JP2022539168A - 好中球損傷用ポリマー粒子 - Google Patents
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Abstract
好中球機能の抑制剤としてポリマー粒子を使用した、治療方法、組成物、システム、及びキットが本明細書に提供される。かかる方法には、炎症性疾患、感染症、自己免疫疾患、悪性疾患、及び好中球が関与し得る他の疾患または状態の予防、治療、及び/または緩和方法が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、ポリマー粒子は、好中球関連疾患または状態の診断に有用である。
Description
[関連出願の相互参照]
本出願は、2019年7月5日に出願された米国仮特許出願第62/870,879号に対する優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、2019年7月5日に出願された米国仮特許出願第62/870,879号に対する優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
好中球機能の抑制剤としてポリマー粒子を使用した治療方法、組成物、システム、及びキットが本明細書に提供される。かかる方法には、炎症性疾患、感染症、自己免疫疾患、悪性疾患、及び好中球が関与し得る他の疾患もしくは状態の予防、治療、及び/または改善方法が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、ポリマー粒子は、好中球関連疾患または状態の診断に有用である。
好中球に基づく医学的状態は、血管血栓症、炎症性関節炎、全身性エリテマトーデス(SLE)、アテローム性動脈硬化症、敗血症、及び急性肺損傷を含む多様な医学的状態を含む。例えば、急性肺損傷(ALI)は、肺内皮及び上皮バリアの破壊を特徴とし、肺胞気腔における流体の蓄積をもたらす、急速に進行する炎症性疾患である。血液ガスバリア損傷はガス交換を損ない、肺機能を低下させる。ALIは、ALIのより重篤な形態である急性呼吸窮迫症候群(ARDS)とともに、米国で年間20万人の患者に影響を及ぼし、死亡率は約40%であり、退院後6ヶ月までの死亡率は約50~60%である。ALI/ARDSの死亡率を低下させるために有効な薬理学的介入はない。例えば、ARDS関連肺高血圧を低下させる一酸化窒素、外因性界面活性剤、静脈内プロスタグランジンE1、及びグルココルチコイドは、ALI/ARDSを解消することに何の利点も示されていない。ARDSの主な治療は、血液酸素化及びCO2除去のための人工呼吸器の使用を支持し、それによって損傷した肺が治癒することを可能にする。しかし、注意深く使用しないと、人工呼吸で肺にさらなる損傷が生じる可能性がある。したがって、ALI/ARDSの管理は、臨床的必要性が満たされていない。
好中球機能の抑制剤としてポリマー粒子を使用した治療方法、組成物、システム、及びキットが本明細書に提供される。かかる方法には、炎症性疾患、感染症、自己免疫疾患、悪性疾患、及び好中球が関与し得る他の疾患または状態の予防、治療、及び/または改善方法が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、ポリマー粒子は、好中球関連疾患または状態の診断に有用である。
いくつかの実施形態において、患者の好中球媒介性炎症状態の治療、緩和、または再発防止方法であって、治療有効量の、サリチル酸に加水分解するサリチル酸ポリ無水物エステル(本明細書において「ポリA」)粒子、及び薬学的に許容される配合物を患者に投与することを含む方法が、本明細書で提供される。ある特定の実施形態において、ポリA粒子は血管標的化粒子(VTP)である。他の実施形態において、ポリA粒子は非標的化粒子(nTP)である。特定の実施形態において、好中球媒介性状態は、血管血栓症、炎症性関節炎、全身性エリテマトーデス(SLE)、アテローム性動脈硬化症、敗血症、関節炎、急性肺損傷(ALI)、及び急性呼吸窮迫症候群(ARDS)から選択される1つ以上の状態である。特定の実施形態において、患者は哺乳動物である。他の実施形態において、哺乳動物はヒトである。
いくつかの実施形態において、投与は血管内投与である。ある特定の実施形態において、投与は静脈内投与である。さらなる実施形態では、投与は、例えば、X線画像診断、超音波画像診断、コンピュータ軸断層撮影画像診断、及び/または磁気共鳴画像診断によって誘導される誘導カテーテルを使用する投与である。
いくつかの実施形態において、ポリA粒子は、試料の場合、500~900nm以上の寸法を有する微粒子である。他の実施形態において、ポリA粒子は、例えば、500nm未満の寸法を有するナノ粒子である。ある特定の実施形態において、ポリA粒子は、球体である。他の実施形態において、微粒子は微粒子である。特定の実施形態において、球体は滑らかな表面を含む。さらなる実施形態において、ポリA粒子は、寸法、形状、及び/または表面形態において異なる多様なポリA粒子を含む。
いくつかの実施形態において、本発明は、ポリA粒子を含む医薬組成物と、任意選択で、血管血栓症(例えば、静脈血栓塞栓症)、炎症性関節炎、全身性エリテマトーデス(SLE)、アテローム性動脈硬化症、感染症(例えば、ウイルス感染症)、敗血症、急性肺損傷性関節炎(ALI)及び急性呼吸窮迫症候群(ARDS)と診断された患者に医薬組成物を投与するための指示書とを含むキットを提供する。
いくつかの実施形態において、本発明は、炎症の兆候を阻害する方法であって、炎症細胞を含む試料にポリA粒子を含む組成物を曝露することを含み、当該曝露が炎症の兆候の阻害をもたらす、方法を提供する。ある特定の実施形態において、試料はヒト由来である。特定の実施形態において、ヒトは、血管血栓症、炎症性関節炎、全身性エリテマトーデス(SLE)、アテローム性動脈硬化症、敗血症、急性肺損傷性関節炎(ALI)、及び急性呼吸窮迫症候群(ARDS)と診断される。他の実施形態において、試料は、血液試料、血清試料、血漿試料、唾液試料、尿試料、滑液試料、軟骨試料、及び組織試料からなる群から選択される試料である。
いくつかの実施形態では、本発明は、少なくとも1つのポリA粒子を含む医薬組成物を提供する。ある特定の実施形態において、ポリA粒子は、標的化されたポリA粒子である。他の実施形態において、標的化されたポリA粒子は、ポリA VTPである。さらなる実施形態において、ポリA粒子は、nTPである。特定の実施形態において、ポリA粒子は、生体適合性であり、生分解性である。所与の実施形態において、そのポリA粒子は、生物活性分子を含む。
いくつかの実施形態において、本発明は、少なくとも1つのポリA粒子及び少なくとも1つの薬学的に許容される担体からなる医薬組成物を提供する。いくつかの実施形態において、本発明は、医薬組成物であって、少なくとも1つのポリA粒子が、a)20~70kDAの平均分子量を有するポリビニルアルコール(PVA)を水に溶解してpH6~7の1重量%のPVA溶液を生成すること、b)ポリAをジクロロメタン(DCM)に溶解すること、c)>4000rpmでの混合中にDCM中のポリAを含む溶液をPVA溶液に少なくとも1時間かけて添加してエマルジョンを生成すること、d)エマルジョンを遠心分離すること、e)遠心分離ペレットから遠心分離溶液を吸引すること、f)ペレットを脱イオン化水中に再懸濁させて懸濁したポリA粒子を生成すること、g)懸濁したポリA粒子を洗浄すること、h)洗浄したポリA粒子を凍結乾燥すること、及びi)凍結乾燥したポリA粒子を凍結すること、の1つ以上またはすべてのステップの方法によって作製される、医薬組成物を提供する。他の実施形態において、ポリA粒子は、1つ以上の疎水性生物活性化合物または薬物を当該DCMに溶解したポリAポリマーに添加することによって、1つ以上の疎水性生物活性化合物または薬物の担体となるように修飾される。さらなる実施形態では、ポリA粒子は、親水性生物活性化合物または薬物のうちの1つ以上を、当該DCMに溶解されたポリAポリマーに乳化される水相に添加し、1重量%のPVA水溶液中で薬物-ポリマーエマルジョンを乳化することによって、1つ以上の親水性生物活性化合物または薬物の担体となるように修飾される。
いくつかの実施形態において、本発明は、少なくとも1つのPLGA粒子及び少なくとも1つの薬学的に許容される担体からなる医薬組成物を提供する。いくつかの実施形態において、本発明は、医薬組成物であって、少なくとも1つのPLGA粒子が、a)20~70kDAの平均分子量を有するポリビニルアルコール(PVA)を水に溶解してpH5~6の0.5重量%のPVA溶液を生成すること、b)PLGAを溶解すること(50:50PLGA(例えば、ジクロロメタン(DCM)中の6.4kDAの分子量)、c)>4000rpmでの混合中にDCM中のPLGAを含む溶液をPVA溶液に少なくとも1時間かけて添加してエマルジョンを生成すること、d)エマルジョンを遠心分離してより大きな粒子を除去すること、e)上清を遠心分離して約1.5um粒子を収集すること、f)遠心分離されたペレットから遠心分離された溶液を吸引すること、g)脱イオン水にペレットを再懸濁させて、懸濁したPLGA粒子を溶液中に生成すること、h)当該溶液を瞬間冷凍すること、i)当該PLGA粒子を凍結乾燥すること、及びj)当該凍結乾燥されたPLGA粒子を凍結すること、の1つ以上またはすべてのステップの方法によって作製される、医薬組成物を提供する。
いくつかの実施形態において、本発明は、医薬組成物であって、少なくとも1つのポリA VTP粒子が、a)ポリA粒子を50mM MES緩衝液中に懸濁させること、b)粒子をNeutravidin溶液中に50mM MES中に懸濁させること、c)1-エチル-3-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]カルボジイミド塩酸塩(EDC)溶液を懸濁させた粒子に添加すること、d)グリセリンをポリA粒子を含む溶液に添加すること、e)溶液を遠心分離すること、f)ポリA粒子をPBS中に再懸濁させること、及びg)ポリA粒子を含む溶液を、2%BSAを含むPBS-/-中のビオチン化抗ICAM-1とともにインキュベートすること、の1つ以上またはすべてのステップの方法によって作製される、医薬組成物を提供する。
付属の図面を参照して進む以下の詳細な説明から、本発明の前述の及び他の目的、特徴、ならびに利点がより明白になるであろう。
[定義及び方法]
本発明は、特定の代表的な実施形態と併せて説明されるが、本発明はこれらの例示的な実施例に限定されないことが理解される。当業者は、本明細書に記載のものと同様または同等の多くの方法及び材料が、本発明の実施に使用し得ることを認識するであろう。本発明は、説明される方法及び材料に限定されない。
本発明は、特定の代表的な実施形態と併せて説明されるが、本発明はこれらの例示的な実施例に限定されないことが理解される。当業者は、本明細書に記載のものと同様または同等の多くの方法及び材料が、本発明の実施に使用し得ることを認識するであろう。本発明は、説明される方法及び材料に限定されない。
別途定義されない限り、本明細書で使用される技術用語及び科学用語は、本発明が属する当業者によって一般的に理解される意味を有する。分子生物学における共通用語の定義は、Benjamin Lewin,Genes V,Oxford University Press発行、1994(ISBN 0-19-854287-9)、Kendrew et al.(eds.),The Encyclopedia of Molecular Biology,Blackwell Science Ltd.発行、1994(ISBN 0-632-02182-9)、及びRobert A.Meyers(ed.),Molecular Biology and Biotechnology:a Comprehensive Desk Reference,VCH Publishers,Inc.発行、1995(ISBN1-56081-569-8)に見られる。本明細書に記載されるものに類似または同等の任意の方法、デバイス、及び材料を本発明の実施に使用することができるが、特定の方法、デバイス、及び材料が本明細書に記載される。すべての塩基のサイズまたはアミノ酸のサイズ、及びすべての分子量または分子質量値は、核酸またはポリペプチドに対して与えられるものであり、説明のために提供されることをさらに理解されたい。
別段に定義されない限り、本明細書で使用される技術用語及び科学用語は、本発明が属する当業者(複数可)によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載されるものに類似または同等の任意の方法、デバイス、及び材料を本発明の実施または試験において使用することができるが、好ましい方法、デバイス、及び材料がここから記載される。
添付の特許請求の範囲を含む本開示で使用される場合、単数形の「a」、「an」、及び「the」は、内容が明らかにそうではないと指示しない限り、複数の参照を含み、「少なくとも1つ」及び「1つ以上」と同義に使用される。したがって、「ポリA MP」への言及は、ポリA MPの混合物を含む、などである。
本明細書で使用される場合、用語「約」は、数値が関連するアイテムの基本的な機能が変更されないように、数値の重要ではない修正または変動を表す。
本明細書で使用されるとき、「タンパク質」は、「ペプチド」、「ポリペプチド」、または「ペプチド断片」と同義で使用される。「精製された」ポリペプチド、タンパク質、ペプチドもしくはペプチド断片は、アミノ酸配列が得られる細胞、組織もしくは無細胞源からの細胞物質または他の汚染タンパク質を実質的に含まないか、または化学的に合成されるときに化学前駆体もしくは他の化学物質を実質的に含まない。
本明細書で使用される場合、「炎症性疾患」は、炎症反応を伴う疾患または状態を指す。炎症反応は、急性及び/または慢性であり得る。いくつかの実施形態において、慢性炎症は、好中球数及び/または活性の増加を伴う。本明細書に記載のポリA粒子で治療され得る非限定的な例示的な炎症性疾患としては、リウマチ性関節炎、若年特発性関節炎、全身性発症若年特発性関節炎、変形性関節症、敗血症、喘息、間質性肺疾患、炎症性腸疾患、全身性硬化症、眼内炎症、グレーブス病、子宮内膜症、全身性硬化症、成人発症スティル病、アミロイドAアミロイドーシス、リウマチ性多発筋痛症、自然に良くなる傾向のある、圧痕浮腫を伴う血清反応陰性の寛解性対称性滑膜炎(remitting seronegative symmetrical synovitis with pitting edema)、ベーチェット病、ブドウ膜炎、移植片対宿主病、静脈血栓塞栓症、ALI/ARDS、及びTNFR関連周期性症候群が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「感染症」は、細菌、ウイルス、真菌等の病原体によって引き起こされる疾患または状態を指す。本明細書に記載のポリA粒子で治療され得る非限定的な例示的な感染症としては、細菌感染症、ウイルス感染症、真菌感染症、リケッチア感染症、及び寄生虫感染症が挙げられる。いくつかの実施形態において、ウイルス感染症は、例えば、インフルエンザウイルス感染症、コロナウイルス感染症(例えば、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV2))、及び呼吸器合胞体ウイルス感染症を含む呼吸器ウイルス感染症である。
本明細書で使用される場合、「自己免疫疾患」は、組織及び他の構成要素等の身体自身の構成要素に対する不適切な免疫応答から生じる疾患または状態を指す。いくつかの実施形態では、好中球数及び活性は、自己免疫疾患において上昇する。本明細書に記載されるポリA粒子で治療され得る非限定的な例示的な自己免疫疾患としては、全身性エリスロマトーデス、全身性硬化症、多発性筋炎、巨大細胞動脈炎を含む血管炎症候群、高安静脈炎、凍結グロブリン血症、ミエロペルオキシダーゼに対する抗好中球細胞質抗体関連半月形糸球体腎炎(myeloperoxidase-antineutrophil cytoplasmic antibody-associated crescentic glomerulonephritis)、リウマチ性血管炎、クローン病、再発性多発性軟骨炎、後天性血友病A、及び自己免疫性溶血性貧血が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「好中球媒介性状態または疾患」は、疾患または状態の症状及び/または進行の少なくともいくつかが好中球蓄積及び/または活性によって引き起こされる疾患または状態を指す。非限定的な例示的な好中球媒介性疾患または状態としては、炎症性疾患、悪性疾患(がん及びがん関連疾患を含む)、感染症、及び自己免疫疾患が挙げられる。さらなる非限定的な例示的な好中球媒介性疾患としては、キャッスルマン病、強直性脊椎炎、冠動脈性心疾患、リウマチ性関節炎の心血管疾患、肺動脈高血圧症、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、アトピー性皮膚炎、乾癬、坐骨神経痛、静脈血栓症、II型糖尿病、肥満、巨細胞動脈炎、急性移植片対宿主病(GVHD)、非ST上昇性心筋梗塞、抗好中球細胞質抗体(ANCA)関連血管炎、視神経脊髄炎、慢性糸球体腎炎、及び高安動脈炎が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、「調節する」は、細胞の数及び/または活性を増加または減少させることのいずれかによって変化させることを意味する。「阻害する」という用語は、本明細書で使用される場合、細胞数及び/または活性を妨害または減少させることを意味する。本明細書で使用される場合、調節される細胞は好中球である。
本明細書で使用される場合、「生物活性」という用語は、生理学的または病態生理学的プロセスに影響を及ぼし得る1つ以上の細胞または細胞外プロセスへの影響(例えば、結合、シグナル伝達等を介して)を示す。
本明細書で使用される場合、「薬学的に許容される」という用語は、動物、より具体的にはヒトでの使用のために、連邦政府もしくは州政府の規制機関によって承認されたか、または米国薬局方もしくは他の一般に認識されている薬局方に列挙されていることを意味する。「担体」及び/または「配合物」という用語は、治療剤とともに投与される希釈剤、アジュバント、賦形剤、またはビヒクルを指し、水及び油などの滅菌液体を含むがこれらに限定されない。
「薬学的に許容される塩」または「塩」は、イオン結合を含有する開示される化合物の生成物であり、典型的には、開示される化合物を個体に投与するのに適した酸または塩基のいずれかと反応させることによって生成される。薬学的に許容される塩には、塩酸塩、臭化水素酸塩、リン酸塩、硫酸塩、硫酸水素塩、アルキルスルホン酸塩、アリールスルホン酸塩、アリールアルキルスルホン酸塩、酢酸塩、安息香酸塩、クエン酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、コハク酸塩、乳酸塩、及び酒石酸塩を含む酸付加塩、Li、Na、K等のアルカリ金属カチオン、MgもしくはCa等のアルカリ土類金属塩、または有機アミン塩が含まれ得るが、これらに限定されない。
「医薬組成物」は、個体に投与するのに好適な形態のポリAポリマー粒子を含む配合物である。医薬組成物は、典型的には、その意図される投与経路と適合するように配合される。投与経路の例としては、経口及び非経口、例えば、静脈内、皮内、皮下、吸入、局所、経皮、経粘膜、関節内、眼内、及び直腸投与が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、「治療有効量」という用語は、一般に、本明細書に記載されるように予防、低減、または治療される障害または状態の少なくとも1つの症状を改善するために必要な量を意味する。語句「治療有効量」は、それが本開示のポリA粒子に関連する際、ポリA粒子がそのような治療を必要とするかなりの数の個体に投与される特定の薬理学的応答を提供するポリA粒子投薬量を意味する。特定の例において特定の個体に投与される治療有効量のポリA粒子は、そのような用量が当業者には治療有効量であると考えられるとしても、本明細書に記載の状態/疾患の治療には必ずしも有効ではないことが強調される。
本明細書で使用される場合、「第2の薬剤」という用語は、本発明によるポリA粒子以外の治療剤を指す。ある特定の事例において、第2の剤は抗炎症剤である。
本明細書で使用される場合、「敗血症」という用語は、血液中の有害な微生物の存在を指す。
「同時投与」という用語は、少なくとも2つの薬剤(複数可)(例えば、ポリA粒子)または療法を対象に投与することを指す。いくつかの実施形態において、2つ以上の薬剤/療法の同時投与は同時である。他の実施形態において、第1の薬剤/療法は、第2の薬剤/療法の前に投与される。当業者は、使用される様々な薬剤/療法の配合物及び/または投与経路が変化し得ることを理解する。同時投与のための適切な用量は、当業者によって容易に判定され得る。いくつかの実施形態では、薬剤/療法が同時に投与されるとき、それぞれの薬剤/療法は、それらの投与単独に適した用量よりも低い用量で投与される。したがって、同時投与は、薬剤/療法の同時投与が既知の潜在的に有害な(例えば、毒性の)薬剤(複数可)の必要な投薬量を低下させる実施形態において特に望ましい。
「併用療法」という用語は、これらの治療剤の相互作用から有益な効果をもたらすことを意図した特定の治療レジメンの一部としての、抗炎症剤(例えば、ポリA粒子)及び少なくとも第2の薬剤の投与を含む。この組み合わせの有益な効果は、治療剤の組み合わせから生じる薬物動態学的または薬力学的相互作用が含まれるが、これらに限定されない。これらの治療剤の組み合わせでの投与は、典型的には、定義された期間(通常、選択された組み合わせに応じて数分、数時間、数日または数週間)にわたって行われる。「併用療法」は、一般的にはそうではないが、偶発的かつ任意に本発明の組み合わせをもたらす別個の単剤療法レジメンの一部としてのこれらの治療剤のうちの2つ以上の投与を包含することを意図し得る。「併用療法」は、順次の方法でのこれらの治療剤の投与、すなわち、各治療剤が異なる時間に投与されること、ならびにこれらの治療剤、またはこれらの治療剤のうちの少なくとも2つが実質的に同時の方法で投与されることを包含するように意図されている。実質的に同時投与は、例えば、各治療剤の固定比率を有する単一のカプセルもしくは注射剤を対象に投与することによって、または治療剤のそれぞれについて複数の単一のカプセルもしくは注射剤で行うことによって達成することができる。各治療剤の連続的または実質的に同時投与は、経口経路、静脈内経路、筋肉内経路、関節内経路、角膜経路、局所経路、及び粘膜組織を介した直接吸収を含むが、これらに限定されない任意の適切な経路によって影響され得る。治療剤は、同じ経路によってまたは異なる経路によって投与することができる。例えば、選択された組み合わせの第1の治療剤は、静脈内注射によって投与されてもよく、一方で、組み合わせの他の治療剤は、経口投与されてもよい。あるいは、例えば、すべての治療剤が経口投与されてもよく、またはすべての治療剤が静脈内注射によって投与されてもよい。治療剤が投与される順序は狭義には重要ではない。「併用療法」はまた、上記の治療剤を、他の生物学的活性成分及び非薬物療法(例えば、手術または放射線治療)とさらに組み合わせて投与することを包含することができる。併用療法が非薬物処置をさらに含む場合、非薬物処置は、治療薬と非薬物処置との組み合わせの相互作用からの有益な効果が達成される限り、任意の適切な時間に実施され得る。例えば、適切な場合において、非薬物処置が治療剤の投与から一時的に、おそらく数日または数週間除かれても、依然として有益な効果が達成される。
本明細書で提供される範囲は、範囲内のすべての値を簡潔にした表現であることが理解される。例えば、1~50の範囲は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、または50(ならびに、文脈が別途明確に指示しない限り、その分数)からの任意の数、数の組み合わせ、またはサブ範囲を含むと理解される。任意の濃度範囲、パーセンテージ範囲、比率範囲、または整数範囲は、別段の指示がない限り、列挙された範囲内の任意の整数の値、及び適切な場合、その分数(例えば、整数の10分の1及び100分の1)を含むと理解されるべきである。また、ポリマーサブユニット、サイズまたは厚さなどの任意の物理的特徴に関連する本明細書に列挙された任意の数の範囲は、別段の指示がない限り、列挙された範囲内の任意の整数を含むと理解されるべきである。
[詳細な説明]
好中球機能の抑制剤としてポリマー粒子を使用した治療方法、組成物、システム、及びキットが本明細書に提供される。かかる方法には、炎症性疾患、感染症、自己免疫疾患、悪性疾患、及び好中球が関与し得る他の疾患または状態の予防、治療、及び/または改善方法が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、ポリマー粒子は、好中球関連疾患または状態の診断に有用である。
好中球機能の抑制剤としてポリマー粒子を使用した治療方法、組成物、システム、及びキットが本明細書に提供される。かかる方法には、炎症性疾患、感染症、自己免疫疾患、悪性疾患、及び好中球が関与し得る他の疾患または状態の予防、治療、及び/または改善方法が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、ポリマー粒子は、好中球関連疾患または状態の診断に有用である。
[ALI/ARDS]
多数の複雑な病態がALI/ARDSにつながる。直接的または間接的な損傷のいずれかがALI/ARDSを開始し、全体的な死亡率に差異はない。肺マクロファージの活性化を誘導し、肺上皮への損傷が続く肺から始まる病態、例えば、肺炎によって、直接的な肺損傷が生じる。次いで、肺における炎症性事象のカスケードは、肺内皮の炎症及び血液から肺への一次白血球の動員を引き起こし、それによって損傷を伝播させる。間接的な損傷は、肺外の病態、例えば、敗血症または外傷から生じ、疾患は、肺への急速な白血球移動を開始する全身炎症をもたらす。白血球の移動は肺内皮を損傷し、最終的に肺上皮を損傷する。ALIの主な原因にかかわらず、転帰は損傷した肺胞上皮であり、免疫細胞及びタンパク質が豊富な液体による肺胞の急速な浸潤につながり、肺機能が低下する。
多数の複雑な病態がALI/ARDSにつながる。直接的または間接的な損傷のいずれかがALI/ARDSを開始し、全体的な死亡率に差異はない。肺マクロファージの活性化を誘導し、肺上皮への損傷が続く肺から始まる病態、例えば、肺炎によって、直接的な肺損傷が生じる。次いで、肺における炎症性事象のカスケードは、肺内皮の炎症及び血液から肺への一次白血球の動員を引き起こし、それによって損傷を伝播させる。間接的な損傷は、肺外の病態、例えば、敗血症または外傷から生じ、疾患は、肺への急速な白血球移動を開始する全身炎症をもたらす。白血球の移動は肺内皮を損傷し、最終的に肺上皮を損傷する。ALIの主な原因にかかわらず、転帰は損傷した肺胞上皮であり、免疫細胞及びタンパク質が豊富な液体による肺胞の急速な浸潤につながり、肺機能が低下する。
[ALI/ARDSにおける好中球]
ALI/ARDSにおける炎症性カスケードは、毛細血管内皮を、循環する血中好中球の迅速な移動を促進する白血球接着分子(LAM)を発現するように誘発する。セレクチン、細胞内接着分子(ICAM)-1及び血管細胞接着分子(VCAM)-1を含むLAMは、肺組織中の循環白血球(WBC)及び白血球の迅速な移動を促進する。好中球は、WBC数の60%~70%を占める最も豊富なWBCであり、急性炎症において最も効率的な初期反応を行うものである。したがって、好中球は、ARDS患者由来の気管支肺胞洗浄液(BALF)における一次細胞型であり、疾患の重症度は、BALF試料中の好中球の濃度と相関する。好中球は、少なくとも2つの方法で損傷を引き起こすALI/ARDSにおける炎症の主要な加害者である。第一に、好中球の肺への過剰な移動は、肺の浮腫につながる肺胞-毛細血管バリアの破壊の原因となる。第二に、好中球は肺組織及び肺胞気腔中に蓄積し、常在細胞に影響を与え、肺へのさらなる損傷を引き起こす損傷性の炎症促進因子及びアポトーシス促進因子を放出する。好中球がマイナスに貢献していることを停止することにより、ALI/ARDS及び他の炎症性状態の標的治療の機会を提供する。LAMの発現を遮断または抑制する薬物、例えば、リソフィリン及びタラクトフェリンは、臨床試験において失敗している。CD11b/CD18(Mac-1)インテグリンは、大腸菌(E.coli)LPS及びPseudomonas(P.)aeruginosa誘導ALIにおいて重要であるが、CD18の遮断は、好中球の肺移動を60%しか低下させない。
ALI/ARDSにおける炎症性カスケードは、毛細血管内皮を、循環する血中好中球の迅速な移動を促進する白血球接着分子(LAM)を発現するように誘発する。セレクチン、細胞内接着分子(ICAM)-1及び血管細胞接着分子(VCAM)-1を含むLAMは、肺組織中の循環白血球(WBC)及び白血球の迅速な移動を促進する。好中球は、WBC数の60%~70%を占める最も豊富なWBCであり、急性炎症において最も効率的な初期反応を行うものである。したがって、好中球は、ARDS患者由来の気管支肺胞洗浄液(BALF)における一次細胞型であり、疾患の重症度は、BALF試料中の好中球の濃度と相関する。好中球は、少なくとも2つの方法で損傷を引き起こすALI/ARDSにおける炎症の主要な加害者である。第一に、好中球の肺への過剰な移動は、肺の浮腫につながる肺胞-毛細血管バリアの破壊の原因となる。第二に、好中球は肺組織及び肺胞気腔中に蓄積し、常在細胞に影響を与え、肺へのさらなる損傷を引き起こす損傷性の炎症促進因子及びアポトーシス促進因子を放出する。好中球がマイナスに貢献していることを停止することにより、ALI/ARDS及び他の炎症性状態の標的治療の機会を提供する。LAMの発現を遮断または抑制する薬物、例えば、リソフィリン及びタラクトフェリンは、臨床試験において失敗している。CD11b/CD18(Mac-1)インテグリンは、大腸菌(E.coli)LPS及びPseudomonas(P.)aeruginosa誘導ALIにおいて重要であるが、CD18の遮断は、好中球の肺移動を60%しか低下させない。
本発明の実施形態の開発の過程で行われた実験では、非標的化及び血管標的化ナノ粒子及び微粒子(VTP)(例えば、血管壁上に発現するタンパク質を標的とする抗体またはリガンド(例えば、抗E-セレクチン抗体、抗ICAM-1抗体、抗VCAM-1抗体等)ならびにセレクチン及びLAMに結合する他のペプチド及び炭水化物と結合した表面を有する粒子)は、ALI/ARDS内の炎症組織への好中球蓄積を受動的(すなわち、活性薬学的成分(API)を含まず)及び急速に遮断することにより、ALI/ARDSにおけるそれらの破壊的役割を停止することが発見されている。ヒト血流中のポリスチレン(PS)VTPは、平行プレートフローチャンバ内でインビトロで活性化内皮細胞(EC)の単層への好中球の血管壁接着と相互作用し、それを低減する。セレクチン標的化ポリスチレン(PS)VTPは、EC表面を物理的に覆うことにより好中球接着のほぼ100%の低減をもたらし、したがって好中球付着を遮断する。高粒子濃度では、好中球接着は、EC表面が物理的に覆われること、及び遊離ストリーム粒子-細胞相互作用(108粒子/mlの血液における非標的非接着性粒子とのWBC接着の約55%の低減)の両方によって防止され、ヒト血液中のPS-VTPが好中球-血管壁接着を変化させ、迅速な介入が望ましいALIにおける抗炎症療法のための新しい機会を提供することを示す。ALIのリポ多糖(LPS)マウスモデルでは、健常マウスの肺に投与されたLPSは、好中球の肺への迅速な動員を誘導する。LPS-ALIマウスを、30mg/kgの尾静脈注射によりLPS注入1時間後に投与した2μMのPS微粒子で処置すると、LPSのみのマウスからの総肺洗浄好中球数が93%低下して2.9×106となる。500nmのPS-VTPを受けたLPS処置マウスは、総BALF好中球が6.4×105まで減少し、LPSのみのマウスから98%の減少に等しかった。両方のPS粒子処置群は、未処置(LPSなし)マウスと統計的に異なっていなかった。両方の粒径は、LPS処置マウスにおいて同じレベルの好中球減少を誘導したが、微粒子は、質量ベースの投薬に相当する数で注入された64倍のナノ粒子を考慮すると、ナノ粒子と比較してより効率的に肺好中球数を減少させた。LPS注入のみでは、単球の移動、または粒子注入有りまたは無しでの肺内のマクロファージの絶対数の変化は生じない。本発明の方法、組成物、キット及びシステムは、特定の機構に限定されないが、ポリマー粒子は、炎症を起こした内皮への白血球接着を減少させる物理的相互作用(例えば、白血球接着を破壊する血流の衝突、結合部位についての白血球との競合において炎症を起こした組織中の内皮によって発現されるLAMへの特異的結合、白血球表現型を変化させる粒子貪食/内在化、及び肺及び血液から肝臓への好中球の転移)を通じて、ALI/ARDSにおける気腔における望ましくない好中球の蓄積に対する治療的利益を達成するように思われる。これらの特徴は、生体活性分子(例えば、適応免疫の細胞に向けられたタンパク質またはペプチド抗原)または薬理学的分子の送達のために構成される、薬物または生体活性化合物担体、すなわちVTCとしてのポリマー粒子の使用とは異なる。したがって、好中球を標的とするポリマー粒子は、血管血栓症、炎症性関節炎、全身性エリテマトーデス(SLE)、アテローム性動脈硬化症、敗血症及びALI/ARDSを含む、好中球媒介性炎症性及び他の状態の以前に知られていない療法を提供する。
本発明は、例えば、好中球の移動を遮断する生分解性、生体適合性のポリAポリマーから形成されるポリマー粒子を提供する。ポリA重合体の非毒性分解産物(すなわち、サリチル酸)は、それ自体が抗炎症性であり、ALI/ARDSでの治療のためのポリA粒子の追加の利点を有する。例えば、ポリA粒子は、ALI/ARDSにおける好中球の肺気道への移動を遮断し、肺損傷をさらに治療するために局所的にサリチル酸を放出するように標的化される。このようにして、炎症部位における局所的な好中球接着が停止され、システムへの影響が最小限に抑えられつつ好中球の肺組織及び気腔への移動が迅速かつ効率的に妨害され、宿主保護応答が維持され、生分解が迅速であることが企図される。間接的な遮断接着またはシグナル伝達分子ではなく、血管内注射後の肺の血管内及び他の組織内の好中球へのポリA粒子の直接的な作用は、ALI/ARDS、または好中球が血管血栓症、炎症性関節炎、全身性エリテマトーデス(SLE)、アテローム性動脈硬化、感染症、及び敗血症などの病因に関与している他の状態の主要な直接的または間接的な原因にかかわらず、ポリAポリマー粒子が機能することを確実にする。
[ポリA微粒子]
図1c及び図8は、「R」が、低分子量直鎖炭化水素から分枝脂肪族炭化水素までの範囲のリンカーに対応する、ポリAポリマーの構造を示す。ポリAポリマー粒子は生体適合性であり(Reynolds,M.A.,A.Prudencio,M.E.Aichelmann-Reidy,K.Woodward,and K.E.Uhrich.Non-steroidal anti-inflammatory drug(NSAID)-derived poly(anhydride-esters)in bone and periodontal regeneration.Curr Drug Deliv,2007.4(3):p.233-9、Bryers,J.D.,R.A.Jarvis,J.Lebo,.Prudencio,T.R.Kyriakides,and K.Uhrich.Biodegradation of poly(anhydride-esters)into non-steroidal anti-inflammatory drugs and their effect on Pseudomonas aeruginosa biofilms in vitro and on the foreign-body response in vivo.Biomaterials,2006.27(29):p.5039-48)、及び乾燥保存条件下で安定である(Deronde,B.M.,A.L.Carbone and K.E.Uhrich,Storage Stability Study of Salicylate-based Poly(anhydride-esters)Polym Degrad Stab,2010.95(9):p.1778-1782)。水溶液中に置くと、ポリマーは分解して、その抗炎症性を保持するサリチル酸(SA)を放出する。いくつかの実施形態では、エマルジョン溶媒蒸発(ESE)技術を使用して、リンカーとしてアジピン酸を有するポリAポリマー、すなわちR=(CH2)4及びMW約20kDAである分解可能な微粒子(図1A)を作製する。(図8)20mgのポリAポリマー(Mw=約20kDa)を20mLのジクロロメタン(油相)に溶解し、溶液を1重量%のPVAの水溶液(75ml、水相)に乳化する。油相をシリンジ針を介してゆっくりと注入し、エマルジョンを最大2時間連続して攪拌し、このことは油滴の硬化を可能にする。得られたポリA粒子を、遠心分離によって2回洗浄し、凍結乾燥によって乾燥させる。粒子は使用まで-40℃で保管する。生成されたポリA粒子は、加水分解を受け(図1C)、サリチル酸(SA)の持続放出を受ける(図1C)。
図1c及び図8は、「R」が、低分子量直鎖炭化水素から分枝脂肪族炭化水素までの範囲のリンカーに対応する、ポリAポリマーの構造を示す。ポリAポリマー粒子は生体適合性であり(Reynolds,M.A.,A.Prudencio,M.E.Aichelmann-Reidy,K.Woodward,and K.E.Uhrich.Non-steroidal anti-inflammatory drug(NSAID)-derived poly(anhydride-esters)in bone and periodontal regeneration.Curr Drug Deliv,2007.4(3):p.233-9、Bryers,J.D.,R.A.Jarvis,J.Lebo,.Prudencio,T.R.Kyriakides,and K.Uhrich.Biodegradation of poly(anhydride-esters)into non-steroidal anti-inflammatory drugs and their effect on Pseudomonas aeruginosa biofilms in vitro and on the foreign-body response in vivo.Biomaterials,2006.27(29):p.5039-48)、及び乾燥保存条件下で安定である(Deronde,B.M.,A.L.Carbone and K.E.Uhrich,Storage Stability Study of Salicylate-based Poly(anhydride-esters)Polym Degrad Stab,2010.95(9):p.1778-1782)。水溶液中に置くと、ポリマーは分解して、その抗炎症性を保持するサリチル酸(SA)を放出する。いくつかの実施形態では、エマルジョン溶媒蒸発(ESE)技術を使用して、リンカーとしてアジピン酸を有するポリAポリマー、すなわちR=(CH2)4及びMW約20kDAである分解可能な微粒子(図1A)を作製する。(図8)20mgのポリAポリマー(Mw=約20kDa)を20mLのジクロロメタン(油相)に溶解し、溶液を1重量%のPVAの水溶液(75ml、水相)に乳化する。油相をシリンジ針を介してゆっくりと注入し、エマルジョンを最大2時間連続して攪拌し、このことは油滴の硬化を可能にする。得られたポリA粒子を、遠心分離によって2回洗浄し、凍結乾燥によって乾燥させる。粒子は使用まで-40℃で保管する。生成されたポリA粒子は、加水分解を受け(図1C)、サリチル酸(SA)の持続放出を受ける(図1C)。
いくつかの実施形態において、本発明のポリA粒子は、球形である。ある特定の実施形態において、ポリA粒子は、直径100nm~2umの範囲である。特定の実施形態において、ポリA球は、アジピン酸リンカー(R=(CH2)4)及び約20kDaの分子量(Mw)を有するポリマーで、前述の水中油ESE法を介して作製される。他の実施形態において、ポリA粒子は、形状及び表面形態が非球形であり、及び/または不規則であり、例えば、ロッド、楕円、星、円錐、立方体等を含む。さらなる実施形態において、単回投与におけるポリA粒子は、サイズ、形状及び表面形態において均一である。なおさらなる実施形態において、単回投与におけるポリA粒子は、サイズ、形状及び表面形態において不均一である。いくつかの実施形態において、加工パラメータ、例えば、乳化速度及び油相ポリマー濃度は、所望の平均ポリA粒子サイズ、例えば、200nm及び2μmを達成するように調整される。乾燥した粒子の走査型電子顕微鏡(SEM)画像を使用して、粒子表面形態、ならびにMalvern Zetasizer Nano-ZSを使用して決定された粒子サイズ及びゼータ電位(ZP、表面電荷の尺度)を評価する。特定の実施形態において、ポリA粒子分解プロファイルは、分光光度計を介して、pH7.4及び37℃のリン酸緩衝液(PBS)及び血漿中で決定され(図1C)、溶液pHの変化は、ポリA粒子が分解するにつれて監視される。さらなる実施形態において、ポリA粒子の寸法、形態、均一性及び形状は、フローサイトメトリーによって定量化され、インビボ機能性を予測するために、全血(例えば、ヒト全血)のフローからヒト臍静脈内皮細胞に結合する能力について最適化される。
いくつかの実施形態において、ポリA粒子とヒト細胞との血液適合性は、インビトロで最適化される。ある特定の実施形態において、血液中のポリA粒子毒性の可能性は、血小板活性化及び溶血のアッセイを介して評価され、最適化される。血小板活性化アッセイのために、全血の遠心分離を介して得られた血小板に富む血漿(PRP)中で、ポリA粒子を1時間インキュベートする。次いで、ポリA粒子に曝露したPRP試料を、抗CD41/61(PE)及び抗CD62P(APC)で染色し、フローサイトメトリーを介して、P-セレクチン発現を決定する。安静時血小板上でのP-セレクチン発現は最小限であり、血小板上でのP-セレクチン発現の高さは活性化の兆候である。溶血アッセイのために、ポリA粒子をPBS緩衝液中で15、30、60、及び120分間、単離したヒトRBCと一緒にし、その後、試料を遠心分離して無傷のRBC及び粒子をペレット化する。ポリA粒子インキュベート試料からの上清を、分光光度計を介して、RBC溶解の指標としてのヘモグロビン濃度について評価する。非標的化ポリA微粒子は、ヒトの血小板を活性化しない(図2)、またはヒトの血液中に配置したときに溶血を誘発しない。
いくつかの実施形態において、本発明のポリA粒子の要素は、好ましいインビボ生体内分布及び生体適合性のために、健常な対照動物とともに、ヒト疾患及び状態の実験動物モデルにおいて、ポリA微粒子の炎症を起こした小静脈への接着の可視化によって最適化される。インビボで炎症を起こした血管壁への付着は、ポリA粒子マトリックス内の蛍光標識で検出される。生体内顕微鏡(IVM)を使用して、ポリA粒子の接着を可視化し、循環する好中球の接着に対するそれらの影響をインビボで評価する。雌雄混合(50:50)の健常なC57BL/6Jマウスを使用する。対照アッセイにおいて、(1)非炎症マウス(陰性)においてポリA粒子が観察され、腸間膜炎症を有するが粒子が注入されていない(すなわち、ビヒクルのみ)マウスにおいて好中球接着が定量化される。炎症を有するマウスにおけるポリA粒子を評価する。ポリA粒子は、10,000部位/μm2の抗ICAM-1(YN1/1.7.4、マウス)抗体を介して標的化される。この抗体密度は、インビボで炎症を起こした血管壁へのマイクロスフィアのしっかりとした停止を媒介するのに十分である。粒子を約15mg/kgで滅菌PBSに注入して、ALIマウスのBALF中の好中球を減少させるのに十分な、約1.2mg/kgまたは約45mg/m2のヒト等価用量を得る。この用量は、マウスで評価した前臨床用量と一致し、第II相ヒト臨床試験では、35~50mg/m2用量のペグ化リポソームドキソルビシンが日常的に用いられている。
腸間膜炎モデルでは、マウスを麻酔し、必要に応じて抗体、粒子、及び追加の麻酔試薬の静脈内注射のために側面尾静脈カテーテルを配置する。マウスを37℃に加熱した台を備える顕微鏡上に配置し、腸間膜を正中線切開を介してガラスカバースリップに外観化する。血管選択後、好中球が炎症を起こした血管に付着することを遮断された優位な細胞であることを確認するために、好中球は、粒子注入の前に、蛍光Ly6G抗体(5μgのGr-1または1A8)を直接注射することによって、インビボでタグ付けされる。急性炎症は、PBS中の200μg/mLのTNF-αの10μLを局所的に塗布することによって誘発される。TNF-α活性化10分後に粒子を注入する。腸間膜血管は、25倍油対物レンズの反転蛍光顕微鏡(Zeiss Axio Observer Z1 Marianas Microscope)を介して、最大60分間の粒子及び細胞接着について撮像される。Slidebook 6ソフトウェアを使用して、10msごとに明視野及び緑色の蛍光で画像を連続的に記録する。ポリA粒子の接着及び好中球の遮断に関するデータを、粒子注入<5分後、10分後、15分後、及び60分後に収集する。60分で、複数の血管を同じ動物内でそれぞれ最大2分間撮像して、観察された粒子の付着を確認し、好中球の遮断が撮像のために選択された単一の血管のアーティファクトではないことを確認する。IVM撮像の終わりに、マウスを安楽死させ、肺、肝臓、心臓、腎臓、及び脾臓などの重要な臓器におけるポリA粒子の分布を評価し、炎症を起こしたマウスと炎症を起こしていないマウスとの間で比較する。相対的な総蛍光を評価する全臓器スキャンを、Odyssey CLx Infrared Imaging System(LI-COR)を使用して得、次いですべての臓器の単一細胞懸濁液を、サイトメトリーを介して分析されるコラゲナーゼ均質化を介して得る。均質化された肝試料を、白血球集団及びサイトカインの変化について評価する。
いくつかの実施形態において、本発明のポリA粒子の要素は、好ましいインビボ血液循環及びクリアランスについて最適化される。健常なマウスにおける動態アッセイを実施し、マウス血液を、ポリA粒子注入(例えば、15mg/kg)5分後、15分後、及び0.5時間後、1時間後、2時間後、4時間後、6時間後、12時間後、及び24時間後にサンプリングし、血流からのポリA粒子のクリアランス速度を特徴付けるために、粒子数を評価する。ある特定の実施形態において、ポリA粒子は、ICAM-1抗体で作製され、ポリA粒子の要素は、評価及び比較される。対照マウスは、PBSのみで処置したマウス、及び非標的化2μmのポリA粒子で処置したマウスを含む。所望の時間に、10μLの血液を収集し、Odyssey CLx Infrared imaging system上のポリA粒子について(例えば、蛍光走査によって)走査する。血漿半減期、分布体積、及びクリアランスなどの薬物動態パラメータの値は、2区画モデルに当てはめたデータを用いて、PKSolverを使用して血漿濃度対時間プロファイルのプロットから得る。粒子注入の24時間後に、マウスを安楽死させ、抽出された重要な臓器において粒子分布及びサイトカインレベルを評価する。重要な臓器の一部は、ヘマトキシリン及びエオシン(H&E)染色に供され、ポリA粒子の注入に関連する組織損傷/炎症の任意の兆候について、臨床獣医病理学者によって盲目的にスコアリングする。
いくつかの実施形態において、本発明のポリA粒子の要素は、健康なマウスにおける生体適合性の好ましいプロファイルについて最適化される。上記ポリA粒子注入を行い、血球数を測定する。マウスを、粒子注入2分後、30分後、60分後に安楽死させるか、またはケージに戻し、粒子注入前のベースラインと比較して7日間にわたって体重及び行動変化を観察する。時点は、粒子が血流から除去されたときに粒子注入1時間後までに好中球数がベースラインに戻るという証拠に基づいて選択される。標的化された時間間隔で、マウスを、採血のための心臓穿刺を介して安楽死させ、重要な臓器を除去する。血液を細胞数(血小板、好中球、単球、及びリンパ球)、ならびにPBS対照マウスと比較したヘマトクリット及びヘモグロビンレベルについて、血小板活性化及び細胞アポトーシスのレベルとともに測定する。各臓器の重量を記録し、粒子組成を組織ホモジネート中で評価する。組織学は、重要な臓器に損傷または瘢痕があるかどうかを検出するために使用される。炎症の兆候は、サイトカイン発現レベルの測定を介して評価される。本発明の開発過程で行われた実験は、(1)ポリA粒子が炎症を起こした血管に結合し、好中球接着を低減すること、及び(2)ポリA粒子がマウスにおいて最小限の毒性を示すこと、LPS誘発性ALIを有するマウスの100%が、ポリA粒子注入後少なくとも48時間生存することを示す。他の実施形態においては、抗ICAM-1でコーティングされたポリAを使用する。他の実施形態では、例えば、血管内投与、動脈内投与、静脈内投与、カテーテルによる投与、肺動脈カテーテルによる投与、介入放射線学的投与、超音波誘導性投与、MRI誘導性投与、外科的誘導性投与、腹腔鏡誘導性投与、気管支鏡誘導性投与、気管内投与、筋肉内投与、皮下投与、経腸投与、直腸投与、吸入投与、腹腔内投与、関節内投与、脊髄内投与、脳室内投与、小疱内投与、実質内投与等を含む、代替的な経路または投与が使用される。他の実施形態において、試料を、ポリA VTPに結合された抗ICAM-1のアイソタイプに対する抗体とともにインキュベートする。
いくつかの実施形態において、本発明のポリA粒子の要素は、それらの治療上の利益について最適化される。ある特定の実施形態において、ポリA粒子の治療的影響は、ARDSのPseudomonas(P.)aeruginosaマウスモデルにおいて比較される。グラム陰性菌であるP.aeruginosaは、入院患者における肺炎の2番目に一般的な原因であり、機械的に換気された患者において60~90%の死亡率で肺損傷を引き起こす。P.aeruginosa誘発性肺損傷のマウスモデルは、ヒトにおけるARDSの組織学的及び免疫学的特徴を複製し、ヒトにおけるARDSの46~51%は、肺細菌感染から生じる。このモデルは、ポリA粒子の肺損傷に対する保護効果、及び先天的な保護応答に対する粒子の有害な影響の可能性を評価する。雄雌混合(50:50)株のC57BL/6Jマウス、及びATCCから得られたP.aeruginosa 19660を使用する。
いくつかの実施形態において、本発明のポリA粒子の要素は、好中球血管外移動及びバリア破壊のタイミングについて最適化される。好中球の肺への移動の時間経過は、ポリA粒子の非存在下でのマウスにおけるP.aeruginosa投与後に評価され、ポリA粒子介入のタイミングを導くためのベースラインを確立する。実験例2は、BALFへの好中球移動の動態及び肺損傷の発症に連動した有意な治療上の利益(図5)を達成するために、ポリA粒子が注射される「感染後の時間」の重要性を示す。マウスをP.aeruginosaに感染させ、マウスを安楽死させる時間は、例えば、細菌感染6時間後、12時間後、18時間後、24時間後、30時間後及び36時間後でと、変化する。C57BL/6JマウスのP.aeruginosa感染48時間後の生存率が20%であることを考慮して、36時間上限を選択し、24時間での生存率は約70%である。BALF、肺組織、及び血液を、細胞含有量、細菌(CFU)、及び炎症マーカーについて分析する。白血球数は、BALF単一細胞懸濁液または血液を蛍光抗体のパネルで染色して異なる細胞集団を識別するフローサイトメトリーを介して得られる。好中球、単球、リンパ球、マクロファージ及び樹状細胞は、BALF内で染色される。ELISAを介したBALF上清及び血漿中の炎症性サイトカイン(例えば、IL-6、IL-12、MIP-2、MCP-1、IL-17KC、IL-10、TNF-α、及びIL-1β)のレベルの変化を比較する。BALFアルブミン及びIgMレベルを定量化して、感染マウスにおける肺胞上皮の完全性を評価する。主な臓器、例えば肺、肝臓、心臓、腎臓、及び脾臓を採取し、細菌CFU、白血球、及び炎症性サイトカインについて評価する。すべての観察された細胞数及びサイトカインレベルを、非感染(ビヒクルのみ)マウスにおけるベースラインと比較する。
いくつかの実施形態において、本発明のポリA粒子の要素は、P.aeruginosa誘発ALI/ARDSにおける肺損傷の低減に対するポリA粒子投与のタイミングの影響について最適化される。P.aeruginosa感染マウスにおける肺損傷を改善するポリA粒子の能力と、「粒子なし」処置について特徴付けられる損傷の程度とを、BALF及び肺、血液、及び他の主要な臓器における白血球数、サイトカインレベル、及び細菌CFUの評価を介して比較する。異なる直径のVTP(例えば、マウス抗ICAM-1(YN1/1.7.4)では200nm及び2μmのVTP)を評価する。この抗体でコーティングされたPS VTPは、非標的化微粒子とは異なり、ALIマウスの肺内で最大24時間保持される(図6)。マウスを(例えば、15mg/kgまたは他の用量で)VTPで処置し、感染6時間後、12時間後、18時間後、24時間後、及び30時間後の様々な時間に注射する。粒子の注入間隔にかかわらず、マウスを、間隔後、固定された感染36時間後に安楽死させる(図7)。抗体標的化されたポリA粒子(抗ICAM-1または抗E-セレクチンまたは抗VCAM-1)が治療的影響を増強する能力を、P.aeruginosa感染マウスにおけるBALF好中球及び血液CFUを減少させることが示されている18時間点における非標的化2μmのポリAの投与と比較して評価する(実施例2)。BALF細胞を計数し、BALF上清中のアルブミン/IgMレベル、細菌CFU、及び炎症性サイトカインのポリA注射時間に対する変化を測定する。肺組織を、粒子含有量(すなわち、全臓器スキャン組織学、及び組織ホモジネートによる)、ならびに細菌CFU、サイトカイン、及び白血球数について評価する。上皮肥厚、気道上皮壊死、及び肺胞内浮腫についてのH&E染色肺切片の盲検スコアリングを介した肺損傷の程度を、「無微粒子」対照と比較した異なるMP注入時間について評価する。
いくつかの実施形態において、本発明のポリA粒子の要素は、観察される肺損傷及び細菌の拡散の程度の比較によって、動物を安楽死させる粒子注入後の時間について最適化される。2μmサイズのポリA粒子を、6時間及び18時間の固定された「感染後の時間」に投与し、BALF及び主要臓器細胞/サイトカイン/CFU/粒子数を、粒子注入の6時間後、12時間後、18時間後、及び24時間後の様々な時間で分析する(すなわち、マウスを安楽死させる)(図7)。肝臓を評価して、多様な要素を有するポリA粒子の注射が、ALI/ARDsマウスにおける好中球及び粒子の蓄積及び肝臓への損傷を促進するかどうかを判定する。肝臓の一部の全臓器スキャンは、粒子の局在の検出に使用される。肝臓の切片を均質化し、粒子、白血球集団、及び炎症関連サイトカインの発現について評価する。肝臓組織/細胞の構造は、H&E染色を介して評価され、ALIモデルにおける粒子による潜在的な肝臓損傷のさらなる尺度として、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、アルカリホスファターゼビリルビン、及びアラニンアミノトランスフェラーゼを含む、安楽死で収集された血液からの血清に対し肝機能検査(LFT)が行われる。対照は、粒子処置を行わないALI/ARDsマウス由来の肝臓、及びビヒクル対照である。
いくつかの実施形態において、本発明のポリA粒子の組成物は、治療的利益について最適化される。ポリA粒子から放出されたSAの追加の利点は、ポリAポリマー分解の速度を非分解ポリマーから数日以内に実質的に分解するポリマーまで変化させることによって、BALF細胞数及びサイトカインレベルの変化について評価される。図8は、ポリAポリマーの構造を示し、「R」は、直鎖炭化水素、例えば、(CH2)3から分枝脂肪族までの範囲のリンカーに対応し、「n」は、ポリマー反復単位である。R1及びR2アジピン酸リンカーを有するポリAポリマーから作製された粒子は、それぞれ3日及び21日で完全に分解する(Rosario-Melendez,R.,M.A.Ouimet,and K.E.Uhrich,Formulation of salicylate-based poly(anhydride-ester)microspheres for short- and long-term salicylic acid delivery.Polym Bull(Berl),2013.70(1):p.343-351)。R3リンカーを有する粒子は、21日間にわたって21%のSAを放出し、3.5ヶ月以内に完全な分解に到達する。ある特定の実施形態において、「R」及び「n」の両方は、3日(R1)、7日(R2)、21日(R2-ベースラインポリマー)、及び>28日(R3)で実質的に分解する2μm VTPを配合するためのポリマーを達成するように調節される(Prudencio,A.,R.C.Schmeltzer,and K.E.Uhrich,Effect of Linker Structure on Salicylic Acid-Derived Poly(anhydride-esters).Macromolecules,2005.38(16):p.6895-6901)。いくつかの実施形態において、ポリA粒子分解プロファイルは、血漿中で分解するマイクロスフィアを用いたアッセイを介して決定される。粒子は、肺内で同定された注入された粒子の分画に基づく濃度で血漿に添加される。様々な分解速度のポリA粒子を抗ICAM-1抗体に適合させ、感染18時間後にP.aeruginosa感染マウスに注射する。マウスは感染の24時間後に安楽死させる。血液、BALF、及び組織を採取し、細胞数、サイトカイン及びタンパク質レベル、ならびに細菌CFUに対するポリA分解速度の影響を測定する。対照は、(1)DMSO(100ug/g)中のアスピリン、(2)DMSOのみ、(3)非分解性ポリスチレン(PS)粒子、及び(4)SAの代わりに乳酸を放出する分解性PLGA粒子、で処置した感染マウスである。
いくつかの実施形態において、本発明のポリA粒子の要素は、好中球食作用(例えば、ロッド形状)について最適化される。原発性血液白血球(例えば、好中球、単球、及びリンパ球)による表面タンパク質発現及びサイトカイン分泌は、ポリA粒子への曝露を伴うかまたは伴わないで測定される。マウス全血及び単離された細胞を、例えば、3日及び>28日分解性ポリA粒子と1時間インキュベートする。粒子をインキュベートした細胞を、フローサイトメトリーを介して分析し、蛍光抗体染色を介して内在化されたポリA粒子の量、及びLAM、例えば、CD26L、CD15、CD11b、及びCD66bの発現レベルを測定する。さらに、白血球を、アネキシンV、カスパーゼ、及びホスファチジルセリンを含むアポトーシスマーカーについて評価する。上清は、貪食後に単離された細胞によって放出される炎症促進因子のためのELISAを介して特徴付けられる。対照は、PS粒子及びビヒクル(粒子なし)に曝露された血液/細胞である。粒子処置された単離された一次細胞から得られた上清を使用して、肺から単離されたマクロファージ及び樹状細胞(DC)を処置し、PS粒子またはビヒクルのみの対照と比較して、抗炎症性表現型に関連するポリA粒子に曝露された好中球(または、単球もしくはリンパ球)から分泌される因子を識別する。炎症性サイトカインのマウス肺マクロファージ発現は、ポリAと直接インキュベートすると変化しない(図9)。肺マクロファージ及びDCを、分散肺消化細胞から単離する。(Deng,J.C.,G.Cheng,M.W.Newstead,X.Zeng,K.Kobayashi,R.A.Flavell,and T.J.Standiford,Sepsis-induced suppression of lung innate immunity is mediated by IRAK-M.J Clin Invest,2006.116(9):p.2532-42)。単離されたマクロファージ及びDCを、LPS(1時間)、またはP.aeruginosa(8時間)で培養した後、細胞放出上清にさらに2時間曝露する。対照アッセイは未処置であり、LPSのみ/P.aeruginosaマクロファージ及びDCである。マクロファージ及びDC上清は、IL-6、IL-10、IP-10、KC、MCP-1、MIP2、及びTNF-αを含むALI/ARDS内に分泌される因子について評価される。
いくつかの実施形態において、本発明のポリマー粒子は、ポリAポリマー粒子を含む。他の実施形態において、ポリマー粒子は、PLGAポリマー粒子を含む。本発明のポリマー粒子は、ポリA、PSまたはPLGA粒子に限定されない。特定の実施形態において、ポリマー粒子は、生分解性であり、標的化可能であり、かつ微粒子及び/またはナノ粒子の投与のために構成される追加のポリマーを含む。
いくつかの実施形態において、本発明のポリA粒子は、エマルジョン溶媒蒸発法を使用して生成される。ある特定の実施形態において、ポリビニルアルコール(PVA)(例えば、平均Mwが20~70dDaの87~90%加水分解PVA)を水に溶解し、pH6~7の1重量%のPVA溶液を提供する。ポリA(例えば、20mgのポリA)をジクロロメタン(DCM)に溶解し、DCM油相中のポリAを、4000rpm以上で1~2時間以上混合する際にPVA水相にゆっくりと添加する。次に、生成された粒子を遠心分離し、PVA/水溶液を吸引する。ペレットを脱イオン水中に再懸濁させ、洗浄し、液体窒素下で凍結し、凍結乾燥し、-20℃で保管する。
いくつかの実施形態において、本発明のポリA粒子は、1つ以上の生物活性化合物または薬物の担体となるように修飾される。ある特定の実施形態において、エマルジョン溶媒蒸発(ESE)技術を使用して、薬物負荷分解性微粒子、例えば、ポリAポリマーからのマイクロスフィアを作製する。疎水性化合物及び薬物については、化合物または薬物をジクロロメタン(油相)に溶解させたポリAポリマー(Mw=約20kDa)に添加し、溶液を1wt%のPVA水溶液に乳化する単一のエマルジョンプロセスを使用する。油相(ポリA及び化合物または薬物)はシリンジ針を介してゆっくりと注入され、エマルジョンは最大2時間連続して攪拌され、油滴が硬化することを可能にする。得られたポリA粒子を、遠心分離を介して2回洗浄し、凍結乾燥を介して乾燥させる。粒子を使用まで-40℃で保管する。親水性の薬物には、二重エマルジョンプロセス(水中油中水型)を使用する。化合物または薬物を、ジクロロメタンに溶解したポリAポリマーに乳化される水相に添加する。次いで、薬物ポリマーエマルジョンを、1重量%のPVAの水溶液中に乳化する。
本明細書に記載の少なくとも1つのポリA粒子及び少なくとも1つの薬学的に許容される担体を含む医薬組成物はまた、1つ以上の他の活性剤を含み得る。本明細書に記載のポリA粒子は、注射用剤形、液体分散液、ゲル、エアロゾル、軟膏、クリーム、凍結乾燥配合物、乾燥粉末、錠剤、カプセル、制御放出配合物、高速溶融配合物、遅延放出配合物、持続放出配合物、脈動放出配合物、即時放出性及び制御放出性混合配合物等を含むが、これらに限定されない、任意の薬学的に許容される剤形で利用することができる。具体的には、本明細書に記載のポリA粒子は、(a)経口、肺、静脈内、動脈内、くも膜下腔内、関節内、直腸内、眼内、結腸内、非経口、大槽内、膣内、腹腔内、局部、口腔、経鼻、及び局所の投与(例えば、皮膚、粘膜、結膜及び/または局部内投与)のいずれかから選択される投与のために、(b)液体分散体、ゲル、エアロゾル、軟膏、クリーム、錠剤、小袋及びカプセルのいずれかから選択される剤形に、(c)凍結乾燥配合物、乾燥粉末、高速溶融配合物、制御放出配合物、遅延放出配合物、徐放性配合物、脈動放出配合物、及び即時放出性及び制御放出性混合配合物のいずれかから選択される剤形に、または(d)それらの任意の組み合わせに、配合することができる。
非経口、皮内、または皮下塗布に使用される溶液または懸濁液は、以下の構成要素のうちの1つ以上を含むことができる。(1)注射用水、生理食塩水、不揮発性油、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコールまたは他の合成溶媒等の滅菌希釈剤、(2)ベンジルアルコールまたはメチルパラベン等の抗菌剤、(3)アスコルビン酸または亜硫酸水素ナトリウム等の抗酸化剤、(4)エチレンジアミン四酢酸等のキレート化剤、(5)酢酸塩、クエン酸塩またはリン酸塩等の緩衝液、及び(5)塩化ナトリウムまたはデキストロース等の浸透圧調整剤。pHは、塩酸もしくは水酸化ナトリウム等の酸または塩基を用いて調整することができる。非経口調製物は、アンプル、使い捨てシリンジ、またはガラスもしくはプラスチックで作製された複数用量バイアルに封入することができる。
注射剤使用に適した薬学的組成物は、滅菌水溶液(水溶性の場合)、または滅菌注射剤もしくは分散液を即時調製するための分散液及び滅菌粉末を含み得る。静脈内投与では、好適な担体として、生理食塩水、静菌水、Cremophor EL(BASF,Parsippany,N.J.)、またはリン酸緩衝食塩水(PBS)が挙げられる。いずれの場合も、組成物は無菌であるべきであり、容易な注射可能性が存在する程度まで流体であるべきである。医薬組成物は製造及び保存条件下で安定でなければならず、また、細菌及び真菌等の微生物の汚染作用から保護されるべきである。「安定」という用語は、本明細書で使用される場合、対象への投与に適した状況または状態に留まることを意味する。
担体は、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、及び液体ポリエチレングリコール等)、及びそれらの好適な混合物を含む溶媒または分散媒であってもよい。適切な流動性は、例えば、レシチン等のコーティングの使用によって、分散の場合には必要な粒径を維持することによって、及び界面活性剤の使用によって維持することができる。微生物作用の予防は、例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、アスコルビン酸、チメロサール等の種々の抗菌剤及び抗真菌剤によって達成することができる。多くの場合、組成物中に等張化剤、例えば、糖、マンニトールもしくはソルビトール等の多価アルコール、及び塩化ナトリウム等の無機塩を含むことが好ましい。注射用組成物の持続的吸収は、組成物中に吸収を遅延させる薬剤、例えば、モノステアリン酸アルミニウム及びゼラチンを含めることによってもたらすことができる。
滅菌注射可能な溶液は、所望に応じて、上に列挙される成分の1つまたはその組み合わせを含む適切な溶媒に、適切な量の活性試薬(例えば、ポリA粒子)を組み込み、その後で濾過滅菌することによって調製することができる。一般に、分散液は、基本の分散媒、及び任意の他の所望の成分を含有する滅菌ビヒクルに少なくとも1つのポリA粒子を組み込むことによって調製される。滅菌注射可能な溶液を調製するための滅菌粉末の場合、代表的な調製方法は、真空乾燥及び凍結乾燥を含み、その両方は、ポリA粒子及び任意の追加の所望の成分の粉末を予め滅菌濾過したその溶液から得る。経口組成物は、一般に、不活性希釈剤または食用担体を含む。例えば、ゼラチンカプセルに封入するか、または錠剤に圧縮することができる。経口治療的投与の目的のために、ポリA粒子を賦形剤と組み込み、錠剤、トローチ、またはカプセルの形態で使用することができる。経口組成物はまた、マウスウォッシュとして使用するための流体担体を使用して調製することもでき、ここで、流体担体中の化合物は、経口的に適用され、口の中で回され、吐き出されるか、または飲み込まれる。薬学的に適合する結合剤、及び/またはアジュバント材料は、組成物の一部として含まれ得る。
吸入による投与のために、化合物は、好適な推進剤、例えば、好適なデバイスからの二酸化炭素、噴霧された液体、または乾燥粉末等のガスを含有する圧力容器またはディスペンサーからのエアゾールスプレーの形態で送達される。経粘膜または経皮投与のために、浸透されるバリアに適切な浸透剤を配合物に使用する。かかる浸透剤は一般に当該技術分野で既知であり、例えば、経粘膜投与用では、洗剤、胆汁酸塩、及びフシジン酸誘導体が挙げられる。経粘膜投与は、経鼻スプレーまたは坐剤の使用によって達成することができる。経皮投与のために、活性試薬は、当該技術分野で一般に知られているように、軟膏、膏薬、ゲル、またはクリームに配合される。試薬はまた、直腸送達のための座薬の形態(例えば、カカオバター及び他のグリセリドなどの従来の座薬塩基を用いて)または保持浣腸の形態で調製することができる。
いくつかの実施形態では、ポリA粒子は、体からの急速な排出から保護する担体とともに調製される。例えば、インプラント及びマイクロカプセル化送達系を含む、制御放出配合物を使用することができる。エチレン酢酸ビニル、ポリ酸無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステル、及びポリ乳酸等の生分解性、生体適合性ポリマーを使用することができる。そのような配合物を調製するための方法は、当業者には明白であろう。材料は、Alza Corporation及びNova Pharmaceuticals,Inc.から市販のものを得ることもできる。
リポソーム懸濁物(ウイルス抗原に対するモノクローナル抗体を用いて感染細胞に標的化されるリポソームを含む)もまた、薬学的に許容される担体として使用され得る。これらは、例えば、米国特許第4,522,811号に記載されるように、当業者に既知の方法に従って調製することができる。
加えて、ポリA粒子の懸濁液は、適切な油性注入懸濁液として調製してもよい。好適な親油性溶媒またはビヒクルとしては、ゴマ油等の脂肪油、またはオレイン酸エチル、トリグリセリド、もしくはリポソーム等の合成脂肪酸エステルが挙げられる。非脂質ポリカチオン性アミノポリマーも送達に使用し得る。任意選択で、懸濁液は、化合物の溶解度を増加させ、高度に濃縮された溶液の調製を可能にする好適な安定剤または薬剤を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、経口組成物または非経口組成物を、投与の容易さ及び投薬量の均一性のために単位剤形(dosage unit form)に配合することが特に有利である。本明細書で使用される単位剤形は、治療されるべき対象のための単位投与量として適した物理的に別個の単位を指し、各単位が、必要な薬学的担体と関連して所望の治療効果がもたらされるように計算された所定の量のポリA粒子を含有する。本明細書に記載のポリA粒子の投薬単位剤形の仕様は、特定のポリA VTPの特徴及び達成されるべき特定の治療効果、ならびに個体の治療のためにそのような活性剤を調合する技術分野に固有の制限によって左右され、かつそれらに直接依存する。
少なくとも1つのポリA粒子を含む医薬組成物は、1つ以上の薬学的賦形剤を含むことができる。かかる賦形剤の例としては、結合剤、充填剤、滑沢剤、懸濁剤、甘味料、香味剤、防腐剤、緩衝剤、湿潤剤、崩壊剤、発泡剤、及び他の賦形剤が挙げられるが、これらに限定されない。かかる賦形剤は、当該技術分野で既知である。例示的な賦形剤としては、以下が挙げられる。(1)種々のセルロース及び架橋ポリビニルピロリドン、微結晶性セルロース、例えばAVICEL.PH101及びAVICEL.PH102、ケイ化微結晶セルロース(ProSolv SMCC)、トラガントガム及びゼラチンを含む結合剤、(2)種々のデンプン、乳糖、乳糖一水和物、及び無水乳糖等の充填剤、(3)アルギン酸、Primogel、トウモロコシデンプン、軽く架橋されたポリビニルピロリドン、ジャガイモデンプン、トウモロコシデンプン、及び改質デンプン、クロスカルメロースナトリウム、クロスポビドン、デンプングリコール酸ナトリウム、及びそれらの混合物などの崩壊剤、(4)圧縮される粉末の流動性に作用する薬剤を含む滑沢剤には、ステアリン酸マグネシウム、コロイド状二酸化ケイ素、例えばAEROSIL 200、タルク、ステアリン酸、ステアリン酸カルシウム、及びシリカゲルが含まれ、(5)コロイド状二酸化ケイ素などの滑剤、(6)ソルビン酸カリウム、メチルパラベン、プロピルパラベン、安息香酸、及びその塩類等の保存剤、ブチルパラベン等のパラヒドロキシ安息香酸の他のエステル、エチルアルコールもしくはベンジルアルコール等のアルコール、フェノール等のフェノール化合物、または塩化ベンザルコニウム等の四級化合物、(7)微結晶セルロース、ラクトース、第二リン酸カルシウム、サッカライド等の薬学的に許容される不活性な充填剤などの希釈剤、及び/または先のいずれかの混合物、希釈剤の例には、AVICEL PH101及びAVICEL.PH102等の微結晶セルロース;ラクトース一水和物、無水ラクトース、及びPHARMATOSE.DCL21等のラクトース;EMCOMPRESS等の第二リン酸カルシウム;マンニトール;デンプン;ソルビトール;スクロース;及びグルコースが挙げられ、(8)スクロース、サッカリン、スクロース、キシリトール、サッカリンナトリウム、シクラメート、アスパルテーム、及びアセスルファム等の任意の天然または人工甘味料を含む甘味剤、(9)ペパーミント、サリチル酸メチル、オレンジ香料、MAGNASWEET(MAFCOの商標)、バブルガム香料、果実香料等の香味剤、ならびに(10)有機酸及び炭酸塩または重炭酸塩等の発泡性カップルを含む発泡剤。好適な有機酸として、例えば、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、フマル酸、アジピン酸、コハク酸、及びアルギン酸ならびに無水物及び酸塩が挙げられる。好適な炭酸塩及び炭酸水素塩としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸グリシンナトリウム、炭酸L-リジン、及び炭酸アルギニンが挙げられる。あるいは、発泡性カップルの炭酸水素ナトリウム成分のみが存在し得る。
種々の実施形態では、本明細書に記載の配合物は、実質的に純粋である。本明細書で使用される場合、「実質的に純粋な」とは、活性成分(例えば、ポリA粒子)が存在する優勢な種であることを意味する(すなわち、モル換算では、組成物中の任意の他の個々の種よりも豊富である)。一実施形態において、実質的に精製された画分は、活性成分が存在するすべての巨大分子種の少なくとも約50%(モル単位で)を占める組成物である。一般に、実質的に純粋な組成物は、組成物中に存在するすべての巨大分子種の約80%超を含む。様々な実施形態において、実質的に純粋な組成物は、組成物中に存在するすべての巨大分子種の少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、または少なくとも約99%を含むことになる。種々の実施形態において、活性成分は、均質性(汚染物質種は、従来の検出方法によっては組成物中で検出することができない)に精製され、この組成物は、本質的に単一の巨大分子種からなる。
[ポリAポリマー粒子組成物を含むキット]
本開示は、本明細書に記載のポリA粒子のいずれかを含むキットを提供する。かかるキットは、例えば、(1)少なくとも1つのポリA粒子、及び(2)溶媒または溶液等の少なくとも1つの薬学的に許容される担体を含み得る。追加のキット構成要素として、例えば、(1)安定剤、緩衝液等の本明細書で特定される薬学的に許容される賦形剤のいずれか、(2)キット成分を保持及び/または混合するための少なくとも1つの容器、バイアルまたは同様の装置、ならびに(3)送達装置、を含み得る。
本開示は、本明細書に記載のポリA粒子のいずれかを含むキットを提供する。かかるキットは、例えば、(1)少なくとも1つのポリA粒子、及び(2)溶媒または溶液等の少なくとも1つの薬学的に許容される担体を含み得る。追加のキット構成要素として、例えば、(1)安定剤、緩衝液等の本明細書で特定される薬学的に許容される賦形剤のいずれか、(2)キット成分を保持及び/または混合するための少なくとも1つの容器、バイアルまたは同様の装置、ならびに(3)送達装置、を含み得る。
ある特定の実施形態において、本発明は、炎症の当該阻害剤(例えば、ポリA)を対象に投与するための指示書を提供する。ある特定の実施形態において、本発明は、細胞または組織における炎症を特徴とする状態の治療のために、キットに含まれる組成物を使用するための指示書を提供する(例えば、投薬、投与経路、患者特有の特徴を治療的作用経路と相関させるための治療担当医師向けの決定木を提供する)。ある特定の実施形態において、本発明は、炎症に関連する様々な医学的状態(例えば、ALI/ARDS、敗血症、感染症、関節炎、関節リウマチ、若年性関節リウマチ)を治療するためにキットに含まれる組成物を使用するための指示書を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、炎症に関連する様々な医療状態、及び/または自己免疫状態を治療するために、キットに含まれる組成物を使用するための指示書を提供する。
[治療方法]
いくつかの実施形態において、本明細書で提供されるのは、ポリA粒子の使用を通じて病状を予防または治療する(例えば、1つ以上の症状を緩和する)方法である。本方法は、治療有効量のポリA粒子を、それを必要とする対象に投与することを含む。記載のポリA粒子は予防的療法にも使用できる。いくつかの実施形態において、ポリA粒子は静脈内投与される。治療方法に使用されるポリA粒子は、本明細書に記載のポリA VTPもしくはnTP、またはその薬学的に許容される塩、もしくはそのプロドラッグであり得る。個体または対象は、ネコ、イヌ、ウマ、ブタ、及びウシ、好ましくはヒト対象を含むがこれらに限定されない、任意の動物(飼育動物、家畜、または野生)であり得る。本明細書で使用される場合、患者、個体、及び対象という用語は、互換的に使用され得る。
いくつかの実施形態において、本明細書で提供されるのは、ポリA粒子の使用を通じて病状を予防または治療する(例えば、1つ以上の症状を緩和する)方法である。本方法は、治療有効量のポリA粒子を、それを必要とする対象に投与することを含む。記載のポリA粒子は予防的療法にも使用できる。いくつかの実施形態において、ポリA粒子は静脈内投与される。治療方法に使用されるポリA粒子は、本明細書に記載のポリA VTPもしくはnTP、またはその薬学的に許容される塩、もしくはそのプロドラッグであり得る。個体または対象は、ネコ、イヌ、ウマ、ブタ、及びウシ、好ましくはヒト対象を含むがこれらに限定されない、任意の動物(飼育動物、家畜、または野生)であり得る。本明細書で使用される場合、患者、個体、及び対象という用語は、互換的に使用され得る。
本明細書で使用される場合、「治療すること」は、疾患、状態もしくは障害を治療することを目的とする患者の管理及び看護を言い表し、患者における疾患、状態もしくは障害の症状または合併症の発症を予防するため、疾患、状態もしくは障害の症状または合併症を緩和するため、または疾患、状態もしくは障害の存在を排除するために、ポリA粒子の投与を含む。より具体的には、「治療すること」は、疾患(障害)状態、疾患進行、疾患原因物質、または他の異常状態の少なくとも1つの有害な症状または影響を逆転、減弱、軽減、最小化、抑制、または停止することを含む。一般に、症状及び/または病態が改善する限り、治療は継続される。
いくつかの実施形態において、本発明の組成物及び方法は、炎症性疾患、悪性疾患、感染症、自己免疫疾患、及び/または好中球病態生理が関与する他の疾患もしくは状態を予防、治療及び/または改善するために使用される。本明細書に記載されるポリA粒子で治療され得る非限定的な例示的な炎症性疾患としては、リウマチ性関節炎、若年特発性関節炎、全身性発症若年特発性関節炎、痛風、変形性関節症、敗血症、喘息、間質性肺疾患、炎症性腸疾患、全身性硬化症、眼内炎症、グレーブス病、子宮内膜症、全身性硬化症、成人発症性静脈疾患、アミロイドAアミロイドーシス、リウマチ性多筋痛症、自然に良くなる傾向のある、圧痕浮腫を伴う血清反応陰性の寛解性対称性滑膜炎、ベーチェット病、ブドウ膜炎、移植片対宿主病、及びTNFR関連周期性症候群が挙げられる。本明細書に記載されるポリA粒子で治療され得る悪性疾患としては、がん及びがん関連状態が挙げられる。非限定的な例示的ながんとしては、多発性骨髄腫、白血病、膵臓癌、乳癌、結腸直腸癌、悪液質、黒色腫、子宮頸癌、卵巣癌、リンパ腫、胃腸、肺癌、前立腺癌、腎細胞癌、転移腎癌、固形腫瘍、非小細胞肺癌、非ホジキンリンパ腫、膀胱癌、経口癌、骨髄増殖性腫瘍、B細胞リンパ増殖性疾患、及び形質細胞白血病が挙げられる。非限定的な例示的ながん関連状態としては、非小細胞肺癌関連疲労及びがん関連拒食症が挙げられる。本明細書に記載のポリA粒子で治療することができる非限定的な例示的な感染には、細菌感染、ウイルス感染、真菌感染、リケッチア感染、寄生虫感染、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)感染、ヒトTリンパ好性ウイルス(HTLV)感染、呼吸器ウイルス感染、脳マラリア、尿路感染、及び髄膜炎菌感染が含まれる。本明細書に記載のポリA VTPで治療され得る非限定的な例示的な自己免疫疾患としては、全身性エリスロマトーデス、全身性硬化症、多発性筋炎、巨細胞性動脈炎を含む血管炎症候群、高安静脈炎、クリオグロブリン血症、ミエロペルオキシダーゼに対する抗好中球細胞質抗体関連半月形糸球体腎炎、リウマチ性血管炎、クローン病、再発性多発性軟骨炎、後天性血友病A、及び自己免疫性溶血性貧血が挙げられる。本明細書に記載のポリA粒子で治療することができるさらなる疾患としては、キャッスルマン病、強直性脊椎炎、冠動脈性心疾患、関節リウマチの心血管疾患、肺動脈性肺高血圧症、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、アトピー性皮膚炎、乾癬、坐骨神経痛、II型糖尿病、肥満、巨細胞性動脈炎、急性移植片対宿主病(GVHD)、ST非上昇型心筋梗塞、抗好中球細胞質抗体(ANCA)関連血管炎、視神経脊髄炎、慢性糸球体腎炎、及び高安動脈炎が挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、開示される化合物またはその薬学的に許容される塩、またはプロドラッグは、他の活性剤と組み合わせて投与され得る。開示されるポリA粒子を含む組成物は、例えば、2つ以上のポリA粒子を含有し得る。いくつかの実施形態では、1つ以上のポリA粒子を含有する組成物は、炎症性疾患、悪性疾患、感染症、自己免疫疾患、及び/または好中球病態生理が関与する他の疾患もしくは状態を予防、治療、及び/または改善するための1つ以上の追加の薬剤と組み合わせて投与される。
ポリA粒子を利用する投薬レジメンは、例えば、対象のタイプ、種、年齢、体重、性別及び病状、治療される状態の重症度、投与経路、対象の腎機能及び肝機能、ならびに使用される特定のポリA粒子またはその担体を含む、様々な因子に従って選択される。通常の熟練した医師または獣医師は、病態の進行を予防し、それに対抗し、またはそれを阻止するために必要な組成物の有効量を容易に決定し、処方することができる。一般に、投薬量、すなわち、治療有効量は、1日当たり約1ng/kg~約1g/kg体重、いくつかの実施形態において約1ug/kg~約1g/kg体重、いくつかの実施形態において約1ug/kg~約100mg/kg体重、いくつかの実施形態において約1ug/kg~約10mg/kg体重の範囲である。
[診断及び検出方法]
本明細書に記載されるポリA粒子は、インビトロまたはインビボのいずれかで診断試薬として使用される。本明細書で同定されたポリA粒子は、任意の診断、検出、撮像、ハイスループットスクリーニング、または標的検証技術もしくは手順、またはアッセイに使用することができ、ポリA粒子を限定なしに使用することができる。
本明細書に記載されるポリA粒子は、インビトロまたはインビボのいずれかで診断試薬として使用される。本明細書で同定されたポリA粒子は、任意の診断、検出、撮像、ハイスループットスクリーニング、または標的検証技術もしくは手順、またはアッセイに使用することができ、ポリA粒子を限定なしに使用することができる。
本明細書に記載の抑制性好中球に結合することができるポリA粒子は、平面アレイ、ビーズ、及び他のタイプの固体支持体を使用するアッセイを含む、様々なアッセイに使用することができる。本アッセイは、生命科学研究用途、臨床診断用途(例えば、疾患の診断試験、または予防的ヘルスケアのための「ウェルネス」試験)、親和性結合オリゴヌクレオチドヌクレアーゼアッセイ(ALONA)、及びユビキチン-プロテアソームシステム(UPS)アッセイ、ならびにインビボイメージング用途を含む、様々な状況で使用することができる。いくつかの用途では、記載のポリA VTPを採用する多重アッセイを使用してもよい。
いくつかの実施形態では、ポリA粒子は、様々なインビトロ診断方法またはキットに組み込むための感受性のある特異的な試薬として使用される。いくつかの実施形態において、ポリA粒子は、いくつかの感染性または他のタイプの疾患検出方法において抗体の代替として使用され、ポリA粒子は、検出可能な材料及び固定化または捕捉成分のいずれかまたは両方を含む。これらの実施形態では、キット由来のポリA粒子を臨床検体と混合した後、様々なアッセイフォーマットを利用することができる。一実施形態では、ポリA粒子はまた、フルオロフォア等の検出可能な標識も含む。他の実施形態において、アッセイ形式は、蛍光クエンチ、ハイブリダイゼーション方法、フローサイトメトリー、質量分析、阻害または競合方法、酵素結合オリゴヌクレオチドアッセイ、SPR、エバネッセント波法等を含んでよい。いくつかの実施形態において、ポリA粒子は、溶液中に含めてキットに提供される。他の実施形態において、キット中のポリA粒子は、検体を試験するためのアッセイと併用される固体支持体上に固定される。種々の実施形態において、固体支持体は、目的の1つ以上の標的の検出のために設計される。他の実施形態において、キットは、対象となる標的を抽出するための試薬、ポリA粒子を構築するための試薬、洗浄を行うための試薬、検出試薬等をさらに含んでよい。
デバイスの固体表面に付着した1つ以上のポリA粒子を有する診断デバイスまたはアッセイデバイス(例えば、カラム、テストストリップまたはバイオチップ)も提供される。ポリA粒子は、固体表面と接触している好中球に結合可能であり、デバイスの表面に付着したままのポリA粒子-好中球複合体を形成し、それによって標的を捕捉し、標的の検出及び任意選択での定量を可能にするように位置付けられ得る。ポリA粒子のアレイ(同じであってもまたは異なっていてもよい)は、そのようなデバイス上に提供されてもよい。
好中球を検出するための一実施形態では、ポリA粒子を、好中球に特異的な結合パートナーを含む標識剤と接触させる。特異的結合パートナーは、抗体、抗体断片、合成抗体模倣物、バイオ模倣物、アプタマー、分子インプリントされたリガンド等を含む任意の好適な部分であり得る。特異的結合パートナーは、別の標識剤成分、通常は検出可能な部分もしくは標識にコンジュゲートまたは連結される。
検出可能な部分または標識は、直接的にまたは間接的に検出することができる。一般に、検出可能な任意のレポーター分子は、標識であり得る。標識として、例えば、(i)シグナルを生成することによって直接検出することができるレポーター分子、(ii)レポーター分子を含有する同族のものへのその後の結合によって間接的に検出することができる特異的な結合ペアメンバー、(iii)質量分析によって検出可能な質量タグ、(iv)増幅またはライゲーションのための鋳型を提供することができるオリゴヌクレオチドプライマー、及び(v)例えば、リプレッサータンパク質等のリガンドとして作用することができる特異的なポリヌクレオチド配列または認識配列が挙げられ、後者の2つの事例において、オリゴヌクレオチドプライマーまたはリプレッサータンパク質は、レポーター分子等を有するか、または有することができるであろう。レポーター分子は、触媒、例えば、酵素、触媒をコードするポリヌクレオチド、プロモーター、色素、蛍光分子、量子ドット、化学発光分子、補酵素、酵素基質、放射性基、小さな有機分子、増幅可能なポリヌクレオチド配列、ラテックスまたは炭素粒子等の粒子、金属ソル、結晶体、リポソーム、細胞等(これらは、色素、触媒、または他の検出可能な基でさらに標識されてもよく、または標識されなくてもよい);質量分析目的でコンジュゲートされる分子の重量を変化させる質量タグ等であってもよい。標識は、電磁材料または電気化学材料から選択することができる。一実施形態において、検出可能な標識は蛍光色素である。他の標識及び標識スキームは、本明細書の開示に基づいて当業者に明白であろう。
一般的に記載されている本発明は、本発明の特定の態様及び実施形態の例示のためにのみ含まれ、本発明を限定することを意図するものではない以下の実施例を参照することにより、より容易に理解されるであろう。動物及びヒト研究のためのすべてのプロトコルは、University of MichiganのCommittee on Use and Care of Animal or the Institutional Review Boardによって承認された。
[実施例1-ポリA粒子はALI中の好中球肺移動を低減させる]
ポリAマイクロスフィアを、30mg/kgのLPS誘発ALIを用いてマウスの尾静脈に注射した。LPS投与の1時間後に注入したポリA球は、粒子を有しないALIマウスと比較して、BALF好中球数を有意に減少させた(図3)。DMSOにおけるアスピリンの尾静脈注射は、ALIマウスにおけるBALF好中球数を減少させず、ALIにおける好中球肺移動の観察された減少におけるポリA VTP粒子と好中球との物理的相互作用の有用性を実証した。粒子処置されたALIマウスは、BALFにおいてより低いアルブミンレベルを有し(図16)、粒子注入による肺損傷の低減を示した。ALIマウスのBALFに典型的に見られる炎症のマーカーのレベルは、ポリA球がPSまたはアスピリンと比較して肺における炎症を有意に低減させることを示した(p<0.05)。TNF-α、KC(図15)、及びMIP2(図16)のBALF濃度は、ポリA処置ALIマウスにおいて低下したが、PS球またはアスピリンで処置したマウスについては低下しなかった。
ポリAマイクロスフィアを、30mg/kgのLPS誘発ALIを用いてマウスの尾静脈に注射した。LPS投与の1時間後に注入したポリA球は、粒子を有しないALIマウスと比較して、BALF好中球数を有意に減少させた(図3)。DMSOにおけるアスピリンの尾静脈注射は、ALIマウスにおけるBALF好中球数を減少させず、ALIにおける好中球肺移動の観察された減少におけるポリA VTP粒子と好中球との物理的相互作用の有用性を実証した。粒子処置されたALIマウスは、BALFにおいてより低いアルブミンレベルを有し(図16)、粒子注入による肺損傷の低減を示した。ALIマウスのBALFに典型的に見られる炎症のマーカーのレベルは、ポリA球がPSまたはアスピリンと比較して肺における炎症を有意に低減させることを示した(p<0.05)。TNF-α、KC(図15)、及びMIP2(図16)のBALF濃度は、ポリA処置ALIマウスにおいて低下したが、PS球またはアスピリンで処置したマウスについては低下しなかった。
[実施例2-ポリA MPは、細菌誘発性ALIを有するマウスにおける細菌感染を悪化させない]
ポリA MPがALI/ARDSの臨床設定において有用性を有するかどうか、すなわち、ポリA MP療法が、宿主の一次感染をクリアする能力に影響を及ぼすことなく機能するかどうかを決定するために、Pseudomonas(P.)aeruginosaに感染したALI/ARDSのマウスモデルを調査した。マウスを、気管内(i.t.)接種を介してP.aeruginosaに感染させた。Difcoブロスで増殖したP.aeruginosa菌を所望の濃度に希釈した。マウスを、腹腔内経路によってケタミン及びキシラジンで麻酔し、気管を曝露し、30μlの接種体(7~8×105CFU)または生理食塩水を、滅菌26ゲージ針を介して投与した。感染6時間後または18時間後のいずれかで、ポリA MPを静脈内注射(IV、尾静脈)し、マウスを感染24時間後に安楽死させた。感染24時間後に、血液CFUは、ポリA MP処置マウスにおいて、6時間及び18時間の注射点の両方について、未処置マウスよりも有意に低かった(図4)。図5の結果は、18時間間隔でのポリA MPの注射が、24時間での試料収集時の肺BALFにおける好中球を減少させたことを示す。逆に、6時間間隔でのポリA MP注射のBALFにおける好中球数は、未処置感染マウスのものと同じであった。これらのデータは、ポリA MPが、一次肺感染を排除する宿主の能力に悪影響を及ぼさないことを示す。BALF好中球データに沿って、18時間間隔でのポリA MP処置は、感染の全身的な拡散を防止し、感染24時間後に血液中にP.aeruginosaの痕跡は見出されない。ポリA MP処置によるBALF中のTNF-α(図4)、IL-6、KC、及びMCP-1のより低い濃度が観察された(図16)。総合すると、これらのデータは、粒子注入のタイミングがALIの処置における効率に重要であることを示す。感染18時間後の粒子処置及び6時間後の処置での粒子処置についての、24時間でのより低いBALF好中球数を考慮すると、細菌感染後であるが粒子が注入される前の間隔を伸ばすことが、治療効果の根底にある可能性がある。本発明は、特定の機構(複数可)に限定されないが、最小数の好中球が、細菌の除去を容易にするために最初に肺組織に入り得るが、肺に広範囲にわたる損傷が行われる前に入り得る。その後、ポリA MPは、好中球肺移動を停止させ、天然宿主免疫または活性薬学的成分(API)が一次感染を除去することを可能にしながら、損傷を軽減する。
ポリA MPがALI/ARDSの臨床設定において有用性を有するかどうか、すなわち、ポリA MP療法が、宿主の一次感染をクリアする能力に影響を及ぼすことなく機能するかどうかを決定するために、Pseudomonas(P.)aeruginosaに感染したALI/ARDSのマウスモデルを調査した。マウスを、気管内(i.t.)接種を介してP.aeruginosaに感染させた。Difcoブロスで増殖したP.aeruginosa菌を所望の濃度に希釈した。マウスを、腹腔内経路によってケタミン及びキシラジンで麻酔し、気管を曝露し、30μlの接種体(7~8×105CFU)または生理食塩水を、滅菌26ゲージ針を介して投与した。感染6時間後または18時間後のいずれかで、ポリA MPを静脈内注射(IV、尾静脈)し、マウスを感染24時間後に安楽死させた。感染24時間後に、血液CFUは、ポリA MP処置マウスにおいて、6時間及び18時間の注射点の両方について、未処置マウスよりも有意に低かった(図4)。図5の結果は、18時間間隔でのポリA MPの注射が、24時間での試料収集時の肺BALFにおける好中球を減少させたことを示す。逆に、6時間間隔でのポリA MP注射のBALFにおける好中球数は、未処置感染マウスのものと同じであった。これらのデータは、ポリA MPが、一次肺感染を排除する宿主の能力に悪影響を及ぼさないことを示す。BALF好中球データに沿って、18時間間隔でのポリA MP処置は、感染の全身的な拡散を防止し、感染24時間後に血液中にP.aeruginosaの痕跡は見出されない。ポリA MP処置によるBALF中のTNF-α(図4)、IL-6、KC、及びMCP-1のより低い濃度が観察された(図16)。総合すると、これらのデータは、粒子注入のタイミングがALIの処置における効率に重要であることを示す。感染18時間後の粒子処置及び6時間後の処置での粒子処置についての、24時間でのより低いBALF好中球数を考慮すると、細菌感染後であるが粒子が注入される前の間隔を伸ばすことが、治療効果の根底にある可能性がある。本発明は、特定の機構(複数可)に限定されないが、最小数の好中球が、細菌の除去を容易にするために最初に肺組織に入り得るが、肺に広範囲にわたる損傷が行われる前に入り得る。その後、ポリA MPは、好中球肺移動を停止させ、天然宿主免疫または活性薬学的成分(API)が一次感染を除去することを可能にしながら、損傷を軽減する。
[実施例3-LPS誘発性肺損傷モデルにおける好中球-ポリA MP相互作用方法]
ポリA MP投与が、ALIのマウスモデルにおいて、肺への好中球浸潤を緩和するかどうかを決定するために、及びポリA MP粒子が、ポリスチレン(PS)粒子及びビヒクル対照と比較して、治療上の利点を有するかどうかを決定するために、ALIのLPS誘発モデルを使用し、総BALF細胞、BALF好中球及びマクロファージの%、ならびに炎症性サイトカイン濃度を定量化し、比較した。
ポリA MP投与が、ALIのマウスモデルにおいて、肺への好中球浸潤を緩和するかどうかを決定するために、及びポリA MP粒子が、ポリスチレン(PS)粒子及びビヒクル対照と比較して、治療上の利点を有するかどうかを決定するために、ALIのLPS誘発モデルを使用し、総BALF細胞、BALF好中球及びマクロファージの%、ならびに炎症性サイトカイン濃度を定量化し、比較した。
[粒子の分解]
血球計算器(hemocytometer)上の手動計数によって決定される1×107個のポリA nTP粒子をPBS-/-10mL中に懸濁させ、37℃で回転下に置いた。(図10)粒子を遠心分離し、上清を連続的に除去して交換した。続いて上清を96ウェルプレートに加え、蛍光強度を測定した(サリチル酸についてはex=315nm、及びem=408nm)。各時点での累積蛍光強度を、図12において分解時間と比較してプロットする(MFI=平均蛍光強度)。
血球計算器(hemocytometer)上の手動計数によって決定される1×107個のポリA nTP粒子をPBS-/-10mL中に懸濁させ、37℃で回転下に置いた。(図10)粒子を遠心分離し、上清を連続的に除去して交換した。続いて上清を96ウェルプレートに加え、蛍光強度を測定した(サリチル酸についてはex=315nm、及びem=408nm)。各時点での累積蛍光強度を、図12において分解時間と比較してプロットする(MFI=平均蛍光強度)。
[急性肺損傷(ALI)モデル]
雄のBALB/cまたはC57BL/6Jマウスを吸入イソフルランで麻酔し、50uLの0.4mg/mLのLPSを経口気管内に投与して肺炎症を誘発させた。粒子(マウス当たり100uL PBS中2×108個)を、尾静脈カテーテルを介して注入2時間後または6時間後のいずれかで注射した。安楽死及び試料処置の方法は、サイトスピンBALFの代わりに、細胞をCD45、CD11b、及びLy6Gで染色し、フローサイトメトリーの前に一晩固定して、各試料中の好中球及びマクロファージのパーセントを決定することを除き、P.Aeruginosaモデル(以下)と共有する。
雄のBALB/cまたはC57BL/6Jマウスを吸入イソフルランで麻酔し、50uLの0.4mg/mLのLPSを経口気管内に投与して肺炎症を誘発させた。粒子(マウス当たり100uL PBS中2×108個)を、尾静脈カテーテルを介して注入2時間後または6時間後のいずれかで注射した。安楽死及び試料処置の方法は、サイトスピンBALFの代わりに、細胞をCD45、CD11b、及びLy6Gで染色し、フローサイトメトリーの前に一晩固定して、各試料中の好中球及びマクロファージのパーセントを決定することを除き、P.Aeruginosaモデル(以下)と共有する。
[結果]
ポリA nTP投与は、LPS後の肺における好中球浸潤及び炎症性サイトカインの濃度を低下させ、好中球媒介性炎症性応答の緩和を示す(図14、15、及び16)。PS及びポリA nTPの両方は、LPS後に肺への好中球浸潤を低下させるが、ポリA MPのみが肺内の炎症性サイトカインの濃度を低下させる。(図17、18、19、20、21、及び22)。
ポリA nTP投与は、LPS後の肺における好中球浸潤及び炎症性サイトカインの濃度を低下させ、好中球媒介性炎症性応答の緩和を示す(図14、15、及び16)。PS及びポリA nTPの両方は、LPS後に肺への好中球浸潤を低下させるが、ポリA MPのみが肺内の炎症性サイトカインの濃度を低下させる。(図17、18、19、20、21、及び22)。
[実施例4-最適な投与間隔]
肺への好中球流入のタイムラインを特徴付けるために、及び最大治療上の利益のために感染後の最適な注入間隔を特定するために、C57BL/6Jマウスにおける気管内LPS投与のモデルをBALF試料の分析に使用した。(図23)。好中球の肺胞気腔への流入は、注入2時間後~6時間後の間で最大である。注入2時間後のポリA MP投与間隔は、これらの条件下での動物における好中球浸潤の最大減少をもたらす(図24、25、26、27、28、及び29)(好中球NΦ及びマクロファージMΦ)。
肺への好中球流入のタイムラインを特徴付けるために、及び最大治療上の利益のために感染後の最適な注入間隔を特定するために、C57BL/6Jマウスにおける気管内LPS投与のモデルをBALF試料の分析に使用した。(図23)。好中球の肺胞気腔への流入は、注入2時間後~6時間後の間で最大である。注入2時間後のポリA MP投与間隔は、これらの条件下での動物における好中球浸潤の最大減少をもたらす(図24、25、26、27、28、及び29)(好中球NΦ及びマクロファージMΦ)。
[実施例5-ポリA MP投与の治療的利益]
マウスをP.aeruginosaに感染させたALI/ARDSの細菌モデルを用いてポリA MP投与の治療上の利益を同定し、感染6時間後及び18時間後にポリA MPを非経口投与した。
マウスをP.aeruginosaに感染させたALI/ARDSの細菌モデルを用いてポリA MP投与の治療上の利益を同定し、感染6時間後及び18時間後にポリA MPを非経口投与した。
[方法]
<粒子の調製>
ポリA粒子は、単一のエマルジョン溶媒蒸発(ESE)法を使用して調製した。20mgのポリAポリマーを20mLのジクロロメタン中に溶解させた。次に、1%ポリビニルアルコール(PVA)溶液75mLを4250rpmでミキサー上に配置した。ポリA溶液をPVA溶液にゆっくりと注入し、2時間混合した。混合後、溶液を約45分間沈降させ、粒子を除去し、DI水で3回遠心分離して洗浄した。次いで、粒子を凍結乾燥し、使用まで-40℃で保管した。走査型電子顕微鏡法(SEM)及び動的光散乱法(DLS)によって粒径を決定し、血球計算器での計数によって粒子濃度を決定した。
<粒子の調製>
ポリA粒子は、単一のエマルジョン溶媒蒸発(ESE)法を使用して調製した。20mgのポリAポリマーを20mLのジクロロメタン中に溶解させた。次に、1%ポリビニルアルコール(PVA)溶液75mLを4250rpmでミキサー上に配置した。ポリA溶液をPVA溶液にゆっくりと注入し、2時間混合した。混合後、溶液を約45分間沈降させ、粒子を除去し、DI水で3回遠心分離して洗浄した。次いで、粒子を凍結乾燥し、使用まで-40℃で保管した。走査型電子顕微鏡法(SEM)及び動的光散乱法(DLS)によって粒径を決定し、血球計算器での計数によって粒子濃度を決定した。
<細菌増殖>
P.aeruginosa培養を、一定の振盪下で37℃でDifco栄養ブロス中で一晩増殖させた。600nmで光吸光度を測定し、次いで、既知のコロニー形成単位(CFU)によって生成された標準曲線上に光学密度(OD)をプロットすることによって、ブロス中の細菌の濃度を決定した。
P.aeruginosa培養を、一定の振盪下で37℃でDifco栄養ブロス中で一晩増殖させた。600nmで光吸光度を測定し、次いで、既知のコロニー形成単位(CFU)によって生成された標準曲線上に光学密度(OD)をプロットすることによって、ブロス中の細菌の濃度を決定した。
<鼻腔内細菌接種>
マウスにケタミン/キシラジン混合物を腹腔内注射して麻酔し、30uLの細菌溶液(各鼻孔に15uL)を鼻腔内投与して肺感染を誘発した(図30)。
マウスにケタミン/キシラジン混合物を腹腔内注射して麻酔し、30uLの細菌溶液(各鼻孔に15uL)を鼻腔内投与して肺感染を誘発した(図30)。
<ポリA VTP注射>
感染6時間後または19時間後に、マウスを拘束装置に入れ、カテーテルを尾静脈に挿入した。各マウスは、約30mg/kgの用量で、100uLの注射体積で2×108個の粒子を受け取った(図30)。
感染6時間後または19時間後に、マウスを拘束装置に入れ、カテーテルを尾静脈に挿入した。各マウスは、約30mg/kgの用量で、100uLの注射体積で2×108個の粒子を受け取った(図30)。
<安楽死及び試料処理>
感染24時間後、マウスをCO2過剰摂取によって安楽死させた。安楽死後、胸腔を露出させ、心臓穿刺を用いて血液を採取した。気管を露出させて開き、肺を3mLのPBS-/-で洗浄して肺胞気腔の細胞を除去した。BALF試料を遠心分離し、上清をELISAのために-80℃で保管して炎症性サイトカインを定量化した。細胞ペレットを500uLのRPMI培地に再懸濁させ、アリコートをチュルク血液希釈液(Turk Blood Diluting Fluid)で1:1に希釈し、血球計算器(hemacytometer)により計数した。サイトスピン試料を調製し、単核細胞から好中球を区別するために細胞を染色した。血液試料及びBALF試料を寒天プレート上に配置し、CFUを決定するために37℃で一晩成長させた。血液を遠心分離し、血漿試料を収集し、ELISA分析のために-80℃で保管した。
感染24時間後、マウスをCO2過剰摂取によって安楽死させた。安楽死後、胸腔を露出させ、心臓穿刺を用いて血液を採取した。気管を露出させて開き、肺を3mLのPBS-/-で洗浄して肺胞気腔の細胞を除去した。BALF試料を遠心分離し、上清をELISAのために-80℃で保管して炎症性サイトカインを定量化した。細胞ペレットを500uLのRPMI培地に再懸濁させ、アリコートをチュルク血液希釈液(Turk Blood Diluting Fluid)で1:1に希釈し、血球計算器(hemacytometer)により計数した。サイトスピン試料を調製し、単核細胞から好中球を区別するために細胞を染色した。血液試料及びBALF試料を寒天プレート上に配置し、CFUを決定するために37℃で一晩成長させた。血液を遠心分離し、血漿試料を収集し、ELISA分析のために-80℃で保管した。
[結果]
P.aeruginosa感染したが未処置の対照マウスと比較して、6時間及び18時間でのポリA MP投与は、IL-6、IL-10、KC、MIP2、MCP1、及びTNF-αサイトカインの肺濃度を低下させ、ポリA VTP処置後の肺炎症の低下を示した(図31、32及び33)。感染18時間後のポリA MP処置は、BALFにおける好中球の数を有意に減少させたが、感染6時間後の投与は減少させなかった(図34)。感染18時間後のポリA MP処置は、処置が肺への感染を制限する役割を果たすことを示す血液中の細菌CFUを低下させた。
P.aeruginosa感染したが未処置の対照マウスと比較して、6時間及び18時間でのポリA MP投与は、IL-6、IL-10、KC、MIP2、MCP1、及びTNF-αサイトカインの肺濃度を低下させ、ポリA VTP処置後の肺炎症の低下を示した(図31、32及び33)。感染18時間後のポリA MP処置は、BALFにおける好中球の数を有意に減少させたが、感染6時間後の投与は減少させなかった(図34)。感染18時間後のポリA MP処置は、処置が肺への感染を制限する役割を果たすことを示す血液中の細菌CFUを低下させた。
[実施例6-ポリA MP投与の治療上の利益]
ポリA MPが細菌CFU血中数の低減を引き起こすことを確実にするために、実施例5の方法を、生理食塩水静脈内(IV)対照と並行して18時間でのポリA MP粒子投与を用いて繰り返した。生理食塩水ではなくポリA MP投与は、感染した対照と比較して血液中のCFUを低下させ、ポリA MPが肺への感染を封じ込め、感染の全身的拡散を防止することを示す。
ポリA MPが細菌CFU血中数の低減を引き起こすことを確実にするために、実施例5の方法を、生理食塩水静脈内(IV)対照と並行して18時間でのポリA MP粒子投与を用いて繰り返した。生理食塩水ではなくポリA MP投与は、感染した対照と比較して血液中のCFUを低下させ、ポリA MPが肺への感染を封じ込め、感染の全身的拡散を防止することを示す。
[実施例7-感染後の肺好中球浸潤の時間経過]
感染後の肺への好中球流入の経過を測定するために、感染12時間後、18時間後、24時間後、30時間後及び36時間後のBALF細胞数、BALF P.aeruginosa 19660の数、ならびに血中P.aeruginosa 19660の数を測定した。12~24時間の間にBALF細胞の顕著な増加が観察され、肺及び血中P.aeruginosa CFU数の両方が関連して増加した(図35及び36)。
感染後の肺への好中球流入の経過を測定するために、感染12時間後、18時間後、24時間後、30時間後及び36時間後のBALF細胞数、BALF P.aeruginosa 19660の数、ならびに血中P.aeruginosa 19660の数を測定した。12~24時間の間にBALF細胞の顕著な増加が観察され、肺及び血中P.aeruginosa CFU数の両方が関連して増加した(図35及び36)。
[実施例8-感染後の生存に対するポリA MPの治療上の利益]
ポリA MP粒子の投与が感染後の生存にプラスの影響を及ぼすかどうかを決定するために、マウスをP.aeruginosaに感染させ、マウスの半数に、感染18時間後にポリA粒子を与えた。ポリA MPは、感染したマウスにおける死亡率を有意に低下させた(図37)。
ポリA MP粒子の投与が感染後の生存にプラスの影響を及ぼすかどうかを決定するために、マウスをP.aeruginosaに感染させ、マウスの半数に、感染18時間後にポリA粒子を与えた。ポリA MPは、感染したマウスにおける死亡率を有意に低下させた(図37)。
[実施例9-ポリA粒子のコンジュゲーション]
ポリA粒子が、標的化リガンドをコンジュゲートするのに十分なカルボキシル基を表面に含むことを確認するために、1-エチル-3-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]カルボジイミド塩酸塩(EDC)化学を使用して、Neutravidinをコンジュゲートし、続いてビオチン化抗ICAM-1を粒子の表面に結合させた。2μmのポリA粒子を50mMのMES緩衝液中に懸濁させ、血球計算器を使用して計数した。2.2×109個の粒子を、50mMのMES中の5mg/mLのNeutravidin溶液400uL中に懸濁させた。粒子を15分間回転させ、その後400uLの75mg/mL EDC溶液を添加し、粒子を一晩回転させた。次に、4mgのグリシンを粒子溶液に加えて反応をクエンチし、粒子を15分間回転させた。次いで、粒子を遠心分離し、PBS-/-に再懸濁させた。Neutravidinのコンジュゲーション後、1×107個の粒子を、100uLの2%BSAを含むPBS-/-中の5mg/mLのビオチン化抗ICAM-1中で、1時間回転させてインキュベートした。次に、アビジン粒子をビオチン-PEで染色し、抗ICAM粒子をヤギ抗マウスIgG-フルオレセインイソチオシアネート(FITC)で染色した。次いで、粒子をAttune Flow Cytometerで測定し、等価可溶性フルオロクロム(MESF)ビーズのR-フィコエリスリン(R-PE)及びFITC分子と比較して、粒子表面上のリガンド部位の総数を決定した。図38は、フローサイトメトリーヒストグラムプロットを示す。ポリA-アビジン及びポリA抗ICAMは、それぞれ36,819部位/um2及び43,235部位/um2であった。
ポリA粒子が、標的化リガンドをコンジュゲートするのに十分なカルボキシル基を表面に含むことを確認するために、1-エチル-3-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]カルボジイミド塩酸塩(EDC)化学を使用して、Neutravidinをコンジュゲートし、続いてビオチン化抗ICAM-1を粒子の表面に結合させた。2μmのポリA粒子を50mMのMES緩衝液中に懸濁させ、血球計算器を使用して計数した。2.2×109個の粒子を、50mMのMES中の5mg/mLのNeutravidin溶液400uL中に懸濁させた。粒子を15分間回転させ、その後400uLの75mg/mL EDC溶液を添加し、粒子を一晩回転させた。次に、4mgのグリシンを粒子溶液に加えて反応をクエンチし、粒子を15分間回転させた。次いで、粒子を遠心分離し、PBS-/-に再懸濁させた。Neutravidinのコンジュゲーション後、1×107個の粒子を、100uLの2%BSAを含むPBS-/-中の5mg/mLのビオチン化抗ICAM-1中で、1時間回転させてインキュベートした。次に、アビジン粒子をビオチン-PEで染色し、抗ICAM粒子をヤギ抗マウスIgG-フルオレセインイソチオシアネート(FITC)で染色した。次いで、粒子をAttune Flow Cytometerで測定し、等価可溶性フルオロクロム(MESF)ビーズのR-フィコエリスリン(R-PE)及びFITC分子と比較して、粒子表面上のリガンド部位の総数を決定した。図38は、フローサイトメトリーヒストグラムプロットを示す。ポリA-アビジン及びポリA抗ICAMは、それぞれ36,819部位/um2及び43,235部位/um2であった。
[等価物]
本発明は、その趣旨または本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で具現化され得る。したがって、前述の実施形態は、本明細書に記載の発明を限定するのではなく、あらゆる点において例示的であるとみなされるべきである。したがって、本発明の範囲は、前述の説明よりもむしろ添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び均等性の範囲内に入るすべての変更は、その中に包含されることが意図される。
本発明は、その趣旨または本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で具現化され得る。したがって、前述の実施形態は、本明細書に記載の発明を限定するのではなく、あらゆる点において例示的であるとみなされるべきである。したがって、本発明の範囲は、前述の説明よりもむしろ添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び均等性の範囲内に入るすべての変更は、その中に包含されることが意図される。
[参照による組み込み]
本明細書に引用されるすべての刊行物、公開された特許文献、及び特許出願は、各個々の刊行物、公開された特許文献、または特許出願が参照により本明細書に組み込まれることが具体的かつ個別に示されたかのように、参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書に引用されるすべての刊行物、公開された特許文献、及び特許出願は、各個々の刊行物、公開された特許文献、または特許出願が参照により本明細書に組み込まれることが具体的かつ個別に示されたかのように、参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (23)
- 患者の好中球媒介性状態の治療、緩和、または再発の予防方法であって、治療有効量の、サリチル酸に加水分解するサリチル酸ポリ無水物エステル(ポリA)粒子、及び薬学的に許容される担体を前記患者に投与することを含む、前記方法。
- 前記ポリA粒子が、血管標的化ポリA粒子(VTP)である、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリA粒子が、非標的化粒子(nTP)である、請求項1に記載の方法。
- 前記好中球媒介性状態が、血管血栓症、炎症性関節炎、全身性エリテマトーデス(SLE)、アテローム性動脈硬化症、感染症、敗血症、急性肺損傷性関節炎(ALI)、及び急性呼吸窮迫症候群(ARDS)から選択される1つ以上の状態である、請求項1に記載の方法。
- 前記患者が哺乳動物である、請求項1に記載の方法。
- 前記哺乳動物がヒトである、請求項1に記載の方法。
- 前記投与が血管内投与である、請求項1に記載の方法。
- 前記投与が静脈内投与である、請求項7に記載の方法。
- 前記投与が、ガイドカテーテルを使用して投与することである、請求項7に記載の方法。
- 前記ポリA粒子が微粒子である、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリA粒子がナノ粒子である、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリA粒子が球体である、請求項1に記載の方法。
- 前記球体が滑らかな表面を含む、請求項10に記載の方法。
- 前記ポリA粒子が、寸法、形状、及び/または表面形態において異なる多様なポリA粒子を含む、請求項1に記載の方法。
- ポリA粒子を含む医薬組成物と、血管血栓症、炎症性関節炎、全身性エリテマトーデス(SLE)、アテローム性動脈硬化症、敗血症、急性肺損傷性関節炎(ALI)、及び急性呼吸窮迫症候群(ARDS)と診断された患者に前記医薬組成物を投与するための指示書とを含む、キット。
- 少なくとも1つのポリA粒子と、薬学的に許容される担体、及び/または薬学的に許容される配合物と、を含む、医薬組成物。
- 前記少なくとも1つのポリA粒子が、
a)20~70kDAの平均分子量を有するポリビニルアルコール(PVA)を水に溶解して、pH6~7の1重量%のPVA溶液を生成すること、
b)ジクロロメタン(DCM)中にポリAを溶解させること、
c)>4000rpmでの混合中に、前記DCM中の前記ポリAを、前記PVA溶液に少なくとも1時間にわたって添加して、エマルジョンを生成すること、
d)前記エマルジョンを遠心分離すること、
e)遠心分離されたペレットから遠心分離された溶液を吸引すること、
f)前記ペレットを脱イオン水中に再懸濁させて、懸濁されたポリA粒子を生成すること、
g)前記懸濁されたポリA粒子を洗浄すること、
h)前記洗浄されたポリA粒子を凍結乾燥すること、及び
i)前記凍結乾燥されたポリA粒子を凍結すること、の方法によって作製される、請求項16に記載の医薬組成物。 - 前記ポリA粒子が、前記DCM中に溶解した前記ポリAポリマーに1つ以上の疎水性生物活性化合物または薬物を添加することによって、前記1つ以上の疎水性生物活性化合物または薬物の担体となるように修飾される、請求項17に記載の医薬組成物。
- 前記ポリA粒子が、前記DCM中に溶解された前記ポリAポリマー中に乳化される水相に親水性生物活性化合物または薬物のうちの1つ以上を添加し、1重量%のPVA水溶液中で前記薬物ポリマーエマルジョンを乳化することによって、前記1つ以上の親水性生物活性化合物または薬物の担体となるように修飾される、請求項17に記載の医薬組成物。
- 前記ポリA粒子が、標的化ポリA粒子である、請求項16に記載の医薬組成物。
- 前記標的化ポリA粒子が、ポリA VTP粒子である、請求項20に記載の医薬組成物。
- 前記ポリA VTP粒子が、
a)ポリA粒子を50mM MES緩衝液中に懸濁させること、
b)前記粒子を50mM MES中のNeutravidin溶液中に懸濁させること、
c)前記懸濁された粒子に1-エチル-3-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]カルボジイミド塩酸塩(EDC)溶液を添加すること、
d)前記ポリA粒子を含む前記溶液にグリセリンを添加すること、
e)前記溶液を遠心分離すること、
f)前記ポリA粒子をPBS中に再懸濁させること、及び
j)前記ポリA粒子を含む前記溶液を、2%BSAを含むPBS-/-中のビオチン化抗ICAM-1とともにインキュベートすること、の方法によって作製される、請求項21に記載の医薬組成物。 - 前記ポリA粒子が、ポリA nTP粒子である、請求項16に記載の医薬組成物。
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