivo体内分布評価。示されている組織中のASO1の濃度はnMであり、n=4の反復の平均±SDとして示されている。
Figure 2022518500000017
nd=hELISAで検出不能
標的RNA(Malat-1 mRNA)のノックダウンも、RT-PCRによって収集した組織で分析した。簡潔には、全RNAを、miRNeasy Mini Kit(ドイツ国ヒルデンのQiagen、No.217004)を製造者の推奨に従って使用して組織ホモジネートから単離した。Quant-iT RiboGreen RNAアッセイキット(米国マサチューセッツ州ウォルサムのThermo Scientific、R11490)を使用して全RNAを定量した。LightCycler 480機器((スイス国ロトクロアスのRoche Diagnostics)でLightCycler Multiplex RNA Virus Masterキット(スイス国ロトクロアスのRoche Diagnostics、No.07083173001)を使用してRNA発現を分析した。Malat-1 lncRNA(Mm01227912_s1)及びGAPDH(Mm99999915_g1)プライマーは、Thermo Scientific(米国マサチューセッツ州ウォルサム)から注文した。Malat-1 mRNA発現を、GAPDH/全RNA含量に対して正規化に対するΔΔct法によって分析した。結果を表10に示し、n=4反復の平均変化倍率±SDとして表す。結果は、肝臓、脳、脾臓及びT細胞において標的減少が達成され得ることを示す。強制経口投与によって投与されたLNA ASO負荷脂質小胞は、脾臓において非常に効率的な標的ノックダウンをもたらすようである。経口投与後、脳及びT細胞においてもいくらかのノックダウンが観察されるが、DPS中のASO又は脂質小胞中のASOの静脈内投与によって達成されるノックダウンを超えない。ASOを脂質小胞中で経口投与すると、腎臓における標的ノックダウンが排除されるようである。
(表10)ASO1 LNA ONのin vivo標的ノックダウン効率。DPBSに製剤化された、又は脂質小胞(F1)に封入されたASO1を、静脈内注射(0.5mg/kg)又は強制経口投与(1mg/kg)によってマウスに投与した。標的RNA(Malat-1)のノックダウンを、総RNA含有量に対して正規化したRT-qPCRによって分析した。発現値を、n=4反復の対照(DPBS処置動物)±SDの変化倍率として示す。
Figure 2022518500000018

Claims (21)

  1. 医薬として使用するための核酸分子を担持する脂質小胞であって、前記脂質小胞が、DLSに従って測定される300nm未満の流体力学的径D、好ましくは50~300nmの範囲の直径を有し、前記脂質小胞が経口投与され、前記核酸分子が、中枢神経系、脾臓、消化管、肝臓及びT細胞からなる群から選択される標的組織の1種以上に送達するためのものである、脂質小胞。
  2. 20℃の温度で少なくとも5時間、胃液中で安定である、請求項1に記載の脂質小胞。
  3. 20℃の温度で少なくとも5時間、絶食状態の腸液中で安定である、請求項1又は2に記載の脂質小胞。
  4. 無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて5~50mol%の量のコレステロールを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の脂質小胞。
  5. 無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて2~70mol%の量のL-アルファ-ホスファチジルエタノールアミンを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の脂質小胞。
  6. 少なくとも1種のホスファチジルエタノールアミン、好ましくはL-アルファ-ホスファチジル-エタノールアミン、及びコレステロールを、無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて30~90mol%の総量で含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の脂質小胞。
  7. 少なくとも1種のホスファチジルコリン及び/又は少なくとも1種のホスファチジルセリン及び/又は少なくとも1種のリソビスホスファチジン酸を更に含む、請求項4から6のいずれか一項に記載の脂質小胞。
  8. 脂質小胞中のホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン及びリゾビスホスファチジン酸の総量が、無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて10~54mol%の範囲である、請求項7に記載の脂質小胞。
  9. 少なくとも1種のホスファチジルコリンが卵-PC又はDOPCである、請求項7又は8に記載の脂質小胞。
  10. 少なくとも1種のスフィンゴミエリン、特に、乳スフィンゴミエリン、脳スフィンゴミエリン、卵スフィンゴミエリン及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択されるスフィンゴミエリンを更に含む、請求項4から9のいずれか一項に記載の脂質小胞。
  11. 少なくとも1種のスフィンゴミエリンを、無負荷脂質小胞の総量(mol単位)に基づいて4~15mol%の範囲の量で含む、請求項4から10のいずれか一項に記載の脂質小胞。
  12. DLSに従って測定される200nm未満の流体力学的径D、好ましくは50~200nmの範囲の直径を有する、請求項1から11のいずれか一項に記載の脂質小胞。
  13. 核酸分子が、標的組織において標的核酸を調節することができる、実施形態1から12のいずれか一つに記載の使用のための脂質小胞。
  14. 核酸分子が、少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合及び/又は修飾ヌクレオシドを含む、請求項1から13のいずれか一項に記載の使用の脂質小胞。
  15. 修飾ヌクレオシドが、2’-O-アルキル-RNA、2’-O-メチル-RNA、2’-アルコキシ-RNA、2’-O-メトキシエチル-RNA、2’-アミノ-DNA、2’-フルオロ-DNA、アラビノ核酸(ANA)、2’-フルオロ-ANA及びLNA(ロックド核酸)ヌクレオシドからなる群から独立して選択される2’糖修飾ヌクレオシドである、請求項14に記載の使用の脂質小胞。
  16. 核酸分子がアンチセンスオリゴヌクレオチド又はRNAi分子である、実施形態1から15のいずれか一つに記載の使用のための脂質小胞。
  17. アンチセンスオリゴヌクレオチドが、7~30ヌクレオチド長の一本鎖修飾アンチセンスオリゴヌクレオチドである、請求項16に記載の使用のための脂質小胞。
  18. アンチセンスオリゴヌクレオチドが、ギャップマー、ミクスマー、トータルマー、抗miR、ブロックmiR及びスプライススイッチングオリゴヌクレオチドの群から選択される、請求項17に記載の使用のための脂質小胞。
  19. アンチセンスオリゴヌクレオチド中のヌクレオシド間結合の少なくとも50%がホスホロチオエート結合であり、特に、一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドの全てのヌクレオシド間結合がホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、請求項17又は18に記載の使用のための脂質小胞。
  20. 一本鎖修飾アンチセンスオリゴヌクレオチドが、2’-O-アルキル-RNA、2’-O-メチル-RNA、2’-アルコキシ-RNA、2’-O-メトキシエチル-RNA、2’-アミノ-DNA、2’-フルオロ-DNA、アラビノ核酸(ANA)、2’-フルオロ-ANA及びLNA(ロックド核酸)ヌクレオシドからなる群から独立して選択される少なくとも3つの2’糖修飾ヌクレオシドを含む、請求項17から19のいずれか一項に記載の使用のための脂質小胞。
  21. a)前記核酸分子は、脳及び/又は脊髄等の中枢神経系に送達可能であって、医薬は、脳がん(脳腫瘍等)、発作性障害、神経変性障害、神経精神障害及び運動障害からなる群から選択される疾患を処置するためのものであり、例えば、発作性障害、神経変性障害、神経精神障害又は運動障害は、アンジェルマン障害、アレキサンダー病、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症、フリードライヒ運動失調症、ハンチントン病、レビー小体病、パーキンソン病、脊髄性筋萎縮症、統合失調症、うつ病、双極性疾患、自閉症、てんかん、前頭側頭型認知症、進行性延髄麻痺、レット症候群、トゥレット症候群、神経線維腫症、進行性筋萎縮症、遺伝性痙性対麻痺、ペリツェウス・メルツバッハー病、ゴーシェ病、脊髄小脳失調症、パゴン・バードデッター(Pagon Bird Detter)症候群、フリードライヒ運動失調症、脊髄小脳失調症、ディジョージ症候群、Dup15q症候群、ドゥーゼ症候群、Glut1欠損症、CDKL5障害、前頭葉てんかん、小児欠神てんかん、早期ミオクロニー脳症(EME)、レノックス・ガストー症候群(LGS)、大田原症候群及びランドウ・クレフナー症候群からなる群から選択され、
    b)前記核酸分子は脾臓に送達可能であって、医薬は、脾臓がん等のがん、炎症性疾患及び免疫障害からなる群から選択される疾患を処置するためのものであり、
    c)前記核酸分子はT細胞に送達可能であって、医薬は、がん、炎症性疾患及び感染症疾患からなる群から選択される疾患を処置するためのものであり、及び/又は
    d)前記核酸分子は肝臓に送達可能であって、医薬は、肝がん、心血管疾患、凝固カスケード不全、炎症性疾患、代謝性疾患及び感染症からなる群から選択される疾患を処置するためのものであり、例えば、肝疾患は、肝細胞癌、他の組織の原発性がんから転移した肝悪性腫瘍、1型糖尿病、非インスリン依存性糖尿病、インスリン抵抗性、血糖値の制御、HDL/LDLコレステロール不均衡、アテローム性動脈硬化症、脂質異常症、家族性複合型高脂血症(FCHL)、後天性高脂血症、スタチン抵抗性高コレステロール血症、心血管疾患、冠動脈疾患(CAD)及び冠動脈心疾患(CHD)、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、非アルコール性脂肪性肝疾患、肥満症、急性冠動脈症候群(ACS)、血栓症、希な出血障害、B型又はC型肝炎、サイトメガロウイルス感染、住血吸虫感染及びレプトスピラ感染、マラリア、カンテツ感染、関節リウマチ、肝線維症、肝硬変(cirrhosis)、肝性ポルフィリン症、急性間欠性ポルフィリン症(AIP)、発作性夜間血色素尿症(PNH)、非典型溶血性尿毒症症候群(aHUS)、重症筋無力症、視神経脊髄炎、アルファ1アンチトリプシン欠損症、クッシング症候群、並びにトランスサイレチン型家族性アミロイドーシスからなる群から選択される、
    請求項1から20のいずれか一項に記載の使用のための脂質小胞。
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