JP2023075293A - 捕捉粒子をアセンブルするための方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】腫瘍微小環境の脱抑制、すなわち、腫瘍の防御システムを弱めることを含む、がんに対する対象自身の免疫系を利用するための代替的なアプローチに基づく方法及び組成物を提供する。【解決手段】本開示は、捕捉粒子を調製するための方法、及び該粒子に捕捉粒子を結合させるための方法を提供する。本開示はさらに、可溶性生体分子に結合し、その生物学的活性を阻害する組成物、及びその医薬組成物を提供する。組成物は、標的(又は病原体)が他の分子又は細胞と相互作用するのを阻害するように、可溶性生体分子又は病原体の表面上の生体分子などの標的に特異的に結合する複数の粒子を含むことができる。さらに、組成物が有用である多くの用途(例えば、治療用途)が本明細書において提供される。【選択図】なし

Description

関連出願
本出願は、2017年1月4日に出願された米国仮特許出願第62/442,376号、及び2017年1月4日に出願された米国仮特許出願第62/442,327号に対する優先権の利益を主張するものであり、それらのそれぞれがその全体において参照により本明細書に組み込まれる。
臨床的に利用可能であるか、又は開発中の多数の抗がん療法は、がんを認識するか、若しくは破壊するかのいずれか、又はその両方の免疫系の能力を刺激することを含む。最も著名な3つは、抗チェックポイント阻害剤(anti-checkpoint inhibitor)である、Bristol-Myers Squibbのヤーボイ(登録商標)(Yervoy; イピリムマブ)、Merckのキイトルーダ(登録商標)(Keytruda; ペンブロリズマブ、かつてはランブロリズマブ)である。しかしながら、これらのアプローチ及びその他のアプローチは、対象の免疫系の正味のアップレギュレーションを伴い、自己免疫障害と類似した深刻な症状及び/又はその他の重大な副作用を誘発するおそれがある。
当該技術分野には、自己免疫を回避するための対象の能力を乱すことなく、がん、特に転移性がんに対処するためのさらに効果的な薬理学的アプローチが必要とされている。特に、本開示は、免疫細胞を刺激するというよりも、腫瘍微小環境の脱抑制、すなわち、腫瘍の防御システムを弱めることを含む、がんに対する対象自身の免疫系を利用するための代替的なアプローチに基づく方法及び組成物を提供する。
本開示は、特に、生体分子、とりわけ可溶性分子と結合し、その生物学的活性を阻害する組成物及びその医薬組成物を提供する。本組成物が有用な多くの適用も本明細書において提供される。例えば、本明細書に記載されている組成物は、がん細胞などの細胞の増殖、成長及び/又は生存を阻害するのに有用である。さらに、本明細書に記載されている組成物は、老化、代謝障害及び神経変性疾患を予防及び/又は治療するのに有用である。別の例において、本明細書に記載されている組成物は、対象の血液循環中の毒素(例えば、動物毒素、細菌毒素及び/又は植物毒素)、ウイルス又はその他の外来性化合物と結合し、それを中和するのに有用でありうる。
可溶型のTNF受容体(sTNF-R)と結合する粒子の例示的な実施形態を示す図である。粒子は、およそ1立方ミクロンである。粒子の内側表面は固定されたTNF剤を含み、それはsTNF-R標的と結合でき、sTNF-R標的をその天然のリガンドから隔離すること(捕捉すること)ができ、それによってsTNF-R標的と他のタンパク質及び細胞との間の相互作用を阻害することができる。粒子の内側表面は、空隙を含む境界を画定する。 可溶型のTNF受容体(sTNF-R)標的と結合するTNF剤を含む粒子の例示的な実施形態を示す図である。図2に示される3つの粒子は、0、3又は10個のsTNF-R標的と結合していることを示す。環状粒子はおよそ175nmの直径を有するが、TNF剤とsTNF-R標的は縮尺通りに示されていない。粒子の内側表面は固定されたTNF剤を含有し、それはsTNF-R標的と結合でき、sTNF-R標的をその天然のリガンドから隔離すること(捕捉すること)ができ、それによってsTNF-R標的と他のタンパク質及び細胞との間の相互作用を阻害することができる。環状粒子の内部は空隙を含む。 突起物を含む粒子の例示的な実施形態を示す図である。図面の左側の粒子は、最大寸法が100～150nmのコアを有する八面体である。図面の右側の粒子は、最大寸法が200～300nmのコアを有する二十面体である。それぞれの粒子は、コア多面体構造の頂点から外側に向かう分子突起物をさらに含む。粒子は濃い灰色で示される薬剤を含むものとして示され、いくつかの粒子は薄い灰色で示される標的(例えば、生体分子)と結合したものとして示され、0又は3個の「捕捉」として特定される。その突起物は「細胞よけ(cell repeller)」として働き、それが粒子の薬剤と結合した標的と細胞表面との間の相互作用を阻害する。図3における粒子、突起物、薬剤及び結合した標的の描写は、必ずしも縮尺通りに示されていない。 2つのパネル、すなわち(A)及び(B)と標識したパネルからなる図である。パネル(A)はコアサブ粒子及び保護サブ粒子を含む粒子内のサブ粒子のパッキングを示し、各サブ粒子は実質的に球形であり、ほとんど同じサイズである。それにもかかわらず、粒子は異なる形状及び/又はサイズのサブ粒子を含んでもよい。さらに、サブ粒子は六方晶系パターンのパッキングとして示されているが、サブ粒子はランダムに又は他の幾何学的構造でパッキングしてもよい。パネル(B)は、(i)コアサブ粒子の表面に固定された「捕捉リガンド」(すなわち、薬剤)、(ii)薬剤に特異的に結合した標的(例えば、生体分子)、及び(iii)粒子の流体が充填された空隙内の標的を示す。パネル(B)は保護サブ粒子を示さない。図4におけるサブ粒子、捕捉リガンド、標的及び空隙の相対的サイズは、必ずしも縮尺通りに示されていない。 4つのパネル、すなわち(A)、(B)、(C)及び(D)と標識したパネルからなる図である。各パネルは1つの粒子の複数のサブ粒子を示し、そこでコアサブ粒子は灰色で示され、保護サブ粒子は白色で示されている。各粒子は55個のコアサブ粒子を含む。パネル(A)及び(B)は、パネル(C)及び(D)で示されている図と直交する、粒子の図を示す。パネル(A)及び(C)は複数のコアサブ粒子のみを示し、パネル(B)及び(D)は複数のコア粒子と多くの保護サブ粒子を示す。コアサブ粒子及び保護サブ粒子を含む完全な粒子は、好ましくは少なくとも1層の保護サブ粒子によって被覆されており、いずれのパネルにおいてもその全体として示されていない。図5では、各コアサブ粒子と保護サブ粒子は実質的に球形であり、ほとんど同じサイズであるが、1つの粒子内の複数のサブ粒子は形状及び/又はサイズを変化させてもよい。さらに、図5のサブ粒子は六方晶系パターンのパッキングとして示されているが、1つの粒子を構成する複数のサブ粒子は他の幾何学的構造でパッキングしてもよく又はランダムにパッキングしてもよい。図5におけるサブ粒子、捕捉リガンド、標的及び空隙の相対的サイズは、必ずしも縮尺通りに示されていない。特に、様々なサブ粒子間を結合するリンカーの長さは、より大きな又はより小さな空隙を許容するように調整されてもよい。 6つのパネル、すなわち(A)、(B)、(C)、(D)、(E)及び(F)と標識したパネルからなる図である。各パネルは実質的に2次元の粒子の図を示す。各パネルでは、円は粒子の表面に固定されている薬剤を示す。実質的に2次元の粒子は、例えば、十字又は星形のアームの間に「空隙」を含んでもよい。パネル(A)は十字形を含む粒子の「上面図」を示し、パネル(B)は同じ十字形粒子の直交する「側面図」を示す。パネル(A)の「十字形」は「実質的に2次元の形状」であり、直交する「側面図」は三次元であり、2次元の形状を含有しない。「側面図」は、実質的に2次元の粒子が異なる表面、すなわち、薬剤が固定されている「内部表面」(黒色)、及び実質的に薬剤を含まない「外部表面」(すなわち「外側表面」)(灰色)を含む場合があることを示す。異なる表面は異なる材料を含んでもよく、例えば、粒子は層状であってもよく、又は異なる表面は、例えば、一方の表面が薬剤又はコーティング分子と架橋する一方で他方の表面をマスキングすることによって調製されてもよい。粒子のサイズ並びに薬剤及び標的の性質に応じて、十字形は結合した表面(例えば、生体分子)と他のタンパク質又は細胞との相互作用を異なる程度まで阻害することになる。粒子の幾何学的構造は、例えば、そのような相互作用をさらに阻害するように調整されてもよい。パネル(C)は6芒星の幾何学的構造を含む粒子を示し、それは結合した標的と他のタンパク質又は細胞との間の相互作用をパネル(A)の十字形粒子より大きな程度まで阻害しうる。パネル(D)は3芒星を示し、それは結合した標的と他のタンパク質又は細胞との間の相互作用を最小限にのみ阻害しうる。それにもかかわらず、3芒星の幾何学的構造を含む粒子は、結合した標的と他のタンパク質又は細胞との間の相互作用をより大きな程度まで阻害するよう改変されうる。例えば、パネル(E)は3芒星の幾何学的構造を含む粒子を示し、そこで実質的に薬剤を含まない材料が粒子を囲み、パネル(F)は実質的に薬剤を含まない外側表面を有する3芒星の幾何学的構造を含む(すなわち4つの3芒星を含む)粒子を示す。 反応基を含む粒子及び官能基を含む薬剤を示す図である。よって、粒子及び薬剤を組み合わせることによって、反応基と官能基との間の共有又は非共有結合を、各基の性質に応じて形成することができる。 反応基を含む粒子、官能基を含むリンカー、及び薬剤を含む粒子を示す図である。よって、粒子及びリンカーを組み合わせることによって、反応基と官能基との間の共有又は非共有結合を、各基の性質に応じて形成することができる。その後、粒子/リンカー複合体を薬剤と組み合わせて、リンカーと薬剤との間の共有又は非共有結合を形成し、それによって粒子を薬剤に結合することができる。 抗体-抗原カップリングによってアセンブルされた、サブ粒子を含む粒子を示す図である。 抗体-抗原カップリングによってアセンブルされた、サブ粒子を含むさらなる粒子を示す図である。 抗体-抗原カップリングによってアセンブルされた、多孔性コアサブ粒子を含む粒子を示す図である。 PLGA-10% PEG NPシールドを有するpSiディスクの前側及び後側を示す図である。 PLGA-30% PEG NPシールドを有するpSiディスクを示す図である。 10kDa PEGシールドを有するpSiディスクを示す図である。 PLGA-PEGナノ粒子でシールドされたpSiディスク上のヒトTNFの定量を示す図である。 10kDaメトキシ-PEGでシールドされたpSiディスク上のマウスTNFの定量を示す図である。 初期2ng/mlマウスsTNFR1を含むウシ血清からのマウスsTNFR1の捕捉を示す図である。 溶液中又はシールドされた粒子上での種々の有効TNF-α濃度におけるマウス線維芽細胞の生存率を示す図である。 溶液中又はシールドされた粒子上での種々の有効TNF-α濃度におけるマウス線維芽細胞の生存率を示す図である。 PEGでシールドされた及びシールドされていない粒子によるsTNFR捕捉の時間経過を示す図である。 複数のカップ形活性サブ粒子に結合したコア粒子の例示的配置を示す図である。 複数の管形活性サブ粒子に結合したコア粒子の例示的配置を示す図である。 コアサブ粒子の表面上の種々の形状の活性サブ粒子の例示的配置を示す図である。 コアサブ粒子の表面上の種々の形状の活性サブ粒子の例示的配置を示す図である。 コアサブ粒子の表面上の種々の形状の活性サブ粒子の例示的配置を示す図である。 コアサブ粒子の表面上の種々の形状の連結された活性サブ粒子の例示的配置を示す図である。 活性サブ粒子上の結合部位の例示的配置を示す図である。 コアサブ粒子の表面上の相互に関連するサブ粒子の例示的配置を示す図である。 例示的な活性サブ粒子、及びその上の結合部位の例示的な配置を示す図である。 コアサブ粒子の表面に配置された例示的なサブ粒子を示す図である。 複数の突起物に結合したコアサブ粒子の例示的な配置を示す図である。 複数の突起物に結合したコアサブ粒子の例示的な配置を示す図である。 2つの例示的なサブ粒子を示す図である。 サブ粒子、又はその部分の例示的な形状を示す図である。 活性サブ粒子上の結合部位の例示的な配置を示す図である。 サブ粒子の例示的な構成を示す図である。 サブ粒子の例示的な構成を示す図である。 サブ粒子の例示的なDNAに基づく構成を示す図である。
本開示は、可溶性生体分子をその天然の環境から隔離するための組成物及び方法を特徴とし、例えば、それにより可溶性生体分子の生物学的活性を阻害する。例えば、本開示は、可溶性生体分子と選択的に結合する(例えば、粒子の表面に固定された)薬剤を含む表面を有する粒子又は複数の粒子を提供する。薬剤が可溶性生体分子に結合すると、その可溶性生体分子は、可溶性生体分子の他の天然の結合パートナーと相互作用する能力が低下する(例えば、実質的に能力が低下する又は能力がなくなる)ように粒子によって隔離される。それにより、可溶性生体分子は不活性になる。
本開示の各種態様は、薬剤を粒子に連結させるよう構成された反応基を含む粒子に関する。よって、粒子は薬剤を含まない場合もあるが、それにもかかわらず、粒子は薬剤にカップリングすることができる場合がある。さまざまな薬剤は、捕捉される生体分子の性質に基づき粒子に結合されてもよい。
一部の態様において、本開示は、粒子及びリンカーを含むキットに関する。例えば、リンカーは粒子に対する特異的部分を含む薬剤と反応するよう選択されてもよい。よって、単一の「ユニバーサルスカベンジャー」粒子は、多くの異なるタイプの薬剤を粒子に連結させるための多くの異なるリンカーを有するキットにおいて提供されてもよい(例えば、異なるリンカーは同じ粒子の異なる部位に連結させることができる)。
粒子の反応基は、好ましくは、粒子に連結した薬剤が標的生体分子の膜結合又は表面結合形態に対するよりもその生体分子の可溶性形態に対して高い選択性を有するよう構成される。例えば、粒子と会合していない薬剤は、可溶性且つ膜会合形態の生体分子と同様の結合親和性で(例えば、同様の会合定数ka及び/又は同様の平衡定数KDで)結合する場合がある。粒子の反応基に直接的に又は粒子の反応基に間接的に(例えば、リンカーを介して)連結した薬剤は、標的生体分子の膜会合形態と比較して同じ生体分子の可溶性形態に対して高い結合親和性(例えば、高いka及び/又は低いKD)を呈し得る。
好適な実施形態において、複数の反応基のうちのそれぞれの反応基は、反応基に連結した薬剤(直接的に又は間接的に、例えば、リンカーを介して)が、薬剤が粒子の反応基に連結していない(例えば、代わりに薬剤が溶液中に遊離しているか又は曝露した表面に連結している)場合より、標的生体分子の膜会合形態に対するより低い結合親和性を有するように、粒子上に構成される。例えば、反応基は、反応基に連結した薬剤(直接的に又は間接的に、例えば、リンカーを介して)が、薬剤が粒子の反応基に連結していない場合より、標的生体分子の膜会合形態に対するより低い会合定数kaを有するように、粒子上に構成されてもよい。粒子に連結している薬剤のka(ka、粒子)は、標的生体分子の膜結合形態として溶液中で遊離した又は曝露した表面に連結した薬剤のka(ka、遊離)より、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.05、0.01、0.005又は0.001(例えば、薬剤及び膜結合標的に対してka、粒子÷ka、遊離≦0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.05、0.01、0.005又は0.001)のオーダーで小さい。同様に、反応基は、反応基に連結した薬剤(直接的に又は間接的に、例えば、リンカーを介して)が、薬剤が粒子の反応基に連結していない場合より、標的生体分子の膜会合形態に対するより高い平衡定数KDを有するように、粒子上に構成されてもよい。粒子に連結した薬剤のKD(KD、粒子)は、標的生体分子の膜結合形態として溶液中で遊離した又は曝露した表面に連結した薬剤のKD(KD、遊離)より、10%、20%、25%、50%、100%、200%、250%、500%、1000%、5000%、10,000%、50,000%又は100,000%(例えば、薬剤及び膜結合標的に対してKD、粒子÷KD、遊離≧1.1、1.2、1.25、1.5、2.0、2.5、3.5、5.0、10、5、100、500又は1000)のオーダーで大きい。
好適な実施形態において、粒子は、薬剤が粒子の反応基に連結していることが、標的生体分子の可溶性形態に対する薬剤の結合親和性に本質的に影響を与えないよう構成される(例えば、薬剤が粒子の反応基に連結しておらず、代わりに薬剤が溶液中に遊離しているか又は曝露した表面に連結している場合に対して)。例えば、反応基は、反応基に連結した薬剤(直接的に又は間接的に、例えば、リンカーを介して)が、薬剤が粒子の反応基に連結していない場合より、標的生体分子の可溶性形態に対してほぼ同じ会合定数kaを有するように、粒子上に構成されてもよい。粒子に連結した薬剤のka(ka、粒子)は、標的生体分子の可溶性形態として溶液中で遊離した又は曝露した表面に連結した薬剤のka(ka、遊離)とほぼ同じであってよい(例えば、薬剤及び可溶性標的に対してka、粒子/ka、遊離は、0.1から10、例えば、0.2から5、0.5から2、0.8から1.2又は0.9から1.1であってよい)。同様に、反応基は、反応基に連結した薬剤(直接的に又は間接的に、例えば、リンカーを介して)が、薬剤が粒子の反応基に連結していない場合に対して、標的生体分子の可溶性形態に対してほぼ同じ平衡定数KDを有するように、粒子上に構成されてもよい。粒子に連結した薬剤のKD(KD、粒子)は、標的生体分子の可溶性形態として溶液中で遊離した又は曝露した表面に連結した薬剤のKD(KD、遊離)とほぼ同じであってよい(例えば、薬剤及び可溶性標的に対してKD、粒子/KD、遊離は、0.1から10、例えば、0.2から5、0.5から2、0.8から1.2又は0.9から1.1であってよい)。
よって、複数の反応基を含む粒子は、標的の可溶性形態(例えば、細胞表面受容体の抗原及び/又は可溶性形態)に選択的に結合するが、標的の膜結合形態にはそれほど結合しない粒子を作製するために薬剤(例えば、細胞表面受容体の抗体、Fab、scFv又はリガンド)に連結されてもよい。このような粒子は、例えば、薬剤を標的の膜結合形態に曝露することなく流体中の可溶性標的の濃度を低減させるために、インビボ又はインビトロで利用されてもよい。
I.生体分子(biomolecule)
可溶性生体分子は、一般に特異的結合ペアの第1のメンバーである。本明細書中で使用される場合、「結合パートナー」、「特異的結合パートナー」又は「特異的結合ペアのメンバー」は、一般に実質的な親和性及び特異性により互いに結合する結合メンバーのペアの任意のメンバーを含む。結合パートナーのペアは、サンプルのその他の構成成分の少なくとも大半又は少なくとも実質的にすべてを、実質的に排除して互いに結合することができ、及び/又はとりわけ約10-4、10-5、10-6、10-7又は10-8M未満の解離定数を有してもよい。結合パートナーのペアは、協調して特異性及び親和性を増加させるために複数の原子相互作用に依存する予め定義された様式で組み合わさる(fit together)ことができる。結合パートナーは、とりわけ生物系(例えば、受容体-リガンド相互作用)、化学的相互作用及び/又は分子インプリンティング技術に由来するものであってもよい。特異的な結合ペアとも称される、結合パートナーの例となる対応するペアを表1に提示する。表記「第1の」及び「第2の」は、任意であり、互換性がある。
「生体分子」という用語は、本明細書中で使用される場合、生きた生物に作用し得るあらゆる分子を指す。一部の実施形態において、生体分子は、リチウム又は鉛などの原子である(例えば、生体分子は、金属カチオンであってもよい)。一部の実施形態において、生体分子は、原子又は金属イオンではない。例えば、生体分子は、有機化合物又は無機化合物などの分子であってもよい。一部の実施形態において、生体分子は、ワルファリン又はダビガトランなどの薬物でありうる。生体分子は、ジアセチルモルフィンなどの向精神薬であってもよい。生体分子は、毒、毒素又は毒液であってもよい。生体分子は、アレルゲンであってもよい。生体分子は、発がん物質であってもよい。生体分子は、神経ガスなどの化学兵器の薬剤であってもよい。生体分子は、ホルモン、サイトカイン、神経伝達物質、可溶性細胞外受容体、抗体又は可溶性基質タンパク質などの生物に内在する分子であってもよい。生体分子は、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、核酸、炭水化物又は糖である。生体分子は、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、核酸、炭水化物又は糖を含んでもよい。生体分子は、ミスフォールドタンパク質であってもよい。生体分子は、アミロイド又はアミロイドの可溶性前駆体であってもよい。「ポリペプチド」、「ペプチド」及び「タンパク質」は互換的に使用され、長さ又は翻訳後修飾にかかわらず、任意の、アミノ酸のペプチド結合鎖を意味する。生体分子は、脂質、ステロイド又はコレステロールであってもよい。生体分子は、脂質、ステロイド又はコレステロールを含んでもよい。生体分子は、循環無細胞核酸、例えば、循環無細胞RNAであってもよい。生体分子は、マイクロRNA(miRNA)であってもよい。
生体分子は、細胞(例えば、哺乳類細胞)によって分泌される生体分子であってもよい。生体分子は、可溶性形態へと切断されやすい膜タンパク質の細胞外領域であってもよい。生体分子は、サイトゾル生体分子であってもよい。例えば、生体分子はアポトーシス後にインビボで放出されるサイトゾル生体分子であってもよく、又は粒子はサイトゾル生体分子が溶液中で遊離しているインビトロでの方法で使用されてもよい。
ある特定の好適な実施形態において、生体分子は、可溶性生体分子である。ある特定の好適な実施形態において、標的は、可溶性生体分子である。それにもかかわらず、粒子は、水溶液中の溶質ではなく、及び/又は細胞表面で結合パートナーと相互作用しない生体分子を標的とする場合がある。例えば、粒子は、タンパク質凝集体、例えば、アミロイド又はプリオン凝集体と会合している生体分子と特異的に結合する場合がある。そのような粒子は、凝集体を解体することによって(例えば、凝集体状態から熱力学平衡をシフトすることによって)及び/又は凝集体を隔離することによって(例えば、さらなる凝集を阻害するために及び/又は結合した凝集体のクリアランスを可能にするために)治療利益をもたらすことができる。同様に、粒子は、結晶性カルシウム又はヒドロキシアパタイトに特異的に結合してもよい。同様に、粒子は、ウイルス又は細胞、例えば、細菌、原虫、真菌又は酵母細胞と関連する生体分子(例えば、生体分子は水溶液中の溶質ではないが、生体分子は膜、細胞壁又はカプシドに分離される)に特異的に結合してもよい。よって、粒子は病原性ウイルス又は細胞を隔離し、それによってウイルス又は細胞の病原性を減弱させる場合がある。粒子は、細胞外小胞、例えば、エクトソーム、エクソソーム、脱粒小胞(shedding vesicle)又はアポトーシス小体と関連する生体分子に特異的に結合してもよい。粒子は、例えば、低密度リポタンパク質粒子を隔離するために、低密度リポタンパク質に特異的に結合してもよい。
生体分子は、細胞表面受容体のリガンドであってもよい。リガンドは、天然に存在するリガンドであってもよく、又は合成リガンドであってもよい。リガンドは、受容体の天然のリガンド(例えば、インビボで対象によって産生されるリガンド)であってもよく、又は非天然のリガンド(例えば、ウイルス若しくは薬物などの対象に導入されるリガンド)であってもよい。生体分子は、サイトゾル受容体(cytosolic receptor)又は核受容体に対するリガンドであってもよい。
Figure 2023075293000001
腫瘍細胞は、腫瘍微小環境において免疫細胞によって産生されたサイトカインと結合する可溶型のサイトカイン受容体を脱離することによって、宿主の免疫監視から自身を保護することが知られる。例えば、がん細胞は、可溶型のTNF受容体並びにIL-2受容体及びTRAIL受容体などの他のサイトカイン受容体を脱離する。これらの可溶性受容体は、当該細胞に対するTNFα、IL-2及びTRAILのアポトーシス促進効果を軽減することによって増殖優位性をがん細胞に与える。Karpatovaらは、ヒトがん細胞による67kDラミニン受容体の脱離を報告しており、これは、腫瘍浸潤及び転移を増大する可能性がある(J Cell Biochem 60(2):226～234ページ(1996年))。それゆえに、本明細書に記載されている粒子を、例えば、がんの治療に使用するために、可溶型の細胞表面受容体タンパク質を捕捉するよう操作することができる。
したがって、一部の実施形態において、細胞表面受容体タンパク質は、がん細胞によって発現されるものであるか、及び/又は細胞表面受容体タンパク質は、がん細胞によって可溶型の細胞表面受容体タンパク質として脱離されるタンパク質である。一部の実施形態において、細胞表面受容体タンパク質は、活性化されると、アポトーシスを誘導する(例えば、デスレセプター)。一部の実施形態において、細胞表面受容体タンパク質は、腫瘍壊死因子受容体(TNFR)タンパク質(例えば、TNFR-1又はTNFR-2)である。一部の実施形態において、細胞表面受容体タンパク質は、Fas受容体タンパク質である。一部の実施形態において、細胞表面受容体タンパク質は、TNF関連アポトーシス誘導リガンド受容体(TRAILR)タンパク質、4-1BB受容体タンパク質、CD30タンパク質、EDA受容体タンパク質、HVEMタンパク質、リンホトキシンベータ受容体タンパク質、DR3タンパク質又はTWEAK受容体タンパク質である。一部の実施形態において、細胞表面受容体タンパク質は、インターロイキン受容体タンパク質、例えば、IL-2受容体タンパク質である。そのような実施形態において、標的可溶性生体分子は、例えばがん細胞から脱離された、可溶型の細胞表面受容体であってもよいことは理解されよう。
一部の実施形態において、生体分子は、可溶性Tim3(「T-細胞 Igムチン3」)である。可溶性Tim3(sTim3)は自己免疫疾患及びがんに関係することが示され、sTim3の上昇はHIV感染と関連する。CEACAM1とのヘテロ二量体会合におけるガレクチン9(「Gal9」)及び潜在的に他のリガンドとTim3との会合によってT細胞応答の阻害が導かれ、Tim3及びCEACAM1の共遮断によって抗腫瘍免疫応答が導かれる。したがって、生体分子は、sTim3又はsTim3に対する天然リガンド、例えば、Tim3L又はGal9であってよい。生体分子は、CEACAM1の可溶性アイソフォームであってよい。このように、粒子はsTim3を捕捉するように適合されうるが、Gal9と膜結合Tim3(mTim3)との間の相互作用を阻害しない。同様に、薬剤は、sTim3、sTim3に対して選択的な抗体(又はその抗原結合部分)、又はTim3に対するリガンドであってもよい。薬剤は、CEACAM1に対する天然リガンド(例えば、Gal9又はその変異体)又はCEACAM1若しくはその可溶性アイソフォームのいずれかに対して選択的な抗体であってもよい。前述の粒子のいずれかを、例えば、がんを治療する方法、HIV感染を治療する方法、及び移植片対宿主病などの自己免疫疾患を治療する方法において使用することができる。
一部の実施形態において、生体分子は、Gal9(ガレクチン9)であってもよい。粒子は、Gal9に対して選択的な薬剤、例えばGal9に対する天然リガンド、例えばTim3若しくはその変異体、又はGal9に対して選択的な抗体を含んでもよい。このように、粒子はGal9を捕捉するように適合されうるが、膜結合Gal9(mGal9)と膜結合Tim3(mTim3)の相互作用を阻害しない。一部の実施形態において、生体分子は、CEACAM1の可溶性アイソフォーム(「sCEACAM1」)であってもよい。薬剤は、sCEACAM1に対する天然リガンド、例えば、Gal9若しくはその変異体、又はCEACAM1若しくはCEACAM1の可溶性アイソフォームのいずれかに対して選択的な抗体であってもよい。
一部の実施形態において、生体分子は、可溶性CTLA4である。可溶性CTLA4(「sCTLA4」)はがんに関係することが示され、膜結合CTLA4(「mCTLA4」)に対してではなくsCTLA4に対して活性な抗体は、がんの動物モデルにおいて有効性である。一部の実施形態において、生体分子は、sCTLA4である。薬剤は、CTLA4に対する天然リガンド、例えば、可溶性B7-1若しくは可溶性B7-2若しくはその変異体、又はCTLA4に対して選択的な抗体、例えば、イピリムマブ若しくはチシリムマブであってもよい。このように、粒子はsCTLA4を捕捉するように適合されうるが、リガンドとmCTLA4との間の相互作用を阻害しない。よって、通常の免疫応答の一部として、相互作用に対してmCTLA4を自由な状態にしながら、sCTLA4を腫瘍微小環境(「TME」)及び/又はTMEの外側での循環から除去することができる。sCTLA4を標的とする粒子は、例えば、がんに関して治療する方法において使用することができる。
可溶性PD-1(「sPD1」)は、関節リウマチなどの自己免疫疾患に関係している。過剰なsPD1は、自己免疫を導く、PD-1とそのリガンドであるPD-L1及びPD-L2との間のバランスを乱す場合がある。よって、生体分子は、sPD1であってもよい。薬剤は、sPD1に対する天然リガンド、例えばPD-L1、PD-L2若しくはその変異体、又はPD-1に対して選択的な抗体、例えば、PD1遮断薬、例えば、ニボルマブ、ピディリズマブ若しくはペンブロリズマブ(Keytruda(登録商標))であってもよい。よって、粒子はsPD1を捕捉するように適合されうるが、PD-L1又はPD-L2と膜結合PD1との相互作用を阻害しない。そのような粒子は、例えば、関節炎などの自己免疫疾患を治療する方法において使用することができる。
LAG3は、そのリガンドによって結合された場合に、阻害をもたらすT細胞表面受容体である。LAG3の可溶性形態(「sLAG3」)は、例えば、I型糖尿病における及び他の自己免疫疾患における自己免疫と相関する。生体分子は、sLAG3であってもよい。薬剤は、sLAG3に対する天然リガンド若しくはその変異体、又はsLAG3に対して選択的な抗体であってもよい。よって、粒子はsLAG3を捕捉するように適合されうるが、リガンドと膜結合LAG3との間の相互作用を阻害しない。そのような粒子は、I型糖尿病などの自己免疫疾患を治療する方法において使用することができる。
生体分子は、TNFαであってもよい。薬剤は、抗TNFα抗体、例えば、インフリキシマブ、アダリムマブ、セロリズマブ、アフェリモマブ、ネレリモマブ、オゾラリズマブ若しくはゴリムマブを含んでもよく、又は薬剤は、抗TNFα抗体の抗原結合部分を含んでもよい。薬剤は、エタネルセプトであってもよい。薬剤は、TNFαに対する可溶性受容体(sTNF-R又はその変異体)であってもよい。TNFαを標的とする粒子は、強直性脊椎症、クローン病、汗腺膿瘍、乾癬、尋常性感染、乾癬性関節炎、難治性喘息、若年性突発性関節炎、潰瘍性大腸炎及び関節リウマチなどのさまざまな自己免疫疾患を治療又は予防するために特に有用でありうる。TNFαを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、アルツハイマー病、心血管疾患、II型糖尿病、筋ジストロフィー及び肥満を治療又は予防するためにも有用でありうる。
生体分子は、β2ミクログロブリン(B2M)であってもよい。薬剤は、抗B2M抗体であってもよい。B2Mを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、記憶喪失、認知機能低下、末梢動脈疾患、透析アミロイド症、慢性リンパ性白血病、多発性骨髄腫及びリンパ腫を治療又は予防するために有用でありうる。
生体分子は、CCL2(ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド2)であってもよい。薬剤は、抗CCL2抗体であってもよい。CCL2を標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、アルツハイマー病、アテローム性動脈硬化症、虚血(例えば、虚血性脳卒中)、てんかん、多発性硬化症、乾癬、関節リウマチ、糸球体腎炎及び外傷性脳損傷を治療又は予防するために有用でありうる。
生体分子は、CCL11(C-Cモチーフケモカイン11;エオタキシン1)であってもよい。薬剤は、抗CCL11抗体であってもよい。CCL11を標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、記憶喪失及び認知機能低下を治療又は予防するために有用でありうる。
生体分子は、CCL19であってもよい。薬剤は、抗CCL19抗体であってもよい。どちらかのCCL19を標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、老化及び認知機能低下を治療又は予防するために有用でありうる。
生体分子は、インターフェロンガンマ(INFγ)であってもよい。薬剤は、抗INFγ抗体、例えば、フォントリズマブ又は可溶性INFγ受容体(sINFγR)を含んでもよい。生体分子は、可溶性INFγ受容体であってもよい。薬剤は、INFγ又は抗sINFγR抗体を含んでもよい。インターフェロンガンマを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、自己免疫疾患、例えば、クローン病、関節リウマチ及び乾癬を治療又は予防するために有用でありうる。
生体分子は、クラスタリン(例えば、分泌性クラスタリン、アイソフォーム2)であってもよい。薬剤は、抗クラスタリン抗体又はその抗原結合部分を含んでもよい。クラスタリンを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、がん(頭頚部がん、腎細胞がん、結腸直腸がん、子宮内膜がん、卵巣がん、乳がん、前立腺がん、膵がん、肺がん、肝細胞がん又はメラノーマ)、腎疾患(例えば、腎性シスチン症)、ファンコニー症候群、糸球体腎炎、アテローム性動脈硬化症及び心筋梗塞を治療又は予防するために有用でありうる。
生体分子は、高移動度群ボックス1(HMGB1)であってもよい。薬剤は、抗HMGB1抗体又はその抗原結合部分を含んでもよい。生体分子は、熱ショックタンパク質(例えば、HSP60、HSP70、HSP90)であってもよい。薬剤は、抗HSP抗体又はその抗原結合部分を含んでもよい。生体分子は、ペルオキシレドキシン(例えば、ペルオキシレドキシン1又はペルオキシレドキシン2)であってもよい。薬剤は、抗ペルオキシレドキシン抗体又はその抗原結合部分を含んでもよい。
薬剤は、スカベンジャー受容体の細胞外部分、例えば、クラスAスカベンジャー受容体(例えば、SCARA1(マクロファージスカベンジャー受容体1;MSR1;CD204)、SCARA2(マクロファージ受容体;MARCO)、SCARA3、SCARA4(COLEC12)、SCARA5)、クラスBスカベンジャー受容体(例えば、SCARB1、SCARB2、SCARB3(CD36))、CD68、ムチン、又はレクチン様酸化LDL受容体-1(LOX-1)であってもよい。
生体分子は、インスリン様成長因子1(IGF-1)又はインスリン様成長因子結合タンパク質(例えば、IGFBP-1、IGFBP-2、IGFBP-3、IGFBP-4、IGFBP-5、IGFBP-6)であってもよい。薬剤は、インスリン様成長因子1(IGF-1)又はインスリン様成長因子結合タンパク質(例えば、IGFBP-1、IGFBP-2、IGFBP-3、IGFBP-4、IGFBP-5、IGFBP-6)であってもよい。薬剤は、インスリン様成長因子1(IGF-1)又はインスリン様成長因子結合タンパク質(例えば、IGFBP-1、IGFBP-2、IGFBP-3、IGFBP-4、IGFBP-5、IGFBP-6)に選択的に結合する抗体又はその抗原結合部分であってもよい。
薬剤は、CD63、CD9又はCD81の細胞外エピトープに選択的に結合する抗体であってもよい。CD63、CD9及び/又はCD81を標的とする粒子は、細胞外小胞、例えば、エクトソーム、エクソソーム、脱粒小胞又はアポトーシス小体を捕捉するために特に有用でありうる。さまざまな細胞外小胞を捕捉する粒子は、がん(小胞の脱粒と相関する疾患進行を有するがん)を治療又は予防するために特に有用でありうる。
生体分子は、CXCL1、CXCL2、CXCL3、CXCL4、CXCL4L1、CXCL5、CXCL6、CXCL7、CXCL8、CXCL9、CXCL10、CXCL11、CXCL12、CXCL13、CXCL14、CXCL16、CXCL17、CCL1、CCL2、CCL3、CCL3L1、CCL3L3、CCL4、CCL4L1、CCL4L2、CCL5、CCL7、CCL8、CCL11、CCL13、CCL14、CCL15、CCL16、CCL17、CCL18、CCL19、CCL20、CCL21、CCL22、CCL23、CCL24、CCL25、CCL26、CCL27、CCL28、XCL1、XCL2、又はCX3CL1であってもよい(例えば、Zlotnik, A.及びYoshie, O.、Immunity、36(5):705ページ(2012年)を参照のこと)。薬剤は、CXCL1、CXCL2、CXCL3、CXCL4、CXCL4L1、CXCL5、CXCL6、CXCL7、CXCL8、CXCL9、CXCL10、CXCL11、CXCL12、CXCL13、CXCL14、CXCL16、CXCL17、CCL1、CCL2、CCL3、CCL3L1、CCL3L3、CCL4、CCL4L1、CCL4L2、CCL5、CCL7、CCL8、CCL11、CCL13、CCL14、CCL15、CCL16、CCL17、CCL18、CCL19、CCL20、CCL21、CCL22、CCL23、CCL24、CCL25、CCL26、CCL27、CCL28、XCL1、XCL2、又はCX3CL1に特異的に結合する抗体(又はその抗原結合部分)を含んでもよい。
生体分子は、インターロイキン1、インターロイキン1アルファ、インターロイキン1ベータ、インターロイキン2、インターロイキン3、インターロイキン4、インターロイキン5、インターロイキン6、インターロイキン7、インターロイキン8、インターロイキン9、インターロイキン10、インターロイキン11、インターロイキン12、インターロイキン13、インターロイキン14、インターロイキン15、インターロイキン16、インターロイキン17、インターロイキン18、インターロイキン19、インターロイキン20、インターロイキン21、インターロイキン22、インターロイキン23、インターロイキン24、インターロイキン25、インターロイキン26、インターロイキン27、インターロイキン28、インターロイキン29、インターロイキン30、インターロイキン31、インターロイキン32、インターロイキン33、インターロイキン35又はインターロイキン36であってもよい。薬剤は、インターロイキン1、インターロイキン1アルファ、インターロイキン1ベータ、インターロイキン2、インターロイキン3、インターロイキン4、インターロイキン5、インターロイキン6、インターロイキン7、インターロイキン8、インターロイキン9、インターロイキン10、インターロイキン11、インターロイキン12、インターロイキン13、インターロイキン14、インターロイキン15、インターロイキン16、インターロイキン17、インターロイキン18、インターロイキン19、インターロイキン20、インターロイキン21、インターロイキン22、インターロイキン23、インターロイキン24、インターロイキン25、インターロイキン26、インターロイキン27、インターロイキン28、インターロイキン29、インターロイキン30、インターロイキン31、インターロイキン32、インターロイキン33、インターロイキン35又はインターロイキン36に特異的に結合する抗体(又はその抗原結合部分)を含んでもよい。薬剤は、可溶性インターロイキン-2受容体、可溶性インターロイキン-3受容体、可溶性インターロイキン-4受容体、可溶性インターロイキン-5受容体、可溶性インターロイキン-6受容体、可溶性インターロイキン-7受容体、可溶性インターロイキン-9受容体、可溶性インターロイキン-10受容体、可溶性インターロイキン-11受容体、可溶性インターロイキン-12受容体、可溶性インターロイキン-13受容体、可溶性インターロイキン-15受容体、可溶性インターロイキン-20受容体、可溶性インターロイキン-21受容体、可溶性インターロイキン-22受容体、可溶性インターロイキン-23受容体、可溶性インターロイキン-27受容体又は可溶性インターロイキン-28受容体を含んでもよい。薬剤は、インターロイキン33に結合する可溶性ST2であってもよい。
生体分子は、可溶性インターロイキン-2受容体、可溶性インターロイキン-3受容体、可溶性インターロイキン-4受容体、可溶性インターロイキン-5受容体、可溶性インターロイキン-6受容体、可溶性インターロイキン-7受容体、可溶性インターロイキン-9受容体、可溶性インターロイキン-10受容体、可溶性インターロイキン-11受容体、可溶性インターロイキン-12受容体、可溶性インターロイキン-13受容体、可溶性インターロイキン-15受容体、可溶性インターロイキン-20受容体、可溶性インターロイキン-21受容体、可溶性インターロイキン-22受容体、可溶性インターロイキン-23受容体、可溶性インターロイキン-27受容体又は可溶性インターロイキン-28受容体であってもよい。薬剤は、可溶性インターロイキン-2受容体、可溶性インターロイキン-3受容体、可溶性インターロイキン-4受容体、可溶性インターロイキン-5受容体、可溶性インターロイキン-6受容体、可溶性インターロイキン-7受容体、可溶性インターロイキン-9受容体、可溶性インターロイキン-10受容体、可溶性インターロイキン-11受容体、可溶性インターロイキン-12受容体、可溶性インターロイキン-13受容体、可溶性インターロイキン-15受容体、可溶性インターロイキン-20受容体、可溶性インターロイキン-21受容体、可溶性インターロイキン-22受容体、可溶性インターロイキン-23受容体、可溶性インターロイキン-27受容体又は可溶性インターロイキン-28受容体に特異的に結合する抗体(又はその抗原結合部分)を含んでもよい。薬剤は、インターロイキン2、インターロイキン3、インターロイキン4、インターロイキン5、インターロイキン6、インターロイキン7、インターロイキン9、インターロイキン10、インターロイキン11、インターロイキン12、インターロイキン13、インターロイキン15、インターロイキン20、インターロイキン21、インターロイキン22、インターロイキン23、インターロイキン27又はインターロイキン28であってもよい。
生体分子は、エピネフリン、ノルエピネフリン、メラトニン、セロトニン、トリヨードサイロニン又はサイロキシンであってもよい。生体分子は、プロスタグランジン(例えば、プロスタサイクリンI2(PGI2)、プロスタグランジンE2(PGE2)、プロスタグランジンF2α(PGF2α))、ロイコトリエン、プロスタサイクリン又はトロンボキサンであってもよい。生体分子は、テストステロン、デヒドロエピアンドロステロン(DHEA)、アンドロステンジオン、ジヒドロテストステロン(DHT)、アルドステロン、エストロン、エストラジオール、エストリオール、プロゲステロン、コルチゾール、カルシトリオール又はカルシジオールであってもよい。
生体分子は、アミリン、アディポネクチン、副腎皮質刺激ホルモン、アンギオテンシノーゲン、アンギオテンシンI、アンギオテンシンII、抗利尿ホルモン(バソプレッシン)、アペリン、心房性ナトリウム利尿ペプチド、脳性ナトリウム利尿ペプチド、カルシトニン、ケメリン、コレシストキニン、コルチコトロピン（corticotropin）放出ホルモン、コルチスタチン、エンケファリン、エンドセリン、エリスロポエチン、卵胞刺激ホルモン、ガラニン、消化管抑制ポリペプチド、ガストリン、グレリン、グルカゴン、グルカゴン様ペプチド-1、性腺刺激ホルモン放出ホルモン、成長ホルモン放出ホルモン、ヘプシジン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、ヒト胎盤性ラクトゲン、成長ホルモン、インヒビン、インスリン、インスリン様成長因子(ソマトメジン、例えば、IGF-I)、レプチン、リポトロピン、黄体形成ホルモン、メラニン細胞刺激ホルモン、モチリン、オレキシン、オキシトシン、膵ポリペプチド、副甲状腺ホルモン、下垂体アデニル酸シクラーゼ活性化ペプチド、プロラクチン、プロラクチン放出ホルモン、リラキシン、レニン、セクレチン、ソマトスタチン、トロンボポエチン、甲状腺刺激ホルモン(チロトロピン)、チロトロピン放出ホルモン又は血管作動性腸管ペプチドであってもよい。薬剤は、アミリン、アディポネクチン、副腎皮質刺激ホルモン、アペリン、アンギオテンシノーゲン、アンギオテンシンI、アンギオテンシンII、抗利尿ホルモン(バソプレッシン)、心房性ナトリウム利尿ペプチド、脳性ナトリウム利尿ペプチド、カルシトニン、ケメリン、コレシストキニン、コルチコトロピン放出ホルモン、コルチスタチン、エンケファリン、エンドセリン、エリスロポエチン、卵胞刺激ホルモン、ガラニン、消化管抑制ポリペプチド、ガストリン、グレリン、グルカゴン、グルカゴン様ペプチド-1、性腺刺激ホルモン放出ホルモン、成長ホルモン放出ホルモン、ヘプシジン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、ヒト胎盤性ラクトゲン、成長ホルモン、インヒビン、インスリン、インスリン様成長因子(ソマトメジン、例えば、IGF-I)、レプチン、リポトロピン、黄体形成ホルモン、メラニン細胞刺激ホルモン、モチリン、オレキシン、オキシトシン、膵ポリペプチド、副甲状腺ホルモン、下垂体アデニル酸シクラーゼ活性化ペプチド、プロラクチン、プロラクチン放出ホルモン、リラキシン、レニン、セクレチン、ソマトスタチン、トロンボポエチン、甲状腺刺激ホルモン(チロトロピン)、チロトロピン放出ホルモン又は血管作動性腸管ペプチドに特異的に結合する抗体(又はその抗原結合部分)を含んでもよい。
生体分子は、血管内皮細胞増殖因子-A(VEGF-A)であってもよい。薬剤は、VEGF-Aに特異的に結合する抗体、例えば、ベバシズマブ若しくはブロルシズマブ又はその抗原結合部分、例えば、ラニビズマブに特異的に結合する抗体を含んでもよい。例えば、薬剤は、アフリベルセプトであってもよい。VEGF-Aを標的とする粒子は、他の状態及び疾患に加えて、黄斑変性(例えば、滲出型黄斑変性)、増殖性糖尿病性網膜症、新生血管緑内障、黄斑浮腫、がん(例えば、直腸結腸がん、肺がん、前立腺がん、乳がん、腎がん、脳腫瘍)、気管支喘息、糖尿病、虚血性心筋症及び心筋虚血症を治療又は予防するために有用でありうる。
生体分子は、可溶性血管内皮細胞増殖因子受容体、例えば、可溶性血管内皮細胞増殖因子受容体1(可溶性VEGFR-1)、可溶性血管内皮細胞増殖因子受容体2(可溶性VEGFR-2)又は可溶性血管内皮細胞増殖因子受容体3(可溶性VEGFR-3)であってもよい。薬剤は、可溶性VEGF受容体に選択的に結合する抗体又はその抗原結合部分、例えば、アラシズマブ、イクルクマブ又はラムシルマブであってもよい。薬剤は、VEGF受容体のリガンド、例えば、VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D又は胎盤増殖因子(PGF)であってもよい。可溶性VEGF受容体を標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、がんを治療又は予防するために特に有用でありうる。
生体分子は、内皮細胞増殖因子ファミリーのメンバー、例えば、内皮細胞増殖因子(EGF)、ヘパリン結合EGF様増殖因子(HB-EGF)、形質転換増殖因子-α(TGF-α)、アンフィレギュリン(AR)、エピレギュリン(EPR)、エピジェン、ベータセルリン(BTC)、ニューレギュリン-1(NRG1)、ニューレギュリン-2(NRG2)、ニューレギュリン-3(NRG3)又はニューレギュリン-4(NRG4)であってもよい。薬剤は、EGF、HB-EGF、TGF-α、AR、EPR、エピジェン、BTC、NRG1、NRG2、NRG3又はNRG4に選択的に結合する抗体又はその抗原結合部分であってもよい。薬剤は、可溶性EGF受容体、例えば可溶性EGF受容体、可溶性HER2又は可溶性HER3を含んでもよい。内皮細胞増殖因子ファミリーのメンバーを標的とする粒子は、他の状態及び疾患に加えて、がんを治療又は予防するために特に有用でありうる。
生体分子は、可溶性上皮細胞増殖因子受容体(EGF受容体)、例えば、可溶性EGF受容体、可溶性ヒト上皮細胞増殖因子受容体2(可溶性HER2)又は可溶性ヒト上皮細胞増殖因子受容体3(可溶性HER3)であってもよい。薬剤は、可溶性EGF受容体に選択的に結合する抗体又はその抗原結合部分、例えば、セツキシマブ、フツキシマブ、イムガツズマブ、マツズマブ、ネシツムマブ、ニモツズマブ、パニツムマブ、ザルツムマブ、デュリゴツマブ、パトリツマブ、エルツマキソマブ、ペルツズマブ又はトラスツズマブであってもよい。薬剤は、EGF受容体のリガンド、例えば、上記の通りEGFファミリーのメンバーであってもよい。可溶性EGF受容体を標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、がんを治療又は予防するために特に有用でありうる。
生体分子は、IgE抗体であってもよい。薬剤は、抗IgE抗体、例えば、オマリズマブ若しくはタリズマブ又はその抗原結合部分を含んでもよい。薬剤は、FcεRIの細胞外部分であってもよい。IgE抗体を標的とする粒子は、他の状態及び疾患に加えて、慢性特発性蕁麻疹及びアレルギー喘息を治療するために特に有用でありうる。
生体分子は、プロタンパク質転換酵素サブチリシン/ケキシン9型(PCSK9)であってもよい。薬剤は、抗PCSK9抗体、例えば、アリロクマブ、ロデルシズマブ、ラルパンシズマブ若しくはエボロクマブ又はその抗原結合部分であってもよい。PCSK9を標的とする粒子は、他の状態及び疾患に加えて、高コレステロール血症、アテローム性動脈硬化症、虚血及び心筋梗塞を治療又は予防するために特に有用でありうる。
生体分子は、アドレノメデュリン、脳由来神経栄養因子、エリスロポエチン、線維芽細胞増殖因子、肝癌細胞由来増殖因子、グルコース-6-リン酸イソメラーゼ、ケラチノサイト増殖因子、マクロファージ遊走阻止因子、神経栄養因子(神経増殖因子、脳由来神経栄養因子、神経栄養因子-3、神経栄養因子-4)、血小板由来増殖因子、幹細胞因子、トロンボポエチン、T細胞増殖因子、血管内皮細胞増殖因子(VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、胎盤増殖因子(PGF))又はレナラーゼであってもよい。薬剤は、アドレノメデュリン、脳由来神経栄養因子、エリスロポエチン、線維芽細胞増殖因子、肝癌細胞由来増殖因子、グルコース-6-リン酸イソメラーゼ、ケラチノサイト増殖因子、マクロファージ遊走阻止因子、神経栄養因子(神経増殖因子、脳由来神経栄養因子、神経栄養因子-3、神経栄養因子-4)、血小板由来増殖因子、幹細胞因子、トロンボポエチン、T細胞増殖因子、血管内皮細胞増殖因子(VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、胎盤増殖因子(PGF))又はレナラーゼに選択的に結合する抗体又はその抗原結合部分を含んでもよい。
生体分子は、可溶性トロポミオシン受容体キナーゼB(可溶性TrkB)であってもよい。薬剤は、抗TrkB抗体又はその抗原結合部分であってもよい。生体分子は、可溶性トロポミオシン受容体キナーゼA(可溶性TrkA)であってもよい。薬剤は、抗TrkA抗体又はその抗原結合部分であってもよい。薬剤は、脳由来神経栄養因子であってもよい。
生体分子は、アンギオポエチン(例えば、アンギオポエチン1、アンギオポエチン2、アンギオポエチン3又はアンギオポエチン4)又はアンギオポエチン様タンパク質(例えば、アンギオポエチン様1、アンギオポエチン様2、アンギオポエチン様3、アンギオポエチン様4、アンギオポエチン様5、アンギオポエチン様6又はアンギオポエチン様7)であってもよい。薬剤は、アンギオポエチン(例えば、アンギオポエチン1、アンギオポエチン2、アンギオポエチン3又はアンギオポエチン4)又はアンギオポエチン様タンパク質(例えば、アンギオポエチン様1、アンギオポエチン様2、アンギオポエチン様3、アンギオポエチン様4、アンギオポエチン様5、アンギオポエチン様6又はアンギオポエチン様7)に選択的に結合する抗体であってもよい。
生体分子は、ヘッジホッグタンパク質(例えば、ソニックヘッジホッグ)であってもよい。薬剤は、ヘッジホッグタンパク質に選択的に結合する抗体であってもよい。ヘッジホッグタンパク質を標的とする粒子は、他の状態及び疾患に加えて、がん、例えば、膵がん、小脳がん及び髄芽腫を治療又は予防するために特に有用でありうる。
生体分子は、可溶性ヒト白血球抗原(HLA)タンパク質(例えば、可溶性HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-D、HLA-E、HLA-F又はHLA-G(例えば、Bassani-Sternberg, Mら、Proceedings National Academy Sciences USA 107(44):18769ページ(2010年))を参照のこと)であってもよい。薬剤は、可溶性ヒト白血球抗原(HLA)タンパク質に選択的に結合する抗体であってもよい。薬剤は、可溶性キラー細胞免疫グロブリン様受容体であってもよい。可溶性HLAを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、がんを治療又は予防するために特に有用でありうる。
生体分子は、可溶性UL16結合タンパク質アイソフォーム(例えば、可溶性RAET1(ULBP1;RAET1E2)、可溶性RAET1H(ULBP2)、可溶性RAET1N(ULBP3)、可溶性RAET1E(ULBP4)、可溶性RAET1G(ULBP5)又は可溶性RAET1L(ULBP6))であってもよい。薬剤は、可溶性UL16結合タンパク質アイソフォーム又はその抗原結合部分に特異的に結合する抗体であってもよい。薬剤は、可溶性NKG2D受容体(例えば、その全体において参照により本明細書に組み込まれるPCT特許出願公開第WO2006/024367を参照のこと)であってもよい。
生体分子は、可溶性MIC-A又は可溶性MIC-B(例えば、Groh, V.ら、Nature 419(6908):734ページ(2002年)を参照のこと)であってもよい。薬剤は、抗MIC-A抗体若しくは抗MIC-B抗体又はいずれかの抗体の抗原結合部分であってもよい。薬剤は、可溶性NKG2D受容体(例えば、その全体において参照により本明細書に組み込まれるPCT特許出願公開第WO2006/024367を参照のこと)であってもよい。
薬剤は、可溶性天然細胞毒性受容体(例えば、Jarahian, M.ら PloS Pathogens 7(8): e1002195 (2011年)を参照のこと)であってもよい。
生体分子は、可溶性C型レクチンドメインファミリー2メンバーD(可溶性CLEC2D;可溶性レクチン様転写物1(LLT1))(例えば、Chalan, P.ら、PloS One 10(7): e0132436 (2015年)を参照のこと)であってもよい。薬剤は、可溶性LLT1に選択的に結合する抗体であってもよい。可溶性LLT1を標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、自己免疫疾患、例えば、関節リウマチを治療又は予防するために特に有用でありうる。
生体分子は、可溶性CD16(例えば、Hoover, R.G.、J Clinical Investigation 95:241ページ(1995年)を参照のこと)であってもよい。薬剤は、可溶性CD16に選択的に結合する抗体であってもよい。可溶性CD16を標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、がんを治療又は予防するために特に有用でありうる。
生体分子は、プラスミノーゲンアクチベーターインヒビター1(PAI-1)、プラスミノーゲンアクチベーターインヒビター1(PAI-2)、組織プラスミノーゲンアクチベーター、ウロキナーゼ、プラスミノーゲン、トロンビン又はα2-マクログロブリンであってもよい。薬剤は、プラスミノーゲンアクチベーターインヒビター1(PAI-1)、プラスミノーゲンアクチベーターインヒビター1(PAI-2)、組織プラスミノーゲンアクチベーター、ウロキナーゼ、プラスミノーゲン、トロンビン又はα2-マクログロブリンと選択的に結合する抗体であってもよい。
生体分子は、因子XII、因子XIIa、因子XI、因子XIa、因子IX、因子IXa、因子X、因子Xa、因子VII、因子VIIa、因子XIII、因子XIIIa、因子V、プロトロンビン、トロンビン、フォンビルブランド因子、トロンボキサンA2、フィブリノーゲン又はフィブリンであってもよい。薬剤は、因子XII、因子XIIa、因子XI、因子XIa、因子IX、因子IXa、因子X、因子Xa、因子VII、因子VIIa、因子XIII、因子XIIIa、因子V、プロトロンビン、トロンビン、フォンビルブランド因子、トロンボキサンA2、フィブリノーゲン又はフィブリンと選択的に結合する抗体であってもよい。
生体分子は、セルピン(例えば、α1-抗トリプシン、抗トリプシン関連タンパク質、α1-抗キモトリプシン、カリスタチン、プロテインCインヒビター、トランスコルチン、サイロキシン結合グロブリン、アンギオテンシノーゲン、センテリン(GCET1)、プロテインZ関連プロテアーゼインヒビター、バスピン、抗トロンビン、ヘパリン副因子II、プラスミノーゲンアクチベーターインヒビター1、グリア由来ネキシン(プロテアーゼネキシンI)、色素上皮由来因子、α2-抗プラスミン、補体1インヒビター、ニューロセルピン、プラスミノーゲンアクチベーターインヒビター、2SERPINA1又はSERPINA2)であってもよい。薬剤は、セルピン又はその抗原結合部分に選択的に結合する抗体を含んでもよい。
生体分子は、可溶性ST2であってもよい。薬剤は、インターロイキン33又は可溶性ST2と特異的に結合する抗体(又はその断片)であってもよい。可溶性ST2を標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、心疾患、心筋梗塞、急性冠症候群及び心不全を治療又は予防するために特に有用でありうる。
生体分子は、ミオスタチン(増殖分化因子8(GDF-8))であってもよい。薬剤は、抗ミオスタチン抗体、例えば、スタムルマブ又はトレボグルマブ(trevogrumab)であってもよい。薬剤は、アクチビン受容体又はそのミオスタチン結合部分であってもよく、例えば、薬剤は、可溶性アクチビンIIB型受容体であってもよい。ミオスタチンを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、筋ジストロフィー、カヘキシー、サルコペニア及びさまざまな形態の筋力低下(例えば、無重力による筋力低下)であってもよい。
生体分子は、グレリンであってもよい。薬剤は、抗グレリン抗体であってもよい。グレリンを標的とする粒子は、肥満、プラダー・ウィリー症候群、アディクション、アルコール依存症及びレプチン抵抗性(例えば、遺伝的レプチン抵抗性)を治療又は予防するために特に有用でありうる。
生体分子は、sLR11(可溶性SORL1;可溶性SORLA;可溶性SORLA1)であってもよい。薬剤は、抗sLR11抗体であってもよい。sLR11を標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、肥満を治療又は予防するために特に有用でありうる。
生体分子は、TGF-β(形質転換増殖因子ベータ、例えば、TGF-β1, TGF-β2又はTGF-β3)であってもよい。薬剤は、抗TGF-β抗体、例えば、フレソリムマブ、レルデリムマブ又はメテリムマブであってもよい。薬剤は、TGF-β受容体のTGF-β結合ドメインを含んでもよい。薬剤は、それぞれがTGF-βに結合する、LTBP1(潜在型形質転換増殖因子β結合タンパク質1)、14-3-3-タンパク質イプシロン(チロシン3-モノオキシゲナーゼ/トリプトファン5-モノオキシゲナーゼ活性化タンパク質、イプシロン;YWHAE)又は真核生物翻訳開始因子3サブユニットI(EIF3I)であってもよい。TGF-βを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、強皮症、特発性肺線維症、腎疾患、巣状糸球体硬化症、円錐角膜、マルファン症候群、アルツハイマー病、認知機能低下、外傷性脳損傷、筋消耗及びがん(例えば、腎臓がん及びメラノーマ)を治療又は予防するために特に有用でありうる。
生体分子は、Wnt(例えば、Wnt1、Wnt2、Wnt2B、Wnt3、Wnt3A、Wnt4、Wnt5A、Wnt5B、Wnt6、Wnt7A、Wnt7B、Wnt8A、Wnt8B、Wnt9A、Wnt9B、Wnt10A、Wnt10B、Wnt11又はWnt16)であってもよい。薬剤は、抗Wnt抗体であってもよい。Wntを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、肥満、II型糖尿病、アテローム性動脈硬化症、石灰化大動脈弁狭窄症、心臓発作、心不全、脳卒中及びがん(例えば、乳がん、結腸直腸がん、食道がん、メラノーマ、前立腺がん、肺がん、非小細胞肺がん、中皮腫、肉腫、神経膠芽腫、又は卵巣がん)を治療又は予防するために特に有用でありうる。
生体分子は、可溶性Notchリガンド(例えば、可溶性Jagged1、可溶性Jagged2、可溶性デルタ様リガンド1(DLL1)、可溶性デルタ様リガンド3(DLL3)及びデルタ様リガンド4(DLL4))であってもよい。薬剤は、抗Notchリガンド抗体、例えば、デムシズマブ若しくはエノチクマブ又は可溶性Notch受容体(例えば、可溶性NOTCH1、NOTCH2、NOTCH3又はNOTCH4)或いはその変異体であってもよい。可溶性Notchリガンドを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、アテローム性動脈硬化症、石灰化大動脈弁狭窄症、心臓発作、心不全、脳卒中及びがん(例えば、乳がん、膵がん、腎細胞癌、非小細胞肺がん及び固形腫瘍)を治療又は予防するために特に有用でありうる。
生体分子は、可溶性Notch受容体(例えば、可溶性NOTCH1、NOTCH2、NOTCH3又はNOTCH4)であってもよい。薬剤は、抗Notch受容体抗体、例えば、タレクスツマブ(tarextumab)若しくはブロンチクツズマブ(brontictuzumab)又は可溶性Notchリガンドであってもよい。可溶性Notch受容体を標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、アテローム性動脈硬化症、石灰化大動脈弁狭窄症、心臓発作、心不全、脳卒中及びがん(例えば、乳がん、膵がん、腎細胞癌、非小細胞肺がん及び固形腫瘍)を治療又は予防するために特に有用でありうる。
標的は、ヒドロキシアパタイト又はカルシウム(例えば、結晶性カルシウム)であってもよい。薬剤は、キレート剤、例えば、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、チオ硫酸ナトリウム(STS)、イノシトール六リン酸又はクエン酸であってもよい。ヒドロキシアパタイト又はカルシウムを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、アテローム性動脈硬化症、石灰化大動脈弁狭窄症及び石灰性腱炎を治療又は予防するために特に有用でありうる。
一部の実施形態において、生体分子は、自己抗体である。自己抗体は、対象によって産生された抗原に特異的に結合する対象によって産生された抗体である。自己抗体は、ループスを含む多くの異なる疾患状態と関連する。さらに、新たな自己抗体の誘導は、例えば、薬物に誘導されるループスをもたらす治療介入と関連する場合がある。よって、1種以上の自己抗体に選択的に結合する薬剤を含む複数の粒子を含む組成物を、例えば、ループス(例えば、薬物に誘導されるループス)を治療又は予防する方法において、使用してもよい。生体分子は、例えば、二本鎖DNA自己抗体又は抗核自己抗体であってもよい。
自己抗体を標的とする粒子は、自己抗体の抗原である薬剤を含んでもよい。
生体分子は、例えば、特発性拡張型心筋症を予防又は治療するための抗βアドレノセプター自己抗体又は抗M2ムスカリン受容体自己抗体であってもよい。特に、抗βアドレノセプター自己抗体又は抗M2ムスカリン受容体自己抗体を標的とする粒子は、そのような自己抗体の誘導と相関するシャガス病を有する対象に投与されてもよい(例えば、Herda, L.R.ら、Br J Pharmacol 166(3)847ページ(2012年)を参照のこと)。生体分子は、例えば、高血圧を治療又は予防するための抗α1アドレナリン受容体自己抗体であってもよい(例えば、Luther, H.P.ら、Hypertension 29(2):678ページ(1997年)を参照のこと)。生体分子は、例えば、シューグレン症候群を治療又は予防する際に使用するための抗ムスカリン3型受容体自己抗体であってもよい(例えば、Lee, B.H.ら、PloS One 8(1):e53113 (2013年)を参照のこと)。
ホルモン及びサイトカインに対する自己抗体は、例えば、遊離の活性種の濃度を制御するためにホルモン及びサイトカインに可逆的に結合することによってそれらの濃度を緩衝することができる。健康な自己抗体レベルからの逸脱は、サイトカイン又はホルモンのホメオスタシスの損失から生じる疾患の一因となる場合がある。例えば、抗IFNγ自己抗体は播種性非結核性マイコバクテリア感染を誘導する場合があり、抗IL-17自己抗体は慢性粘膜カンジダ症の発症と関連し、抗IL-16自己抗体は重度のブドウ球菌又はレンサ球菌感染症と関連する。空腹ホルモンであるグレリンに対する自己抗体は、グレリン受容体GHSR1に結合することができる有効濃度のグレリンを媒介する場合がある。
一部の実施形態において、生体分子は、自己抗体である。例えば、自己抗体は、抗IFNγ、抗IL-17、抗IL-16又は抗グレリン自己抗体であってもよい。一部の実施形態において、薬剤は、自己抗体の天然リガンドである(例えば、自己抗体によって標的とされる抗原)。例えば、薬剤は、IFNγ、IL-17、IL-16又はグレリンであってもよい。一部の実施形態において、本発明は、サイトカイン調節不全の疾患、例えば、自己免疫疾患を有する患者を治療する方法に関する。一部の実施形態において、本発明は、代謝障害、例えば、肥満を有する患者を治療する方法に関する。
アクチビンIIB型受容体であるActRIIBに結合するアクチビンは、カヘキシーモデルにおける筋消耗をもたらす。血清中の過剰なアクチビンレベル(これは、アクチビンA及びB/ActRIIBシグナル伝達を遮断する抗体によって逆転される場合がある)は、カヘキシーモデルにおける筋消耗及び線維症と関連し、アクチビンレベルの上昇はがん患者の血清において見られる。サルコペニアは、老化における筋肉量損失の進行性状態であり、過剰なアクチビンシグナル伝達とも関連している。よって、生体分子は、アクチビン(例えば、アクチビンA又はアクチビンB)であってもよい。薬剤は、アクチビンの天然リガンド、例えば、ActRIIBなどのアクチビン受容体タンパク質若しくはその変異体、又はアクチビンに対する抗体であってもよい。薬剤は、ミオスタチンであってもよい。一部の実施形態において、本発明は、筋消耗疾患、例えばカヘキシー又はサルコペニアを有する患者を治療する方法に関する。
当業者はまた、本明細書に記載されている粒子が、その生物学的活性が、例えば、望ましくない場合もあるより広範な種類の標的を捕捉するのにも有用であることを理解するであろう。例えば、粒子は、ウイルスカプシド又はエンベロープの構成成分と結合することにより対象の血液からウイルスを隔離するよう操作することができる。粒子は、一部の実施形態では、対象の血液循環中の毒素(例えば、細菌毒素、植物毒素及びヘビ毒液の1つ以上の構成成分などの動物毒素)と結合し、それを隔離するように操作されてもよい。一部の実施形態において、粒子は、小分子(例えば、向精神薬物又は小分子の毒素)と結合し、それを対象の血液循環から隔離するように操作することができる。そのような実施形態において、粒子は、例えば、ヘビに噛まれた又は昆虫に刺された後、体から毒素を除去するのに有用でありうる。一部の実施形態において、粒子は、(例えば、アナフィラキシー免疫応答を引き起こす抗原を捕捉することによって)対象のアナフィラキシーショックを治療するため、予防するため、その発症を遅延させるため又はその重症度を低減するために使用することができる。
一部の実施形態において、標的は、薬剤によって結合されるウイルス、例えば、ウイルスの構造タンパク質(例えば、ウイルスカプシド又はウイルスエンベロープタンパク質)と関連する。そのような実施形態において、粒子は、例えば、ウイルスに感染した又はウイルスに感染するリスクがある対象に対する抗ウイルス療法として有用である。ウイルスは、エンベロープ又はノンエンベロープウイルスであってもよい。
一部の実施形態において、可溶性生体分子は、小分子又は巨大分子である。一部の実施形態において、可溶性生体分子の最大寸法は、600nmを超えない(例えば、550、500、450、400、350、300、250、200、150、100、50又は25nm未満)。例えば、生体分子は、約1オングストローム～約1μm、例えば、約1オングストローム～約100nm、約1オングストローム～約20nm、約1nm～約1μm、約1nm～約100nm又は約1nm～約20nmの分子半径を有してもよい。生体分子は、約3amu～約107amu、例えば、約100amu～約107amu、約3amu～約106amu、約3amu～約105amu、約100amu～約106amu又は約400amu～約106amuの分子量を有してもよい。生体分子は、約105amu～約107amuの分子量を有してもよい。
「特異的結合」、「特異的に結合する」、「選択的な結合」、「選択的に結合する」という用語及び同様の文法用語は、本明細書中で使用される場合、2つの分子が、生理学的条件下において比較的安定した複合体を形成することを指す。通常、結合は、結合定数(ka)が106M-1s-1よりも高いときに特異的であると考えられる。このように、特異的結合ペアの第1のメンバーは、結合ペアの第2のメンバーと、少なくとも106 M-1s-1(又はそれより大きい)(例えば、少なくとも107、108、109、1010、1011、1012、1013、1014、1015M-1s-1若しくはそれ以上又はそれより大きい)であるkaで、特異的に結合することができる。一部の実施形態において、選択的な相互作用は、10-3s-1(例えば、8×10-4、5×10-4、2×10-4、10-4又は10-5s-1)以下の解離定数(kd)を有する。
特異的結合は、好ましい会合定数を有する場合がある非特異的静電相互作用又は非特異的疎水性相互作用によって主に駆動される相互作用を指さない。例えば、負に帯電している核酸は、特異的相互作用と無関係に、好ましい会合定数でカチオン性粒子に結合する場合があり、そのような結合は、本明細書に定義されている「特異的結合」ではない。同様に、脂質は、特異的相互作用と無関係に、好ましい会合定数で疎水性粒子に結合する場合があり、そのような結合は、本明細書に定義されている「特異的結合」ではない。
一部の実施形態において、生体分子及び粒子は、生理的pH(約7.4)で同じ電荷を有する。例えば、生体分子は負電荷を有してもよく且つ粒子は負電荷を有してもよい、又は生体分子は正電荷を有してもよく且つ粒子は正電荷を有してもよい。一部の実施形態において、生体分子と粒子は、生理的pHで反対の電荷を有してもよい。例えば、生体分子は正電荷を有してもよく且つ粒子は負電荷を有してもよい、又は生体分子は負電荷を有してもよく且つ粒子は正電荷を有してもよい。一部の実施形態において、生体分子は、生理的pHで中性電荷を有し、且つ/又は粒子は生理的pHで中性電荷を有する。
生体分子は、約0～約14の等電点を有してもよい。核酸は、約4～約7の等電点を有し、よって、生体分子は約4～約7の等電点を有してもよい。タンパク質は、一般に約4～約10の等電点を有し、よって生体分子は約4～約10の等電点を有してもよい。それにもかかわらず、改変されていないペプチド及びタンパク質は約2.5(アスパラギン酸のpI約2.8に基づく)～約11(アルギニンのpI約11に基づく)の範囲の等電点を有してもよいが、この範囲外にある等電点を有するタンパク質が知られている。それゆえに、生体分子は、約2.5～約11の範囲の等電点を有してもよい。分泌タンパク質及び膜タンパク質の可溶性細胞外部分は、通常、生理的pHでわずかに負の電荷を有し、よって、生体分子は、約4～約7、例えば、約4～約6の等電点を有してもよい。生体分子は、約0～約4、約2～約6、約4～約8、約6～約10、約8～約12又は約10～約14の等電点を有してもよい。生体分子は、約0～約2、約1～約3、約2～約4、約3～約5、約4～約6、約4～約6、約5～約7、約6～約8、約7～約9、約8～約10、約9～約11、約10～約12、約11～約13又は約12～約14の等電点を有してもよい。
一部の実施形態において、選択的な相互作用は、10-8、10-9、10-10、10-11又は10-12M未満のKDを有する。平衡定数KDは、反応速度定数の比、すなわちkd/kaである。一部の実施形態において、選択的な相互作用は、1×10-9M未満のKDを有する。
本明細書中で使用される場合、「相互作用」という用語は、2つの分子間の相互作用に言及する場合、分子の互いの物理的接触(例えば、結合)を指す。一般に、そのような相互作用は、上記分子の一方又は両方の活性をもたらす(生物学的効果を生じる)。そのような相互作用を阻害することにより、相互作用に関与する1つ以上の分子の活性の破壊がもたらされる。
本明細書中で使用される場合、「阻害すること」という用語及びその文法的等価語は、特定の作用、機能又は相互作用の低減、制限及び/又は遮断を指す。一実施形態において、この用語は、所与の結果又はパラメーターのレベルを、対応する対照の量の少なくとも10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%又はそれより低い量(例えば、特異的結合ペアの2つのメンバー間の相互作用のバックグラウンドレベル)に低減することを指す。所与の結果又はパラメーターの低減されたレベルは、結果又はパラメーターの完全な欠如を意味する必要はない(完全な欠如であってもよいが)。本発明は、結果又はパラメーターを完全に無くす方法である必要はなく、それに限定されない。実質的な阻害は、例えば、2つの生体分子(例えば、結合ペアの第1及び第2のメンバー)間の相互作用の少なくとも50%(例えば、55、60、65、70、75、80、85、90又は95%以上)の阻害であってもよい。
相互作用を検出するための方法、又は一方の生体分子の他方のものに対する親和性を測定するための方法は、当該技術分野において知られている。例えば、2つの生体分子の結合は、以下に限定されるものではないが、バイオレイヤー干渉法(BLI)、ウエスタンブロット、ドットブロット、表面プラズモン共鳴法(SPR)、酵素結合免疫吸着測定(ELISA)、AlphaScreen(登録商標)若しくはAlphaLISA(登録商標)アッセイ又は質量分析法ベースの方法などのさまざまな技術を使用して検出及び/又は定量することができる。
一部の実施形態において、結合は、2つの生体分子の相互作用の反応速度パラメーターを特徴づけるための当該技術分野において既知の任意のSPRベースのアッセイを使用してアッセイすることができる。それらに限定されるものではないが、BIAcore機器(Biacore AB、ウプサラ、スウェーデン)、lAsys機器(Affinity Sensors、フランクリン、マサチューセッツ州)、IBISシステム(Windsor Scientific Limited、バークシャー、英国)、SPR-CELLIAシステム(日本レーザー電子株式会社、北海道、日本)及びSPR Detector Spreeta(Texas instruments、ダラス、テキサス州)を含む商業的に入手可能なあらゆるSPR機器が、本明細書に記載されている方法に使用することができる。(例えば、Mullettら、Methods 22: 77～91ページ(2000年)、Dongら、Reviews in Mol Biotech 82: 303～323ページ(2002年)、Fivashら、Curr Opin Biotechnol 9: 97～101ページ(1998年)及びRichら、Curr Opin Biotechnol 11: 54～61ページ(2000年)を参照のこと。)
一部の実施形態において、2つの生体分子間の生体分子相互作用は、Octet(ForteBio Inc.)によるBLIを使用してアッセイすることができる。BLIは、バイオセンサーの先端にあるタンパク質層の厚さの変化をリアルタイムに測定することによってバイオセンサーの先端に固定されたリガンドと溶液中の検体との間の結合を感知するラベルフリー光学的分析技術である。
一部の実施形態において、AlphaScreen(PerkinElmer)アッセイは、2つの生体分子の結合を特徴づけるために使用することができる。頭字語ALPHAは、化学増幅型ルミネッセンスプロキシミティホモジニアスアッセイ(Amplified Luminescent proximity Homogeneous Assay)を意味する。AlphaScreenは、ドナービーズとアクセプタービーズとの間のエネルギー移動によって生じたシグナルを測定することによってドナービーズ及びアクセプタービーズに結合した分子間の結合を感知するビーズベースのプロキシミティアッセイである。(例えば、Eglenら、Curr Chem Genomics 1:2～10ページ(2008年)を参照のこと)。
一部の実施形態において、AlphaLISA(登録商標)(PerkinElmer)アッセイは、2つの生体分子の結合を特徴づけるために使用することができる。AlphaLISAは、上記のAlphaScreenアッセイからユウロピウム含有アクセプタービーズを含むよう変更されており、従来のELISAアッセイに対する代替手段として機能する。(例えば、Eglenら、Curr Chem Genomics 1:2～10ページ(2008年)を参照のこと。)
競合及び非競合イムノアッセイを含むさまざまなイムノアッセイ技術を使用することができる。「イムノアッセイ」という用語は、フローサイトメトリー、FACS、酵素イムノアッセイ(EIA)、例えば、酵素増幅イムノアッセイ技術(enzyme multiplied immunoassay)(EMIT)、酵素結合免疫吸着測定(ELISA)、IgM抗体捕捉ELISA(MAC ELISA)及び微粒子酵素イムノアッセイ(microparticle enzyme immunoassay)(MEIA)、さらにキャピラリー電気泳動イムノアッセイ(CEIA)、ラジオイムノアッセイ(RIA)、免疫放射線アッセイ(immunoradiometric assay)(IRMA)、蛍光偏光イムノアッセイ(FPIA)並びに化学発光アッセイ(CL)を含むが、それらに限定されない技術を包含する。必要に応じて、そのようなイムノアッセイは自動化することができる。イムノアッセイは、レーザー誘起蛍光とともに使用することもできる。フローインジェクションリポソームイムノアッセイ(flow-injection liposome Immunoassay)及びリポソーム免疫センサーなどのリポソームイムノアッセイも本発明に使用するのに適している。さらに、例えば、生体分子複合体の形成が光散乱を増加させ、この光散乱がマーカー濃度の関数としてピークレートシグナル(peak rate signal)に変換されるネフェロメトリーアッセイは、本発明の方法に使用するのに適している。本発明の好適な実施形態において、インキュベーション産物は、ELISA、RIA、フルオロイムノアッセイ(FIA)又は可溶性粒子免疫アッセイ(SPIA)によって検出される。
一部の実施形態において、2つの生体分子の結合は、示差走査蛍光定量(DSF)及び示差静的光散乱(differential static light scattering)(DSLS)を伴う熱変性(thermodenaturation)法を使用してアッセイすることができる。
一部の実施形態において、2つの生体分子の結合は、以下に限定されるものではないが、親和性選択連結質量分析(affinity selection coupled to mass spectrometry)(AS-MS)プラットフォームなどの質量分析ベースの方法を使用してアッセイすることができる。これは、タンパク質及び試験化合物がインキュベートされ、結合していない分子が洗い流され、タンパク質-リガンド複合体が解離ステップの後にリガンドの同定のためにMSによって分析されるラベルフリー法である。
一部の実施形態において、2つの生体分子の結合は、イムノアッセイ或いはクロマトグラフィー検出により、例えば、放射標識(例えば、32P、35S、14C若しくは3H)、蛍光標識(例えば、FITC)など検出可能に標識されたタンパク質又は酵素的に標識された生体分子を使用して、定量化することができる。
一部の実施形態において、本発明は、2つの生体分子間の相互作用の程度を直接又は間接的のいずれかで測定する際に蛍光偏光アッセイ及び蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)アッセイを使用することを意図する。
II.粒子
本明細書中で使用される場合、「粒子」という用語は、アルミナ、金属(例えば、金若しくはプラチナ)、ガラス、シリカ、ラテックス、プラスチック、アガロース、ポリアクリルアミド、メタクリレート又は任意の高分子材料などの任意の材料を含んでもよく、かつ任意の大きさ及び形状であってもよい小さな塊を指す。一部の実施形態において、粒子(複数可)は、シリコンを含む。(例えば、それぞれの開示の全体が参照により組み込まれる、国際特許出願公開第WO2013/011764号、同第WO2013/029278号及び同第WO2014/151381号並びに米国特許出願公開第2014/0271886号を参照のこと。)一部の実施形態において、粒子は、デンプンを含み、又はデンプンからなる(例えば、国際特許出願公開第WO2010/084088号を参照のこと)。一部の実施形態において、粒子(複数可)は核酸(天然に存在するか又は天然に存在しない核酸)から構成される。そのような核酸ベースの微小構造を作製するための方法は当該技術分野において知られており、例えば、Douglasら、Nucl Acids Res 37(15):5001～5006ページ(2009年); Douglasら、Nature 459(7245):414～428ページ(2009年); Voigtら、Nat Nanotechnol 5(3):200～203ページ(2010);及びEndoら、Curr Protoc Nucleic Acid Chem Chapter 12(Unit 12.8) (2011年)に記載されている。
好適な実施形態において、粒子は、水溶液中で不溶性である(例えば、粒子は、水、血清、血漿、細胞外液、及び/又は間質液中で不溶性であってもよい)。例えば、粒子は、例えば細胞懸濁液の水溶液から細胞懸濁液の細胞を分離するのに十分なスピードで、粒子を含む溶液を遠心分離することによって水溶液から分離されうる。それにもかかわらず、粒子は水溶液中に懸濁液として容易に存在することができ、例えば、水溶液中に複数の粒子を穏やかに振盪するか又はボルテックスすることは、水溶液中に粒子を懸濁させるのに十分である。一部の実施形態において、粒子はハイドロゲルではない。一部の実施形態において、粒子はハイドロゲルを含まない。一部の実施形態において、粒子はポリマーを含まない。
粒子は、好ましくは、2つ以上の生体分子に結合し、2つ以上の結合した生体分子と結合パートナーとの相互作用を阻害するのに十分大きい。例えば、粒子は、約50nm～約10μmであってもよい。粒子は、1μm～5μmのサイズ、1.2μm～4μm、1.5μm～4μm又は2μm～4μmであってもよい。
300nm未満、例えば、200nm未満又は150nm未満のサイズを有する粒子は、皮下注射によって投与されてもよい粒子などの粒子が対象の脈管構造に入り及び/又は欠陥構造から出ることが意図される適用にとって好ましい。それにもかかわらず、粒子が脈管構造に入ることが意図されない方法に対しては、より大きな粒子も、同様に、皮下注射に十分に適している。約1μm～約5μmのサイズを有する粒子は、例えば、静脈内投与の後に、粒子が対象の脈管構造内を循環することが意図される適用にとって好ましい。5μmより大きいサイズを有する粒子は、粒子が移植される部位に、例えば、腫瘍の内部又は腫瘍に隣接して滞留することが意図される適用にとって好ましい場合があるが、5μmより小さい粒子も移植に適している場合がある。任意のサイズの粒子をインビトロ適用に利用することができる。
粒子の群も本明細書における特徴である。一部の実施形態において、複数の粒子は、狭い又は広い多分散性を有する。本明細書中で使用される場合、「多分散性」は、特定の粒子集団内の粒子のサイズの範囲を指す。すなわち、極めて多分散性の集団は、個々の粒子が0.1～4μmに及ぶおよそ1μmの平均サイズを有する粒子を含む。一部の実施形態において、「狭い多分散性」が好ましい。すなわち、特定の平均粒子サイズを前提とすると、集団中の個々の粒子が平均粒子サイズ～±20%以内、好ましくは±15%以内、最も好ましくは現在のところ±10%以内だけ異なるのが現在のところ好ましい。さらに具体的には、粒子集団は、好ましくは、約0.5～約2μm、より好ましくは現在のところ約0.8～約1.5μmの平均粒子サイズを有する。よって、1μmの平均粒子サイズが選択される場合、集団中の個々の粒子は、約0.8～約1.2μmの範囲内であるのが最も好ましいであろう。一部の実施形態において、粒子集団は、約0.3～約1μm、例えば、約0.4～約0.9、約0.5～約0.9、約0.4～約0.8、約0.5～約0.7、約0.3～約0.9又は約0.3～約0.7μmの平均粒子サイズを有する。一部の実施形態において、粒子集団は、約1μm～約10μm、例えば、約1.1μm～約4.8、約1.2μm～約4.6、約1.4μm～約4.4、約1.6μm～約4.2、約1.8μm～約4.0、又は約2.0μm～約3.8μmの平均粒子サイズを有する。
一部の実施形態において、本開示は、定義された平均粒子サイズを有する一群の又は複数の粒子を特徴とする。本明細書中で使用される場合、「平均粒子サイズ」は、個々の粒子のサイズを測定した後、粒子の総数で割ることによって得られる。平均粒子サイズの算出は、当該技術分野において周知である。通常、粒子の平均最大寸法は、4μmを超えない。一部の実施形態において、粒子の平均最大寸法は、3.9μmを超えない(例えば、3.8、3.7、3.6、3.5、3.4、3.3、3.2、3.1、3.0、2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1又は1μmを超えない)。一部の実施形態において、粒子の平均最大寸法は、2.5μm、2μm、1.5μm又は1.25μmを超えない。一部の実施形態において、粒子の平均最大寸法は、少なくとも1μmであるが、4μmを超えない。一部の実施形態において、粒子の平均最大寸法は、少なくとも1μmであるが、2μmを超えない。一部の実施形態において、粒子の平均最大寸法は、少なくとも1μmであるが、1.5μmを超えない。一部の実施形態において、粒子の平均最大寸法は、少なくとも0.5μm(例えば、少なくとも0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4又は1.5μm)であるが、4μmを超えない(例えば、3.9 3.8、3.7、3.6、3.5、3.4、3.3、3.2、3.1、3.0、2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2、1.9、1.8、1.7又は1.6μmを超えない)。
一部の実施形態において、粒子は、ナノ粒子である。一部の実施形態において、粒子の平均最大寸法は、900nm(例えば、850、800、750、700、650、600、550、500、450、400、450、400、350、300、250、200又は150nm)を超えない。一部の実施形態において、粒子は、対象(例えば、ヒト対象)の血液又は脈管構造(例えば、動脈、静脈及び毛細血管)中を循環する形状及び大きさにされる。例示的な粒子デザインを、図1～6に記載する。
一部の実施形態において、粒子の最大寸法は、約50nm～約5μm、例えば、約100nm～約4.5μm、約200nm～約4μm、約300nm～約3.5μm、約300nm～約 μm、又は約400nm～約3μmである。一部の実施形態において、粒子の最小寸法は、少なくとも約300nm、例えば、約300nm～約4μm又は約400nm～約3μmである。
一部の実施形態において、複数の粒子は、多面体、例えば、立方体である。一部の実施形態において、複数の粒子は、球状である。一部の実施形態において、本明細書に記載されているいずれかの粒子は、多孔質であってもよい。そのような多孔質粒子は、外側表面及び粒子の孔の内側表面を含む。薬剤は、例えば、内側表面に固定されてもよい。一部の実施形態において、複数の孔は、少なくとも50nmの断面寸法を有する。一部の実施形態において、複数の孔は、少なくとも100nmの断面寸法を有する。多孔質ナノ粒子について、例えば、米国特許出願公開第20140199352号、同第20080277346号及び同第20040105821号に記載されており、これらのそれぞれの開示はその全体が参照により組み込まれる。球状粒子について、例えば、米国特許第8,778,830号及び同第8,586,096号に記載されており、それらのそれぞれは参照により本明細書に組み込まれる。
一部の実施形態において、球状粒子は、粒子の球面から延びる2つの交差する隆線部をさらに含んでもよく、その構造のそれぞれの最大寸法は4μmを超えず(例えば、3.9、3.8、3.7、3.6、3.5、3.4、3.3、3.2、3.1、3.0、2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1又は1μmを超えず)、隆線部は、(i)球状粒子の表面に固定された薬剤の、細胞表面受容体タンパク質との結合、若しくは薬剤による細胞表面受容体タンパク質の活性化、を阻害する及び/又は(ii)可溶性生体分子が薬剤と結合したとき、可溶性生体分子と、可溶性生体分子が第1のメンバーである特異的結合ペアの第2のメンバーとの相互作用を阻害する大きさにされ、配向される。
一部の実施形態において、複数の粒子は、環状(toroidal)である。そのような実施形態において、薬剤は、粒子の内側円周表面に固定することができる(例えば、穴の周りに、図2を参照)。一部の実施形態において、粒子の寸法は、4μm(例えば、3.9、3.8、3.7、3.6、3.5、3.4、3.3、3.2、3.1、3.0、2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1又は1μm)を超えない。一部の実施形態において、粒子の直径は、900nm(例えば、850、800、750、700、650、600、550、500、450、400、350、300、200又は150nm)を超えない。
一部の実施形態において、本明細書に記載されている粒子は樹枝状(dendritic)である。そのような粒子について、例えば、Duら、Small 11(4):392～413ページ(2015年)、Siegwart, D.J.ら、Proceedings National Academy USA 108(32):12996(2011年)、米国特許第5,814,272号及び同第7,932,311号並びに米国特許出願公開第20040166166号に記載されており、それらのそれぞれの開示は参照により本明細書に組み込まれる。下記に詳しく述べられているとおり、一部の実施形態において、樹枝状粒子の形状は、粒子の内側表面に固定された薬剤の、細胞の表面にある生体分子と相互作用する能力が低減されるか、若しくは実質的に低減される及び/又は薬剤によって粒子と結合した可溶性生体分子の、その同種のリガンド(特異的結合ペアの第2のメンバー)と相互作用する能力が低減されるか、若しくは実質的に低減されるようになっている。
一部の実施形態において、複数の粒子は、規則的又は不規則的であるかにかかわらず多面体、例えば、八面体又は二十面体(例えば、図3を参照)である。粒子は、少なくとも1つのそれらの頂点からの少なくとも1つの突起物を含んでもよい(例えば、図3を参照)。粒子は、それらの頂点からの2つ以上(例えば、2、3、4、5、6、7又は8つ以上)の突起物を含んでもよい。そのような突起物は、例えば、(i)球状粒子の表面に固定された薬剤の細胞表面受容体タンパク質との結合、若しくは該薬剤による細胞表面受容体タンパク質の活性化、を阻害する及び/又は(ii)可溶性生体分子が薬剤と結合したとき、可溶性生体分子と、可溶性生体分子が第1のメンバーである特異的結合ペアの第2のメンバーとの相互作用を阻害する大きさにされ及び/又は配向されてもよい。
粒子は、本明細書において「空間」又は「空間(複数可)」と言われる空隙を含む場合がある。空間は、流体(例えば、生体分子を含む場合がある液体、又は粒子が乾燥される場合などの気体)で、又は空間(例えば、粒子が、凍結乾燥後などの真空中にある場合)で充填される粒子のスペースである。粒子の空間体積は、例えば、粒子の孔体積及び/又は中空孔/シェル粒子の内部、管、円環若しくは環の腔の体積を含んでもよい。
一部の実施形態において、粒子は、例えば、粒子が対象の脈管構造内に位置する場合、血漿が粒子の空隙に自由に入り及び/又は粒子の空隙から自由に出ることができるよう構成される。一部の実施形態において、粒子は、例えば、粒子が対象の脈管構造内に位置する場合、血清が粒子の空隙に自由に入り及び/又は粒子の空隙から自由に出ることができるよう構成される。好適な実施形態では、粒子は、血液細胞が粒子の空隙に入ることができないよう構成される。一部の実施形態において、粒子は、血小板が粒子の空隙に入ることができないよう構成される。それにもかかわらず、例えば、粒子がインビトロでの使用のために構成される場合、或いは粒子が、ウイルス、細菌、原生生物、真菌若しくは酵母細胞又は他の大きな標的、例えば、約100nm～約2μmのサイズの標的に結合するよう構成される場合、粒子は血小板が粒子の空隙に入ることを可能にする場合がある。
一部の実施形態において、粒子は、細胞外液が粒子の空隙に自由に入り及び/又は粒子の空隙から自由に出ることができるよう構成される。一部の実施形態において、粒子は、間質液が粒子の空隙に自由に入り及び/又は粒子の空隙から自由に出ることができるよう構成される。一部の実施形態において、粒子は、脳脊髄液が粒子の空隙に自由に入り及び/又は粒子の空隙から自由に出ることができるよう構成される。
粒子における空隙の体積は、優先的には、2つ以上の生体分子を収容するのに十分大きく、例えば、粒子の総空隙は、優先的には、粒子に結合されている各生体分子を収容するのに十分大きい。それにもかかわらず、粒子が各結合生体分子と各生体分子を含む結合ペアの第2のメンバーとの間の相互作用を阻害することができる限り、空間は、各結合生体分子の総体積より小さくてもよい。例えば、粒子は、生体分子と結合ペアの第2のメンバーとの間の相互作用を阻害する生体分子の結合部位を隔離しさえすればよく、そのような粒子は、各生体分子の結合部位を収容するが、1つ以上の生体分子の他の部分を空隙の外に向かって突き出させる空間体積を含有してもよい。
一部の実施形態において、粒子は、約5%～約95%の空隙を含んでもよい。突起物を含む粒子は、例えば、突起物が結合生体分子と結合ペアの第2のメンバーとの間の相互作用を阻害する場合があるため、空隙をほとんど含まないか又は含まなくてもよい。管を含む粒子は、例えば、管が管の壁の厚みに対して大きな内部体積を含む場合があるため、多量の空隙を含んでもよい。それにもかかわらず、同様の形状を有する粒子の空隙は異なる量の空間体積を含んでもよく、例えば、同じ厚みの壁を含む管は、管径により空間体積のパーセンテージが実質的に異なってもよい。
粒子は、0%～約40%の空隙、約20%～約60%の空隙、約40%～約80%の空隙又は約60%～100%の空隙を含んでもよい。粒子は、0%～約20%の空隙、約10%～約30%の空隙、約20%～約40%の空隙、約30%～約50%の空隙、約40%～約60%の空隙、約50%～約70%の空隙、約60%～約80%の空隙、約70%～約90%の空隙又は約80%～100%の空隙を含んでもよい。粒子は、0%～約10%の空隙、約5%～約15%の空隙、約10%～約20%の空隙、約15%～約25%の空隙、約10%～約20%の空隙、約15%～約25%の空隙、約10%～約20%の空隙、約15%～約25%の空隙、約10%～約20%の空隙、約15%～約25%の空隙、約20%～約30%の空隙、約25%～約35%の空隙、約30%～約40%の空隙、約35%～約45%の空隙、約40%～約50%の空隙、約45%～約55%の空隙、約50%～約60%の空隙、約55%～約65%の空隙、約60%～約70%の空隙、約65%～約75%の空隙、約70%～約80%の空隙、約75%～約85%の空隙、約80%～約90%の空隙、約85%～約95%の空隙又は約90%～100%の空隙を含んでもよい。
粒子は、生理的pH(例えば、約7.4)で中性の電荷を含んでもよい。粒子は、生理的pHでわずかに負の又はわずかに正の電荷を含んでもよい。粒子の表面(例えば、外側表面)は、生理的pHでわずかに負の又はわずかに正の電荷を含んでもよい。好適な実施形態において、粒子の表面(例えば、外側表面)は、生理的pHでわずかに負の又は中性の電荷を含む。粒子の等電点は、約5～約9、好ましくは、約6～約8であってもよい。核酸を含む粒子は、約4～約7の等電点を有してもよい。一部の実施形態において、粒子の等電点は7.4未満であり、すなわち、その結果、粒子は生理的pHで正味の負の電荷を有する。例えば、粒子の等電点は約6.0～約7.4、例えば、約6.4～約7.4であってもよい。生理的pHで正味の負の電荷を含む粒子は、真核生物細胞が一般に正味の負の電荷を有する細胞膜を含むため、真核生物細胞(例えば、哺乳類細胞)とほとんど相互作用しない。粒子は、他の荷電分子との非特異的相互作用を始めるのに十分な電荷(及び/又は電荷密度)を含まないことが好ましい。
III.孔を含む粒子
一部の実施形態において、粒子を作製するために使用した材料(例えば、シリコン)は、約40%～約95%、例えば、約60%～約80%の多孔度を有してもよい。多孔度とは、本明細書中で使用される場合、材料中の空隙の尺度であり、材料の全体積に対する空間の体積の割合である。特定の実施形態において、担体材料は、少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%又はさらに少なくとも約90%の多孔度を有する。特定の実施形態において、多孔度は、約40%超、例えば、約50%超、約60%超又はさらに約70%超である。
特定の実施形態において、薬剤は、材料の表面から少なくとも約0.005μm、少なくとも0.05μm、少なくとも約0.1μm、少なくとも約0.2μm、少なくとも約0.3μm、少なくとも約0.4μm、少なくとも約0.5μm、少なくとも約0.6μm又は少なくとも約0.7μmの孔深さに分布する。特定の実施形態において、薬剤は、担体材料の孔に実質的に均一に分布する。
薬剤は、粒子の全幅に対する比として測定される深さまで粒子中に充填されてもよい。特定の実施形態において、薬剤は、粒子中の少なくとも約10%、粒子中の少なくとも約20%、粒子中の少なくとも約30%、粒子中の少なくとも約40%、粒子中の少なくとも約50%又は粒子中の少なくとも約60%の深さまで分布する。
多孔質粒子上に薬剤を固定するための方法が知られており、粒子の第1の表面に薬剤を固定するため、及び粒子の第2の表面に異なる分子を固定するため(例えば、コーティングするため)の方法(例えば、それぞれがその全体として参照により本明細書に組み込まれるCauda, V.ら、J. Am. Chem. Soc. 131(32):11361～11370ページ(2009年)及びGuan, B.ら、Langmuir, 27(1):328～334ページ(2011年)を参照のこと)が含まれる。さらに、そのような方法は、一般に本明細書に記載されている任意の粒子の製造に適用可能である。
孔サイズは、生体分子の放出を制御するために薬剤及び標的生体分子の寸法特性に対して予め選択しうる。通常、小さ過ぎる孔サイズは、薬剤の充填及び/又は生体分子の結合を妨げる。例えば、材料に対する平均孔サイズは、高分子量、例えば、200,000～500,000amuの分子に対してより大きな孔、例えば、15nm～40nm、そしてより低分子量、例えば、10,000～50,0000amuの分子に対してより小さな孔、例えば2nm～10nmから選択してもよい。例えば、直径で約6nmの平均孔サイズは、分子量およそ14,000～15,000amu、例えば、約14,700amuの分子に適しうる。分子量およそ45,000～50,000amu、例えば、約48,000amuの分子に対して直径で約10nmの平均孔サイズが選択されてもよい。分子量およそ150,000nmの分子に対して直径で約25～30nmの平均孔サイズが選択されてもよい。
孔サイズは、薬剤又は生体分子の分子半径と適合するよう予め選択されてもよい。例えば、直径で約25nm～約40nmの平均孔サイズは、約6nm～約8nmの大きな分子半径を有する分子に適しうる。分子半径は、任意の適した方法、例えば、X線結晶解析データに基づく分子の物理的寸法を使用すること又は分子の溶液状態サイズを表す流体力学半径を使用することによって算出してもよい。溶液状態の算出は、算出が行われる溶液の性質に依存するため、一部の測定にはX線結晶解析データに基づく分子の物理的寸法を使用するのが好ましい場合もある。本明細書中で使用される場合、最大分子半径は、治療剤の最大寸法の半分を示す。
特定の実施形態において、平均孔サイズは、孔内の分子、例えば、タンパク質の凝集を制限するよう選択される。タンパク質などの生体分子が担体材料中で凝集するのを防ぐのが有利であろう。その理由は、それが分子の生物系への制御放出を妨げると考えられるためである。したがって、孔のサイズと生体分子のサイズとの間の関係により、例えば、常に1つの生体分子だけが孔に入ることを可能にしている孔は、複数の生体分子が一緒に孔に入り、孔内で凝集することを可能にしている孔よりも好ましいことになる。特定の実施形態において、複数の生体分子が孔中に充填されてもよいが、孔の深さのため、この孔の深さ全体に分布したタンパク質はそれ程ではないにせよ凝集することになる。
IV.少なくとも1つの管を含む粒子
一部の実施形態において、粒子は、少なくとも1つの管を含む。好適な実施形態において、少なくとも1つの管は、1つの開口端又は2つの開口端を含む。
「管」という用語は、軸(例えば、カルテシアン空間における一次元軸)に沿った長さを有する三次元形状と、その形状の長さに沿った内部空洞、腔、空間又はリザーバーを指す。一部の実施形態において、管の軸に沿った垂直断面は、実質的に同一な形状及び/又はサイズを有する。「断面」という用語は、管と関連して使用される場合、管の軸に対して垂直な二次元断面を指す。より大きな構造が管を含んでもよい。例えば、シリンジは管を含むが、管はシリンジプランジャーを含まない。粒子又は他の物体は、2つ以上の管を含んでもよい。例えば、シリンジは、注射針及びシリンジ筒、又はダブルシリンジ(例えば、エポキシ組成物に対して使用される)の平行な筒に対応する2つの管を含んでもよい。
管は、管の軸に垂直な線分の平均長である直径を有してもよく、各線分は、管の外側表面上の2点で結ばれている。管は幅と高さを有してもよく、管の幅は、管の軸に対して垂直な管の外側表面上の2点で画定される最長線分であり、管の高さは、管の軸と管の幅を画定する線分の両方に対して垂直な管の外側表面上の2点で画定される線分である。
管は、管の軸に対して垂直な線分の平均長である内径を有してもよく、各線分は管の内側表面上の2点で結ばれている。管は内のり幅と内のり高さを有してもよく、管の内のり幅は、管の軸に対して垂直な管の外側表面上の2点で画定される最長線分であり、管の内のり高さは、管の軸と管の幅を画定する線分の両方に対して垂直な管の外側表面上の2点で画定された線分である。
管は、実質的に円柱状であってもよい。管は、実質的に円形断面を有してもよい。管の断面は、楕円形、例えば円であってもよい。
管の断面は、多角形、例えば、正多角形であってもよい。管の断面は、三角形、例えば、正三角形であってもよい。管の断面は、四角形、例えば、正四角形、長方形又は正方形であってもよい。管の断面は、五角形、例えば、正五角形であってもよい。管の断面は、六角形、例えば、正六角形であってもよい。管は、三角形管、角管、五角形管、六角形管、七角形管又は八角形管であってもよい。
管の長さは、約5nm～約5μm、例えば、約5nm～約4μm、約5nm～約3μm、約5nm～約2μm又は約5nm～約1μmであってもよい。管の長さは、約50nm～約5μm、例えば、約50nm～約4μm、約50nm～約3μm、約50nm～約2μm又は約50nm～約1μmであってもよい。管の長さは、約100nm～約5μm、例えば、約100nm～約4μm、約100nm～約3μm、約100nm～約2μm又は約100nm～約1μmであってもよい。管の長さは、約300nm～約5μm、例えば、約300nm～約4μm、約300nm～約3μm、約300nm～約2μm又は約300nm～約1μmであってもよい。管の長さは、約500nm～約5μm、例えば、約500nm～約4μm、約500nm～約3μm、約500nm～約2μm又は約500nm～約1μmであってもよい。
管の直径、幅及び/又は高さは、約5nm～約5μm、例えば、約5nm～約4μm、約5nm～約3μm、約5nm～約2μm、約5nm～約1μm、約5nm～約900nm、約5nm～約800nm、約5nm～約700nm、約5nm～約600nm、約5nm～約500nm、約5nm～約400nm、約5nm～約300nm、約5nm～約200nm又は約5nm～約100nmであってもよい。管の直径、幅及び/又は高さは、約50nm～約5μm、例えば、約50nm～約4μm、約50nm～約3μm、約50nm～約2μm、約50nm～約1μm、約50nm～約900nm、約50nm～約800nm、約50nm～約700nm、約50nm～約600nm、約50nm～約500nm、約50nm～約400nm、約50nm～約300nm、約50nm～約200nm又は約50nm～約100nmであってもよい。
管の内径、内部の幅及び/又は内部の高さは、優先的には、薬剤と生体分子の両方を収容するのに十分大きい。管の内径、内部の幅及び/又は内部の高さは、優先的には、細胞(例えば、有核真核細胞、例えば、有核ヒト細胞又は二倍体ヒト細胞)が管の内側に入るのを阻害するのに十分小さい。管の内径、内部の幅及び/又は内部の高さは、約5nm～約4μm、例えば、約5nm～約3μm、約5nm～約2μm、約5nm～約1μm、約5nm～約900nm、約5nm～約800nm、約5nm～約700nm、約5nm～約600nm、約5nm～約500nm、約5nm～約400nm、約5nm～約300nm、約5nm～約200nm又は約5nm～約100nmであってもよい。管の内径、内部の幅及び/又は内部の高さは、約20nm～約4μm、例えば、約20nm～約3μm、約20nm～約2μm、約20nm～約1μm、約20nm～約900nm、約20nm～約800nm、約20nm～約700nm、約20nm～約600nm、約20nm～約500nm、約20nm～約400nm、約20nm～約300nm、約20nm～約200nm又は約20nm～約100nmであってもよい。管の内径、内部の幅及び/又は内部の高さは、約40nm～約4μm、例えば、約40nm～約3μm、約40nm～約2μm、約40nm～約1μm、約40nm～約900nm、約40nm～約800nm、約40nm～約700nm、約40nm～約600nm、約40nm～約500nm、約40nm～約400nm、約40nm～約300nm、約40nm～約200nm又は約40nm～約100nmであってもよい。
ある特定の好適な実施形態において、粒子は、複数の管を含む。複数の管のうちのそれぞれの管は実質的に平行であってもよい。一部の実施形態において、複数の管のうちの少なくとも2つの管は平行ではない。一部の実施形態において、複数の管のうちのいずれの管も平行ではない。管は、粒子の異なる面に対して管の開口部を分布させるように又は粒子を流れ(例えば、層流又は乱流)中に転がらせるように、平行以外の構成で配列されてもよい。
複数の管は、格子状又は束状に配列されてもよい。
複数の管は、多面体状、例えば、正多面体状に配列されてもよい。複数の管は、四面体状、例えば、正四面体状に配列されてもよい。複数の管は、六面体状、例えば、直方体状、長方体状又は立方体状に配列されてもよい。複数の管は、八面体状、例えば、正八面体状に配列されてもよい。複数の管は、十二面体状、例えば、正十二面体状に配列されてもよい。複数の管は、二十面体状、例えば、正二十面体状に配列されてもよい。一部の実施形態において、多面体のそれぞれの辺は単一の管で画定される。一部の実施形態において、多面体のそれぞれの辺は、決して単一の管で画定されない(例えば、管のそれぞれが実質的に平行である場合)。
複数の管は、角錐状、例えば、三角錐状、略菱形錐状、直方錐状、方錐状、五角錐状、六角錐状、七角錐状又は八角錐状に配列されてもよい。複数の管は、直角錐状又は斜角錐状に配列されてもよい。一部の実施形態において、角錐の各辺は単一の管で画定される。一部の実施形態において、角錐のそれぞれの辺は、決して単一の管で画定されない(例えば、管のそれぞれが実質的に平行である場合)。
複数の管は、角柱状、例えば、三角柱状、直方柱状、正四角柱状、五角柱状、六角柱状、七角柱状又は八角柱状に配列されてもよい。複数の管は、直角柱状、斜方柱又は切頭角柱状に配列されてもよい。一部の実施形態において、角柱の各辺は単一の管で画定される。一部の実施形態において、角柱のそれぞれの辺は、決して単一の管で画定されない(例えば、管のそれぞれが実質的に平行である場合)。
複数の管は、長さ、幅及び高さを有する構成で配列されてもよく、単一の寸法のいずれも任意の他の寸法の5倍を超える大きさではない。例えば、複数の管は、単一の寸法のいずれも任意の他の寸法の4倍を超える大きさではないか又は単一の寸法のいずれも任意の他の寸法の3倍を超える大きさではない構成で配列されてもよい。そのような構成は、粒子が横長であると患者の血流において十分に流れない場合があるので、例えば、粒子の静脈内投与にとって好ましい。
複数の管は、長さ及び直径を有する構成で配列されてもよく、その構成の長さはその直径の5倍以下である。複数の管は、構成の長さがその直径の4倍以下であるか、構成の長さがその直径の3倍以下である構成で配列されてもよい。そのような構成は、粒子が横長であると患者の血流において十分に流れない場合があるので、例えば、粒子の静脈内投与にとって好ましい。
粒子は、1～500個の管、例えば、1～100個の管を含んでもよい。粒子は、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、330、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、50、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、又は100個の管を含んでもよい。
複数の管は、1～500個の管、例えば、1～100個の管を含んでもよい。複数の管は、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、330、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、50、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、又は100個の管を含んでもよい。
複数の管のうちのそれぞれの管は同じ長さを有してもよく、又は複数の管のうちの異なる管は異なる長さを有してもよい。管の平均長は、約5nm～約5μm、例えば、約5nm～約4μm、約5nm～約3μm、約5nm～約2μm又は約5nm～約1μmであってもよい。管の平均長は、約50nm～約5μm、例えば、約50nm～約4μm、約50nm～約3μm、約50nm～約2μm又は約50nm～約1μmであってもよい。管の平均長は、約100nm～約5μm、例えば、約100nm～約4μm、約100nm～約3μm、約100nm～約2μm又は約100nm～約1μmであってもよい。管の平均長は、約300nm～約5μm、例えば、約300nm～約4μm、約300nm～約3μm、約300nm～約2μm又は約300nm～約1μmであってもよい。管の平均長は、約500nm～約5μm、例えば、約500nm～約4μm、約500nm～約3μm、約500nm～約2μm又は約500nm～約1μmであってもよい。
複数の管のうちのそれぞれの管は同じ直径、幅及び/若しくは高さを有してもよく、又は複数の管のうちの異なる管は異なる直径、幅及び/若しくは高さを有してもよい。管の平均径、幅及び/又は高さは、約5nm～約5μm、例えば、約5nm～約4μm、約5nm～約3μm、約5nm～約2μm、約5nm～約1μm、約5nm～約900nm、約5nm～約800nm、約5nm～約700nm、約5nm～約600nm、約5nm～約500nm、約5nm～約400nm、約5nm～約300nm、約5nm～約200nm又は約5nm～約100nmであってもよい。管の平均径、幅及び/又は高さは、約50nm～約5μm、例えば、約50nm～約4μm、約50nm～約3μm、約50nm～約2μm、約50nm～約1μm、約50nm～約900nm、約50nm～約800nm、約50nm～約700nm、約50nm～約600nm、約50nm～約500nm、約50nm～約400nm、約50nm～約300nm、約50nm～約200nm又は約50nm～約100nmであってもよい。
複数の管のうちのそれぞれの管は同じ内径、内部の幅及び/若しくは内部の高さを有してもよく、複数の管のうちの異なる管は異なる内径、内部の幅及び/若しくは内部の高さを有してもよい。管の平均内径、内部の幅及び/又は内部の高さは、約5nm～約4μm、例えば、約5nm～約3μm、約5nm～約2μm、約5nm～約1μm、約5nm～約900nm、約5nm～約800nm、約5nm～約700nm、約5nm～約600nm、約5nm～約500nm、約5nm～約400nm、約5nm～約300nm、約5nm～約200nm又は約5nm～約100nmであってもよい。管の平均内径、内部の幅及び/又は内部の高さは、約20nm～約4μm、例えば、約20nm～約3μm、約20nm～約2μm、約20nm～約1μm、約20nm～約900nm、約20nm～約800nm、約20nm～約700nm、約20nm～約600nm、約20nm～約500nm、約20nm～約400nm、約20nm～約300nm、約20nm～約200nm又は約20nm～約100nmであってもよい。管の平均内径、内部の幅及び/又は内部の高さは、約40nm～約4μm、例えば、約40nm～約3μm、約40nm～約2μm、約40nm～約1μm、約40nm～約900nm、約40nm～約800nm、約40nm～約700nm、約40nm～約600nm、約40nm～約500nm、約40nm～約400nm、約40nm～約300nm、約40nm～約200nm又は約40nm～約100nmであってもよい。
管は、例えば、ポリマーを含んでもよい。ポリマーは、天然に存在するポリマー又は合成ポリマーであってもよい。ポリマーは、例えば、核酸(例えば、DNA)又はタンパク質であってもよい。
III(A).内側表面及び外側表面に薬剤を含む粒子
一部の実施形態において、粒子は内部表面又は内側表面、及び外部表面又は外側表面を含み、薬剤は内部表面及び外側表面に固定されており、内部表面上の薬剤の総量は外側表面上の薬剤の総量よりも多い。
一部のそのような実施形態において、粒子は孔を含み、外側表面、及び粒子の孔の内側表面を含み、薬剤は孔の内側表面、及び粒子の外側表面にも固定されており、内側表面上の薬剤の総量は外側表面上の薬剤の総量よりも多い。
他のそのような実施形態において、粒子はコア粒子及びコア粒子に結合した保護サブ粒子等の複数のサブ粒子を含み、内部表面はサブ粒子によって占拠されていないコア粒子の表面の領域を含む。一部の実施形態において、内部は粒子から外向きに配向していないサブ粒子の表面の領域、例えばコア粒子に面したサブ粒子の側の表面、例えばサブ粒子が球状の場合にはコア粒子に向かって配向した半球の表面を含んでよい。
内部又は内側表面上の薬剤の量は、粒子の表面全てに固定された薬剤の総量の実質的に100%、又は99%超、98%超、97%超、95%超、90%超、85%超、80%超、又は50%超であってよい。一部の実施形態において、外側表面上の薬剤は細胞の表面にある生体分子、例えば細胞表面レセプターに結合し又はこれを活性化することができるが、内側表面上の薬剤はそうでない。このように、全体として、粒子に固定された薬剤は細胞表面にある生体分子に結合し又はこれを活性化することが阻害されている。すなわち、薬剤は膜結合又は表面結合形態の生体分子に対するよりも、可溶性形態の標的生体分子に対して高い選択性を有する。
一部の実施形態において、粒子、例えば多孔性粒子の内側表面は、外側表面の面積よりも2、5、10、15、20、30、40、50、100倍又は100倍超、大きい面積を有する。このように、薬剤は内側表面と外側表面の両方に固定されていても、薬剤の大部分は内側表面に固定されている。一部の実施形態において、粒子を製造する方法は、薬剤の官能基と反応する反応性基で粒子、例えば多孔性粒子の内側表面と外側表面の両方を官能化するステップ、及び薬剤を含む溶液と粒子を接触させ、それにより官能化された表面に薬剤を固定するステップを含む。このようにして、内側表面に大多数の捕捉剤を含む粒子が容易に製造できる。
V.DNA足場を含む粒子
一部の実施形態において、粒子はDNA足場を含み、例えば、粒子はDNAオリガミ足場を含んでもよい(例えば、それぞれが参照により本明細書に組み込まれる米国特許第8,554,489号及び同第7,842,793号;米国特許出願公開第2013/0224859号及び同第2010/0216978号;並びにPCT特許出願公開第2014/170898号を参照のこと)。
粒子はDNA足場を含んでもよく、DNA足場は、本明細書に記載されている少なくとも1つの管又は複数の管を含んでもよい。例えば、DNA足場は少なくとも1つの実質的に六角形の管を含んでもよい(例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2013/0224859を参照のこと)。
DNA足場は、ハニカム又は格子、例えば六角格子又は正方格子を含んでもよい(例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第8,554,489号を参照のこと)。
一部の実施形態において、粒子はDNA足場を含み、DNA足場は管を含まない。例えば、DNA足場は三次元形状、例えば、多面体を含んでもよく、薬剤はその形状の内部表面に固定されてもよい。
DNA足場は、多面体、例えば、正多面体を含んでもよい。DNA足場は四面体、例えば、正四面体を含んでもよい。DNA足場は六面体、例えば、直方体、長方体又は立方体を含んでもよい。DNA足場は八面体、例えば、正八面体を含んでもよい。DNA足場は十二面体、例えば、正十二面体を含んでもよい。DNA足場は二十面体、例えば、正二十面体を含んでもよい。
DNA足場は、角錐、例えば、三角錐、略菱形錐、四角錐、正四角錐、五角錐、六角錐、七角錐又は八角錐状を含んでもよい。DNA足場は、直角錐又は斜角錐を含んでもよい。
DNA足場は、角柱、例えば、三角柱、直方柱、正四角柱、五角柱、六角柱、七角柱又は八角柱を含んでもよい。DNA足場は、直角柱、斜方柱又は切頭角柱を含んでもよい。
DNA足場は長さ、幅及び高さを含んでもよく、単一の寸法のいずれも任意の他の寸法の5倍を超える大きさではない。例えば、単一の寸法のいずれも任意の他の寸法の4倍を超える大きさではないか又は単一の寸法のいずれも任意の他の寸法の3倍を超える大きさではない。そのような構成は、粒子が横長であると患者の血流において十分に流れない場合があるので、例えば、粒子の静脈内投与にとって好ましい。
一部の実施形態において、薬剤は、DNA足場に固定される。一部の実施形態において、薬剤は、DNA足場上のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列を含む核酸に結合される、すなわち、ヌクレオチド配列は、DNA足場のヌクレオチド配列の逆相補鎖と少なくとも約95%、96%、97%、98%、99%又は100%の配列同一性を有する。よって、薬剤を、核酸をDNA足場にハイブリダイズさせることによって粒子の表面に固定することができる。
VI.シールドを含む粒子
粒子は、コアサブ粒子及びシールドを含んでもよく、例えば、シールドは、コアサブ粒子に結合した生体分子が細胞表面にある分子と相互作用することを阻害する。シールドは、複数のシールド構成成分を含んでもよい。コアサブ粒子は、シリカを含んでもよい。例えば、コアサブ粒子は、シリカ表面を含んでもよい。コアサブ粒子は、金、ケイ素又はポリマーを含んでもよい。例えば、コアサブ粒子は、金、ケイ素又はポリマー表面を含んでもよい。
内側コアサブ粒子を含み、コアサブ粒子に結合した複数のシールド構成成分を含むシールドを有する粒子は、シリカ表面、例えば固体シリカサブ粒子、多孔質シリカサブ粒子又はノンシリカ内部を有するシリカナノシェルを含むコアサブ粒子を含んでもよい。コアサブ粒子は、シリカでコーティングされたノンシリカコア材料、例えば、ケイ素又は金を含んでもよい。シールド構成成分は、コアサブ粒子より小さいシールドサブ粒子、例えば、ナノスフィアの形態であってもよく、シリカ又は異なる材料、例えば、金又はポリマーを含んでもよい。コアサブ粒子の表面の及びシールド構成成分の材料は、異なるカップリング化学を、表面にさらなる構成成分又は種をカップリングさせるために使用させるように、異なるように選択されてもよい。コアサブ粒子は、反応基を有する表面部分を含んでもよく、シールド構成成分は、本明細書に記載される通り、コアサブ粒子の表面とシールド構成成分又はサブ粒子の表面の共有結合を形成するように、反応基との反応することができる官能基を含んでもよい。
薬剤は、コアサブ粒子の表面にもたらされてもよいが、シールド構成成分の表面にはより少ない程度までもたらされるか、又は、好ましくは、まったくもたらされない。例えば、薬剤は、優先的に(又は排他的に)シリカコアサブ粒子と形成するのであって、例えばシリカ表面の代わりに金表面を有する、シールドサブ粒子とは形成しない結合(例えば、イオン性、共有結合性又は静電気的相互作用)によってシリカコアサブ粒子の表面に結合してもよい。
一部の実施形態において、そのような粒子はシリカコア、例えば、実質的に球形のシリカコア、及びシリカコアの表面に複数の金ナノ粒子を含むシールド(金ナノ粒子は、コアの断面寸法、例えば、コアの直径より小さい断面寸法を有する)を含んでもよい。金ナノ粒子は、実質的に球形であってもよい。コアサブ粒子は、中実(solid)であり且つ非多孔質であってもよく、又は多孔質表面を有してもよい。シリカコア及びコア上の金ナノ粒子の形成は、例えば、米国特許第6,344,272号、Sadtler及びWei、Chem. Comm. 1604～5ページ(2002年);Meuhligら、ACS Nano、5(8):6586～6592ページ(2011年)(それらのそれぞれがその全体において参照により本明細書に組み込まれる)に記載されているように実現されうる。例えば、金ナノ粒子は、静電引力によってアミンでコーティングされたシリカコア上に吸着される場合があり、又はシリカ表面にコンジュゲートされ、その後、金ナノ粒子の金表面に結合されるチオール基を有するシリカコアに連結される場合がある。
リンカー基は、シリカを含むコアサブ粒子のシリカ、及びシールド構成成分をコアサブ粒子に結合させるためのチオール基の間に提供されてもよい。リンカーは、シリカ表面とチオール基の最大距離を設定するように選択される長さを有し得る（又は、チオールが金表面、シリカ表面と金表面の間に結合される場合）。このように、シリカサブ粒子の表面と金サブ粒子の距離は、ある範囲の距離において変更し得、潜在的に多数の連結を可能とする（例えば、より多くの金サブ粒子が、コアシリカサブ粒子からのより大きな距離でパッケージされ得る）、及び／又はシリカ及び金サブ粒子間の関連を強固にし得る（例えば、より短い距離では、シリカサブ粒子の表面からのより多くの連結が同じ金サブ粒子と相互作用し得、関連を強めるため）。リンカーは、コアサブ粒子の表面とシールドサブ粒子の距離を変更するようにその長さが選択され得るアルキレン鎖を含んでもよい。
コアサブ粒子は、50nm～4μm、例えば、50nm～200nm、100nm～500nm、200nm～1μm又は500nm～4μmの断面寸法、例えば、球形又は円柱状のサブ粒子の直径を有してもよい。
粒子は、コアサブ粒子の直径及びシールドサブ粒子の直径の範囲からアセンブルされてもよい。生体分子を捕捉するために利用可能なコアサブ粒子の表面積は、シールドサブ粒子の直径、及び表面への標的/薬剤複合体の結合に必要なコアサブ粒子の表面より上の有効高さ(表面と捕捉剤の間の表面より上の有効な範囲を含む)に左右される場合がある。
コアサブ粒子に結合することができる薬剤の数は、サブ粒子の表面積に対して計算されてもよい。類似して、コアサブ粒子に結合することができる標的生体分子の数は、同様に計算されてもよい。そのような計算は、例えば、タンパク質結合のインビトロ研究によって確認されてもよく、選択された数の標的生体分子を捕捉するのに必要とされる可能性のある粒子の用量(又は、一部の実施形態において、系、例えば、インビトロ系から又は疾患の治療において患者の血液循環からいくつかの標的生体分子を除去するか又は標的生体分子の濃度を低減させるための粒子又は粒子を含有する製剤の有効用量)を予測するために使用されてもよい。
粒子は、0.01μm2～50μm2、例えば、0.01μm2～0.1μm2、0.05μm2～0.5μm2、0.1μm2～1.0μm2、0.5μm2～5μm2、1.0μm2～10μm2、5μm2～25μm2又は10μm2～50μm2の標的の捕捉のために利用可能な表面積を含んでもよい。コアサブ粒子表面の単位面積当たりの薬剤の選択された負荷として、粒子の最大用量は、コア及びシールドサブ粒子の直径に対して所望量の標的生体分子を捕捉するのに適するように確立されうる。
シールドサブ粒子の断面寸法、例えば、直径は、コア粒子の断面寸法、例えば、直径の倍数であってもよい。倍数は、例えば、0.01～0.5、例えば、0.02～0.2、例えば、0.05～0.1であってもよい。
標的生体分子の薬剤への有効なアクセスとして、標的は、コアサブ粒子の表面にある薬剤に到達するために、シールド構成成分間を拡散することができなければならない。例えば、100kDa未満の標的(例えば、sTNF-R1/2)は、直径40nm以上のシールド球体間を容易に拡散することができるサイズを有する。より小さいシールド球体として、球体間の有効な孔長は短く、よって、40nm未満のシールド球体は、同様に、拡散を妨げる可能性は低い。
VII.サブ粒子を含む粒子
一部の実施形態において、粒子は、コアサブ粒子及び複数の保護サブ粒子を含んでもよい。粒子はシールドを含んでもよく、シールドは複数の保護サブ粒子を含んでもよい。薬剤は、例えば、コアサブ粒子の表面が内側表面であるコアサブ粒子の表面に固定されてもよい。複数の保護サブ粒子は、例えば、生体分子が粒子に結合している場合、生体分子と特異的結合ペアの第2のメンバーとの相互作用を阻害するように構成されてもよい。複数の保護サブ粒子は、例えば、生体分子が粒子に結合している場合、生体分子と細胞、例えば、哺乳類細胞との間の相互作用を阻害するように構成されてもよい。
保護サブ粒子は、外側表面を画定してもよい。好適な実施形態において、薬剤は、保護サブ粒子の表面に固定されない。
コアサブ粒子は、2分子以上の薬剤に結合するのに十分大きいことが好ましい。例えば、コアサブ粒子は、約20nm～約4μmのサイズ、例えば、約50nm～約2μmのサイズであってもよい。コアサブ粒子は、約100nm～約1000nm、約100nm～約800nm、約100nm～約600nm、約100nm～約400nm、約100nm～約200nm、約200nm～約1000nm、約200nm～約800nm、約200nm～約600nm、約200nm～約400nm、約400nm～約1000nm、約400nm～約800nm、約400nm～約600nm、約600nm～約1000nm、又は約600nm～約800nmのサイズであってもよい。コアサブ粒子は、約100nm～約4μm、100nm～約3μm、100nm～約2μm、約200nm～約4μm、200nm～約3μm、200nm～約2μm、約400nm～約4μm、400nm～約3μm、400nm～約2μm、約600nm～約4μm、600nm～約3μm、600nm～約2μm、約800nm～約4μm、800nm～約3μm、or 800nm～約2μmのサイズであってもよい。
コアサブ粒子は、金属、金、アルミナ、ガラス、シリカ、ケイ素、デンプン、アガロース、ラテックス、プラスチック、ポリアクリルアミド、メタクリレート、ポリマー又は核酸を含んでもよい。一部の実施形態において、コアサブ粒子は、ケイ素、例えば、多孔質ケイ素を含む。
コアサブ粒子は、任意の形状(例えば、立方体、角錐、円錐、球形、円柱、円板、四面体、六面体、八面体、十二面体又は二十面体の)であってもよく、又はコアサブ粒子は、画定された形態を欠いていてもよい。
粒子は、1つのコアサブ粒子を含んでもよい。例えば、コアサブ粒子は、複数の保護サブ粒子にさらに結合される、米国特許第7,368,295号又は同第8,920,625号(そのそれぞれはその全体が参照により本明細書に組み込まれる)の粒子であってもよい。
粒子は、複数のコアサブ粒子、例えば、2～300個のコアサブ粒子、2～200個のコアサブ粒子、2～150個のコアサブ粒子、2～100個のコアサブ粒子、2～80個のコアサブ粒子又は2～42個のコアサブ粒子を含んでもよい(図4及び5を参照のこと)。粒子が複数のコアサブ粒子を含む実施形態において、コアサブ粒子のそれぞれは、優先的には、実質的に球形である。複数の球形のコアサブ粒子を含む粒子は空間を許容し、それによって粒子の内部を通過する可溶性生体分子の拡散を可能にする。それにもかかわらず、さまざまな他の形状のコアサブ粒子は空間を許容する場合がある。複数のコアサブ粒子を含む粒子は、異なる形状及びサイズのコアサブ粒子を含んでもよい。
粒子は、1～約106個のコアサブ粒子、1～約105個のコアサブ粒子、1～約104個のコアサブ粒子、1～約1000個のコアサブ粒子、1～約100個のコアサブ粒子又は1～約10個のコアサブ粒子を含んでもよい。粒子は、2～約106個のコアサブ粒子、2～約105個のコアサブ粒子、2～約104個のコアサブ粒子、2～約1000個のコアサブ粒子、2～約100個のコアサブ粒子又は2～約10個のコアサブ粒子を含んでもよい。粒子は、約10～約106個のコアサブ粒子、約10～約105個のコアサブ粒子、約10～約104個のコアサブ粒子、約10～約1000個のコアサブ粒子又は約10～約100個のコアサブ粒子を含んでもよい。
コアサブ粒子の複数のコアサブ粒子は、リンカー（例えば、共有結合リンカー）によって連結されてもよい。例えば、コアサブ粒子の複数のコアサブ粒子のそれぞれは、リンカーによって他のコアサブ粒子に連結されてもよい。
コアサブ粒子は孔を含んでもよく、すなわち、コアサブ粒子は多孔質であってもよい。
保護サブ粒子は、金属、金、アルミナ、ガラス、シリカ、ケイ素、デンプン、アガロース、ラテックス、プラスチック、ポリアクリルアミド、メタクリレート、ポリマー又は核酸を含んでもよい。それにもかかわらず、保護サブ粒子は、いかなる共有結合もなしに、一以上のコアサブ粒子に付随し得る。保護サブ粒子は、共有結合リンカーなどのリンカーによってコアサブ粒子に係留される。例えば、保護サブ粒子は、コアサブ粒子の周囲にウェブ又は網を形成し得、それによってコアサブ粒子を粒子内に隔離し得る。
一部の実施形態において、複数の保護サブ粒子のうちのそれぞれの保護サブ粒子は、共有結合リンカーなどのリンカーによってコアサブ粒子に係留される。一部の実施形態において、複数の保護サブ粒子のうちの一部の保護サブ粒子はコアサブ粒子に係留されており、コアサブ粒子に直接係留されていない複数のうちのそれぞれの保護サブ粒子は保護サブ粒子に係留されており、すなわち、その結果、その複数のうちのそれぞれの保護サブ粒子はコアサブ粒子に直接的又は間接的に係留されている。よって、粒子は単層の保護サブ粒子を含んでもよく(例えば、実質的にすべての保護サブ粒子が1つ以上のサブ粒子に直接係留されている)か、又は粒子は2つ以上の層の保護サブ粒子を含んでもよい(例えば、保護サブ粒子の実質一部が、他の保護サブ粒子との直接的な連結を介して1つ以上のコアサブ粒子に間接的に係留されている)。
一部の実施形態において、粒子は、第1の材料を含む保護サブ粒子の第1の層及び第2の材料を含む保護サブ粒子の第2の層を含む。例えば、第1の材料はシリカ又はケイ素を含んでもよく、第2の材料は金を含んでもよい。粒子は、例えば、サブ粒子の第1の層のサブ粒子を1つ以上のコアサブ粒子に連結させた後、サブ粒子の第2の層のサブ粒子をサブ粒子の第1の層に連結させることによってアセンブルされてもよい。第2の層のサブ粒子は、コアサブ粒子(複数可)と同様の表面を含んでもよく、例えば、それによって第1の層のサブ粒子をコアサブ粒子(複数可)と第2の層のサブ粒子の両方に、同様の化学を使用して連結させることができる。
粒子は、交互積層法を使用してアセンブルされてもよい。例えば、粒子は、最初に複数のコアサブ粒子を連結させることによって形成されてもよい。複数のコア粒子は、実質的に均質であり、例えば、その結果、連結分子がコアサブ粒子に架橋する場合がある。複数のサブ粒子は、例えば、粒子内の所望の特徴、例えば、空間を許容する異なる形状、サイズ及び/又は表面を有する少なくとも2つのタイプのサブ粒子を含んでもよい。複数のコアサブ粒子の連結後、複数の保護サブ粒子を複数のコアサブ粒子に連結させてもよい。複数の保護サブ粒子をコアサブ粒子に連結させた後、第2の複数の保護サブ粒子を複数の保護サブ粒子に連結させてもよい。それにもかかわらず、粒子は多くの異なる方法でアセンブルされてもよく、多くの異なる交互積層戦略を粒子の所望の特性及びサブ粒子を連結させるために利用する所望の化学によって用いることができる。
インビボでの使用のための抗体を含むサブ粒子を架橋するための方法を含む、サブ粒子を架橋するための方法が知られている(例えば、その全体において参照により本明細書に組み込まれるCheng, K.ら、ACS Appl Mater Interfaces 2(9):2489～2495ページ(2010年)を参照のこと)。そのような方法は、例えば、サブ粒子の相対的サイズを単に変更するだけで、本明細書に記載されている粒子を生成するために採用されうる。
保護サブ粒子は、約10nm～約4μmのサイズ、例えば、約10nm～約1μmのサイズ又は約20nm～約500nmのサイズであってもよい。保護サブ粒子は、約10nm～約200nm、10nm～約100nm、約10nm～約80nm、約10nm～約60nm、約10nm～約40nm、約10nm～約20nm、20nm～約200nm、約20nm～約100nm、約20nm～約80nm、約20nm～約60nm、約20nm～約40nm、30nm～約200nm、約40nm～約100nm、約40nm～約80nm、約40nm～約60nm、60nm～約200nm、約60nm～約100nm又は約60nm～約80nmのサイズであってもよい。保護サブ粒子は、約100nm～約1000nm、約100nm～約800nm、約100nm～約600nm、約100nm～約400nm、約100nm～約200nm、約200nm～約1000nm、約200nm～約800nm、約200nm～約600nm、約200nm～約400nm、約400nm～約1000nm、約400nm～約800nm、約400nm～約600nm、約600nm～約1000nm又は約600nm～約800nmのサイズであってもよい。保護サブ粒子は、約100nm～約4μm、約100nm～約3μm、約100nm～約2μm、約200nm～約4μm、約200nm～約3μm、約200nm～約2μm、約400nm～約4μm、約400nm～約3μm、約400nm～約2μm、約600nm～約4μm、約600nm～約3μm、約600nm～約2μm、約800nm～約4μm、約800nm～約3μm又は約800nm～約2μmのサイズであってもよい。
粒子は、1～約106個の保護サブ粒子、約4～約106個の保護サブ粒子、約10～約106個の保護サブ粒子、1～約105個の保護サブ粒子、約4～約105個の保護サブ粒子、約10～約105個の保護サブ粒子、1～約104個の保護サブ粒子、約4～約104個の保護サブ粒子、約10～約104個の保護サブ粒子、1～約1000個の保護サブ粒子、約4～約1000個の保護サブ粒子、約10～約1000個の保護サブ粒子、1～約100個の保護サブ粒子、約4～約100個の保護サブ粒子又は約10～約100個の保護サブ粒子を含んでもよい。
コアサブ粒子及び保護サブ粒子は、同様又は同一の形状、サイズ及び組成を有してもよく又は有さなくてもよい。それにもかかわらず、コアサブ粒子は、(1)薬剤がコアサブ粒子に固定されてもよいが、薬剤は、優先的には、保護サブ粒子に固定されない、且つ(2)コアサブ粒子は、優先的には、粒子の内部に位置するが、保護サブ粒子は粒子の外側表面に存在してもよいため、保護サブ粒子とは異なる。
VII(A) 核酸足場を含む粒子
一部の態様において、本発明はコアサブ粒子、DNA又はRNA等の核酸を含む足場、及び薬剤を含む粒子を提供する。DNA又はRNA等の核酸から形成された足場を含む3Dナノ構造(Liら、Nano Today (2015年)、10、631～655頁参照のこと)、例えば上記のDNAオリガミ法で形成されるものは当該技術分野において知られている。本明細書では、そのような構造をDNA足場と称する。これらの態様によれば、DNA足場は保護サブ粒子として作用する。DNA足場は形成され、コアサブ粒子に連結されて、保護された表面を画定する。保護された表面はコアサブ粒子の上及びDNA足場の上の表面積を含み、ここでは結合した薬剤は細胞表面にある生体分子と接触すること、又はこれと結合することが阻害される。一部の実施形態において、薬剤は保護された表面に結合する。DNA足場は基体、高さ、及び幅を有するように構成され、その基体上でコアサブ粒子の表面に優先的に固定されるように構成される。DNA足場はコアサブ粒子の表面に連結する基体領域及びコアサブ粒子の表面から突出する突起領域を含んでよい。DNA足場はまた、コアサブ粒子の区域に張り出した張出し領域を含んでよい。DNA足場の寸法(例えば高さ、基体面積、張出し面積)は、コアサブ粒子の表面又はDNA足場に固定された薬剤が細胞表面にある生体分子と接触すること、又はこれと結合することが阻害されるように選択される。例えば、細胞がDNA足場の突起領域の端部と接触すると、細胞はその細胞表面をDNA足場の上又はその近傍の薬剤と接触するために十分変形することができない場合がある。一部の実施形態において、DNA足場の張出し領域は、細胞がDNA足場又はコアサブ粒子の表面に接近することを阻止し得る。他の実施形態では、DNA足場は細胞に接近できない内部容積を形成するように成形される。これらの異なった戦略は、薬剤をそれから隔離することが望まれる細胞の種類に応じて個別に又は組み合わせて使用される。例えば、B細胞は活発に表面を探索することが知られており、単純な突起物とは対照的に、張出し又は内部容積を含むDNA足場のような、より拘束された構造を必要とする。これらの実施形態によれば、(突起物、張出し、又は内包される空間のいずれによろうと)DNA足場が保護する表面積(コアサブ粒子上であろうと、DNA足場それ自体の上であろうと)は保護された表面である。したがって、一部の実施形態において、本開示はコアサブ粒子、DNA足場、及び保護された表面を含む粒子を提供する。
保護するDNA足場サブ粒子は、正しい配向でコアサブ粒子の表面に優先的に結合するように、その基体のより低い表面の上に選択的に機能化させ得る。DNA足場はナノブリック(例えばKeら、「DNA brick crystals with prescribed depths」、Nature Chemistry、6、994～1002ページ、2014年参照のこと)等の直線状の3D形状の形態であってよく、又は基体及び基体から外側に延在する突起物を含む形状を有してもよい。一部の実施形態において、基体は互いに角度を有して配向した2つの管であってよい。一部の実施形態において、基体は1つ以上の管の端部を含み、その場合には管はその端部によって表面上に支持されている。例えばPelligrottiら、Nano Letters、2016年、16 (10)、6222～6230ページ、図1; Iinumaら、Science、2014年、344巻、6179号、65～69ページ、図1; Endoら、Angew. Chem. Int. Ed.、53、7484～7490ページ(2014年)を参照のこと。基体の下表面は、第1の結合パートナー又は第1の反応性基で官能化してよく、第2の結合パートナー又は反応性基はコアサブ粒子の表面上に提供される。このようにして、DNAオリガミ保護サブ粒子がコア粒子と混合されると、保護サブ粒子は正しい配向で固定される。コアサブ粒子上の保護サブ粒子の数は、反応条件及び粒子の濃度によって制御される。一部の実施形態において、コア粒子の表面は当業者には既知の手法でパターン化され、その上に保護サブ粒子が優先的に固定される表面の区域、並びにその上への固定が阻害される区域が提供され、それによりコア粒子上の保護サブ粒子の数及び分布が制御される。
一部の実施形態において、例えば使用時の粒子の処理又は取扱いにおいて応力に抵抗する構造的安定性をその基体に有しつつ、捕捉剤を固定することができる表面を残すために、保護サブ粒子がコアサブ粒子の表面の小さな区域を占めることが有利である。一部の実施形態において、保護サブ粒子は、それらの間に例えば直角の角度をなす共通の縁部で接合する第1の平面部分及び第2の平面部分を有し、平面部分はそれらの下部の狭い縁部で官能化されており、それにより縁部で表面に結合している。このようにして、保護サブ粒子は狭い縁部の上に立っており、角度をなす2つの部分は、平面部分が表面に対して傾き、又は折れ下がる傾向に対して互いに安定化するように作用する。次いで平面部分は、コアサブ粒子の表面への、又はDNA足場それ自体への細胞のアクセスを阻止することができる突起領域を含む。例えば、サブ粒子は、表面上、インサイチュで上から見た場合に文字H、T、L、X又はZの形状の断面を有してよく、その形態の一部は折り畳みに対するサブ粒子の形状を安定化するように作用する。そのような構成は、細胞が表面に接触することを阻害する一方、表面の比較的小さな部分を占めるという利点がある。一部の実施形態において、サブ粒子は、複数のサブ粒子が例えば表面上にぴったりとくっつくように、相互に近接して積み重なって結合した場合に、サブ粒子は自由な垂直表面を維持する。そのような形態は、サブ粒子が互いに近接してコアサブ粒子の表面上に堆積するならば、利用可能な垂直表面区域を維持するために有利である。そのような形態の例には、円又は卵形、X、Y、パウンド又はハッシュ形状:#が含まれる。他の例については以下に述べる。
一部の実施形態において、保護サブ粒子は本体及び本体からの2つ以上の突起物を含み、突起物はコア粒子の表面に結合するように官能化された端表面を有する。そのような保護サブ粒子は、橋又は張出し領域の形態で表面に固定されてよく、1つ以上の薬剤が橋の下の表面又は張出し領域に固定されるように構成されてもよい。薬剤は橋の下側又は張出し領域それ自体に固定されてもよい。次いで可溶性生体分子による薬剤へのアクセスは、橋の側部の下であってよいが、薬剤は細胞の表面上では生体分子との接触又はこれとの結合から保護されている。粒子は複数のそのような橋保護粒子を含んでよく、粒子は、隣接する保護サブ粒子の間の領域における表面上に結合した大部分の又は実質的に全ての薬剤が、細胞の表面では標的生体分子と接触することが阻害されるような平均距離を提供されてよい。
一部の実施形態において、複数の薬剤はコアサブ粒子の表面に結合しており、保護された表面であるコアサブ粒子の面積の部分は50%より大きく、60%より大きく、70%より大きく、80%より大きく、又は90%より大きい。
一部の実施形態において、複数の薬剤はコアサブ粒子及びDNA足場に結合している。そのような実施形態では、保護された表面に結合した複数の薬剤の部分は50%より大きく、60%より大きく、70%より大きく、又は80%より大きい。好ましくは、保護された表面に結合した複数の薬剤の部分は90%より大きく、95%より大きく、99%より大きく、又は100%である。一部の実施形態において、複数の薬剤の実質的に全ては、保護された表面に結合している。
一部の実施形態において、複数のDNA足場はコアサブ粒子に結合しており、複数の薬剤はDNA足場に結合しており、薬剤はコアサブ粒子に結合しておらず、又は実質的に結合していない。
2つの隣接するサブ粒子が密集している場合、それらの間のコア粒子の表面の領域との細胞の接触は阻害される。2つの隣接するサブ粒子がさらに離れた場合、そのような阻害は細胞膜の変形性のために低減される。これらの効果が観察される距離はサブ粒子の形態、例えば表面からのそれらの高さによる。したがって、一部の実施形態において、サブ粒子は、それらの間の平均距離がその表面からの平均高さの0.5～10倍、好ましくは1～5倍の範囲になるように提供される。保護サブ粒子は、10nm～200nmの範囲、例えば10～50nm、20～100nm、又は50～200nmの範囲の、その基体からの高さ、例えば表面上にある場合には表面からの高さを有する。一部の実施形態において、保護サブ粒子は40～80nmの範囲の、その基体からの高さを有する。
DNA足場は、DNAオリガミの技術で知られているように、一本鎖足場DNA及び複数のリンカーを含んでよい。足場DNAは、例えばファージM13からのDNA鎖であってよい。例えばKickら、Nano Lett.、2015年、15(7)、4672～4676ページを参照のこと。サブ粒子足場は、より大きなDNA足場を形成するために、単一のM13鎖、又は互いに連結された複数のM13鎖から作られるように適合されてよい。典型的な実施形態では、M13鎖を用いて管状構造を形成させてよい。管状構造の高さ及び断面寸法(例えば直径)は、DNA足場鎖の長さに従って選択してよい。典型的には、構造の高さが増加すれば、断面寸法は減少する。単一のM13鎖を用いる場合には、管状構造は約40nmの高さ及び約40nmの断面寸法(例えば直径)を有してよく、又は約67nmの高さ及び約25nmの断面寸法を有してよい。管状構造は約35nm～70nmの範囲の高さ、及び20nm～45nmの範囲の断面寸法を有してよい。管状構造は、M13鎖が例えばより厚い壁を有するように適切な方法で折り畳まれて構成されるように設計することによって、又は鎖の切断によって、この範囲より小さな高さ及び断面寸法を有してもよい。足場鎖は、1つ以上の寸法においてより大きく又はより小さいDNA足場を提供する選択された長さ及び/又は基盤構成を有するように、及び/又はより少ない異なるリンカーを用いるために、別の生物から選択してもよく、設計し又は製造してもよい(Niekampら、Nucleic Acids Research、2016年、1-6 doi: 10.1093/nar/gkw208参照のこと)。
サブ粒子は、DNAオリガミについての技術分野で知られた方法を用いて表面に結合してよい。例を以下に示す。
VII(B) DNA足場のアセンブリーを含む粒子
一部の実施形態において、粒子は、それぞれDNA足場を含み、互いに結合して内部スペース、例えば空間を画定する複数のサブ粒子を含む。一部の実施形態において、そのような粒子は多孔質であり、孔は粒子の部分を形成するサブ粒子の表面によって画定される。粒子はスペース内に1つ以上の薬剤をさらに含んでよい。これらの実施形態によれば、粒子は、内部スペース内の薬剤が細胞の表面にある生体分子と接触することが阻害されるように構成されている。したがって、薬剤は、例えば生体分子に結合し、又はこれを活性化することが阻害されている。
一部の実施形態において、粒子は薬剤の結合部位を含む第1のサブ粒子を含み、第1のサブ粒子に結合した第2のサブ粒子をさらに含み、第2のサブ粒子は細胞の表面にある生体分子が結合部位で結合した薬剤と相互作用することが防止されるように構成されている。さらなる実施形態では、粒子は結合部位に結合した薬剤をさらに含む。これらの実施形態によれば、表面上の薬剤は細胞の表面にある生体分子と相互作用することから保護されている。一部の実施形態において、第2のサブ粒子は薬剤のための第2の結合部位を含み、第1の粒子は細胞の表面にある生体分子が第2の結合部位に結合した薬剤と相互作用することを防止するように構成されている。これらの実施形態では、第1のサブ粒子と第2のサブ粒子の両方が薬剤の結合部位を提供し、他方の粒子の結合部位に結合した薬剤を保護している。第2のサブ粒子はDNA足場を含んでよく、第1のサブ粒子と実質的に同一でよい。第1のサブ粒子と第2のサブ粒子は、第1のサブ粒子と第2のサブ粒子の選択された結合位置で互いに結合するように構成されてよく、それにより、そのようにして形成されたアセンブルされた粒子の構成は予測可能で制御される。このようにしてアセンブルされたDNAナノ粒子のアセンブリーについては、例えば上に引用したKeらを参照されたい。一部の実施形態において、DNAサブ粒子を含む粒子は、その中に細胞膜がアクセスできない1つ以上の内部スペース又は空間を提供し、したがって内部スペース又は空間内の薬剤は細胞表面の受容体分子等の生体分子との相互作用がシールドされている。
粒子は当業者には既知の方法でサブ粒子からアセンブルしてよい。一部の実施形態において、サブ粒子は交互積層法によって、又は線状の積み重ねとして、粒子にアセンブルされる。一部の実施形態において、サブ粒子は2D又は3Dパターンにアセンブルされて、内部スペースと、これらの内向きのスペースと外部媒体との間の開口部とを含む粒子を形成し、可溶性生体分子の内向きのアクセスを可能にする。一部の実施形態において、粒子は、粒子の外部表面上の薬剤の結合部位、及び外部表面上の結合部位をシールドするように構成された、外部表面からの突起物をさらに含む。さらなる実施形態では、粒子は外部表面上の結合部位に結合した薬剤を含む。
粒子がDNAサブ粒子からアセンブルされる方式は、例えばKeらによって記述されているように、それぞれの粒子上の選択された結合部位に特定の結合パートナーを提供することによって制御される。粒子は2～1000個のサブ粒子、例えば2～100個、10～200個、又は50～500個のサブ粒子を含んでよい。アセンブルされた粒子は50nm～5μmの範囲、例えば100nm～2.0μmの範囲、又は100nm～200nmの範囲、又は500nm～1.5μmの範囲の最大外部寸法を有してよい。アセンブルされた粒子は単一のタイプ、又は2つ以上のタイプのサブ粒子を含んでよい。あるタイプのサブ粒子は他のタイプのサブ粒子とは異なる形状、結合パートナー、又は捕捉剤の結合部位のセットを有してよい。例えば、第1のタイプのサブ粒子は捕捉剤の結合部位を含み、第2のタイプのサブ粒子は捕捉剤の結合部位を含まなくてよい。アセンブルされた粒子はその内部に第1のタイプ、その外部の周囲にシールドとして作用する第2のタイプを含んでよい。
一部の実施形態において、本開示は、内部表面を含む複数のサブ粒子を提供するステップ、薬剤を内部表面に固定するステップ、及びサブ粒子を粒子にアセンブルするステップを含む、粒子をアセンブルする方法を提供する。一部の実施形態において、薬剤は最初に内部表面に固定され、次にサブ粒子がアセンブルされる。一部の実施形態において、サブ粒子は最初にアセンブルされ、次いで薬剤が内部表面に固定される。
VII(C)活性サブ粒子を含む粒子
一部の実施形態において、コアサブ粒子はコア粒子に結合した1つ以上の活性サブ粒子を有し、活性サブ粒子は可溶性生体分子をその天然の環境から捕捉し、例えば隔離するように構成されている。したがって活性サブ粒子は可溶性生体分子の生物学的活性を阻害することができ、それにより、可溶性生体分子は可溶性生体分子の他の天然の結合パートナーと相互作用する能力が低下する。これらの実施形態によれば、活性サブ粒子は可溶性生体分子に結合するように選択された薬剤を含み、薬剤は細胞の表面に存在する場合に生体分子との結合が立体的に阻害されるようにサブ粒子上に配向する。
コアサブ粒子は、捕捉能力を有さなくてもよく、活性サブ粒子の担体粒子として機能し得るという意味で不活性であってよい。しかし、捕捉能力を欠くという意味で不活性ではあるが、コアサブ粒子は、本明細書の他の箇所に記載したようにまだ他の機能性を有してよい。一部の実施形態において、活性サブ粒子の全て又は実質的に全ては、可溶性生体分子を捕捉するように構成される。一部の実施形態において、活性サブ粒子は、第1の生体分子を捕捉するように構成された第1のグループのサブ粒子及び第1の生体分子とは異なる第2の生体分子を捕捉するように構成された第2のグループのサブ粒子を含む。活性サブ粒子はコアサブ粒子より小さくてよい。サブ粒子はコア粒子の最大の特徴的寸法に等しいか、これより小さい最大の特徴的寸法、例えば直径、幅又は長さを有してよい。例えば、サブ粒子はコア粒子の最大の特徴的寸法の0.001～1倍の範囲の最大の特徴的寸法を有してよい。コア粒子は、実質的に球状、偏球、管、ロッド、実質的に平坦な粒子、ディスク、又は本明細書に記載する別の形状等の形状を有してよい。サブ粒子は球状、管、ロッド、実質的に平坦な粒子、ディスク、又は本明細書に記載する別の形状等の、コア粒子と同じ形状、又は異なる形状を有してよく、サブ粒子は表面を有するようにさらに構成され、それにより、表面上に結合した薬剤は、結合パートナーが細胞の表面上に存在する場合に、薬剤の結合パートナーと結合することが立体的に阻害されるように、表面上に配向する。一部の実施形態において、表面にはサブ粒子内に凹部(例えば窪み又は空間)が設けられ、薬剤は凹部内に配置される。一部の実施形態において、サブ粒子は1つ以上の突起物を含み、前記表面は1つ以上の突起物によって細胞の表面との相互作用から保護されている。
コア粒子は実質的に球状であってよく、又はディスクの形態であってよく、又は多角形状を有してよく、最大の断面寸法、例えば50nm～5μmの範囲、例えば50nm～500nm、100nm～1μmの範囲の直径を有してよい。活性サブ粒子はコア粒子の表面に配置してよい。活性サブ粒子は特徴的寸法、例えばコア粒子の表面に平行又は接線方向に測定して10nm～1μm、例えば10～100nm、20～200nm、30～300nm、又は50～500nmの範囲の特徴的寸法を有してよい。活性サブ粒子は、例えば内部スペース内のその表面上の捕捉剤又は結合部位の数及び種類に従って選択される特徴的寸法、例えば断面寸法を有してよい。活性サブ粒子は1～10個の結合部位及び/又は薬剤、1～100個、又は100～1000個超の部位及び/又は薬剤を含んでよい。1～5個の結合部位を含む典型的なサブ粒子は、20～60nmの範囲の特徴的寸法を有してよい。1又は2個の結合部位を含むサブ粒子は、10～30nmの範囲の特徴的寸法を有してよい。粒子は、1～100,000個の活性サブ粒子、例えば1～100個、10～1000個、50～500個、又は100～10000個のサブ粒子を含んでよい。典型的な実施形態では、粒子は100～10,000個のサブ粒子、例えば500～5000個のサブ粒子を含む。
そのような実施形態によれば、コア粒子及び活性サブ粒子を含む粒子は、対象の血液循環中に残存するように構成され、活性サブ粒子は、個別にはコア粒子から分離された場合には血管外遊出（extravasate）されやすいような寸法範囲にある。このようにして、粒子はサブ粒子を支持し、血管外遊出される傾向に対してサブ粒子を保持するように構成される。
VII(D) DNA足場を含む活性サブ粒子
一部の実施形態において、サブ粒子は本明細書に記載するDNA足場を含んでよい。DNA足場は、好ましい(例えば予め定義された)配向でコア粒子の表面に結合され、例えば特定の面又は辺によって結合されるように構成され、それにより、アセンブルされた粒子から他の辺が外向きに提示される。DNA足場は、内部体積を画定し内部表面を含む三次元形状を含み得、薬剤はその形状の内部体積中及び/又は内部表面上に固定される。形状は、単一の開口部、例えば一端を有する管若しくはカップ、開いた箱、閉じた孔、凹部、窪み、若しくは空間、又は2つ以上の開口部、例えば両端を有する管、通孔、若しくは2つ以上の開口部を有する内部空隙を有してよい。薬剤は、DNA足場の中の孔、管、又はその他の内部スペースの内部表面に固定されてよい。一部の実施形態において、そのような粒子は多孔質であり、多孔質表面を有し、孔はコア粒子の表面に結合したサブ粒子の内部表面によって画定される。
一部の実施形態において、DNA足場を含むサブ粒子は、内部スペース及び内部スペースの中の内部表面上の薬剤の結合部位を含む。一部の実施形態において、サブ粒子は、内部スペースの中に薬剤を含む。一部の実施形態において、粒子は、内部スペースを含むDNA足場をそれぞれが含む複数のサブ粒子を含む。例えば、粒子は管の形態の複数のサブ粒子を含んでよく、サブ粒子のいくつか又は全ては、薬剤の結合部位、又は結合部位に結合した薬剤を含み、部位は管の内部表面の上に提供されている。サブ粒子は外部表面を有してよく、またさらなるサブ粒子に結合してよく、それにより、第1のサブ粒子の外部表面は、例えば本明細書に記載するリンカー化学によってさらなるサブ粒子の外部表面に結合している。このようにして、粒子は互いにカップリングされたサブ粒子のアセンブリーを含んでよく、アセンブリーはそれぞれのサブ粒子の特徴的寸法、例えば断面寸法より大きな特徴的寸法を有する。一部の実施形態において、特徴的又は断面寸法は50nm～5μmの範囲、例えば100nm～2.0μmの範囲、又は100nm～200nmの範囲、又は500nm～1.5μmの範囲である。このようにして、本発明は互いにカップリングされた複数のサブ粒子を含む粒子を提供し、サブ粒子は内部体積及び内部表面を有するDNA足場、並びに内部表面に固定された薬剤を含む。そのような粒子は、それぞれのサブ粒子が個別に存在した場合には血管外に遊出しやすいために十分に小さくても、血管外に遊出するよりむしろ、対象の血液循環中に留まる大きさであるという点で、ある用途には有利である。例えば、100nm～200nmのサイズ範囲の粒子は、腫瘍の中に優先的に血管外遊出する傾向がある(Blancoら、Nature Biotechnology、33(9)、2015年、941～951ページを参照のこと)。500nm～1.5μmのサイズ範囲の粒子は、毛細血管、例えば肺に蓄積せずに血液循環中に留まりやすい。
一部の実施形態において、DNA足場中の開口部は、10～300nmの最大サイズを有してよい。一部の実施形態において、開口部の最大サイズは10～60nm、又は20～40nmである。一部の実施形態において、開口部の最大サイズは30～300nm、30～150nm、又は30～100nmである。
このようにして、好ましい実施形態では、それぞれの活性サブ粒子は、薬剤の細胞の表面にある生体分子との接触を阻害しながら、生体分子の薬剤への結合を通して可溶性生体分子を独立して捕捉することができる。活性サブ粒子はコア粒子の表面に配置されて担体として作用し、それにより、個別のサブ粒子より大きな粒子が作り出され、小さなサブ粒子が血管外に遊出する傾向が制限される。活性サブ粒子は捕捉のために最適に構成される一方、コア粒子並びにアセンブルされた粒子の全体のサイズ及び形状は血液循環中に留まって(ほぼ球状の粒子について知られているように)血管の中心近くに、又は(偏球又はディスク状の粒子について知られているように)血管の縁部近くに移動するために最適に構成される。
カップ状DNAオリガミNPは、例えばZhaoらの方法から誘導された方法を用いて形成される。増大した触媒活性及びプロテアーゼ消化に対する増加した安定性を有するナノケージに入れられた触媒については、Nature Communications、doi: 10/1038/ncomms10619、2016年2月10日、図1及び添付の情報を参照されたい。開口カップはZhaoらによって記載された閉鎖コンテナーの一部と同様に形成される。内部体積を有するDNA足場は、Keら、Nature Chemistry 6、994～1002ページ、2014年、及びLinkoら、Chem. Commun.、2015年、51、5351ページにも開示されている。
VII(E) コアサブ粒子のタイプ
一部の実施形態において、コアサブ粒子はシリカ、ガラス、又は金属等の無機材料を含んでよく、又は本明細書の他の箇所に記載したサブ粒子であってよい。コアサブ粒子はシリカ表面を有してよく、シリカビーズ又はシリカシェル、例えばシリカナノスフィアであってよい。一部の実施形態において、コアサブ粒子はその外部表面の材料とは異なるコア、例えばシリカからなるものでないコアを有する。例えば、コアは、ケイ素(シリカはコア上の天然の酸化物又は薄いシェルであってよい)、鉄の酸化物等の磁性材料、金等の金属、コアサブ粒子をトレースできるための放射性材料を含んでよい。コアサブ粒子は、サブ粒子に結合するための表面官能化されたポリマーから形成されてよい。コアサブ粒子は球状でも、細長いロッド等の形状でもよい。コアサブ粒子は中実であってよく、又は中空コアを有するシェル粒子でもよく、その中に医薬又は薬剤等の内容物を有してもよい。コアサブ粒子は核酸足場から形成されてよく、それぞれが核酸足場を含む複数の活性サブ粒子のための結合位置を提供する形状、例えば小平坦面、又は活性サブ粒子の適合する形状の表面と相互作用する形状を有する表面を有してよい。コアサブ粒子は、活性サブ粒子の最大断面寸法より小さい、すなわちほぼ同じ若しくは小さい最大断面寸法を有してよい。このようにして、コアサブ粒子のサイズは、粒子の全体のサイズ及びそれが含む活性サブ粒子の数を選択できるように選択してよい。
VII(F) DNA足場結合法
サブ粒子は、DNAオリガミについて当該技術分野において既知の方法、例えばオリゴヌクレオチド結合ペアの第1のメンバーをサブ粒子の下側表面に、またオリゴヌクレオチド結合ペアの第2のメンバーをコアサブ粒子の表面に連結する方法によって、コアサブ粒子の表面に結合することができる。第1のオリゴヌクレオチド結合パートナーは、第1の結合パートナー配列を一端に有するオリゴヌクレオチドリンカーの形態でDNAオリガミ足場に導入することができる。例えば、第2のオリゴヌクレオチドは、Solulink(商標)プロセスを用いて表面にカップリングすることができる。Shawら、Purification of Functionalized DNA Origami Nanostructures、ACS Nano、2015年、9 (5)、4968～4975ページを参照のこと。シリカ表面等のコア粒子の表面のカウンターパートSolulink(商標)による官能化は、当該技術分野で標準である。オリゴヌクレオチドは2つのSolulinkリガンドをカップリングさせることによって表面に固定される。オリゴヌクレオチドと固体表面との間のその他のリンカー化学は当該技術分野において知られている。
DNAは、正荷電を有する表面を提供するためのAPTESによる表面処理の後、シリカ表面に結合させることができる。例えばSarveswaranら、「Adhesion of DNA nanostructures and DNA origami to lithographically patterned self-assembled monolayers on Si[100]」、Proc. SPIE 7637、Alternative Lithographic Technologies II、76370M (2010年4月1日); doi: 10.1117/12.848392を参照のこと。DNA構造は、シリカ表面の正味の負電荷を逆転させるMg2+の存在下でもシリカ表面に吸着し、付着する。例えばAlbrecht, B.ら、「Adsorption studies of DNA origami on silicon dioxide」、Proceedings of the 21st Micromechanics and Micro systems Europe Workshop、Enschede、The Netherlands、2010年9月26～29日;Abelmann, L,ら編、University of Twente、Transducers Science and Technology: Enschede、The Netherlands、153～156ページを参照のこと。
サブ粒子はリンカーによってコアサブ粒子に結合することができる。リンカーの例は本明細書に開示している。DNAオリガミサブ粒子については、リンカー又は結合ペアの1つのメンバーを固着するために用いられる1つ以上の結合点がDNA構造上に供され、他方のメンバーがコアサブ粒子の上に提供される。平面状DNAオリガミ構造を固体支持体上に結合させる特定の方法は米国特許出願公開第2015/0298090号に開示されており、その中でペアの半分がDNA構造の表面上に、他の半分が支持体上に供され、その2つの間の結合がDNA構造の結合をもたらす結合ペアの使用が開示されている。結合ペアの例には、ビオチン/アビジン及び相補的DNA鎖がある。米国特許出願公開第2016/0102344号も、平面状DNAオリガミ構造を固定するための相補的DNA鎖の使用を開示している。典型的な実施形態では、これらの参考文献に開示されているように、結合ペアのメンバーがコアサブ粒子の表面にパターン化されている必要はなく、むしろ結合ペアのメンバーをコアサブ粒子の表面の全体にわたって又はその部分に供することができる。次いでサブ粒子は表面に確率的に会合し結合する。
VII(G) エクソソーム又は小胞を捕捉するように構成された粒子
一部の実施形態において、粒子は液体環境からエクソソーム又は小胞を捕捉するように構成され、それにより、エクソソーム又は小胞の上又は中の生体分子は、溶液中又は細胞膜上の生体分子の結合パートナーとの相互作用が阻害される。エクソソーム及び小胞は、がん等の疾患状態で産生され、疾患の経過を促進するシグナリングに関与することが知られている。例えばYuら、Oncotarget、Vol. 6、No. 35、37151～37168ページを参照のこと。エクソソームは30～150nmの範囲の典型的寸法、例えば直径を有し、小胞は150nm～1μmの範囲の典型的寸法を有する(上記Yuらを参照)。エクソソームは、疾患状態の促進又は阻害に関与するシグナリング分子の結合パートナーである生体分子を含む。例えば、TNFR分子はヒト対象の血清中でエクソソームの表面に存在し(Hawariら、PNAS、2004年、vol. 101、no. 5、1297～1302ページ;Zhangら、Biochem Biophys Res Commun.、2008年2月8日、366(2):579～584ページを参照のこと)、これらはナチュラルキラー(NK)細胞等の免疫細胞上の膜結合TNFαに結合して、例えばがんにおいて疾患標的細胞に対するNK細胞の攻撃を阻害することが知られている。さらに、エクソソーム及び小胞は、転移がん等のがんを促進する種々のサイトカインを運搬することが知られており(例えばHoshinoら、Nature、527、329～335ページ、2015年を参照のこと)、そのようなエクソソーム又は小胞を捕捉することは、疾患の進行を阻害するために有利であろう。本明細書において用語エクソソームは、エクソソームと小胞の両方について用いられ、記載した実施形態はエクソソームと小胞の両方の捕捉に関することが意図され、エクソソームについて記載した実施形態の特徴の大きさは小胞の捕捉を可能にするように選択される。
したがって、一部の実施形態において、保護された表面の領域は、その領域に隣接したエクソソームの結合を可能にするように構成される。一部の実施形態において、内部スペース又は空間は、スペース又は空間の中のエクソソームの結合を可能にするように構成される。一部の実施形態において、粒子の表面から延びる凹部又は空孔は、エクソソームが凹部又は空孔に進入して凹部又は空孔の中に結合することを可能にするように構成される。一部の実施形態において、サブ粒子はコアサブ粒子の表面上の第2のサブ粒子から離れており、エクソソームがサブ粒子の間の表面に結合することを可能にしている。一部の実施形態において、サブ粒子は離れた第1の平面部分と第2の平面部分を含み、エクソソームが第1の平面部分と第2の平面部分との間のサブ粒子に結合することを可能にしている。一部の実施形態において、第1のサブ粒子と第2のサブ粒子は互いに結合し、エクソソームがスペースの中に結合することを可能にするスペースを作り出している。
エクソソームの結合は、例えばエクソソームの表面にある生体分子が、粒子の表面上に供された薬剤に結合することを意味している。薬剤は、保護された表面の領域に結合し、内部スペース又は空間の中の表面に結合し、凹部又は孔の中の表面に結合して、保護サブ粒子に隣接するコアサブ粒子の表面上に又は活性サブ粒子の表面上に供されてよい。薬剤は、エクソソームの表面上に主に又は特異的に見出される生体分子、例えばCD9、CD63、CD81又はCD82に結合するように選択される(例えばYuら、前掲)。粒子は第1の薬剤及び第2の薬剤を含んでよく、第2の薬剤は第1の薬剤とは異なり、第1の薬剤と第2の薬剤のそれぞれは、エクソソームの表面にある生体分子と結合するように選択される。例えば、第1の薬剤はTNFR1/2等の受容体分子と結合し、第2の薬剤は典型的にはエクソソームの膜に付随する第2のタンパク質、例えばCD9、CD63、CD81又はCD82と結合する。粒子はエクソソームが粒子の表面の第1の領域及び第2の領域と接触するように構成されてよく、第2の領域は第1の領域に対して角度、例えば0～90°の角度を有する。例えば、第1の領域はコアサブ粒子の表面でよく、第2の領域はコアサブ粒子の表面上に供されたサブ粒子の表面上にあってよい。第1の領域は基体であってよく、第2の領域は活性サブ粒子の側壁であってよい。第1の薬剤は第1の領域に提供され、第2の薬剤は第2の領域に提供される。このようにして、エクソソームは第1の領域と第2の領域の両方に結合し、それにより、これは粒子の表面への結合が保持され、したがって液体環境から捕捉される。
典型的には、エクソソームを捕捉するように構成された粒子は、最小寸法等のエクソソームを受容する捕捉環境の特徴的寸法、例えば30nm～1μmの範囲、典型的には30nm～300nmの範囲、より典型的には30nm～120nmの範囲の、エクソソームを受容するのに十分な、保護された表面の最小寸法、内部スペース又は空間の断面、凹部又は孔の断面、第1の保護サブ粒子と第2の保護サブ粒子との距離、又は活性サブ粒子の内部寸法を有する。内部寸法は、選択されたサイズの範囲で、例えばHawariら(前掲)によるTNFR1/2を含むエクソソームを捕捉するための30～50nmの範囲で、エクソソームを捕捉するために選択してよい。粒子は選択されたタイプのエクソソームを捕捉するように構成されてよく、前記タイプを捕捉するためのサイズ範囲から選択される特徴的寸法、及び前記タイプの表面にある生体分子に結合するように選択された1つ以上の捕捉剤を有してよい。例えば、TNFR1/2を含むエクソソームを捕捉するように構成された粒子は、30～50nmの範囲の特徴的寸法及びTNFR1/2に結合する薬剤、例えばTNFα、TNFαの変異体若しくはムテイン、又はTNFR1/2に対する抗体を有してよい。
DNA足場は好適に寸法が決められたエクソソームの捕捉スペースを正確に提供するように構成され得るので、DNA足場を含む粒子は、エクソソームの捕捉における使用に好適である。例えば、DNA足場は、エクソソームを受容し、捕捉するために選択される構成及び特徴的寸法を有する管、カップ、凹部、孔、又は2つ以上のスペースをあけた平面部分を含む形状として構成される。以下の実施形態は、エクソソームを捕捉するために好適な例を含む。
一部の実施形態において、粒子の表面は保護された表面及び保護されていない表面の両方、例えばコアサブ粒子の表面上の保護されていない表面及び活性サブ粒子の表面の領域上の保護された表面を含んでよい。一部の実施形態において、細胞表面に存在し得る生体分子、例えば受容体分子のために選択的な第1の捕捉剤は保護された表面上に供され得、エクソソームの表面上に優先的に又は特異的に存在し得る生体分子に選択的な第2の捕捉剤は非選択的な表面上に供され得る。このようにして、粒子はエクソソームを捕捉し得ように構成される一方、粒子の表面上の薬剤は、細胞の表面にある受容体等の生体分子に結合し、又はこれを活性化することが阻害される。一部の実施形態においてそのような阻害は全体的で、一部の実施形態においてそのような阻害は部分的であり、それにより、粒子上の捕捉剤と細胞表面受容体の割合の結合によって、捕捉による治療効果と副作用との有利なバランスが達成される。
VII(H) 実施形態の説明
図20を参照して、粒子10は、コア粒子12及び粒子の表面20に配置された複数の活性サブ粒子14を含む。サブ粒子14は、内部表面を有するカップ又は開いた箱の形状の構造16及びカップの中の内部表面、例えばカップの基体に配置された薬剤18を含み、それにより、薬剤は細胞の表面にある結合パートナーとの相互作用が阻害される。サブ粒子は表面20の上にランダムに又は列をなして配置され、22で示すように、表面上で規則的、不完全、又はパッチ状であってよい。コア粒子12は細胞粒子14の担体として作用し得、サブ粒子が血管外遊出せずに対象の血液循環中で循環することを可能にする。サブ粒子は、好ましくは外向きのカップの開口部とともに表面上に配向している。サブ粒子は吸着プロセス、例えば物理吸着によって、コア粒子の表面にカップリングされ得る。サブ粒子は、カップの基体の上に、カップの外側に、内部表面に対向して、優先的に又はそれのみに、結合パートナー又はリンカー化学によって表面20に結合してよい。このようにして、この実施形態では、コア粒子は実質的にそれぞれが外向きに配向して、可溶性生体分子がサブ粒子の内部の薬剤にアクセスすることを容易にする活性サブ粒子によって覆われてよい。
粒子10は、それぞれが内部表面上に結合部位を含む複数のサブ粒子14、表面20を有するコア粒子12、及び複数の薬剤18から、複数の薬剤18を複数のサブ粒子14の結合部位に固定するステップ、及び複数のサブ粒子14を表面20に結合するステップを含む方法によってアセンブルされる。一実施形態において、薬剤はサブ粒子が表面に結合される前に結合部位に固定され得る。別の実施形態において、サブ粒子は薬剤が結合部位に固定される前に表面に結合される。
サブ粒子は、標的生体分子がサブ粒子に進入して内部表面上の薬剤に結合することを可能にする寸法にされている。サブ粒子は、可溶性生体分子、例えば可溶性受容体分子が進入して結合することを可能にする寸法、例えばカップの断面寸法が10～60nmの範囲、又は20～40nmの範囲にされている。サブ粒子は1～2個の結合部位を含み、10～20nmの範囲の断面寸法、例えばカップの内側の内部スペースの開口部の寸法、及び10～20nmの範囲の深さを有してよい。サブ粒子はさらなる結合部位を有してよく、したがってより大きな寸法を有してよい。当業者であれば、標的の内部スペース内の薬剤へのアクセスに対する立体的妨害を低減し又は避けるために、結合部位及び/又は薬剤の数及び構成に基づいて寸法を選択することができる。サブ粒子はエクソソームが内部表面上の薬剤に進入して結合することを可能にする寸法にされており、例えば40～300nmの範囲、又は40～150nmの範囲、又は50～100nmの、カップの断面寸法を有する。このようにして、粒子は、標的生体分子がエクソソームの表面上の液体中に存在する場合には、標的生体分子を捕捉するように構成されてよい。粒子は第1のグループと第2のグループの活性サブ粒子を含んでよく、それぞれのグループは異なる薬剤を含み、及び/又は異なる構成、例えば異なる形状又は異なる断面寸法を有してよい。このようにして、粒子10は、第2の標的生体分子がエクソソームの表面上に存在する一部の実施形態において、第1の標的生体分子と第2の標的生体分子の両方を捕捉するように構成される。
図21を参照して、粒子10は、コア粒子12及び粒子の表面20に配置された管状活性サブ粒子24を含み、それぞれのサブ粒子はサブ粒子の内部表面上に供された薬剤18を含む。サブ粒子は、サブ粒子の管状構造の外部表面上に優先的に(例えばそれだけに)供された結合パートナー又はリンカー化学によって、コア粒子に結合している。図21に示すように、サブ粒子はコア粒子にランダム又は半ランダムな配向で配置してもよく、30で示すような規則的又は整列した配向で配置してもよい。26で示すように、サブ粒子の中の薬剤の配向はランダムであってよく、一部の実施形態において選択してもよい。それぞれのサブ粒子は、それを通過して生体分子が内部表面上の薬剤に到達し得る少なくとも1つの開口部を含む。28で示すように、開口部はさらなるサブ粒子に対向していてよく、接近している場合には、さらなるサブ粒子によって閉塞されていてもよい。一部の実施形態において、表面20の上のサブ粒子の規則的又は半ランダムな配置は、サブ粒子の中への開口部へのアクセスを提供するために用いられる。一部の実施形態において、表面20の上のサブ粒子のランダムな配置が用いられ、表面に付着した粒子の数が(例えば化学量論によって)制御され、それにより、部分的に又は完全に閉塞した開口部の数が確率的に制限される。
一部の実施形態において、サブ粒子は多孔質であってよい。サブ粒子は本明細書に記載した多孔質材料又は構造、例えばサブ粒子の孔内に優先的に又は全てが配置された薬剤を含む多孔質ケイ素又はシリカを含んでよい。一部の実施形態において、コア粒子も多孔質である。
図22を参照して、コア粒子12の表面20の上のサブ粒子14の3つの配置を示す。(a)では、構造16及び構造16の中に取り付けられた薬剤18を含むカップ形状のサブ粒子を示す。薬剤18の結合パートナーである可溶性生体分子は34として示している。サブ粒子は内部空間体積42及び空間体積への開口部40を含む。薬剤18はリンカー38によってサブ粒子の内部の保護された表面に固定されている。構造16は、細胞が上部表面32に接触した際に、細胞の表面に存在する生体分子が薬剤18に到達しないサイズになっている。サイズ決定は、その上に生体分子34が存在する細胞膜の一部は開口部40をどうにか通り得るが、表面の生体分子34はやはり薬剤18に到達できないように細胞が変形し得るることを考慮する。サイズ決定は、(ある種の細胞の型のみに存在し得る)ある種のバイオマーカーの薬剤18へのアクセスを制限しさえすればよいことも考慮する。当該技術分野で知られているように、異なる細胞の型はその表面に異なるバイオマーカーを提示し、異なる細胞の型は構造16又は表面32のような障害物の周りで変形する異なる傾向をも有する。当業者であれば、例えばある種の薬剤を含むある種の応用のための構造16の、例えば適当な深さ及び幅の選択において、これらの因子を考慮することができる。例えば、上部表面32は、5nm～200nm、例えば10nm～50nmの範囲の、サブ粒子の基体19からの距離を有してよい。サブ粒子は複数の薬剤18を含み、そのいくらか又は全ては内部体積42の中に配置され、それにより、細胞の表面に存在する場合に生体分子34との相互作用が阻害されている。一部の実施形態において、例えば薬剤の10～100%の範囲、例えば95%、90%、80%、70%又は50%の割合の薬剤が阻害される一方、残りはいくつかの場合よりも開口部40に十分近くに提供され、薬剤は細胞の表面に存在する生体分子と相互作用することができるが、薬剤の少なくとも一部は相互作用できない。保護される薬剤の割合は、治療に有効な粒子が作り出されるために十分なように選択される。
サブ粒子はリンカー36によって表面に固定され、リンカーは基体19の外部及び表面20に結合している。リンカーはサブ粒子の基体に供された第1の反応基及び表面20に供された第2の反応基を含み、2つの官能基が反応してリンカーを形成する。リンカー化学の例及びそのような反応基を本明細書に示す。
図22(b)では、管状サブ粒子14は、内部表面上のリンカー38によって管16の内部体積内の内部表面に配置された複数の捕捉剤18を含む。管は、下部開口部44を取り囲む管の下部リムの上に優先的に(例えばそれだけに)供されたリンカーによって表面20に結合している。例えば、第1の結合パートナー又は反応基は管状構造16の1つのリムの上に供され、第2の結合パートナー又は反応基は表面20の上に提供される。次いでサブ粒子14は示された配向で表面に固定される傾向にある。この配向は実際上有利である。それは、管の上部開口部が整列して上を向いており、したがって、図21で28として示すように管がその側部で表面20に配置されている場合に起こる開口部が閉塞する傾向を低減できるからである。
図22(c)では、開口部40から基体19へのテーパを有するカップ状サブ粒子を示す。
本明細書に記載した実施形態のそれぞれにおいて、サブ粒子は、捕捉される標的、例えば可溶性生体分子又はエクソソームの表面にある生体分子の種類に従って寸法を決めてもよい。
図23を参照して、管状構造16を含む管状サブ粒子は、前のようにリンカーによって表面20に固定されている。しかし、この実施形態では、リンカーは構造16の外部表面に結合している。薬剤18は内部表面に結合している。サブ粒子は管のそれぞれの端に開口部40、44を有し、生体分子の内部へのアクセスを可能にしている。図23(b)に示すように、構造16は、三角形、四角形、五角形、六角形(図示したように)、七角形、八角形、又は高次多角形等の多角形断面を有してよい。
サブ粒子は、さらに下に述べるように、例えばDNA足場から形成されてよい。本明細書に述べるように、DNAオリガミを用いる製造には、図23(b)に示す六角形管状構造が有利な構造である。一部の実施形態において、図23(a)及び(b)の構造は、図22(b)に示すように、垂直な配向で表面20に結合してよい。
図24(a)を参照して、管状サブ粒子は、リンカー基又はカップリング基46を含むリンカー36によってコア粒子に結合される。基46は第1の反応基と第2の反応基の反応から形成される。例えば、基46はアミンとカルボン酸基との反応から、又はマレイミドとチオール基との反応から、又は本明細書に記載する他のリンカー化学を含む反応から形成される。図24(b)を参照して、管状サブ粒子は、オリゴヌクレオチドを含む第1の結合パートナーと第2の結合パートナーによって表面に結合される。ここでオリゴヌクレオチド48はリンカー52によってサブ粒子に結合され、オリゴヌクレオチド54はリンカー54によってコア粒子の表面20に結合される。リンカー52はそれ自体、例えばDNAオリガミ管状構造16に結合されたDNA等の核酸を含んでよい。DNAサブ成分をさらなる成分に連結するために用いる相補的オリゴヌクレオチドの例は、チミンの鎖及びアデニン残基の鎖である(例えばGerdon AEら、Controlled Delivery of DNA Origami on Patterned Surfaces、Small 2009年、5、No. 17、1942～1946ページを参照のこと)。結合ペアの他の例は、ビオチン/アビジン及び抗体/抗原ペアである。
図25を参照して、それぞれその内部表面上に薬剤を有する構造16を含む複数のサブ粒子14a、14b、14cは、リンカー36によってコア粒子12の表面20に、また構造の外部表面58a及び58bに結合したさらなるリンカー56によって相互に、結合してよい。リンカー56はリンカー36と同じリンカー化学を含んでよく、異なる化学を含んでもよい。例えば、リンカー36は相補的オリゴヌクレオチドの第1のペアを含み、リンカー56は相補的オリゴヌクレオチドの第2のペアを含み、4つ全ては互いに異なり、それにより、構造16はその外部表面によって表面20に結合しない。或いは、リンカー36は相補的反応基の第1のペアを含み、リンカー56は相補的反応基の第2のペアを含み、それにより、リンカー化学は直交する(すなわち、反応基の第1のペアは反応基の第2のペアとは感知できるほどには反応せず、逆もそうである)。
図26A及び図26Bを参照して、サブ粒子60は、例えば円形又は多角形の断面(ここでは六角形として示す)を有する管状DNA足場16を含み、その基体でコア粒子の表面20にリンカー36によって固定されてよい。サブ粒子60の1つ以上の表面は薬剤18を含んでよい。一部の実施形態において、サブ粒子60の内部の保護された表面は薬剤18を含む。一部の実施形態において、サブ粒子60の外部の表面は薬剤18を含む。一部の実施形態において、サブ粒子60の外部及び内部の表面の両方は薬剤18を含む。サブ粒子は、薬剤のための又はサブ粒子の表面上に薬剤を固定するように構成されたリンカー38のための結合部位を含むように構成してよい。結合部位は表面上に一様に位置してもよく、選択された場所に供してもよい。図26Aに示すように、結合部位、及び薬剤は、サブ粒子の表面の第1の領域64に供され、第2の領域62には供されなくてよい。表面20の上に突起物を形成することによって、サブ粒子60は細胞表面とサブ粒子の外部表面62、64との接触を阻害し、それにより、サブ粒子の表面上に保護された表面を提供する。足場の上部表面32に近い表面の領域62のような領域はそれほど阻害しない。それは、細胞膜が変形して表面のその領域との接触を可能にし得るからである。したがって、結合部位及び薬剤の提供は領域64に制限されている。表面上のサブ粒子の突起物も、サブ粒子を取り囲む表面の領域と細胞との接触を阻害し、それにより、コアサブ粒子の表面20の上の保護された表面の領域が供され、したがって一部の実施形態において、薬剤は表面20の上の保護された表面の領域にも供される。粒子は全体として、図26Aに示すように、サブ粒子の高さの0.5～5倍の範囲で離れた平均距離を有するサブ粒子を含んでよい。それからサブ粒子が表面に固定される混合物中のサブ粒子の数及び/濃度は、そのような表面被覆が達成されるように選択され得る。このようにして、サブ粒子に隣接して又はその間に、保護された表面の領域が提供される。
図26Bに示すように、一部の実施形態において、サブ粒子は、第1のサブ粒子14aの上部表面、例えば第1のサブ粒子の上部表面32に固定された第2のサブ粒子14bと積層してよい。サブ粒子を連結するために、本明細書の他の箇所に開示した連結戦略を用いてよい。例えば、相補的核酸連結基48及び50が表面32及び第2層サブ粒子14bの一端の上に供され、それにより、14bが優先的に14aの上に位置する。このようにして、サブ粒子の内部スペース42及び内部表面積が広がり、薬剤の固定のための有効表面積が表面20の区域の上に大きく増大する。さらに一部の実施形態において、表面20の上に積層されたサブ粒子の増大した高さによって、表面20の上の保護された表面の領域が増大する。
図27Aを参照して、Iinumaら、Science 2014年: Vol. 344, Issue 6179, 65～69ページ、図1に開示されているように、サブ粒子70は第1、第2、及び第3のアーム72、73、74、並びに支持構造75を含む。そのような構造は、アーム73及び74の上に供されたリンカー化学によって表面20に固定されてよい。次いでアーム72は、細胞膜と、表面20の上に供された薬剤18との接触を阻害する突起物として作用し、それにより、表面20の上に保護された表面を提供する。図72Bを参照して、サブ粒子80は、Pelligrottiら、Nano Letters 2016年、16 (10)、6222～6230ページ、図1に開示された、連結された複数のDNAオリガミ管を含む柱状構造を含み、その中で、周りの管状構造84は中央構造82に結合され、それにより、中央構造を安定化させ、支持するように作用し、中央構造は周りの表面20と細胞との接触を阻害するように作用する。
そのようなサブ粒子70は、一部の実施形態において、活性サブ粒子であってよい。例えば、薬剤は1つ以上のアーム、例えば少なくとも上向きのアーム72の上に供されてよい。エクソソームを捕捉するように構成された実施形態は、エクソソームの表面にある生体分子に結合するように選択されたアーム72の上の薬剤を含む。アーム73若しくは74、又は表面20の上のさらなる薬剤は、エクソソームの表面上の同じ又は異なる生体分子に結合するように選択してもよい。
図28A及び図28Bを参照して、粒子12は、その表面20の上の複数の捕捉剤18及び複数の突起物85を含み、突起物は、薬剤18の少なくとも一部が、突起物85と接触している細胞表面にある生体分子と接触し及び/又はこれに結合することを阻害するように、表面上に寸法が決められ、離れている。一部の実施形態において、突起物は、10nm～200nm、例えば40nm～80nmの範囲の、表面からの高さを有する。突起物は、薬剤の全て又は実質的に全てが、細胞の表面に存在する場合に生体分子と相互作用することが阻害されるように、離れて存在してよい。突起物は、捕捉剤の治療用に許容される割合が細胞の表面にある生体分子と接触することが阻害されるように、離れていてよい。
一部の実施形態において、突起物は、例えば図27A若しくは図27B、図29、図30、又は図31に示すように、例えば突起部分85を支持する基体部分87を含むDNA足場を含むサブ粒子86を含む。突起物及び基体部分は、突起物を支持し、表面に固着したままであるために必要な任意の好適な形状を有してよく、例えば円形又は直線の形状を有してよい。サブ粒子は、前に述べたように、例えばサブ粒子の下側表面に提供されるリンカー化学によって、表面20に固定してよい。突起物の間隔は、例えばコア粒子とサブ粒子との間の反応条件による粒子の組み立てについて決定される平均間隔であってよい。表面20からの突起物を提供し、したがって保護サブ粒子として作用するDNA足場に基づくサブ粒子の構成は、示されたものに限定されず、当業者には既知の、他の設計も用いてよい。例えば、Endoら、Angew. Chem. Int. Ed.、53、7484～7490ページ(2014年)に記載された柱状DNAオリガミ、Keら、Nature Chemistry 6、994～1002ページ、2014年に記載された細長いレンガ様形態は、表面20に連結される表面の上にリンカー化学を提供することによって、上向きの構成で固定され得る。
図20～図26Bの実施形態の活性サブ粒子は、薬剤18に加えてさらなる部分を含んでよい。例えば、部分はDNA足場16の表面上に提供される。足場DNAの中の特定の配列にハイブリダイズする部分について取付けリンカーを提供することによって、部分の結合場所が正確に定義できること、及び足場の設計プロセスからその配列の位置が分かることは、DNAオリガミ技術の利点である。
例えば、図27Aを参照して、部分76は、突起物の上端であるアーム72に固定され得る。そのような部分はタンパク質、例えばマクロファージによる消化を阻害し得るCD47、又はマクロファージによる取り込みを促進する認識タンパク質であってよい。そのような部分は、免疫認識を低減させ、例えば血液循環中のアセンブルされた粒子の寿命を延長するように選択されてよく、例えばPEG又はPLGA等のポリマーであってよい。部分は、本明細書に記載した任意の戦略によって、例えば一方の鎖(48)がDNA足場に連結され、その中の配列にハイブリダイズする第2の末端を有する相補的ヌクレオチド鎖48、50のペアによって、連結されてよい。
保護サブ粒子は、外部表面に固定された薬剤を有し、それにより、薬剤は細胞表面にある生体分子との接触が阻害されない一方、サブ粒子はコア粒子から隔離されているが、コア粒子及びサブ粒子はともに、サブ粒子上の薬剤と細胞表面にある生体分子との接触を阻害するように作用する。このようにして、サブ粒子は捕捉のための有効表面積、及びコア粒子12の表面積の上の、粒子上に供された捕捉剤の量を増加させ得る。保護又は活性サブ粒子のコアサブ粒子への結合により、コアサブ粒子及び保護又は活性サブ粒子の1つ又は両方の表面上の保護された表面の領域がさらに作り出される。
図26Aを参照して、表面64の上の薬剤は、もし粒子60が表面20に結合していなければ、そのような接触が阻害されない。さらに、図29及び図31を参照して、一部の実施形態において、サブ粒子は、ある角度、例えば直角に接合した2つ以上の実質的に平坦な部分を含んでよい。一部の実施形態において、粒子は、少なくとも1つの平坦な部分がある角度で表面に立つように、表面20及び表面に固定された複数のサブ粒子を有するコア粒子を含む。好ましくは、2つの平坦な部分は、その辺で表面に取り付けられており、それにより、表面20の上の高さに上辺32を提供する。薬剤18は、表面20の上、及びサブ粒子の表面64の上に供されてよい。任意に、表面の領域62は、領域62の薬剤と細胞表面にある生体分子との接触の機会を低減し又は避けるために、薬剤なしに放置してもよい。
図29(a)にあるようなX形状のサブ粒子90は安定であり、表面20と接触する小さな面積の割に大きな表面64の面積を提供するので有利である。図29(b)及び図31を参照して、粒子は、基体94及び突起壁96を含む逆T形状のサブ粒子92を含んでよい。この構造は、基体94が、図31に示すように、サブ粒子が表面20に配置された場合に、壁96の面が接触することを防止するという利点を有する。さらなる部分98、99が、DNA足場48a又は48bの上の選択された位置に、例えばサブ粒子の上辺97の上に供されてもよい。
そのようなサブ粒子90及び92は、エクソソームを捕捉するように構成された粒子の部分を形成してよい。X形状のサブ粒子90は、Xのアームの間の捕捉スペースにエクソソームが受容され、表面64の上の薬剤がエクソソームの表面にある生体分子に結合するように選択されるように寸法が決められてよい。表面20の上のさらなる薬剤は、エクソソームの表面上の同じ又は異なる生体分子に結合するように選択されてもよい。図30に示すさらなるサブ粒子は、サブ粒子の平坦部分の間に画定される捕捉スペースにエクソソームを受容するように寸法が決められてよい。逆T形状のサブ粒子92は、表面96の上に、エクソソームの表面にある生体分子に結合するように選択された薬剤を有してよい。表面20の上のさらなる薬剤は、エクソソームの表面上の同じ又は異なる生体分子に結合するように選択されてもよい。
図30を参照して、平面視で見た、サブ粒子の一部を形成するDNA足場の形状の例を示す。DNA足場は、平面視のX形状について図29に示す形状を形成するように配置された平坦部分から形成されてよい。形状は、接触した場合に正確に積層されていない形状の例である。したがって、そのようなサブ粒子の部分が近傍の同じ形状のサブ粒子と接触する場合には、両方の形状の表面積の少なくとも一部は、接触していない。対照的に、Z形状は他のZ形状と重なり、それにより、Z形状の集団の中心にあるそれぞれのZの全ての側面は、さらなる側面と接触する。形状(a)～(g)のそれぞれは、集合した場合に自由な表面積を提供することになる。有利な形状はハッシュ又はポンド形状(g)であり、これらは、近傍のサブ粒子の外側突起物のいくつかと平行にかつ隣接して積層された場合に、少なくともその中央において自由な表面積を提供する。
図32を参照して、サブ粒子は100又は110等の構成を有してよく、その中で粒子は辺に沿ってコア粒子の表面20と接触し、サブ粒子の1つ以上の平坦部分102を支持している。この「架橋」構成は、薬剤18が表面20の上、並びにサブ粒子の表面に固定されることを可能にするために有利である。サブ粒子110は図30の形状(e)と等価であり、2つの辺の上に取り付けられており、正確に積層されていない点で有利である。第2のそのような形状がその傍に固定された場合に、スペース104及び114が保存される。
図33を参照して、粒子はコア粒子12並びにDNA足場を含む複数のサブ粒子120a及び120bを含み、サブ粒子は捕捉剤18を含み、積層されてそれらの間にスペース130を提供するように構成されており、それにより、そのようにして形成されたスペースの内部に供された薬剤は、細胞の表面にある生体分子との接触が阻害されている。この実施形態では、サブ粒子は、基体部分122及び基体から突出する支持部分124を含む。支持部分は、典型的には可溶性生体分子がスペースの内部に進入して薬剤に結合することを可能にするスペース130ができる寸法にされている。第2層サブ粒子120bは、本明細書に開示した方法又は当業者には既知の方法、例えば48及び50として模式的に示したヌクレオチドリンカーによって第1層サブ粒子120aに結合されてよく、1つのリンカーは支持部分の上側表面132に供され、他方はサブ粒子の基体128の上の選択された場所134に供されており、ここでリンカーは支持部分に結合されている。例えばKeらを参照のこと。この実施形態では、薬剤18は支持部分の間の表面126の上、及び/又は下側表面128の上に供されている。3層以上を固定してもよく、又はそのように積層されたサブ粒子が様々な形状を有してもよいことは明らかであろう。例えば、図13の110のような2層のサブ粒子が、適切に官能化された辺116と積層されてもよい。
図34A及び図34Bを参照して、粒子200は、コアサブ粒子202及びコア粒子に結合した複数のサブ粒子204を含む。コア粒子に結合した6個のサブ粒子が示されており、それぞれのサブ粒子はその端部に開いた内部スペース206を有する六角形の管であるが、コアサブ粒子及び結合したサブ粒子は異なる形状を有してもよく、コアはそれに結合した異なる数のサブ粒子を有してもよいことが理解されよう。サブ粒子の1つ以上、又は全ては、内部スペースの内側に固定された捕捉剤208又はそこに捕捉剤が固定される反応基を含む。コア粒子は開いた内部スペースを含んでもよく、内部スペースの中に捕捉剤又は反応基を含んでもよい。
そのような実施形態の一部を形成し得る六角形の管状DNAオリガミ構造の例は、その全体において参照により本明細書に組み込まれるPraetoriusら、Nature、2017年、552、84～87ページに示されている。当業者であれば、Praetoriusらの構造は広範囲の寸法を有するように構築できることを認識するであろう。Praetoriusが具体的に例示しているものは、六角形の面を横切る約20nmの外側寸法及び約20nmの長さを有する。本明細書に開示する粒子のある実施形態では、DNAオリガミ粒子は本明細書のセクションIVに記載した寸法を有し、粒子は少なくとも1つの管を含む。ある実施形態では、管状サブ粒子の内部断面寸法は、5～50nmの範囲、例えば10～20nmの範囲であってよく、捕捉剤が内部壁に固定され、標的が管内に容易に拡散し、また一部の実施形態においては第1の捕捉剤を通ってサブ粒子の内部さらに下に位置する第2の捕捉剤に到達するスペースが可能になる。
コア粒子の外側表面212は第1の反応基、例えば第1のDNA鎖を含み、第1の反応基と反応する第2の反応基、例えば第1の反応基に相補的な第2のDNA鎖がこれに結合して、サブ粒子とコア粒子をカップリングさせ得る。アセンブルされた粒子を図34Bに平面図で示す。その中でサブ粒子はコアに結合しており、コーティング218は粒子の外側表面にカップリングされている。
VIII.実質的に2次元の粒子
粒子は、2次元形状であってもよい。例えば、粒子は、円形、環形、十字形、フィッシュボーン形、楕円形、三角形、四角形、五角形、六角形、七角形、八角形又は星形であってもよい。粒子は星形であってもよく、星形は凹六角形、凹八角形、凹十角形又は凹十二角形であってもよい。形状は、規則形状であっても不規則形状であってもよい。実質的に2次元の粒子の例を図6に示す。
一部の実施形態において、粒子は、第1の側面、第2の側面及び辺を含む。第1の側面及び第2の側面は実質的に同じ形状であってもよい。第1の側面及び第2の側面は、長さ及び幅を含んでもよい。辺は、第1の側面と第2の側面の間の距離である高さを画定してもよい。幅と長さは、高さの少なくとも4倍、例えば、高さの4～1000倍の大きさ、6～100倍の大きさ、8～75倍の大きさ又は10～50倍の大きさであってもよい。幅及び/又は長さは、高さの0.2倍～約20倍の大きさであってもよい。
辺は、1つ以上の凹部又は凹み部分を含んでもよい。薬剤は、辺の凹部又は凹み部分に結合してもよい。凹み部分は、粒子の周囲が、2つの隣接する周囲部分をそれらの間の外角が270度超で含むもの、例えば星形の点のいずれかの側である。このように、捕捉剤は、粒子と接触した細胞の膜との接触から保護されてもよい。
一部の実施形態において、第1の側面及び/又は第2の側面は、実質的に平面である。一部の実施形態において、第1の側面及び/又は第2の側面は、凹部又は凹み部分を含む。
一部の実施形態において、粒子は、実質的に、例えば、点の間に凹み部分を有する平らな星形の形態である。星形は、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16又はそれより多い点を有してもよい。粒子は、規則的な側面又は不規則な側面を含んでもよい。
一部の実施形態において、粒子は、例えば、アーム(アーム間に凹み表面部分を画定する骨格から外側に向かってそれぞれの側に伸びる)を有する骨格を含む十字形又はフィッシュボーン形の形態である。十字形又はフィッシュボーン形のアームは、側面の突起物をさらに含んでもよい。
星形の点の間の凹んだ辺又は十字形若しくはフィッシュボーン形のアームは、細胞膜が点の間で変形して辺と接触できなくならないように、点を接合する線から一定の距離伸びていることが好ましい。例えば、点の数及び点の間の角度は、点の間の凹んだ辺部分の深さを決定することができる。
本発明における使用に適する粒子は、ナノファブリケーション、例えば、ナノプリント又はナノモールドによって形成されてもよい。例えば、粒子は、PRINT(「Particle Replication In Non-wetting Templates」)方法によって製造されてもよい(例えば、それぞれが参照により本明細書に組み込まれる国際特許出願第WO2007/024323号;Perry, J. L.ら、Acc Chem Res. 44(10):990～998ページ(2011年)を参照のこと)。粒子は、公知の方法を使用して写真平板法によって製造されてもよい。
一部の実施形態において、薬剤は、粒子の辺に固定されてもよく、又は粒子の第1の側面及び第2の側面で、固定されないか若しくはより少ない程度まで固定されてもよい。
一部の実施形態において、粒子当たりの望ましい表面積は、0.2～25μm2の範囲内である。ナノモールドによって製作することができる粒子の保護された辺部分の面積は、したがって、望ましい範囲内にある。
IX.薬剤
一部の実施形態において、粒子の表面に固定された薬剤は、小分子、大員環化合物、ポリペプチド、ペプチド模倣化合物、アプタマー、核酸又は核酸類似体である。「小分子」は、本明細書中で使用される場合、約6kDa未満、最も好ましくは約2.5kDa未満の分子量を有する薬剤を言及することが意図される。多くの製薬会社は、しばしば真菌、細菌又は藻類抽出物である、多数の小分子を含む化学的及び/又は生物学的混合物の広範囲なライブラリーを有し、これは、本出願のアッセイのいずれかを用いてスクリーニングすることができる。本出願は、特に、小さな化学物質ライブラリー、ペプチドライブラリー又は天然物の集合を使用することを意図する。Tanらは、小型化された細胞ベースのアッセイに適合した2百万を超える合成化合物を有するライブラリーについて記載した(J Am Chem Soc 120:8565～8566ページ(1998年))。
ペプチド模倣物は、対象ポリペプチドの少なくとも一部が変更されているが、ペプチド模倣物の三次元構造は、依然として対象ポリペプチドの三次元構造と実質的に同じままである化合物であってもよい。ペプチド模倣物は、本開示の対象ポリペプチドの類似体であってもよく、それは、それ自体が対象ポリペプチド配列内に1つ以上の置換又はその他の改変を含むポリペプチドである。或いは、対象ポリペプチド配列の少なくとも一部は、対象ポリペプチドの三次元構造が実質的に保持されるよう非ペプチド構造で置換されてもよい。言い換えると、対象ポリペプチド配列内の1つ、2つ又は3つのアミノ酸残基は、非ペプチド構造によって置換されてもよい。さらに、対象ポリペプチドの他のペプチド部分が非ペプチド構造で置換されてもよいが、その必要はない。ペプチド模倣物(ペプチド及び非ペプチジル類似体の両方)は、改善された特性(例えば、低減されたタンパク質分解、増加した残留率又は増加したバイオアベイラビリティ)を有してもよい。ペプチド模倣物は、一般に、それをとりわけヒト又は動物の治療に適したものにする改善された経口有効性を有する。ペプチド模倣物は、類似した二次元の化学構造を有してもよく、又は有していなくてもよいが、共通の三次元構造的特徴及び形状を共有することに留意すべきである。各ペプチド模倣物は、1つ以上の特有の付加的な結合要素をさらに有してもよい。
アプタマーは、細胞表面タンパク質を含むほぼ任意の分子を認識し、それと特異的に結合するために使用することができる短いオリゴヌクレオチド配列である。試験管内進化(systematic evolution of ligands by exponential enrichment)(SELEX)法は効果的であり、これを使用してそのようなアプタマーを容易に特定することができる。治療及び診断法に重要な成長因子及び細胞表面抗原などの広い範囲のタンパク質に対してアプタマーを作製することができる。これらのオリゴヌクレオチドは、抗体が結合するのと同様の親和性及び特異性でそれらの標的と結合する(例えば、Ulrich (2006年) Handb Exp Pharmacol 173:305～326ページを参照のこと)。
薬剤は、抗体又はその抗原結合部分(すなわち、抗体断片)であってもよく、抗体又はその抗原結合部分は、標的(例えば、可溶性生体分子)に特異的に結合する。薬剤は、抗体又はその抗原結合部分を含んでもよく、抗体又はその抗原結合部分は、標的(例えば、可溶性生体分子)に特異的に結合する。「抗体」という用語は、さまざまなアイソタイプの抗体、例えば、IgM、IgG、IgA、IgD及びIgE抗体を含む全抗体を指す。「抗体」という用語は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ化又はキメラ抗体、ヒト化抗体、霊長類化抗体(primatized antibody)、脱免疫化抗体(deimmunized antibody)及び完全ヒト抗体を含む。抗体は、さまざまな種、例えば、ヒト、非ヒト霊長類(例えば、オラウータン、ヒヒ若しくはチンパンジー)、ウマ、ウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、イヌ、ネコ、ウサギ、モルモット、スナネズミ、ハムスター、ラット及びマウスなどの哺乳動物において作製されても、又はそれ由来であってもよい。抗体は、精製されてもよく、又は組み換え抗体であってもよい。
「抗体断片」、「生体分子結合断片（フラグメント）」「抗体の抗原結合部分」という用語及び同様の用語は、標的抗原に結合する能力を保持する抗体の断片を指す。そのようなフラグメントとしては、例えば、単鎖抗体、単鎖Fvフラグメント(scFv)、Fdフラグメント、Fabフラグメント、Fab'フラグメント又はF(ab')2フラグメントが挙げられる。scFvフラグメントは、scFvが由来する抗体の重鎖可変領域及び軽鎖可変領域の両方を含む単一のポリペプチド鎖である。さらに、細胞内抗体、ミニボディ、トリアボディ(triabody)及びダイアボディ(diabody)も抗体の定義に含まれ、本明細書に記載されている方法における使用に適合する(例えば、それぞれの開示の全体を参照によって本明細書に組み込んだものとするTodorovskaら、J Immunol Methods 248(1):47～66ページ(2001年)、Hudson及びKortt、J Immunol Methods 231(1):177～189ページ(1999年)、Poljak、Structure 2(12):1121～1123ページ(1994年)、Rondon及びMarasco、Annual Review of Microbiology 51:257～283ページ(1997年)を参照のこと)。二重特異性抗体(DVD-Ig抗体を含む)も「抗体」という用語に包含される。二重特異性抗体は、少なくとも2つの異なる抗原に対する結合特異性を有するモノクローナル抗体、好ましくはヒト抗体又はヒト化抗体である。
本明細書において使用されるとおり、「抗体」という用語は、例えば、ラクダ化(camelized)単一ドメイン抗体などの単一ドメイン抗体も含む。例えば、そのすべてが参照によってその全体を本明細書に組み込んだものとされるMuyldermansら、Trends Biochem Sci 26:230～235ページ(2001年)、Nuttallら、Curr Pharm Biotech 1:253～263ページ(2000年)、Reichmannら、J Immunol Meth 231:25～38ページ(1999年)、PCT出願公開第WO94/04678号及び同第WO94/25591号並びに米国特許第6,005,079号、同第6,015,695号及び同第7,794,981号を参照のこと。一部の実施形態において、本開示は、単一ドメイン抗体が形成されるような改変を含む2つのVHドメインを含む単一ドメイン抗体を提供する。
一部の実施形態において、薬剤は、非抗体足場タンパク質(non-antibody scaffold protein)である。これらのタンパク質は、一般に既存のリガンド結合タンパク質又は抗原結合タンパク質のコンビナトリアルケミストリーベースの適合により得られる。例えば、ヒトトランスフェリン受容体に対するヒトトランスフェリンの結合部位は、コンビナトリアルケミストリーを使用して改変して、トランスフェリン変異体の種々のライブラリーを作り出すことができ、その一部は、異なる抗原に対する親和性を獲得している(Aliら、J Biol Chem 274:24066～24073ページ(1999年)を参照のこと)。受容体との結合に関与しないヒトトランスフェリンの部分は、変わらないまま残され、抗体のフレームワーク領域のように足場として働いて、さまざまな結合部位を提示する。ライブラリーは、抗体ライブラリーと同様に、その後、標的抗原に対して最適な選択性及び親和性を有するそれらの変異体を特定するために、目的とする標的抗原に対してスクリーニングされる。非抗体足場タンパク質は、機能は抗体と類似しているが、抗体と比較して多くの利点を有するとよく言われており、その利点としては、特に、向上した溶解性及び組織浸透性、より安価な製造並びに目的とする他の分子との結合の容易さが挙げられる(Heyら、TRENDS Biotechnol 23(10):514～522ページ(2005年)を参照のこと)。
当業者は、非抗体足場タンパク質の足場部分が、例えば、黄色ブドウ球菌(S. aureus)プロテインAのZドメイン、ヒトトランスフェリン、10番目のヒトフィブロネクチンIII型ドメイン、ヒトトリプシンインヒビターのkunitzドメイン、ヒトCTLA-4、アンキリンリピートタンパク質、ヒトリポカリン、ヒトクリスタリン、ヒトユビキチン若しくはテッポウユリ(E. elaterium)由来のトリプシンインヒビターのすべて又は一部を含んでもよいことを理解するであろう(Heyら、TRENDS Biotechnol 23(10):514～522ページ(2005年)を参照のこと)。
一部の実施形態において、薬剤は、標的生体分子の天然のリガンドである。例えば、薬剤は、サイトカインであってもよい。本明細書中で使用される場合、「サイトカイン」という用語は、細胞の機能に影響を及ぼすあらゆる分泌ポリペプチドを指し、免疫反応、炎症反応又は造血反応における細胞間の相互作用を調節する分子である。サイトカインとしては、以下に限定されるものではないが、どの細胞が産生したかにかかわらず、モノカイン及びリンホカインが挙げられる。例えば、モノカインは、一般にマクロファージ及び/又は単球などの単核細胞によって産生され、分泌されると言われている。しかしながら、ナチュラルキラー細胞、線維芽細胞、好塩基球、好中球、内皮細胞、脳星状細胞、骨髄間質細胞、表皮角化細胞及びBリンパ球などの多くの他の細胞もモノカインを産生する。リンホカインは、一般にリンパ球細胞によって産生されると言われる。サイトカインの例としては、インターロイキン-1(IL-1)、インターロイキン-2(IL-2)、インターロイキン-6(IL-6)、インターロイキン-8(IL-8)、腫瘍壊死因子アルファ(TNFα)及び腫瘍壊死因子ベータ(TNFβ)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
一部の実施形態において、薬剤は、腫瘍壊死因子(TNF)ファミリーのリガンドであり、例えば、TNFファミリーのリガンドは、TNFα、TNFβ、Fasリガンド、リンホトキシン、リンホトキシンアルファ、リンホトキシンベータ、4-1BBリガンド、CD30リガンド、EDA-A1、LIGHT(TNFSF14)、TNF-様リガンド1A(TL1A)、アポトーシスのTNF-関連弱誘導体(TWEAK)及びTNF-関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)から選択される。薬剤は、CD40リガンド、CD27リガンド、OX40リガンド、B-細胞活性因子(BAFF;TNFSF13B;BLYS)、エクトジスプラシンA(EDA)、活性化誘発性TNFRファミリー受容体リガンド(AITRL)、血管内皮細胞増殖因子(VEGI)、増殖誘導リガンド(APRIL)又は核因子カッパ-Bリガンドの受容体活性剤(RANKL)であってもよい。一部の実施形態において、標的は、TNFα、TNFβ、Fasリガンド、リンホトキシン、リンホトキシンアルファ、リンホトキシンβ、4-1BBリガンド、CD30リガンド、EDA-A1、LIGHT、TL1A、TWEAK、TRAIL、CD40リガンド、CD27リガンド、OX40リガンド、B-細胞活性因子(BAFF;TNFSF13B;BLYS)、エクトジスプラシンA(EDA)、活性化誘導TNFRファミリー受容体リガンド(AITRL)、血管内皮細胞増殖阻害剤(VEGI)、増殖誘導リガンド(APRIL)又は核因子カッパ-Bリガンドの受容体活性剤(RANKL)である。
一部の実施形態において、薬剤は、標的(例えば、膜タンパク質の可溶性形態)に特異的に結合するウイルスタンパク質又はその部分である。一部の実施形態において、薬剤は、TNF及びTNF受容体を含む生物のゲノムによってコードされないTNFに特異的に結合することができるタンパク質であるvTNFである。vTNFは、ウイルス由来のTNF結合タンパク質、例えば、ポックスウイルス(例えば、ヤタポックスウイルス、例えば、ヤバ様疾患ウイルス、タナポックスウイルス及びヤバサル腫瘍ウイルス;牛痘ウイルス;粘液種ウイルス;及びマウス痘ウイルス)及びレトロウイルス(例えば、サル泡沫状ウイルス)を含む。例えば、vTNFは、牛痘ウイルスのCrm B、Crm C、Crm D又はCrm E、粘液種ウイルスのM-T2、サル泡沫状ウイルスのS-T2、牛痘ウイルスのvCD30又はタナポックスウイルスのTPV2Lであってもよい。一部の実施形態において、薬剤は、TNFR1又はTRAILR2オルソログと結合するヒトパピローマウイルスのE6又はE7、TNFRに結合するトリ肉腫白血病ウイルスのCAR1である。
一部の実施形態において、薬剤は、標的生体分子に対する天然のリガンドの変異体、例えば、変異体IL-2又は変異体TNFαなどの変異体インターロイキンポリペプチドである。本発明の一部の実施形態による変異体は、1つ以上のアミノ酸置換、欠失又は挿入を含んでもよい。置換は、保存的であってもよく、又は非保存的であってもよい。本明細書中で使用される場合、「保存的置換」という用語は、類似の立体的特性を有する天然の若しくは天然に生じないアミノ酸による、所与のポリペプチドの天然の配列に存在するアミノ酸の置換を指す。置換される天然のアミノ酸の側鎖が極性又は疎水性のいずれかである場合、保存的置換は、これも極性又は疎水性である天然のアミノ酸又は天然に生じないアミノ酸によるものでなければならず、当該アミノ酸は、任意に、置換されるアミノ酸の側鎖と同じ又は類似の立体的特性を有する。保存的置換は、一般に以下の群内における置換を含む:グリシン及びアラニン;バリン、イソロイシン及びロイシン;アスパラギン酸及びグルタミン酸;アスパラギン、グルタミン、セリン及びトレオニン;リシン、ヒスチジン及びアルギニン;並びにフェニルアラニン及びチロシン。一文字のアミノ酸の略語は以下のとおりである:アラニン(A)、アルギニン(R)、アスパラギン(N)、アスパラギン酸(D)、システイン(C)、グリシン(G)、グルタミン(Q)、グルタミン酸(E)、ヒスチジン(H)、イソロイシン(I)、ロイシン(L)、リシン(K)、メチオニン(M)、フェニルアラニン(F)、プロリン(P)、セリン(S)、トレオニン(T)、トリプトファン(W)、チロシン(Y)及びバリン(V)。変異体はまた、完全長で野生型の天然リガンドのフラグメント、及び該フラグメントが由来する野生型で完全長の天然のリガンドに対して1つ以上のアミノ酸置換、挿入又は欠失を含むフラグメントを含む。
「非保存的置換」という語句は、本明細書中で使用される場合、異なる電気化学的特性及び/又は立体的特性を有する別の天然のアミノ酸又は天然に生じないアミノ酸による、親配列に存在するアミノ酸の置換を指す。よって、置換アミノ酸の側鎖は、置換される天然のアミノ酸の側鎖よりも著しく大きく(若しくは小さく)てもよく、及び/又は置換されるアミノ酸とは著しく異なる電子的特性をもつ官能基を有してもよい。
一部の実施形態において、変異体ポリペプチドは、それが由来する野生型の完全長ポリペプチドに対して少なくとも2個の(例えば、少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100又は100個を超える)アミノ酸置換、欠失又は挿入を含む。一部の実施形態において、変異体ポリペプチドは、それが由来する野生型の完全長ポリペプチドに対して150個を超えない(例えば、145、140、135、130、125、120、115、110、105、100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3又は2個を超えない)アミノ酸置換、欠失又は挿入を含む。
一部の実施形態において、変異体ポリペプチド(例えば、変異体IL-2又はTNFαポリペプチド)は、それが由来する野生型の完全長ポリペプチドが標的生体分子(例えば、野生型の完全長ポリペプチドがメンバーである特異的結合ペアのメンバー)と結合する能力の少なくとも10(例えば、少なくとも15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95又は100)%の能力を保持する。一部の実施形態において、変異体ポリペプチドは、標的生体分子に対し、変異体が由来した野生型の完全長ポリペプチドよりも大きな親和性を有することになる。例えば、一部の実施形態において、変異体ポリペプチドは、変異体ポリペプチドが由来した野生型の完全長ポリペプチドが有するよりも、標的生体分子に対して2(3、4、5、10、20、30、40、50、100、200、500又はさらに1000)倍大きな親和性を有する。2つのタンパク質間の相互作用を検出又は測定するための方法は、当該技術分野において知られており、上に記載されている。
一部の実施形態において、野生型で完全長の天然リガンドは、細胞表面受容体の活性を調節する。それゆえに、天然リガンドの変異体は、野生型の天然リガンドの活性と比較して、受容体の活性を調節する能力が増強又は低減される場合がある。例えば、一部の実施形態において、変異体ポリペプチドは、変異体が由来した完全長の野生型ポリペプチドが細胞表面受容体タンパク質を活性化する能力の90%未満(例えば、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10又は5%未満)の能力を有する。一部の実施形態において、変異体ポリペプチドは、それが結合する受容体を活性化しない。
そのような例となる変異体ポリペプチドは、当該技術分野において知られている。例えば、国際特許出願公開第WO2012/085891号は、三量体を形成する低減された能力、よって、TNFファミリー受容体を活性化する低減された能力を有するTNFファミリーリガンド変異体について記載している(参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2014/0096274号も参照のこと)。しかし、変異体TNFリガンドは、TNFファミリー受容体と結合する能力を保持する。変異体リガンドと野生型の天然のリガンドとの間の活性を比較するための適した方法は当該技術分野において知られている。
一部の実施形態において、可溶性生体分子は、細胞表面受容体に対するリガンド、例えば、サイトカイン又はケモカイン(例えば、MCP-1/CCL2、CCL5、CCL11、CCL12又はCCL19)、例えば、当該技術分野で知られているか又は本明細書に記載されているもののいずれかである。一部の実施形態において、リガンドは、腫瘍壊死因子(TNF)ファミリーリガンド又はその変異体である。一部の実施形態において、TNFファミリーリガンドは、TNFα又はその変異体である。一部の実施形態において、TNFファミリーリガンドは、Fasリガンド、リンホトキシン、リンホトキシンアルファ、リンホトキシンベータ、4-1BBリガンド、CD30リガンド、EDA-A1、LIGHT、TL1A、TWEAK、TNFβ、TRAIL又は前述のいずれかの変異体である。一部の実施形態において、リガンドは、TGFβスーパーファミリーリガンド又はその変異体、例えば、アクチビンA、アクチビンB、抗ミュラー管ホルモン、増殖分化因子(例えば、GDF1又はGDF11)、骨形態形成タンパク質(BMP)、インヒビン(例えば、インヒビンアルファ、インヒビンベータ)、lefty、パーセフィン、nodal、ニュールツリン、TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3又はミオスタチンである。一部の実施形態において、リガンドは、ホルモン(例えば、ペプチドホルモン)、例えば、グレリンである。
一部の実施形態において、可溶性生体分子は、ハプトグロビン又はベータ2ミクログロブリンである。
一部の実施形態において、可溶性生体分子は、表2において特定されているものである。
Figure 2023075293000002
Figure 2023075293000003
Figure 2023075293000004
一部の実施形態において、薬剤は、TNFα、TNFβ、可溶性TNF受容体、可溶性TNFR-1、可溶性TNFR-2、リンホトキシン、リンホトキシンアルファ、リンホトキシンベータ、4-1BBリガンド、CD30リガンド、EDA-A1、LIGHT、TL1A、TWEAK、TRAIL、可溶性TRAIL受容体、IL-1、可溶性IL-1受容体、IL-1A、可溶性IL-1A受容体、IL-1B、可溶性IL-1B受容体、IL-2、可溶性IL-2受容体、IL-5、可溶性IL-5受容体、IL-6、可溶性IL-6受容体、IL-8、IL-10、可溶性IL-10受容体、CXCL1、CXCL8、CXCL9、CXCL10、CX3CL1、FASリガンド、可溶性細胞死受容体3、可溶性細胞死受容体4、可溶性細胞死受容体5、アポトーシスのTNF-関連弱誘導体、MMP1、MMP2、MMP3、MMP9、MMP10、MMP12、CD28、B7ファミリーの可溶性メンバー、可溶性CD80/B7-1、可溶性CD86/B7-2、可溶性CTLA4、可溶性PD-L1、可溶性PD-1、可溶性Tim3、Tim3L、ガレクチン3、ガレクチン9、可溶性CEACAM1、可溶性LAG3、TGF-β、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、抗ミュラー管ホルモン、アルテミン、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、骨形態形成タンパク質(例えば、BMP2、BMP3、BMP3B、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8A、BMP8B、BMP10、BMP11、BMP12、BMP13、BMP15)、増殖分化因子(例えば、GDF1、GDF2、GDF3、GDF3A、GDF5、GDF6、GDF7、GDF8、GDF9、GDF10、GDF11、GDF15)、インヒビンアルファ、インヒビンベータ(例えば、インヒビンベータA、B、C、E)、lefty、nodal、ニュールツリン、パーセフィン、ミオスタチン、グレリン、sLR11、CCL2、CCL5、CCL11、CCL12、CCL19、インターフェロンアルファ、インターフェロンベータ、インターフェロンガンマ、クラステリン、VEGF-A、果粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、プロスタグランジンE2、肝細胞増殖因子、神経増殖因子、スクレロスチン、補体C5、アンギオポエチン2、アンギオポエチン3、PCSK9、アミロイドベータ、アクチビン、アクチビンA、アクチビンB、β2ミクログロブリン、可溶性NOTCH1、可溶性NOTCH2、可溶性NOTCH3、可溶性NOTCH4、可溶性Jagged1、可溶性Jagged2、可溶性DLL1、可溶性DLL3、可溶性DLL4、ハプトグロビン、フィブリノーゲンアルファ鎖、コルチコトロピン放出因子、1型コルチコトロピン放出因子、2型コルチコトロピン放出因子、ウロコルチン1、ウロコルチン2、ウロコルチン3、CD47、抗インターフェロンガンマ自己抗体、抗インターロイキン6自己抗体、抗インターロイキン17自己抗体、抗グレリン自己抗体、wnt、インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ、C-反応性タンパク質、HIV-1 gp120、エンドドキシン、リシン毒素、ウェルシュ菌(Clostridium perfringens)のイプシロン毒素、ブドウ球菌(Staphylococcus)のエンテロトキシンB及びボツリヌス毒素から選択される生体分子に結合(例えば、特異的に結合)してもよい。
一部の実施形態において、薬剤は、TNFα、TNFβ、可溶性TNF受容体、可溶性TNFR-1、可溶性TNFR-2、リンホトキシン、リンホトキシンアルファ、リンホトキシンベータ、4-1BBリガンド、CD30リガンド、EDA-A1、LIGHT、TL1A、TWEAK、TRAIL、可溶性TRAIL受容体、IL-1、可溶性IL-1受容体、IL-1A、可溶性IL-1A受容体、IL-1B、可溶性IL-1B受容体、IL-2、可溶性IL-2受容体、IL-5、可溶性IL-5受容体、IL-6、可溶性IL-6受容体、IL-8、IL-10、可溶性IL-10受容体、CXCL1、CXCL8、CXCL9、CXCL10、CX3CL1、FASリガンド、可溶性細胞死受容体3、可溶性細胞死受容体4、可溶性細胞死受容体5、アポトーシスのTNF-関連弱誘導体、MMP1、MMP2、MMP3、MMP9、MMP10、MMP12、CD28、B7ファミリーの可溶性メンバー、可溶性CD80/B7-1、可溶性CD86/B7-2、可溶性CTLA4、可溶性PD-L1、可溶性PD-1、可溶性Tim3、Tim3L、ガレクチン3、ガレクチン9、可溶性CEACAM1、可溶性LAG3、TGF-β、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、抗ミュラー管ホルモン、アルテミン、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、骨形態形成タンパク質(例えば、BMP2、BMP3、BMP3B、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8A、BMP8B、BMP10、BMP11、BMP12、BMP13、BMP15)、増殖分化因子(例えば、GDF1、GDF2、GDF3、GDF3A、GDF5、GDF6、GDF7、GDF8、GDF9、GDF10、GDF11、GDF15)、インヒビンアルファ、インヒビンベータ(例えば、インヒビンベータA、B、C、E)、lefty、nodal、ニュールツリン、パーセフィン、ミオスタチン、グレリン、sLR11、CCL2、CCL5、CCL11、CCL12、CCL19、インターフェロンアルファ、インターフェロンベータ、インターフェロンガンマ、クラステリン、VEGF-A、果粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、プロスタグランジンE2、肝細胞増殖因子、神経増殖因子、スクレロスチン、補体C5、アンギオポエチン2、アンギオポエチン3、PCSK9、アミロイドベータ、アクチビン、アクチビンA、アクチビンB、β2ミクログロブリン、可溶性NOTCH1、可溶性NOTCH2、可溶性NOTCH3、可溶性NOTCH4、可溶性Jagged1、可溶性Jagged2、可溶性DLL1、可溶性DLL3、可溶性DLL4、ハプトグロビン、フィブリノーゲンアルファ鎖、コルチコトロピン放出因子、1型コルチコトロピン放出因子、2型コルチコトロピン放出因子、ウロコルチン1、ウロコルチン2、ウロコルチン3、CD47、抗インターフェロンガンマ自己抗体、抗インターロイキン6自己抗体、抗インターロイキン17自己抗体、抗グレリン自己抗体、wnt、インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ、C-反応性タンパク質、HIV-1 gp120、エンドドキシン、リシン毒素、ウェルシュ菌のイプシロン毒素、ブドウ球菌のエンテロトキシンB又はボツリヌス毒素に特異的に結合する抗体(又はその抗原結合部分)を含んでもよい。
薬剤は、イピリムマブ、ペンブロリズマブ、ニボルマブ、インフリキシマブ、アダリムマブ、セルトリズマブ(例えば、セルトリズマブペゴル)、ゴリムマブ、エタネルセプト、スタムルマブ、フレソリムマブ、メテリムマブ、デムシズマブ、タレクスツマブ、ブロンチクツズマブ、メポリズマブ、ウレルマブ、カナキヌマブ、ダクリズマブ、ベリムマブ、デノスマブ、エクリズマブ、トシリズマブ、アトリズマブ、ウステキヌマブ、パリビズマブ、アデュカヌマブ、ベバシズマブ、ブロルシズマブ、ラニビズマブ、アフリベルセプト、アクトクスマブ、エルシリモマブ、シルツキシマブ、アフェリモマブ、ネレリモマブ、オゾラリズマブ、パテクリズマブ、シルクマブ、オマリズマブ、アデュカヌマブ、バピネオズマブ、クレネズマブ、ガンテネルマブ、ポネズマブ、ソラネズマブ、ダピロリズマブ、ルプリズマブ、トラリズマブ、エノチクマブ、アラシズマブ、セツキシマブ、フツキシマブ、イクルクマブ、イムガツズマブ、マツズマブ、ネシツムマブ、ニモツズマブ、パニツムマブ、ラムシルマブ、ザルツムマブ、デュリゴツマブ、パトリツマブ、エルツマキソマブ、ペルツズマブ、トラスツズマブ、アリロクマブ、アンルキンズマブ、ジリダブマブ、ドロジツマブ、デュピルマブ、デュシジツマブ、エクリズマブ、エドバコマブ、エファングマブ、エルデルマブ、エノブリツズマブ、エノキズマブ、エビナクマブ、エボロクマブ、エクスビビルマブ、エクスビビルマブ、ファシヌマブ、フェルビズマブ、フェザキヌマブ、フィクラツズマブ、フィリブマブ、フレキクマブ(fletikumab)、フォラルマブ、フォラビルマブ、フルラヌマブ、ファリキシマブ(faliximab)、ガニツマブ、ゲボキズマブ、フセルクマブ、イダルシズマブ、イマルマブ、イノリモマブ、イラツムマブ、イキセキズマブ、ランパリズマブ、レブリキズマブ、レンジルマブ、レルデリムマブ、レクサツムマブ、リビビルマブ、リゲリズマブ、ロデルシズマブ、ルリズマブ、マパツムマブ、モタビズマブ、ナミルマブ、ネバクマブ、ネスバクマブ、オビルトキサキシマブ、オロキズマブ、オルチクマブ、パギバキシマブ、パリビズマブ、パノバクマブ、パスコリズマブ、ペラキズマブ、ピジリズマブ、パキセリズマブ、プリトキサキシマブ、キリズマブ、ラドレツマブ、ラフィビルマブ、ラルパンシズマブ、ラキシバクマブ、レガビルマブ、レスリズマブ、リロツムマブ、ロモソズマブ、ロンタリズマブ、サリルマブ、セクキヌマブ、セトキサキシマブ、セビルマブ、シファリムマブ、シルツキシマブ、スビズマブ、タバルマブ、タカツズマブ、タリズマブ、タネズマブ、テフィバズマブ、TGN1412、チルドラキズマブ、チガツズマブ、TNX-650、トザトクスマブ(tosatoxumab)、トラロキヌマブ、トレメリムマブ、トレボグルマブ、ツビルマブ、ウルトキサズマブ、バンチクツマブ、バヌシズマブ又は前述のいずれか1つの抗原結合部分を含んでもよい。
一部の実施形態において、薬剤は、TNFα、TNFβ、可溶性TNF受容体、可溶性TNFR-1、可溶性TNFR-2、vTNF、リンホトキシン、リンホトキシンアルファ、リンホトキシンベータ、4-1BBリガンド、CD30リガンド、EDA-A1、LIGHT、TL1A、TWEAK、TRAIL、可溶性TRAIL受容体、IL-1、可溶性IL-1受容体、IL-1A、可溶性IL-1A受容体、IL-1B、可溶性IL-1B受容体、IL-2、可溶性IL-2受容体、IL-5、可溶性IL-5受容体、IL-6、可溶性IL-6受容体、IL-8、IL-10、可溶性IL-10受容体、CXCL1、CXCL8、CXCL9、CXCL10、CX3CL1、FASリガンド、可溶性細胞死受容体3、可溶性細胞死受容体4、可溶性細胞死受容体5、アポトーシスのTNF-関連弱誘導体、MMP1、MMP2、MMP3、MMP9、MMP10、MMP12、CD28、B7ファミリーの可溶性メンバー、可溶性CD80/B7-1、可溶性CD86/B7-2、可溶性CTLA4、可溶性PD-L1、可溶性PD-1、可溶性Tim3、Tim3L、ガレクチン3、ガレクチン9、可溶性CEACAM1、可溶性LAG3、TGF-β、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、sLR11、CCL2、CCL5、CCL11、CCL12、CCL19、アクチビン、アクチビンA、アクチビンB、可溶性NOTCH1、可溶性NOTCH2、可溶性NOTCH3、可溶性NOTCH4、可溶性Jagged1、可溶性Jagged2、可溶性DLL1、可溶性DLL3、可溶性DLL4又はハプトグロビンを含む。
一部の実施形態において、それぞれの粒子は、複数の薬剤を含む。複数の薬剤は、10～約109コピーの薬剤、例えば、約103～約107コピーの薬剤又は約104～約106コピーの薬剤を含んでもよい。
X.抗体を作製するための方法
上述のとおり、一部の実施形態において、粒子(複数可)の表面に固定された薬剤は、抗体又はその抗原結合フラグメントである。抗体は、当該技術分野において既知の方法によって誘発されてもよい。例えば、マウス、ハムスター又はウサギなどの哺乳動物が、生体分子(例えば、可溶性TNFR、毒素又はウイルスタンパク質)の免疫原性形態により免疫されてもよい。或いは、免疫化は、観察される免疫原性応答を生じる反応を引き起こす生体分子(例えば、可溶性タンパク質)をインビボで発現する核酸を使用することによって行われてもよい。タンパク質又はペプチドに免疫原性を与えるための技術としては、担体との結合又は当該技術分野において周知のその他の技術が挙げられる。例えば、本発明のポリペプチドのペプチジル部分が、アジュバントの存在下において投与されてもよい。免疫化の進行は、血漿又は血清中の抗体価の検出によって監視することができる。標準的なELISA又はその他のイムノアッセイは、抗体の濃度を評価するために抗原としての免疫原とともに使用することができる。
免疫化後、本発明のポリペプチドと反応する抗血清を得ることができ、必要に応じて、ポリクローナル抗体を血清から単離してもよい。モノクローナル抗体を産生するために、抗体産生細胞(リンパ球)を免疫した動物から採取し、標準的な体細胞融合手順によって骨髄腫細胞などの不死化細胞と融合してハイブリドーマ細胞を得てもよい。そのような技術は、当該技術分野において周知であり、例えば、ヒトモノクローナル抗体を産生するためのヒトB細胞ハイブリドーマ技術(Kozbarら、(1983年) Immunology Today, 4: 72ページ)及びEBV-ハイブリドーマ技術(Coleら、(1985年) Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy、Alan R. Liss, Inc. 77～96ページ)などのハイブリドーマ技術(もとはKohler及びMilsteinによって開発された、(1975年) Nature、256: 495～497ページ)が挙げられる。ハイブリドーマ細胞は、本発明のポリペプチドと特異的に反応する抗体の産生のために免疫化学的にスクリーニングされ、モノクローナル抗体が単離されてもよい。
XI.粒子上での薬剤の固定
薬剤は、共有結合又は非共有結合によって、例えば、イオン結合、水素結合、疎水結合、配位、接着又は物理的吸着若しくは相互作用によって、粒子の表面に固定されてもよい。
粒子は、例えば、薬剤を固定するための反応基を含んでもよい。粒子は、約10～約109個の反応基、例えば、約102～約108個の反応基、約103～約107個の反応基又は約104～約106個の反応基を含んでもよい。粒子は、複数の反応基を含んでもよい。例えば、複数の反応基は、約10～約109個の反応基、例えば、約102～約108個の反応基、約103～約107個の反応基又は約104～約106個の反応基を含んでもよい。
反応基をさまざまな異なるタイプの粒子に付加するための方法が知られている(例えば、それぞれがその全体において参照により本明細書に組み込まれるXu, Z.ら J Nanoparticle Research 17:56 (2015年);Yu, M.K.ら Theranostics 2(1):3ページ(2012年);Sanz, V.ら J Nanoparticle Research 14:917 (2012年);Jokerst, J.V.ら Nanomedicine 6(4):715ページ(2011年);Guan, B.ら Langmuir 27(1):328ページ(2011年);Cheng, K.ら ACS Applied Materials & Interfaces 2(9):2489ページ(2010年);Godin, B.ら J Biomed Mater Res A 94(4):1236ページ(2010年);Cauda, V.ら J. Am. Chem. Sco. 131(32):11361ページ(2009年);Kecht, J.ら Chemistry of Materials 20(23):7207ページ(2008年);Boisselier, E.ら Chemical Communications 30(44):5788ページ(2008年);Sun, X.-L.ら Bioconjugate Chemistry 17(1):52ページ(2006年)を参照のこと)。
それぞれの反応基は、所定の官能基と選択的に反応してもよい。一部の実施形態において、反応基は、本明細書に記載されているように、反応基と反応することができる、好ましくは選択的に反応することができる官能基を含んでもよい(例えば、リンカーを介したカップリングによって)薬剤と結合を形成することができる(図7)。一部の実施形態において、薬剤は、本明細書に記載されているように、反応基と結合を形成することができる。一部の実施形態において、複数の反応基のうちのそれぞれの反応基は、本明細書に記載されているように、薬剤と結合を形成することができる。一部の実施形態において、複数の薬剤のうちのそれぞれの薬剤は、反応基と結合を形成することができる。結合は、共有結合又は非共有結合であってもよい。非共有結合の例としては、ヌクレオチド配列(例えば、反応基が核酸を含む場合)の包接複合体(例えば、シクロデキストリン環と非極性部分との間の)、及びビオチン複合体(例えば、アビジン、ストレプトアビジン、ニュートラアビジン及び前述のもののモノマー形態との)における相補的ヌクレオチドの塩基対合が挙げられる。粒子は、反応基を介して粒子にカップリングした複数の薬剤(同じであっても異なっていてもよい)を含んでもよく、例えば、それぞれの薬剤は、反応基に直接的に又は間接的に連結している。
一部の態様において、本発明は、本明細書に記載されている粒子を作製する方法であって、本発明の薬剤(例えば、必要に応じて、反応基を用いて反応することができる官能基にカップリングされた)で負荷されていない粒子(例えば、1つ以上の反応基を含む粒子)をインキュベートし、それによって粒子(例えば、粒子の反応基)と薬剤との間に結合を形成することを含む方法に関する。一部の実施形態において、方法は、同じであっても異なっていてもよい、複数の薬剤で負荷されていない粒子(例えば、複数の反応基を含む粒子)をインキュベートし、それによって粒子(例えば、粒子の反応基の集団)と薬剤の集団との間に結合を形成することを含む。
粒子は、例えば、薬剤を反応基に連結するためのリンカーを含んでもよい。粒子は、約10～約109個のリンカー、例えば約102～約108個のリンカー、約103～約107個のリンカー又は約104～約106個のリンカーを含んでもよい。粒子は、複数のリンカーを含んでもよい。例えば、複数のリンカーは、約10～約109個のリンカー、例えば約102～約108個のリンカー、約103～約107個のリンカー又は約104～約106個のリンカーを含んでもよい。
一部の実施形態において、本発明の反応基及び/又は薬剤は、リンカーと結合を形成することができる。一部の実施形態において、リンカーは、反応基及び/又は薬剤と結合を形成することができる。一部の実施形態において、複数の反応基のうちのそれぞれの反応基は、リンカーと結合を形成することができる。一部の実施形態において、複数の薬剤のうちのそれぞれの薬剤は、リンカーと結合を形成することができる。一部の実施形態において、複数のリンカーのうちのそれぞれのリンカーは、反応基と結合を形成することができる。一部の実施形態において、複数のリンカーのうちのそれぞれのリンカーは、薬剤と結合を形成することができる。結合は、共有結合又は非共有結合であってもよい。一部の実施形態において、粒子は、リンカーを含む。リンカーは、反応基と結合していてもよい。一部の実施形態において、粒子は、複数のリンカーを含む。例えば、粒子は、複数の反応基及び複数のリンカーを含み、例えば、複数のリンカーのうちのそれぞれのリンカーは、複数の反応基のうちの1つの反応基に結合している。粒子は、複数の反応基、複数のリンカー及び複数の薬剤を含んでもよく、例えば、それぞれの薬剤はリンカーに結合し、及び/又はそれぞれのリンカーは反応基に結合している。
リンカーは、官能基を含んでもよい。一部の実施形態において、本発明の反応基及び/又は薬剤は、官能基と結合を形成することができる。一部の実施形態において、官能基は、例えば、カルボキシレートとアミン若しくはアルコールが反応する場合にはアミン若しくはエステル、又はアミン若しくはチオールがマレイミド若しくは他のマイケルアクセプターと反応する場合にはアミン若しくはチオエーテルを形成するために、反応基と結合を形成することができる。一部の実施形態において、複数の反応基のうちのそれぞれの反応基は、官能基と結合を形成することができる。一部の実施形態において、複数の官能基のうちのそれぞれの官能基は、反応基と結合を形成することができる。結合は、共有結合又は非共有結合であってもよい。一部の実施形態において、粒子は、官能基を含む。官能基は、反応基に結合していてもよく、例えば、アミド、エステル、アミン、チオエーテル又は官能基と反応基の反応の他の生成物として存在する。一部の実施形態において、粒子は、複数の官能基を含む。例えば、粒子は、複数の反応基及び複数の官能基を含んでもよく、例えば、複数の官能基のうちのそれぞれの官能基は、複数の反応基のうちの1つの反応基に結合しており、例えば、アミド、エステル、アミン、チオエーテル又は官能基と反応基の反応の他の生成物として存在する。粒子は、複数の反応基、複数の官能基及び複数の薬剤を含んでもよく、例えば、それぞれの薬剤は官能基に結合し、及び/又はそれぞれの官能基は反応基に結合している。もちろん、粒子のそれぞれの反応基は、複数のこれらの反応基が粒子に所望の機能性を付与するために官能基/薬剤にカップリングする限り、官能基/薬剤にカップリングする必要はない。
リンカーは、第1の官能基及び第2の官能基を含んでもよい。第1の官能基は、第1の官能基と反応することができる所定の部分を有する薬剤と選択的に反応することができる場合がある。第2の官能基は、粒子の反応基と選択的に反応することができる場合がある。
第1の官能基及び/又は第2の官能基は、例えば、アルケン、ハロゲン化アルキル、アルキン、アミン、アリールアジド、ハロゲン化アリール、アジド、カルボジイミド、カルボキシル、ジエン、ジエノフィル、グリオキサール、ハロアシル、イミドエステル、イソシアニド、マレイミド、N-ヒドロキシルスクシンイミジル(NHS)エステル、ホスフィン、テトラジン、チオール又は核酸であってもよい。
リンカーは、例えば、スクシンイミジル4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボキシレート(SMCC)、スルフォスクシンイミジル4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボキシレート(スルフォ-SMCC)、ポリ(エチレングリコール)(N-ヒドロキシスクシンイミド5-ペンタノエート)エーテルN'-(3-マレイミドプロピオニル)アミノエタン(NHS-PEG-MAL)、スクシンイミジル3-(2-ピリジルジチオ)プロピオネート)(SPDP)又はスクシンイミジルヨードアセテート(SIA)であってもよい(例えば、Yu、M.K.ら Theranostics 2(1):3ページ(2012年)を参照のこと)。
リンカーは、第1の官能基及び第2の官能基を含んでもよく、第1の官能基がアミンであり且つ第2の官能基がカルボン酸であるか、又は第1の官能基がカルボン酸であり且つ第2の官能基がアミンである。粒子は複数の官能基を含んでもよく、官能基は第一級アミン基である。
粒子は、シリカ粒子、又はシリカ表面を含む粒子(例えば、酸化表面を有するケイ素粒子、又はシリカを含まないコアとシリカの外側層を有する粒子)であってもよい。粒子は、金表面を含んでもよい(例えば、粒子は金粒子であってもよく、又は異なる材料を含むコアをコーティングする金表面を有してもよい)。粒子は、ポリマー表面を含んでもよい(例えば、粒子はポリマー粒子であってもよく、異なる材料を含むコアをコーティングするポリマー表面を有してもよい)。コーティングされた粒子の表面は、連続的表面(例えば、粒子の表面の実質的にすべてを覆う)、又は非連続的表面(例えば、粒子の表面の一部又は部分を覆う)であってもよい。
粒子のそれぞれの反応基は、例えば、チオール官能基と結合することができる金であってもよい。したがって、リンカー又は薬剤は、チオールを含んでもよい。一部の実施形態において、リンカーは、チオール(例えば、チオールが官能基である)及びカルボン酸を含む。粒子は、アミン反応基(例えば、複数のアミン反応基)を含んでもよい。例えば、粒子はシリカ粒子であってもよく又はシリカ表面を含んでもよく、且つ粒子は複数の反応基を含んでもよく、複数の反応基のうちのそれぞれの反応基はアミンである。粒子はポリマー粒子であってもよく又はポリマー表面を含んでもよく、且つ粒子は複数の反応基を含んでもよく、複数の反応基のうちのそれぞれの反応基はアミンである。
反応基は芳香族ヒドラジン(例えば、6-ヒドラジノ-ニコチン酸)を含んでもよく、且つ官能基は芳香族アルデヒド(例えば、4-ホルミルベンゾエート)を含んでもよい、又は反応基は芳香族アルデヒド(例えば、4-ホルミルベンゾエート)を含んでもよく、且つ官能基は芳香族ヒドラジン(例えば、6-ヒドラジノ-ニコチン酸)を含んでもよく、例えば、それによってアニリンの存在下で、反応基を官能基に結合させることができる(例えば、その全体において参照により本明細書に組み込まれるU.S.2014/0302001、及びhttp://www.solulink.com/solulink-technologyを参照のこと)。
粒子は複数の反応基を含んでもよく、それぞれの反応基はカルボン酸を含む。官能基は、アミンを含んでもよい。反応基は、例えば、カルボジイミド(例えば、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド)を使用して、任意でトリアゾール(例えば、1-ヒドロキシ-ベンゾトリアゾール、1-ヒドロキシ-7-アザ-ベンゾトリアゾール)又はN-ヒドロキシスクシンイミジルエステル(例えば、N-ヒドロキシスクシンイミド)を使用して、官能基に架橋されうる。
粒子は、金又は金表面(例えば、シリカを覆う)を含んでもよい。反応基又は複数の反応基は金であってもよく、且つ官能基又は複数の官能基はチオールであってもよい(例えば、リンカー又は薬剤の官能基はチオールであってもよい)。例えば、薬剤はシステインを含んでもよく、例えば、官能基はシステインのチオールである。
粒子は、複数の反応基を含んでもよく、それぞれの反応基はマレイミドを含む。官能基はチオールを含んでもよく(例えば、リンカー又は薬剤の官能基)、それによって官能基を粒子のマレイミドに結合させることができる。例えば、薬剤はシステインを含んでもよく、例えば、官能基はシステインのチオールである。
粒子は、複数の反応基を含んでもよく、それぞれの反応基はチオールを含む。官能基はマレイミドを含んでもよく(例えば、リンカー又は薬剤の官能基)、それによって官能基を粒子のチオールに結合させることができる。
粒子は、第1のリンカー及び第2のリンカーを含んでもよく、例えば、第1のリンカーは第1の薬剤を反応基に連結させるためのものであり、第2のリンカーは第2の薬剤を反応基に連結させるためのものである。粒子は、複数の第1のリンカー及び複数の第2のリンカーを含んでもよい。複数の第1のリンカー及び/又は複数の第2のリンカーは、約10～約109個のリンカー、例えば約102～約108個のリンカー、約103～約107個のリンカー又は約104～約106個のリンカーを含んでもよい。
粒子は、第1の反応基及び第2の反応基を含んでもよく、例えば、第1の反応基は第1の官能基と結合するためのものであり、第2の反応基は第2の官能基と結合するためのものである。粒子は、複数の第1の反応基及び複数の第2の反応基を含んでもよい。複数の第1の反応基及び/又は複数の第2の反応基は、約10～約109個の反応基、例えば約102～約108個の反応基、約103～約107個の反応基又は約104～約106個の反応基を含んでもよい。第1の反応基(又は複数の反応基)は、例えば、薬剤又はリンカーの官能基を反応基に結合させることによって、薬剤を粒子に連結させるためのものである。第2の反応基(又は複数の反応基)は、例えば、第2の薬剤又は第2の薬剤を粒子に連結させるために使用してもよいリンカー(例えば、第2のリンカー)の官能基を結合させることによって、第2の薬剤を粒子に連結させるためのものでありうる。
第1の反応基は第2の反応基と異なっていてもよく、例えば、その結果、第1の反応基は第1の官能基と結合してもよく、且つ第2の反応基は、第1の官能基と異なる第2の官能基と結合してもよい。一部の実施形態において、第1の反応基は第2の反応基と関連しており、例えば、その結果、第1の反応基と第2の反応基が同じ官能基に結合する。第1の反応基及び第2の反応基が同じ官能基に結合する場合、第1の反応基及び第2の反応基の少なくとも一方は、保護基に結合してもよい。この実施形態において、第1の反応基は第1の薬剤の官能基又は第1の薬剤に結合するためのリンカーにカップリングされてもよく、例えば、第2の反応基は脱保護されてもよく、その後、第2の反応基は第2の薬剤にカップリングされてもよい。
保護基は周知であり(その全体において参照により本明細書に組み込まれるGreene, T.W.及びP.G.M. Wuts、PROTECTIVE GROUPS IN ORGANIC SYNTHESIS、第3版、John Wiley & Sons、New York(1999年))、代表的な基は以下にまとめられている。
アミノ保護基として、メチルカルバメート、エチルカルバメート、9-フルオレニルメチルカルバメート(Fmoc)、9-(2-スルホ)フルオレニルメチルカルバメート、9-(2,7-ジブロモ)フルオロエニルメチルカルバメート、2,7-ジ-t-ブチル-[9-l0,10-ジオキソ-l0,10,10,10-テトラヒドロチオキサンチル)]メチルカルバメート(DBD-Tmoc)、4-メトキシフェナシルカルバメート(Phenoc)、2,2,2-トリクロロエチルカルバメート(Troc)、2-トリメチルシリルエチルカルバメート(Teoc)、2-フェニルエチルカルバメート(hZ)、1-(1-アダマンチル)-1-メチルエチルカルバメート(Adpoc)、1,1-ジメチル-2-ハロエチルカルバメート、1,1-ジメチル1-2,2-ジブロモエチルカルバメート(DB-BOC)、1,1-ジメチル-2,2,2-トリクロロエチルカルバメート(TCBOC)、1-メチル-1-(4-ビフェニル)エチルカルバメート(Bpoc)、1-(3,5-ジ-t-ブチルフェニル)-1-メチルエチルカルバメート(t-Bumeoc)、2-(2'-及び4'-ピリジル)エチルカルバメート(Pyoc)、2-(N1N-ジシクロヘキシルカルボキサミド)エチルカルバメート、t-ブチルカルバメート(BOC)、1-アダマンチルカルバメート(Adoc)、ビニルカルバメート(Voc)、アリルカルバメート(Alloc)、1-イソプロピルアリルカルバメート(Ipaoc)、シンナミルカルバメート(Coc)、4-ニトロシンナミルカルバメート(Noc)、8-キノリルカルバメート、ヒドロキシピペリジニルカルバメート、アルキルジチオカルバメート、ベンジルカルバメート(Cbz)、メトキシベンジルカルバメート(Moz)、p-ニトベンジルカルバメート、ブロモベンジルカルバメート、p-クロロベンジルカルバメート、2,4-ジクロロベンジルカルバメート、4-メチルスルフィニルベンジルカルバメート(Msz)、9-アントリルメチルカルバメート、ジフェニルメチルカルバメート、2-メチルチオエチルカルバメート、2-メチルスルホニルエチルカルバメート、2-(p-トルエンスルホニル)エチルカルバメート、[2-(1,3-ジチアニル)]メチルカルバメート(Dmoc)、4-メチルチオフェニルカルバメート(Mtpc)、2,4-ジメチルチオフェニルカルバメート(Bmpc)、2-ホスホノエチルカルバメート(Peoc)、2-トリフェニルホスホノイソプロピルカルバメート(Ppoc)、1,1-ジメチル-2-シアノエチルカルバメート、m-クロロ-p-アシルオキシベンジルカルバメート、(ジヒドロキシボリル)ベンジルカルバメート、5-ベンゾイソオキサゾリルメチルカルバメート、2-(トリフルオロメチル)-6-クロモニルメチルカルバメート(Tcroc)、m-ニトロフェニルカルバメート、3,5-ジメトキシベンジルカルバメート、o-ニトロベンジルカルバメート、3,4-ジメトキシ-6-ニトロベンジルカルバメート、フェニル(o-ニトロフェニル)メチルカルバメート、フェノチアジニル-(10)-カルボニル誘導体、N'-p-トルエンスルホニルアミノカルボニル誘導体、N-フェニルアミノチオカルボニル誘導体、t-アミルカルバメート、S-ベンジルチオカルバメート、シアノベンジルカルバメート、シクロブチルカルバメート、シクロヘキシルカルバメート、シクロペンチルカルバメート、シクロプロピルメチルカルバメート、デシルオキシベンジルカルバメート、2,2-ジメトキシカルボニルビニルカルバメート、o-(N,N-ジメチルカルボキサミド)ベンジルカルバメート、1,1-ジメチル-3-(N,N-ジメチルカルボキサミド)プロピルカルバメート、1,1-ジメチルプロピニルカルバメート、ジ(2-ピリジル)メチルカルバメート、2-フラニルメチルカルバメート、2-ヨードエチルカルバメート、イソボルニルカルバメート、イソブチルカルバメート、イソニコチニルカルバメート、p-(p-メトキシフェニルアゾ)ベンジルカルバメート、1-メチルシクロブチルカルバメート、1-メチルシクロヘキシルカルバメート、1-メチル-1-シクロプロピルメチルカルバメート、1-メチル-1-(3,5-ジメトキシフェニル)エチルカルバメート、1-メチル-1-(p-フェニルアゾフェニル)エチルカルバメート、1-メチル-1-フェニルエチルカルバメート、1-メチル-1-(4-ピリジル)エチルカルバメート、フェニルカルバメート、(フェニルアゾ)ベンジルカルバメート、2,4,6-トリ-t-ブチルフェニルカルバメート、4-(トリメチルアンモニウム)ベンジルカルバメート、2,4,6-トリメチルベンジルカルバメート、ホルムアミド、アセトアミド、クロロアセトアミド、トリクロロアセトアミド、トリフルオロアセトアミド、フェニルアセトアミド、3-フェニルプロパンアミド、ピコリンアミド、3-ピリジルカルボキサミド、N-ベンゾイルフェニルアラニル誘導体、ベンズアミド、フェニルベンズアミド、o-ニトフェニルアセトアミド、o-ニトロフェノキシアセトアミド、アセトアセトアミド、(N'-ジチオベンジルオキシカルボニルアミノ)アセトアミド、3-(p-ヒドロキシフェニル)プロパンアミド、3-(o-ニトロフェニル)プロパンアミド、2-メチル-2-(o-ニトロフェノキシ)プロパンアミド、2-メチル-2-(o-フェニルアゾフェノキシ)プロパンアミド、4-クロロブタンアミド、3-メチル-3-ニトロブタンアミド、o-ニトロシンナミド、N-アセチルメチオニン誘導体、o-ニトロベンズアミド、o-(ベンゾイルオキシメチル)ベンズアミド、4,5-ジフェニル-3-オキサゾリン-2-オン、N-フタルイミド、N-ジチアスクシンイミド(Dts)、N-2,3-ジフェニルマレイミド、N-2,5-ジメチルピロール、N-1,1,4,4-テトラメチルジシリルアザシクロペンタンアダクト(STABASE)、5-置換1,3-ジメチル-1,3,5-トリアザシクロヘキサン-2-オン、5-置換1,3-ジベンジル-1,3,5-トリアザシクロヘキサン-2-オン、1-置換3,5-ジニトロ-4-ピリドオン、N-メチルアミン、N-アリルアミン、N-[2-(トリメチルシリル)エトキシ]メチルアミン(SEM)、N-3-アセトキシプロピルアミン、N-(1-イソプロピル-4-ニトロ-2-オキソ-3-ピロリン-3-イル)アミン、第四級アンモニウム塩、N-ベンジルアミン、N-ジ(4-メトキシフェニル)メチルアミン、N-5-ジベンゾスベリルアミン、N-トリフェニルメチルアミン(Tr)、N-[(4-メトキシフェニル)ジフェニルメチル]アミン(MMTr)、N-9-フェニルフルオレニルアミン(PhF)、N-2,7-ジクロロ-9-フルオレニルメチレンアミン、N-フェロセンイルメチルアミノ(Fern)、N-2-ピコリルアミノN'-オキシド、N-1,1-ジメチルチオメチレンアミン、N-ベンジリデンアミン、N-メトキシベンジリデンアミン、N-ジフェニルメチレンアミン、N-[(2-ピリジル)メシチル]メチレンアミン、N-(N',N-ジメチルアミノメチレン)アミン、N,N-イソプロピリデンジアミン、ニトロベンジリデンアミン、N-サリチリデンアミン、N-5-クロロサリチリデンアミン、N-(5-クロロ-2-ヒドロキシフェニル)フェニルメチレンアミン、N-シクロヘキシリデンアミン、N-(5,5-ジメチル-3-オキソ-1-シクロヘキセニル)アミン、N-ボラン誘導体、N-ジフェニルボリン酸誘導体、N-[フェニル(ペンタカルボニルクロミウム-又はタングステン)カルボニル]アミン、N-銅キレート、N-亜鉛キレート、N-ニトロアミン、N-ニトロソアミン、アミンN-オキシド、ジフェニルホスフィンアミド(Dpp)、ジメチルチオホスフィンアミド(Mpt)、ジフェニルチオホスフィンアミド(Ppt)、ジアルキルホスホロアミド酸、ジベンジルホスホロアミド酸、ジフェニルホスホロアミド酸、ベンゼンスルフェンアミド、o-ニトロベンゼンスルフェンアミド(Nps)、2,4-ジニトロベンゼンスルフェンアミド、ペンタクロロベンゼンスルフェンアミド、2-ニトロ-4-メトキシベンゼンスルフェンアミド、トリフェニルメチルスルフェンアミド、3-ニトロピリジンスルフェンアミド(Npys)、トルエンスルホンアミド(Ts)、ベンゼンスルホンアミド、2,3,6,-トリメチル-4-メトキシベンゼンスルホンアミド(Mtr)、2,4,6-トリメトキシベンゼンスルホンアミド(Mtb)、2,6-ジメチル-4-メトキシベンゼンスルホンアミド(Pme)、2,3,5,6-テトラメチル-4-メトキシベンゼンスルホンアミド(Mte)、4-メトキシベンゼンスルホンアミド(Mbs)、2,4,6-トリメチルベンゼンスルホンアミド(Mts)、2,6-ジメトキシ-4-メチルベンゼンスルホンアミド(iMds)、2,2,5,7,8-ペンタメチルクロマン-6-スルホンアミド(Pmc)、メタンスルホンアミド(Ms)、β-トリメチルシリルエタンスルホンアミド(SES)、9-アントラセンスルホンアミド、4-(4',8'-ジメトキシナフチルメチル)ベンゼンスルホンアミド(DΝMBS)、ベンジルスルホンアミド、トリフルオロメチルスルホンアミド及びフェナシルスルホンアミドが挙げられる。
カルボン酸保護基として、シリル-、アルキル-、アルケニル-、アリール-及びアリールアルキル-保護カルボン酸が挙げられる。
シリル保護基として、トリメチルシリル、トリエチルシリル、t-ブチルジメチルシリル、t-ブチルジフェニルシリル、トリイソプロピルシリルなどが挙げられる。
ヒドロキシ保護基として、メチル、メトキシルメチル(MOM)、メチルチオメチル(MTM)、t-ブチルチオメチル、(フェニルジメチルシリル)メトキシメチル(SMOM)、ベンジルオキシメチル(BOM)、p-メトキシベンジルオキシメチル(PMBM)、(4-メトキシフェノキシ)メチル(p-AOM)、グアイアコールメチル(GUM)、t-ブトキシメチル、4-ペンテニルオキシメチル(POM)、シロキシメチル、2-メトキシエトキシメチル(MEM)、2,2,2-トリクロロエトキシメチル、ビス(2-クロロエトキシ)メチル、2-(トリメチルシリル)エトキシメチル(SEMOR)、テトラヒドロピラニル(THP)、3-ブロモテトラヒドロピラニル、テトラヒドロチオピラニル、1-メトキシシクロヘキシル、4-メトキシテトラヒドロピラニル(MTHP)、4-メトキシテトラヒドロチオピラニル、4-メトキシテトラヒドロチオピラニルS,S-ジオキシド、1-[(2-クロロ-4-メチル)フェニル]-4-メトキシピペリジン-4-イル(CTMP)、1,4-ジオキサン-2-イル、ベンジル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロチオフラニル、2,3,3a,4,5,6,7,7a-オクタヒドロ-7,8,8-トリメチル-4,7-メタノベンゾフラン-2-イル、1-エトキシエチル、1-(2-クロロエトキシ)エチル、1-メチル-1-メトキシエチル、1-メチル-1-ベンジルオキシエチル、1-メチル-1-ベンジルオキシ-2-フルオロエチル、2,2,2-トリクロロエチル、2-トリメチルシリルエチル、2-(フェニルセレニル)エチル、t-ブチル、アリル、クロロフェニル、p-メトキシフェニル、2,4-ジニトロフェニル、ベンジル、メトキシベンジル、3,4-ジメトキシベンジル、o-ニトロベンジル、ニトロベンジル、p-ハロベンジル、2,6-ジクロロベンジル、シアノベンジル、フェニルベンジル、2-ピコリル、4-ピコリル、3-メチル-2-ピコリル N-オキシド、ジフェニルメチル、p,p'-ジニトロベンズヒドリル、5-ジベンゾスベリル、トリフェニルメチル、α-ナフチルジフェニルメチル、p-メトキシフェニルジフェニルメチル、ジ(p-メトキシフェニル)フェニルメチル、トリ(p-メトキシフェニル)メチル、4-(4'-ブロモフェナシルオキシフェニル)ジフェニルメチル、4,4',4''-トリス(4,5-ジクロロフタルイミドフェニル)メチル、4,4',4"-トリス(レブリノイルオキシフェニル)メチル、4,4',4''-トリス(ベンゾイルオキシフェニル)メチル、3-(イミダゾール-1-イル)ビス(4',4"-ジメトキシフェニル)メチル、1,1-ビス(4-メトキシフェニル)-1'-ピレニルメチル、9-アントリル、9-(9-フェニル)キサンテニル、9-(9-フェニル-10-オキソ)アントリル、1,3-ベンゾジチオラン-2-イル、ベンゾイソチアゾリルS,S-ジオキシド、トリメチルシリル(TMS)、トリエチルシリル(TES)、トリイソプロピルシリル(TIPS)、ジメチルイソプロピルシリル(DMIPS)、ジエチルイソプロピルシリル(DEIPS)、ジメチルテキシルシリル、t-ブチルジメチルシリル(TBS)、t-ブチルジメチルシリル(TBDMS)、t-ブチルジフェニルシリル(TBDPS)、トリベンジルシリル、トリ-キシリルシリル、トリフェニルシリル、ジフェニルメチルシリル(DPMS)、t-ブチルメトキシフェニルシリル(TBMPS)、ギ酸、ベンゾイルホルメート、プロピオネート(proprionate)、アセテート、クロロアセテート、ジクロロアセテート、トリクロロアセテート、トリフルオロアセテート、メトキシアセテート、トリフェニルメトキシアセテート、フェノキシアセテート、クロロフェノキシアセテート、3-フェニルプロピオネート、4-オキソペンタノエート(レブリン酸)、4,4-(エチレンジチオ)ペンタノエート(レブリノイルジチオアセタール)、ピバロエート、アダマントエート、クロトン酸、4-メトキシクロトネート、安息香酸、p-フェニルベンゾエート、2,4,6-トリメチルベンゾエート(メシトエート)、アルキルメチルカーボネート、9-フルオレニルメチルカーボネート(Fmoc)、アルキルエチルカーボネート、アルキル2,2,2-トリクロロエチルカーボネート(Troc)、2-(トリメチルシリル)エチルカーボネート(TMSEC)、2-(フェニルスルホニル)エチルカーボネート(Psec)、2-(トリフェニルホスホニオ)エチルカーボネート(Peoc)、アルキルイソブチルカーボネート、アルキルビニルカーボネート、アルキルアリルカーボネート、アルキル-ニトロフェニルカーボネート、アルキルベンジルカーボネート、アルキルメトキシベンジルカーボネート、アルキル3,4-ジメトキシベンジルカーボネート、アルキルo-ニトロベンジルカーボネート、アルキルニトロベンジルカーボネート、アルキルS-ベンジルチオカーボネート、4-エトキシ-1-ナフチル(napththyl)カーボネート、メチルジチオカーボネート、2-ヨードベンゾエート、4-アジドブチレート、4-ニトロ-4-メチルペンタノエート、o-(ジブロモメチル)ベンゾエート、2-ホルミルベンゼンスルホネート、2-(メチルチオメトキシ)エチル、4-(メチルチオメトキシ)ブチレート、2-(メチルチオメトキシメチル)ベンゾエート、2,6-ジクロロ-4-メチルフェノキシアセテート、2,6-ジクロロ-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノキシアセテート、2,4-ビス(1,1-ジメチルプロピル)フェノキシアセテート、クロロジフェニルアセテート、イソ酪酸、モノスクシノエート、(E)-2-メチル-2-ブテノエート、o-(メトキシカルボニル)ベンゾエート、α-ナフトエート、ニトレート、アルキル-テトラメチルホスホロジアミデート、アルキルN-フェニルカルバメート、ホウ酸、ジメチルホスフィノチオイル、アルキル2,4-ジニトロフェニルスルフェネート、サルフェート、メタンスルホネート(メシレート)、ベンジルスルホネート及びトシレート(Ts)が挙げられる。
1,2-又は1,3-ジオール保護基として、メチレンアセタール、エチリデンアセタール、1-t-ブチルエチリデンケタール、1-フェニルエチリデンケタール、(4-メトキシフェニル)エチリデンアセタール、2,2,2-トリクロロエチリデンアセタール、アセトニド、シクロペンチリデンケタール、シクロヘキシリデンケタール、シクロヘプチリデンケタール、ベンジリデンアセタール、p-メトキシベンジリデンアセタール、2,4-ジメトキシベンジリデンケタール、3,4-ジメトキシベンジリデンアセタール、2-ニトロベンジリデンアセタール、メトキシメチレンアセタール、エトキシメチレンアセタール、ジメトキシメチレンオルトエステル、1-メトキシエチリデンオルトエステル、1-エトキシエチリデンオルトエステル、1,2-ジメトキシエチリデンオルトエステル、α-メトキシベンジリデンオルトエステル、1-(N,N-ジメチルアミノ)エチリデン誘導体、α-(M,N'-ジメチルアミノ)ベンジリデン誘導体、2-オキサシクロペンチリデンオルトエステル、ジ-t-ブチルシリレン基(DTBS)、1,3-(1,1,3,3-テトライソプロピルジシロキサニリデン)誘導体(TIPDS)、テトラ-t-ブトキシジシロキサン-1,3-ジイリデン誘導体(TBDS)、環状カーボネート、環状ボロネート、チエルボロネート及びフェニルボロネートが挙げられる。
チオール保護基として、チオエステル、カーボネート、スルホネート、アリルチオエーテル、チオエーテル、シリルチオエーテル、アルキルチオエーテル、アリールアルキルチオエーテル及びアルキルオキシアルキルチオエーテルが挙げられる。
エステル保護基として、ギ酸、アセテート、プロピオネート、ペンタノエート、クロトネート、安息香酸、ギ酸、ベンゾイルホルメート、クロロアセテート、トリフルオロアセテート、メトキシアセテート、トリフェニルメトキシアセテート、p-クロロフェノキシアセテート、3-フェニルプロピオネート、4-オキソペンタノエート、4,4-(エチレンジチオ)ペンタノエート、ピバロエート(トリメチルアセテート)、クロトネート、4-メトキシ-クロトネート、安息香酸、p-ベンジルベンゾエート、2,4,6-トリメチルベンゾエートが挙げられる。カーボネートエステル保護基として、9-フルオレニルメチル、エチル、2,2,2-トリクロロエチル、2-(トリメチルシリル)エチル、2-(フェニルスルホニル)エチル、ビニル、アリル及びp-ニトロベンジルカーボネートが挙げられる。シリルエステル保護基として、トリメチルシリル、トリエチルシリル、t-ブチルジメチルシリル、t-ブチルジフェニルシリル、トリイソプロピルシリルエーテル及び他のトリアルキルシリルエーテルが挙げられる。アルキルエステル保護基として、メチル、ベンジル、p-メトキシベンジル、3,4-ジメトキシベンジル、トリチル、t-ブチル及びアリルエーテル、並びにその誘導体が挙げられる。アリールアルキルエステル保護基として、ベンジル、p-メトキシベンジル(PMB)、3,4-ジメトキシベンジル、o-ニトロベンジル、p-ニトロベンジル、p-ハロベンジル、2,6-ジクロロベンジル、p-シアノベンジル、2-及び4-ピコリルエステルが挙げられる。
一部の態様において、本発明は、本明細書に記載されている粒子を作製する方法であって、負荷されていない粒子(例えば、反応基を含む粒子)をリンカー(例えば、官能基を含むリンカー)とインキュベートし、それによって粒子(例えば、粒子の反応基)とリンカー(例えば、官能基)との間に結合を形成することを含む方法に関する。図8を参照のこと。一部の実施形態において、方法は、負荷されていない粒子(例えば、複数の反応基を含む粒子)を複数のリンカー(例えば、それぞれのリンカーは官能基を含む)とインキュベートし、それによって粒子(例えば、粒子の反応基の集団)とリンカーの集団(例えば、リンカーの集団の官能基)との間に結合を形成することを含む。方法は、リンカーを本発明の薬剤と一緒にインキュベートし、それによってリンカーと薬剤との間に結合を形成することを含んでもよい。一部の実施形態において、方法は、複数のリンカーを複数の薬剤と一緒にインキュベートし、それによってリンカーの集団と薬剤の集団との間に結合を形成することを含む。一部の実施形態において、反応基、リンカー、官能基及び/又は薬剤は、カルボキシル、第一級アミン又はチオールと結合を形成することができる。ある特定の好適な実施形態において、反応基及び/又は官能基は、カルボキシル、第一級アミン又はチオールと結合を形成することができる。
反応基及び/又は官能基は、ビオチン結合タンパク質(例えば、アビジン、モノマーアビジン、ストレプトアビジン、モノマーストレプトアビジン、ニュートラアビジン、モノマーニュートラアビジン)又はビオチンを含んでもよい。例えば、反応基はビオチンを含んでもよく、且つ官能基はビオチン結合タンパク質を含んでもよい、又は反応基はビオチン結合タンパク質を含んでもよく、且つ官能基はビオチンを含んでもよい。リンカーは、ビオチン結合タンパク質又はビオチンを含んでもよく、例えば、粒子の反応基が、それぞれ、ビオチン若しくはビオチン結合タンパク質を含むか、又は薬剤が、それぞれ、ビオチン若しくはビオチン結合タンパク質を含む。薬剤は、ビオチン結合タンパク質又はビオチンを含んでもよく、例えば、粒子の反応基が、それぞれ、ビオチン若しくはビオチン結合タンパク質を含むか、又はリンカーが、それぞれ、ビオチン若しくはビオチン結合タンパク質を含む。
リンカーは、ビオチン及びチオール、ビオチン及びアミン、又はビオチン及びカルボン酸を含んでもよい。例えば、リンカーはビオチン結合タンパク質を含む薬剤に結合してもよく、リンカーの官能基は、例えば、薬剤を粒子に連結させるために、チオール、アミン又はカルボン酸であってもよい。同様に、リンカーはビオチン結合タンパク質を含む粒子に結合してもよく(例えば、リンカーの官能基はビオチンである)、リンカーのチオール、アミン又はカルボン酸を使用して、薬剤を粒子に架橋させてもよい。
反応基、リンカー、官能基及び/又は薬剤は、例えば、薬剤を粒子に結合させるために、α-ハロアシル、アルケン、ハロゲン化アルキル、アルキン、アミン、アリールアジド、ハロゲン化アリール、アジド、カルボジイミド、カルボキシル、ジエン、ジエノフィル、グリオキサール、イミドエステル、イソシアニド、マレイミド、N-ヒドロキシスクシンイミジル(NHS)エステル、ホスフィン、テトラジン又はチオールを含んでもよい。例えば、粒子はアミン官能化シリカ表面を含んでもよく、複数の反応基はアミンである。反応基、リンカー、官能基及び/又は薬剤は、抗体(又はその抗原結合部分)、ペプチド、タンパク質、核酸又はアプタマーを含んでもよい。
反応基、リンカー、官能基及び/又は薬剤は、例えば、アジド-アルキンヒュスゲン環化付加を介して薬剤を固定するために、アジド又はアルキンを含んでもよい。ヒュスゲン環化付加は、5員(ヘテロ)環をもたらす、1,3-二極性化合物を用いる求双極子の反応である。求双極子の例は、アルケン及びアルキン並びに関連するヘテロ原子官能基(例えば、カルボニル及びニトリル)を有する分子である。1,3-二極性化合物は、1つ以上のヘテロ原子を含有し、荷電した双極子を表す少なくとも1つのメソメリー構造を有するものとして記載されうる。これらには、ニトリルオキシド、アジド及びジアゾアルカンが含まれる。金属触媒によるクリック化学は、本明細書で開示された方法に十分適している、アルキル-アリール)-スルホニルアジド、C-N三重結合とC-C三重結合との間のヒュスゲン1,3-二極性環化付加反応の非常に有効な変形である。これらの反応で得られるのは、1,2-オキサゾール、1,2,3-トリアゾール又はテトラゾールである。例えば、1,2,3-トリアゾールは、アルキンとアルキル/アリールアジドとの間の銅触媒によるヒュスゲン反応によって形成される。周囲温度で進行する金属触媒によるヒュスゲン反応は、溶媒、すなわち、非極性、極性、半極性溶媒に感受性ではなく、官能基に対して非常に耐性がある。アジドと一緒に[3+2]二極性環化付加を促進する、環の歪み及びフッ素などの電子求引性置換基を有する、置換シクロオクチンの使用に関与する金属を用いないヒュスゲン反応(歪促進的環化付加とも言われる)は、金属触媒による反応と比較して、反応構成成分の毒性が低いため、ここで使用するのに特に十分に適している。例として、DIFO及びDIMACが挙げられる。アルキンとアジドの反応は非常に特異的であり、生物組織の化学環境に対して本質的に不活性である。
反応基、リンカー、官能基及び/又は薬剤は、例えば、チオール-エン反応アルケン(ヒドロチオ化、すなわち、C=C結合を横切るRS-Hの付加)を介して薬剤を固定するために、チオール又はアルケンを含んでもよい。チオール-エン反応は、フリーラジカル連鎖機構を介して進行する。光開始剤又はチオール自体のUV励起の際のラジカル形成によって開始される。チオール-エンシステムは、基底状態電荷移動錯体を形成するため、開始剤が存在しなくても合理的な重合時間で光重合する。しかしながら、UV光の付加により反応が進行する速度が上昇する。光の波長は、チオール又はアルケンに結合した構成要素のサイズ及び性質により、必要に応じて調節することができる。
反応基、リンカー、官能基及び/又は薬剤は、例えば、ディールス-アルダー反応を介して薬剤を固定するために、ジエン又はジエノフィルを含んでもよい。ディールス-アルダー反応は、環及び二環式化合物を作製するためにジエン(2つの交互二重結合を有する分子)とジエノフィル(アルケン)を組み合わせる。
反応基、リンカー、官能基及び/又は薬剤は、例えば、4+1環化付加を介して薬剤を固定するために、イソシアニド又はテトラジンを含んでもよい。
反応基、リンカー、官能基及び/又は薬剤は、例えば、マレイミド-チオール反応(例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2010/0036136号を参照のこと)を介して薬剤を固定するために、マレイミド又はチオールを含んでもよい。
反応基、リンカー、官能基及び/又は薬剤は、例えば、シュタウディンガー反応を介して薬剤を固定するために、ホスフィン又はアジドを含んでもよい。古典的なシュタウディンガー反応は、アジドとホスフィン又はホスファイトの組合せによりアザ-イリド中間体が生じ、加水分解するとホスフィンオキシドとアミンが生じる化学反応である。シュタウディンガー反応は、アジドをアミンへ還元する穏やかな方法であり、トリフェニルホスフィンが還元剤として一般的に使用される。シュタウディンガーライゲーションにおいて、求電子トラップ(通常、メチルエステル)は、トリアリールホスフィン上に適当に配置され(通常、リン原子に対してオルトで)、アジドと反応して、アザ-イリド中間体を生じ、これを水性媒体中で再配列させてアミド基とホスフィンオキシド機能を有する化合物を生成する。シュタウディンガーライゲーションは、2つの出発分子を一緒にライゲーションする(結合させる/共有結合させる)ためにそのように命名されているが、古典的なシュタウディンガー反応では、2つの生成物は、加水分解後に共有結合によって連結していない。
官能基は、異なる長さのスペーサーアーム又はブリッジ(アルキル鎖、PEG鎖、アミノ酸鎖又は任意の他の適したスペーサーであってもよい)を介して薬剤に接合されうる。例えば、リンカーは、例えば、官能基と薬剤の間のスペーサーとして作用するポリエチレングリコール(PEG)を含んでもよい。リンカーは、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール又はヘキサエチレングリコールを含んでもよい。リンカーは、例えば、第1の官能基(例えば、R1)、すなわち、ポリエチレングリコールスペーサー(例えば、-[OCH2CH2]nO-、式中、nは2～100、例えば、2～50又は2～20の整数である)、及び第2の官能基(例えば、R2)を含んでもよい。例えば、リンカーは、式R1[OCH2CH2]nOR2又はR2[OCH2CH2]nOR1の分子であってもよい。R1及びR2は、それぞれ独立して、α-ハロアシル、アルケン、ハロゲン化アルキル、アルキン、アミン、アリールアジド、ハロゲン化アリール、アジド、カルボジイミド、カルボキシル、ジエン、ジエノフィル、グリオキサール、イミドエステル、イソシアニド、マレイミド、N-ヒドロキシスクシンイミジル(NHS)エステル、ホスフィン、テトラジン又はチオールを含む部分から選択されてもよい。R1はチオールであってもよく且つR2はカルボキシルであってもよい、又はR2はチオールであってもよく且つR1はカルボキシルであってもよい。R1はチオールであってもよく且つR2はアミンであってもよい、又はR2はチオールであってもよく且つR1はアミンであってもよい。R1はカルボキシルであってもよく且つR2はアミンであってもよい、又はR2はカルボキシルであってもよく且つR1はアミンであってもよい。
第一級アミンと反応するのに適する反応基及び官能基として、イミドエステル及びN-ヒドロキシスクシンイミジル(NHS)エステルが挙げられる。イミドエステル官能基の例として、アジプイミド酸ジメチル、ピメルイミド酸ジメチル及びスベルイミノ酸ジメチルが挙げられる。NHSエステル官能基の例として、グルタル酸ジスクシンイミジル、スベリン酸ジスクシンイミジル及びスベリン酸ビス(スルホスクシンイミジル)が挙げられる。ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質のN末端に存在するアクセス可能なアミン基は、NHSエステルと反応してアミドを形成する。NHSエステル架橋反応は、リン酸、重炭酸/炭酸、HEPES及びホウ酸緩衝液中で行われうる。第一級アミンを含有しない場合、他の緩衝液を使用することもできる。NHSエステルと第一級アミンの反応は、約7から約9の間のpHと約4℃から30℃の間の温度で、約30分～約2時間の間行ってもよい。NHSエステル官能基の濃度は、約0.1～約10mMまで変化してよい。NHSエステルは、親水性又は疎水性である。親水性NHSエステルは水溶液中で反応するが、DMSOが、より高い溶解度を達成するために含まれてもよい。疎水性NHSエステルは、水混和性有機溶媒に溶解された後、水性反応混合物に添加される。
スルフヒドリル反応性官能基及び反応基は、スルフヒドリルと反応してチオールエーテル結合を形成するマレイミド、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリール及びa-ハロアシル、並びにスルフヒドリルと反応して混合ジスルフィドを生成するピリジルジスルフィドを含む。ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質上のスルフヒドリル基は、例えば、ジスルフィド結合の還元又は2-イミノチオランを使用する第一級アミンとの反応による付加によって、当業者に公知の技術によって生成されうる。マレイミド官能基の例として、スクシンイミジル4-{N-マレイミド-メチル)シクロヘキサン-1-カルボキシレート及びm-マレイミドベンゾイル-N-ヒドロキシスクシンイミドエステルが挙げられる。ハロアセタール官能基の例として、N-スクシンイミジル(4-ヨードアセタール)アミノベンゾエート及びスルホスクシンイミジル(4-ヨードアセタール)アミノベンゾエートが挙げられる。ピリジルジスルフィド官能基の例として、1,4-ジ-[3'-2'-ピリジルジチオ(プロピオンアミド)ブタン]及びN-スクシンイミジル-3-(2-ピリジルジチオ)-プロピオネートが挙げられる。
反応基及び/又は官能基は、カルボジイミドを使用することによって第一級アミン又はヒドラジドに結合して、アミド又はヒドラゾン結合を形成するためのカルボキシル基を含んでもよい。このようにして、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質のカルボキシ末端が粒子上に固定されうる。カルボジイミド官能基及び反応基の例として、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)-カルボジイミドヒドロクロリド及びN,N1-ジシクロヘキシルカルボジイミドが挙げられる。アリールアジドは、紫外線照射に曝露されると反応性になり、アリールニトレンを形成する。アリールアジド官能基の例として、アジドベンゾイルヒドラジド及びN-5-アジド-2ニトロベンゾイルオキシスクシンイミドが挙げられる。グリオキサール官能基は、アルギニンのグアニジル部分を標的とする。グリオキサール官能基の例は、p-アジドフェニルグリオキサールモノハイドレートである。
2つ以上の異なる官能基(例えば、第1の官能基、第2の官能基及び任意のさらなる官能基)を有するヘテロ二官能リンカーは、ここで使用するのに適している。例として、一端でアミン反応性であり、他端でスルフヒドリル反応性であるリンカー、例えば、4-スクシンイミジル-オキシカルボニル-a-(2-ピリジルジチオ)-トルエン、N-スクシンイミジル-3-(2-ピリジルジチオ)-プロピオネート及び上述のマレイミドリンカーが挙げられる。そのようなリンカーを使用して、粒子の反応基を薬剤の官能基と間接的に接合させることができる。
薬剤は、反応基に結合することによって粒子上に固定されてもよい。例えば、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質は、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質のカルボキシル、第一級アミン又はチオールと反応基との間に結合を形成することによって固定されてもよい。或いは、薬剤は、例えば、リンカーを用いて修飾され、反応基と結合を形成してもよい。薬剤、例えば、タンパク質、炭水化物又は脂質を修飾するためのさまざまな方法が、当該技術分野で知られている(例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2014/0212425号、同第2014/0377837号及び同第2015/0005447号、並びに米国特許第4,711,955号、同第5,047,519号、同第7,332,355号、同第9,040716号を参照のこと)。
代謝機構、共有結合阻害剤及び酵素転移を使用して、1,3-二極性化合物をタンパク質、脂質、オリゴ糖、オリゴヌクレオチド及びグリカンに組み込むことができる。例えば、アジド基、N3は、アジドアセチルクロリドを使用してタンパク質又はペプチドのN末端に適用することができる(例えば、Haridasら、Tetrahedron Letters 48 (2007年)4719～4722ページを参照のこと)。アジド基は、他の求核基、例えば、OH、NH2及びハロゲン(Br、Cl又はI)と交換される求核基である。NaN3は、タンパク質を10倍モル過剰のNaN3と単に接触させるだけでタンパク質をアジド化することができるアジド化剤である。C末端のアジド化のための方法は、Cazalisら、Bioconjugate Chem.、15 (2004年) 1005～1009ページに記載されている。過アセチル化N-アジドアセチルマンノサミンを用いる細胞のインキュベーションにより、アジドシアル酸を有する細胞表面グリカンがもたらされる(例えば、Codelliら、J. Amer. Chem. Soc.、130 (34) 11486～11493ページ(2008年)を参照のこと)。アジドでタグ付けされた脂質は、Smithら、Bioconjugate Chem.、19(9)、1855～1863ページ(2008年)に記載されている。PEG化は、ペプチド及びタンパク質に基を付加するために一般的に使用される技術であり、ここで使用するのに適している。例えば、PEGは、反応性部分を介してアミノ酸残基に共有結合されてもよい。反応性部分は(本明細書の反応基とは対照的に)、活性化PEG分子が結合されてもよい部分(例えば、遊離アミノ又はカルボキシル基)である。例えば、N末端アミノ酸残基及びリシン残基は遊離アミノ基を有し、C末端アミノ酸残基は遊離カルボキシル基を有する。スルフヒドリル基(例えば、システイン残基に見られるように)も、PEGを結合させるための反応性部分として使用してもよい。さらに、活性化した基(例えば、ヒドラジド、アルデヒド及び芳香族アミノ基)をポリペプチドのC末端に特異的に導入するための酵素補助法。よって、PEGを組み込む1,3-二極性化合物を本明細書で利用してもよい。当業者は、1,3-二極性化合物をタンパク質、脂質、オリ
ゴ糖、オリゴヌクレオチド及びグリカンにカップリングさせるための任意の公知の方法を利用することができる。
粒子はアジド基又はアルキニル基を含む反応基を含んでもよく、リンカー又は薬剤(例えば、リンカー又は薬剤の官能基)は、それぞれ、アルキニル基又はアジド基を含んでもよい。アルキニル基は、例えば、銅触媒によるアルキン-アジド環化付加を使用して、アジド基と共有結合を形成してもよい。アジド基又はアルキニル基を含む粒子を調製するための方法は公知である(例えば、Xu, Z.ら J Nanoparticle Research 17:56 (2015年)を参照のこと)。
求双極子により官能化されたタンパク質、ポリペプチド及びペプチドは、例えば、アルキン(例えば、3-ブチニルクロロホルメート)を用いてN末端で連結させることによって合成されうる。一部の実施形態において、システイン上のチオールは、アルキンを有するマレイミドで官能化される。C末端求双極子をもたらすことは、例えば、連結剤、例えば、N-ヒドロキシスクシンイミド/DCCを使用してプロパルギルアミンとカップリングさせることによって達成されうる。末端のアルキンは、代謝構築ブロック、例えば、アルキン酸を使用して設置することができる。脂質は、アルキンで官能化されてもよい。例えば、アルキンで修飾された脂肪酸は、末端アルキニル-アルキルブロミドをトリメチルホスフィンと反応させて16炭素アルキニル-ジメチルホスホネートを得ることによって生成することができる(例えば、Raghavanら、Bioorg. Med. Chem. Lett.、18 (2008年)5982～5986ページを参照のこと)。上記のように、PEG化は求双極子の基をペプチド及びタンパク質に付加するために使用してもよく、ここで使用するのに適している。ディールス-アルダー官能基及びチオール-エン官能基も同様に、タンパク質、脂質、オリゴ糖、オリゴヌクレオチド及びグリカンに結合されてもよい。
ある特定の好適な実施形態において、反応基は、例えば、薬剤又は官能基(例えば、相補的核酸を含む薬剤又は官能基)とハイブリダイズするために、核酸を含む。「核酸」という用語は、DNA又はRNAを指す。核酸は、一本鎖であっても二本鎖であってもよい。核酸は、一本鎖領域及び/又は二本鎖領域を含んでもよい。核酸は、5'から3'へ読まれ、核酸における連続したヌクレオチドの順序であるヌクレオチド配列を含む。核酸は、複数のヌクレオチド配列を含む。例えば、二本鎖の核酸は、それぞれ核酸の長さに及ぶ2本のヌクレオチド配列を含み、1本のヌクレオチド配列は、もう一方のヌクレオチド配列の逆相補鎖であってもよい。核酸は、核酸の長さより短いヌクレオチド配列も含む。例えば、10ヌクレオチド長である一本鎖核酸は、9ヌクレオチド長である2本のヌクレオチド配列を有する。同様に、10ヌクレオチド長である一本鎖核酸は、8ヌクレオチド長である3本のヌクレオチド配列を有する。核酸のヌクレオチドは、例えば、シトシン(C)、グアニン(G)、アデニン(A)、チミン(T)及び/又はウラシル(U)であってもよい。ヌクレオチドは、修飾されていても又は修飾されていなくてもよい。例えば、1つ以上のヌクレオチドは、メチル化されていてもよい。核酸は、ヌクレオチド類似体及び/又は不自然塩基対を含んでもよい。核酸のヌクレオチドは、5-メチルシトシン、プソイドウリジン、ジヒロドウリジン、イノシン、キサントシン及び/又は7-メチルグアノシンを含んでもよい。
粒子は反応基を含んでもよく、反応基は核酸及び薬剤を含み、薬剤は反応基の核酸とハイブリダイズすることができる相補的核酸に連結し、それによって薬剤と粒子との間に非共有結合による会合を形成する。同様に、粒子は反応基を含んでもよく、反応基は核酸及び官能基を含み、官能基は反応基の核酸とハイブリダイズすることができる相補的核酸を含み、それによって薬剤と粒子との間に非共有結合による会合を形成する。核酸はヌクレオチド配列を含んでもよく、相補的核酸は相補的ヌクレオチド配列を含んでもよく、例えば、ヌクレオチド配列は相補的ヌクレオチド配列の逆相補鎖と少なくとも95%、96%、97%、98%又は99%の配列同一性を有する。ヌクレオチド配列は、相補的ヌクレオチド配列の逆相補鎖と100%の配列同一性を有してもよい。
好ましくは、生理液(例えば、血液)中の核酸及び相補的核酸の融解温度は、体温(例えば、対象、例えば、ヒト又はマウスの体温)より高い。例えば、生理液中の核酸及び相補的核酸の融解温度は、37℃より高い、例えば、約38℃より高い、約39℃より高い、約40℃より高い、約41℃より高い、約42℃より高い、約43℃より高い、約44℃より高い又は約45℃より高いことが好ましい。核酸及び相補的核酸の融解温度は、約37℃～約120℃、例えば、約38℃～約120℃、約39℃～約120℃、約40℃～約120℃、約41℃～約120℃、約42℃～約120℃、約43℃～約120℃、約44℃～約120℃、約45℃～約120℃、約46℃～約120℃、約47℃～約120℃、約48℃～約120℃、約49℃～約120℃、約50℃～約120℃、約38℃～約100℃、約39℃～約100℃、約40℃～約100℃、約41℃～約100℃、約42℃～約100℃、約43℃～約100℃、約44℃～約100℃、約45℃～約100℃、約46℃～約100℃、約47℃～約100℃、約48℃～約100℃、約49℃～約100℃又は約50℃～約100℃であってもよい。
反応基の核酸、反応基のヌクレオチド配列、相補的核酸及び相補的ヌクレオチド配列の長さは、9ヌクレオチドより長いことが好ましい。反応基の核酸、反応基のヌクレオチド配列、相補的核酸及び相補的ヌクレオチド配列の長さは、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19又は20ヌクレオチドより長くてもよい。反応基の核酸、反応基のヌクレオチド配列、相補的核酸及び相補的ヌクレオチド配列の長さは、約10ヌクレオチド～約100ヌクレオチド、例えば、約11ヌクレオチド～約80ヌクレオチド、約12ヌクレオチド～約60ヌクレオチド、約13ヌクレオチド～約50ヌクレオチド、約14ヌクレオチド～約40ヌクレオチド、約15ヌクレオチド～約30ヌクレオチド又は約16ヌクレオチド～約25ヌクレオチドであってもよい。核酸、ヌクレオチド配列、相補的核酸及び相補的ヌクレオチド配列のGC含量は、約10%～約100%、例えば、約40%～約100%、約45%～約100%、約50%～約100%、約55%～約100%、約40%～約95%、約45%～約90%、約50%～約85%又は約55%～約80%であってもよい。
XII.粒子上の薬剤の位置決め
一部の実施形態において、粒子の形状は、固定された薬剤が、細胞、例えば、免疫細胞、血液細胞又はリンパ球の表面にある生体分子と相互作用する能力が低減するか又は実質的に低減するようなものである。固定された薬剤は、遊離の可溶性形態の薬剤に対して、50%未満(例えば、45、40、35、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2又は1%)の細胞の表面にある生体分子と結合する能力を有してもよい。例えば、一部の実施形態において、本明細書に記載されている粒子の表面に固定されたTNFα又はIL-2は、50(例えば、45、40、35、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2又は1)%未満の、細胞の表面にあるTNFα受容体又はIL-2受容体と結合する遊離のTNFα又はIL-2の能力を有する。
一部の実施形態において、粒子に結合した可溶性生体分子は、その認識リガンド(特異的結合ペアの第2のメンバー)と相互作用する能力が低減するか又は実質的に低減する。生体分子は、薬剤によって粒子に結合されてもよい。粒子に結合した生体分子は、結合していない生体分子の能力に対して、50%未満(例えば、45、40、35、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2又は1%)の、その認識リガンドと相互作用する能力を有してもよい。例えば、本明細書に記載されている粒子と結合した可溶性TNFRは、遊離した可溶性TNFRが遊離TNFαと相互作用する能力の50%未満(例えば、45、40、35、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2又は1%)の能力を有する。別の例において、本明細書に記載されている粒子と結合した可溶性ビリオンは、遊離ビリオンがその同種の細胞表面受容体(複数可)と相互作用し、細胞に感染する能力の50%未満(例えば、45、40、35、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2又は1%)の能力を有する。
一部の実施形態において、薬剤は、粒子の内側表面(例えば、多孔質粒子の孔又は管の内側表面)に固定されてもよい。一部の実施形態において、薬剤は粒子の外側表面に固定されうるが、粒子からの1つ以上の突起物により、細胞表面と相互作用することを立体的に不可能にされる。一部の実施形態において、例えば、ドーナツ形粒子では、薬剤は粒子の内側表面に固定され、その結果、薬剤は細胞の表面にある生体分子と相互作用する能力が低減するか若しくは実質的に低減し、且つ/又は薬剤によって粒子に結合した可溶性生体分子は、その認識リガンド(特異的結合ペアの第2のメンバー)と相互作用する能力が低減するか若しくは実質的に低減する。
薬剤と細胞表面にある生体分子との相互作用又は粒子と結合した生体分子とその同種のリガンドとの間の相互作用を低減するか、又は実質的に低減することができる例示的な粒子形状が図1～6に示され、本明細書に記載されている。
XIII.クリアランス薬剤及びコーティング
一部の実施形態において、粒子は、排出剤(clearance agent)を含む。排出剤は、尿への排出、分解、胆肝道経路による排出及び/又はファゴサイトーシスによるなどの生物学的経路による粒子のクリアランスを促進することができる。
例えば、粒子は、リザーバー(reservoir)を含んでもよく、この場合、リザーバーは排出剤を含む。リザーバーは、粒子の本体にある穴又は空間、例えば、多孔質シリコン粒子の本体にある空間であってもよい。
孔を含む粒子に関して、リザーバーは孔であってもよく、又はリザーバーは平均孔サイズよりも大きくても、若しくは小さくてもよい。リザーバーは、粒子の本体にある凹部(例えば、浅い凹部、凹面、又は空隙)からなるものでもよく、この場合、凹部の幅又は直径は、平均孔サイズの幅又は直径よりも大きい。リザーバーの幅又は直径は、平均孔サイズの幅又は直径の少なくとも約2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、90、100、110、120、130、140、150、175、200、250、300、400又はさらに約500倍の大きさであってもよい。リザーバーの幅又は直径は、平均孔サイズの幅又は直径の約2倍～約10倍、例えば、約2倍～約8倍又は約2倍～約6倍の大きさであってもよい。リザーバーの幅又は直径は、平均孔サイズの幅又は直径の約2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、90、100、110、120、130、140、150、175、200、250、300、400又はさらに約500倍の大きさであってもよい。
DNA足場を含む粒子として、リザーバーはDNA足場の内部領域であってもよい。リザーバー(例えば、内部領域)は、細胞にアクセス不能である場合があり、例えば、DNA足場は、細胞が内部領域に入ることを足場が立体的に妨げるように構築されてもよい。一部の実施形態において、リザーバー(例えば、内部領域)は、細胞外タンパク質にアクセス不能である場合があり、例えば、DNA足場は、細胞外タンパク質がリザーバーに入ることを足場が立体的に妨げるように構築されてもよい。リザーバー(例えば、内部領域)は、抗体にアクセス不能である場合がある。それにもかかわらず、DNA足場は、所定の期間後、リザーバー(例えば、内部領域)が細胞及び/又は細胞外タンパク質にアクセス可能となるようにすることができる場合がある。例えば、DNA足場は、所定の期間後分解されうる(例えば、加水分解により)生分解性の壁を含んでもよく、それによってクリアランス薬剤を細胞及び/又は細胞外タンパク質に曝露させる。DNA足場は、所定の期間後分解されうる(例えば、加水分解により)生分解性のラッチを含んでもよく、DNA足場を立体的に変化させ、それによってクリアランス薬剤を細胞及び/又は細胞外タンパク質に曝露させる(例えば、参照により本明細書に組み込まれるPCT特許出願公開第WO2014/170899号を参照のこと)。同様に、DNA足場は、以下に記載されているように、開口部を含むリザーバーを含んでもよい。
リザーバーは、開口部を含んでもよい。開口部は、キャップ又は部材によって覆われていてもよく、それにより排出剤と細胞及び/又は細胞外タンパク質(例えば、抗体)との間の相互作用を阻害する。キャップ又は部材は、生分解性ポリマーなどのポリマーを含んでもよい。キャップ又は部材は、所定の期間の後に(例えば、加水分解によって)分解してもよく、それにより、排出剤を細胞及び/又は細胞外タンパク質に曝露する。キャップ又はメンバーは、約1日～約5年、例えば、約1日～約4年、約1日～約3年又は約1日～約1年の生体液への曝露後に分解(例えば、生分解)されてもよい。
所定の期間は、粒子が液体(例えば、水性液体)中にある期間であってもよい。所定の期間は、粒子のインビボにおける滞留期間であってもよい(例えば、生体液、pH、酵素及び/又は温度への曝露)。所定の期間は、少なくとも部分的には、粒子の生体分子との結合によって決定されうる。例えば、粒子は、生体分子の結合が、排出剤を細胞及び/又は細胞外タンパク質に曝露するよう構成されてもよい(例えば、参照により本明細書に組み込まれるPCT特許出願公開第WO2014/170899号を参照のこと)。所定の期間は、約1日間～約5年間、例えば、約1日間～約3年間又は約1日間～約1年間であってもよい。
キャップ又は膜として使用するのに適した例となる材料は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第7,918,842号に記載されている。一般に、これらの材料は、インビボ若しくはインビトロにおける酵素的加水分解又は水への曝露によって、或いは表面若しくは全体の崩壊(bulk erosion)によってのいずれかで分解又は溶解する。代表的な合成生分解性ポリマーとしては、以下のものが挙げられる:ポリ(アミド)、例えば、ポリ(アミノ酸)及びポリ(ペプチド);ポリ(エステル)、例えば、ポリ(乳酸)、ポリ(グリコール酸)、ポリ(乳酸-co-グリコール酸)及びポリ(カプロラクトン);ポリ(無水物);ポリ(オルトエステル);ポリ(カーボネート);及びその化学的誘導体(化学基の置換、付加、例えば、アルキル、アルキレン、ヒドロキシル化、酸化及び当業者によって慣行的に行われるその他の変性)、それらのコポリマー並びに混合物。キャップ又は膜に使用されてもよいその他のポリマーとしては、以下のものが挙げられる:ポリ(エーテル)、例えば、ポリ(エチレンオキシド)、ポリ(エチレングリコール)及びポリ(テトラメチレンオキシド);ビニルポリマー、ポリ(アクリレート)及びポリ(メタアクリレート)、例えば、メチル、エチル、その他のアルキル、ヒドロキシエチルメタアクリレート、アクリル酸及びメタクリル酸、並びにその他、例えば、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(ビニルピロリドン)及びポリ(ビニルアセテート);ポリ(ウレタン);セルロース及びその誘導体、例えば、アルキル、ヒドロキシアルキル、エーテル、エステル、ニトロセルロース、及び各種酢酸セルロース;ポリ(シロキサン);並びに任意のその化学的誘導体(化学基の置換、付加、例えば、アルキル、アルキレン、ヒドロキシル化、酸化、及び当業者によって慣行的に行われるその他の変性)、それらのコポリマー並びに混合物。特定の実施形態において、リザーバーキャップは、1つ以上の架橋ポリマー、例えば、架橋ポリビニルアルコールから形成される。
一部の実施形態において、粒子は、コーティングを含む。一部の実施形態において、コーティングは、排出剤を含む。コーティングは、排出剤をマスクしてもよい。
粒子は第1の表面及び第2の表面を含んでもよく、薬剤は第1の表面に固定されてもよく、コーティングは第2の表面の少なくとも一部を覆ってもよい。第1の表面は、内部表面又は内側表面であってもよく、例えば、第1の表面は、細胞表面にある分子と結合する薬剤の能力が低減されるよう、配向されてもよい。内部表面又は内側表面の例としては、孔、リザーバー若しくは管の内壁、環状体の内側円周表面又は凹面のくぼみが挙げられる。内部表面又は内側表面のその他の例には、1つ以上の突起物によって外側表面が細胞との相互作用から保護されている粒子の外側表面が含まれる。第2の表面は、外部表面又は外側表面であってもよく、例えば、第2の表面は、コーティングが細胞と相互作用できるように配向されてもよい。一部の実施形態において、粒子は、1つ以上のコアサブ粒子及び複数の保護サブ粒子を含んでもよい。粒子はシールドを含んでもよく、シールドは複数の保護サブ粒子を含んでもよい。第1の表面は1つ以上のコア粒子の表面であってもよく、第2の表面は保護サブ粒子の表面であってもよい。
コーティングは、粒子間の相互作用を阻害してもよい、例えば、コーティングは、凝集体を形成する粒子の傾向を低下させてもよい。コーティングは、例えば、生物学的に不活性な表面を提示することによって、粒子と細胞との間の相互作用を阻害してもよい。コーティングは、細胞外分子との非特異的な相互作用、例えば、生体分子の非特異的な吸着を阻害してもよい。コーティングは、細胞又は細胞外分子との特異的な相互作用を阻害してもよく、例えば、コーティングは、粒子の排出若しくはファゴサイトーシスを退けるか、又は遅延させてもよい。コーティングは、粒子を排出又はファゴサイトーシスの標的としてもよい。粒子を排出若しくはファゴサイトーシスの標的とするコーティング又はその他の特徴(例えば、「排出誘導化合物(excretion -inducing compound)」)が、例えば、所定期間の血流中に粒子を維持することを促進するために粒子の排出又はファゴサイトーシスを遅延させるコーティング(例えば、第2のコーティング)によってマスクされてもよい。
コーティングは、粒子の表面に一端で結合した複数の細長いコーティング分子を含んでもよい。コーティングは、粒子に結合した生体分子と生体分子を含む特異的結合ペアの第2のメンバーとの間の相互作用を阻害する場合がある。コーティングは、粒子に結合した生体分子と細胞との相互作用を阻害する場合がある。薬剤は、細胞の表面にある分子に結合する能力が低減するよう粒子上でコーティングに配向されてもよい。薬剤は、細胞の表面にある標的に結合する能力が低減するよう粒子上でコーティングに対して配向されてもよい。薬剤は、コーティングが、薬剤が、細胞の表面にある分子に結合するのを立体的に阻害するように、粒子上で、コーティングに対して配向されてもよい。薬剤は、コーティングが、薬剤が、細胞の表面にある標的に結合するのを立体的に阻害するように、粒子上で、配向されてもよい。コーティングは、粒子の薬剤の、細胞の表面にある分子に結合する能力が低減するよう粒子上で配向されてもよい。コーティングは、細胞表面受容体タンパク質の天然リガンドの能力に対して、細胞表面受容体タンパク質を活性化させる粒子の薬剤の能力を低減させてもよい。
粒子は、第2のコーティングを含んでもよく、例えば、この場合、第2のコーティングは、第2の複数のコーティング分子からなる。粒子は、第2の複数のコーティング分子を含んでもよい。第2のコーティング及び/又は第2の複数のコーティング分子は、例えば、コーティング及び/又は複数のコーティング分子をマスクすることによってインビボにおける粒子のクリアランスを低下させることができる。第2のコーティング及び/又は第2の複数のコーティング分子は、例えば、所定の期間後にコーティング及び/又は複数のコーティング分子を細胞及び/又は細胞外タンパク質に曝露するために生分解性であってもよい。第2のコーティング及び/又は第2の複数のコーティング分子は、生分解性ポリマーを含んでもよく、例えば、第2の複数のコーティング分子の各分子が生分解性ポリマーを含んでもよい。第2のコーティング及び/又は第2の複数のコーティング分子は、ファゴサイトーシスを阻害するCD47を含んでもよい。
一部の実施形態において、粒子は第1の表面(例えば、内部表面)及び第2の表面(例えば、外部表面又は外側表面)を含み、薬剤は第1の表面に固定され、コーティングは第2の表面の少なくとも一部を覆う。第1の表面の配向は、細胞表面にある分子と相互作用する薬剤の能力を低減することができる。第2の表面の配向は、コーティングと細胞、細胞外分子及び/又は異なる粒子との間の相互作用を可能にすることができる。コーティングと細胞、細胞外分子及び/又は異なる粒子との間の「相互作用」は、弱いか、中立であるか、又は好ましくない相互作用でありうるし、それは例えば、粒子の細胞、細胞外分子若しくは他の粒子との安定した結合を退けるためのものでありうる。或いは、コーティングと、細胞及び/又は細胞外分子のいずれかとの間の相互作用は、特異的な相互作用であっても設計された相互作用であってもよく、例えば、ファゴサイトーシスなどの生物学的経路による粒子のクリアランスを促進するためのものであってもよい。特定の好適な実施形態において、第2の表面は、実質的に薬剤を含まない。特定の好適な実施形態において、第1の表面は、実質的にコーティングを含まない。特定の好適な実施形態において、コーティングは、第2の表面の実質的にすべてを覆う。
一部の実施形態において、粒子は第1の表面(例えば、内部表面)及び第2の表面(例えば、外部表面又は外側表面)を含み、薬剤は第1の表面及び第2の表面に固定され、コーティングは第2の表面の少なくとも一部を覆う。そのような実施形態において、コーティング(及び/又は第2のコーティング)は、薬剤と細胞表面にある分子との間の相互作用を阻害することができる。特定の好適な実施形態において、コーティングは、第2の表面の実質的にすべてを覆う。
一部の実施形態において、粒子は第1の表面(例えば、内部表面)及び第2の表面(例えば、外部表面又は外側表面)を含み、薬剤は第1の表面に固定され、コーティングは第1の表面の少なくとも一部及び第2の表面の少なくとも一部を覆う。そのような実施形態において、コーティングは、生体分子と特異的に結合する薬剤の能力に影響を及ぼさないのが好ましい。特定の好適な実施形態において、コーティングは、第2の表面の実質的にすべてを覆う。
一部の実施形態において、粒子は表面を含み、薬剤は表面に固定され、コーティングは表面の少なくとも一部を覆う。そのような実施形態において、コーティングは、薬剤の生体分子と特異的に結合する能力に影響を及ぼさなくてもよい。コーティングは、一部の薬剤が生体分子と特異的に結合し、一部の薬剤と生体分子との間の相互作用を阻害することを可能にする。コーティングは、薬剤と細胞表面にある分子との間の相互作用を阻害してもよい。特定の好適な実施形態において、コーティングは表面の実質的にすべてを覆う。
一部の実施形態において、粒子は、第2の表面の少なくとも一部を覆うコーティング、及び第2の表面のコーティングの少なくとも一部、例えば、実質的にすべてを覆う第2のコーティングを含む。そのような実施形態において、コーティングは、クリアランス薬剤、例えば、排出又は食作用に対する粒子を標的とする「排出誘導化合物」を含んでもよい。そのようなコーティングは、ベータシクロデキストリンを含んでもよい。第2のコーティングは、材料、例えば、細胞との相互作用を阻害する及び/又は細胞外分子との非特異的相互作用、例えば、生体分子の非特異的吸着を阻害する複数の第2のコーティング分子を含んでもよい。第2のコーティングは、例えば、所定の期間後に、第2の表面にあるコーティングを細胞及び/又は細胞外タンパク質に曝露するために生分解性であってもよい。例えば、1つ以上のコアサブ粒子及び複数の保護サブ粒子を含む粒子において、捕捉剤はコアサブ粒子(複数可)の表面(すなわち、第1の表面)に固定され、保護サブ粒子の表面(すなわち、第2の表面)の少なくとも一部はコーティングを含み、例えば、コーティングは、クリアランス薬剤、又は細胞との相互作用を阻害し、及び/若しくは細胞外分子との非特異的相互作用を阻害する材料を含む。
コーティングは、コーティング分子を含んでもよく、例えば、コーティングは、複数のコーティング分子からなってもよく、又はコーティングは、コーティング分子の集団からなってもよい。本明細書中で使用される場合、「複数のコーティング分子」及び「コーティング分子の集団」という用語はそれぞれコーティングを指す。ただし、「コーティング」という用語は、ハイドロゲルなどの付加的な組成物を指してもよい。コーティング分子は、排出剤であってもよい(よって、排出剤がコーティング分子であってもよい)。
粒子は、複数のコーティング分子を含んでもよい。粒子は、表面及び表面に固定された複数の薬剤を含んでもよく、複数のコーティング分子の少なくとも1つの分子が表面に結合していてもよい。例えば、複数のコーティング分子のすべて又は実質的にすべての分子は、表面に結合していてもよい。
粒子は、表面及び第2の表面を含んでもよく、この場合、表面に固定された複数の薬剤及び複数のコーティング分子の少なくとも1つの分子は、第2の表面に結合していてもよい。例えば、複数のコーティング分子のすべて又は実質的にすべての分子は、第2の表面に結合していてもよい。一部の実施形態において、複数のコーティング分子の一部の分子は表面に結合しており、複数のコーティング分子の一部の分子は第2の表面に結合している。
一部の実施形態において、コーティング分子は、インビボにおける粒子のクリアランスを増加させる。例えば、コーティング分子は、病原体関連分子パターンを含んでもよい。
一部の実施形態において、本明細書に記載されている粒子は、排出誘導化合物を含むコーティングを有し、この化合物は、例えば、(例えば、胆汁による)腎臓、肝臓/腸又は(例えば、抗原提示細胞による)ファゴサイトーシスによる血液循環からの粒子の除去を促進する。複数のコーティング分子は、複数の排出誘導化合物であってもよい。例えば、粒子が環状体の実施形態において、内側円周表面(例えば、第1の表面)は、固定された薬剤を含んでもよく、外側表面(例えば、第2の表面)は、例えば、腎臓、肝臓又はマクロファージによる粒子のクリアランスを誘導する化合物を含んでもよい。一部の実施形態において、排出誘導化合物がプログラムされる。すなわち、化合物が、時間とともに(例えば、所定期間)(例えば、酵素の作用、加水分解又は段階的な溶解により)分解し、最終的に排出誘導化合物又はクリアランスの速度を増加させるその他の特徴を曝露するコーティングによって覆われていてもよい。コーティングは、生体液(例えば、血漿又は細胞外液)に約1日間～約5年間、例えば、約1日間～約3年間又は約1日間～約1年間曝露された後、分解してもよい。よって、インビボにおける粒子の滞留は、変更されても、及び/又は制御されてもよい。
コーティングは、有機ポリマー、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)を含んでもよい。有機ポリマーは、粒子に結合されてもよく、例えば、粒子の表面に結合される。有機ポリマーとしては、PEG、ポリラクテート、ポリ乳酸、糖、脂質、ポリグルタミン酸、ポリグリコール酸(PGA)、ポリ乳酸(PLA)、ポリ(乳酸-co-グリコール酸)(PLGA)、ポリ酢酸ビニル(PVA)及びそれらの組合せを挙げることができる。特定の実施形態において、粒子は、PEGと共有結合し、これは、血清タンパク質の吸着を妨げ、効率的な尿中排泄を促進し、粒子の凝集を低減する(例えば、それぞれが参照により本明細書に組み込まれるBurnsら、Nano Letters, 9(1):442～448ページ(2009年)並びに米国特許出願公開第2013/0039848号及び同第2014/0248210号を参照のこと)。
一実施形態において、コーティングは、少なくとも1つの親水性成分、例えば、Pluronic(登録商標)タイプのポリマー(一般式HO(C2H4O)a(-C3H6O)b(C2H4O)aHの非イオン性ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンブロックコポリマー)、トリブロックコポリマーである、ポリ(エチレングリコール-b-(DL-乳酸-co-グリコール酸)-b-エチレングリコール)(PEG-PLGA-PEG)、ジブロックコポリマーである、ポリカプロラクトン-PEG(PCL-PEG)、ポリ(ビニリデンフルオリド)-PEG(PVDF-PEG)、ポリ(乳酸-co-PEG)(PLA-PEG)、ポリ(メチルメタアクリレート)-PEG(PMMA-PEG)などを含む。そのような成分を有する一実施形態において、親水性成分は、PEG成分、例えば、[メトキシ(ポリエチレンオキシ)プロピル]-トリメトキシシラン(例えば、CH3(OC2H4)6～9(CH2)OSi(OCH3)3)、[メトキシ(ポリエチレンオキシ)プロピル]-ジメトキシシラン(例えば、CH3(OC2H4)6～9(CH2)OSi(OCH3)2)又は[メトキシ(ポリエチレンオキシ)プロピル]-モノメトキシシラン(例えば、CH3(OC2H4)6～9(CH2)OSi(OCH3))である。適したコーティングについては、例えば、米国特許出願公開第2011/0028662号に記載されている(参照により本明細書に組み込まれる)。
コーティングとしては、ポリヒドロキシル化ポリマー、例えば、天然高分子若しくは多重ヒドロキシル化ポリマーを含むヒドロキシル含有ポリマー、多糖、炭水化物、ポリオール、ポリビニルアルコール、ポリアミノ酸、例えば、ポリセリン若しくはその他のポリマー、例えば、2-(ヒドロキシエチル)メタアクリレート、又はそれらの組合せを挙げることができる。一部の実施形態において、ポリヒドロキシル化ポリマーは多糖である。多糖としては、マンナン、プルラン、マルトデキストリン、デンプン、セルロース及びセルロース誘導体、ガム、キサンタンガム、ローカストビーンガム又はペクチン、それらの組合せが挙げられる(例えば、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2013/0337070号を参照のこと)。
一部の実施形態において、コーティングは、双性イオンポリマーを含む(例えば、それぞれが参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2014/0235803号、同第2014/0147387号、同第2013/0196450号及び同第2012/0141797号並びに米国特許第8,574,549号を参照のこと)。
その他の適したコーティングとしては、ポリアルファヒドロキシ酸(ポリアクチック酸又はポリラクチド、ポリグリコール酸又はポリグリコリドを含む)、ポリベータヒドロキシ酸(ポリヒドロキシブチレート又はポリヒドロキシバレレートなど)、エポキシポリマー(ポリエチレンオキシド(PEO)を含む)、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリオルトエステル、ポリアミドエステル、ポリエステルアミド、ポリリン酸エステル及びポリリン酸エステルウレタン(polyphosphoester-urethane)が挙げられる。分解性ポリエステルの例としては、以下のものが挙げられる:例えば、ポリ(乳酸)又は(ポリラクチド、PLA)、ポリ(グリコール酸)又はポリグリコリド(PGA)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)、ポリ(4-ヒドロキシブチレート)、ポリ(3-ヒドロキシバレレート)を含むポリ(ヒドロキシアルカノエート)及びポリ(カプロラクトン)又はポリ(バレロラクトン)。ポリオキサエステルの例としては、ポリ(アルキレンオキサレート)、例えば、ポリ(エチレンオキサレート))及びアミド基を含むポリオキサエステルが挙げられる。その他の適したコーティング材料としては、ポリグリコール、エーテルエステルコポリマー(コポリ(エーテルエステル))及びポリカーボネートを含むポリエーテルが挙げられる。生分解性ポリカーボネートの例としては、ポリオルトカーボネート、ポリイミノカーボネート、ポリアルキルカーボネート、例えば、ポリ(トリメチレンカーボネート)、ポリ(1,3-ジオキサン-2-オン)、ポリ(p-ジオキサノン)、ポリ(6,6-ジメチル-1,4-ジオキサン-2-オン)、ポリ(1,4-ジオキセパン-2-オン)及びポリ(1,5-ジオキセパン-2-オン)が挙げられる。適した生分解性コーティングとしてはまた、ポリ酸無水物、ポリイミン(ポリ(エチレンイミン)(PEI)など)、ポリアミド(ポリ-N-(2-ヒドロキシプロピル)-メタクリルアミドを含む)、ポリ(アミノ酸)(ポリ-L-リシンなどのポリリシン又はポリ-L-グルタミン酸などのポリグルタミン酸を含む)、ポリホスファゼン(例えば、ポリ(フェノキシ-co-カルボキシラトフェノキシホスファゼン)、ポリオルガノホスファゼン、ポリシアノアクリレート及びポリアルキルシアノアクリレート(ポリブチルシアノアクリレートを含む)、ポリイソシアネート並びにポリビニルピロリドンが挙げられる。
ポリマー性コーティング分子の鎖長は、約1～約100モノマー単位、例えば、約4～約25単位であってもよい。
粒子は、フィブリン、フィブリノーゲン、エラスチン、カゼイン、コラーゲン、キトサン、細胞外基質(ECM)、カラギナン、コンドロイチン、ペクチン、アルギネート、アルギン酸、アルブミン、デキストリン、デキストラン、ゼラチン、マンニトール、n-ハラミン、多糖、ポリ-1,4-グルカン、デンプン、ヒドロキシエチルデンプン(HES)、ジアルデヒドデンプン、グリコーゲン、アミラーゼ、ヒドロキシエチルアミラーゼ、アミロペクチン、グルコソグリカン(glucoso-glycan)、脂肪酸(及びそのエステル)、ヒアルロン酸、プロタミン、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、D-マンヌロン酸、L-グルロン酸、ゼイン及びその他のプロラミン、アルギン酸、グアーガム及びホスホリルコリン、並びにそれらのコポリマー及び誘導体を含む天然に生じるポリマーでコーティングされてもよい。コーティングはまた、セルロース、キチン、デキストラン、デンプン、ヒドロキシエチルデンプン、ポリグルコネート、ヒアルロン酸及びエラチン並びにそれらのコポリマー及び誘導体などの修飾多糖を含んでもよい。
粒子は、ハイドロゲルでコーティングされてもよい。ハイドロゲルは、例えば、任意の適したポリマー、例えば、ポリ(ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート)、ポリエステル、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリ(ビニルピロリドン)又はポリビニルアルコールから選択されるベースのポリマーを使用して形成されてもよい。架橋剤は、過酸化物、硫黄、二塩化硫黄、金属酸化物、セレン、テルル、ジアミン、ジイソシアネート、アルキルフェニルジスルフィド、テトラアルキルチウラムジスルフィド、4,4'-ジチオモルホリン、p-キニンジオキシム(quinine dioxime)及びテトラクロロ-p-ベンゾキノンの1つ以上であってもよい。ボロン酸含有ポリマーも任意の光重合性基(photopolymerizable group)とともにハイドロゲルに組み込まれてよい。
ある特定の好適な実施形態において、コーティングは、米国食品医薬品局(FDA)に使用が認可された材料を含む。FDAが認可したこうした材料としては、ポリグリコール酸(PGA)、ポリ乳酸(PLA)、ポリグラクチン910(1ラクチド単位当たり9:1の比のグリコリドを含み、VICRYL(商標)としても知られている)、ポリグリコナート(1トリメチレンカーボネート単位当たり9:1の比のグリコリドを含み、MAXON(商標)としても知られている)及びポリジオキサノン(PDS)が挙げられる。
コーティングの粒子との結合は、共有結合或いは非共有結合、例えばイオン性結合、水素結合、疎水結合、配位、粘着物又は物理的吸収若しくは相互作用によって達成されてもよい。
従来のナノ粒子コーティング方法としては、乾式及び湿式アプローチが挙げられる。乾式方法としては、以下のものが挙げられる:(a)物理蒸着(Zhang, Y.ら、Solid State Commun. 115:51ページ(2000年))、(b)プラズマ処理(Shi, D.ら、Appl. Phys. Lett. 78:1243ページ(2001年); Vollath, D.ら、J. Nanoparticle Res. 1:235ページ(1999年))、(c)化学蒸着(Takeo, O.ら、J. Mater. Chem. 8:1323 (1998年))、及び(d)基材内のナノ粒子をその場で析出させるためのポリマー又は非ポリマーの有機材料の熱分解(Sglavo, V. M.ら、J. Mater Sci. 28:6437ページ(1993年))。粒子をコーティングするための湿式方法としては、以下のものが挙げられる:(a)ゾルゲルプロセス及び(b)乳化及び溶媒蒸発技術(Cohen, H.ら、Gene Ther. 7:1896ページ(2000年); Hrkach、J. S.ら、Biomaterials 18:27ページ(1997年); Wang、D.ら、J. Control. Rel. 57:9ページ(1999年))。コーティングは、電気めっき、スプレーコーティング、ディップコーティング、スパッタリング、化学蒸着又は物理蒸着によって塗布されてもよい。さらに、さまざまなナノ粒子を多糖でコーティングするための方法は、当該技術分野において知られている(例えば、それぞれが参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第8,685,538号及び米国特許出願公開第2013/0323182号を参照のこと)。
一部の実施形態において、粒子は、腎排泄によるクリアランスを促進するように適合化されてもよい。腎機能が正常な対象に関する腎クリアランスには、一般に15nm未満の少なくとも1つの寸法を有する粒子が必要である(例えば、Choi, H.S.ら、Nat Biotechnol 25(1):1165ページ(2007年); Longmire, M.ら、Nanomedicine 3(5):703ページ(2008年)を参照のこと)。それにもかかわらず、それより大きな粒子が尿中に排出される場合もある。それにもかかわらず、粒子が腎クリアランスには大き過ぎる実施形態について、粒子は、インビボにおいてより小さなサイズへ分解された後、除去されうる。
一部の実施形態において、粒子は、胆肝道排泄によるクリアランスを促進するように適合化されてもよい。肝臓のクッパー細胞を含む単核食細胞系(MPS)は、ナノ粒子の肝臓取り込み及びそれに続く胆汁排出に関与する。ナノ粒子の特定のサイズ及び表面特性が肝臓のMPSによる取り込みを増加させることが知られている(例えば、それぞれが参照により組み込まれるChoiら、J. Dispersion Sci. Tech. 24(3/4):475～487ページ(2003年);及びBrannon-Peppasら、J. Drug Delivery Sci. Tech. 14(4):257～264ページ(2004年)を参照のこと)。例えば、粒子の疎水性を高めることが、MPSによる取り込みを増加させることが知られている。それにより、当業者は、胆汁排出を調節するための特定の特徴を有する粒子を選択することができる。胆肝道系は、腎臓系により排出され得る粒子(例えば、10～20nm)よりもやや大きな粒子の排出を可能にする。それにもかかわらず、粒子が肝胆汁排泄には大き過ぎる実施形態について、粒子は、インビボにおいてより小さなサイズへ分解された後、除去されうる。そのような実施形態において、肝胆汁排泄によるクリアランスを促進するコーティングが、粒子の分解後にコーティングが露出するよう粒子の内側表面の一部を覆ってもよい。粒子は、複数のコーティング分子、例えば、表面の一部を覆う疎水性分子を含んでもよい。表面は、粒子の分解後に曝露されてもよく、それが分解された粒子のクリアランスを可能にする。
一部の実施形態において、粒子は、ファゴサイトーシスによるクリアランスを促進するように適合化される。例えば、粒子は、排出剤を含んでもよく、この場合、排出剤は、例えば、マクロファージによる認識のための病原体関連分子パターンを含む。病原体関連分子パターン(PAMP)としては、非メチル化CpG DNA(細菌)、二本鎖RNA(ウイルス)、リポポリサカルリド(細菌)、ペプチドグリカン(細菌)、リポアラビノマンナン(細菌)、ザイモサン(酵母菌)、マイコプラズマのリポタンパク質、例えば、MALP-2(細菌)、フラジェリン(細菌)、ポリ(イノシン-シチジル)酸(細菌)、リポテイコ酸(細菌)、及びイミダゾキノリン(合成)が挙げられる。好適な実施形態において、PAMP排出剤は、1つ以上の標的と粒子が結合する前にマクロファージが粒子を貪食しないようマスクされる。例えば、PAMP排出剤は、上記コーティング(例えば、生分解性ポリマーコーティングなどのポリマーコーティング)の任意の1つによってマスクされてもよい。マクロファージは、20μmの大きさの粒子を貪食することができる(例えば、Cannon、G.J.及びSwanson、J.A., J. Cell Science 101:907～913ページ(1992年); Champion、J.A.ら、Pharm Res 25(8):1815～1821ページ(2008年)を参照のこと)。一部の実施形態において、ファゴサイトーシスによるクリアランスを促進する排出剤は、排出剤が粒子の分解後に露出されるよう粒子の内側表面の一部を覆ってもよい。粒子は、表面の一部を覆う複数の排出剤、例えば、PAMPを含んでもよい。表面は、粒子の分解後に曝露されてもよく、それが分解された粒子のクリアランスを可能にする。排出剤は、薬剤を含む表面と重なる表面の一部を覆ってもよい。排出剤(例えば、PAMP)は、例えば、第2のコーティングの分解後又は粒子の分解後に粒子に対する免疫応答を誘発してもよい。
一部の実施形態において、排出剤(例えば、PAMP)に対する免疫応答が薬剤及び/又は薬剤/生体分子複合体に対する免疫応答を上回ってもよく、それにより薬剤及び/又は薬剤/生体分子複合体に対する免疫応答の開始を阻害するか、或いは遅延させる。例えば、粒子の分解が排出剤並びに薬剤(及び/又は薬剤/生体分子複合体)を白血球に曝露させてもよい。PAMP排出剤は、分解された粒子のマクロファージによる急速なクリアランスを可能にし、それにより、薬剤及び/又は薬剤/生体分子複合体に対する免疫応答(例えば、B細胞が関係する免疫応答)を遅延させることができる。
クリアランス薬剤は、食作用を誘導するカルレティキュリンであってもよい。
ある特定の好適な実施形態において、コーティング分子は、例えば、コーティング分子を用いてDNA足場を含む粒子にハイブリダイズさせるために、核酸を含む。例えば、粒子は核酸及びコーティング分子を含んでもよく、コーティング分子は核酸とハイブリダイズすることができる相補的核酸を含み、それによってコーティング分子と粒子との間に結合(すなわち、水素結合)を形成する。核酸はヌクレオチド配列を含んでもよく、相補的核酸は相補的ヌクレオチド配列を含んでもよく、例えば、ヌクレオチド配列は、相補的ヌクレオチド配列の逆相補鎖と少なくとも95%、96%、97%、98%又は99%の配列同一性を有する。ヌクレオチド配列は、相補的ヌクレオチド配列の逆相補鎖と100%の配列同一性を有してもよい。
生理液(例えば、血液)中の核酸及び相補的核酸の融解温度は、体温(例えば、対象、例えば、ヒト又はマウスの体温)より高いことが好ましい。例えば、生理液中の核酸及び相補的核酸の融解温度は、37℃より高い、例えば、約38℃より高い、約39℃より高い、約40℃より高い、約41℃より高い、約42℃より高い、約43℃より高い、約44℃より高い又は約45℃より高いことが好ましい。核酸及び相補的核酸の融解温度は、約37℃～約120℃、例えば、約38℃～約120℃、約39℃～約120℃、約40℃～約120℃、約41℃～約120℃、約42℃～約120℃、約43℃～約120℃、約44℃～約120℃、約45℃～約120℃、約46℃～約120℃、約47℃～約120℃、約48℃～約120℃、約49℃～約120℃、約50℃～約120℃、約38℃～約100℃、約39℃～約100℃、約40℃～約100℃、約41℃～約100℃、約42℃～約100℃、約43℃～約100℃、約44℃～約100℃、約45℃～約100℃、約46℃～約100℃、約47℃～約100℃、約48℃～約100℃、約49℃～約100℃又は約50℃～約100℃であってもよい。
反応基の核酸、反応基のヌクレオチド配列、相補的核酸及び相補的ヌクレオチド配列の長さは、9ヌクレオチドより長いことが好ましい。反応基の核酸、反応基のヌクレオチド配列、相補的核酸及び相補的ヌクレオチド配列の長さは、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19又は20ヌクレオチドより長くてもよい。反応基の核酸、反応基のヌクレオチド配列、相補的核酸及び相補的ヌクレオチド配列の長さは、約10ヌクレオチド～約100ヌクレオチド、例えば、約11ヌクレオチド～約80ヌクレオチド、約12ヌクレオチド～約60ヌクレオチド、約13ヌクレオチド～約50ヌクレオチド、約14ヌクレオチド～約40ヌクレオチド、約15ヌクレオチド～約30ヌクレオチド又は約16ヌクレオチド～約25ヌクレオチドであってもよい。核酸、ヌクレオチド配列、相補的核酸及び相補的ヌクレオチド配列のGC含量は、約10%～約100%、例えば、約40%～約100%、約45%～約100%、約50%～約100%、約55%～約100%、約40%～約95%、約45%～約90%、約50%～約85%又は約55%～約80%であってもよい。
一部の実施形態において、粒子は、生物によって約1日間～約5年間以内、例えば、約1日間～約3年間又は約1日間～約1年間以内に、除去されてもよい。
XIV.投与方法
本開示は、本明細書に記載される組成物(例えば、概して若しくは具体的に記載されている粒子のいずれか又は本明細書に記載されている複数の粒子)が、インビトロ及び/又はインビボで細胞及び組織に投与されてもよいことを意図する。インビボでの投与としては、癌の動物モデルなどの疾患の動物モデルへの投与又はそれを必要とする対象への投与が挙げられる。適した細胞、組織又は対象は、愛玩用動物、家畜、動物園の動物、絶滅の危機に瀕している種、希少動物、非ヒト霊長類及びヒトなどの動物を含む。例となる愛玩用動物は、イヌ及びネコを含む。
培養物中の細胞若しくは組織へ及び/又はその周囲へなどのインビトロでの送達に対して、組成物は、微小環境に接触する若しくは培養培地中の可溶性物質に接触する若しくは細胞に接触する又はさらに細胞に浸透するなどのために培養培地に添加されてもよい。活性の所望の部位は、組成物(例えば、本明細書に記載される粒子)を投与するための送達メカニズム及び手段に影響を与える。
インビボでの細胞若しくは(細胞及び組織の微小環境を含む)組織へ、及び/又はそれを必要とする対象へ、などインビボでの送達に対して、多数の投与方法が想起される。特定の方法は、粒子組成物及び特定の適用及び患者に基づいて選択されてもよい。様々な送達システムが知られており、本開示の薬剤を投与するために使用することができる。任意のこのような方法は、本明細書に記載されている薬剤のいずれかを投与するために使用することができる。導入の方法は、経腸、又は(以下に限定されるものではないが、皮内、筋肉内、腹腔内、心筋内、静脈内、皮下、経肺、鼻腔内、眼内、硬膜外を含む)などの非経口及び経口経路が可能である。本開示の組成物は、任意の便利な経路によって、例えば、注入又はボーラス注射によって、上皮若しくは皮膚粘膜の内壁(例えば、口腔粘膜、直腸粘膜及び腸管粘膜など)を介した吸収によって投与されてもよく、他の生物活性剤と一緒に(同時又は連続的のいずれかで)投与されてもよい。投与は、全身的であっても、又は局所的であってもよい。
特定の実施形態において、組成物は、ボーラス注射又は注入などによって静脈内に投与される。特定の実施形態において、組成物は、経口的に、皮下に、筋肉内に又は腹腔内に投与される。
特定の実施形態において、本開示の組成物を局所的に治療の必要な領域に(例えば、腫瘍への注射などによって腫瘍の部位に)投与することが望ましい場合がある。
肝臓は、転移の好発部位である。したがって、特定の実施形態において、本明細書に記載の組成物の送達は肝臓に向けられる。例えば、肝臓に本開示の薬剤を送達するために肝門脈に静脈カテーテルが配置されてもよい。肝門脈経由の送達の他の方法も予想される。
特定の実施形態において、本開示の組成物は、静脈内注入によって投与される。特定の実施形態において、本組成物は、少なくとも10、少なくとも15、少なくとも20又は少なくとも30分間の期間にわたって注入される。他の実施形態において、本薬剤は、少なくとも60、90又は120分間の期間にわたって注入される。注入期間にかかわらず、本開示は、特定の実施形態では、それぞれの注入が全体の治療計画の一部であり、その場合、薬剤は、規則的なスケジュール(例えば、週単位で、月に1回など)に従っていくらかの期間投与されることを意図する。ただし、他の実施形態において、組成物は、例えば、全体の治療計画の一部としてボーラス注射によって送達され、この場合、薬剤は、規則的なスケジュールに従っていくらかの期間投与される。
前述のいずれかに関して、(1つの薬剤又は2つ以上のこのような薬剤の組合せを含む)本開示の組成物は、インビトロ又はインビボで任意の適切な経路又は方法により投与されてもよいことが意図される。組成物は、治療計画の一部として投与されてもよく、その場合、組成物は、特定のスケジュールに従うことを含む、1回又は複数回投与される。さらに、本開示の組成物は、投与経路及び特定の用途に適切なように製剤化されることが意図される。本開示は、前述の特徴の任意の組合せ並びに本明細書に記載されている本開示の任意の態様及び実施形態との組合せを意図する。
前述のことは、単独又は組合せで使用され、本明細書に記載される任意の方法のために使用される本開示の任意の組成物(例えば、粒子又は複数の粒子)に当てはまる。本開示は、特に、本開示のこのような組成物の特徴の任意の組合せ、組成物、並びにこのセクション及び以下に記載されている各種医薬組成物及び投与の経路に関して記載されている特徴を有する方法を意図する。
XV.医薬組成物
特定の実施形態において、本開示の対象粒子又は複数の対象粒子は、医薬として許容される担体とともに製剤化される。(例えば、本明細書に記載されている粒子又は複数の粒子を含む)1つ以上の組成物は、単独で、又は医薬製剤(組成物)の成分として投与することができる。本明細書において概して又は具体的に記載されている本開示のあらゆる組成物は、本明細書に記載されている通りに製剤化されてもよい。特定の実施形態において、本組成物は、第2の治療剤とともに製剤化された本開示の2つ以上の粒子又は本開示の粒子を含む。
本開示の組成物は、ヒト又は動物用薬剤に使用するのに便利な任意の方法で投与するために製剤化されてもよい。湿潤剤、乳化剤並びにラウリル硫酸ナトリウム及びステアリン酸マグネシウムなどの滑沢剤並びに着色剤、放出剤、コーティング剤、甘味料、香味料、香料、保存料並びに酸化防止剤も組成物中に存在してよい。
対象粒子又は複数の対象粒子の製剤としては、例えば、経口、経鼻、局所、非経口、直腸及び/又は腟内投与に適したものが挙げられる。製剤は、単位剤形として便利に提供されてもよく、薬学の技術分野において周知の任意の方法によって調製されてもよい。単一剤形を生成するために担体材料と混合され得る有効成分の量は、治療される宿主及び投与の特定の様式により変化する。単一剤形を生成するために担体材料と合わせることができる有効成分の量は、一般的に治療効果をもたらす化合物の量になる。
特定の実施形態において、これらの製剤又は組成物を調製する方法は、1つ以上の粒子及び担体並びに任意に1つ以上の付加的な成分を合わせることを含む。一般的に、製剤は、液体担体若しくは細かく分割された固体担体又はその両方を用いて調製することができ、その後、必要に応じて、生成物を成形する。
経口投与のための製剤は、カプセル剤、カシェ剤、丸剤、錠剤、薬用ドロップ(風味づけられた主成分、通常、スクロース及びアカシア若しくはトラガントを使用)、粉末剤、顆粒剤の形態又は水性若しくは非水性液体中の液剤若しくは懸濁剤として、又は水中油型若しくは油中水型液体エマルジョンとして、又はエリキシル剤若しくはシロップ剤として、又はトローチ剤(ゼラチン及びグリセリン若しくはスクロース及びアカシアなどの不活性主材料を使用)及び/又は口腔洗浄薬などであってもよく、それぞれが所定量の本開示の粒子を含有する。懸濁剤は、活性化合物に加えて、エトキシ化イソステアリルアルコール、ポリオキシエチレンソルビトール、及びソルビタンエステル、微結晶性セルロース、アルミニウムメタヒドロキシド、ベントナイト、寒天及びトラガント並びにそれらの混合物などの懸濁化剤を含んでもよい。
経口投与用の固体剤形(カプセル剤、錠剤、丸剤、糖衣錠剤、粉末剤、顆粒剤など)において、本開示の1つ以上の組成物は、クエン酸ナトリウム若しくはリン酸二カルシウム及び/又は以下の任意のものなどの1つ以上の医薬として許容される担体と混合されてもよい:(1)充填剤又は増量剤、例えば、スターチ、ラクトース、スクロース、グルコース、マンニトール及び/若しくはケイ酸;(2)結合剤、例えば、カルボキシメチルセルロース、アルギネート、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、スクロース及び/若しくはアカシア;(3)保水剤、例えば、グリセロール;(4)崩壊剤、例えば、寒天、炭酸カルシウム、ジャガイモ若しくはタピオカスターチ、アルギン酸、特定のケイ酸塩及び炭酸ナトリウム;(5)溶解遅延剤、例えば、パラフィン;(6)吸収促進剤、例えば、四級アンモニウム化合物;(7)湿潤剤、例えば、セチルアルコール及びグリセロールモノステアレート;(8)吸着剤、例えば、カオリン及びベントナイト粘土;(9)滑沢剤、例えば、タルク、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、固体ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウム及びそれらの混合物;並びに(10)着色剤。カプセル剤、錠剤及び丸剤の場合、医薬組成物は、緩衝剤も含んでもよい。同様のタイプの固体組成物もまた、ラクトース又は乳糖並びに高分子量ポリエチレングリコールなどの賦形剤を使用して軟及び硬ゼラチン充填カプセル剤中の充填剤として利用することができる。経口投与用の液体剤形としては、医薬として許容されるエマルジョン、マイクロエマルジョン、液剤、懸濁剤、シロップ剤及びエリキシル剤が挙げられる。有効成分に加えて、液体剤形は、当該技術分野において一般的に使用される不活性な希釈剤、例えば、水又はその他の溶媒、可溶化剤及び乳化剤、例えば、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、炭酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、油(特に、綿実油、ピーナッツ油、コーン油、胚芽油、オリーブ油、ヒマシ油及びゴマ油)、グリセロール、テトラヒドロフリルアルコール、ポリエチレングリコール及びソルビタンの脂肪酸エステル並びにそれらの混合物を含んでもよい。不活性な希釈剤の他に、経口用組成物は、アジュバント、例えば、湿潤剤、乳化剤、懸濁化剤、甘味料、香味料、着色剤、香料及び保存料も含んでよい。
特定の実施形態において、本開示の方法は、頸部及び膣のものなどの皮膚又は粘膜のいずれかへの局所投与を含む。局所用製剤は、皮膚又は角質層浸透促進剤として有効であることが知られている1つ以上の多種多様の薬剤をさらに含んでもよい。これらの例は、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、プロピレングリコール、メチル又はイソプロピルアルコール、ジメチルスルホキシド及びアゾンである。化粧料製剤上許容される製剤を作製するために付加的な薬剤をさらに含んでもよい。これらの例は、脂肪、ワックス、油、染料、芳香剤、保存料、安定剤及び表面活性剤である。当該技術分野において既知のものなどの角質溶解剤も含まれてよい。例は、サリチル酸及び硫黄である。局所又は経皮投与用の剤形としては、粉末剤、スプレー剤、軟膏、ペースト、クリーム、ローション、ゲル、液剤、パッチ及び吸入剤が挙げられる。本開示の対象薬剤は、滅菌条件下で医薬として許容される担体及び必要とされ得る任意の保存料、緩衝液又は高圧ガスとともに混合されてもよい。軟膏、ペースト、クリーム及びゲルは、本開示の対象薬剤に加えて、動物及び植物脂肪、油、ワックス、パラフィン、スターチ、トラガント、セルロース誘導体、ポリエチレングリコール、シリコーン、ベントナイト、ケイ酸、タルク並びに酸化亜鉛又はそれらの混合物などの賦形剤を含んでもよい。粉末剤及びスプレー剤は、本開示の対象薬剤に加えて、ラクトース、タルク、ケイ酸、水酸化アルミニウム、ケイ酸カルシウム及びポリアミド粉末又はこれらの物質の混合物などの賦形剤を含んでもよい。スプレー剤は、従来の高圧ガス、例えば、ハイドロクロロフルオロカーボン並びにブタン及びプロパンなどの揮発性非置換炭化水素をさらに含んでもよい。
非経口投与に適した医薬組成物は、1つ以上の医薬として許容される滅菌した等張の水性若しくは非水系の溶液、分散液、懸濁液又はエマルジョン、あるいは滅菌した注射可能な溶液又は分散液に使用直前に再構成することができる滅菌された粉末とともに1つ以上の本開示組成物を含んでもよく、これは、酸化防止剤、緩衝液、静菌剤、製剤を意図された受け手の血液と等張にする溶質、懸濁化剤又は増粘剤を含んでもよい。本開示の医薬組成物に利用されてもよい適した水性及び非水性担体の例としては、水、エタノール、ポリオール(グリセロール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコールなど)及び適したそれらの混合物、オリーブ油などの植物油並びにオレイン酸エチルなどの注射可能な有機エステルが挙げられる。例えば、レシチンなどのコーティング材料の使用によって、分散液の場合は必要とされる粒子サイズの維持によって、及び界面活性剤の使用によって適切な流動性を保持することができる。
これらの組成物はまた、保存料、湿潤剤、乳化剤及び分散剤などのアジュバントを含んでもよい。様々な抗菌剤及び抗真菌剤、例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノールソルビン酸などを含めることによって微生物の作用を確実に防止してもよい。本組成物に糖、塩化ナトリウムなどの等張化剤を含めることが望ましい場合もある。さらに、モノステアリン酸アルミニウム及びゼラチンなどの吸収を遅延させる薬剤を含めることによって注射可能な医薬品形態の長期の吸収をもたらすことができる。
注射可能なデポ形態は、ポリラクチド-ポリグリコリドなどの生分解性ポリマー中に1つ以上の粒子のマイクロカプセルマトリックスを形成することによって作製されてもよい。ポリマーに対する薬物の比及び利用される特定のポリマーの性質に応じて、薬物放出の速度は制御することができる。その他の生分解性ポリマーの例としては、ポリ(オルトエステル)及びポリ(無水物)が挙げられる。デポ注射可能な製剤はまた、体組織に適合したリポソーム又はマイクロエマルジョンに薬物を封入することによって調製される。
好適な実施形態において、本開示の組成物は、ヒト又は愛玩用動物などの動物に対する静脈内投与に適合した医薬組成物として通常の手順に従って製剤化される。必要であれば、組成物はまた、可溶化剤及び注射の部位の疼痛を緩和するためのリドカインなどの局所麻酔薬を含んでもよい。組成物が注入によって投与される場合、滅菌した医薬品グレードの水又は生理的食塩水を入れた点滴ボトルを用いて投与することができる。組成物が注射によって投与される場合、注射用の滅菌水又は生理的食塩水のアンプルが提供されてもよく、投与前に成分が混合されてもよい。
別の実施形態において、本明細書に記載される組成物(例えば、粒子又は複数の粒子)は、ヒト又は愛玩用動物などの動物に対する皮下、腹腔内又は筋肉内投与用に製剤化される。
特定の実施形態において、本開示の薬剤と粒子は、腫瘍内注射用の送達などの、腫瘍への局所到達のために製剤化される。
特定の実施形態において、組成物は、肝門脈経由の肝臓への局所投与を対象とし、薬剤及び粒子はそれに応じて製剤化されてもよい。
特定の実施形態において、特定の製剤は、2つ以上の経路を介した送達との関連で使用するのに適している。このように、例えば、静脈内注入に適した製剤は、肝門脈を介した送達にも適している場合もある。しかしながら、他の実施形態において、製剤は、ある経路の送達に関して使用するのに適しているが、第2の経路の送達に関して使用するのに適していない。
癌などの状態の治療に有効であり、及び/又は可溶性TNFRを中和する際に有効であり、及び/又は可溶性TNFR、特に腫瘍微小環境及び任意に血漿中に存在する可溶性TNFRの量若しくはそのTNFアルファ結合活性を低減する際に有効であり、及び/又はインビトロ若しくはインビボにおける腫瘍細胞の増殖(proliferation)、増殖(growth)又は生存を阻害する際に有効である、本開示の薬剤又は粒子の量は、標準的な臨床又は実験技術によって決定することができる。さらに、最適な投与量範囲を特定することを支援するために、インビトロアッセイが任意に利用されてもよい。製剤に利用される正確な用量はまた、投与経路及び状態の重症度に依存することになり、専門家の判断及び各対象の状況に従って決定されるべきである。ヒト又は動物に対する投与の有効量は、インビトロ又は動物モデル試験システムから導き出された用量応答曲線から推定することができる。
特定の実施形態において、医薬調製物を含む本開示の組成物は、発熱性ではない。言い換えると、特定の実施形態において、組成物は、実質的に発熱物質フリーである。一実施形態において、本開示の製剤は、エンドトキシン及び/又は関連する発熱物質を実質的に含まない発熱物質フリー製剤である。エンドトキシンは、微生物の内部に閉じ込められており、微生物が分解されるか又は死滅したときにのみ放出される毒素を含む。発熱物質はまた、細菌及び他の微生物の外膜由来の発熱を誘発する耐熱性物質(糖タンパク質)を含む。これらの両物質は、ヒトに投与されると、発熱、血圧低下及びショックを引き起こす可能性がある。潜在的な有害な影響のため、少量のエンドトキシンでさえも静脈内に投与される医薬品溶液から除去されなければならない。食品医薬品局(「FDA」)は、静脈内薬物適用に対し1回1時間に体重1キログラムあたり1用量につき5エンドトキシン単位(EU)の上限を定めた(The United States Pharmacopeial Convention, Pharmacopeial Forum 26(1):223 (2000))。治療効果のあるタンパク質が比較的多い投与量で及び/又は長期間(例えば、患者の一生涯など)にわたって投与される場合、たとえ少量でさえも有害で危険なエンドトキシンは危険である。特定の実施形態において、組成物中のエンドトキシン及び発熱物質の濃度は、10EU/mg未満、又は5EU/mg未満、又は1EU/mg未満、又は0.1EU/mg未満、又は0.01EU/mg未満、又は0.001EU/mg未満である。
上述のことは、本開示の薬剤、本明細書に記載される組成物及び方法のいずれにも当てはまる。本開示は、特に、本明細書に記載される本開示の薬剤、組成物及び方法(単独又は組合せで)の特徴と、このセクション及び上に記載される様々な医薬組成物及び投与の経路に関して記載される特徴との任意の組合せを意図する。
本開示は、本開示の方法における使用に適した薬剤及び薬剤のカテゴリーの数々の一般的及び具体的な例(「本開示の薬剤」)を提供する。本開示は、任意のこのような薬剤又は薬剤のカテゴリーが、インビトロ又はインビボにおける投与について本明細書に記載されるように製剤化することができることを意図する。
さらに、特定の実施形態において、本開示は、1つ以上の医薬として許容される担体及び/又は賦形剤とともに製剤化された本明細書に記載される任意の本開示の薬剤を含む医薬組成物を含む組成物を意図する。このような組成物は、本明細書において提供される本開示の薬剤の任意の機能的及び/又は構造的特徴を使用して記載され得る。任意のこのような組成物又は医薬組成物は、インビトロ又はインビボにおいて本開示の任意の方法で使用することができる。
同様に、本開示は、単離された又は精製された本開示の薬剤を意図する。本明細書に記載される薬剤の任意の機能的及び/又は構造的特徴に基づいて記載されている本開示の薬剤は、単離された薬剤又は精製された薬剤として提供され得る。このような単離された又は精製された薬剤は、本明細書に記載されるインビトロ又はインビボでの任意の方法における使用法を含むインビトロ又はインビボでの数々の使用法を有する。
XVI.適用
本明細書に記載される組成物(例えば、粒子及びその医薬組成物)は、様々な診断及び治療的適用において有用である。例えば、本明細書に記載される粒子は、癌を治療する、対象から毒を除去する又はウイルス若しくは細菌感染症を治療するために使用することができる。
治療的適用は、本明細書に記載される1つ以上の組成物を対象、例えば、ヒト対象に投与経路に部分的に依存した様々な方法を使用して投与することを含む。経路は、例えば、静脈注射若しくは注入(IV)、皮下注射(SC)、腹腔内(IP)注射又は筋肉内注射(IM)が可能である。
投与は、例えば、局所注入、注射によって、又はインプラントによって行うことができる。インプラントは、シアラスティック膜などの膜又は繊維を含む多孔質、非多孔質又はゼラチン質の材料のものであってもよい。インプラントは、組成物を対象に持続的又は周期的に放出するよう構成されてもよい(例えば、それぞれの開示はその全体が参照により組み込まれる、米国特許出願公開第2008/0241223号;米国特許第5,501,856号;同第5,164,188号;同第4,863,457号;及び同第3,710,795号;欧州特許第488401号;並びに欧州特許第430539号を参照されたい)。組成物は、例えば、拡散性、侵食性又は対流性システム、例えば、浸透圧ポンプ、生分解性インプラント、電気拡散システム、電気浸透システム、蒸気圧ポンプ、電気分解ポンプ(electrolytic pump)、起泡ポンプ(effervescent pump)、圧電ポンプ、侵食ベースのシステム又は電気機械システムベースの埋め込み型のデバイスによって対象に送達されてもよい。
本明細書で使用するとき、インビボ設定における「有効量」又は「治療有効量」なる用語は、治療される障害の1つ以上の症状を治療、阻害若しくは緩和する、又は他には所望の薬理学的及び/若しくは生理学的効果をもたらす、例えば、抗原に対する免疫応答を調節する(例えば、向上させる)のに十分な投与量を意味する。正確な投与量は、対象に依存する変化要素(例えば、年齢、免疫系の健康など)、疾患及び行われる治療などの様々な要因により変化する。
いくつかの態様において、本発明は、本明細書に記載されるナノ粒子を含む組成物を患者に投与することによって、患者の疾患又は状態を治療又は予防する方法に関する。いくつかの実施形態において、本発明は、本明細書に記載されるナノ粒子を含む組成物を患者に投与することによって、患者の体液(例えば、血液及び/又は細胞外液)中の生体分子の濃度などの患者の生体分子の濃度を低下させる方法に関する。
本明細書で使用するとき、哺乳動物は、ヒト、非ヒト霊長類(例えば、サル、ヒヒ若しくはチンパンジー)、ウマ、ウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、イヌ、ネコ、ウサギ、モルモット、スナネズミ、ハムスター、ラット又はマウスであり得る。いくつかの実施形態において、哺乳動物は、乳児(例えば、ヒト乳児)である。特定の好ましい実施形態において、対象はヒトである。
本明細書で使用するとき、「予防を必要とする」、「治療を必要とする」又は「それを必要とする」対象哺乳動物とは、適切な医療従事者(例えば、ヒトの場合は医師、看護師又はナースプラクティショナー;非ヒト哺乳動物の場合は獣医師)の判断により与えられる治療によって合理的に利益を得る哺乳動物を指す。
「予防すること」という用語は当該技術分野において認められ、状態に関して使用される場合、当該技術分野において十分に理解され、組成物を投与されない対象と比較して対象哺乳動物における医学的状態の症状の頻度を低減するか、又はその発症を遅延させる組成物の投与を含む。
本明細書に記載される任意の組成物の適したヒトの用量は、例えば、第I相用量漸増試験においてさらに評価されてもよい。例えば、van Gurp et al., Am J Transplantation 8(8):1711-1718 (2008); Hanouska et al., Clin Cancer Res 13(2, part 1):523-531 (2007);及びHetherington et al., Antimicrobial Agents and Chemotherapy 50(10):3499-3500 (2006)を参照されたい。
方法は、生体分子を標的とする複数の粒子を含む組成物を対象に投与する前に、対象中(例えば、対象の血液の血清中)の目的とする生体分子の濃度を測定することをさらに含み得る。方法は、例えば、対象中(例えば、対象の血液の血清中)の生体分子の濃度及び/又は対象の身長、体重及び/若しくは年齢に基づいて、対象に投与する粒子の数を計算することをさらに含み得る。
このような組成物の毒性及び治療効果は、細胞培養又は実験動物(例えば、癌、毒性又は感染の動物モデル)における公知の薬学的手順によって決定され得る。これらの手順は、例えば、LD50(集団の50%に対して致死的な用量)及びED50(集団の50%において治療効果のある用量)を決定するために使用することができる。毒作用と治療効果の間の用量比は治療指数であり、これは、LD50/ED50比として表すことができる。高い治療指数を示す薬剤が好ましい。毒性副作用を示す組成物が使用されてもよいが、このような化合物を冒された組織の部位に導く送達システムを設計し、正常な細胞に対する損傷の可能性を最小限にし、それにより副作用を低減するよう注意を払わなければならない。
細胞培養アッセイ及び動物試験から得られたデータは、ヒトに使用するための投与量の範囲を処方する際に使用することができる。このような組成物の投与量は、一般的に毒性がわずかであるか又は毒性がないED50を含む組成物の循環濃度の範囲内にある。投与量は、利用される剤形及び利用される投与経路によりこの範囲内で変化してもよい。治療有効用量は、最初に細胞培養アッセイから推定することができる。用量は、動物モデルにおいて細胞培養で決定されるIC50(すなわち、症状の最大の阻害の半分を達成する抗体の濃度)を含む循環血漿中濃度範囲を達成するよう処方されてもよい。このような情報は、ヒトにおいて有用な用量をさらに正確に決定するために使用され得る。血漿中の濃度は、例えば、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって測定されてもよい。いくつかの実施形態において、例えば、局所投与が所望の場合、細胞培養又は動物モデル化を使用して、局所部位内で治療有効濃度を達成するのに必要とされる用量を決定することができる。
本明細書に記載される任意の方法のいくつかの実施形態において、粒子は、哺乳動物に1つ以上の付加的な治療用薬剤(例えば、感染を治療するため又は癌を治療するための治療用薬剤)とともに投与することができる。
いくつかの実施形態において、粒子及び付加的な治療用薬剤は、哺乳動物に異なる投与の経路を使用して投与されてもよい。例えば、付加的な治療用薬剤は、皮下又は筋肉内に投与することができ、粒子は静脈内に投与することができる。
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、対象中の生体分子の濃度を測定することを含む。例えば、方法は、対象の血液中の生体分子の濃度を測定することを含み得る。方法は、生体分子を標的とする複数の粒子(すなわち、生体分子に選択的に結合する薬剤を含む、本明細書に記載される複数の粒子)を含む組成物を対象に投与することをさらに含み得る。測定ステップは、粒子の適切な投与を可能にすることができる。したがって、測定ステップは、組成物を投与する前に実施されてもよい。それにもかかわらず、測定ステップは、例えば、組成物の有効性を評価するために、組成物を投与した後に行ってもよい。方法は、例えば、生体分子の測定された濃度に照らして保証されている場合、複数の粒子を含む組成物の2回目の用量又はその後の用量を対象に投与することをさらに含み得る。このようにして、生体分子の濃度は、例えば、対象中の生体分子の濃度を反復して測定し、様々な用量又は速度で組成物を投与することによって滴定することができる。同様に、対象に投与される粒子の数は、粒子によって標的化される生体分子の濃度に対して滴定され得る。
対象における生体分子の濃度又は対象に投与される粒子の数のいずれかを滴定することは、例えば、生体分子が(例えば、腫瘍における)有害な局所的作用に寄与するが、有益な全身的作用を有する場合に特に有用であり得る。したがって、複数の粒子は、局所に生体分子を結合させるために、患者の局所内に又は隣接して挿入することができ、生体分子の全身濃度を監視して、追加の粒子を対象に安全に投与することができるかどうかを決定してもよい。
対象中の生体分子の濃度又は対象に投与される粒子の数のいずれかを滴定することは、例えば、生体分子の濃度を所定の範囲内に維持するために有用であり得る。所定の範囲は、健康状態に関連付けられる範囲であってもよく、例えば、対象は、生体分子を過剰生産しているか、又は所定の範囲が治療範囲であってもよい。このような滴定は、ホルモンの過剰分泌によって引き起こされる疾患を治療する方法において特に有用であり得る。例えば、粒子は、例えば末端肥大症又は巨人症を治療する方法において使用するために、生体分子成長ホルモンに結合する薬剤を含むことができ、このような粒子は、成長ホルモンのレベルが健康な範囲に維持することを確実にするために滴定され得る。粒子は、例えば甲状腺機能亢進症を治療する方法における使用のために、生体分子チロキシン及び/又はトリヨードチロニンに結合する薬剤を含むことができ、このような粒子は、チロキシン及び/又はトリヨードチロニンのレベルが健康な範囲に維持することを確実にするために滴定され得る。粒子は、例えば、クッシング病を治療する方法における使用のために、生体分子副腎皮質刺激ホルモン又はコルチゾールに結合する薬剤を含むことができ、このような粒子は、副腎皮質刺激ホルモン及び/又はコルチゾールのレベルが健康な範囲に維持することを確実にするために滴定され得る。治療範囲の一例は、血液凝固因子、例えば、第VIII因子、第IX因子、又は第XI因子の、ある期間の血液凝固を阻害する範囲についての滴定を含む。このような範囲は、正常で健康な濃度以下であり得るが、治療範囲は、例えば、特定の患者の血栓症又は虚血を阻害するために有用であり得る。
XVII.養子細胞移植療法
方法は、本明細書に記載される複数の粒子を含む組成物を、養子細胞移植療法(ACT)を受けた対象に投与することを含み得る。方法は、本明細書に記載される複数の粒子を含む組成物を、養子細胞移植療法から利益を得る可能性のある対象に投与することを含み得る。方法は、複数の粒子を含む組成物の投与前、投与後、又は投与と同時に、患者に養子細胞移植療法を施すことをさらに含み得る。
養子細胞移植療法は、リンパ球を含む組成物を対象に投与することを含み得る。リンパ球は、腫瘍浸潤性リンパ球(TIL)などのTリンパ球(すなわち、T細胞)であり得る。好ましい実施形態において、リンパ球は、腫瘍浸潤性リンパ球などのTリンパ球である。リンパ球を含む組成物は、リンパ球ではない細胞を実質的に含まなくてもよく、例えば、組成物は、骨髄前駆細胞(例えば、赤血球、肥満細胞、好塩基球、好中球、好酸球、単球、マクロファージ、巨核球、血小板)由来の細胞及び細胞断片を実質的に含まなくてもよい。リンパ球を含む組成物は、T細胞ではない細胞を実質的に含まなくてもよく、例えば、組成物は、ナチュラルキラー細胞、B細胞、及び/又は形質細胞を実質的に含まなくてもよい。リンパ球を含む組成物は、細胞が本質的にT細胞からなる細胞を含み得る。リンパ球を含む組成物は、腫瘍浸潤性リンパ球ではない細胞を実質的に含まなくてもよい。リンパ球を含む組成物は、腫瘍浸潤性リンパ球を含み得る。リンパ球を含む組成物は、細胞が本質的に腫瘍浸潤性リンパ球からなる細胞を含み得る。
リンパ球を含む組成物は、例えば、リンパ球が外因性核酸を含む組換えリンパ球を含み得る。例えば、リンパ球は、キメラ抗原レセプター(CAR)を含み得る。同様に、リンパ球は、例えば、移植片対宿主免疫応答又は宿主対移植片免疫応答(例えば、同種異系移植などの非自己移植の場合)の危険性を低下させる遺伝子ノックアウトを含むことができる。いくつかの実施形態において、リンパ球を含む組成物は、組換え腫瘍浸潤リンパ球などの組換えT細胞を含むことができ、例えば、リンパ球は、組換え腫瘍浸潤リンパ球などの組換えT細胞であり得る。
養子細胞移植療法は、自己移植又は同種異系移植などの非自己移植を含むことができる。
対象は、対象に組成物を投与する前の約6カ月、約5カ月、約4カ月、約3カ月、約2カ月、約1カ月、約4週間、約3週間、約2週間、約14日、約13日、約12日、約11日、約10日、約9日、約8日、約7日、約6日、約5日、約4日、約3日、約2日又は1日前などの、対象に組成物を投与する約1年前に養子細胞移植治療を受けていてもよい。方法は、対象にリンパ球を含む組成物を投与した後の約6カ月、約5カ月、約4カ月、約3カ月、約2カ月、約1カ月、約4週間、約3週間、約2週間、約14日、約13日、約12日、約11日、約10日、約9日、約8日、約7日、約6日、約5日、約4日、約3日、約2日又は1日未満などの、対象にリンパ球を含む組成物を投与した後の約1年未満に複数の粒子を含む組成物を投与することを含み得る。方法は、対象にリンパ球を含む組成物を投与してから約6カ月、約5カ月、約4カ月、約3カ月、約2カ月、約1カ月、約4週間、約3週間、約2週間、約14日、約13日、約12日、約11日、約10日、約9日、約8日、約7日、約6日、約5日、約4日、約3日、約2日又は1日以内などの、対象にリンパ球を含む組成物を投与してから約1年以内に複数の粒子を含む組成物を投与することを含み得る。
養子細胞移植療法は、子宮頸癌、乳癌、リンパ腫、白血病、慢性リンパ性白血病、濾胞性リンパ腫、大細胞リンパ腫、リンパ芽球性白血病、骨髄性白血病、多発性骨髄腫、胆管癌、結腸直腸癌、神経芽細胞腫、肺癌、肉腫、滑膜肉腫、又は黒色腫などの新生物を有する対象において特に有効であり得る。それにもかかわらず、養子細胞移植療法は、重篤な又は生命を脅かす感染(例えば、HIV)などの他の疾患を治療するために有用であり得る。
XVIII.新生物に関連する選択される適用
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される粒子は、癌を患う対象の治療に有用な場合がある。本明細書に記載される粒子組成物に有用な例示的な薬剤、及び/又はこのような粒子によって捕捉され得る可溶性生体分子は、本明細書に記載され(例えば、表2)、当該技術分野において公知である。例えば、sTNFR、MMP2、MMP9、sIL-2R、sIL-1受容体などを捕捉することができる粒子は、癌を治療するのに及び/又は脱免疫阻害を軽減することによって癌に対する免疫応答を向上させるのに有用である。
免疫療法に対する脱免疫阻害アプローチは、多くの癌患者が、一般的に、総合的には免疫学的に十分であるが、その免疫系は、腫瘍の微小環境において局所的に阻害されているという概念に部分的に基づく。本開示の粒子を投与することによって免疫系のこの阻害が軽減されれば、患者自身の免疫系が腫瘍に作用する可能性がある。このようにして、特定の実施形態において、本開示の粒子は、免疫応答を誘発するために細胞表面受容体と結合することが意図される外来性の活性サイトカインを加えることによって患者の免疫系を過剰刺激する必要のない及び/又は別の方法で患者の免疫系を過剰刺激しない免疫療法アプローチを提供する。
理論に縛られるものではないが、癌患者は、一般的に、免疫学的に十分であるため、腫瘍抗原を認識するリンパ球の能力は、腫瘍によって一般的に影響を受けない。したがって、リンパ球は、すべての異常な細胞クラスターに引き寄せられるため、腫瘍微小環境に引き寄せられ、その場所でサイトカイン及び腫瘍壊死因子(免疫系の主要な細胞傷害性の「剣」であるTNF、例えば、TNFアルファ)などの細胞傷害性因子はリンパ球から微小環境に突き進む。癌細胞が代わりにウイルス感染細胞である場合、TNF(TNFアルファなど)が感染細胞の表面にあるTNF受容体(TNFR)と結合し、TNFに対するR1若しくはR2型受容体が結合しているかどうかに応じてアポトーシス又は酸化ストレスのいずれかによって結果として急速に破壊される。言い換えると、腫瘍及び/又は腫瘍抗原の存在に刺激されない通常の免疫応答の状況において、リンパ球によって配置されるTNFは、免疫応答を開始する一部として細胞表面TNF受容体(R1及び/又はR2受容体)と結合することができる。腫瘍の状況であっても、リンパ球は腫瘍部位に動員される。
しかしながら、多くのタイプの癌細胞は、TNF受容体(両タイプ)を過剰産生し、それを腫瘍の周囲に雲状に脱離する点でウイルス感染細胞などの他の異常な細胞タイプとは異なる挙動をする。このようにして、癌細胞及び/又は腫瘍の微小環境は、ある量の可溶性TNF受容体を含む。理論に縛られるものではないが、腫瘍微小環境における可溶性TNF受容体濃度は、健康な細胞、例えば、同じ組織タイプの健康な細胞の微小環境において見られる濃度を上回る。さらに又はあるいは、TNF受容体の脱離の率及び程度は、健康な細胞からよりも癌細胞で大きい。さらに、理論に縛られるものではないが、癌患者の血漿において見られる可溶性TNF受容体の濃度は、特定の実施形態において、健康な患者においてよりもさらに高い場合もある。
上記のメカニズムにかかわらず、このモデルにおいて、これらの脱離された可溶性TNF受容体は、動員されたリンパ球によって内因的に放出されたTNFと結合して、内因性TNFを中和し、腫瘍の周囲に免疫学的恩恵の泡を効果的に作り出し、その中で腫瘍は増大し続け、さらにTNF受容体を脱離する。言い換えると、脱離された可溶性TNF受容体は、リンパ球によって内因的に産生されたTNFアルファを吸い取り、TNFが癌細胞にある細胞表面TNF受容体と結合するのを妨げるか又は阻害する。これが、癌細胞上の細胞表面TNF受容体と結合することができるTNFを減少させるか、又は除去する。可溶性TNF受容体は、TNFアルファとの結合に関して本質的に打ち勝ち、したがって、細胞表面のTNF受容体と結合するためのTNFアルファなどのTNFの活性を低下させる。
上記のシナリオがIL-2及び脱離された可溶性IL-2受容体との関連で同様に展開される可能性がある。
いくつかの実施形態において、生体分子は、アポトーシスで癌細胞によって放出される毒素である。
本開示は、癌において脱離された受容体によって作り出される免疫系の阻害を軽減する(例えば、免疫脱阻害)ために全身又は局所的に展開することができる薬理学的アプローチを提供する。本開示は、癌細胞及び腫瘍の微小環境においてなど可溶性TNF受容体及び/又は可溶性IL-2受容体(若しくは免疫脱阻害をもたらすあらゆる他の可溶性生体分子)の量及び/又は活性を低減する(例えば、活性を中和する)ための方法及び組成物を提供する。理論に縛られるものではないが、例えば、可溶性TNF受容体(例えば、腫瘍微小環境にあるものなど)の量及び/又は活性の低減は、癌細胞などの細胞の増殖(proliferation)、増殖(growth)又は生存を阻害するための方法の一部として使用することができる。特定の実施形態において、これは、癌細胞などの細胞の生存を阻害するために使用されてもよい。例示的な方法及び薬剤は、本明細書に記載される。
制御性T細胞(TREG)は、例えば、過活動のT細胞又は長期のT細胞作用によって引き起こされる自己免疫疾患を回避するために、免疫応答を抑える手段として癌細胞と同じリガンドを分泌することができる。例えば、CD80/B7-1及びCD86/B7-2は、T細胞にあるCTLA-4受容体と結合し、T細胞の活性を阻害する。本明細書に記載されている粒子は、CTLA-4受容体を遮断するよりむしろ、CD80/B7-1及び/又はCD86/B7-2を捕捉するよう設計され得る。同様に、本明細書に記載されている粒子は、例えば、PD-1受容体を含む粒子を使用して、PD-1Lなどの他の免疫チェックポイント阻害剤を捕捉するよう設計され得る。このような粒子組成物は、癌の治療のために免疫系を刺激することに対する他のアプローチを超えたいくつかの利益をもたらす。
標的は、例えば、可溶性PD-L2とPD1の間の相互作用を阻害するための可溶性PD-L2であってもよい。薬剤はPD1であってもよい。可溶性PD-L2とPD1の間の相互作用の阻害は、PD1がPD-L2の膜結合バージョンに結合することを可能にし、それによって癌細胞のアポトーシスを促進する。標的は可溶性PD1であり得る。薬剤は、PD-L2、可溶性PD-L2若しくはその変異体などのPD1のリガンド、又はニボルマブ若しくはペムブロリズマブなどの抗PD1抗体であってもよい。PD1(すなわち、可溶性PD1)及びそのリガンドを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、自己免疫疾患の治療に特に有用であり得る。
標的は、例えば、B7-1又はB7-2と可溶性CTLA4の間の相互作用を阻害するための可溶性CTLA4であってもよい。薬剤は、可溶性B7-1、可溶性B7-2若しくはその変異体などのCTLA4のリガンド、又はイピリムマブ若しくはトレメリムマブなどの抗CTLA4抗体であってもよい。B7-1又はB7-2と可溶性CTLA4の間の相互作用の阻害は、B7-1又はB7-2がT細胞上のCD28に結合することを可能にし、それによってT細胞の活性化を促進する。CTLA4(すなわち、可溶性CTLA4)を標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、黒色腫、及び非小細胞肺癌などの肺癌の治療に特に有用であり得る。
薬剤は、アデノシン受容体のアデノシン結合部分などの、アデノシンに特異的に結合するタンパク質であってもよい。標的はアデノシンであってもよい。アデノシンを標的とする粒子は、固形腫瘍の治療に特に有用であり得、このような粒子は、例えば、腫瘍微小環境内のアデノシンシグナル伝達を阻害するために固形腫瘍に注入され得る。
薬剤は、例えばオステオプロテゲリンのリガンドに選択的に結合させるための、オステオプロテゲリン又はそのリガンド結合部分であってもよい。オステオプロテゲリンのリガンドを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、乳癌などの癌の治療に特に有用であり得る。
いくつかの実施形態において、対象は、癌を有するか、癌を有することが疑われているか、又は癌を発症する危険性がある対象である。いくつかの実施形態において、対象は、自己免疫疾患を有するか、自己免疫疾患を有することが疑われているか、又は自己免疫疾患を発症する危険性がある対象である。
本明細書で使用するとき、癌を「発症する危険性がある」対象とは、1つ以上(例えば、2、3、4、5、6、7又は8つ以上)の、癌を発症する危険因子を有する対象である。例えば、癌を発症する危険性がある対象は、癌を発症する素因(すなわち、腫瘍抑制遺伝子における突然変異などの癌を発症する遺伝的素因(例えば、BRCA1、p53、RB若しくはAPCに突然変異)を有する可能性があるか、又は状態をもたらす可能性のある条件に曝露されたことがある。このように、対象は、対象が突然変異誘発濃度又は発癌濃度の特定の化合物(例えば、アクロレイン、ヒ素、ベンゼン、ベンゾ[a]アントラセン、ベンゾ[a]ピレン、ポロニウム210(ラドン)、ウレタン又はビニルクロライドなどのタバコの煙にある発癌性化合物)に曝露されると「癌を発症する危険性がある」対象であり得る。さらに、対象は、対象が、例えば、大量の紫外線若しくはX線照射に曝露されたか、又は腫瘍の原因/関連ウイルス、例えば、パピローマウイルス、エプスタイン・バーウイルス、B型肝炎ウイルス若しくはヒトT細胞白血病-リンパ腫ウイルスに曝露された(例えば、感染した)場合に「癌を発症する危険性がある」可能性がある。癌は、無制御の細胞の分裂及び浸潤により隣接する組織へ直接増大すること又は転移(この場合、癌細胞が血流若しくはリンパ系により運ばれる)により遠隔部位に植え込まれることのいずれかによるその広がる能力によって特徴づけられる疾患又は障害の種類である。癌は、あらゆる年齢の人に発症する可能性があるが、危険性は、年齢とともに増加する傾向にある。癌のタイプとしては、例えば、肺癌、乳癌、結腸癌、膵臓癌、腎臓癌、胃癌、肝臓癌、骨癌、血液癌、神経組織の癌(例えば、多形神経膠芽腫などの膠芽腫)、黒色腫、甲状腺癌、卵巣癌、精巣癌、前立腺癌、子宮頸癌、膣癌又は膀胱癌を挙げることができる。特定の好ましい実施形態において、患者(又は対象)は、各々が疾患を悪化させる可能性のある細胞外生体分子に特に感受性である、脳癌、子宮内膜癌、前立腺癌、腎臓ガン又は扁平上皮癌(例えば、頭頸部の扁平上皮癌)を有する。
同様に、感染症を発症する危険性がある対象とは、病原性微生物への曝露の可能性を高める1つ以上の危険因子を有する対象である。
癌又は感染症「の疑いがある」対象とは、癌又は感染症の1つ以上の症状を有する対象である。癌又は感染症を発症する危険性があるか、又はそれがある疑いがある対象は、目的とする種内のすべての対象を含む訳ではないことを理解すべきである。
いくつかの実施形態では、方法は、対象が癌を有するかどうかを決定することを含む。
XIX.炎症性障害及び自己免疫障害に関連する選択された適用
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される粒子は、炎症性障害及び/又は自己免疫障害を治療するために使用することができる。本明細書に記載される粒子組成物に有用な例示的な薬剤、及び/又はこのような粒子によって捕捉され得る可溶性生体分子は、本明細書に記載され(例えば、表2)、当該技術分野において公知である。例えば、サイトカイン(例えば、TNFα又はIL-2、IL-6、又はIL-1などのインターロイキン)又はケモカイン(例えば、CXCL8又はCXCL1)を捕捉することができる粒子は、様々な自己免疫障害及び/又は炎症性障害を治療するために有用であり得る。
薬剤は、可溶性CD28又はそのリガンド結合部分、例えば、可溶性B7(例えば可溶性B7-1又は可溶性B7-2)などのCD28のリガンドを選択的に結合するためのものであり得る。薬剤はガリキシマブであってもよい。標的は、可溶性B7などのCD28のリガンドであってもよい。CD28のリガンドを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、全身性エリテマトーデスなどの狼瘡の予防又は治療に特に有用であり得る。
薬剤は、例えば、可溶性B7-H4に選択的に結合するための抗B7-H4抗体であってもよい。標的は可溶性B7-H4であってもよい。可溶性B7-H4を標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、関節リウマチ及び若年性特発性関節炎などの関節炎の治療に特に有用であり得る。
薬剤は、例えば、ICOSL(誘導性共刺激リガンド;CD275)などのCD278のリガンドに選択的に結合させるための可溶性CD278(誘導性共刺激;「ICOS」)又はそのリガンド結合部分であり得る。標的は、ICOSLなどのCD278のリガンドであってもよい。CD278のリガンドを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、全身性エリテマトーデスなどの狼瘡の予防又は治療に特に有用であり得る。
薬剤は、例えば、CD275(誘導性共刺激リガンド;「ICOSL」)に選択的に結合させるための抗CD275抗体であり得る。標的はCD275であり得る。CD275を標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、全身性エリテマトーデスなどの狼瘡の予防又は治療に特に有用であり得る。
薬剤は、例えば、CD40L(CD40リガンド;CD154)に選択的に結合させるためのダピロリズマブ、ルプリズマブ又はトラリズマブなどの抗CD40L抗体であり得る。標的はCD40Lであり得る。CD40Lを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、狼瘡、例えば全身性エリテマトーデス、関節炎、例えば関節リウマチ、コラーゲン誘導性関節炎、及び若年性特発性関節炎、及びシェーグレン症候群の予防又は治療に特に有用であり得る。
薬剤は、例えば、CD252(OX40リガンド;「OX40L」)などのCD134のリガンドに選択的に結合させるための可溶性CD134(OX40)又はそのリガンド結合部分であり得る。標的は、CD252などのCD134のリガンドであり得る。CD134のリガンドを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、狼瘡、例えばループス腎炎、その症状、例えば糸球体腎炎、及び全身性硬化症の予防又は治療に特に有用であり得る。
薬剤は、例えば、4-1BBのリガンド、例えば可溶性4-1BBリガンド(可溶性4-1BBL)を選択的に結合させるための4-1BB(CD137)又はそのリガンド結合部分であり得る。標的は、4-1BBのリガンド、例えば可溶性4-1BBリガンドであり得る。4-1BBのリガンドを標的とする粒子は、他の疾患及び状態に加えて、狼瘡、例えば全身性エリテマトーデス、及び関節炎、例えば関節リウマチの予防又は治療に特に有用であり得る。
薬剤は、例えば、可溶性4-1BB(可溶性CD137)を選択的に結合するための4-1BBリガンドであり得る。薬剤は、抗4-1BB抗体、例えばウレウマブであってもよい。標的は可溶性4-1BBであり得る。可溶性4-1BBを標的とする粒子は、癌を含む他の疾患及び状態に加えて、慢性関節リウマチなどの関節炎の予防又は治療に特に有用であり得る。いくつかの実施形態において、炎症性障害は、例えば、急性播種性脳脊髄炎;アジソン病;強直性脊椎炎;抗リン脂質抗体症候群;自己免疫性溶血性貧血;自己免疫性肝炎;自己免疫内耳疾患;水疱性類天疱瘡;シャーガス病;慢性閉塞性肺疾患;セリアック病;皮膚筋炎;真性糖尿病1型;真性糖尿病2型;子宮内膜症;グッドパスチャー症候群;グレーブス病;ギランバレー症候群;橋本病;特発性血小板減少性紫斑病;間質性膀胱炎;全身性エリテマトーデス(SLE);代謝症候群、多発性硬化症;重症筋無力症;心筋炎、ナルコレプシー;肥満;尋常性天疱瘡;悪性貧血;多発性筋炎;原発性胆汁性肝硬変;関節リウマチ;統合失調症;強皮症;シェーグレン症候群;血管炎;白斑;ウェゲナー肉芽腫症;アレルギー性鼻炎;前立腺癌;非小細胞肺癌;卵巣癌;乳癌;黒色腫;胃癌;結腸直腸癌;脳腫瘍;転移性骨障害;膵臓癌;リンパ腫;鼻ポリープ;胃腸癌;潰瘍性大腸炎;クローン病;コラーゲン性大腸炎;リンパ球性大腸炎;虚血性大腸炎;転位性大腸炎;ベーチェット症候群;感染性大腸炎;不確定な大腸炎;炎症性肝障害、エンドトキシンショック、リウマチ様脊椎炎、強直性脊椎炎、痛風性関節炎、多発性筋痛症、アルツハイマー病、パーキンソン病、てんかん、AIDS認知症、喘息、成人呼吸窮迫症候群、気管支炎、嚢胞性線維症、急性白血球介在性肺傷害、遠位性直腸炎、ウェゲナー肉芽腫症、線維筋痛、気管支炎、嚢胞性線維症、ブドウ膜炎、結膜炎、乾癬、湿疹、皮膚炎、平滑筋増殖障害、髄膜炎、帯状疱疹、脳炎、腎炎、結核、網膜炎、アトピー性皮膚炎、膵炎、歯周性歯肉炎、凝固性壊死、液状壊死、フィブリノイド壊死、超急性移植拒絶、急性移植拒絶反応、慢性移植片拒絶、急性移植片対宿主病、慢性移植片対宿主病、又は上記のいずれかの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態において、自己免疫障害又は炎症性障害は、例えば、大腸炎、多発性硬化症、関節炎、関節リウマチ、変形性関節症、若年性関節炎、乾癬性関節炎、急性膵炎、慢性膵炎、糖尿病、インスリン依存性真性糖尿病(IDDM又はI型糖尿病)、インスリン炎、炎症性腸疾患、クローン病、潰瘍性大腸炎、自己免疫溶血症候群、自己免疫性肝炎、自己免疫性神経障害、自己免疫性卵巣不全、自己免疫性睾丸炎、自己免疫性血小板減少症、反応性関節炎、強直性脊椎炎、シリコーン移植に関連付けられる自己免疫疾患、シェーグレン症候群、全身性エリテマトーデス(SLE)、白血球症候群(例えば、巨細胞性動脈炎、ベーチェット病及びウェゲナー肉芽腫症)、白斑、自己免疫疾患の二次的血液学的徴候(例えば、貧血)、薬物誘導性自己免疫、橋本甲状腺炎、下垂体炎、特発性血小板性蛹、金属誘導性自己免疫、重症筋無力症、天疱瘡、自己免疫性難聴(例えば、メニエール病)、グッドパスチャー症候群、グレーブス病、HIV関連自己免疫症候群、及び/又はグランバレー病であり得る。
いくつかの実施形態において、自己免疫又は炎症性障害は過敏反応である。本明細書で使用するとき、「過敏症」は、望ましくない免疫系応答を指す。過敏症は4つのカテゴリーに分けられる。I型過敏症には、アレルギー(例えば、アトピー、アナフィラキシー、又は喘息)が含まれる。II型過敏症は、細胞傷害性/抗体媒介性(例えば、自己免疫性溶血性貧血、血小板減少症、胎児赤血球芽球症、又はグッドパスチャー症候群)である。III型は、免疫複合疾患(例えば、血清病、アルツス反応、又はSLE)である。IV型は、遅延型過敏症(DTH)、細胞媒介性免疫記憶応答、及び抗体非依存性(例えば、接触性皮膚炎、ツベルクリン皮膚試験、又は慢性移植拒絶)である。本明細書で使用するとき、「アレルギー」とは、IgEによる肥満細胞及び好塩基球の過剰な活性化を特徴とする疾患を意味する。ある種の場合において、IgEによる肥満細胞及び好塩基球の過剰な活性化は、炎症応答を(部分的に又は完全に)もたらす。ある種の場合において、炎症応答は局所的である。ある種の場合において、炎症反応は気道の狭窄(すなわち、気管支収縮)をもたらす。ある種の場合において、炎症応答は、鼻の炎症(すなわち、鼻炎)をもたらす。ある種の場合において、炎症反応は全身性(すなわち、アナフィラキシー)である。
いくつかの実施形態において、方法は、対象が自己免疫疾患を有するかどうかを決定することを含む。
XX.病原菌及び毒素に関連する選択された適用
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される粒子は、微生物(例えば、ウイルス若しくは細菌)、又はエンドトキシンなどの微生物の成分に結合するように設計することができる。したがって、本明細書に記載される粒子は、例えば、感染症(例えば、ウイルス感染症、例えばHPV、HBV、C型肝炎ウイルス(HCV)、レトロウイルス、例えばヒト免疫不全ウイルス(HIV-1及びHIV-2)、ヘルペスウイルス、例えばエプスタイン・バーウイルス(EBV)、サイトメガロウイルス(CMV)、HSV-1、及びHSV-2、並びにインフルエンザウイルス）の治療に有用であり得る。さらに、細菌、真菌及び他の病原性感染が含まれ、例えば、アスペルギルス、ブルギア、カンジダ、クラミジア、コクシジウム、クリプトコッカス、犬糸状虫、淋菌、ヒストプラスマ、リーシュマニア、マイコバクテリウム、マイコプラズマ、ゾウリムシ、百日咳、マラリア原虫、肺炎球菌、ニューモシスティス、リケッチア、サルモネラ菌、赤痢菌、ブドウ球菌、ストレプ卜コッカス、トキソプラズマ、及びコレラ菌が挙げられる。例示的な種としては、淋菌(Neisseria gonorrhea)、結核菌(Mycobacterium tuberculosis)、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis)、膣トリコモナス(Trichomonas vaginalis)、ヘモフィルス・バギナリス(Haemophilus vaginalis)、B群連鎖球菌種、マイコプラズマ・ホミニス(Microplasma hominis)、軟性下疳菌(Hemophilus ducreyi)、鼠径部肉芽腫(Granuloma inguinale)、性病性リンパ肉芽腫(Lymphopathia venereum)、梅毒トレポネーマ(Treponema pallidum)、ウシ流産菌(Brucella abortus)、マルタ熱菌(Brucella melitensis)、ブタ流産菌(Brucella suis)、イヌ流産菌(Brucella canis)、カンピロバクター・フィタス(Campylobacter fetus)、カンピロバクター・フィタス・インテスティナリス(Campylobacter fetus intestinalis)、レプトスピラ・ポモナ(Leptospira pomona)、リステリア菌(Listeria monocytogenes)、ブルセラ・オビス(Brucella ovis)、オウム病クラミジア(Chlamydia psittaci)、トリコモナス・フィタス(Trichomonas foetus)、トキソプラズマ原虫(Toxoplasma gondii)、大腸菌(Escherichia coli)、アクチノバチルス・エクーリ(Actinobacillus equuli)、ヒツジ流産菌(Salmonella abortus ovis)、ウマ流産菌(Salmonella abortus equi)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、コリネバクテリウム・エクイ(Corynebacterium equi)、コリネバクテリウム・ピオゲネス(Corynebacterium pyogenes)、アクチノバチルス・セミニス(Actinobaccilus seminis)、マイコプラズマ・ボビゲニタリウム(Mycoplasma bovigenitalium)、アスペルギルス・フミガツス(Aspergillus fumigatus)、アブシジア・ラモサ(Absidia ramosa)、トリパノソーマ・エクイペルズム(Trypanosoma equiperdum)、バベシア・カバリ(Babesia caballi)、破傷風菌(Clostridium tetani)、ボツリヌス菌(Clostridium botulinum);又は、真菌、例えば、パラコクシジオイデス・ブラジリエンシス(Paracoccidioides brasiliensis);又は他の病原体、例えば、熱帯熱マラリア原虫(Plasmodium falciparum)が挙げられる。また、国立アレルギー・感染症研究所(NIAID)の優先病原体が含まれる。これらには、カテゴリーA剤が含まれ、大痘瘡(天然痘)、炭疽菌(Bacillus anthracis)(炭疽菌(anthrax))、エルシニア・ペスチス(Yersinia pestis)(ペスト)、クロストリジウム・ボツリヌス毒素(ボツリヌス中毒症)、フランシセルラ・ツラレンシス(Francisella tularensis)(糸球体血症)、フィロウイルス(エボラ出血熱、マールブルグ出血熱)、アレナウイルス(ラッサ(ラッサ熱))、ジュニン(Junin)(アルゼンチン出血熱)及び関連ウイルス);カテゴリーB剤、例えば、コクシエラ・バーネッティ(Coxiella burnetti)(Q熱)、ブルセラ種(ブルセラ症)、類鼻疽菌(腺疫)、αウイルス(ベネズエラ脳脊髄炎、東部及び西部ウマ脳脊髄炎)、トウゴマ(ヒマシ)由来のリシン毒素、ウェルシュ菌のイプシロン毒素;ブドウ球菌エンテロトキシンB、サルモネラ種、志賀赤痢菌(Shigella dysenteriae)、大腸菌O157:H7、コレラ菌、クリプトスポリジウム・パルヴム(Cryptosporidium parvum);カテゴリーC剤、例えば、ニパウイルス、ハンタウイルス、ダニ媒介性出血熱ウイルス、ダニ媒介性脳炎ウイルス、黄熱病及び多剤耐性結核;蠕虫、例えば、住血吸虫(Schistosoma)及びタエニア(Taenia);及び原生動物、例えば、リーシュマニア(例えば、L.メキシカナ(L. mexicana))及び熱帯熱マラリア原虫(Plasmodium)が挙げられる。
標的は、ウイルスタンパク質であり得る。ウイルスタンパク質は、アルボウイルス、アデノウイルス、アルファウイルス、アレナウイルス、アストロウイルス、BKウイルス、ブニヤウイルス、カリシウイルス、セルコピテシンヘルペスウイルス1、コロラドダニ熱ウイルス、コロナウイルス、コクサッキーウイルス、クリミア-コンゴ出血熱ウイルス、サイトメガロウイルス、デングウイルス、エボラウイルス、エキノウイルス、エコーウイルス、エンテロウイルス、エプスタイン-バーウイルス、フラビウイルス、口蹄疫ウイルス、ハンタウイルス、A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、単純ヘルペスウイルスI、単純ヘルペスウイルスII、ヒトヘルペスウイルス、ヒト免疫不全ウイルスI型(HIV-I)、ヒト免疫不全ウイルスII型(HIV-II)、ヒトパピローマウイルス、ヒトT細胞白血病ウイルスI型、ヒトT細胞白血病ウイルスII型、インフルエンザ、日本脳炎、JCウイルス、ジュニンウイルス、レンチウイルス、マチュポウイルス、マールブルグウイルス、疹ウイルス、ムンプスウイルス、ナプスウイルス、ノロウイルス、ノーウォークウイルス、オルビウイルス、オルトミクソウイルス、パピローマウイルス、パポバウイルス、パラインフルエンザウイルス、パラミクソウイルス、パルボウイルス、ピコルナウイルス、ポリオウイルス、ポリオーマウイルス、ポックスウイルス、狂犬病ウイルス、レオウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、ライノウイルス、ロタウイルス、風疹ウイルス、サポウイルス、天然痘、トガウイルス、トスカナウイルス、水痘帯状疱疹ウイルス、西ナイルウイルス、又は黄熱病ウイルス由来であり得る。ウイルスタンパク質は、例えば、ウイルスキャプシドタンパク質又はウイルスエンベロープタンパク質であり得る。
標的は、細菌タンパク質又は細胞壁の成分であり得る。例えば、細菌タンパク質又は細胞壁の成分は、イスラエル放線菌(Actinomyces israelii)、炭疽菌(Bacillus anthracis)、バチルス・セレウス(Bacillus cereus)、バクテロイデス・フラギリス(Bacteroides fragilis)、バルトネラ・ヘンセラ(Bartonella henselae)、バルトネラ・キンタナ(Bartonella Quintana)、ボルデテラ・ペルツシス(Bordetella pertussis)、ボレリア・ブルグドルフェリ(Borrelia burgdorferi)、ボレリア・ガリニイ(Borrelia garinii)、ボレリア・アフゼリ(Borrelia afzelii)、ボレリア・レカレンチス(Borrelia recurrentis)、ブルセラ・アボルツス(Brucella abortus)、ブルセラ・カニス(Brucella canis)、ブルセラ・メリテンシス(Brucella melitensis)、ブルセラ・スイス(Brucella suis)、カンピロバクター・ジェジュニ(Campylobacter jejuni)、クラミジア・ニューモニエ(Chlamydia pneumoniae)、クラミジア・トラコマチス(Chlamydia trachomatis)、クラミドフィラ・シタッシ(Chlamydophila psittaci)、クロストリジウム・ボツリヌス(Clostridium botulinum)、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)、クロストリジウム・パーフリンゲンス、クロストリジウム・テタニ(Clostridium tetani)、コリネバクテリウム・ジフテリアエ(Corynebacterium diptheriae,)、エーリキア・カニス(Ehrlichia canis)、エーリキア・チャフェネシス(Ehrlichia chaffeensis)、エンテロコッカス・フェカリス(Enterococcus faecalis)、エンテロコッカス・フェシウム(Enterococcus faecium)、大腸菌(Escherichia coli)、野兎病菌(Francisella tularensis)、ヘモフィルス・インフルエンザ(Haemophilus influenzae)、ヘモフィルス・バギナリス(Haemophilus vaginalis)、ヘリコバクター・ピロリ(Helicobacter pylori)、クレブシエラ・ニューモニエ(Klebsiella pneumoniae)、レジオネラ・ニューモフィラ(Legionella pneumophila)、レプトスピラ・インテロガンス(Leptospira interrogans)、レプトスピラ・サンタロサイ(Leptospira santarosai)、レプトスピラ・ウェイリイ(Leptospira weilii)、レプトスピラ・ノグチイ( Leptospira noguchii)、リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)、マイコバクテリウム・レプラエ(Mycobacterium leprae)、マイコバクテリウム・ツベルクローシス(Mycobacterium tuberculosis)、マイコバクテリウム・ウルセランス(Mycobacterium ulcerans)、マイコプラズマ・ニューモニエ(Mycoplasma pneumoniae)、淋菌(Neisseria gonorrhoeae)、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、ノカルディア・アステロイデス(Nocardia asteroides)、リケッチア・リケッチイ(Rickettsia rickettsii)、チフス菌(Salmonella typhi)、ネズミチフス菌(Salmonella typhimurium)、シゲラ・ソンネイ(Shigella sonnei)、志賀赤痢菌、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、表皮ブドウ球菌(Staphylococcus epidermidis)、スタフィロコッカス・サプロフィチカス(Staphylococcus saprophyticus)、ストレプトコッカス・アガラクチアエ(Streptococcus agalactiae)、ストレプトコッカス・ニューモニエ(Streptococcus pneumoniae)、ストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptococcus pyogenes)、ストレプトコッカス・ビリダンス(Streptococcus viridans)、梅毒トレポネーマ(Treponema pallidum)、ウレアプラズマ・ウレアリチクム(Ureaplasma urealyticum)、ビブリオ・コレラ(Vibrio cholerae,)、エルシニア・ペスチス(Yersinia pestis)、エルシニア・エンテロコリチカ(Yersinia enterocolitica)、又はエルシニア・シュードツベルクロシス(Yersinia pseudotuberculosis)由来である。
標的は、酵母若しくは真菌のタンパク質又は細胞壁の成分でありえる。例えば、酵母若しくは真菌のタンパク質又は細胞壁の成分が、アポフィソマイセス・バリアビリス(Apophysomyces variabilis)、アスペルギルス・クラバツス(Aspergillus clavatus)、アスペルギルス・フラバス(Aspergillus flavus)、アスペルギルス・フミガツス(Aspergillus fumigatus)、バシジオボラス・ラナラム(Basidiobolus ranarum)、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・グラブラタ(Candida glabrata)、カンジダ・グイリエルモンジイ(Candida guilliermondii)、カンジダ・クルセイ(Candida krusei)、カンジダ・ルシタニアエ(Candida lusitaniae)、カンジダ・パラプシロシス(Candida parapsilosis)、カンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis)、カンジダ・ステラトイデア(Candida stellatoidea)、カンジダ・ビスワナチイ(Candida viswanathii)、コニジオボラス・コロナツス(Conidiobolus coronatus)、コニジオボラス・インコングルオウス(Conidiobolus incongruous)、クリプトコッカス・アルビダス(Cryptococcus albidus)、クリプトコッカス・ガッチイ(Cryptococcus gattii)、クリプトコッカス・ラウレンチイ(Cryptococcus laurentii)、クリプトコッカス・ネオフォルマンス(Cryptococcus neoformans)、エンセファリトゾン・インテスチナリス(Encephalitozoon intestinalis)、エンテロシトゾン・ビエネウシ(Enterocytozoon bieneusi)、エキソフィアラ・ジェアンセルメイ(Exophiala jeanselmei)、フォンセカエア・コンパクタ(Fonsecaea compacta,)、フォンセカエア・ペドロソイ(Fonsecaea pedrosoi)、ゲオトリツム・カンジヅム(Geotrichum candidum)、ヒストプラズマ・カプスラツム(Histoplasma capsulatum)、リチセミア・コリンビフェラ(Lichtheimia corymbifera)、ムコア・インジクス(Mucor indicus)、パラコクシジオイデス・ブラシリエンシス(Paracoccidioides brasiliensis)、フィアロホラ・ベルルコサ(Phialophora verrucosa)、ニューモシスチス・カリニイ(Pneumocystis carinii)、ニューモシスチス・ジロベシイ(Pneumocystis jirovecii)、シューダルレシェリア・ボイジイ(Pseudallescheria boydii)、リノスポリジウム・セエベリ(Rhinosporidium seeberi)、フォードトルラ・ムシラジノサ(Rhodotorula mucilaginosa)、スタシボトリス・チャルタラム(Stachybotrys chartarum)、シンセファラストラム・ラセモスム(Syncephalastrum racemosum)、又はリゾプス・オリザエ(Rhizopus oryzae)由来であり得る。
標的は、原生動物タンパク質であり得る。原生動物タンパク質は、クリプトポスリジウム(Cryptosporidium)、ジアルジア・インテスチナリス(Giardia intestinalis)、ジアルジア・ラムブリア(Giardia lamblia)、リーシュマニア・エチオピカ(Leishmania aethiopica)、リーシュマニア・ブラジリエンシス(Leishmania braziliensis)、リーシュマニア・ドノバニ(Leishmania donovani)、リーシュマニア・インファンツム(Leishmania infantum)、リーシュマニア・マジョル(Leishmania major)、リーシュマニア・メキシカナ(Leishmania mexicana)、リーシュマニア・トロピカ(Leishmania tropica)、プラスモジウム・コアトネイ(Plasmodium coatneyi)、プラスモジウム・ファルシパラム(Plasmodium falciparum)、プラスモジウム・ガルンハミ(Plasmodium garnhami)、プラスモジウム・イヌイ(Plasmodium inui)、プラスモジウム・オドコイレイ(Plasmodium odocoilei)、トリコモナス・ガリナエ(Trichomonas gallinae)、膣トリコモナス、トリトリコモナス・フォエタス(Tritrichomonas foetus)、トリパノソーマ・ブルセイ(Trypanosoma brucei)、トリパノソーマ・クルージ(Trypanosoma cruzi)、トリパノソーマ・エクイペルダム(Trypanosoma equiperdum)、トリパノソーマ・エバンシ(Trypanosoma evansi)、トリパノソーマ・ルイス(Trypanosoma lewisi)、トリパノソーマ・ペスタナイ(Trypanosoma pestanai)、トリパノソーマ・スイス(Trypanosoma suis)、又はトリパノソーマ・バイバックス(Trypanosoma vivax)由来であり得る。
標的は、毒素、例えば、細菌毒素、植物毒素、又は動物毒素であり得る。毒素は、例えば、メリチン、ブレベトキシン、テトロドトキシン、クロロトキシン、破傷風毒素、ブンガロトキシン、ボツリヌス毒素、リシン、クロストリジウム・パーフリンゲンスのイプシロン毒素、ブドウ球菌エンテロトキシンB、又はエンドトキシンであり得る。
標的は、細菌細胞表面リポ多糖類、リポ多糖結合タンパク質、リポテイコ酸、細菌性リポタンパク質、細菌性ペプチドグリカン、リポアラビノマンナン、細菌性鞭毛タンパク質(例えば、フラゲリン)、プロフィリン、HSP70、ザイモサン、二本鎖RNA、細菌性リボソームRNA、又は非メチル化CpGを含むDNAであり得る。本明細書に記載される複数の粒子を含む組成物を対象に投与することを含む、病原体によって引き起こされる感染症を治療又は予防。いくつかの実施形態において、粒子は、病原体の生体分子又は病原体によって産生される生体分子に特異的に結合する薬剤を含む。いくつかの実施形態において、粒子は、対象の生体分子(例えば、対象によって産生される生体分子)に特異的に結合する薬剤、例えば、サイトカイン又はペルオキシレドキシン(例えば、ペルオキシレドキシン1若しくはペルオキシレドキシン2)を含む。例えば、方法は、例えば、病原体によって引き起こされる感染に関連した敗血症を治療又は予防するために、TNFα、インターロイキン1、インターロイキン6、インターロイキン8、インターロイキン12、インターフェロンガンマ、マクロファージ遊走阻害因子、GM-CSF及び/又は血液凝固因子に選択的に結合する複数の粒子を含む組成物を対象に投与することを含み得る。いくつかの実施形態において、この方法は、例えば、本明細書に記載される複数の粒子を含む組成物を対象に投与することを含む、敗血症を治療又は予防する方法である。
標的は、パラセタモール(アセトアミノフェン)であり得る。薬剤は、パラセタモールに特異的に結合する抗体又はその抗原結合部分であり得る。パラセタモールを標的とする粒子は、パラセタモール毒性の治療又は予防に特に有用であり得る。
XXI.食事及び代謝に関連する選択された適用
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される粒子は、肥満症、摂食障害の治療、体重の減少、健康な食事の促進、又は対象の食欲の軽減に使用することができる。例えば、いくつかの実施形態において、対象の食欲を軽減させ、肥満若しくは肥満関連障害、又は代謝障害を治療するために、グレリンに結合する薬剤(例えば、抗体又はグレリン受容体の可溶性形態(GHSR))を含む粒子を対象(例えば、体重超過又は肥満の対象)に投与することができる。
本明細書で使用するとき、代謝障害は、代謝に関連付けられるいずれかの障害であり得、例には、限定されないが、肥満、中枢肥満、インスリン抵抗性、耐糖能異常、異常グリコーゲン代謝、II型糖尿病、高脂血症、低アルブミン血症、高トリグリセリド血症、メタボリックシンドローム、シンドロームX、脂肪肝、脂肪肝疾患、多嚢胞性卵巣症候群、及び黒色表皮症が含まれる。
「肥満」とは、哺乳動物の体重が、年齢及び骨格サイズに基づいて医学的に推奨される限界を少なくとも約20%超過する状態を指す。「肥満」は、脂肪細胞肥大及び過形成によって特徴付けられる。「肥満」は、1つ以上の肥満関連表現型の存在によって特徴付けられ得、例えば、体重増加(例えば、体格指数、又は「BMI」によって測定される)、人体測定の変化、基礎代謝率の変化、又は総エネルギー消費の変化、エネルギーバランスの慢性的破壊、例えば、DEXA(Dexa脂肪量パーセント)によって決定される脂肪量の増加、最大酸素使用量(VO2)の変化、高脂肪酸化、高い相対休息率、グルコース耐性、高脂血症、インスリン抵抗性、及び高血糖が挙げられる。また、例えば、Hopkinson et al., Am J Clin Nutr 65(2):432-8 (1997) and Butte et al., Am J Clin Nutr 69(2):299-307 (1999)を参照されたい。「体重超過」個体は、一般的に、体重指数(BMI)が25～30である。「肥満」の個人、又は「肥満」を被っている個人は、一般的に、30以上のBMIを有する個体である。肥満は、インスリン抵抗性と関連付けられてもよく、又は関連付けられなくてもよい。
「肥満関連疾患」又は「肥満関連障害」又は「肥満関連状態」は、全てが互換的に使用され、肥満と関連付けられ、肥満に関連し、直接的に若しくは間接的に肥満によって引き起こされる、疾患、障害又は状態を指す。「肥満関連疾患」又は「肥満関連障害」又は「肥満関連状態」は、限定されないが、冠動脈疾患/心血管疾患、高血圧、脳血管疾患、脳卒中、末梢血管疾患、インスリン抵抗性、耐糖能異常、糖尿病、高血糖、高脂血症、異脂肪血症、高コレステロール血症、高トリグリセリド血症、高インスリン血症、アテローム性動脈硬化症、細胞増殖及び内皮機能障害、糖尿病性異脂肪血症、HIV関連脂肪異栄養症、末梢血管疾患、コレステロール胆石、癌、月経異常、不妊症、多嚢胞性卵巣、変形性関節症、睡眠時無呼吸、メタボリックシンドローム(シンドロームX)、II型糖尿病、糖尿病性合併症、例えば、糖尿病性ニューロパチー、腎症、網膜症、白内障、心不全、炎症、血栓症、うっ血性心不全、過体重状態及び/又は肥満に関連する喘息、気道及び肺障害に関連するいずれかの循環器疾患を含む。
さらに別の態様において、本開示は、対象において、筋肉量又は筋力を増加させるのに十分な量で、本明細書に記載される1つ以上の組成物を対象に投与することを含む、それを必要とする対象において筋肉量又は筋力を増加させる方法を特徴とする。例えば、筋肉量を増加させるために、ミオスタチンに結合する薬剤(例えば、抗体又は可溶性アクチビン受容体)を含む粒子を対象に投与することができる。
いくつかの実施形態において、対象は、筋肉障害(例えば、筋肉消耗障害)を有する対象である。
筋肉消耗障害とは、本明細書で使用するとき、筋肉消耗が、筋ジストロフィー、脊髄損傷、神経変性疾患、食欲不振、サルコペニア、悪液質、固定による筋萎縮、長期寝たきり、無重力感などの主要症状の1つである障害又は状態、ならびに異常に高い脂肪対筋肉比が、例えば、II型糖尿病又はシンドロームXのような疾患又は前疾患状態に関与する障害を包含する。
骨格筋の萎縮は、使用の欠如、老化、飢餓の結果として、及び敗血症、筋ジストロフィー、AIDS、老化及び癌などの様々な疾患、障害及び状態の結果として、成体動物の筋肉に生じる。筋肉の喪失は、一般的に、タンパク質含量、生じる力、疲労抵抗及び筋繊維径の減少によって特徴付けられる。これらの減少は、タンパク質合成の減少とタンパク質分解の増加の両方に起因する可能性がある。本発明の組成物及び方法の対象となる筋肉消耗及び関連する状態としては、筋肉の肥大化又は筋肉消耗の減少が治療的に又はそれ以外の方式で望ましい結果をもたらす任意の状態が挙げられる。状態としては、筋ジストロフィー、サルコペニア、悪液質、真性糖尿病、及び例えば食用動物の場合のように筋肉量の改善が倫理的であり望ましい場合の筋肉量の改善が挙げられる。
上記の筋消耗障害の1つのクラスは、筋ジストロフィーである。これらは、最も一般的なタイプのデュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)、複数のタイプの四肢ガードルMD(LGMD)及び他の先天性MD(CMD)を含む神経筋障害の異種グループである。進行性の筋肉損傷及び筋肉喪失、組織炎症及び健康な筋肉の繊維質及び脂肪組織による置換は、筋ジストロフィーにおいて筋肉消耗をもたらす。極度の筋肉喪失は、この疾患の最も顕著な兆候の1つであり、死を含む合併症及び症状をもたらす。
サルコペニアは、加齢に伴う筋肉量、強さ及び機能の喪失である。それは40代に始まり、約75歳の後に加速する。運動不足、運動部のリモデリング、ホルモンレベルの低下、及びタンパク質合成の減少を含む多くの要因がすべてサルコペニアに寄与し得る。運動不足を除いて、これらの全ては、遺伝子調節が有用であり得る遺伝子制御の対象となり得る。例えば、筋タンパク質合成及びタンパク質分解の速度は、サルコペニアに影響を及ぼす。タンパク質の合成と分解のバランスは、体内のタンパク質含量を決定する。研究では、若年成人と比較して、高齢者の筋タンパク質合成率が低いことが一貫して報告されている。筋タンパク質の異化作用の低下は、例えば遺伝子調節によってもたらされ、筋肉量の喪失を遅くするか又は逆転させる可能性がある。
XXII.老化及び神経変性疾患に関連する選択された適用
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される組成物は、対象における健康な老化の促進に有用である。例えば、TGFβ1、CCL11、MCP-1/CCL2、ベータ2ミクログロブリン、GDF-8/ミオスタチン又はハプトグロビンのいずれか1つに結合することができる薬剤(例えば、抗体又は受容体の可溶性形態)を含む粒子は、対象における健康な老化を促進し、対象の寿命を延長し、対象における加齢に伴う障害の発症を予防若しくは遅延し、又は加齢に伴う障害に罹患した対象を治療するために用いることができる。いくつかの実施形態において、TGFβ1に結合する薬剤を含む粒子は、対象、例えば、高齢対象における神経新生及び/又は筋肉再生を増強/促進するために使用され得る。いくつかの実施形態において、加齢に伴う障害は心血管疾患である。いくつかの実施形態において、加齢に伴う障害は骨損失障害である。いくつかの実施形態において、加齢に伴う障害は神経筋障害である。いくつかの実施形態において、加齢に伴う障害は、神経変性疾患又は認知障害である。いくつかの実施形態において、加齢に伴う障害は代謝障害である。いくつかの実施形態において、加齢に伴う障害は、サルコペニア、変形性関節症、慢性疲労症候群、アルツハイマー病、老年性認知症、加齢による軽度の認知障害、統合失調症、パーキンソン病、ハンチントン病、ピック病、クロイツフェルト・ヤコブ病、脳卒中、CNS大脳老人性、加齢に伴う認知低下、前糖尿病、糖尿病、肥満、骨粗鬆症、冠動脈疾患、脳血管疾患、心臓発作、脳卒中、末梢動脈疾患、大動脈弁疾患、脳卒中、レビー小体病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、軽度認知障害、前痴呆、認知症、進行性皮質神経膠症、進行性核上麻痺、視床変性症候群、遺伝性失語症、ミオクローヌスてんかん、黄斑変性症、又は白内障である。
生体分子は、アルファシヌクレイン、タウ、アミロイド前駆体タンパク質、又はアミロイドβであり得る。例えば、方法は、複数の粒子を含む組成物を、アルツハイマー病を有する対象に投与することを含み得、粒子は、アミロイドβ(例えば、可溶性アミロイドβ及び/又はアミロイドβ凝集体)に特異的に結合する薬剤を含み得る。生体分子は、Aβ40又はAβ42であってもよい。薬剤は、アジュカヌマブ、バピネウズマブ、クレネズマブ、ガンテネルマブ、ポネズマブ、ソラネズマブ、又は上記のいずれか1つの抗原結合部分を含むことができる。同様に、方法は、複数の粒子を含む組成物を、アルツハイマー病を有する対象に投与することを含み得、粒子は、タウに特異的に結合する薬剤を含み得る。
生体分子は、TDP-43又はFUSであり得る。生体分子はプリオンであってもよい。生体分子は、PrPSc、可溶性PrPタンパク質、又はPrP凝集体であってもよい。
XXIII.選択された診断適用
本明細書に記載される粒子はまた、診断薬として、又は診断ツール若しくは診断装置と併せて有用である。例えば、本明細書中に記載される粒子は、目的とする所定の可溶性リガンドの濃度を監視する検出装置に連結され得る。例えば、薬剤(例えば、結合対の第1のメンバー)を並べた検出デバイスのナノチャネルは、可溶性生体分子(例えば、結合対の第2のメンバー)の濃度を検出(例えば、血液試料において)し、又は監視(例えば、対象におけて移植されたデバイスとして)する。このような検出器は、(例えば、可溶性生体分子を捕捉する際)本明細書に記載される粒子の有効性を決定するために、又は粒子組成物の適切な用量を決定/調整する(例えば、用量又は用量頻度を増加させて可溶性生体分子をより効果的に捕捉する)ために有用であり得る。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される粒子及び検出デバイスは、一体化され、「マイクログランド」又は「ナノグランド」として機能する(例えば、Sabek et al., Lab Chip 13(18):3675-3688 (2013)を参照されたい)。ナノグランドは、例えば、ナノグランドが埋め込まれた対象の生物学的流体中の可溶性生体分子の濃度の正確で定量的な尺度を提供することができるナノチャネル診断を特徴とする。また、ナノグランドにおいては、例えば、生物学的流体中の生体分子の濃度が設定された閾値濃度に達すると、生体分子を捕捉することができる粒子を放出する手段(例えば、ナノシリンジ)を特徴とする。数千個のナノチャネルを爪サイズの移植可能なバイオチップに配備することができると仮定すると、多数の異なる可溶性生体分子を監視し、複数タイプの治療用粒子を放出するように、マイクログランド又はナノグランドを設計することができる。
XXIV.選択されたインビトロでの適用
いくつかの態様において、本発明は、本明細書に記載される粒子と組成物を接触させることを含む、生体分子を組成物から取り出す方法に関する。このような方法は、科学的研究に特に有用である。例えば、溶液に生体分子を加えることは比較的容易であるが、溶液から特定の生体分子を取り出すことは幾分より困難である。
生体分子を溶液から取り出すための現在の技術には、例えば、セファロースビーズなどの粒子に生体分子を結合させ、次にビーズを溶液から物理的に分離することが含まれる。本明細書に記載される粒子は、生体分子を組成物に隔離し、それにより組成物から粒子を物理的に分離する必要なく、組成物(例えば、細胞)の他の成分との相互作用を阻害し得る。
粒子はフルオロフォアを含むことができる。粒子は、磁性又は常磁性であり得るか、又は粒子は、粒子を磁場に引き付けることを可能にする磁気又は常磁性サブ粒子又は成分を含み得る。
方法は、細胞培養物である組成物と、本明細書に記載される粒子を接触させることを含み得る。例えば、細胞培養物は、細菌細胞培養物又は組織培養物であり得る。このような方法は、例えば、細胞培養物から分泌されたタンパク質を取り出すため、又は細胞培養物から汚染物質を除去するために有用であり得る。
方法は、細胞溶解物である組成物と、本明細書に記載される粒子とを接触させることを含み得る。細胞溶解物は、原核生物又は真核生物の細胞溶解物であってもよい。このような方法は、例えば、標的生体分子の活性を阻害するために有用であり得る。
上記方法は、特定の系における目的とする生体分子の機能を評価するのに特に有用であり得る。例えば、生体分子は、系(例えば、細胞増殖又は細胞死)における生体分子の効果を評価するために、システム(例えば、組織培養物)に導入され得、生体分子は、系における生体分子の非存在の効果を評価するために、本明細書に記載される粒子を用いて、同様のシステムから消耗され得る。
いくつかの態様において、本発明は、細胞の集団を含む組成物と、本明細書に記載される複数の粒子を接触させることを含む、細胞の集団を拡大又は分化させる方法に関する。複数の粒子は、所望の分化経路と競合する代替の分化経路を支持する1つ以上の分子を捕捉することができる。したがって、方法は、代替の細胞型と比較して、細胞集団を所望の細胞型に分化させることを支持し得る。方法は、組成物をサイトカイン(例えば、本明細書に記載される)と接触させることをさらに含み得る。方法は、組成物を、ケモカイン、インターロイキン、増殖因子、wnt-ファミリータンパク質、腫瘍壊死因子、及び/又はホルモン(例えば、本明細書中に記載される)のうちの1つ以上と接触させることをさらに含み得る。
細胞の集団は幹細胞を含んでもよい。細胞の集団は、体細胞幹細胞又は胚性幹細胞を含んでもよい。細胞の集団は、誘導された多能性幹細胞などの誘導された幹細胞を含んでもよい。細胞の集団は、前駆(progenitor)細胞、前駆(precursor)細胞、芽細胞、単能性細胞、多分化能性幹細胞、多能性幹細胞、及び/又は中間前駆細胞を含んでもよい。細胞の集団は、減数分裂細胞を含んでもよい。細胞の集団は、造血幹細胞、乳腺幹細胞、腸管幹細胞、間充織幹細胞、内皮幹細胞、神経幹細胞、嗅性成体幹細胞、神経堤幹細胞又は精巣細胞を含んでもよい。細胞の集団は、衛星細胞、乏突起膠細胞前駆細胞、胸腺細胞、血管芽細胞、骨髄間質細胞、膵臓前駆細胞、内皮前駆細胞、又はメラノブラストを含んでもよい。細胞の集団は、多能性造血幹細胞、共通骨髄前駆細胞、骨髄芽球、単芽球、前単芽球、単球、共通リンパ球前駆細胞、リンパ芽球、前リンパ球及び/又は小リンパ球を含んでもよい。
いくつかの実施形態において、本発明は、細胞を含む組成物を、本明細書に記載される複数の粒子と接触させることを含む、細胞を分化させる方法に関する。複数の粒子は、所望の分化経路と競合する代替の分化経路を支持する1つ以上の分子を捕捉することができる。したがって、方法は、代替の細胞型と比較して、細胞の所望の細胞型への分化に支持し得る。方法は、組成物をサイトカイン(例えば、本明細書に記載される)と接触させることをさらに含み得る。方法は、組成物を、ケモカイン、インターロイキン、増殖因子、wnt-ファミリータンパク質、及び/又は腫瘍壊死因子(例えば、本明細書中に記載される)のうちの1つ以上と接触させることをさらに含み得る。
細胞は幹細胞であってもよい。細胞は、体細胞幹細胞又は胚性幹細胞であってもよい。細胞は、誘導された多能性幹細胞などの誘導された幹細胞であってもよい。細胞は、前駆(progenitor)細胞、前駆(precursor)細胞、芽細胞、単能性細胞、多分化能性幹細胞、多能性幹細胞、及び/又は中間前駆細胞であってもよい。細胞は、減数分裂細胞であってもよい。細胞は、造血幹細胞、乳腺幹細胞、腸管幹細胞、間充織幹細胞、内皮幹細胞、神経幹細胞、嗅性成体幹細胞、神経堤幹細胞又は精巣細胞であってもよい。細胞は、衛星細胞、乏突起膠細胞前駆細胞、胸腺細胞、血管芽細胞、骨髄間質細胞、膵臓前駆細胞、内皮前駆細胞、又はメラノブラストであってよい。細胞は、多能性造血幹細胞、共通骨髄前駆細胞、骨髄芽球、単芽球、前単芽球、単球、共通リンパ球前駆細胞、リンパ芽球、前リンパ球及び/又は小リンパ球であってもよい。
XXV.薬剤を投与するためのキット
特定の実施形態において、本開示はまた、本開示の少なくとも1つの組成物(例えば、粒子又は複数の粒子)で充填された1つ以上の容器を含む医薬品パッケージ又はキットを提供する。随意に、このような容器に付随するのは、医薬品又は生物学的製剤の製造、使用又は販売を規制する政府機関によって規定された形式の通知であり、通知は、(a)ヒト投与用に、製造、使用又は販売の製造業者の承認、(b)使用の指示書、又はその両方であり得る。
特定の実施形態において、キットは、本薬剤の送達を促進するための追加の材料を含む。例えば、キットは、カテーテル、チューブ、輸液バッグ、シリンジなどのうちの1つ以上を含み得る。ある実施形態において、組成物(例えば、本明細書に記載される粒子を含む)は、凍結乾燥形態で包装され、キットは、少なくとも2つの容器、凍結乾燥組成物を含む容器及び適量の水、緩衝液、凍結乾燥された材料を再構成するのに適した他の液体を含む容器を含む。
XXVI.薬剤を粒子にカップリングさせるためのキット
一部の態様において、本発明は、捕捉粒子を作製するためのキットに関する。キットは、複数の粒子を含んでもよい。キットは、捕捉粒子を調製するために、粒子の反応基を複数の薬剤にカップリングさせるための説明書を含んでもよい。キットは、捕捉粒子を調製するために、粒子の反応基を官能化するための説明書を含んでもよい。キットは、複数のリンカーをさらに含んでもよい。複数のリンカーのうちのそれぞれのリンカーは、第1の官能基と反応することができる所定の部位を有する薬剤と選択的に反応することができる第1の官能基を含んでもよい。複数のリンカーのうちのそれぞれのリンカーは、粒子の反応基と選択的に反応することができる第2の官能基を含んでもよい。一部の実施形態において、キットはリンカーを含まず、例えば、粒子の反応基は薬剤と選択的に反応することができ、それによって薬剤を粒子にカップリングさせる。キットは、複数の薬剤をさらに含み、それぞれの薬剤は所定の部分を有する。所定の部分は、例えば、ペプチド又はタンパク質を含む薬剤では、第一級アミン、グアニジニウム、チオール又はカルボキシル基であってもよい。一部の実施形態において、キットは、例えば、カスタム捕捉粒子を作成するために、薬剤を含まない。
一部の実施形態において、キットは複数の第2のリンカーを含み、例えば、複数の第2のリンカーのうちのそれぞれのリンカーは、第3の官能基と反応することができる第2の所定の部分を有する薬剤と選択的に反応することができる第3の官能基を含む。例えば、第1の官能基はタンパク質の所定の部分と反応することができる場合があり、第3の官能基は核酸の所定の部分と反応することができる場合があり、その結果、粒子は異なるリンカーを利用することによってタンパク質及び/又は核酸で負荷されうる。
XXVII.捕捉粒子を作製するための方法
一部の態様において、本発明は、捕捉粒子を作製するための方法に関する。方法は、粒子を複数の薬剤と反応させることを含む。複数の薬剤のうちのそれぞれの薬剤は、複数の反応基のうちの1つの反応基と選択的に反応することができる官能基又は所定の部分を含むことができる。それぞれの反応基は、薬剤が粒子にカップリングした後、薬剤の細胞(例えば、原核生物の細胞、例えば、二倍体細胞、例えば、ヒト二倍体細胞、例えば、免疫細胞又はがん細胞)の表面にある分子と結合する能力が低減するよう粒子上で配向されてもよい。
方法は、例えば、粒子を複数の薬剤と反応させる前に、複数の薬剤を複数のリンカーと反応させることを含む。例えば、複数のリンカーのうちのそれぞれのリンカーは、第1の官能基と反応することができる所定の部分を有する薬剤と選択的に反応することができる第1の官能基を含んでもよい。複数のリンカーのうちのそれぞれのリンカーは、粒子の反応基と選択的に反応することができる第2の官能基を含んでもよい。よって、薬剤は、粒子の反応基と選択的に反応することができる官能基を付加するために官能化されてもよい。それぞれのリンカーは、例えば、第2の官能基を保護する保護基を含んでもよい。方法は、例えば、複数の薬剤を複数のリンカーと反応させた後、リンカーを脱保護することをさらに含んでもよい。
方法は、例えば、粒子を複数の薬剤と反応させる前に、粒子を複数のリンカーと反応させることをさらに含んでもよい。例えば、複数のリンカーのうちのそれぞれのリンカーは、反応基と選択的に反応することができる第2の官能基を含んでもよい。複数のリンカーのうちのそれぞれのリンカーは、第1の官能基と反応することができる所定の部分を有する薬剤と選択的に反応することができる第1の官能基を含んでもよい。よって、粒子は、薬剤の所定の部分と選択的に反応させるために官能化されてもよい。それぞれのリンカーは、例えば、第1の官能基を保護する保護基を含んでもよい。方法は、例えば、粒子を複数のリンカーと反応させた後、リンカーを脱保護することをさらに含んでもよい。
捕捉粒子を調製する方法により、例えば、薬剤の結合領域が反応基及び/又はリンカーにカップリングする場合、生体分子に結合できない薬剤を含む粒子が生じる場合がある。それにもかかわらず、薬剤の集団はアクセス可能であり、生体分子に特異的に結合することができる。一部の実施形態において、複数の薬剤のうちのそれぞれの薬剤は、生体分子に特異的に結合することができる。一部の実施形態において、粒子のそれぞれの薬剤は、生体分子に特異的に結合することができる。
捕捉粒子を調製方法により、細胞、例えば、がん細胞又は免疫細胞と相互作用することができる薬剤を含む粒子を生じる場合がある。それにもかかわらず、薬剤の集団は、細胞(例えば、二倍体ヒト細胞、がん細胞及び/又は免疫細胞)の表面にある分子に結合する能力の低減を示し得る。一部の実施形態において、複数の薬剤のうちのそれぞれの薬剤は、例えば、粒子の外側の表面に固定された薬剤に対して、細胞(例えば、二倍体ヒト細胞、がん細胞及び/又は免疫細胞)の表面にある分子に結合する能力の低減を示す。一部の実施形態において、粒子のそれぞれの薬剤は、例えば、粒子の外側の表面に固定された薬剤に対して、細胞(例えば、二倍体ヒト細胞、がん細胞及び/又は免疫細胞)の表面にある分子に結合する能力の低減を示す。
XXVIII. サブ粒子から捕捉粒子をアセンブルするための方法
一部の態様において、本発明はサブ粒子から粒子をアセンブルする方法に関する。例えば、粒子は本明細書に記載した粒子の1つであってよい。
一部の実施形態において、ヘテロ二官能リンカーはサブ粒子を互いに接合させるため、例えばコアサブ粒子を別のサブ粒子に接合させるために用いられる。一部の実施形態において、サブ粒子を粒子に接合させないリンカーは追加の機能、例えばタンパク質の吸着の阻害、又は免疫細胞による認識及びクリアランスの阻害を提供する。以下の実施例において、第1の末端、例えば-NH2に第1の官能基、第2の末端、例えば-COOHに第2の官能基を有するリンカー分子は、「NH2-リンカー-COOH」と称する。リンカー分子は、薬剤を粒子に連結するための本明細書、例えばセクションXI「粒子上での薬剤の固定」に記載したリンカー分子から選択してよい。一部の実施形態において、サブ粒子、例えばコアサブ粒子は多孔質、例えば本明細書に記載した多孔質ケイ素粒子又は多孔質シリカ粒子であり、複数のさらなるサブ粒子は、リンカーによって多孔質サブ粒子に接合される。
一部の実施形態によれば、捕捉粒子は、コアサブ粒子を準備するステップ、コア粒子の表面に薬剤を結合させるステップ、次いで本明細書でバンパー又はスタッド粒子とも称する保護又は「シールド」サブ粒子をコア粒子の表面に結合させるステップを含む交互積層法によって調製してよい。
一部の実施形態によれば、捕捉粒子は、全てのバンパー又はスタッド粒子を適切に配置して調製され、続いて薬剤が添加される。
一部の実施形態において、本開示は、表面を有する第1の(例えばコア)サブ粒子を準備するステップであって、複数の第1の反応基が表面にカップリングされる、ステップ、それぞれが表面を有する1つ以上第2の(例えば、保護)サブ粒子を準備するステップであって、1つ以上の第2の反応基が表面にカップリングされ、第2の反応基が第1の反応基と結合を形成することができる、ステップ、及び第1の反応基と第2の反応基との間に結合を形成する条件下で、コアサブ粒子と1つ以上の保護サブ粒子とを組み合わせるステップを含む、本明細書に開示した粒子をアセンブルする方法を提供する。
さらなる実施形態において、例えばセクションXI「粒子上での薬剤の固定」に記載したように、第1のサブ粒子は複数の第3の反応基をさらに含み、したがって2つの異なる種類の反応基を環境に提示する。好ましい実施形態では、第3の反応基は、第1の反応基及び第2の反応基によって用いられる直交法の連結化学を表わす。したがって、例えば第1の反応基及び第2の反応基はアミンであってよく、第3の反応基はストレプトアビジン等のビオチン結合タンパク質であってよい。これらの実施形態によれば、複数の第1の反応基は第1のサブ粒子を第2のサブ粒子に結合するために用いられ、複数の第3の反応基は捕捉剤を第1のサブ粒子に結合するために用いられる。これら2つのステップ、すなわち捕捉剤の結合及び第2のサブ粒子の結合は、任意の順序で実施してよい。
一部の実施形態において、複数の第2のサブ粒子は、第1のサブ粒子と複数の第2のサブ粒子が互いに反応した場合に、得られる粒子が第1のサブ粒子(例えばコアサブ粒子)と複数の第2のサブ粒子(例えば複数の保護又はシールドサブ粒子)を含むように準備される。
一部の実施形態において、コア又はシールドサブ粒子は、シリカ粒子、酸化された表面を有するケイ素粒子等のシリカ表面を含む粒子、又は非シリカコア及びシリカ外層を有する粒子である。
一部の実施形態において、コア又はシールドサブ粒子は、多孔質ケイ素又は多孔質シリカを含む。一部の実施形態において、粒子は多孔質ケイ素粒子である。一部の実施形態において、サブ粒子はシリカ表面を含み、例えば酸化された表面を有する。一部の実施形態において、サブ粒子は多孔質シリカ粒子である。一部の実施形態において、サブ粒子は、サブ粒子の内部に、例えばサブ粒子の孔の中又は非孔材料の中に、多孔質ケイ素又はシリカの外層及びケイ素又はシリカ以外の1つ以上の材料を含む。
一部の実施形態において、サブ粒子、例えば保護サブ粒子は、ポリマー、例えば生分解性ポリマーを含む。好適なポリマーは本明細書に記載したものであってよく、例えばポリエチレングリコール(PEG)、ポリラクテート、ポリ乳酸、糖、脂質、ポリグルタミン酸、ポリグリコール酸(PGA)、ポリ乳酸(PLA)、ポリ(乳酸-co-グリコール酸)(PLGA)、ポリビニルアセテート(PVA)、及びそれらの組合せであってよい。好ましい実施形態では、複数のサブ粒子はPLGAを含む。サブ粒子の形成における使用のための好適なポリマーの種類については、例えばMakadia、Siegel、Polymers、2011年、3、1377～1397ページを参照のこと。
一部の実施形態において、ポリマー層は、異なる材料から形成された粒子の表面上に供され、例えば粒子の表面上に結合される。
一部の実施形態において、ポリマーの成分は第2の反応基を含んでよい。反応基は、ポリマーを形成するモノマーの一部として供される。反応基を含むポリマーの成分は、ポリマーの他の成分に化学的に連結され、例えばそれらに架橋される。サブ粒子は第1のモノマー種と第2のモノマー種を含むコポリマーから形成され、第2のモノマー種は反応基を含む。好ましい実施形態では、サブ粒子は、反応基を含むPLGA誘導体、例えばPLGA-COOHを含むコポリマーを含む。そのようにして供された反応基は、粒子のアセンブリーにおいて第2の反応基として作用し得る。
一部の実施形態において、ポリマーを含むサブ粒子は、サブ粒子の表面にコーティングを含み、コーティングはポリマーに結合した複数のコーティング部分を含む。一部の実施形態において、コーティング部分はポリマーの部分を形成するモノマーの部分を形成し、モノマーは、重合後、サブ粒子の形成時又はその後にコーティング部分がポリマーサブ粒子の表面に存在するように選択される。
好ましい実施形態において、サブ粒子はPLGA及びPEGを含むコポリマーを含む。PEG部分はPLGA分子に化学的に結合してよい。例えばChengら、「Formulation of Functionalized PLGA-PEG Nanoparticles for In Vivo Targeted Drug Delivery」、Biomaterials、2007年2月; 28(5): 869～876ページを参照のこと。
PLGA及び/又はPEG部分の長さ及びコンフォメーションは、直鎖状又は分枝状鎖、長鎖又は短鎖部分から選択してよい。PEG部分は、1kDa～40kDa、例えば2kDa～20kDa、例えば5kDa～20kDaの領域に分子量を有するように選択してよい。理論に縛られるわけではないが、PEG/PLGA-PEGコポリマーにおいて、水溶液中に可溶化されている場合には、PEG部分は粒子の表面に見出され、当該技術分野で知られているように、PEG部分はここでマクロファージ等の細胞との相互作用を阻害するように作用する。
一部の実施形態において、PEG部分は-COOH等の反応基、又は本明細書の他の箇所に記載した反応基を含んでよい。好ましい実施形態において、サブ粒子は、反応基に結合したPLGA-PEGを含むモノマーを含むブロックコポリマーを含む。そのようなポリマーは、PLGA-COOHと、NH2-PEG-COOH等のヘテロ二官能性分子との反応から形成される。この実施形態では、製造方法に従って、サブ粒子は粒子の外部表面に提示された反応基を含む。例えばChengら、前掲を参照のこと。反応基は-COOHと異なってもよい。例えば、一部の好ましい実施形態において、反応基は、例えばPLGA-COOHとNH2-PEG-SHとの反応から形成され、PLGA-PEG-SHを形成するチオールであり、これはサブ粒子に組み込まれる。
反応基は、上記の粒子のアセンブリーで第2の反応基として機能し、本明細書に記載するように、サブ粒子、例えばコアサブ粒子の表面上に供された第1の反応基と結合するように選択してよい。
このようにして、サブ粒子はポリマーに結合した複数のコーティング部分を含み、コーティング部分は第2の反応基を含む。線状ポリマー、例えばPEGの末端に別の反応基を供して、コーティングの一部を形成させてもよい。
一部の実施形態において、第1の反応基及び第2の反応基は、アルデヒド、アルケン、ハロゲン化アルキル、アルキン、アミン、アルコキシアミン、アリールアジド、ハロゲン化アリール、ヒドラジド、アジド、カルボジイミド、カルボン酸若しくはその誘導体、ジエン、ジエノフィル、グリオキサール、ハロアシル、イミドエステル、イソシアネート、マレイミド、N-ヒドロキシスクシンイミジルエステル、グリオキサール、ホスフィン、テトラジン、チオール、核酸、ビオチン、ビオチン結合タンパク質、又は抗体-抗原ペアのメンバーから選択され、それにより上述のように、これらは互いに結合を形成することができる。
一部の実施形態によれば、第1の反応基及び第2の反応基はアミン及びカルボン酸若しくはその誘導体、カルボジイミドであり、互いにアミドを形成することができる。一部の実施形態によれば、第1の反応基及び第2の反応基はイミドエステル及びアミンであり、互いに反応してアミジンを形成することができる。一部の実施形態によれば、第1の反応基及び第2の反応基はマレイミド若しくはハロアセチル及びチオールであり、互いに反応してチオエーテルを形成することができる。一部の実施形態によれば、第1の反応基及び第2の反応基は両方ともチオールであり、互いに反応してジスルフィドを形成することができる。一部の実施形態によれば、第1の反応基及び第2の反応基はヒドラジド及びアルデヒドであり、互いに反応してヒドラゾンを形成することができる。一部の実施形態によれば、第1の反応基及び第2の反応基はアルコキシアミン及びアルデヒドであり、互いに反応してオキシムを形成することができる。一部の実施形態によれば、第1の反応基及び第2の反応基はアリールアジド及びアルケン若しくはジエンであり、互いに反応して結合を形成することができる。一部の実施形態によれば、第1の反応基及び第2の反応基はアジド及びアルキンであり、互いに反応してトリアジンを形成することができる。一部の実施形態によれば、第1の反応基及び第2の反応基はアジド及びホスフィンであり、互いに反応してシュタウディンガー反応による結合を形成することができる。一部の実施形態によれば、第1の反応基及び第2の反応基はテトラジン及びイソシアネート若しくはジエンであり、互いに反応して結合を形成することができる。一部の実施形態によれば、第1の反応基及び第2の反応基はハロゲン化アリール若しくはハロゲン化アルキル及びアルキンであり、互いに反応して結合を形成することができる。一部の実施形態によれば、第1の反応基及び第2の反応基はジエン及びジエノフィルであり、互いに反応して結合を形成することができる。一部の実施形態によれば、第1の反応基及び第2の反応基は両方とも核酸であり、互いに反応して二本鎖核酸を形成することができる。一部の実施形態によれば、第1の反応基及び第2の反応基はビオチン及びビオチン結合タンパク質であり、互いに反応して複合体を形成することができる。一部の実施形態によれば、第1の反応基及び第2の反応基は抗体及び抗原であり、互いに反応して複合体を形成することができる。
一部の実施形態において、第1の反応基及び第2の反応基は、アミン、例えば第一級アミン、カルボキシル、サブ粒子上の金表面、チオール、ビオチン、マレイミド、又はビオチン結合タンパク質、例えばストレプトアビジンから選択される。一部の実施形態において、第1の反応基はアミンであり、第2の反応基はカルボキシルである。一部の実施形態において、第1の反応基はカルボキシルであり、第2の反応基はアミンである。一部の実施形態において、第1の反応基と第2の反応基の両方はアミンである。一部の実施形態において、第1の反応基は金表面であり、第2の反応基はチオールである。一部の実施形態において、第1の反応基はチオールであり、第2の反応基は金表面である。一部の実施形態において、第1の反応基はチオールであり、第2の反応基はマレイミドである。一部の実施形態において、第1の反応基はマレイミドであり、第2の反応基はチオールである。一部の実施形態において、第1の反応基はビオチンであり、第2の反応基はビオチン結合タンパク質である。一部の実施形態において、第1の反応基はビオチン結合タンパク質であり、第2の反応基はビオチンである。
一部の実施形態において、反応基としての使用に好適なカルボン酸の誘導体は、活性化カルボン酸、例えば遊離のカルボキシル基よりも求核攻撃に感受性のあるカルボン酸の誘導体である。一部の実施形態において、活性化カルボン酸は酸無水物、酸塩化物、チオエステル、NHSエステル、イミドエステル、酸アジド、又はハロアシルエステルから選択される。
一部の実施形態において、これらの方法で得られる粒子は、コアサブ粒子及び複数の保護サブ粒子を含む。粒子は、本明細書に記載した薬剤、又は本明細書に記載した薬剤に結合できる反応基をさらに含んでよい。一部の実施形態によれば、コアサブ粒子は、第1のカップリング基を含む第1の連結部分、すなわち上に詳細を示した第1の反応基及び第2の反応基の反応又は相互作用によって形成された部分、例えばアミド、トリアゾール、又は核酸二本鎖によって、保護サブ粒子にカップリングされる。一部の実施形態によれば、粒子は本明細書に記載した薬剤を含み、薬剤は、第2のカップリング基(例えば第1のカップリング基を形成する反応基に直交する反応基の反応又は相互作用によって形成された基)を含む第2の連結部分によって、コア粒子にカップリングされる。
一部の実施形態によれば、第1のカップリング基及び第2のカップリング基は、アミド、アミジン、オキシム、トリアゾール、ジスルフィド、チオエーテル、スクシンイミド、イソキサゾール、ピリダジン、尿素、ヒドラゾン、オキシム、二級アミン、タンパク質と基質との複合体、抗体と抗原との複合体、金-硫黄結合、又は二本鎖核酸から独立して選択される。一部の実施形態において、第1のカップリング基と第2のカップリング基は同一である。一部の実施形態において、第1のカップリング基と第2のカップリング基は異なる。
一部の実施形態において、コアサブ粒子と第1のカップリング基との間に配置される第1の連結部分の長さと、コアサブ粒子と第2のカップリング基との間に配置される第2の連結部分の長さは、同様又は同一である。他の実施形態では、コアサブ粒子と第1のカップリング基との間に配置される第1の連結部分の部分と、コアサブ粒子と第2のカップリング基との間に配置される第2の連結部分の部分は、異なる。異なるリンカーの長さを変化させることにより、連結された部分を異なる位置に配置することができる。例えば、同様の長さのリンカーを介して結合された2種の連結部分を有するコアサブ粒子について、長いリンカーを用いて保護サブ粒子を結合し、短いリンカーを用いて薬剤を結合することができ、それにより、薬剤が保護サブ粒子の「シールド」の中に配置されることが確実になる。同様に、長いリンカーを用いて保護サブ粒子を結合することによって、複合体全体の密度が減少し、可撓性/鍛造性が増大する一方、短いリンカーを用いて保護サブ粒子を結合することによって、より硬く密な複合体が得られる。
一部の実施形態において、第1の連結部分及び第2の連結部分は、スペーサー、例えばアルキル鎖、PEG鎖、又はアミノ酸鎖をさらに含む。第1の連結部分中のスペーサーは、コアサブ粒子とカップリング基との間、又はカップリング基と保護サブ粒子との間に配置されてよい。第2の連結部分中のスペーサーは、コアサブ粒子とカップリング基との間、又はカップリング基と薬剤との間に配置されてよい。上で論じたように、スペーサーの長さは、粒子複合体の異なる成分を異なる空間的関係に配向させるために、及び/又は複合体の密度/硬さを変化させるために、変化させてよい。
一部の実施形態において、反応基の1つ又は両方は、そのそれぞれの粒子の表面にリンカーを介して結合される。例えば、ヘテロ二官能性リンカーを用いてよい。リンカー分子は、粒子への薬剤の連結について本明細書に、例えばセクションXI.「粒子上での薬剤の固定」に記載したリンカー分子から選択してよい。
粒子のアセンブリングにおける使用のためのサブ粒子を調製する方法は、本明細書に記載している。さらに、ナノ粒子を官能化するための多くの戦略が当該技術分野において知られており、例えばXuら、「Water-soluble PEGylated silicon nanoparticles and their assembly into swellable nanoparticle aggregates」、J Nanopart Res (2015年) 17:56ページ; Yuら、「Targeting Strategies for Multifunctional Nanoparticles in Cancer Imaging and Therapy」、Theranostics 2012年、2(1);Jokerstら、「Nanoparticle PEGylation for imaging and therapy」、Nanomedicine (Lond)、2011年6月、6(4): 715～728ページ; Godinら、「Tailoring the degradation kinetics of mesoporous silicon structures through PEGylation」、J Biomed Mater Res A.、2010年9月15日; 94(4): 1236～1243ページ;及びSanzら、「Effect of PEG biofunctional spacers and TAT peptide on dsRNA loading on gold nanoparticles」、J Nanopart Res (2012年) 14:917ページに記載されており、それぞれの内容は、本明細書に完全に説明されているかのように、参照により組み込まれる。
一部の実施形態において、複数の反応基を含むサブ粒子は、反応基及び表面反応基を含むリンカーをサブ粒子と反応させることによって調製してよい。有利には、リンカーはヘテロ二官能性であり、すなわち反応基は表面反応基とは異なる。これにより、サブ粒子が官能化されている間に凝集する傾向が避けられ、又は低減される。
一部の実施形態において、サブ粒子は複数のカルボキシル化リンカー分子を含み、それにより、複数のカルボキシル化リンカー分子、-リンカー-COOHはサブ粒子の表面に結合され、環境に提示される。一部の実施形態において、そのようなサブ粒子は、最初に複数のアミン基を含むシリカ表面を含むサブ粒子を供することによって作り出される。次いで複数のヘテロ二官能性NH2-リンカー-COOH分子は、Solulink(商標)化学を用いて、そのアミン基を介してサブ粒子の表面上のアミン基に結合される。この反応によって、複数のカルボキシル基を呈示するサブ粒子が形成される。
一部の実施形態において、複数のカルボキシル化リンカー分子を含むサブ粒子は、最初にカルボキシル化された表面を含むサブ粒子を供することによって作り出される。次いで複数のNH2-リンカー-COOHヘテロ二官能性分子が、アミド化学、例えばEDC又はEDC/NHS化学によって-COOH基に結合される。この反応によって、複数のカルボキシル基を呈示するサブ粒子が形成される。
一部の実施形態において、複数のカルボキシル化リンカー分子を含むサブ粒子は、最初に金表面を含むサブ粒子、例えば金粒子又は異なる材料を含むコアの上の金表面コーティングを供することによって作り出される。金表面は連続でも不連続でもよい。次いでチオール化リンカー-COOH分子、HS-リンカー-COOHが、チオール連結化学によって金表面に結合される。一部の実施形態において、HS-リンカー-COOHは自発的に金表面に結合する。この反応によって、複数のカルボキシル基を呈示するサブ粒子が形成される。
一部の実施形態において、サブ粒子は複数のアミン化リンカー分子を含み、それにより、複数のアミン化リンカー分子、-リンカー-NH2はサブ粒子の表面に結合され、環境に提示される。そのようなサブ粒子は、上述のカルボキシル化サブ粒子と同様に調製され得る。
一部の実施形態において、サブ粒子は複数のチオール化リンカー分子を含み、それにより、複数のチオール化リンカー分子、-リンカー-SHはサブ粒子の表面に結合され、環境に提示される。一部の実施形態において、そのようなサブ粒子は、複数のアミン基を含むシリカ表面を含むサブ粒子を準備し、複数のアミン基を、アミド連結化学によって複数のCOOH-リンカー-SH分子と反応させることによって形成される。この反応によって、複数のチオール基を呈示するサブ粒子が形成される。或いは、複数の-COOH基を有する表面を含むサブ粒子が準備され、NH2-リンカー-SH分子が、アミド連結化学によって、そのNH2基を介して-COOH基に結合され得る。
一部の実施形態において、サブ粒子は金表面、例えばシリカ粒子の上に重なった金層を含む。層は連続でも不連続でもよい。そのような実施形態では、表面上の金は「反応基」を形成し、金のそれぞれの区域は官能基、例えば捕捉剤上のチオール基、リンカー、又はコーティング分子に結合することができる。好ましい実施形態では、第1のサブ粒子は多孔質ケイ素を含むコアサブ粒子であり、多孔質ケイ素の表面に固定された金ナノ粒子の装飾を含む。金ナノ粒子は多孔質ケイ素の上に、例えば沈殿によって、形成してよい。
一部の実施形態において、サブ粒子は複数の固定されたビオチン結合タンパク質、例えばストレプトアビジンを含む。
一部の実施形態において、サブ粒子は複数のビオチン化リンカー分子を含み、それにより、複数のチオール化リンカー分子、-リンカー-SHがサブ粒子の表面に結合され、環境に提示される。一部の実施形態において、ヘテロ二官能性リンカー分子、例えば金表面を有するサブ粒子にはHS-リンカー-ビオチン、アミノ化表面を有するサブ粒子にはCOOH-リンカー-ビオチン、カルボキシル化表面を有するサブ粒子にはNH2-リンカー-ビオチンが、そのようなコーティングを達成するために用いられ得る。
一部の実施形態において、サブ粒子は複数の捕捉薬剤部分を含み、それにより、捕捉剤はサブ粒子の表面に結合され、環境に提示される。一部の実施形態において、そのようなサブ粒子は、複数のカルボキシル基を有する表面を含むサブ粒子を供することによって形成され得、遊離のアミノ基を有する捕捉剤は、アミド連結化学によってカルボキシル基に結合され得る。例えば、捕捉剤はTNF又はTNFホモトリマーであってよく、これは遊離のアミンを含む。
一部の実施形態において、複数の捕捉剤部分を含むサブ粒子は、複数のアミノ基を有する表面を含むサブ粒子を供することによって調製され、遊離のアミン基を有する捕捉剤は、Solulink化学を用いてアミン基に結合され得る。例えば、捕捉剤はTNF又はTNFホモトリマーであってよく、これは遊離のアミンを含む。
一部の実施形態において、複数の捕捉剤部分を含むサブ粒子は、複数のマレイミド基を有する表面を含むサブ粒子を供することによって調製され、遊離のチオール基を有する捕捉剤は、マレイミド化学によってアミン基に結合される。例えば、捕捉剤はTNF(例えば還元されたTNFホモトリマー)であってよく、これは遊離のシステイン残基を含む。
一部の実施形態において、サブ粒子はサブ粒子上のクリック化学、ビオチン-ストレプトアビジン連結、又はチオール官能性によって(例えばマレイミド基に連結された捕捉剤を供することによって)捕捉剤とともに官能化され得る。
一部の実施形態において、サブ粒子は、本明細書のセクションXIII.「クリアランス及びコーティング」に記載したように、第1の複数のリンカー分子及び第2の複数のコーティング分子を含む混合コーティングを含む。
上述の種々のサブ粒子は、種々の構成で本発明の粒子に組み合わせてよい。本開示に基づいて、第1のタイプのサブ粒子がコアサブ粒子として作用し、第1のタイプのサブ粒子とカップリングすることができる第2のタイプのサブ粒子が保護サブ粒子として作用することができることは、当業者には明白であろう。
好ましい実施形態では、保護サブ粒子(例えば本明細書に記載した方法における第2のサブ粒子)は、第1の複数のリンカー分子及びPEG又はPLGA等のポリマーを含む第2の複数のコーティング分子を含む。コーティング分子は生物学的機能を提供してよく、例えばこれらはマクロファージによるクリアランスを阻害し、及び/又は血液循環中の時間の延長を達成するように作用することができる。
所望のサブ粒子が調製されれば、これらが呈示する反応基に適した化学によって、これらを互いに反応させて粒子を形成させることができる。
一部の実施形態において、第1のサブ粒子は複数のアミノ化リンカー分子を含み、複数の第2のサブ粒子は複数のカルボキシル化リンカー分子を含み、この2つは、例えばEDC又はEDC/NHS化学によって反応して、アミド連結を形成することができる。
一部の実施形態において、第1のサブ粒子は複数のカルボキシル化リンカー分子を含み、複数の第2のサブ粒子は複数のアミノ化リンカー分子を含み、この2つは、例えばEDC又はEDC/NHS化学によって反応して、アミド連結を形成することができる。
一部の実施形態において、第1のサブ粒子は金表面を含み、複数の第2のサブ粒子は複数のチオール化リンカー分子を含む。次いで複数の第2のサブ粒子はチオール連結によって第1のサブ粒子に結合する。一部の実施形態において、複数の第2のサブ粒子上のチオール化リンカー分子は、第1のサブ粒子の金表面に自発的に結合する。
一部の実施形態において、第1のサブ粒子は複数の固定されたビオチン結合タンパク質(例えばアビジン)を含み、複数の第2のサブ粒子は複数のビオチン化連結分子を含む。次いで複数の第2のサブ粒子は、ビオチンとビオチン結合タンパク質との会合によって、第1のサブ粒子に結合するだろう。
一部の実施形態において、第1のサブ粒子と第2の複数のサブ粒子との間の反応は、粒子表面上に未反応の反応基を残す。サブ粒子のサイズは、それらの間の面積に影響し、したがって未反応のアミン基の数に影響する。典型的には、大きなサブ粒子は大きな未反応区域を残し、したがってそれらの間の多数の未反応の反応基を残す。これらの実施形態では、サブ粒子の上の未反応の反応基にさらなる分子を結合させてよい。例えば、タンパク質の吸着を阻害するために、複数のコーティング分子を結合させてよい。コーティング分子はPEG等のポリマーを含み、メトキシ-PEG層等のコーティングを供してよい。一部の実施形態において、未反応基がカルボキシル基である場合には、NH2-PEG-OMe分子がカルボキシル基に連結され得る。一部の実施形態において、未反応基がチオール基である場合には、マレイミド化学を用いてチオール基を不動態化することができる。例えば、マレイミド-PEG-OMe分子がチオール基に連結されてよい。一部の実施形態において、サブ粒子が未反応の金表面区域を含む場合には、チオール化学を用いて金表面を不動態化することができる。例えば、HS-PEG-OMe分子が金表面に連結されてよい。
一部の実施形態において、未反応の反応基は、サブ粒子の表面上に捕捉剤を固定するために用いられ得る。例えば未反応の反応基がアミン基である場合には、捕捉剤上のアミン基は、例えばSolulink(商標)化学を用いてサブ粒子の表面上の未反応のアミン基に結合され得、捕捉剤上のカルボキシル基は、サブ粒子の表面上の未反応のアミン基に結合され得る。未反応の反応基がカルボキシル基である場合には、捕捉剤上のアミン基はアミド化学によって未反応のカルボキシル基に結合され得る。未反応の反応基がチオール基である場合には、捕捉剤はマレイミド化学によって未反応のチオール基に結合され得る。サブ粒子が未反応の金表面を含む場合には、捕捉剤はチオール化学によって金表面に結合され得る。例えば、システイン残基を含む捕捉剤は、表面上の金に直接結合し得る。そのような結合は、例えばシステイン残基が多い捕捉剤、例えばTNF及びTNFRファミリーのリガンド及び受容体、例えばTNFα及びTNFR1/2について起こることが知られている。
一部の実施形態において、第1の反応基と第2の反応基の異なる独自性は、(複数の第2のサブ粒子の上の)第2の反応基が不動態化され、(第1のサブ粒子の上の)第1の反応基が捕捉剤に結合することを確実にするために用いられる。したがって、完成したサブ粒子において、捕捉剤は第1のサブ粒子の表面上のみに存在し、これらは、細胞表面にある受容体分子による接近から保護されている。
上記の実施形態の変形において、リンカーは第1のサブ粒子の表面上、複数の第2のサブ粒子の表面上、又はその両方に供されてよい。逆に、少なくとも第1のサブ粒子又は第2のサブ粒子が、反応基をサブ粒子に結合させるリンカーを含む限り、第1のサブ粒子又は第2のサブ粒子の上の反応基はリンカーに、又は直接サブ粒子の表面に、結合してよい。したがって、第1のリンカーは粒子の表面上に供され、第2のリンカーはサブ粒子の表面上に提供される。リンカーは、サブ粒子の表面の上又は第2のリンカーの上の官能基に結合する反応基を含んでよい。リンカーは、サブ粒子と粒子の表面との間の最適の隔離を提供するために選択してよい。リンカーの例は本明細書に記載している。
一部の実施形態において、ヘテロ二官能性リンカーは、例えばタンパク質の吸着又はマクロファージの相互作用を阻害するコーティングをサブ粒子の上に供するように選択される。例えば、リンカーは、当該技術分野において知られており、本明細書に記載したPEG等のポリマー、例えばヘテロ二官能性PEG分子を含んでよい。同様に、ヘテロ二官能性PEG分子は、チオール化リンカーについて上記した方法で、金表面を含む第1のサブ粒子に複数の第2のサブ粒子を接合させるリンカーとして用いることができる。チオール化PEG分子はチオール基を外向きにしてサブ粒子に結合することができ、これは次に金表面に結合することができる。さらなる分子、例えばマレイミド-PEG-OMe分子の層は、残りの結合していないチオールに結合できる。
一部の実施形態において、捕捉剤は、表面上の反応基と捕捉剤の上の官能基との結合(例えば共有結合、配位結合、封入複合体、その他)によって直接、又は本明細書に記載したリンカーによって、第1のサブ粒子の表面に結合できる。リンカーは表面上の反応基と反応する官能基を有し、官能基は、例えばSolulink化学によって表面上のアミンと反応するアミン、アミド連結化学によって表面上のアミン基と反応するカルボキシル基、アミド連結化学によって表面上のカルボキシル基と反応するアミン基、粒子の表面上の金若しくはマレイミド基と反応するチオール基、又は粒子の表面上のチオール基と反応するマレイミド基である。
一部の実施形態において、PEG含有分子等のコーティングによる表面の被覆は、分子の末端の部分がコーティングの表面に向かって提示されるように制御される。例えば、PEG含有分子は、分子が表面上で線状の「ブラシ様」の配置を形成する傾向を有するような密度、例えば表面上でPEG分子が折り畳まれた「マッシュルーム」配置を形成する傾向を有する密度で表面上に供され得る。そのようなコーティングを形成させるための手法は当該技術分野において知られている。
これらの例は、コア粒子及びシールド/保護サブ粒子を備えた粒子をアセンブルするための方法を提供し、サブ粒子はコーティングを有する。上述の好ましい実施形態では、粒子を官能化するため、最後のステップとして捕捉剤が添加され得る。一部の実施形態において、サブ粒子を含むアセンブルされた粒子は懸濁液中で安定であり、粒子が使用のために必要な場合には、その上に捕捉剤が固定され得る。一部の実施形態において、2種以上の捕捉剤が添加されて、単一の又は2つ以上の標的を捕捉する粒子が形成され得る。そのような粒子は、使用者が対応する捕捉剤を粒子に結合させることによって選択された標的を捕捉するように粒子をプログラムしてよいという意味で、「プログラム可能な粒子」と呼ばれる。
さらなる例示的実施形態を以下に提供する。
一部の実施形態において、第1のサブ粒子は、その表面上に複数のアミン基が提供される。それぞれがその表面に結合した複数のリンカー-COOH分子を含むコーティングを含む複数の第2のサブ粒子は、-COOH基が外向きになるように提供される。複数の第2のサブ粒子が、例えばEDC又はEDC/NHS化学によって、複数の第2のサブ粒子の上の-COOH基を第1のサブ粒子の上のアミン基と反応させることによって粒子に結合され、アミド連結が形成される。このプロセスによって、第1の粒子の表面上に未反応のアミン基、また複数の第2のサブ粒子の表面上に未反応のカルボキシル基が残ることになる。次いで複数の第2のサブ粒子の上の未反応の-COOH基に、さらなる分子を結合させてよい。例えば、タンパク質の吸着を阻害するために、複数のコーティング分子をEDC/NHS化学等のアミド連結化学によって結合させてよい。コーティング分子はPEG等のポリマーを含み、NH2-PEG-OMe分子のカルボキシル基への連結によって形成されるメトキシ-PEG層等のコーティングを供してよい。捕捉剤は、例えばSolulink(商標)化学を用いて、捕捉剤の上のアミン基を表面上のアミン基に結合させることによって、第1のサブ粒子の表面に固定してよい。コーティング分子を捕捉剤の前に結合してよく、又は捕捉剤をコーティング分子の前に結合してもよい。
一部の実施形態において、金を含む表面、例えばシリカ粒子を覆う金の層を有する第1のサブ粒子が提供される。層は連続でも不連続でもよい。それぞれがその表面に結合された複数のチオール化されたリンカー分子、リンカー-SHを含むコーティングを含む複数の第2のサブ粒子が、チオール基が外向きになるように提供される。次いで複数の第2のサブ粒子は、リンカーコーティング上のチオール基を粒子の表面上の金に結合させてチオール連結を形成させることによって、第1のサブ粒子に結合される。このプロセスによって、第1のサブ粒子の表面上に未反応の金、また複数の第2のサブ粒子の上に未反応のチオール基が残ることになる。複数の第2のサブ粒子の上の未反応のチオール基に、さらなる分子を結合させてよい。例えば、タンパク質の吸着を阻害するために、マレイミド含有不動態化分子へのマレイミド/チオール連結化学によってチオエーテル結合を形成させて、複数のコーティング分子を結合させてもよい。コーティング分子はPEGコーティング、例えば、マレイミド-PEG-OMe分子を供してもよい。捕捉剤は、例えば捕捉剤のシステイン基と表面上の金との結合によって、粒子の金表面上の未反応領域に固定され得る。そのような結合は、システイン残基が多い捕捉剤、例えばTNF及びTNFRファミリーのリガンド及び受容体、例えばTNFα及びTNFR1/2について当該技術分野で知られている。コーティング分子を捕捉剤の前に結合してよく、又は捕捉剤をコーティング分子の前に結合してもよい。
一部の実施形態において、固定されたビオチン結合タンパク質、例えばストレプトアビジンを含む表面を有する第1のサブ粒子が提供される。それぞれが複数のリンカー-ビオチン分子を含むコーティングを含む複数の第2のサブ粒子が、ビオチン基が外向きになるように提供される。次いで複数の第2のサブ粒子が、複数の第2のサブ粒子の上のビオチン基を第1のサブ粒子の表面上のビオチン結合タンパク質に結合させることによって、第1のサブ粒子に結合される。このプロセスによって、サブ粒子の間のスペースの粒子表面上に、未反応のストレプトアビジンが残ることになる。ビオチン化捕捉剤を残存したストレプトアビジンに結合させることによって、第1のサブ粒子の表面上に捕捉剤を固定することができる。サブ粒子上の残存した未反応のビオチン基は、これをストレプトアビジン又はストレプトアビジンとカップリングした不動態化分子と反応させることによって、不動態化され得る。これは、捕捉剤を加える前又は後に行なってよい。コーティング分子を捕捉剤の前に結合してよく、又は捕捉剤をコーティング分子の前に結合してもよい。
一部の実施形態において、その表面に複数のアミン基を有する第1のサブ粒子が提供される。それぞれがその表面に結合された複数のPEG-COOH分子を含むコーティングを含む複数の第2のサブ粒子が、カルボキシル基が外向きになるように提供される。次いで複数の第2のサブ粒子が、例えばEDC又はEDC/NHS化学を用いて、第2のサブ粒子の上のカルボキシル基を粒子の表面上のアミン基と反応させてアミド連結を形成させることによって、第1のサブ粒子に結合される。このプロセスによって、第1のサブ粒子の表面上に未反応のアミン基、また第2のサブ粒子の表面上に未反応のカルボキシル基が残ることになる。サブ粒子の上の未反応のカルボキシル基に、さらなる分子を結合させてもよい。例えば、タンパク質の吸着を阻害するために、EDC/NHS化学等のアミド連結化学によって、複数のコーティング分子、例えばNH2-PEG-OMe分子を結合させてもよい。捕捉剤は、例えばSolulink(商標)化学を用いて、捕捉剤のアミン基を表面上のアミン基に結合させることによって、第1のサブ粒子の表面に固定してよい。コーティング分子を捕捉剤の前に結合してよく、又は捕捉剤をコーティング分子の前に結合してもよい。
一部の実施形態において、捕捉剤が外向きになるように、その表面にアミン基を含む複数の捕捉剤を有する第1のサブ粒子が提供される。それぞれがその表面に結合された複数のPEG-COOH分子を含むコーティングを含む複数の第2のサブ粒子が、カルボキシル基が外向きになるように提供される。次いで複数の第2のサブ粒子が、EDC又はEDC/NHS化学を用いて、第2のサブ粒子の上のカルボキシル基を粒子の表面上のアミン基と反応させてアミド連結を形成させることによって、第1のサブ粒子に結合される。このプロセスによって、第1のサブ粒子に結合した捕捉剤の上に未反応のアミン基、また第2のサブ粒子の表面上に未反応のカルボキシル基が残ることになる。第1のサブ粒子に結合した捕捉剤の上の未反応のアミノ基は、未反応のまま放置してよい。サブ粒子の上の未反応のカルボキシル基に、さらなる分子を結合させてもよい。例えば、タンパク質の吸着を阻害するために、EDC/NHS化学等のアミド連結化学によって、複数のコーティング分子、例えばNH2-PEG-OMe分子を結合させてもよい。
一部の実施形態において、第1のサブ粒子と第2のサブ粒子は、抗体と抗体に対する抗原との複合体を含むリンカーによって連結してよい。第1のサブ粒子、例えばコアサブ粒子は、表面及び表面に固定された複数の第1の抗体を含んでよい。次いで第2のサブ粒子、例えば保護サブ粒子は、表面及びその表面に固定された抗体に対する抗原を含んでよい。次いで第2のサブ粒子は、抗体-抗原複合体によって第1のサブ粒子に結合してよい。一部の実施形態において、第1のサブ粒子に結合した抗体は、標的のための捕捉剤としても働き得る。これらの実施形態では、第2のサブ粒子に結合した抗原は、その標的又は断片若しくは変異体であってよい。例えば、標的がTNFRであれば、第1のサブ粒子に結合した抗体は抗TNFRであってよく、第2のサブ粒子に結合した抗原はTNFR、又は第1のサブ粒子に結合した抗TNFR抗体にまだ結合することができるその断片若しくは変異体であってよい。一部の実施形態において、抗体は標的の捕捉剤として働かず、捕捉剤は異なった抗体の形態で、又は本明細書の他の箇所に記載したように、粒子上に提供されてよい。いずれにせよ、第2のサブ粒子(例えば複数の保護サブ粒子)は、その後、抗体-抗原複合体によって、第1のサブ粒子(例えばコアサブ粒子)の表面に結合し得る。抗体が捕捉剤として働くことをも意図した場合には、保護サブ粒子の間の立体的効果により、結合していない抗体がコアサブ粒子の表面上に残存し、その抗体はその後自由に標的を捕捉する。
一部の実施形態において、アセンブルされた粒子は、保護サブ粒子上の残存した結合していない抗原に結合した複数のPEG含有部分を含む。PEGは、本明細書に記載した方法で、保護サブ粒子上の抗原に結合することができる。例えば、PEG部分は抗体に、又は標的に対する別のリガンド(例えば別の抗体、又は結合タンパク質)にコンジュゲートすることができる。このようにして、粒子が標的を外す効果は避けられ得る。
一部の実施形態において、コア粒子は表面、表面に結合した複数の第1の抗体、及び表面に結合した複数の第2の抗体を有する。第1の抗体は捕捉剤として働き得、第2の抗体は保護サブ粒子に結合するために働き得る。次いで保護サブ粒子は、その表面に固定された第2の抗体の抗原を含んでよい。次いで保護サブ粒子は、第2の抗体と保護サブ粒子の表面に結合した抗原との複合体によって、コアサブ粒子に結合し得る。一部のこのような実施形態では、保護サブ粒子の表面に結合した抗原は、結合ペアにおけるリガンド、例えばアビジン/ビオチンである。次いで残存する結合していない抗原は、保護サブ粒子へのPEG部分の結合のための固着点を形成し得る。例えば、保護サブ粒子の表面に結合した抗原がビオチンであれば、アビジンにコンジュゲートしたPEG部分が、アビジン/ビオチン複合体によって、保護サブ粒子の表面に結合し得る。
一部の実施形態において、コアサブ粒子は多孔質であり、孔内部の内側表面及び外側表面、並びに内側表面及び外側表面に配置された抗体を含む。抗体は捕捉剤として働き得る。次いで保護サブ粒子はその表面に固定された抗体の抗原を含み得、少なくとも複数の孔から排除されるように構成され、例えば寸法が決められている。例えば、保護サブ粒子は、複数の孔の最大の断面寸法より大きい、例えば50%より大きく、60%より大きく、70%より大きく、80%より大きく、又は90%より大きい断面寸法を有し得る。そのようなサブ粒子からアセンブルされた粒子は、保護サブ粒子が孔の外側のみで抗体と結合するように抗体-抗原複合体によってコアサブ粒子に結合した1つ以上の保護サブ粒子を含む。コアサブ粒子の孔内に配置された抗体は、自由に標的を捕捉できるままになる。
一部の実施形態において、抗体及び/又は抗原は、本明細書に記載したように、リンカーによってサブ粒子に結合できる。
1つの実施形態において、第1の抗体又は捕捉剤抗体は抗TNFR抗体であり、抗原はTNFR又はそのエピトープであってよい。
一部の実施形態において、保護サブ粒子の表面に連結された抗原は、コアサブ粒子の表面に配置され又はそれに連結された第1の抗体の標的である第2の抗体であってよく、それにより、第1の抗体は第2の抗体に結合する。一部のそのような実施形態において、第1の抗体は標的生体分子の捕捉剤であってよく、例えば第1の抗体は標的生体分子又は第2の抗体に結合するように適合される。
抗体-抗原連結粒子の例を図9～図11に示す。ここでは、単一の保護サブ粒子にカップリングされたコアサブ粒子を示す。これは複数のサブ粒子の代表であり、縮尺通りではない。一部の実施形態において、図示するように、粒子は複数の保護サブ粒子にカップリングされた複数のコアサブ粒子を含む。
図9を参照して、コアサブ粒子300は、その表面上に、任意でリンカーに固定された捕捉剤である複数の第1の抗体302を含む。保護又はシールドサブ粒子304は、任意のリンカー308によってその表面に固定された、抗体302の複数の抗原306を含む。保護サブ粒子上の抗原306に結合していない抗体302は、可溶性標的生体分子320に自由に結合できる一方、同じ生体分子が細胞の表面上にある場合にはこれと相互作用することが保護サブ粒子によって阻害されている。一部の実施形態において、抗原306は標的生体分子、又はその断片若しくは変異体であってよい。保護サブ粒子上の残存抗原306は、例えば抗原306に対するさらなる抗体312又は抗原306に対する結合パートナー316に結合するコーティング部分を含むコーティング分子310によって結合され得る。抗体312は薬剤抗体302と同じであってもよく、異なっていてもよい。抗原306に対する結合パートナー316は、例えばビオチン/ストレプトアビジンペアのメンバーであってよい。コーティング部分は、例えば血液循環からのクリアランスを阻害するように選択され、例えばメトキシ-PEG部分314であってよい。一部の実施形態において、サブ粒子304は、リンカー-抗原308、306の混合コーティング及びPEGコーティングを含み、両方とも粒子304の表面に固定される。
図10を参照して、コアサブ粒子300は捕捉剤である複数の第1の抗体302、及び保護サブ粒子の結合抗体又はカップリング抗体である、第1の抗体とは異なる複数の第2の抗体322を含む。保護サブ粒子304は、任意のリンカー308でその表面に結合された、カップリング抗体と反応する複数の抗原326を含む。捕捉剤抗体は可溶性標的生体分子320を自由に捕捉できる一方、細胞と相互作用することは保護サブ粒子によって阻害されている。残存抗原326は、上記のように抗体312又は結合パートナー316によって、メトキシ-PEG部分314に結合し得る。
図11を参照して、コアサブ粒子330は多孔質であり、本体材料340及び1つ以上の孔342を含み、孔のそれぞれは、開口部344並びに孔内部の内側表面346及び外側表面348、並びに302aで示す内側表面及び302bで示す外側表面に配置された抗体302を含む。抗体302a、302bは捕捉剤として働く。保護サブ粒子304はその表面に固定された抗体302bの抗原326を含み、孔から排除される寸法にされており、そのため内側表面上の抗体302aは抗原326と結合することが防止され、したがって抗体302aは標的320を自由に捕捉することができる。また、表面348の上の結合していない抗体302bは標的320を自由に捕捉することができ、細胞表面と接触することは保護サブ粒子によって阻害されている。残存抗原326は、図9及び図10におけるように、コーティング分子に結合されてよい。
好ましい実施形態では、上記の方法により、シリカコアサブ粒子及びシリカ若しくはポリマーの保護サブ粒子を含むコンポジット粒子が提供され、それにより、単一のシリカ粒子について知られているマクロファージによるクリアランス、並びに必要に応じて例えばPLGA等のポリマーについて知られているポリマー粒子の生分解が可能になる。理論に縛られるわけではないが、コンポジット粒子はマクロファージによって取り込まれてファゴソームに入り得、そこでリンカー化学によって分解して成分のサブ粒子を放出する。次いで分離された成分のサブ粒子は、マクロファージによって個別に取り込まれた単一のシリカ又はポリマー粒子と同じクリアランス経路をたどることになる。シリカ成分又はシリカ及びポリマー成分を含む実施形態は、金又は金シェルを含む保護サブ粒子を有する実施形態に比べて有利である。それは、金サブ粒子が蓄積する傾向があるのに対し、これらは生体から容易に排出されるからである。
前述のことは、本明細書に記載されているあらゆる組成物及び方法に当てはまる。本開示は、特に、そのような組成物及び方法の特徴(単独又は組合せ)とこのセクションに記載されているさまざまなキットに関して記載されている特徴とのあらゆる組合せを意図する。
本発明は以下の態様も提供する。
［１］ 少なくとも1つの表面及び前記表面に固定された薬剤を有する粒子であって、
前記薬剤は、特異的結合ペアの第1のメンバーである標的に選択的に結合し、
前記標的の前記粒子への結合は、前記標的と前記特異的結合ペアの第2のメンバーとの相互作用を阻害し、
前記粒子はコアサブ粒子及び複数の保護サブ粒子を含み、
前記薬剤が前記コアサブ粒子に固定されている、粒子。
［２］ 複数の反応基を含む粒子であって、
前記複数の反応基のうちのそれぞれの反応基は、所定の官能基と選択的に反応することができ、
それぞれの反応基は、その反応基に連結した薬剤の、細胞の表面にある分子に結合する能力が低減するよう前記粒子上で配向され、
前記粒子の最大寸法は、約50nm～約5μmであり、
前記粒子はコアサブ粒子及び複数の保護サブ粒子を含み、
前記反応基は前記コアサブ粒子上に位置する、粒子。
［３］ 前記複数の反応基のうちのそれぞれの反応基は、アルデヒド、アルケン、ハロゲン化アルキル、アルキン、アミン、アルコキシアミン、アリールアジド、ハロゲン化アリール、ヒドラジド、アジド、カルボジイミド、カルボン酸又はその誘導体、ジエン、ジエノフィル、グリオキサール、ハロアシル、イミドエステル、イソシアネート、マレイミド、N-ヒドロキシルスクシンイミジルエステル、ホスフィン、テトラジン又はチオールを含む、［2］に記載の粒子。
［４］ 前記複数の反応基のうちのそれぞれの反応基は、核酸を含む、［2］に記載の粒子。
［５］ 前記複数の反応基のうちのそれぞれの反応基は、ビオチン又はビオチン結合タンパク質を含む、［2］に記載の粒子。
［６］ 前記複数の反応基は、約10～約109個の反応基、103～約107個の反応基又は約104～約106個の反応基からなる、［2］～[5]のいずれか一に記載の粒子。
［７］ 表面及び前記表面に固定された薬剤を含む粒子であって、
前記薬剤は標的に選択的に結合することができ、
薬剤の前記標的への結合は、前記標的と細胞との相互作用を阻害し、
前記粒子はコアサブ粒子及び複数の保護サブ粒子を含み、
前記薬剤は前記コアサブ粒子に固定されている、粒子。
［８］ 前記コア粒子は多孔質であり、前記複数の保護サブ粒子は非多孔質である、［1］～[7]のいずれか一に記載の粒子。
［９］ 前記コアサブ粒子は多孔質ケイ素を含む、［8］に記載の粒子。
［１０］ 前記コアサブ粒子又は前記複数の保護サブ粒子は、ポリマー、例えば生分解性ポリマーを含む、［8］又は[9]に記載の粒子。
［１１］ 前記複数の保護サブ粒子は、ポリマー、例えば生分解性ポリマーを含む、［9］に記載の粒子。
［１２］ 前記保護サブ粒子は、第1のカップリング基を含む第1の連結部分によって前記コアサブ粒子にカップリングされている、［1］～[11]のいずれか一に記載の粒子。
［１３］ 前記薬剤は、第2のカップリング基を含む第2の連結部分によって前記コアサブ粒子にカップリングされている、［1］～[12]のいずれか一に記載の粒子。
［１４］ 前記第1のカップリング基及び前記第2のカップリング基は、アミド、アミジン、オキシム、トリアゾール、ジスルフィド、チオエーテル、スクシンイミド、イソキサゾール、ピリダジン、尿素、ヒドラゾン、オキシム、二級アミン、タンパク質と基質との複合体、抗体と抗原との複合体、金-硫黄結合、又は二本鎖核酸から独立して選択される、［12］又は[13]に記載の粒子。
［１５］ 前記第1のカップリング基及び前記第2のカップリング基は同一である、［12］～[14]のいずれか一に記載の粒子。
［１６］ 前記第1のカップリング基及び前記第2のカップリング基は異なる、［12］～[14]のいずれか一に記載の粒子。
［１７］ 前記第1のカップリング基は、タンパク質と基質との複合体である、［12］～[16]のいずれか一に記載の粒子。
［１８］ 前記第1のカップリング基は、ビオチン結合タンパク質とビオチンとの複合体である、［17］に記載の粒子。
［１９］ 前記第1のカップリング基は、アビジンとビオチンとの複合体である、［18］に記載の粒子。
［２０］ 前記第1のカップリング基は、抗体と抗原との複合体である、［12］～[16]のいずれか一に記載の粒子。
［２１］ 前記第1のカップリング基は、金-硫黄結合である、［12］～[16]のいずれか一に記載の粒子。
［２２］ 前記第1のカップリング基は核酸である、［12］～[16]のいずれか一に記載の粒子。
［２３］ 前記第1のカップリング基は、アミド、アミジン、オキシム、トリアゾール、ジスルフィド、チオエーテル、スクシンイミド、イソキサゾール、ピリダジン、尿素、ヒドラゾン、オキシム、又は二級アミンから選択される、［12］～[16]のいずれか一に記載の粒子。
［２４］ 前記第1のカップリング基は、アミド、ジスルフィド、チオエーテル、又はスクシンイミドから選択される、［23］に記載の粒子。
［２５］ 前記第2のカップリング基は、タンパク質と基質との複合体である、［13］～[24]のいずれか一に記載の粒子。
［２６］ 前記第2のカップリング基は、ビオチン結合タンパク質とビオチンとの複合体である、［25］に記載の粒子。
［２７］ 前記第2のカップリング基は、アビジンとビオチンとの複合体である、［26］に記載の粒子。
［２８］ 前記第2のカップリング基は、抗体と抗原との複合体である、［13］～[24]のいずれか一に記載の粒子。
［２９］ 前記第2のカップリング基は、金-硫黄結合である、［13］～[24]のいずれか一に記載の粒子。
［３０］ 前記第2のカップリング基は、アミド、アミジン、オキシム、トリアゾール、ジスルフィド、チオエーテル、スクシンイミド、イソキサゾール、ピリダジン、尿素、ヒドラゾン、オキシム、又は二級アミンから選択される、［13］～[24]のいずれか一に記載の粒子。
［３１］ 前記第2のカップリング基は、アミド、ジスルフィド、チオエーテル、又はスクシンイミドから選択される、［30］に記載の粒子。
［３２］ 前記コアサブ粒子と前記第1のカップリング基との間に配置された前記第1の連結部分の長さと、前記コアサブ粒子と前記第2のカップリング基との間に配置された前記第2の連結部分の長さは同様又は同一である、［13］～[24]のいずれか一に記載の粒子。［３３］ 前記コアサブ粒子と前記第1のカップリング基との間に配置された前記第1の連結部分の長さと、前記コアサブ粒子と前記第2のカップリング基との間に配置された前記第2の連結部分の長さは異なる、［32］に記載の粒子。
［３４］ 前記第1の連結部分は、第1のスペーサーをさらに含む、［12］～[33]のいずれか一に記載の粒子。
［３５］ 前記第1のスペーサーは、アルキル鎖、PEG鎖、又はアミノ酸鎖から選択される、［34］に記載の粒子。
［３６］ 前記第1のスペーサーは、前記カップリング基と前記コアサブ粒子との間に配置されている、［34］又は[35]に記載の粒子。
［３７］ 前記第1のスペーサーは、前記カップリング基と前記保護サブ粒子との間に配置されている、［34］又は[35]に記載の粒子。
［３８］ 前記第2の連結部分は、第2のスペーサーをさらに含む、［13］～[37]のいずれか一に記載の粒子。
［３９］ 前記第2のスペーサーは、アルキル鎖、PEG鎖、又はアミノ酸鎖から選択される、［38］に記載の粒子。
［４０］ 前記第2のスペーサーは、前記カップリング基と前記コアサブ粒子との間に配置されている、［38］又は[39]に記載の粒子。
［４１］ 前記第2のスペーサーは、前記カップリング基と前記薬剤との間に配置されている、［38］又は[39]に記載の粒子。
［４２］ 前記粒子は、内側表面及び外側表面を含み、
前記内側表面は、前記コアサブ粒子の表面を含み、
複数の薬剤が前記粒子に固定されており、
治療用に許容される割合の薬剤が前記粒子の内側表面に固定されている、［1］～[41]のいずれか一に記載の粒子。
［４３］ 前記内側表面は、前記コアサブ粒子の表面からなる、［42］に記載の粒子。
［４４］ 前記内側表面は、前記コアサブ粒子の表面、及び前記コアサブ粒子に対向する前記保護サブ粒子の表面の部分からなる、［42］に記載の粒子。
［４５］ 前記粒子の前記内側表面に固定された薬剤の割合は少なくとも80%である、［42］～[44]のいずれか一に記載の粒子。
［４６］ 前記粒子の前記内側表面に固定された薬剤の割合は少なくとも90%である、［45］に記載の粒子。
［４７］ 前記粒子の前記内側表面に固定された薬剤の割合は少なくとも99%である、［46］に記載の粒子。
［４８］ 前記外側表面は、前記コアサブ粒子に対向しない前記保護サブ粒子の表面の部分を含む、［32］～[47]のいずれか一に記載の粒子。
［４９］ 前記外側表面は、前記保護サブ粒子の表面からなる、［32］～[47]のいずれか一に記載の粒子。
［５０］ 前記外側表面に固定された薬剤の割合は少なくとも1%である、［48］又は[49]に記載の粒子。
［５１］ 前記外側表面に固定された薬剤の割合は少なくとも10%である、［48］又は[49]に記載の粒子。
［５２］ 前記第1のカップリング基は、第1のタイプの抗体である第1の抗体と第1のタイプの抗原である第1の抗原との複合体である、［12］～[51]のいずれか一に記載の粒子。［５３］ 前記抗体は、前記コアサブ粒子の表面の近位にある前記カップリング基の側面に配置され、前記抗原は、前記保護サブ粒子の表面の近位にある前記カップリング基の側面に配置されている、［52］に記載の粒子。
［５４］ 前記薬剤は、前記第1のタイプの抗体である抗体である、［52］又は[53]に記載の粒子。
［５５］ 前記第1のカップリング基の抗原は、前記標的の断片又は変異体である、［52］～[54]のいずれか一に記載の粒子。
［５６］ 前記第1のタイプの抗体は薬剤として作用しない、［52］又は[53]に記載の粒子。
［５７］ 前記薬剤は第2のタイプの抗体であり、前記薬剤は前記第1の抗原に結合しない、［52］、［53］、又は［56］のいずれか一に記載の粒子。
［５８］ 前記コアサブ粒子は多孔質であり、内側表面及び外側表面を含み、複数の前記第1のタイプの抗体は、前記コアサブ粒子の前記内側表面及び前記外側表面に配置されている、［52］～[57]のいずれか一に記載の粒子。
［５９］ 前記保護サブ粒子は、前記コアサブ粒子の複数の孔から排除されるように構成されている、［58］に記載の粒子。
［６０］ 前記保護サブ粒子は、前記コアサブ粒子の複数の孔から排除される大きさにされている、［59］に記載の粒子。
［６１］ 前記保護サブ粒子はポリマーを含む、［12］～[60]のいずれか一に記載の粒子。
［６２］ 前記ポリマーはPEG、ポリラクテート、ポリ乳酸、糖、脂質、ポリグルタミン酸、PGA、PLA、PLGA、又はPVAから選択される、［61］に記載の粒子。
［６３］ 前記保護サブ粒子はPLGA及びPEGを含み、前記PEGが前記保護サブ粒子の表面上、かつPLGAと前記第1のカップリング基との間に配置されている、［61］又は[62]に記載の粒子。
［６４］ 前記コアサブ粒子は多孔質である、［61］～[63]のいずれか一に記載の粒子。［６５］ 前記コアサブ粒子はシリカ表面を含む、［61］～[64]のいずれか一に記載の粒子。
［６６］ 前記コアサブ粒子は金表面を含む、［61］～[65]のいずれか一に記載の粒子。［６７］ 前記コアサブ粒子の前記金表面は前記コアサブ粒子を完全には覆っていない、［64］に記載の粒子。
［６８］ 前記第1のカップリング基は、金-硫黄結合である、［61］～[67]のいずれか一に記載の粒子。
［６９］ 前記第2のカップリング基は、金-硫黄結合である、［61］～[67]のいずれか一に記載の粒子。
［７０］ 対象の脈管構造中を循環する形状及び大きさにされている、［1］～[69]のいずれか一に記載の粒子。
［７１］ 1μmより大きい、［1］～[70]のいずれか一に記載の粒子。
［７２］ 前記粒子の最大寸法は約5μmを超えない、［1］～[71]のいずれか一に記載の粒子。
［７３］ 前記粒子の最小寸法は少なくとも約300nmである、［1］～[72]のいずれか一に記載の粒子。
［７４］ 複数のコーティング分子をさらに含む、［1］～[73]のいずれか一に記載の粒子。
［７５］ 前記複数のコーティング分子は、前記複数の保護サブ粒子に結合している、［74］に記載の粒子。
［７６］ 前記複数のコーティング分子は、インビボにおける前記粒子のクリアランスを増加させる、［74］又は[75]に記載の粒子。
［７７］ 前記複数のコーティング分子は、ファゴサイトーシス、腎クリアランス、又は肝胆クリアランスによって前記粒子のクリアランスを増加させる、［74］～[76]のいずれか一に記載の粒子。
［７８］ 前記複数のコーティング分子は、インビボにおける前記粒子のクリアランスを低下させる、［74］又は[75]に記載の粒子。
［７９］ 前記複数のコーティング分子は、前記薬剤と細胞又は細胞外タンパク質との相互作用を阻害する、［74］～[78]のいずれか一に記載の粒子。
［８０］ 前記複数のコーティング分子はポリマーを含む、［74］～[79]のいずれか一に記載の粒子。
［８１］ 前記複数のコーティング分子は生分解性である、［74］～[80]のいずれか一に記載の粒子。
［８２］ 空隙を含む、［1］～[81]のいずれか一に記載の粒子。
［８３］ 等電点は約5～約9である、［1］～[82]のいずれか一に記載の粒子。
［８４］ 前記コアサブ粒子は約100nm～約2μmのサイズである、［1］～[83]のいずれか一に記載の粒子。
［８５］ 前記複数の保護サブ粒子は約10nm～約1μmのサイズである、［1］～[84]のいずれか一に記載の粒子。
［８６］ 4～106個の保護サブ粒子を含む、［1］～[85]のいずれか一に記載の粒子。
［８７］ 1個のコアサブ粒子を含む、［1］～[86]のいずれか一に記載の粒子。
［８８］ 2個以上のコアサブ粒子を含む、［1］～[87]のいずれか一に記載の粒子。
［８９］ 前記薬剤は、細胞の表面にある細胞表面受容体タンパク質と結合し又はこれを活性化することが立体的に阻害されるように配置されている、［1］～[88]のいずれか一に記載の粒子。
［９０］ 前記薬剤は、前記細胞表面受容体タンパク質の天然のリガンドの能力と比較して低減した細胞表面受容体タンパク質を活性化する能力を有する、［1］～[89]のいずれか一に記載の粒子。
［９１］ 前記薬剤は、前記細胞表面受容体タンパク質を活性化しない、［90］に記載の粒子。
［９２］ コアサブ粒子、DNA足場、及び薬剤を含む粒子であって、前記薬剤は、特異的結合ペアの第1のメンバーである標的に選択的に結合し、前記標的の前記粒子への結合は、前記標的と前記特異的結合ペアの第2のメンバーとの相互作用を阻害する、粒子。
［９３］ DNA足場及び表面上に固定された薬剤を含む粒子であって、
前記薬剤は、標的に選択的に結合することができ、
薬剤の前記標的への結合は、前記標的と細胞との相互作用を阻害する、粒子。
［９４］ 前記DNA足場は内部体積及び1つ以上の開口部を含み、
前記内部体積は外部媒体と流体連通しており、
前記薬剤は前記内部体積内に固定されている、［92］又は[93]に記載の粒子。
［９５］ 前記薬剤は、前記DNA足場に連結されている、［94］に記載の粒子。
［９６］ 前記DNA足場は、カップ、管、又は開いた箱の形状である、［94］又は[95]に記載の粒子。
［９７］ 前記DNA足場は管の形状である、［92］～[96]のいずれか一に記載の粒子。
［９８］ 前記薬剤は、前記管の内側表面に固定されている、［97］に記載の粒子。
［９９］ 前記DNA足場は2つの開口部を含む、［94］～[98]のいずれか一に記載の粒子。［１００］ 前記開口部は10～300nmの最大サイズを有する、［94］～[99]のいずれか一に記載の粒子。
［１０１］ 前記開口部は10～60nmの最大サイズを有する、［100］に記載の粒子。
［１０２］ 前記DNA足場は前記サブ粒子に連結され、さらに前記DNA足場は前記サブ粒子の前記表面から突出する突起物を含む、［92］又は[93]に記載の粒子。
［１０３］ 前記突起物は、H、T、L、X、又はZの形状の断面を有する、［102］に記載の粒子。
［１０４］ 前記DNA足場は、前記サブ粒子の前記表面から20～200nmの最大高さを有する、［92］～[104]のいずれか一に記載の粒子。
［１０５］ 前記薬剤は、前記DNA足場の200nm以内のコアサブ粒子に固定されている、［92］～[104]のいずれか一に記載の粒子。
［１０６］ 前記突起物によって画定される保護された表面を含み、前記薬剤は前記保護された表面に固定されている、［102］～[105]のいずれか一に記載の粒子。
［１０７］ 前記薬剤は、前記DNA足場又は前記サブ粒子に固定されている、［102］～[106]のいずれか一に記載の粒子。
［１０８］ 複数のDNA足場突起物を含み、前記複数のDNA足場突起物によって画定される保護された表面を含む、［102］～[107]のいずれか一に記載の粒子。
［１０９］ 前記DNA足場突起物は、0.0001～0.01/nm2のサブ粒子上の平均密度で存在する、［108］に記載の粒子。
［１１０］ 前記DNA足場突起物は、前記突起物の高さの0.5～5倍の範囲の前記粒子上の平均間隔を有する、［108］に記載の粒子。
［１１１］ 前記DNA足場は前記サブ粒子に連結され、さらに前記DNA足場は前記サブ粒子の区域に張り出した張出しを含み、前記張出しは下側を含む、［92］又は[93]に記載の粒子。
［１１２］ 前記DNA足場は本体及び2つ以上の突起物を含み、
前記DNA足場は前記突起物の端によって前記サブ粒子に連結されている、［111］に記載の粒子。
［１１３］ 前記DNA足場によって画定される保護された表面を含む、［111］又は[112]に記載の粒子。
［１１４］ 前記薬剤は、前記張出しの下のコアサブ粒子に、又は前記張出しの下側に結合している、［111］～[113]のいずれか一に記載の粒子。
［１１５］ 前記コアサブ粒子は保護された表面を含み、
複数の薬剤が前記コアサブ粒子の前記表面に結合しており、
保護された表面である前記コアサブ粒子の面積の部分が50%より大きい、［92］～[114]のいずれか一に記載の粒子。
［１１６］ 複数のDNA足場、及び
複数の薬剤を含み、
前記コアサブ粒子及び前記複数のDNA足場は、保護された表面を含み、
保護された表面に結合した前記複数の薬剤の部分は50%より大きい、［92］～[115]のいずれか一に記載の粒子。
［１１７］ 複数のDNA足場、及び
前記複数のDNA足場に結合した複数の薬剤
を含み、薬剤は実質的に前記コアサブ粒子に結合していない、［92］～[116]のいずれか一に記載の粒子。
［１１８］ 前記コアサブ粒子は、金属、金、アルミナ、ガラス、シリカ、ケイ素、デンプン、アガロース、ラテックス、プラスチック、ポリアクリルアミド、メタクリレート、ポリマー、又は核酸、好ましくは核酸を含む、［92］～[117]のいずれか一に記載の粒子。
［１１９］ 複数のコーティング分子をさらに含む、［92］～[117]のいずれか一に記載の粒子。
［１２０］ 前記複数のコーティング分子は、前記薬剤と、細胞、細胞表面にある分子、又は細胞外タンパク質との相互作用を阻害する、［119］に記載の粒子。
［１２１］ 前記複数のコーティング分子は、ファゴサイトーシス、腎クリアランス、又は肝胆クリアランスによって前記粒子のクリアランスを増加させる、［119］に記載の粒子。
［１２２］ 前記複数のコーティング分子は、インビボにおける前記粒子のクリアランスを低下させる、［119］に記載の粒子。
［１２３］ 前記複数のコーティング分子は、前記薬剤と細胞又は細胞外タンパク質との相互作用を阻害する、［119］～[122]のいずれか一に記載の粒子。
［１２４］ 前記標的はウイルスタンパク質である、［1］～[123]のいずれか一に記載の粒子。
［１２５］ ウイルスタンパク質が、アルボウイルス、アデノウイルス、アルファウイルス、アレナウイルス、アストロウイルス、BKウイルス、ブニヤウイルス、カリシウイルス、セルコピテシンヘルペスウイルス1、コロラドダニ熱ウイルス、コロナウイルス、コクサッキーウイルス、クリミア-コンゴ出血熱ウイルス、サイトメガロウイルス、デングウイルス、エボラウイルス、エキノウイルス、エコーウイルス、エンテロウイルス、エプスタイン-バーウイルス、フラビウイルス、口蹄疫ウイルス、ハンタウイルス、A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、単純ヘルペスウイルスI、単純ヘルペスウイルスII、ヒトヘルペスウイルス、ヒト免疫不全ウイルスI型(HIV-I)、ヒト免疫不全ウイルスII型(HIV-II)、ヒトパピローマウイルス、ヒトT細胞白血病ウイルスI型、ヒトT細胞白血病ウイルスII型、インフルエンザ、日本脳炎、JCウイルス、ジュニンウイルス、レンチウイルス、マチュポウイルス、マールブルグウイルス、麻疹ウイルス、ムンプスウイルス、ナプスウイルス、ノロウイルス、ノーウォークウイルス、オルビウイルス、オルトミクソウイルス、パピローマウイルス、パポバウイルス、パラインフルエンザウイルス、パラミクソウイルス、パルボウイルス、ピコルナウイルス、ポリオウイルス、ポリオーマウイルス、ポックスウイルス、狂犬病ウイルス、レオウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、ライノウイルス、ロタウイルス、風疹ウイルス、サポウイルス、天然痘、トガウイルス、トスカナウイルス、水痘帯状疱疹ウイルス、西ナイルウイルス、黄熱ウイルス由来である、［124］に記載の粒子。
［１２６］ ウイルスタンパク質が、ウイルスキャプシドタンパク質又はウイルスエンベロープタンパク質である、［124］又は[125]に記載の粒子。
［１２７］ 標的が細菌タンパク質又は細菌細胞壁の成分である、［1］～[123]のいずれか一に記載の粒子。
［１２８］ 細菌タンパク質又は細胞壁の成分が、イスラエル放線菌(Actinomyces israelii)、炭疽菌(Bacillus anthracis)、バチルス・セレウス(Bacillus cereus)、バクテロイデス・フラギリス(Bacteroides fragilis)、バルトネラ・ヘンセラ(Bartonella henselae)、バルトネラ・キンタナ(Bartonella Quintana)、ボルデテラ・ペルツシス(Bordetella pertussis)、ボレリア・ブルグドルフェリ(Borrelia burgdorferi)、ボレリア・ガリニイ(Borrelia garinii)、ボレリア・アフゼリ(Borrelia afzelii)、ボレリア・レカレンチス(Borrelia recurrentis)、ブルセラ・アボルツス(Brucella abortus)、ブルセラ・カニス(Brucella canis)、ブルセラ・メリテンシス(Brucella melitensis)、ブルセラ・スイス(Brucella suis)、カンピロバクター・ジェジュニ(Campylobacter jejuni)、クラミジア・ニューモニエ(Chlamydia pneumoniae)、クラミジア・トラコマチス(Chlamydia trachomatis)、クラミドフィラ・シタッシ(Chlamydophila psittaci)、クロストリジウム・ボツリヌス(Clostridium botulinum)、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)、クロストリジウム・パーフリンゲンス、クロストリジウム・テタニ(Clostridium tetani)、コリネバクテリウム・ジフテリアエ(Corynebacterium diptheriae,)、エーリキア・カニス(Ehrlichia canis)、エーリキア・チャフェネシス(Ehrlichia chaffeensis)、エンテロコッカス・フェカリス(Enterococcus faecalis)、エンテロコッカス・フェシウム(Enterococcus faecium)、大腸菌(Escherichia coli)、野兎病菌(Francisella tularensis)、ヘモフィルス・インフルエンザ(Haemophilus influenzae)、ヘモフィルス・バギナリス(Haemophilus vaginalis)、ヘリコバクター・ピロリ(Helicobacter pylori)、クレブシエラ・ニューモニエ(Klebsiella pneumoniae)、レジオネラ・ニューモフィラ(Legionella pneumophila)、レプトスピラ・インテロガンス(Leptospira interrogans)、レプトスピラ・サンタロサイ(Leptospira santarosai)、レプトスピラ・ウェイリイ(Leptospira weilii)、レプトスピラ・ノグチイ( Leptospira noguchii)、リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)、マイコバクテリウム・レプラエ(Mycobacterium leprae)、マイコバクテリウム・ツベルクローシス(Mycobacterium tuberculosis)、マイコバクテリウム・ウルセランス(Mycobacterium ulcerans)、マイコプラズマ・ニューモニエ(Mycoplasma pneumoniae)、淋菌(Neisseria gonorrhoeae)、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、ノカルディア・アステロイデス(Nocardia asteroides)、リケッチア・リケッチイ(Rickettsia rickettsii)、チフス菌(Salmonella typhi)、ネズミチフス菌(Salmonella typhimurium)、シゲラ・ソンネイ(Shigella sonnei)、志賀赤痢菌、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、表皮ブドウ球菌(Staphylococcus epidermidis)、スタフィロコッカス・サプロフィチカス(Staphylococcus saprophyticus)、ストレプトコッカス・アガラクチアエ(Streptococcus agalactiae)、ストレプトコッカス・ニューモニエ(Streptococcus pneumoniae)、ストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptococcus pyogenes)、ストレプトコッカス・ビリダンス(Streptococcus viridans)、梅毒トレポネーマ(Treponema pallidum)、ウレアプラズマ・ウレアリチクム(Ureaplasma urealyticum)、ビブリオ・コレラ(Vibrio cholerae,)、エルシニア・ペスチス(Yersinia pestis)、エルシニア・エンテロコリチカ(Yersinia enterocolitica)、又はエルシニア・シュードツベルクロシス(Yersinia pseudotuberculosis)由来である、［127］に記載の粒子。
［１２９］ 標的が、酵母タンパク質若しくは真菌タンパク質、又は酵母細胞壁若しくは真菌細胞壁の成分である、［1］～[123]のいずれか一に記載の粒子。
［１３０］ 酵母若しくは真菌のタンパク質又は細胞壁の成分が、アポフィソマイセス・バリアビリス(Apophysomyces variabilis)、アスペルギルス・クラバツス(Aspergillus clavatus)、アスペルギルス・フラバス(Aspergillus flavus)、アスペルギルス・フミガツス(Aspergillus fumigatus)、バシジオボラス・ラナラム(Basidiobolus ranarum)、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・グラブラタ(Candida glabrata)、カンジダ・グイリエルモンジイ(Candida guilliermondii)、カンジダ・クルセイ(Candida krusei)、カンジダ・ルシタニアエ(Candida lusitaniae)、カンジダ・パラプシロシス(Candida parapsilosis)、カンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis)、カンジダ・ステラトイデア(Candida stellatoidea)、カンジダ・ビスワナチイ(Candida viswanathii)、コニジオボラス・コロナツス(Conidiobolus coronatus)、コニジオボラス・インコングルオウス(Conidiobolus incongruous)、クリプトコッカス・アルビダス(Cryptococcus albidus)、クリプトコッカス・ガッチイ(Cryptococcus gattii)、クリプトコッカス・ラウレンチイ(Cryptococcus laurentii)、クリプトコッカス・ネオフォルマンス(Cryptococcus neoformans)、エンセファリトゾン・インテスチナリス(Encephalitozoon intestinalis)、エンテロシトゾン・ビエネウシ(Enterocytozoon bieneusi)、エキソフィアラ・ジェアンセルメイ(Exophiala jeanselmei)、フォンセカエア・コンパクタ(Fonsecaea compacta,)、フォンセカエア・ペドロソイ(Fonsecaea pedrosoi)、ゲオトリツム・カンジヅム(Geotrichum candidum)、ヒストプラズマ・カプスラツム(Histoplasma capsulatum)、リチセミア・コリンビフェラ(Lichtheimia corymbifera)、ムコア・インジクス(Mucor indicus)、パラコクシジオイデス・ブラシリエンシス(Paracoccidioides brasiliensis)、フィアロホラ・ベルルコサ(Phialophora verrucosa)、ニューモシスチス・カリニイ(Pneumocystis carinii)、ニューモシスチス・ジロベシイ(Pneumocystis jirovecii)、シューダルレシェリア・ボイジイ(Pseudallescheria boydii)、リノスポリジウム・セエベリ(Rhinosporidium seeberi)、フォードトルラ・ムシラジノサ(Rhodotorula mucilaginosa)、スタシボトリス・チャルタラム(Stachybotrys chartarum)、シンセファラストラム・ラセモスム(Syncephalastrum racemosum)、又はリゾプス・オリザエ(Rhizopus oryzae)由来である、［129］に記載の粒子。
［１３１］ 標的が原生動物タンパク質である、［1］～[123]のいずれか一に記載の粒子。
［１３２］ 原生動物タンパク質が、クリプトポスリジウム(Cryptosporidium)、ジアルジア・インテスチナリス(Giardia intestinalis)、ジアルジア・ラムブリア(Giardia lamblia)、リーシュマニア・エチオピカ(Leishmania aethiopica)、リーシュマニア・ブラジリエンシス(Leishmania braziliensis)、リーシュマニア・ドノバニ(Leishmania donovani)、リーシュマニア・インファンツム(Leishmania infantum)、リーシュマニア・マジョル(Leishmania major)、リーシュマニア・メキシカナ(Leishmania mexicana)、リーシュマニア・トロピカ(Leishmania tropica)、プラスモジウム・コアトネイ(Plasmodium coatneyi)、プラスモジウム・ファルシパラム(Plasmodium falciparum)、プラスモジウム・ガルンハミ(Plasmodium garnhami)、プラスモジウム・イヌイ(Plasmodium inui)、プラスモジウム・オドコイレイ(Plasmodium odocoilei)、トリコモナス・ガリナエ(Trichomonas gallinae)、膣トリコモナス、トリトリコモナス・フォエタス(Tritrichomonas foetus)、トリパノソーマ・ブルセイ(Trypanosoma brucei)、トリパノソーマ・クルージ(Trypanosoma cruzi)、トリパノソーマ・エクイペルダム(Trypanosoma equiperdum)、トリパノソーマ・エバンシ(Trypanosoma evansi)、トリパノソーマ・ルイス(Trypanosoma lewisi)、トリパノソーマ・ペスタナイ(Trypanosoma pestanai)、トリパノソーマ・スイス(Trypanosoma suis)、又はトリパノソーマ・バイバックス(Trypanosoma vivax)由来である、［131］に記載の粒子。
［１３３］ 標的が毒素である、［1］～[123]のいずれか一に記載の粒子。
［１３４］ 毒素が、細菌毒素、植物毒素、又は動物毒素である、［133］に記載の粒子。
［１３５］ 毒素が、メリチン、ブレベトキシン、テトロドトキシン、クロロトキシン、破傷風毒素、ブンガロトキシン、ボツリヌス毒素、リシン、クロストリジウム・パーフリンゲンスのイプシロン毒素、ブドウ球菌エンテロトキシンB、又はエンドトキシンである、［133］又は[134]に記載の粒子。
［１３６］ 標的が、毒、毒液、アレルゲン、発癌物質、精神活性薬、又は化学兵器の薬剤である、［1］～[123]のいずれか一に記載の粒子。
［１３７］ 標的が、TNFα、TNFβ、可溶性TNF受容体、可溶性TNFR-1、可溶性TNFR-2、リンホトキシン、リンホトキシンアルファ、リンホトキシンベータ、4-1BBリガンド、CD30リガンド、EDA-A1、LIGHT、TL1A、TWEAK、TRAIL、可溶性TRAIL受容体、IL-1、可溶性IL-1受容体、IL-1A、可溶性IL-1A受容体、IL-1B、可用性IL-1B受容体、IL-2、可溶性IL-2受容体、IL-5、可溶性IL-5受容体、IL-6、可溶性IL-6受容体、IL-8、IL-10、可溶性IL-10受容体、CXCL1、CXCL8、CXCL9、CXCL10、CX3CL1、FASリガンド、可溶性細胞死受容体3、可溶性細胞死受容体4、可溶性細胞死受容体5、TNF関連アポトーシス弱誘導物質、MMP1、MMP2、MMP3、MMP9、MMP10、MMP12、CD28、B7ファミリーの可溶性メンバー、可溶性CD80/B7-1、可溶性CD86/B7-2、可用性CTLA4、可溶性PD-L1、可溶性PD-1、可溶性Tim3、Tim3L、ガレクチン3、ガレクチン9、可溶性CEACAM1、可溶性LAG3、TGF-β、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、抗ミュラー管ホルモン、アルテミン、グリア細胞由来の神経栄養因子、骨形態形成タンパク質(例えば、BMP2、BMP3、BMP3B、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8A、BMP8B、BMP10、BMP11、BMP12、BMP13、BMP15)、増殖分化因子(例えば、GDF1、GDF2、GDF3、GDF3A、GDF5、GDF6、GDF7、GDF8、GDF9、GDF10、GDF11、GDF15)、インヒビンアルファ、インヒビンベータ(例えば、インヒビンベータA、B、C、E)、lefty、nodal、ニュールツリン、ペルセフィン、ミオスタチン、グレリン、sLR11、CCL2、CCL5、CCL11、CCL12、CCL19、インターフェロンアルファ、インターフェロンベータ、インターフェロンガンマ、クラステリン、VEGF-A、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、顆粒球-マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、プロスタグランジンE2、肝細胞増殖因子、神経増殖因子、スクレロスチン、補体C5、アンジオポエチン2、アンジオポエチン3、PCSK9、アミロイドベータ、アクチビン、アクチビンA、アクチビンB、β2ミクログロブリン、可溶性NOTCH1、可溶性NOTCH2、可溶性NOTCH3、可溶性NOTCH4、ハプトグロビン、フィブリノーゲンアルファ鎖、コルチコトロピン放出因子、コルチコトロピン放出因子1型、コルチコトロピン放出因子2型、ウロコルチン1、ウロコルチン2、ウロコルチン3、CD47、抗インターフェロンγ自己抗体、抗インターロイキン6自己抗体、抗インターロイキン17自己抗体、抗グレリン自己抗体、wnt、インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ、C反応性タンパク質、及びHIV-1 gp120から選択される、［1］～[123]のいずれか一に記載の粒子。
［１３８］ 薬剤が、TNFα、TNFβ、可溶性TNF受容体、可溶性TNFR-1、可溶性TNFR-2、リンホトキシン、リンホトキシンアルファ、リンホトキシンベータ、4-1BBリガンド、CD30リガンド、EDA-A1、LIGHT、TL1A、TWEAK、TRAIL、可溶性TRAIL受容体、IL-1、可溶性IL-1受容体、IL-1A、可溶性IL-1A受容体、IL-1B、可用性IL-1B受容体、IL-2、可溶性IL-2受容体、IL-5、可溶性IL-5受容体、IL-6、可溶性IL-6受容体、IL-8、IL-10、可溶性IL-10受容体、CXCL1、CXCL8、CXCL9、CXCL10、CX3CL1、FASリガンド、可溶性細胞死受容体3、可溶性細胞死受容体4、可溶性細胞死受容体5、TNF関連アポトーシス弱誘導物質、MMP1、MMP2、MMP3、MMP9、MMP10、MMP12、CD28、B7ファミリーの可溶性メンバー、可溶性CD80/B7-1、可溶性CD86/B7-2、可用性CTLA4、可溶性PD-L1、可溶性PD-1、可溶性Tim3、Tim3L、ガレクチン3、ガレクチン9、可溶性CEACAM1、可溶性LAG3、TGF-β、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、抗ミュラー管ホルモン、アルテミン、グリア細胞由来の神経栄養因子、骨形態形成タンパク質(例えば、BMP2、BMP3、BMP3B、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8A、BMP8B、BMP10、BMP11、BMP12、BMP13、BMP15)、増殖分化因子(例えば、GDF1、GDF2、GDF3、GDF3A、GDF5、GDF6、GDF7、GDF8、GDF9、GDF10、GDF11、GDF15)、インヒビンアルファ、インヒビンベータ(例えば、インヒビンベータA、B、C、E)、lefty、nodal、ニュールツリン、ペルセフィン、ミオスタチン、グレリン、sLR11、CCL2、CCL5、CCL11、CCL12、CCL19、インターフェロンアルファ、インターフェロンベータ、インターフェロンガンマ、クラステリン、VEGF-A、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、顆粒球-マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、プロスタグランジンE2、肝細胞増殖因子、神経増殖因子、スクレロスチン、補体C5、アンジオポエチン2、アンジオポエチン3、PCSK9、アミロイドベータ、アクチビン、アクチビンA、アクチビンB、β2ミクログロブリン、可溶性NOTCH1、可溶性NOTCH2、可溶性NOTCH3、可溶性NOTCH4、ハプトグロビン、フィブリノーゲンアルファ鎖、コルチコトロピン放出因子、コルチコトロピン放出因子1型、コルチコトロピン放出因子2型、ウロコルチン1、ウロコルチン2、ウロコルチン3、CD47、抗インターフェロンγ自己抗体、抗インターロイキン6自己抗体、抗インターロイキン17自己抗体、抗グレリン自己抗体、wnt、インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ、C反応性タンパク質、又はHIV-1 gp120に特異的に結合する抗体、又はその抗原結合部分を含む、［1］～[123]及び[137]のいずれか一に記載の粒子。
［１３９］ 薬剤が、TNFα、TNFβ、可溶性TNF受容体、可溶性TNFR-1、可溶性TNFR-2、vTNF、リンホトキシン、リンホトキシンアルファ、リンホトキシンベータ、4-1BBリガンド、CD30リガンド、EDA-A1、LIGHT、TL1A、TWEAK、TRAIL、可溶性TRAIL受容体、IL-1、可溶性IL-1受容体、IL-1A、可溶性IL-1A受容体、IL-1B、可用性IL-1B受容体、IL-2、可溶性IL-2受容体、IL-5、可溶性IL-5受容体、IL-6、可溶性IL-6受容体、IL-8、IL-10、可溶性IL-10受容体、CXCL1、CXCL8、CXCL9、CXCL10、CX3CL1、FASリガンド、可溶性細胞死受容体3、可溶性細胞死受容体4、可溶性細胞死受容体5、TNF関連アポトーシス弱誘導物質、MMP1、MMP2、MMP3、MMP9、MMP10、MMP12、CD28、B7ファミリーの可溶性メンバー、可溶性CD80/B7-1、可溶性CD86/B7-2、可用性CTLA4、可溶性PD-L1、可溶性PD-1、可溶性Tim3、Tim3L、ガレクチン3、ガレクチン9、可溶性CEACAM1、可溶性LAG3、TGF-β、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、sLR11、CCL2、CCL5、CCL11、CCL12、CCL19、アクチビン、アクチビンA、アクチビンB、可溶性NOTCH1、可溶性NOTCH2、可溶性NOTCH3、可溶性NOTCH4、可溶性Jagged1、可溶性Jagged2、可溶性DLL1、可溶性DLL3、可溶性DLL4、又はハプトグロビンを含む、［1］～[123]及び[137]のいずれか一に記載の粒子。
［１４０］ 薬剤が、イピリムマブ(ipilimumab)、ペムブロリズマブ(pembrolizumab)、ニボルマブ(nivolumab)、インフリキシマブ(infliximab)、アダリムマブ(adalimumab)、セルトリズマブ(certolizumab)、ゴリムマブ(golimumab)、エタネルセプト(etanercept)、スタムルマブ(stamulumab)、フレゾリムマブ(fresolimumab)、メテリムマブ(metelimumab)、デムシズマブ(demcizumab)、タレキシツマブ(tarextumab)、ブロンチクツズマブ(brontictuzumab)、メポリズマブ(mepolizumab)、ウレルマブ(urelumab)、カナキヌマブ(canakinumab)、ダクリズマブ(daclizumab)、ベリムマブ(belimumab)、デノスマブ(denosumab)、エクリズマブ(eculizumab)、トシリズマブ(tocilizumab)、アトリズマブ(atlizumab)、ウステキヌマブ(ustekinumab)、パリビズマブ(palivizumab)、ベバシズマブ(bevacizumab)、ブロルシズマブ(brolucizumab)、ラニビズマブ(ranibizumab)、アフリベルセプト(aflibercept)、アクトクスマブ(actoxumab)、エルシリモマブ(elsilimomab)、シルツキシマブ(siltuximab)、アフェリモマブ(afelimomab)、ネレリモマブ(nerelimomab)、オゾラリズマブ(ozoralizumab)、パテクリズマブ(pateclizumab)、シルクマブ(sirukumab)、オマリズマブ(omalizumab)、アズカヌマブ(aducanumab)、バピネウズマブ(bapineuzumab)、クレネズマブ(crenezumab)、ガンテネルマブ(gantenerumab)、ポネズマブ(ponezumab)、ソラネズマブ(solanezumab)、ダピロリズマブ(dapirolizumab)、ルプリズマブ(ruplizumab)、トラリズマブ(toralizumab)、エノチクマブ(enoticumab)、アラシズマブ(alacizumab)、セツキシマブ(cetuximab)、フツキシマブ(futuximab)、イクルクマブ(icrucumab)、イムガツズマブ(imgatuzumab)、マツズマブ(matuzumab)、ネシツムマブ(necitumuma)、ニモツズマブ(nimotuzumab)、パニツムマブ(panitumumab)、ラムシルマブ(ramucirumab)、ザルツムマブ(zalutumumab)、デュリゴツマブ(duligotumab)、パトリツマブ(patritumab)、エルツマキソマブ(ertumaxomab)、ペルツズマブ(pertuzumab)、トラスツズマブ(trastuzumab)、アリロクマブ(alirocumab)、アンルキンズマブ(anrukinzumab)、ジリダブマブ(diridavumab)、ドロジツマブ(drozitumab)、デュピルマブ(dupilumab)、デュシギツマブ(dusigitumab)、エクリズマブ(eculizumab)、エドバコマブ(edobacomab)、エフングマブ(efungumab)、エルデルマブ(eldelumab)、エノブリツズマブ(enoblituzumab)、エノキズマブ(enokizumab)、エビナクマブ(evinacumab)、エボロクマブ(evolocumab)、エクスビビルマブ(exbivirumab)、エクスビビルマブ(exbivirumab)、ファシヌマブ(fasinumab)、フェルビズマブ(felvizumab)、フェザキヌマブ(fezakinumab)、フィクラツズマブ(ficlatuzumab)、フィリブマブ(firivumab)、フレチクマブ(fletikumab)、フォラルマブ(foralumab)、フォラビルマブ(foravirumab)、フルラヌマブ(fulranumab)、ファリキシマブ(faliximab)、ガニツマブ(ganitumab)、ゲボキズマブ(gevokizumab)、フセルクマブ(fuselkumab)、イダルシズマブ(idarucizumab)、イマルマブ(imalumab)、イノリモマブ(inolimomab)、イラツムマブ(iratumumab)、イクセキズマブ(ixekizumab)、ラムパリズマブ(lampalizumab)、レブリキズマブ(lebrikizumab)、レンジルマブ(lenzilumab)、レルデリムマブ(lerdelimumab)、レキサツムマブ(lexatumumab)、リビビルマブ(libivirumab)、リゲリズマブ(ligelizumab)、ロデルシズマブ(lodelcizumab)、ルリズマブ(lulizumab)、マパツムマブ(mapatumumab)、モタビズマブ(motavizumab)、ナミルマブ(namilumab)、ネバクマブ(nebacumab)、ネズバクマブ(nesvacumab)、オビルトキサキシマブ(obiltoxaximab)、オロキズマブ(olokizumab)、オルチクマブ(orticumab)、パギバキシマブ(pagibaximab)、パリビズマブ(pagibaximab)、パノバクマブ(panobacumab)、パスコリズマブ(pascolizumab)、ペラキズマブ(perakizumab)、ピジリズマブ(pidilizumab)、ペクセリズマブ(pexelizumab)、プリトキサキシマブ(pritoxaximab)、クイリズマブ(quilizumab)、ラドレツマブ(radretumab)、ラフィビルマブ(rafivirumab)、ラルパンシズマブ(ralpancizumab)、ラクシバクマブ(raxibacumab)、レガビルマブ(regavirumab)、レスリズマブ(reslizumab)、リトツムマブ(rilotumumab)、ロモソズマブ(romosozumab)、ロンタリズマブ(rontalizumab)、サリルマブ(sarilumab)、セクキヌマブ(secukinumab)、セトキサキシマブ(setoxaximab)、セビルマブ(sevirumab)、シファリムマブ(sifalimumab)、シルツキシマブ(siltuximab)、スビズマブ(suvizumab)、タバルマブ(tabalumab)、タカツズマブ(tacatuzumab)、タリズマブ(talizumab)、タネズマブ(tanezumab)、テフィバズマブ(tefibazumab)、TGN1412、チルドラキズマブ(tildrakizumab)、チガツズマブ(tigatuzumab)、TNX-650、トサトクスマブ(tosatoxumab)、トラロキヌマブ(tralokinumab)、トレメリムマブ(tremelimumab)、トレボグルマブ(trevogrumab)、ツビルマブ(tuvirumab)、ウルトキサズマブ(urtoxazumab)、バンチクツマブ(vantictumab)、バヌシズマブ(vanucizumab)、又は上記のいずれか1つの抗原結合部分を含む、［1］～[123]、[137]及び[138]のいずれか一に記載の粒子。
［１４１］ 標的が可用性生体分子である、［1］～[140]のいずれか一に記載の粒子。
［１４２］ 標的が、
本明細書中に記載の標的;
本明細書中に記載の生体分子;
本明細書中に記載の可溶性生体分子;又は
本明細書中に記載の抗体の抗原
である、［1］～[141]のいずれか一に記載の粒子。
［１４３］ 薬剤が、本明細書中に記載の薬剤であり;
薬剤が、本明細書中に記載の抗体を含み;
薬剤が、本明細書中に記載の抗体の抗原結合部分を含み;又は
薬剤が、本明細書中に記載の標的、生体分子又は可溶性生体分子に特異的に結合する抗体又はその抗原結合部分を含む、［1］～[142]のいずれか一に記載の粒子。
［１４４］ 標的が、可溶性生体分子であり;
可溶性生体分子が、細胞表面受容体タンパク質の一形態であり;
薬剤の細胞の表面上の細胞表面受容体タンパク質への結合又は活性化が立体的に阻害されるように、薬剤が粒子上に配置されている、［1］～[143]のいずれか一に記載の粒子。［１４５］ 前記粒子の最長寸法が1μmを超えない、［1］～[144]のいずれか一に記載の粒子。。
［１４６］ 薬剤が細胞表面受容体タンパク質のリガンドである、［1］～[145]のいずれか一に記載の粒子。
［１４７］ 薬剤が細胞表面受容体タンパク質の天然リガンドである、［146］に記載の粒子。
［１４８］ 細胞表面受容体タンパク質が癌細胞によって発現される、［144］～[147]のいずれか一に記載の粒子。
［１４９］ 細胞表面受容体タンパク質が、細胞表面受容体タンパク質の可溶性形態として癌細胞により脱離されるタンパク質である、［144］～[148]のいずれか一に記載の粒子。
［１５０］ 細胞表面受容体タンパク質が、細胞表面上で活性化されると、アポトーシスを誘導する、［144］～[149]のいずれか一に記載の粒子。
［１５１］ 細胞表面受容体タンパク質が腫瘍壊死因子受容体(TNFR)タンパク質である、［144］～[150]のいずれか一に記載の粒子。
［１５２］ 細胞表面受容体タンパク質がFas受容体タンパク質である、［144］～[151]のいずれか一に記載の粒子。
［１５３］ 細胞表面受容体タンパク質が、TNF関連アポトーシス誘導リガンド受容体(TRAILR)タンパク質、4-1BB受容体タンパク質、CD30タンパク質、EDA受容体タンパク質、HVEMタンパク質、リンホトキシンベータ受容体タンパク質、DR3タンパク質、又はTWEAK受容体タンパク質である、［144］～[151]のいずれか一に記載の粒子。
［１５４］ 薬剤が腫瘍壊死因子(TNF)ファミリーリガンド又はその変異体を含む、［144］～[153]のいずれか一に記載の粒子。
［１５５］ TNFファミリーリガンドがTNFαである、［154］に記載の粒子。
［１５６］ TNFファミリーリガンドが、Fasリガンド、リンホトキシン、リンホトキシンアルファ、リンホトキシンベータ、4-1BBリガンド、CD30リガンド、EDA-A1、LIGHT、TL1A、TWEAK、TNFβ、及びTRAILから選択される、［154］に記載の粒子。
［１５７］ 細胞表面受容体タンパク質がインターロイキン受容体タンパク質である、［144］～[151]のいずれか一に記載の粒子。
［１５８］ インターロイキン受容体タンパク質がIL-2受容体タンパク質である、［157］に記載の粒子。
［１５９］ 薬剤がインターロイキンタンパク質又はその変異体である、［157］又は[158]に記載の粒子。
［１６０］ インターロイキンタンパク質がIL-2タンパク質である、［159］に記載の粒子。
［１６１］ ［1］～[160]のいずれか一に記載の複数の粒子。
［１６２］ 平均粒径が1μmより大きい、［161］に記載の複数の粒子。
［１６３］ 平均粒径が1μm～5μmである、［162］に記載の複数の粒子。
［１６４］ ［161］～[163]のいずれか一に記載の複数の粒子を対象に投与することを含む、癌に罹患している対象を治療する方法であって、
癌は、少なくとも1つの細胞表面受容体タンパク質の可溶性形態を脱離させる細胞を含み;
複数の粒子は、少なくとも1つの細胞表面受容体タンパク質の脱離可溶性形態の生物学的活性を阻害し、それによって癌を治療する、方法。
［１６５］ 癌細胞が、TNF受容体の可溶性形態を脱離させる、［164］に記載の方法。
［１６６］ 複数の粒子のそれぞれの粒子が、TNFαポリペプチド又はその変異体を含む薬剤を含む、［164］に記載の方法。
［１６７］ 癌細胞がIL-2受容体の可溶性形態を脱離させる、［164］に記載の方法。
［１６８］ 複数の粒子のそれぞれの粒子が、IL-2ポリペプチド又はその変異体を含む薬剤を含む、［167］に記載の方法。
［１６９］ 対象が養子細胞移植療法(ACT)を受けている、［164］～[168]のいずれか一に記載の方法。
［１７０］ 養子細胞移植治療を対象に投与することをさらに含む、［164］～[168]のいずれか一に記載の方法。
［１７１］ 養子細胞移植治療が、リンパ球を含む組成物の対象への投与である、［169］又は[170]に記載の方法。
［１７２］ リンパ球が腫瘍浸潤性リンパ球(TIL)である、［171］に記載の方法。
［１７３］ リンパ球がキメラ抗原受容体(CAR)を含む、［171］又は[172]に記載の方法。
［１７４］ ［157］～[159]のいずれか一に記載の複数の粒子を対象に投与することを含む、自己免疫疾患に罹患している対象を治療する方法。
［１７５］ 標的が、インターロイキン1A、インターロイキン1B、インターロイキン2、インターロイキン5、インターロイキン6、インターロイキン8、腫瘍壊死因子アルファ、fasリガンド、TNF関連アポトーシス誘導リガンド、CXCL8、CXCL1、CD80/B7-1、CD86/B7-2、又はPD-L1である、［174］に記載の方法。
［１７６］ ［157］～[159]のいずれか一に記載の複数の粒子を対象に投与することを含む、神経変性疾患に罹患している対象を治療する方法。
［１７７］ 標的がアミロイドβである、［176］に記載の方法。
［１７８］ ［157］～[159]のいずれか一に記載の複数の粒子を対象に投与することを含む、対象における健康な老化を促進する方法。
［１７９］ 前記標的が、TGF-β1、CCL11、MCP-1/CCL2、ベータ-2ミクログロブリン、GDF-8/ミオスタチン、又はハプトグロビンである、［178］に記載の方法。
［１８０］ ［161］～[163]のいずれか一に記載の複数の粒子を対象に投与することを含む、対象における代謝障害を治療する方法。
［１８１］ 標的が、グレリン、抗グレリン自己抗体、又はコルチゾールである、［180］に記載の方法。
［１８２］ ［161］～[163]のいずれか一に記載の複数の粒子を対象に投与することを含む、対象における筋肉量を増加させる方法。
［１８３］ 標的がミオスタチン又はTGF-β1である、［182］に記載の方法。
［１８４］ 対象が哺乳動物である、［164］～[183]のいずれか一に記載の方法。
［１８５］ 対象がヒトである、［184］に記載の方法。
［１８６］ ［1］～[160]のいずれか一に記載の粒子をアセンブルする方法であって、
表面を有するコアサブ粒子を準備するステップであって、複数の第1の反応基が前記表面にカップリングされる、ステップ、
それぞれが表面を有する1つ以上の保護サブ粒子を準備するステップであって、1つ以上の第2の反応基が前記表面にカップリングされ、前記第2の反応基が前記第1の反応基と結合を形成することができる、ステップ、及び
前記第1の反応基と前記第2の反応基との間に結合を形成する条件下で、前記コアサブ粒子を前記1つ以上の保護サブ粒子と組み合わせるステップ
を含む、方法。
［１８７］ 1つ以上の保護サブ粒子を準備するステップが、複数の保護サブ粒子を準備するステップを含み、前記方法が、前記第1の反応基と前記第2の反応基の間に結合を形成する条件下で、前記コアサブ粒子を前記複数の保護サブ粒子と組み合わせるステップを含む、［186］に記載の方法。
［１８８］ それぞれの第1の反応基は、第1のリンカーを介して前記コアサブ粒子の前記表面にカップリングされる、［186］又は[187]に記載の方法。
［１８９］ それぞれの第2の反応基は、第2のリンカーを介して前記保護サブ粒子の前記表面にカップリングされる、［186］～[188]のいずれか一に記載の方法。
［１９０］ 前記第1の反応基及び前記第2の反応基は、アルデヒド、アルケン、ハロゲン化アルキル、アルキン、アミン、アルコキシアミン、アリールアジド、ハロゲン化アリール、ヒドラジド、アジド、カルボジイミド、カルボン酸又はその誘導体、ジエン、ジエノフィル、グリオキサール、ハロアシル、イミドエステル、イソシアニド、マレイミド、N-ヒドロキシルスクシンイミジルエステル、ホスフィン、テトラジン、チオール、核酸、ビオチン、ビオチン結合タンパク質、又は抗体-抗原ペアのメンバーから選択される、［186］～[189]のいずれか一に記載の方法。
［１９１］ 前記第1の反応基はアミンであり、前記第2の反応基はカルボン酸又はその誘導体である、［186］～[190]のいずれか一に記載の方法。
［１９２］ 前記第1の反応基はアミンであり、前記第2の反応基はアミンである、［186］～[190]のいずれか一に記載の方法。
［１９３］ 前記第1の反応基はカルボン酸又はその誘導体であり、前記第2の反応基はアミンである、［186］～[190]のいずれか一に記載の方法。
［１９４］ 前記第1の反応基は金表面であり、前記第2の反応基はチオールである、［186］～[190]のいずれか一に記載の方法。
［１９５］ 前記第1の反応基はビオチン結合タンパク質であり、前記第2の反応基はビオチンである、［186］～[190]のいずれか一に記載の方法。
［１９６］ 複数の第3の反応基が前記コアサブ粒子の前記表面にカップリングされる、［186］～[195]のいずれか一に記載の方法。
［１９７］ 前記コアサブ粒子を前記1つ以上の保護サブ粒子と組み合わせた後、未反応の第1の反応基が残存する、［186］～[196]のいずれか一に記載の方法。
［１９８］ 前記第1の反応基は第1のタイプの抗体であり、前記第2の反応基は第1のタイプの抗原であり、前記第1のタイプの抗原は前記第1のタイプの抗体に結合する、［186］～[197]のいずれか一に記載の方法。
［１９９］ 前記第1のタイプの抗体も前記薬剤である、［198］に記載の方法。
［２００］ 前記第1のタイプの抗体は前記薬剤ではない、［199］に記載の方法。
［２０１］ 前記薬剤を前記コアサブ粒子に結合するステップをさらに含む、［196］～[200]のいずれか一に記載の方法。
［２０２］ 前記薬剤を前記コアサブ粒子に結合するステップは、
前記薬剤を準備するステップであって、前記薬剤は第4の反応基とカップリングし、前記第4の反応基は前記第1の反応基と結合を形成することができる、ステップ、及び
前記第1の反応基と前記第4の反応基との間に結合を形成する条件下で、前記コアサブ粒子を前記薬剤と組み合わせるステップ
を含む、［201］に記載の方法。
［２０３］ 前記薬剤を前記コアサブ粒子に結合するステップは、
前記薬剤を準備するステップであって、前記薬剤は第4の反応基とカップリングし、前記第4の反応基は前記第3の反応基と結合を形成することができる、ステップ、及び
前記第3の反応基と前記第4の反応基との間に結合を形成する条件下で、前記コアサブ粒子を前記薬剤と組み合わせるステップ
を含む、［201］に記載の方法。
［２０４］ 前記薬剤を前記コアサブ粒子に結合するステップは、前記コアサブ粒子を前記保護サブ粒子に結合する前に行う、［201］～[203]のいずれか一に記載の方法。
［２０５］ 前記コアサブ粒子を前記保護サブ粒子に結合するステップは、前記薬剤を前記コアサブ粒子に結合する前に行う、［201］～[203]のいずれか一に記載の方法。
［２０６］ 第2の薬剤を前記コアサブ粒子に結合するステップをさらに含む、［201］～[203]のいずれか一に記載の方法。
［２０７］ 前記コアサブ粒子を前記1つ以上の保護サブ粒子と組み合わせた後、未反応の第2の反応基が残存する、［186］～[206]のいずれか一に記載の方法。
［２０８］ コーティング分子を前記複数の第2の反応基の1つに結合するステップをさらに含む、［186］～[207]のいずれか1項に記載の方法。
別に定義されない限り、本明細書において使用されるすべての技術及び科学用語は、本開示が属する分野の当業者に一般的に理解されるのと同じ意味を有する。好ましい方法及び材料が本明細書に示されるが、本明細書に記載されているものと類似又は等価の方法及び材料も、本開示の方法及び組成物の実施又は試験に使用することができる。本明細書において言及されるすべての公報、特許出願、特許及びその他の参考文献は、参照によりその全体が組み込まれる。
本開示は、任意の前述の態様及び実施形態のすべての組合せ並びに詳細な説明及び実施例に記載されている任意の実施形態との組合せを意図する。本開示のこれらの態様及びその他の態様は、、本開示のある特定の実施形態を説明するためのものであり、請求の範囲によって定義されるその範囲を限定するものではない以下の実施例を考慮することによりさらに理解されるであろう。
例証
本開示は、その特定の実施形態を参照して説明されているが、本開示の真の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更が行われ得、同等物が置換され得ることが、当業者によって理解されるべきである。さらに、特定の状況、材料、物質の組成、方法、方法のステップを本開示の目的、趣旨及び範囲に適合させるために、多くの改変がなされ得る。このような改変は全て、本開示の範囲内にあることが意図される。
[実施例1]
癌を治療する方法
ヒト患者は、可溶性TNFR又は可溶性IL-2Rを脱離させる癌(例えば、肺、結腸、乳房、脳、肝臓、膵臓、皮膚又は血液の癌)を有するものとして医師によって同定される。患者は、癌を治療するのに有効な量で可溶性TNFR又はIL-2Rに結合し、それを隔離する粒子(本明細書に記載される)を含む組成物が投与される。随意に、患者は、可溶性TNFR又はIL-2Rの作用の阻害を維持し、それにより患者の癌に対する免疫監視を継続して強化するために、組成物の「維持用量」が与えられる。
[実施例2]
ヒトを解毒する方法
ヒト患者は、ボツリヌス毒素と関連した毒性の症状を呈する。患者は、毒性に関連する1つ以上の症状を改善するのに有効な量で可溶性ボツリヌス毒素に結合し、それを隔離する粒子(本明細書に記載される)を含む組成物が投与される。
[実施例3]
ウイルス感染を治療する方法
ヒト患者は、HIV-1感染を有するものとして医師によって同定される。患者は、患者の循環中のウイルスの力価を低下させるのに有効な量で可溶性HIV-1ビリオンに結合し、それを隔離する粒子(本明細書に記載される)を含む組成物が投与される。患者は、HIV-1ビリオン力価の低下を維持し、それにより患者の感染を抑制し、ならびにウイルスを別のものに伝染させる可能性を低減するために組成物の「維持用量」が与えられる。
[実施例4]
ケイ素粒子を製造する方法
多孔質ケイ素ディスクは、1000nm×400nm及び1000nm×800nmのサイズで製造され、可変孔サイズを有する。ディスクのサイズ及び形態、ならびに孔サイズは、走査型電子顕微鏡によって特徴付けられる。金ナノ粒子(Au)が多孔質ケイ素ディスクの孔内に堆積される。腫瘍壊死因子(TNF)は、付与共有結合を介して金ナノ粒子の表面に結合される。リガンド密度及びTNF-Au結合安定性を評価する。
[実施例5]
ポリマー粒子を製造する方法
ポリ(ラクチド-co-グリコリド)(PLGA)粒子はエマルジョンによって製造される。PLGA粒子のサイズ及び形態は、走査型電子顕微鏡法、原子間力顕微鏡法及び透過型電子顕微鏡法によって特徴付けられる。粒子は、マクロファージ動員(すなわち、ファゴサイトーシス)のために、第4級アンモニウムベータ-シクロデキストリンでコーティングされる。コーティングは、原子間力顕微鏡及び透過型電子顕微鏡によって確認される。コーティング密度及び均一性は、透過電子顕微鏡法及び動的光散乱によって特徴付けられる。
ベータ-シクロデキストリンでコーティングされたPLGA粒子をマクロファージとともにインキュベートし、蛍光顕微鏡法及びフローサイトメトリーによってファゴサイトーシスを監視する。
ベータ-シクロデキストリンでコーティングされたPLGA粒子は、ポリエチレングリコール(PEG)とチオール部分の混和物でコーティングされて、オプソニン化の防止及びマクロファージ取り込みの回避、ならびに他の粒子への結合を可能にする。PEG及びチオールコーティングの均一性及び密度は、原子間力顕微鏡によって特徴付けられる。コーティング安定性は、様々な期間について、媒体中の粒子をインキュベートすることによって特徴付けられる。上記のように、粒子をマクロファージとともにインキュベートすることにより、粒子の回避及び取り込みを様々な時点で監視する。
PLGA粒子は腫瘍壊死因子(TNF)でコーティングされ、粒子はジスルフィド結合によって結合されて、その内面にTNFを含む「スポンジ」を形成する。スポンジの外面(すなわち、外部表面)は、スポンジのTNFと細胞の間の相互作用を防止するために、TNFを含まない粒子で任意にブロックされる。
[実施例6]
ポリマー系粒子の薬物動態
実施例5のスポンジ(すなわち、実施例5の「スポンジ」、例えば103～1012スポンジを含む組成物)は、原発性及び転移性の癌のマウスモデルならびに健常対照に静脈内又は腫瘍内のいずれかで投与される。スポンジの毒性は、各投与経路についてLD50を同定することによって決定される。スポンジの半減期は、各投与経路についてLC/MS及びICPによるスポンジの血漿濃度を監視することによって決定される。スポンジの生体内分布は、マウスの生検を行い、LC/MS、ICP及び共焦点顕微鏡法によってスポンジ及びその成分の組織を分析することによって決定される。
[実施例7]
ポリマー系粒子の有効性
実施例5のスポンジ(すなわち、実施例5の「スポンジ」、例えば103～1012スポンジを含む組成物)は、MDA-MB-231又は4T1異種移植片(xenograph)を含むマウスに投与される。MDA-MB-231モデルは、腫瘍サイズ及び増殖の低下を評価するために使用され、4T1モデルは、転移の阻害を評価するために使用される。スポンジをMDA-MB-231マウスに週1回で6週間、腫瘍内投与し、体重及び腫瘍サイズを定期的に監視する。スポンジを4T1マウスに週1回で6週間、静脈内投与し、転移の数を監視する。
[実施例8]
ケイ素/金系粒子の薬物動態及び有効性
実施例5の多孔質ケイ素粒子を用いて実施例6及び7の実験を反復する。
[実施例9]
DNA粒子を製造するための方法
DNAナノチューブは、Douglasら(その全体において参照により本明細書に組み込まれるNature、459(7245):414～8ページ(2009年))に記載されているものと同様のプロトコルを使用してアセンブルされるだろう。ナノチューブは、5個の内部ビオチンを含む。ナノチューブに組み込まれていないDNA鎖は、300kDaのMWCOフィルターユニットを使用して除去される。ナノチューブは、原子力顕微鏡によって特徴付けられるだろう。
ビオチン標識TNFαは、ストレプトアビジン四量体と3:1の比で混合され、約300nMの濃度で、1つのストレプトアビジン分子に結合した3個のヒトTNFαを有するTNFαモジュールを生成する。その後、TNFαモジュールは、DNAナノチューブと一緒にインキュベートされ、TNFαモジュールを含むナノチューブを生じる。ナノチューブは、300kDaのMWCOフィルターユニットを使用して精製され、原子力顕微鏡によって特徴付けられるだろう。
TNFαアッセイを使用して、TNFαモジュールがナノチューブに結合し、5nM、10nM、15nM、25nM、35nM及び50nMの濃度でTNFαを含むナノチューブの溶液を生成することを確認する (Abcamカタログ番号ab181421)。
可溶性TNF受容体に結合するTNFαナノチューブの能力を、ELISAアッセイを使用して評価するだろう(Abcamカタログ番号ab100642)。簡単には、ナノ粒子を、抗可溶性TNF受容体抗体でコーティングした96ウェルプレートの異なるウェルに異なる濃度で添加するだろう。可溶性TNF受容体をウェルに添加し、プレートを一定期間インキュベートし、その後、ナノチューブを、ナノチューブに結合する可溶性TNFと一緒にウェルから洗い流すだろう。ビオチン化抗可溶性TNF受容体抗体をウェルに添加し、ウェルを洗浄して結合していない抗体を除去し、西洋ワサビペルオキシダーゼでコンジュゲートしたストレプトアビジンをウェルに添加し、ウェルを洗浄して結合していない西洋ワサビペルオキシダーゼを除去し、3,3',5,5'-テトラメチルベンジジン(TMB)をウェルに添加するだろう。ウェルの抗TNF受容体抗体に結合したTNF受容体の量を、450nmでTMBを、及び/又は650nmでTMB由来の3,3',5,5'-テトラメチルベンジジンジイミンの生成をモニタリングすることによって定量化する。より高濃度のナノチューブを収容するウェルは、450nmで高い吸光度を、650で低い吸光度を示すだろうし、これはウェルに結合した可溶性TNF受容体が少ないこと、よって低いペルオキシダーゼ活性に対応する。
[実施例10]
多孔質ケイ素-ポリマー粒子を製造するための方法
1000nm×400nm又は1000nm×800nmのサイズ及び多様な孔サイズを有する多孔質ケイ素ディスクを製造する。製造は、例えば、参照により本明細書に全て組み込まれる米国特許第8,920,625号に記載されている。孔は実質的に均一でもよく、サイズ分布があってもよい。ディスクのサイズ及び形態並びに孔サイズは、走査電子顕微鏡法によって特徴づけされる。金ナノ粒子(Au)を、ディスクの外部表面を含めた多孔質ケイ素ディスクの表面上に堆積させる。簡単には、新鮮な多孔質ケイ素粒子を界面活性剤とともに水に懸濁する。四塩化金酸の溶液を超音波照射下に多孔質ケイ素粒子溶液に添加して選択された最終濃度とし、さらに20分、超音波照射する。ケイ素表面との接触によって金属の金が還元され、ケイ素表面上に5nm直径のオーダーのナノ粒子が形成される。典型的には、金は1000nm×400nmの多孔質ケイ素ディスクの上に粒子5千万個あたり約2μgのAuで負荷される。
実施例5のポリマー粒子を金コート多孔質ケイ素ディスクに接触させ、チオール基をディスクの外部表面の金と反応させて、ポリマー粒子をディスクに結合させ、コンポジットポリマー-Au-pSi粒子を形成させる。ポリマー粒子は、孔内の捕捉剤による捕捉のために孔を開いたままにするために、好ましくは多孔質ケイ素ディスクの孔内に進入しないサイズ、又は孔の少なくとも一部に進入しないサイズにする。粒子をマクロファージとインキュベートすることにより、アセンブルされた粒子の回避及び取り込みを種々の時点で観察する。
次いでコンポジット粒子を薬剤、例えば腫瘍壊死因子(TNF)と接触させる。これは、システイン残基と金表面との反応により、ディスクの孔内の残存する金の区域に結合する。一部の実施形態において、金は、PLGA-PEG-SH粒子と反応しなかったディスクの外側表面に残存し、TNFはこの金にも結合し得る。しかし、外側表面上のTNFは、細胞表面との接触が保護サブ粒子によって立体的に妨害される。
[実施例11]
PLGA-PEGコポリマー及び多孔質ケイ素サブ粒子からアセンブルされた粒子を製造するための方法
1000nm×400nm又は1000nm×800nmのサイズ及び多様な孔サイズを有する多孔質ケイ素ディスクを製造する。製造は、例えば米国特許第8,920,625号に記載されている。孔は実質的に均一でもよく、サイズ分布があってもよい。ディスクのサイズ及び形態並びに孔サイズは、走査電子顕微鏡法によって特徴づけされる。金ナノ粒子(Au)を、ディスクの外部表面を含めた多孔質ケイ素ディスクの表面上に堆積させる。
ポリ(ラクチド-co-グリセリド)(PLGA)-PEG-SHコポリマー粒子を、エマルジョンで製作する。同様の粒子の製作は、例えばKamalyら、PNAS 110(16)、6506～6511ページ、2013年に、PLGA-PEG-COOHを含む粒子について記載されている。簡単には、10～30%のPLGA-PEG-COOH(2KDa-10KDa PEG成分)を90～70%のPLGA-COOH(粘度:0.15～0.25)と混合し、ジクロロメタンに溶解し、4% PVA溶液中で超音波処理し、水に滴下して、撹拌した。次いでナノ粒子を遠心分離で収集して、洗浄する。或いは、例えば10%～30%のPLGA-PEG-SH及び90%～70%のPLGA-SH、例えば10%のPLGA-PEG-SH及び90%のPLGA-SHを含むPLGA-PEG-SHコポリマーを、(PLGA-PEG-COOHコポリマーの代わりに)同様に製作する。
PLGA-PEG-COOH(又はPLGA-PEG-SH)粒子のサイズ及び形態は、走査電子顕微鏡、原子間力顕微鏡、及び透過電子顕微鏡で特徴づけされる。粒子の表面におけるPEG-COOH部分の存在は、1H-NMRで確認される。粒子のサイズ及び均一性は、動的光散乱及び透過電子顕微鏡で特徴づけされる。PLGA-PEG-SH粒子の表面におけるPEG-SH部分の存在は、ゼータポテンシャル、原子間力顕微鏡、及び透過電子顕微鏡等の標準的アッセイによって確認される。粒子のサイズ及び均一性は、透過電子顕微鏡及び動的光散乱で特徴づけされる。
PLGA-PEG-COOH(又はPLGA-PEG-SH)粒子をマクロファージとともにインキュベートし、蛍光顕微鏡及びフローサイトメトリーによってファゴサイトーシスを観察する。コーティングの均一性及び密度を原子間力顕微鏡によって特徴づけする。培地中で粒子を種々の時間についてインキュベートすることによって、コーティングの安定性を特徴づけする。
PLGA-PEG-SH粒子を金コート多孔質ケイ素ディスクに結合するため、PLGA-PEG-SH粒子を金多孔質ケイ素ディスクと接触させ、チオールをディスクの外部表面上の金と反応させて、PLGA-PEG-SH粒子をディスクに結合させ、コンポジットPLGA-PEG-Au-pSi粒子を形成させる。同様の製作プロセスは、例えばMiら、Adv. Healthc. Mater.、5(8): 936～946ページ、2016年及び米国特許出願公開第2017/056327号に、APTES(アミノプロピルトリエトキシシラン)コーティングを有する多孔質ケイ素ディスクにアミド連結化学を用いて直接結合したPLGA-PEG-COOH粒子について記載されている。PLGA-PEG-COOH粒子を金コート多孔質ケイ素粒子に結合させるため、典型的には5kDaのPEG成分を有するアミン-PEG-SHリンカーを最初に金-多孔質ケイ素粒子にコーティングし、次いでPLGA-PEG-COOH粒子の上の-COOH基を標準のアミド化学によってアミン基にカップリングさせる。
このようにして、複数のシールド又は保護サブ粒子がディスクの外部表面上に提供される。PLGA粒子は、好ましくは多孔質ケイ素ディスクの孔に進入しないサイズとし、孔内の捕捉剤による捕捉のために孔を開いたままにする。一部の実施形態において、残存する遊離のチオール基は、当該技術分野において既知のようにクエンチされ又はブロックされる。粒子をマクロファージとインキュベートすることにより、アセンブルされた粒子の回避及び取り込みを種々の時点で観察する。
次いでコンポジット粒子を腫瘍壊死因子(TNF)等の薬剤と接触させる。これは、システイン残基と金表面との反応により、ディスクの孔内の残存する金の区域に結合する。一部の実施形態において、金は、PLGA-PEG-SH粒子と反応しなかったディスクの外側表面に残存し、TNFはこの金にも結合し得る。しかし、外側表面上のTNFは、細胞表面との接触が保護サブ粒子によって立体的に妨害される。未反応の金表面の残存する区域は、種（species）の金への非特異結合を阻害するために、チオール化PEG部分、例えばチオール化メトキシPEG(すなわちSH-PEG-OMe)と金を反応させることによって、ブロックしてよい。PEG部分のサイズは、非特異結合を阻害しながら薬剤による標的種の捕捉を顕著に阻害しないように選択される。SH-PEG-OMe又はCOOH-PEG-OMe分子のPEG部分は、分子が500Da～50kDaの範囲、例えば1kDa～20kDaの範囲、又は2kDa～10kDaの範囲の分子量を有するように選択してよい。5kDaの分子量は、非特異結合を阻害しながら、薬剤による標的種の捕捉を阻害しないことが見出された。
本実施例によって製作された粒子を図12及び図13に示す。図12では保護サブ粒子は10%のPLGA-PEG(2kDa)-COOHと90%のPLGA-COOHから形成され、図13では保護サブ粒子は30%のPLGA-PEG(2kDa)-COOHと70%のPLGA-COOHから形成された。20%のPLGA-PEG(2kDa)-COOHと80%のPLGA-COOHから形成された粒子も、多孔質ケイ素ディスクへのカップリングに成功した。より高いPLGA-PEG-COOH成分を含む粒子は、多孔質ケイ素へのPLGA-PEGサブ粒子のカップリングを行なった水溶液への溶解性が高いことが見出された。したがって、10%のPLGA-PEG-COOHを用いて形成したサブ粒子を、インビトロ試験に選択した。
[実施例12]
TNF以外の薬剤
sTNFR以外の標的を捕捉する粒子が、同様の方法で作成できる。例えば、捕捉剤はTNFRでよく、これはシステイン残基を用いてTNFと同様に、金に固定されるだろう。捕捉剤は、本明細書に記載したリンカー、例えばSH-リンカー-反応基リンカーを用いて、孔内の金に連結することができ、薬剤は、-COOH又は-NH2等の反応基と薬剤の官能基との間の反応によって、金に固定され得る。捕捉剤は本明細書に記載した任意の薬剤であってよい。一部の実施形態において、捕捉剤は、本明細書に記載したリンカー、例えばCOOH-リンカー-反応基リンカーを用いて、孔内の多孔質ケイ素の表面、例えばAPTES改質多孔質ケイ素表面に連結され、ここで-COOH基は、当該技術分野において知られており、例えばMiら、Adv. Healthc. Mater.、5(8): 936～946ページ、2016年に記載されているように、多孔質ケイ素のアミノ化された表面と反応させられる。そのような実施形態では、多孔質ケイ素ディスクは金を含まなくてよい。薬剤は、リンカーの反応基、例えばマレイミド、-COOH、又は-NH2と薬剤の官能基との反応によって、APTES-リンカー改質多孔質ケイ素表面に固定され得る。そのような薬剤は抗体若しくはその断片、又は本明細書に記載する他の捕捉剤を含んでよい。
[実施例13]
多孔質ケイ素及びPEGシールドを含む粒子を製造するための方法
1000nm×400nm又は1000nm×800nmのサイズ及び多様な孔サイズを有する多孔質ケイ素ディスクを、実施例11に記載したように製造する。金ナノ粒子(Au)を、ディスクの外部表面を含めた多孔質ケイ素ディスクの表面上に堆積させる。
PEG-SHを水溶液中で金ナノ粒子を含む多孔質ケイ素ディスクと選択されたPEG-SH濃度及び選択された反応時間でインキュベートすることによって、PEG-SHコーティング分子を金ナノ粒子にカップリングさせる。溶液中のPEG-SH及び粒子の所定の濃度について、金の上のPEG-SHの被覆範囲を制御するために反応時間が選択され得る。PEG-SHと金の反応は十分に遅いので、被覆範囲は反応時間、典型的には5～60分の範囲で都合よく制御し得る。
一部の実施形態において、ケイ素ディスクは、金ナノ粒子を含む代わりにアミノ化表面を提供するためにAPTESコーティングを含んでもよく、PEG-COOHは本明細書に記載したようにアミド結合化学によって多孔質ケイ素ディスクの表面にカップリングしてもよい。
PEG-SH又はPEG-COOH分子は、マクロファージによる粒子の取り込みを阻害することが知られているメトキシ基、例えばSH-PEG-OMe又はCOOH-PEG-OMeを含んでよい。このようにして、官能化されたPEG分子を含むPEGコーティングは、薬剤と、細胞表面にある場合の標的生体分子、例えば細胞表面受容体との相互作用を阻害することと、マクロファージによる粒子のクリアランスを阻害することの両方を達成することができる。
次いで薬剤は、カップリング溶液中で粒子と薬剤を接触させることによって、金に結合される。薬剤はPEG-SHによって覆われていない金表面上の残存部分で金に結合し得る。PEG-SHが金と反応する時間を制御することによって、薬剤の結合に利用可能な金の残存面積を制御することができる。カップリングされる薬剤の量は、カップリング溶液中の薬剤の濃度及び/又は薬剤をPEG-コート多孔質ケイ素ディスクと反応させる時間を選択することによって制御することができる。ディスクにカップリングされた薬剤の量は、例えばカップリング反応後にカップリング溶液中に残存した薬剤の量を測定することによって、測定できる。
PEG-SH又はPEG-COOH分子のPEG部分は、分子が500Da～50kDaの範囲、例えば2kDa～20kDaの範囲、又は5kDa～20kDaの範囲の分子量を有するように選択してよい。一部の実施形態において、分子は5kDa、10kDa、又は20kDaの分子量を有する。一部の実施形態において、分子量は、多孔質ケイ素ディスクの外部表面にカップリングされた薬剤を細胞の表面にある生体分子との相互作用からシールドするように、すなわち、生体分子が細胞表面の受容体である場合に、薬剤の生体分子への結合又は薬剤による生体分子の活性化を阻害するように、選択される。
10kDa又は20kDaのPEG-SH分子は、そのような結合及び/又は活性化を阻害するために有効であることが見出された。
例示の製作シーケンスにおいて、最初に金コート多孔質ケイ素ディスクをシールドPEGカップリング時間の間、10kDaのSH-PEG-OMeと反応させ、次いで薬剤カップリング時間の間、カップリング溶液中の選択された濃度の薬剤と反応させる。薬剤カップリング時間は、薬剤カップリング反応がその時間内に完了するように選択してよい。シールドPEGカップリング時間及びカップリング溶液中の薬剤の濃度は、PEG及び薬剤による金表面の被覆範囲を制御するように独立して選択してよく、金表面上のPEGと薬剤の比を制御する比で選択してよい。ヒトTNF捕捉剤へのカップリングのための典型的なカップリング条件を下に示す。シールドPEGと薬剤の両方のカップリングの後、残存する金の表面を、粒子とブロッキングPEGとをブロッキングPEG反応時間の間、反応させることによってブロックしてよい。ブロッキング反応時間は、残存する金の表面をブロッキングPEGで飽和させるために十分になるよう選択してよい。
シールドPEGを添加するため、3千万個の金コートpSi粒子を、100μlのPBS(pH 7.2)溶液中で、50μg/mlの10kDa PEG-SH(NanoCS)と15分インキュベートし、次いでPEG化された粒子を収集して遠心分離により洗浄した。
捕捉剤ヒトTNFを添加するため、上記のステップからの3千万個の10kDa PEGコートpSi粒子を、30分間室温で振盪しながらPBS(pH 7.2)溶液中で100μlの50μg/mlヒトTNF(RD Systems)と混合し、次いでTNFをカップリングした粒子を遠心分離で洗浄した。
ブロッキングPEGを添加するため、上記のステップからのTNFを負荷した10kDa PEGコート粒子を、100μlのPBS(pH 7.2)中で5mg/mlの5k PEG-SH(NanoCS)と15分間混合し、次いで完成した粒子を収集して遠心分離により洗浄した。
[実施例14]
本明細書に記載した粒子の機能の試験
リガンド密度及びTNF-Au結合安定性を評価する。粒子の捕捉作用は、生理的に関連する濃度のsTNFR1/2で試験し、保護サブ粒子又は保護PEGシールドによる、存在してもよい任意の表面TNFのシールドは、TNFと接触した場合にアポトーシスを経る細胞株と粒子を接触させることによって試験できる。
[実施例15]
PLGA-PEG NPシールド多孔質ケイ素粒子
上述の手順によってPLGA-PEG保護粒子を含む多孔質ケイ素粒子にカップリングしたヒトTNF薬剤の量を図15に示す。2μgの多孔質ケイ素粒子をある濃度範囲のTNFカップリング溶液中でインキュベートし、溶液中に残存したTNFをELISAで測定する。粒子上のAu1μgあたりのTNFの量を、カップリング溶液中のTNFの濃度に対してプロットする。TNFを粒子にカップリングする能力は、PLGA-PEG粒子を金にカップリングした後で、金がTNFの接近可能な結合部位を有することを示す。粒子上のTNFの濃度は、PEGシールド粒子上のマウスTNFについて得られた値の約50%である(下記参照)。
血清からのヒトsTNFR1/2の捕捉は、以下のように試験する。0.1μgのヒトsTNFR1又はsTNFR2(RD Systems)を50mlのウシ血清(2ng/ml)と混合し、粒子をsTNFR1/2+血清試験溶液中でインキュベートする。時間間隔で粒子を遠心沈降させ、1mlの試料を取り、試料中のsTNFR1/2のレベルをELISAで試験する。sTNFR1/2の初期濃度に対する捕捉百分率の曲線を時間の関数としてプロットし、時間経過及び捕捉百分率の最終値を示す。同じ溶液からのsTNFR1及びsTNFR2の捕捉を、血清中の2ng/mlのsTNFR1及び10ng/mlまでのsTNFR2を含む溶液を用い、sTNFR1及びsTNFR2について試料を分析することによって試験した。健常人におけるsTNFR1の典型的な生理学的レベルは0.5～2ng/mlの範囲、sTNFR2については1～3ng/mlの範囲であり、がん等の疾患では、血清中レベルはsTNFR1について1.5～3ng/ml、sTNFR2について3～5ng/mlの範囲である(例えばLentz、Kumar、Therapeutic Apheresis and Dialysis、2008年、12(6)、491～499ページを参照のこと)。したがって、これらの出発濃度からの捕捉は、生理学的に関連するレベルからの捕捉を反映している。
[実施例16]
PEGシールドした多孔質ケイ素粒子のTNFカップリング及び捕捉性能
TNF(RD Systems、組み換えマウスTNF cat. Ref.410-mt)を、10kDa PEGシールド金コート多孔質ケイ素粒子にカップリングした。PBS中の濃度を変化させたマウスTNFを含む100μlのカップリング溶液を、それぞれのバッチが2μgのAuを含む、10kDa メトキシ-PEG-SHでプレカップリングした粒子のバッチに加えた(3千万粒子)。混合物を室温で15分振盪した。TNF-αコンジュゲート粒子を遠心分離で収集した。上清に残存したTNFの濃度をELISAで測定した。粒子上のTNFを、溶液中の初期TNF濃度と上清中で検出した濃度との差によって計算した。粒子にカップリングしたTNFの量を、負荷溶液中のTNFの濃度の関数として、図16に示す。
捕捉性能を試験するため、10kDa PEGシールド多孔質ケイ素粒子へのTNFのカップリングを、25μg/ml TNFカップリング溶液中で行なった。TNFは、約0.15μgのTNFに結合した3百万個の粒子にカップリングさせた。sTNFR1の捕捉は、4ngの全(2ng/ml)マウスsTNFR1(RD Systems、マウスsTNFR1タンパク質、cat no. 425-R1-050)を含むウシ血清について試験した。健常マウス及びヒトにおけるsTNFR1の典型的なレベルはそれぞれ0.5～2ng/mlの範囲であり、したがってこの濃度はsTNFR1の生理学的なレベルを表わす。30万個の粒子上の15ngのTNFを血清に加えた。1、2、3、4、及び5時間のそれぞれの時点で、試験体積を遠心分離し、上清から10μlの試料を取り、sTNFR1の濃度をELISAで測定した。図17に捕捉の時間経過を初期sTNFR1濃度の百分率として示す。30万個の粒子上の15ngのTNFは、4ngの初期sTNFR1の約45%を2時間以内に捕捉した。すなわち、粒子上の15ngのTNFは、1.8ngのsTNFR1を捕捉した。この結果の説明は、金表面にカップリングした分子量52.5kDaのTNFの予想される三量体コンフィギュレーション、及び分子量21kDaのこの低い濃度の溶液中で予想されるsTNFR1のモノマー形態について、それぞれのTNFトリマーの平均占有率は0.3であること、すなわちこの実験でトリマーTNF捕捉剤のほぼ3分の1がsTNFR1分子を捕捉するということである。図17は、10kDaのPEGシールド分子の存在下で、粒子の表面上の薬剤による標的の捕捉が達成され、効率的であることを示している。
[実施例17]
PLGA-PEG粒子及びPEGコーティングによる捕捉剤のシールド
PLGA-PEG保護サブ粒子又はシールドを形成するPEGコーティング分子のディスクへのカップリングによる多孔質ケイ素ディスク上の捕捉剤のシールドの効果を試験するため、TNF捕捉剤を有するこれら2種の粒子のそれぞれを、その細胞膜上にTNFR1受容体を発現し、TNFがアクチノマイシンDの存在下に受容体に結合した場合にアポトーシスを経るTNF感受性L929マウス線維芽細胞とインキュベートした。L929細胞は、TNFの能力の標準試験として用いられている(Matthews, N、M.L. Neale、(1987年)、「Lymphokines and Interferons, A Practical Approach」、Clemens, M.J.ら(編): IRL Press. 221参照のこと)。試験は、それぞれの細胞が多数の粒子と接触するように過剰の粒子の存在下でL929細胞を培養すること、及び培養中の細胞の増殖を経時的に観察することを含んでいた。そのようなアッセイにおいて培養中の増殖の継続は、TNFが細胞表面にあるsTNFR1への結合からシールドされていることを示している。実験は、自動化された細胞コンフルエンスイメージングを有する「Incucyte」自動化細胞培養装置を用いて行なった。
結果を図18a及び図18bに示す。図の凡例に示した実験群は下記の通りであった。(「MSV」は「マルチステージベクター」、すなわち多孔質ケイ素ディスクを意味する):(1)遊離TNF、(2)MSV(TNF):シールドなしのTNF負荷多孔質ケイ素ディスク、(3)MSV/PLGA(TNF):PLGA-PEG NPシールド多孔質ケイ素ディスク、(4)MSV/PEG(TNF):10kDaメトキシ-PEGシールド多孔質ケイ素ディスク、(5)MSV/PLGA(no TNF):TNF捕捉剤なしのPLGAシールド多孔質ケイ素ディスク。結果は、細胞培養と接触したTNF(遊離又は粒子上)の濃度に対してプロットした培養72時間後の生存百分率として示す。生存百分率は、処理ウェルの細胞被覆率と、培地のみを含む対照ウェルの細胞被覆率との比として測定される。
遊離のTNFは細胞毒性を示す。図18bで、シールドのないMSV(すなわち、多孔質ケイ素ディスク)上のTNFは遊離TNFと同様の毒性を示す。TNFなしでPLGA-PEG保護サブ粒子を含むMSVは毒性を示さない。MSV/PLGA(すなわち、PLGA-PEG保護サブ粒子でシールドした多孔質ケイ素ディスク)及びMSV/PEG(すなわち、10kDaメトキシ-PEGでシールドした多孔質ケイ素ディスク)は、少なくとも10ng/mlまで、すなわち非シールド粒子が100%の毒性を引き起こすレベルのTNFで、毒性を示さない。これは両方のタイプのシールドの効果を実証するものである。
[実施例18]
sTNFR2を捕捉するための抗sTNFR2抗体捕捉剤を含む粒子
その表面に金ナノ粒子を堆積させ、上述のように10kDaシールドPEGで前処理した多孔質ケイ素ディスクは、金にカップリングしたチオール化ストレプトアビジンを有しており、次いでビオチン化抗マウスsTNFR2抗体(Biolegend、cat. no. 113403)を固定されたストレプトアビジンにカップリングさせて、粒子に抗体を負荷した。1億個の粒子を撹拌しながら15分間、PBS(pH=7.2)中で500μlのチオール化ストレプトアビジン(1mg/mL)とインキュベートした。遠心分離及び3回の洗浄の後、200μLの10K PEG-チオール(10μg/mL)を用いて15分間、粒子の表面をコートした。PBS緩衝液で3回洗浄した後、遠心分離によって粒子を収集し、次いで撹拌下に、得られた粒子をPBS緩衝液(pH=7.2)中で30分間、500μLの抗体(50μg/mL)と反応させ、次いで遠心分離によりPBS緩衝液で3回洗浄した。次いで粒子を捕捉試験に用いた。
第1のバッチの粒子は金表面に添加したブロッキングPEGを有していなかった。第2のバッチの粒子は、シールドPEGと捕捉抗体とのカップリングの後に残存する金表面にカップリングされた5kDaのブロッキングSH-PEG-OMeを有していた。マウス血清からの内因性マウスsTNFR2の捕捉を試験するため、抗sTNFR2抗体をカップリングした5千万個の多孔質ケイ素粒子を1.4mlのマウス血清と混合した。血清中の内因性sTNFR2の濃度をELISA(RD Systems)で測定し、4.0ng/mlであることを見出した。それぞれの時点(0.5、1、2、4、6時間)で試料を遠心分離し、上清から100μlの試料を取り、粒子を再懸濁し、試料中のsTNFR2をELISAで測定した。図19に、0.5時間までにsTNFR2のほぼ80%が捕捉されたことを示す。健常人の典型的なsTNFR2の濃度は2～5ng/mlであり、マウスでは典型的には4～10ng/mlであるので、粒子は生理学的に関連する濃度で血清からsTNFR2を捕捉できることが示された。ブロッキングPEGコーティングは捕捉効率を低下させず、したがってこれは非特異結合を低減するための実用的な手段である。これにより、本発明の粒子においてTNF以外の捕捉剤を用いる原理が実証される。
実施例は、さらなる実施形態において、抗sTNFR2抗体以外の抗体捕捉剤及び抗体以外の捕捉剤が、捕捉剤をビオチンとコンジュゲートすることによって、ストレプトアビジンを負荷した粒子とカップリングできることを実証している。ストレプトアビジン類似体もビオチン化捕捉剤をコンジュゲートするために用い得ること、及びタンパク質カップリングペア又は核酸カップリングペア等のさらなるカップリングペアが捕捉剤を粒子表面にカップリングさせるために用い得ることが理解される。さらなる実施形態において、ストレプトアビジン若しくはビオチンに結合するその他のアビジン類似体、又はカップリングペアの他のメンバーは、金-チオール化学以外の化学によって、例えばAPTESコート表面へのアミド連結化学を用いて、多孔質ケイ素ディスクの表面にカップリングし得る。

Claims (208)

  1. 少なくとも1つの表面及び前記表面に固定された薬剤を有する粒子であって、
    前記薬剤は、特異的結合ペアの第1のメンバーである標的に選択的に結合し、
    前記標的の前記粒子への結合は、前記標的と前記特異的結合ペアの第2のメンバーとの相互作用を阻害し、
    前記粒子はコアサブ粒子及び複数の保護サブ粒子を含み、
    前記薬剤が前記コアサブ粒子に固定されている、粒子。
  2. 複数の反応基を含む粒子であって、
    前記複数の反応基のうちのそれぞれの反応基は、所定の官能基と選択的に反応することができ、
    それぞれの反応基は、その反応基に連結した薬剤の、細胞の表面にある分子に結合する能力が低減するよう前記粒子上で配向され、
    前記粒子の最大寸法は、約50nm～約5μmであり、
    前記粒子はコアサブ粒子及び複数の保護サブ粒子を含み、
    前記反応基は前記コアサブ粒子上に位置する、粒子。
  3. 前記複数の反応基のうちのそれぞれの反応基は、アルデヒド、アルケン、ハロゲン化アルキル、アルキン、アミン、アルコキシアミン、アリールアジド、ハロゲン化アリール、ヒドラジド、アジド、カルボジイミド、カルボン酸又はその誘導体、ジエン、ジエノフィル、グリオキサール、ハロアシル、イミドエステル、イソシアネート、マレイミド、N-ヒドロキシルスクシンイミジルエステル、ホスフィン、テトラジン又はチオールを含む、請求項2に記載の粒子。
  4. 前記複数の反応基のうちのそれぞれの反応基は、核酸を含む、請求項2に記載の粒子。
  5. 前記複数の反応基のうちのそれぞれの反応基は、ビオチン又はビオチン結合タンパク質を含む、請求項2に記載の粒子。
  6. 前記複数の反応基は、約10～約109個の反応基、103～約107個の反応基又は約104～約106個の反応基からなる、請求項2～5のいずれか一項に記載の粒子。
  7. 表面及び前記表面に固定された薬剤を含む粒子であって、
    前記薬剤は標的に選択的に結合することができ、
    薬剤の前記標的への結合は、前記標的と細胞との相互作用を阻害し、
    前記粒子はコアサブ粒子及び複数の保護サブ粒子を含み、
    前記薬剤は前記コアサブ粒子に固定されている、粒子。
  8. 前記コア粒子は多孔質であり、前記複数の保護サブ粒子は非多孔質である、請求項1～7のいずれか一項に記載の粒子。
  9. 前記コアサブ粒子は多孔質ケイ素を含む、請求項8に記載の粒子。
  10. 前記コアサブ粒子又は前記複数の保護サブ粒子は、ポリマー、例えば生分解性ポリマーを含む、請求項8又は9に記載の粒子。
  11. 前記複数の保護サブ粒子は、ポリマー、例えば生分解性ポリマーを含む、請求項9に記載の粒子。
  12. 前記保護サブ粒子は、第1のカップリング基を含む第1の連結部分によって前記コアサブ粒子にカップリングされている、請求項1～11のいずれか一項に記載の粒子。
  13. 前記薬剤は、第2のカップリング基を含む第2の連結部分によって前記コアサブ粒子にカップリングされている、請求項1～12のいずれか一項に記載の粒子。
  14. 前記第1のカップリング基及び前記第2のカップリング基は、アミド、アミジン、オキシム、トリアゾール、ジスルフィド、チオエーテル、スクシンイミド、イソキサゾール、ピリダジン、尿素、ヒドラゾン、オキシム、二級アミン、タンパク質と基質との複合体、抗体と抗原との複合体、金-硫黄結合、又は二本鎖核酸から独立して選択される、請求項12又は13に記載の粒子。
  15. 前記第1のカップリング基及び前記第2のカップリング基は同一である、請求項12～14のいずれか一項に記載の粒子。
  16. 前記第1のカップリング基及び前記第2のカップリング基は異なる、請求項12～14のいずれか一項に記載の粒子。
  17. 前記第1のカップリング基は、タンパク質と基質との複合体である、請求項12～16のいずれか一項に記載の粒子。
  18. 前記第1のカップリング基は、ビオチン結合タンパク質とビオチンとの複合体である、請求項17に記載の粒子。
  19. 前記第1のカップリング基は、アビジンとビオチンとの複合体である、請求項18に記載の粒子。
  20. 前記第1のカップリング基は、抗体と抗原との複合体である、請求項12～16のいずれか一項に記載の粒子。
  21. 前記第1のカップリング基は、金-硫黄結合である、請求項12～16のいずれか一項に記載の粒子。
  22. 前記第1のカップリング基は核酸である、請求項12～16のいずれか一項に記載の粒子。
  23. 前記第1のカップリング基は、アミド、アミジン、オキシム、トリアゾール、ジスルフィド、チオエーテル、スクシンイミド、イソキサゾール、ピリダジン、尿素、ヒドラゾン、オキシム、又は二級アミンから選択される、請求項12～16のいずれか一項に記載の粒子。
  24. 前記第1のカップリング基は、アミド、ジスルフィド、チオエーテル、又はスクシンイミドから選択される、請求項23に記載の粒子。
  25. 前記第2のカップリング基は、タンパク質と基質との複合体である、請求項13～24のいずれか一項に記載の粒子。
  26. 前記第2のカップリング基は、ビオチン結合タンパク質とビオチンとの複合体である、請求項25に記載の粒子。
  27. 前記第2のカップリング基は、アビジンとビオチンとの複合体である、請求項26に記載の粒子。
  28. 前記第2のカップリング基は、抗体と抗原との複合体である、請求項13～24のいずれか一項に記載の粒子。
  29. 前記第2のカップリング基は、金-硫黄結合である、請求項13～24のいずれか一項に記載の粒子。
  30. 前記第2のカップリング基は、アミド、アミジン、オキシム、トリアゾール、ジスルフィド、チオエーテル、スクシンイミド、イソキサゾール、ピリダジン、尿素、ヒドラゾン、オキシム、又は二級アミンから選択される、請求項13～24のいずれか一項に記載の粒子。
  31. 前記第2のカップリング基は、アミド、ジスルフィド、チオエーテル、又はスクシンイミドから選択される、請求項30に記載の粒子。
  32. 前記コアサブ粒子と前記第1のカップリング基との間に配置された前記第1の連結部分の長さと、前記コアサブ粒子と前記第2のカップリング基との間に配置された前記第2の連結部分の長さは同様又は同一である、請求項13～24のいずれか一項に記載の粒子。
  33. 前記コアサブ粒子と前記第1のカップリング基との間に配置された前記第1の連結部分の長さと、前記コアサブ粒子と前記第2のカップリング基との間に配置された前記第2の連結部分の長さは異なる、請求項32に記載の粒子。
  34. 前記第1の連結部分は、第1のスペーサーをさらに含む、請求項12～33のいずれか一項に記載の粒子。
  35. 前記第1のスペーサーは、アルキル鎖、PEG鎖、又はアミノ酸鎖から選択される、請求項34に記載の粒子。
  36. 前記第1のスペーサーは、前記カップリング基と前記コアサブ粒子との間に配置されている、請求項34又は35に記載の粒子。
  37. 前記第1のスペーサーは、前記カップリング基と前記保護サブ粒子との間に配置されている、請求項34又は35に記載の粒子。
  38. 前記第2の連結部分は、第2のスペーサーをさらに含む、請求項13～37のいずれか一項に記載の粒子。
  39. 前記第2のスペーサーは、アルキル鎖、PEG鎖、又はアミノ酸鎖から選択される、請求項38に記載の粒子。
  40. 前記第2のスペーサーは、前記カップリング基と前記コアサブ粒子との間に配置されている、請求項38又は39に記載の粒子。
  41. 前記第2のスペーサーは、前記カップリング基と前記薬剤との間に配置されている、請求項38又は39に記載の粒子。
  42. 前記粒子は、内側表面及び外側表面を含み、
    前記内側表面は、前記コアサブ粒子の表面を含み、
    複数の薬剤が前記粒子に固定されており、
    治療用に許容される割合の薬剤が前記粒子の内側表面に固定されている、請求項1～41のいずれか一項に記載の粒子。
  43. 前記内側表面は、前記コアサブ粒子の表面からなる、請求項42に記載の粒子。
  44. 前記内側表面は、前記コアサブ粒子の表面、及び前記コアサブ粒子に対向する前記保護サブ粒子の表面の部分からなる、請求項42に記載の粒子。
  45. 前記粒子の前記内側表面に固定された薬剤の割合は少なくとも80%である、請求項42～44のいずれか一項に記載の粒子。
  46. 前記粒子の前記内側表面に固定された薬剤の割合は少なくとも90%である、請求項45に記載の粒子。
  47. 前記粒子の前記内側表面に固定された薬剤の割合は少なくとも99%である、請求項46に記載の粒子。
  48. 前記外側表面は、前記コアサブ粒子に対向しない前記保護サブ粒子の表面の部分を含む、請求項32～47のいずれか一項に記載の粒子。
  49. 前記外側表面は、前記保護サブ粒子の表面からなる、請求項32～47のいずれか一項に記載の粒子。
  50. 前記外側表面に固定された薬剤の割合は少なくとも1%である、請求項48又は49に記載の粒子。
  51. 前記外側表面に固定された薬剤の割合は少なくとも10%である、請求項48又は49に記載の粒子。
  52. 前記第1のカップリング基は、第1のタイプの抗体である第1の抗体と第1のタイプの抗原である第1の抗原との複合体である、請求項12～51のいずれか一項に記載の粒子。
  53. 前記抗体は、前記コアサブ粒子の表面の近位にある前記カップリング基の側面に配置され、前記抗原は、前記保護サブ粒子の表面の近位にある前記カップリング基の側面に配置されている、請求項52に記載の粒子。
  54. 前記薬剤は、前記第1のタイプの抗体である抗体である、請求項52又は53に記載の粒子。
  55. 前記第1のカップリング基の抗原は、前記標的の断片又は変異体である、請求項52～54のいずれか一項に記載の粒子。
  56. 前記第1のタイプの抗体は薬剤として作用しない、請求項52又は53に記載の粒子。
  57. 前記薬剤は第2のタイプの抗体であり、前記薬剤は前記第1の抗原に結合しない、請求項52、53、又は56のいずれか一項に記載の粒子。
  58. 前記コアサブ粒子は多孔質であり、内側表面及び外側表面を含み、複数の前記第1のタイプの抗体は、前記コアサブ粒子の前記内側表面及び前記外側表面に配置されている、請求項52～57のいずれか一項に記載の粒子。
  59. 前記保護サブ粒子は、前記コアサブ粒子の複数の孔から排除されるように構成されている、請求項58に記載の粒子。
  60. 前記保護サブ粒子は、前記コアサブ粒子の複数の孔から排除される大きさにされている、請求項59に記載の粒子。
  61. 前記保護サブ粒子はポリマーを含む、請求項12～60のいずれか一項に記載の粒子。
  62. 前記ポリマーはPEG、ポリラクテート、ポリ乳酸、糖、脂質、ポリグルタミン酸、PGA、PLA、PLGA、又はPVAから選択される、請求項61に記載の粒子。
  63. 前記保護サブ粒子はPLGA及びPEGを含み、前記PEGが前記保護サブ粒子の表面上、かつPLGAと前記第1のカップリング基との間に配置されている、請求項61又は62に記載の粒子。
  64. 前記コアサブ粒子は多孔質である、請求項61～63のいずれか一項に記載の粒子。
  65. 前記コアサブ粒子はシリカ表面を含む、請求項61～64のいずれか一項に記載の粒子。
  66. 前記コアサブ粒子は金表面を含む、請求項61～65のいずれか一項に記載の粒子。
  67. 前記コアサブ粒子の前記金表面は前記コアサブ粒子を完全には覆っていない、請求項64に記載の粒子。
  68. 前記第1のカップリング基は、金-硫黄結合である、請求項61～67のいずれか一項に記載の粒子。
  69. 前記第2のカップリング基は、金-硫黄結合である、請求項61～67のいずれか一項に記載の粒子。
  70. 対象の脈管構造中を循環する形状及び大きさにされている、請求項1～69のいずれか一項に記載の粒子。
  71. 1μmより大きい、請求項1～70のいずれか一項に記載の粒子。
  72. 前記粒子の最大寸法は約5μmを超えない、請求項1～71のいずれか一項に記載の粒子。
  73. 前記粒子の最小寸法は少なくとも約300nmである、請求項1～72のいずれか一項に記載の粒子。
  74. 複数のコーティング分子をさらに含む、請求項1～73のいずれか一項に記載の粒子。
  75. 前記複数のコーティング分子は、前記複数の保護サブ粒子に結合している、請求項74に記載の粒子。
  76. 前記複数のコーティング分子は、インビボにおける前記粒子のクリアランスを増加させる、請求項74又は75に記載の粒子。
  77. 前記複数のコーティング分子は、ファゴサイトーシス、腎クリアランス、又は肝胆クリアランスによって前記粒子のクリアランスを増加させる、請求項74～76のいずれか一項に記載の粒子。
  78. 前記複数のコーティング分子は、インビボにおける前記粒子のクリアランスを低下させる、請求項74又は75に記載の粒子。
  79. 前記複数のコーティング分子は、前記薬剤と細胞又は細胞外タンパク質との相互作用を阻害する、請求項74～78のいずれか一項に記載の粒子。
  80. 前記複数のコーティング分子はポリマーを含む、請求項74～79のいずれか一項に記載の粒子。
  81. 前記複数のコーティング分子は生分解性である、請求項74～80のいずれか一項に記載の粒子。
  82. 空隙を含む、請求項1～81のいずれか一項に記載の粒子。
  83. 等電点は約5～約9である、請求項1～82のいずれか一項に記載の粒子。
  84. 前記コアサブ粒子は約100nm～約2μmのサイズである、請求項1～83のいずれか一項に記載の粒子。
  85. 前記複数の保護サブ粒子は約10nm～約1μmのサイズである、請求項1～84のいずれか一項に記載の粒子。
  86. 4～106個の保護サブ粒子を含む、請求項1～85のいずれか一項に記載の粒子。
  87. 1個のコアサブ粒子を含む、請求項1～86のいずれか一項に記載の粒子。
  88. 2個以上のコアサブ粒子を含む、請求項1～87のいずれか一項に記載の粒子。
  89. 前記薬剤は、細胞の表面にある細胞表面受容体タンパク質と結合し又はこれを活性化することが立体的に阻害されるように配置されている、請求項1～88のいずれか一項に記載の粒子。
  90. 前記薬剤は、前記細胞表面受容体タンパク質の天然のリガンドの能力と比較して低減した細胞表面受容体タンパク質を活性化する能力を有する、請求項1～89のいずれか一項に記載の粒子。
  91. 前記薬剤は、前記細胞表面受容体タンパク質を活性化しない、請求項90に記載の粒子。
  92. コアサブ粒子、DNA足場、及び薬剤を含む粒子であって、前記薬剤は、特異的結合ペアの第1のメンバーである標的に選択的に結合し、前記標的の前記粒子への結合は、前記標的と前記特異的結合ペアの第2のメンバーとの相互作用を阻害する、粒子。
  93. DNA足場及び表面上に固定された薬剤を含む粒子であって、
    前記薬剤は、標的に選択的に結合することができ、
    薬剤の前記標的への結合は、前記標的と細胞との相互作用を阻害する、粒子。
  94. 前記DNA足場は内部体積及び1つ以上の開口部を含み、
    前記内部体積は外部媒体と流体連通しており、
    前記薬剤は前記内部体積内に固定されている、請求項92又は93に記載の粒子。
  95. 前記薬剤は、前記DNA足場に連結されている、請求項94に記載の粒子。
  96. 前記DNA足場は、カップ、管、又は開いた箱の形状である、請求項94又は95に記載の粒子。
  97. 前記DNA足場は管の形状である、請求項92～96のいずれか一項に記載の粒子。
  98. 前記薬剤は、前記管の内側表面に固定されている、請求項97に記載の粒子。
  99. 前記DNA足場は2つの開口部を含む、請求項94～98のいずれか一項に記載の粒子。
  100. 前記開口部は10～300nmの最大サイズを有する、請求項94～99のいずれか一項に記載の粒子。
  101. 前記開口部は10～60nmの最大サイズを有する、請求項100に記載の粒子。
  102. 前記DNA足場は前記サブ粒子に連結され、さらに前記DNA足場は前記サブ粒子の前記表面から突出する突起物を含む、請求項92又は93に記載の粒子。
  103. 前記突起物は、H、T、L、X、又はZの形状の断面を有する、請求項102に記載の粒子。
  104. 前記DNA足場は、前記サブ粒子の前記表面から20～200nmの最大高さを有する、請求項92～104のいずれか一項に記載の粒子。
  105. 前記薬剤は、前記DNA足場の200nm以内のコアサブ粒子に固定されている、請求項92～104のいずれか一項に記載の粒子。
  106. 前記突起物によって画定される保護された表面を含み、前記薬剤は前記保護された表面に固定されている、請求項102～105のいずれか一項に記載の粒子。
  107. 前記薬剤は、前記DNA足場又は前記サブ粒子に固定されている、請求項102～106のいずれか一項に記載の粒子。
  108. 複数のDNA足場突起物を含み、前記複数のDNA足場突起物によって画定される保護された表面を含む、請求項102～107のいずれか一項に記載の粒子。
  109. 前記DNA足場突起物は、0.0001～0.01/nm2のサブ粒子上の平均密度で存在する、請求項108に記載の粒子。
  110. 前記DNA足場突起物は、前記突起物の高さの0.5～5倍の範囲の前記粒子上の平均間隔を有する、請求項108に記載の粒子。
  111. 前記DNA足場は前記サブ粒子に連結され、さらに前記DNA足場は前記サブ粒子の区域に張り出した張出しを含み、前記張出しは下側を含む、請求項92又は93に記載の粒子。
  112. 前記DNA足場は本体及び2つ以上の突起物を含み、
    前記DNA足場は前記突起物の端によって前記サブ粒子に連結されている、請求項111に記載の粒子。
  113. 前記DNA足場によって画定される保護された表面を含む、請求項111又は112に記載の粒子。
  114. 前記薬剤は、前記張出しの下のコアサブ粒子に、又は前記張出しの下側に結合している、請求項111～113のいずれか一項に記載の粒子。
  115. 前記コアサブ粒子は保護された表面を含み、
    複数の薬剤が前記コアサブ粒子の前記表面に結合しており、
    保護された表面である前記コアサブ粒子の面積の部分が50%より大きい、請求項92～114のいずれか一項に記載の粒子。
  116. 複数のDNA足場、及び
    複数の薬剤を含み、
    前記コアサブ粒子及び前記複数のDNA足場は、保護された表面を含み、
    保護された表面に結合した前記複数の薬剤の部分は50%より大きい、請求項92～115のいずれか一項に記載の粒子。
  117. 複数のDNA足場、及び
    前記複数のDNA足場に結合した複数の薬剤
    を含み、薬剤は実質的に前記コアサブ粒子に結合していない、請求項92～116のいずれか一項に記載の粒子。
  118. 前記コアサブ粒子は、金属、金、アルミナ、ガラス、シリカ、ケイ素、デンプン、アガロース、ラテックス、プラスチック、ポリアクリルアミド、メタクリレート、ポリマー、又は核酸、好ましくは核酸を含む、請求項92～117のいずれか一項に記載の粒子。
  119. 複数のコーティング分子をさらに含む、請求項92～117のいずれか一項に記載の粒子。
  120. 前記複数のコーティング分子は、前記薬剤と、細胞、細胞表面にある分子、又は細胞外タンパク質との相互作用を阻害する、請求項119に記載の粒子。
  121. 前記複数のコーティング分子は、ファゴサイトーシス、腎クリアランス、又は肝胆クリアランスによって前記粒子のクリアランスを増加させる、請求項119に記載の粒子。
  122. 前記複数のコーティング分子は、インビボにおける前記粒子のクリアランスを低下させる、請求項119に記載の粒子。
  123. 前記複数のコーティング分子は、前記薬剤と細胞又は細胞外タンパク質との相互作用を阻害する、請求項119～122のいずれか一項に記載の粒子。
  124. 前記標的はウイルスタンパク質である、請求項1～123のいずれか一項に記載の粒子。
  125. ウイルスタンパク質が、アルボウイルス、アデノウイルス、アルファウイルス、アレナウイルス、アストロウイルス、BKウイルス、ブニヤウイルス、カリシウイルス、セルコピテシンヘルペスウイルス1、コロラドダニ熱ウイルス、コロナウイルス、コクサッキーウイルス、クリミア-コンゴ出血熱ウイルス、サイトメガロウイルス、デングウイルス、エボラウイルス、エキノウイルス、エコーウイルス、エンテロウイルス、エプスタイン-バーウイルス、フラビウイルス、口蹄疫ウイルス、ハンタウイルス、A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、単純ヘルペスウイルスI、単純ヘルペスウイルスII、ヒトヘルペスウイルス、ヒト免疫不全ウイルスI型(HIV-I)、ヒト免疫不全ウイルスII型(HIV-II)、ヒトパピローマウイルス、ヒトT細胞白血病ウイルスI型、ヒトT細胞白血病ウイルスII型、インフルエンザ、日本脳炎、JCウイルス、ジュニンウイルス、レンチウイルス、マチュポウイルス、マールブルグウイルス、麻疹ウイルス、ムンプスウイルス、ナプスウイルス、ノロウイルス、ノーウォークウイルス、オルビウイルス、オルトミクソウイルス、パピローマウイルス、パポバウイルス、パラインフルエンザウイルス、パラミクソウイルス、パルボウイルス、ピコルナウイルス、ポリオウイルス、ポリオーマウイルス、ポックスウイルス、狂犬病ウイルス、レオウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、ライノウイルス、ロタウイルス、風疹ウイルス、サポウイルス、天然痘、トガウイルス、トスカナウイルス、水痘帯状疱疹ウイルス、西ナイルウイルス、黄熱ウイルス由来である、請求項124に記載の粒子。
  126. ウイルスタンパク質が、ウイルスキャプシドタンパク質又はウイルスエンベロープタンパク質である、請求項124又は125に記載の粒子。
  127. 標的が細菌タンパク質又は細菌細胞壁の成分である、請求項1～123のいずれか一項に記載の粒子。
  128. 細菌タンパク質又は細胞壁の成分が、イスラエル放線菌(Actinomyces israelii)、炭疽菌(Bacillus anthracis)、バチルス・セレウス(Bacillus cereus)、バクテロイデス・フラギリス(Bacteroides fragilis)、バルトネラ・ヘンセラ(Bartonella henselae)、バルトネラ・キンタナ(Bartonella Quintana)、ボルデテラ・ペルツシス(Bordetella pertussis)、ボレリア・ブルグドルフェリ(Borrelia burgdorferi)、ボレリア・ガリニイ(Borrelia garinii)、ボレリア・アフゼリ(Borrelia afzelii)、ボレリア・レカレンチス(Borrelia recurrentis)、ブルセラ・アボルツス(Brucella abortus)、ブルセラ・カニス(Brucella canis)、ブルセラ・メリテンシス(Brucella melitensis)、ブルセラ・スイス(Brucella suis)、カンピロバクター・ジェジュニ(Campylobacter jejuni)、クラミジア・ニューモニエ(Chlamydia pneumoniae)、クラミジア・トラコマチス(Chlamydia trachomatis)、クラミドフィラ・シタッシ(Chlamydophila psittaci)、クロストリジウム・ボツリヌス(Clostridium botulinum)、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)、クロストリジウム・パーフリンゲンス、クロストリジウム・テタニ(Clostridium tetani)、コリネバクテリウム・ジフテリアエ(Corynebacterium diptheriae,)、エーリキア・カニス(Ehrlichia canis)、エーリキア・チャフェネシス(Ehrlichia chaffeensis)、エンテロコッカス・フェカリス(Enterococcus faecalis)、エンテロコッカス・フェシウム(Enterococcus faecium)、大腸菌(Escherichia coli)、野兎病菌(Francisella tularensis)、ヘモフィルス・インフルエンザ(Haemophilus influenzae)、ヘモフィルス・バギナリス(Haemophilus vaginalis)、ヘリコバクター・ピロリ(Helicobacter pylori)、クレブシエラ・ニューモニエ(Klebsiella pneumoniae)、レジオネラ・ニューモフィラ(Legionella pneumophila)、レプトスピラ・インテロガンス(Leptospira interrogans)、レプトスピラ・サンタロサイ(Leptospira santarosai)、レプトスピラ・ウェイリイ(Leptospira weilii)、レプトスピラ・ノグチイ( Leptospira noguchii)、リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)、マイコバクテリウム・レプラエ(Mycobacterium leprae)、マイコバクテリウム・ツベルクローシス(Mycobacterium tuberculosis)、マイコバクテリウム・ウルセランス(Mycobacterium ulcerans)、マイコプラズマ・ニューモニエ(Mycoplasma pneumoniae)、淋菌(Neisseria gonorrhoeae)、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、ノカルディア・アステロイデス(Nocardia asteroides)、リケッチア・リケッチイ(Rickettsia rickettsii)、チフス菌(Salmonella typhi)、ネズミチフス菌(Salmonella typhimurium)、シゲラ・ソンネイ(Shigella sonnei)、志賀赤痢菌、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、表皮ブドウ球菌(Staphylococcus epidermidis)、スタフィロコッカス・サプロフィチカス(Staphylococcus saprophyticus)、ストレプトコッカス・アガラクチアエ(Streptococcus agalactiae)、ストレプトコッカス・ニューモニエ(Streptococcus pneumoniae)、ストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptococcus pyogenes)、ストレプトコッカス・ビリダンス(Streptococcus viridans)、梅毒トレポネーマ(Treponema pallidum)、ウレアプラズマ・ウレアリチクム(Ureaplasma urealyticum)、ビブリオ・コレラ(Vibrio cholerae,)、エルシニア・ペスチス(Yersinia pestis)、エルシニア・エンテロコリチカ(Yersinia enterocolitica)、又はエルシニア・シュードツベルクロシス(Yersinia pseudotuberculosis)由来である、請求項127に記載の粒子。
  129. 標的が、酵母タンパク質若しくは真菌タンパク質、又は酵母細胞壁若しくは真菌細胞壁の成分である、請求項1～123のいずれか一項に記載の粒子。
  130. 酵母若しくは真菌のタンパク質又は細胞壁の成分が、アポフィソマイセス・バリアビリス(Apophysomyces variabilis)、アスペルギルス・クラバツス(Aspergillus clavatus)、アスペルギルス・フラバス(Aspergillus flavus)、アスペルギルス・フミガツス(Aspergillus fumigatus)、バシジオボラス・ラナラム(Basidiobolus ranarum)、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・グラブラタ(Candida glabrata)、カンジダ・グイリエルモンジイ(Candida guilliermondii)、カンジダ・クルセイ(Candida krusei)、カンジダ・ルシタニアエ(Candida lusitaniae)、カンジダ・パラプシロシス(Candida parapsilosis)、カンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis)、カンジダ・ステラトイデア(Candida stellatoidea)、カンジダ・ビスワナチイ(Candida viswanathii)、コニジオボラス・コロナツス(Conidiobolus coronatus)、コニジオボラス・インコングルオウス(Conidiobolus incongruous)、クリプトコッカス・アルビダス(Cryptococcus albidus)、クリプトコッカス・ガッチイ(Cryptococcus gattii)、クリプトコッカス・ラウレンチイ(Cryptococcus laurentii)、クリプトコッカス・ネオフォルマンス(Cryptococcus neoformans)、エンセファリトゾン・インテスチナリス(Encephalitozoon intestinalis)、エンテロシトゾン・ビエネウシ(Enterocytozoon bieneusi)、エキソフィアラ・ジェアンセルメイ(Exophiala jeanselmei)、フォンセカエア・コンパクタ(Fonsecaea compacta,)、フォンセカエア・ペドロソイ(Fonsecaea pedrosoi)、ゲオトリツム・カンジヅム(Geotrichum candidum)、ヒストプラズマ・カプスラツム(Histoplasma capsulatum)、リチセミア・コリンビフェラ(Lichtheimia corymbifera)、ムコア・インジクス(Mucor indicus)、パラコクシジオイデス・ブラシリエンシス(Paracoccidioides brasiliensis)、フィアロホラ・ベルルコサ(Phialophora verrucosa)、ニューモシスチス・カリニイ(Pneumocystis carinii)、ニューモシスチス・ジロベシイ(Pneumocystis jirovecii)、シューダルレシェリア・ボイジイ(Pseudallescheria boydii)、リノスポリジウム・セエベリ(Rhinosporidium seeberi)、フォードトルラ・ムシラジノサ(Rhodotorula mucilaginosa)、スタシボトリス・チャルタラム(Stachybotrys chartarum)、シンセファラストラム・ラセモスム(Syncephalastrum racemosum)、又はリゾプス・オリザエ(Rhizopus oryzae)由来である、請求項129に記載の粒子。
  131. 標的が原生動物タンパク質である、請求項1～123のいずれか一項に記載の粒子。
  132. 原生動物タンパク質が、クリプトポスリジウム(Cryptosporidium)、ジアルジア・インテスチナリス(Giardia intestinalis)、ジアルジア・ラムブリア(Giardia lamblia)、リーシュマニア・エチオピカ(Leishmania aethiopica)、リーシュマニア・ブラジリエンシス(Leishmania braziliensis)、リーシュマニア・ドノバニ(Leishmania donovani)、リーシュマニア・インファンツム(Leishmania infantum)、リーシュマニア・マジョル(Leishmania major)、リーシュマニア・メキシカナ(Leishmania mexicana)、リーシュマニア・トロピカ(Leishmania tropica)、プラスモジウム・コアトネイ(Plasmodium coatneyi)、プラスモジウム・ファルシパラム(Plasmodium falciparum)、プラスモジウム・ガルンハミ(Plasmodium garnhami)、プラスモジウム・イヌイ(Plasmodium inui)、プラスモジウム・オドコイレイ(Plasmodium odocoilei)、トリコモナス・ガリナエ(Trichomonas gallinae)、膣トリコモナス、トリトリコモナス・フォエタス(Tritrichomonas foetus)、トリパノソーマ・ブルセイ(Trypanosoma brucei)、トリパノソーマ・クルージ(Trypanosoma cruzi)、トリパノソーマ・エクイペルダム(Trypanosoma equiperdum)、トリパノソーマ・エバンシ(Trypanosoma evansi)、トリパノソーマ・ルイス(Trypanosoma lewisi)、トリパノソーマ・ペスタナイ(Trypanosoma pestanai)、トリパノソーマ・スイス(Trypanosoma suis)、又はトリパノソーマ・バイバックス(Trypanosoma vivax)由来である、請求項131に記載の粒子。
  133. 標的が毒素である、請求項1～123のいずれか一項に記載の粒子。
  134. 毒素が、細菌毒素、植物毒素、又は動物毒素である、請求項133に記載の粒子。
  135. 毒素が、メリチン、ブレベトキシン、テトロドトキシン、クロロトキシン、破傷風毒素、ブンガロトキシン、ボツリヌス毒素、リシン、クロストリジウム・パーフリンゲンスのイプシロン毒素、ブドウ球菌エンテロトキシンB、又はエンドトキシンである、請求項133又は134に記載の粒子。
  136. 標的が、毒、毒液、アレルゲン、発癌物質、精神活性薬、又は化学兵器の薬剤である、請求項1～123のいずれか一項に記載の粒子。
  137. 標的が、TNFα、TNFβ、可溶性TNF受容体、可溶性TNFR-1、可溶性TNFR-2、リンホトキシン、リンホトキシンアルファ、リンホトキシンベータ、4-1BBリガンド、CD30リガンド、EDA-A1、LIGHT、TL1A、TWEAK、TRAIL、可溶性TRAIL受容体、IL-1、可溶性IL-1受容体、IL-1A、可溶性IL-1A受容体、IL-1B、可用性IL-1B受容体、IL-2、可溶性IL-2受容体、IL-5、可溶性IL-5受容体、IL-6、可溶性IL-6受容体、IL-8、IL-10、可溶性IL-10受容体、CXCL1、CXCL8、CXCL9、CXCL10、CX3CL1、FASリガンド、可溶性死受容体-3、可溶性死受容体-4、可溶性死受容体-5、TNF関連アポトーシス弱誘導物質、MMP1、MMP2、MMP3、MMP9、MMP10、MMP12、CD28、B7ファミリーの可溶性メンバー、可溶性CD80/B7-1、可溶性CD86/B7-2、可用性CTLA4、可溶性PD-L1、可溶性PD-1、可溶性Tim3、Tim3L、ガレクチン3、ガレクチン9、可溶性CEACAM1、可溶性LAG3、TGF-β、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、抗ミュラー管ホルモン、アルテミン、グリア細胞由来の神経栄養因子、骨形態形成タンパク質(例えば、BMP2、BMP3、BMP3B、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8A、BMP8B、BMP10、BMP11、BMP12、BMP13、BMP15)、増殖分化因子(例えば、GDF1、GDF2、GDF3、GDF3A、GDF5、GDF6、GDF7、GDF8、GDF9、GDF10、GDF11、GDF15)、インヒビンアルファ、インヒビンベータ(例えば、インヒビンベータA、B、C、E)、lefty、nodal、ニュールツリン、ペルセフィン、ミオスタチン、グレリン、sLR11、CCL2、CCL5、CCL11、CCL12、CCL19、インターフェロンアルファ、インターフェロンベータ、インターフェロンガンマ、クラステリン、VEGF-A、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、顆粒球-マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、プロスタグランジンE2、肝細胞増殖因子、神経増殖因子、スクレロスチン、補体C5、アンジオポエチン2、アンジオポエチン3、PCSK9、アミロイドベータ、アクチビン、アクチビンA、アクチビンB、β2ミクログロブリン、可溶性NOTCH1、可溶性NOTCH2、可溶性NOTCH3、可溶性NOTCH4、ハプトグロビン、フィブリノーゲンアルファ鎖、コルチコトロピン放出因子、コルチコトロピン放出因子1型、コルチコトロピン放出因子2型、ウロコルチン1、ウロコルチン2、ウロコルチン3、CD47、抗インターフェロンγ自己抗体、抗インターロイキン6自己抗体、抗インターロイキン17自己抗体、抗グレリン自己抗体、wnt、インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ、C反応性タンパク質、及びHIV-1 gp120から選択される、請求項1～123のいずれか一項に記載の粒子。
  138. 薬剤が、TNFα、TNFβ、可溶性TNF受容体、可溶性TNFR-1、可溶性TNFR-2、リンホトキシン、リンホトキシンアルファ、リンホトキシンベータ、4-1BBリガンド、CD30リガンド、EDA-A1、LIGHT、TL1A、TWEAK、TRAIL、可溶性TRAIL受容体、IL-1、可溶性IL-1受容体、IL-1A、可溶性IL-1A受容体、IL-1B、可用性IL-1B受容体、IL-2、可溶性IL-2受容体、IL-5、可溶性IL-5受容体、IL-6、可溶性IL-6受容体、IL-8、IL-10、可溶性IL-10受容体、CXCL1、CXCL8、CXCL9、CXCL10、CX3CL1、FASリガンド、可溶性死受容体-3、可溶性死受容体-4、可溶性死受容体-5、TNF関連アポトーシス弱誘導物質、MMP1、MMP2、MMP3、MMP9、MMP10、MMP12、CD28、B7ファミリーの可溶性メンバー、可溶性CD80/B7-1、可溶性CD86/B7-2、可用性CTLA4、可溶性PD-L1、可溶性PD-1、可溶性Tim3、Tim3L、ガレクチン3、ガレクチン9、可溶性CEACAM1、可溶性LAG3、TGF-β、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、抗ミュラー管ホルモン、アルテミン、グリア細胞由来の神経栄養因子、骨形態形成タンパク質(例えば、BMP2、BMP3、BMP3B、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8A、BMP8B、BMP10、BMP11、BMP12、BMP13、BMP15)、増殖分化因子(例えば、GDF1、GDF2、GDF3、GDF3A、GDF5、GDF6、GDF7、GDF8、GDF9、GDF10、GDF11、GDF15)、インヒビンアルファ、インヒビンベータ(例えば、インヒビンベータA、B、C、E)、lefty、nodal、ニュールツリン、ペルセフィン、ミオスタチン、グレリン、sLR11、CCL2、CCL5、CCL11、CCL12、CCL19、インターフェロンアルファ、インターフェロンベータ、インターフェロンガンマ、クラステリン、VEGF-A、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、顆粒球-マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、プロスタグランジンE2、肝細胞増殖因子、神経増殖因子、スクレロスチン、補体C5、アンジオポエチン2、アンジオポエチン3、PCSK9、アミロイドベータ、アクチビン、アクチビンA、アクチビンB、β2ミクログロブリン、可溶性NOTCH1、可溶性NOTCH2、可溶性NOTCH3、可溶性NOTCH4、ハプトグロビン、フィブリノーゲンアルファ鎖、コルチコトロピン放出因子、コルチコトロピン放出因子1型、コルチコトロピン放出因子2型、ウロコルチン1、ウロコルチン2、ウロコルチン3、CD47、抗インターフェロンγ自己抗体、抗インターロイキン6自己抗体、抗インターロイキン17自己抗体、抗グレリン自己抗体、wnt、インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ、C反応性タンパク質、又はHIV-1 gp120に特異的に結合する抗体、又はその抗原結合部分を含む、請求項1～123及び137のいずれか一項に記載の粒子。
  139. 薬剤が、TNFα、TNFβ、可溶性TNF受容体、可溶性TNFR-1、可溶性TNFR-2、vTNF、リンホトキシン、リンホトキシンアルファ、リンホトキシンベータ、4-1BBリガンド、CD30リガンド、EDA-A1、LIGHT、TL1A、TWEAK、TRAIL、可溶性TRAIL受容体、IL-1、可溶性IL-1受容体、IL-1A、可溶性IL-1A受容体、IL-1B、可用性IL-1B受容体、IL-2、可溶性IL-2受容体、IL-5、可溶性IL-5受容体、IL-6、可溶性IL-6受容体、IL-8、IL-10、可溶性IL-10受容体、CXCL1、CXCL8、CXCL9、CXCL10、CX3CL1、FASリガンド、可溶性死受容体-3、可溶性死受容体-4、可溶性死受容体-5、TNF関連アポトーシス弱誘導物質、MMP1、MMP2、MMP3、MMP9、MMP10、MMP12、CD28、B7ファミリーの可溶性メンバー、可溶性CD80/B7-1、可溶性CD86/B7-2、可用性CTLA4、可溶性PD-L1、可溶性PD-1、可溶性Tim3、Tim3L、ガレクチン3、ガレクチン9、可溶性CEACAM1、可溶性LAG3、TGF-β、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、sLR11、CCL2、CCL5、CCL11、CCL12、CCL19、アクチビン、アクチビンA、アクチビンB、可溶性NOTCH1、可溶性NOTCH2、可溶性NOTCH3、可溶性NOTCH4、可溶性Jagged1、可溶性Jagged2、可溶性DLL1、可溶性DLL3、可溶性DLL4、又はハプトグロビンを含む、請求項1～123及び137のいずれか一項に記載の粒子。
  140. 薬剤が、イピリムマブ(ipilimumab)、ペムブロリズマブ(pembrolizumab)、ニボルマブ(nivolumab)、インフリキシマブ(infliximab)、アダリムマブ(adalimumab)、セルトリズマブ(certolizumab)、ゴリムマブ(golimumab)、エタネルセプト(etanercept)、スタムルマブ(stamulumab)、フレゾリムマブ(fresolimumab)、メテリムマブ(metelimumab)、デムシズマブ(demcizumab)、タレキシツマブ(tarextumab)、ブロンチクツズマブ(brontictuzumab)、メポリズマブ(mepolizumab)、ウレルマブ(urelumab)、カナキヌマブ(canakinumab)、ダクリズマブ(daclizumab)、ベリムマブ(belimumab)、デノスマブ(denosumab)、エクリズマブ(eculizumab)、トシリズマブ(tocilizumab)、アトリズマブ(atlizumab)、ウステキヌマブ(ustekinumab)、パリビズマブ(palivizumab)、ベバシズマブ(bevacizumab)、ブロルシズマブ(brolucizumab)、ラニビズマブ(ranibizumab)、アフリベルセプト(aflibercept)、アクトクスマブ(actoxumab)、エルシリモマブ(elsilimomab)、シルツキシマブ(siltuximab)、アフェリモマブ(afelimomab)、ネレリモマブ(nerelimomab)、オゾラリズマブ(ozoralizumab)、パテクリズマブ(pateclizumab)、シルクマブ(sirukumab)、オマリズマブ(omalizumab)、アズカヌマブ(aducanumab)、バピネウズマブ(bapineuzumab)、クレネズマブ(crenezumab)、ガンテネルマブ(gantenerumab)、ポネズマブ(ponezumab)、ソラネズマブ(solanezumab)、ダピロリズマブ(dapirolizumab)、ルプリズマブ(ruplizumab)、トラリズマブ(toralizumab)、エノチクマブ(enoticumab)、アラシズマブ(alacizumab)、セツキシマブ(cetuximab)、フツキシマブ(futuximab)、イクルクマブ(icrucumab)、イムガツズマブ(imgatuzumab)、マツズマブ(matuzumab)、ネシツムマブ(necitumuma)、ニモツズマブ(nimotuzumab)、パニツムマブ(panitumumab)、ラムシルマブ(ramucirumab)、ザルツムマブ(zalutumumab)、デュリゴツマブ(duligotumab)、パトリツマブ(patritumab)、エルツマキソマブ(ertumaxomab)、ペルツズマブ(pertuzumab)、トラスツズマブ(trastuzumab)、アリロクマブ(alirocumab)、アンルキンズマブ(anrukinzumab)、ジリダブマブ(diridavumab)、ドロジツマブ(drozitumab)、デュピルマブ(dupilumab)、デュシギツマブ(dusigitumab)、エクリズマブ(eculizumab)、エドバコマブ(edobacomab)、エフングマブ(efungumab)、エルデルマブ(eldelumab)、エノブリツズマブ(enoblituzumab)、エノキズマブ(enokizumab)、エビナクマブ(evinacumab)、エボロクマブ(evolocumab)、エクスビビルマブ(exbivirumab)、エクスビビルマブ(exbivirumab)、ファシヌマブ(fasinumab)、フェルビズマブ(felvizumab)、フェザキヌマブ(fezakinumab)、フィクラツズマブ(ficlatuzumab)、フィリブマブ(firivumab)、フレチクマブ(fletikumab)、フォラルマブ(foralumab)、フォラビルマブ(foravirumab)、フルラヌマブ(fulranumab)、ファリキシマブ(faliximab)、ガニツマブ(ganitumab)、ゲボキズマブ(gevokizumab)、フセルクマブ(fuselkumab)、イダルシズマブ(idarucizumab)、イマルマブ(imalumab)、イノリモマブ(inolimomab)、イラツムマブ(iratumumab)、イクセキズマブ(ixekizumab)、ラムパリズマブ(lampalizumab)、レブリキズマブ(lebrikizumab)、レンジルマブ(lenzilumab)、レルデリムマブ(lerdelimumab)、レキサツムマブ(lexatumumab)、リビビルマブ(libivirumab)、リゲリズマブ(ligelizumab)、ロデルシズマブ(lodelcizumab)、ルリズマブ(lulizumab)、マパツムマブ(mapatumumab)、モタビズマブ(motavizumab)、ナミルマブ(namilumab)、ネバクマブ(nebacumab)、ネズバクマブ(nesvacumab)、オビルトキサキシマブ(obiltoxaximab)、オロキズマブ(olokizumab)、オルチクマブ(orticumab)、パギバキシマブ(pagibaximab)、パリビズマブ(pagibaximab)、パノバクマブ(panobacumab)、パスコリズマブ(pascolizumab)、ペラキズマブ(perakizumab)、ピジリズマブ(pidilizumab)、ペクセリズマブ(pexelizumab)、プリトキサキシマブ(pritoxaximab)、クイリズマブ(quilizumab)、ラドレツマブ(radretumab)、ラフィビルマブ(rafivirumab)、ラルパンシズマブ(ralpancizumab)、ラクシバクマブ(raxibacumab)、レガビルマブ(regavirumab)、レスリズマブ(reslizumab)、リトツムマブ(rilotumumab)、ロモソズマブ(romosozumab)、ロンタリズマブ(rontalizumab)、サリルマブ(sarilumab)、セクキヌマブ(secukinumab)、セトキサキシマブ(setoxaximab)、セビルマブ(sevirumab)、シファリムマブ(sifalimumab)、シルツキシマブ(siltuximab)、スビズマブ(suvizumab)、タバルマブ(tabalumab)、タカツズマブ(tacatuzumab)、タリズマブ(talizumab)、タネズマブ(tanezumab)、テフィバズマブ(tefibazumab)、TGN1412、チルドラキズマブ(tildrakizumab)、チガツズマブ(tigatuzumab)、TNX-650、トサトクスマブ(tosatoxumab)、トラロキヌマブ(tralokinumab)、トレメリムマブ(tremelimumab)、トレボグルマブ(trevogrumab)、ツビルマブ(tuvirumab)、ウルトキサズマブ(urtoxazumab)、バンチクツマブ(vantictumab)、バヌシズマブ(vanucizumab)、又は上記のいずれか1つの抗原結合部分を含む、請求項1～123、137及び138のいずれか一項に記載の粒子。
  141. 標的が可用性生体分子である、請求項1～140のいずれか一項に記載の粒子。
  142. 標的が、
    本明細書中に記載の標的;
    本明細書中に記載の生体分子;
    本明細書中に記載の可溶性生体分子;又は
    本明細書中に記載の抗体の抗原
    である、請求項1～141のいずれか一項に記載の粒子。
  143. 薬剤が、本明細書中に記載の薬剤であり;
    薬剤が、本明細書中に記載の抗体を含み;
    薬剤が、本明細書中に記載の抗体の抗原結合部分を含み;又は
    薬剤が、本明細書中に記載の標的、生体分子又は可溶性生体分子に特異的に結合する抗体又はその抗原結合部分を含む、請求項1～142のいずれか一項に記載の粒子。
  144. 標的が、可溶性生体分子であり;
    可溶性生体分子が、細胞表面受容体タンパク質の一形態であり;
    薬剤の細胞の表面上の細胞表面受容体タンパク質への結合又は活性化が立体的に阻害されるように、薬剤が粒子上に配置されている、請求項1～143のいずれか一項に記載の粒子。
  145. 前記粒子の最長寸法が1μmを超えない、請求項1～144のいずれか一項に記載の粒子。。
  146. 薬剤が細胞表面受容体タンパク質のリガンドである、請求項1～145のいずれか一項に記載の粒子。
  147. 薬剤が細胞表面受容体タンパク質の天然リガンドである、請求項146に記載の粒子。
  148. 細胞表面受容体タンパク質が癌細胞によって発現される、請求項144～147のいずれか一項に記載の粒子。
  149. 細胞表面受容体タンパク質が、細胞表面受容体タンパク質の可溶性形態として癌細胞により脱離されるタンパク質である、請求項144～148のいずれか一項に記載の粒子。
  150. 細胞表面受容体タンパク質が、細胞表面上で活性化されると、アポトーシスを誘導する、請求項144～149のいずれか一項に記載の粒子。
  151. 細胞表面受容体タンパク質が腫瘍壊死因子受容体(TNFR)タンパク質である、請求項144～150のいずれか一項に記載の粒子。
  152. 細胞表面受容体タンパク質がFas受容体タンパク質である、請求項144～151のいずれか一項に記載の粒子。
  153. 細胞表面受容体タンパク質が、TNF関連アポトーシス誘導リガンド受容体(TRAILR)タンパク質、4-1BB受容体タンパク質、CD30タンパク質、EDA受容体タンパク質、HVEMタンパク質、リンホトキシンベータ受容体タンパク質、DR3タンパク質、又はTWEAK受容体タンパク質である、請求項144～151のいずれか一項に記載の粒子。
  154. 薬剤が腫瘍壊死因子(TNF)ファミリーリガンド又はその変異体を含む、請求項144～153のいずれか一項に記載の粒子。
  155. TNFファミリーリガンドがTNFαである、請求項154に記載の粒子。
  156. TNFファミリーリガンドが、Fasリガンド、リンホトキシン、リンホトキシンアルファ、リンホトキシンベータ、4-1BBリガンド、CD30リガンド、EDA-A1、LIGHT、TL1A、TWEAK、TNFβ、及びTRAILから選択される、請求項154に記載の粒子。
  157. 細胞表面受容体タンパク質がインターロイキン受容体タンパク質である、請求項144～151のいずれか一項に記載の粒子。
  158. インターロイキン受容体タンパク質がIL-2受容体タンパク質である、請求項157に記載の粒子。
  159. 薬剤がインターロイキンタンパク質又はその変異体である、請求項157又は158に記載の粒子。
  160. インターロイキンタンパク質がIL-2タンパク質である、請求項159に記載の粒子。
  161. 請求項1～160のいずれか一項に記載の複数の粒子。
  162. 平均粒径が1μmより大きい、請求項161に記載の複数の粒子。
  163. 平均粒径が1μm～5μmである、請求項162に記載の複数の粒子。
  164. 請求項161～163のいずれか一項に記載の複数の粒子を対象に投与することを含む、癌に罹患している対象を治療する方法であって、
    癌は、少なくとも1つの細胞表面受容体タンパク質の可溶性形態を脱離させる細胞を含み;
    複数の粒子は、少なくとも1つの細胞表面受容体タンパク質の脱離可溶性形態の生物学的活性を阻害し、それによって癌を治療する、方法。
  165. 癌細胞が、TNF受容体の可溶性形態を脱離させる、請求項164に記載の方法。
  166. 複数の粒子のそれぞれの粒子が、TNFαポリペプチド又はその変異体を含む薬剤を含む、請求項164に記載の方法。
  167. 癌細胞がIL-2受容体の可溶性形態を脱離させる、請求項164に記載の方法。
  168. 複数の粒子のそれぞれの粒子が、IL-2ポリペプチド又はその変異体を含む薬剤を含む、請求項167に記載の方法。
  169. 対象が養子細胞移植療法(ACT)を受けている、請求項164～168のいずれか一項に記載の方法。
  170. 養子細胞移植治療を対象に投与することをさらに含む、請求項164～168のいずれか一項に記載の方法。
  171. 養子細胞移植治療が、リンパ球を含む組成物の対象への投与である、請求項169又は170に記載の方法。
  172. リンパ球が腫瘍浸潤性リンパ球(TIL)である、請求項171に記載の方法。
  173. リンパ球がキメラ抗原受容体(CAR)を含む、請求項171又は172に記載の方法。
  174. 請求項157～159のいずれか一項に記載の複数の粒子を対象に投与することを含む、自己免疫疾患に罹患している対象を治療する方法。
  175. 標的が、インターロイキン1A、インターロイキン1B、インターロイキン2、インターロイキン5、インターロイキン6、インターロイキン8、腫瘍壊死因子アルファ、fasリガンド、TNF関連アポトーシス誘導リガンド、CXCL8、CXCL1、CD80/B7-1、CD86/B7-2、又はPD-L1である、請求項174に記載の方法。
  176. 請求項157～159のいずれか一項に記載の複数の粒子を対象に投与することを含む、神経変性疾患に罹患している対象を治療する方法。
  177. 標的がアミロイドβである、請求項176に記載の方法。
  178. 請求項157～159のいずれか一項に記載の複数の粒子を対象に投与することを含む、対象における健康な老化を促進する方法。
  179. 前記標的が、TGF-β1、CCL11、MCP-1/CCL2、ベータ-2ミクログロブリン、GDF-8/ミオスタチン、又はハプトグロビンである、請求項178に記載の方法。
  180. 請求項161～163のいずれか一項に記載の複数の粒子を対象に投与することを含む、対象における代謝障害を治療する方法。
  181. 標的が、グレリン、抗グレリン自己抗体、又はコルチゾールである、請求項180に記載の方法。
  182. 請求項161～163のいずれか一項に記載の複数の粒子を対象に投与することを含む、対象における筋肉量を増加させる方法。
  183. 標的がミオスタチン又はTGF-β1である、請求項182に記載の方法。
  184. 対象が哺乳動物である、請求項164～183のいずれか一項に記載の方法。
  185. 対象がヒトである、請求項184に記載の方法。
  186. 請求項1～160のいずれか一項に記載の粒子をアセンブルする方法であって、
    表面を有するコアサブ粒子を準備するステップであって、複数の第1の反応基が前記表面にカップリングされる、ステップ、
    それぞれが表面を有する1つ以上の保護サブ粒子を準備するステップであって、1つ以上の第2の反応基が前記表面にカップリングされ、前記第2の反応基が前記第1の反応基と結合を形成することができる、ステップ、及び
    前記第1の反応基と前記第2の反応基との間に結合を形成する条件下で、前記コアサブ粒子を前記1つ以上の保護サブ粒子と組み合わせるステップ
    を含む、方法。
  187. 1つ以上の保護サブ粒子を準備するステップが、複数の保護サブ粒子を準備するステップを含み、前記方法が、前記第1の反応基と前記第2の反応基の間に結合を形成する条件下で、前記コアサブ粒子を前記複数の保護サブ粒子と組み合わせるステップを含む、請求項186に記載の方法。
  188. それぞれの第1の反応基は、第1のリンカーを介して前記コアサブ粒子の前記表面にカップリングされる、請求項186又は187に記載の方法。
  189. それぞれの第2の反応基は、第2のリンカーを介して前記保護サブ粒子の前記表面にカップリングされる、請求項186～188のいずれか一項に記載の方法。
  190. 前記第1の反応基及び前記第2の反応基は、アルデヒド、アルケン、ハロゲン化アルキル、アルキン、アミン、アルコキシアミン、アリールアジド、ハロゲン化アリール、ヒドラジド、アジド、カルボジイミド、カルボン酸又はその誘導体、ジエン、ジエノフィル、グリオキサール、ハロアシル、イミドエステル、イソシアニド、マレイミド、N-ヒドロキシルスクシンイミジルエステル、ホスフィン、テトラジン、チオール、核酸、ビオチン、ビオチン結合タンパク質、又は抗体-抗原ペアのメンバーから選択される、請求項186～189のいずれか一項に記載の方法。
  191. 前記第1の反応基はアミンであり、前記第2の反応基はカルボン酸又はその誘導体である、請求項186～190のいずれか一項に記載の方法。
  192. 前記第1の反応基はアミンであり、前記第2の反応基はアミンである、請求項186～190のいずれか一項に記載の方法。
  193. 前記第1の反応基はカルボン酸又はその誘導体であり、前記第2の反応基はアミンである、請求項186～190のいずれか一項に記載の方法。
  194. 前記第1の反応基は金表面であり、前記第2の反応基はチオールである、請求項186～190のいずれか一項に記載の方法。
  195. 前記第1の反応基はビオチン結合タンパク質であり、前記第2の反応基はビオチンである、請求項186～190のいずれか一項に記載の方法。
  196. 複数の第3の反応基が前記コアサブ粒子の前記表面にカップリングされる、請求項186～195のいずれか一項に記載の方法。
  197. 前記コアサブ粒子を前記1つ以上の保護サブ粒子と組み合わせた後、未反応の第1の反応基が残存する、請求項186～196のいずれか一項に記載の方法。
  198. 前記第1の反応基は第1のタイプの抗体であり、前記第2の反応基は第1のタイプの抗原であり、前記第1のタイプの抗原は前記第1のタイプの抗体に結合する、請求項186～197のいずれか一項に記載の方法。
  199. 前記第1のタイプの抗体も前記薬剤である、請求項198に記載の方法。
  200. 前記第1のタイプの抗体は前記薬剤ではない、請求項199に記載の方法。
  201. 前記薬剤を前記コアサブ粒子に結合するステップをさらに含む、請求項196～200のいずれか一項に記載の方法。
  202. 前記薬剤を前記コアサブ粒子に結合するステップは、
    前記薬剤を準備するステップであって、前記薬剤は第4の反応基とカップリングし、前記第4の反応基は前記第1の反応基と結合を形成することができる、ステップ、及び
    前記第1の反応基と前記第4の反応基との間に結合を形成する条件下で、前記コアサブ粒子を前記薬剤と組み合わせるステップ
    を含む、請求項201に記載の方法。
  203. 前記薬剤を前記コアサブ粒子に結合するステップは、
    前記薬剤を準備するステップであって、前記薬剤は第4の反応基とカップリングし、前記第4の反応基は前記第3の反応基と結合を形成することができる、ステップ、及び
    前記第3の反応基と前記第4の反応基との間に結合を形成する条件下で、前記コアサブ粒子を前記薬剤と組み合わせるステップ
    を含む、請求項201に記載の方法。
  204. 前記薬剤を前記コアサブ粒子に結合するステップは、前記コアサブ粒子を前記保護サブ粒子に結合する前に行う、請求項201～203のいずれか一項に記載の方法。
  205. 前記コアサブ粒子を前記保護サブ粒子に結合するステップは、前記薬剤を前記コアサブ粒子に結合する前に行う、請求項201～203のいずれか一項に記載の方法。
  206. 第2の薬剤を前記コアサブ粒子に結合するステップをさらに含む、請求項201～203のいずれか一項に記載の方法。
  207. 前記コアサブ粒子を前記1つ以上の保護サブ粒子と組み合わせた後、未反応の第2の反応基が残存する、請求項186～206のいずれか一項に記載の方法。
  208. コーティング分子を前記複数の第2の反応基の1つに結合するステップをさらに含む、請求項186～207のいずれか1項に記載の方法。
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