JP2024066547A - 癌及び／又は癌転移を治療する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】癌及び／又は癌転移を治療する方法を提供する。【解決手段】本開示は、メソポーラスシリカナノ粒子に充填されたイリノテカンを対象に投与することを含む、対象の癌及び／又は癌転移を治療する方法に関する。本開示はまた、少なくとも１つの細孔を画定し、その少なくとも１つの細孔の側壁上に少なくとも１つの官能基を有するメソポーラスシリカナノ粒子（ＭＳＮ）に充填された薬剤を含むコンジュゲートも提供する。【選択図】なし

Description

本開示は、癌治療に関する。特に、本開示は、メソポーラスシリカナノ粒子（ＭＳＮ）を用いた癌治療を提供する。

癌は、組織における必要な条件を無視して無限に増殖する未分化細胞からなる細胞塊として知られており、腫瘍とも呼ばれる。この無限の増殖能を有する癌細胞は、周囲組織に浸潤し、より重度の場合、体の他の臓器に転移し、激しい痛みを引き起こし、最終的に死に至らしめる。

最近、いくつかの標的治療薬が特定の癌の治療に使用されているが、これまでは外科手術、放射線療法、及び細胞増殖を阻害する化学療法剤を用いた化学療法が主な方法である。しかしながら、化学療法剤は標的治療薬ではないため、既存の化学療法剤の最大の問題点は、抗癌剤による初期奏効にもかかわらず治療が最終的に失敗する主な要因である、細胞毒性及び薬剤耐性による副作用である。したがって、このような化学療法剤の限界を克服するためには、明確な抗癌作用メカニズムを有する標的治療薬を継続的に開発する必要がある。

したがって、本開示は、対象の癌及び／又は癌転移を治療する方法に関する。

したがって、本開示は、対象の癌、及び／又は癌の転移を有するか若しくはそのリスクがある対象を治療する方法を提供し、この方法は、コンジュゲートとしてのメソポーラスシリカナノ粒子（ＭＳＮ）中に充填されたイリノテカン（ＩＲＩ）及び任意選択による薬学的に許容される担体を対象に投与することを含む。

本開示のいくつかの実施形態では、癌は、転移性癌である。いくつかの実施形態では、癌は、固形癌である。癌の例としては、限定されるものではないが、扁平上皮癌、肺癌、腹膜癌、肝細胞癌、消化管癌を含む胃癌、膵臓癌、膠芽腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝臓癌、膀胱癌、尿路癌、肝癌、乳癌、結腸癌、直腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜癌又は子宮癌、唾液腺癌、腎臓癌、前立腺癌、外陰癌、甲状腺癌、肝癌、肛門癌、陰茎癌、黒色腫、多発性骨髄腫、Ｂ細胞リンパ腫、脳腫瘍、頭頸部癌、又はこれらに関連する転移癌が挙げられる。

いくつかの実施形態では、この方法は、血管新生を阻害するための方法である。

いくつかの実施形態では、この方法は、管形成を阻害するための方法である。

本開示はまた、それを必要とする対象の細胞の接着斑ターンオーバー及び／又は細胞遊走を阻害する方法も提供し、この方法は、ＭＳＮ又はコンジュゲート及び任意選択による薬学的に許容される担体を対象に投与することを含む。

いくつかの実施形態では、細胞は、癌細胞である。癌細胞の例としては、限定されるものではないが、扁平上皮癌、肺癌、腹膜癌、肝細胞癌、消化管癌を含む胃癌、膵臓癌、膠芽腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝臓癌、膀胱癌、尿路癌、肝癌、乳癌、結腸癌、直腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜癌又は子宮癌、唾液腺癌、腎臓癌、前立腺癌、外陰癌、甲状腺癌、肝癌、肛門癌、陰茎癌、黒色腫、多発性骨髄腫、Ｂ細胞リンパ腫、脳腫瘍、頭頸部癌、又はこれらに関連する転移癌の細胞が挙げられる。

いくつかの実施形態では、ＭＳＮは、少なくとも１つの細孔を画定し、この少なくとも１つの側壁上に少なくとも１つの官能基を有し、この少なくとも１つの官能基のｐＫ_ａ値は４．５以下である。

一実施形態では、少なくとも１つの細孔の側壁上の少なくとも１つの官能基は酸性基である。別の実施形態では、少なくとも１つの官能基は、スルホン酸基、硫酸エステル基、カルボン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、リン酸エステル基、又は亜リン酸エステル基を含む。さらなる実施形態では、少なくとも１つの官能基は、アルキルスルホン酸基である。

一実施形態では、シランの量と官能基を有するシランの量とのモル比は、６０：１～５：１、５０：１～５：１、４０：１～５：１、３０：１～５：１、２０：１～５：１、１０：１～５：１、９：１～７：１、５０：１～１０：１、４０：１～２０：１、３５：１～２５：１、又は３０：１～２７：１の範囲である。

一実施形態では、ＭＳＮは、有機分子、オリゴマー、若しくはポリマー、及び／又は正に荷電した分子、オリゴマー、若しくはポリマーによる外面修飾をさらに有する。

有機分子、オリゴマー、又はポリマーの例としては、限定されるものではないが、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、ポリ（プロピレングリコール）（ＰＰＧ）、又はＰＥＧ－ＰＰＧコポリマー、又はこれらの組み合わせが挙げられる。

正に荷電した分子、オリゴマー、又はポリマーの例としては、限定されるものではないが、（Ｎ－［３－（トリメトキシシリル）プロピル］－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルアンモニウムクロリド）、Ｎ－［３－（トリメトキシシリル）プロピル］エチレンジアミン、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）；アルコキシルシラン末端（ポリ）アルキレン（ポリ）アミン、若しくはアミノ基を有するオルガノアルコキシシラン、又はこれらの組み合わせが挙げられる。

いくつかの実施形態では、ＭＳＮの平均粒径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による測定で１００ｎｍ未満であり、別の態様では、ＭＳＮの平均流体力学的直径は、動的光散乱（ＤＬＳ）によるＰＢＳ媒体中での測定で１００ｎｍ未満である。

いくつかの実施形態では、ＭＳＮのゼータ電位は、－３０ｍＶ～＋３０ｍＶの範囲である。

本開示はまた、少なくとも１つの細孔を画定し、この少なくとも１つの細孔の側壁上に少なくとも１つの官能基を有するメソポーラスシリカナノ粒子に充填された薬剤を含むコンジュゲートを提供し、この少なくとも１つの官能基のｐＫ_ａ値は４．５以下である。

本開示のいくつかの実施形態では、薬剤は、少なくとも１つの細孔に充填される。

本開示のいくつかの実施形態では、薬剤のｐＫ_ａ値は、ＭＳＮの官能基のいずれか１つのｐＫ_ａ値と同等以上であり、及び／又は薬剤は、ＭＳＮのいずれか１つの官能基のｐＫ_ａ値と同等以上のｐＨ値で特性の変化（例えば、活性型／不活性型変換、荷電状態など）を示す。

本開示のいくつかの実施形態では、薬剤は、正に荷電し、及び／又は、ＭＳＮの少なくとも１つの細孔の側壁上のいずれか１つの官能基のｐＫ_ａ値と同等以上のｐＨ値で活性型を示す。薬剤の例としては、限定されるものではないが、イリノテカン（ＩＲＩ）、アマンタジン、アテノロール、アミオダロン、アキシチニブ、バルビタール、クリンダマイシン、クロザピン、クロラムブシル、カンプトテシン、クロロキン、クロルプロマジン、クロミフェン、セチリジン、ドキソルビシン、ダウノルビシン、ジフェノキシレート、エピルビシン、エフェドリン、エピネフリン、エチオナミド、エトポシド、５－フルオロウラシル、イダルビシン、リドカイン、ミトキサントロン、メクロレタミン、パパベリン、プロプラノロール、プロメタジン、キナクリン、ラニチジン、セルトラリン、スニチニブ、トポテカン、トリミプラミン、トレミフェン、テルコナゾール、トリパラノール、ビンクリスチン、ビンブラスチン、又はベンラファキシンが挙げられる。

本開示はまた、本明細書に開示されるＭＳＮを調製する方法に関し、この方法は：
（ａ）ミセルを形成するのに十分な濃度の界面活性剤を含むアルカリ溶液を提供する工程；
（ｂ）シラン源及び細孔側壁として機能するシラン源をアルカリ溶液に導入する工程であって；細孔側壁として機能するシラン源が、官能基又は前記官能基の前駆体基を含み、前記官能基のｐＫ_ａ値が４．５以下である、工程；並びに
（ｃ）工程（ｂ）のアルカリ溶液で水熱処理を行ってＭＳＮを得る工程を含む。

いくつかの実施形態では、工程（ｂ）のシラン源及び細孔側壁として機能するシラン源は、順次又は同時に導入される。

いくつかの実施形態では、この方法は、工程（ｂ）のアルカリ溶液に第２のシラン源を導入することをさらに含む。

いくつかの実施形態では、この方法は、ＭＳＮの外面の表面修飾を行うことをさらに含む。本開示のいくつかの実施形態では、表面修飾は、工程（ｂ）の後、又は工程（ｂ）のアルカリ溶液に第２のシラン源を導入する工程の後に行われる。

いくつかの実施形態では、この方法は、工程（ｃ）のアルカリ溶液から界面活性剤を除去することをさらに含む。

いくつかの実施形態では、この方法は、ＭＳＮを精製又は洗浄することをさらに含む。

一実施形態では、官能基は、アルキルスルホン酸基である。

一実施形態では、前記官能基の前駆体基は、アルキルチオール基である。

一実施形態では、工程（ｂ）のシラン源の使用量と細孔側壁として機能するシラン源の使用量とのモル比は、６０：１～５：１、５０：１～５：１、４０：１～５：１、３０：１～５：１、２０：１～５：１、１０：１～５：１、９：１～７：１、５０：１～１０：１、４０：１～２０：１、３５：１～２５：１、又は３０：１～２７：１の範囲である。

本開示は、それを必要とする対象の疾患を治療する、及び／又は生存期間を延長する方法を提供し、この方法は、コンジュゲート及び任意選択による薬学的に許容される担体を対象に投与することを含む。

本開示はまた、それを必要とする対象の血管新生を阻害する方法を提供し、この方法は、コンジュゲート及び任意選択による薬学的に許容される担体を対象に投与することを含む。

図１は、３０ｎｍの（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮ（ＮＴＴ２＿１８６ｋ）のＴＥＭ画像を示す。

図２は、イリノテカン、ｉｒｉｎｏｔｅｃａｎ＠（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮ（ＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８５）、及びイリノテカンとゲムシタビンの併用治療による抗膵臓癌効果及び毒性を示す。

図３は、イリノテカン及びｉｒｉｎｏｔｅｃａｎ＠（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮ（ＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８６ｋ）の抗結腸直腸癌効果を示す。

図４Ａ及び図４Ｂは、転移性結腸直腸癌マウスモデルにおけるＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８６ｋの腫瘍増殖及び転移を阻害する効果を評価するための生物発光画像の結果（図４Ａ）、並びに腫瘍における定量的生物発光強度及び全生存期間の結果（図４Ｂ）を示す。

図５は、ＭＳＮが管形成を阻害する効果を評価するための管形成アッセイの結果を示す。

図６は、血管新生に対するＭＳＮの効果を評価するための漿尿膜（ＣＡＭ）分析の結果を示す。

図７は、ＭＳＮの抗転移及び全生存期間の向上（ＭＳＮと抗腫瘍薬の併用治療）を示す。

図８Ａ及び図８Ｂは、ＭＳＮの転移阻害に関連するタンパク質発現（図８Ａ）及びタンパク質マーカー（図８Ｂ）を示す。

本明細書の開示の理解を容易にするために、本明細書で使用される用語をここで定義する。

「任意選択の」又は「任意選択により若しくは任意選択による」とは、その後に説明する事象又は状況が発生してもしなくてもよく、説明には、前記事象又は状況が発生する場合と発生しない場合が含まれることを意味する。例えば、「任意選択により薬剤を含む」という句は、薬剤が存在しても存在しなくてもよいことを意味する。

本明細書及び特許請求の範囲に関連して、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」は、特に別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。特に明記しない限り、本明細書で提供されるありとあらゆる例又は例示的な語（例えば、「など」）は、本発明の範囲を限定するのではなく、単に本発明のより良い説明のために使用される。

本明細書に列挙される任意の数値範囲は、そこに含まれるすべての部分範囲を含むことが意図されていることを理解されたい。例えば、「５０～７０℃」の範囲には、記載の最小値５０℃と記載の最大値７０℃との間のすべての部分範囲及び特定の値（例えば、５８℃～６７℃、及び５３℃～６２℃、６０℃、又は６８℃を含む）が含まれる。開示される数値範囲は連続しているため、開示される数値範囲には、最小値と最大値との間の各数値が含まれる。特に明記しない限り、本明細書に示す様々な数値範囲は概算である。

「治療」、「治療すること」、及び「治療する」という用語は、一般に、所望の薬理学的及び／又は生理学的効果を得ることを指す。その効果は、疾患、障害、又はこれらの症状を完全に又は部分的に予防するという点で予防的であり得、疾患、障害、及び／又はこれらに起因する症状の部分的又は完全な治癒の点で治療的であり得る。本明細書で使用される「治療」は、哺乳動物、好ましくはヒトの疾患のあらゆる治療を包含し、（１）対象の疾患、障害、若しくはこれらの症状の発症を抑制すること、又は（２）対象の疾患、障害、若しくはこれらの症状を緩和若しくは改善することを含む。

本開示では、本明細書で使用される「治療薬」又は「薬剤」という用語は、生物において治療効果を有する物質を指す。治療成分の例としては、限定されるものではないが、小分子薬物、ペプチド、酵素、タンパク質薬物、抗体、ワクチン、抗生物質、又はヌクレオチド薬物が挙げられる。

本明細書で使用される「対象」という用語は、本明細書に開示される化合物又は組成物の投与から利益を得ることができるあらゆる動物である。いくつかの実施形態では、対象は、哺乳動物、例えば、ヒト、霊長類、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ブタ、例えばラット又はマウスなどのげっ歯類である。典型的には、哺乳動物はヒトである。

本明細書に記載される「有効量」という用語は、所望の機能の所望の調節を提供するのに十分な量の成分を意味する。以下に指摘するように、必要とされる正確な量は、対象の疾患状態、身体的状態、年齢、性別、種、及び体重、組成物の具体的な同一性及び製剤化などによって対象ごとに異なるであろう。投与計画は、最適な治療効果を誘導するように調整することができる。例えば、いくつかの分割用量を毎日投与してもよいし、又は治療状況の緊急性によって示されるように用量を相対的に減少させてもよい。したがって、正確な「有効量」を明記することはできない。しかしながら、適切な有効量は、日常的な実験のみを用いて当業者が決定することができる。

本明細書で使用される「薬学的に許容される」という用語は、健全な医学的判断の範囲内である、合理的な利益／リスク比に見合った、過度の毒性、刺激、アレルギー反応、又は他の問題又は合併症なしで、対象（ヒト又は非ヒト動物のいずれか）の組織と接触して使用するのに適した化合物、材料、組成物、及び／又は剤形を指す。それぞれの担体、賦形剤などはまた、製剤の他の成分と適合性があるという意味で「許容可能」でなければならない。適切な担体、賦形剤などは、標準的な薬学のテキストで確認することができる。

本開示では、特に指定しない限り、本明細書で使用される「ナノ－」という接頭辞は、約３００ｎｍ以下のサイズを意味する。特に指定しない限り、本明細書で使用される「メソ－」という接頭辞は、約５０ｎｍ以下のサイズを意味する。

本開示では、本明細書で使用される「シラン」という用語はＳｉＨ_４の誘導体を指す。通常、４つの水素のうち少なくとも１つは、以下に説明するように、アルキル、アルコキシル、アミノなどの置換基で置換される。本明細書で使用される「アルコキシシラン」という用語は、ケイ素原子に直接結合した少なくとも１つのアルコキシル置換基を有するシランを指す。本明細書で使用される「オルガノアルコキシシラン」という用語は、ケイ素原子に直接結合した少なくとも１つのアルコキシル置換基及び少なくとも１つのヒドロカルビル置換基を有するシランを指す。本明細書で使用される「ケイ酸源」という用語は、オルトケイ酸の塩形態又はエステル形態、例えば、オルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸テトラエチル（テトラエトキシシラン、ＴＥＯＳ）、テトラメチルオルトケイ酸塩、テトラプロピルオルトケイ酸塩とみなすことができる物質を指す。任意選択により、ヒドロカルビル置換基は、ヘテロ原子でさらに置換又は中断され得る。

本開示では、「アルキル」という用語は、飽和、直鎖、又は分枝鎖アルキルを指し、好ましくは１～３０個の炭素原子、より好ましくは１～２０個の炭素原子を含む。アルキルの例としては、限定されるものではないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、２－エチルブチル、ｎ－ペンチル、イソペンチル、１－メチルペンチル、１，３－ジメチルブチル、ｎ－ヘキシル、１－メチルヘキシル、ｎ－ヘプチル、イソヘプチル、１，１，３，３－テトラメチルブチル、１－メチルヘプチル、３－メチルヘプチル、ｎ－オクチル、２－エチルヘキシル、１，１，３－トリメチルヘキシル、１，１，３，３－テトラメチルペンチル、ノニル、デシル、ウンデシル、１－メチルウンデシル、ドデシル、１，１，３，３，５，５－ヘキサメチルヘキシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、又はオクタデシルなどが挙げられる。

本開示では、本明細書で使用される「アルコキシル」又は「アルコキシ」という用語は、式「－Ｏ－アルキル」を有する基を意味し、前記式中の「アルキル」の定義は、上述した「アルキル」の意味を有する。

本明細書で使用される「担体」又は「賦形剤」という用語は、それ自体が治療薬ではなく、担体及び／若しくは希釈剤及び／若しくはアジュバント、若しくは対象への治療薬の送達用のビヒクルとして使用されるか、或いはその取り扱い若しくは保存特性を改善するため、又は液体溶液、懸濁液、エマルジョン、顆粒、アンプル、注射液、インプラント、挿入物、注入剤、キット、軟膏、ローション、塗布薬、クリーム、ゲル、スプレー、ドロップ、エロゾール、若しくは局所投与用のこれらの組み合わせなどの個別の物品に用量単位の組成物を形成することを可能にする若しくは容易にするために製剤に添加されるあらゆる物質を指す。適切な担体又は賦形剤は、医薬製剤又は食品を製造する当業者には周知である。担体又は賦形剤には、限定ではなく例示として、緩衝剤、希釈剤、崩壊剤、結合剤、接着剤、湿潤剤、ポリマー、滑沢剤、流動促進剤、不快な味又は臭いを隠す又は中和するために添加される物質、香味料、染料、芳香剤、及び組成物の外観を改善するために添加される物質が含まれ得る。許容される担体又は賦形剤には、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液、酢酸緩衝液、重炭酸緩衝液、ステアリン酸、ステアリン酸マグネシウム、酸化マグネシウム、リン酸及び硫酸のナトリウム塩及びカルシウム塩、炭酸マグネシウム、タルク、ゼラチン、アカシアガム、アルギン酸ナトリウム、ペクチン、デキストリン、マンニトール、ソルビトール、ラクトース、スクロース、デンプン、ゼラチン、セルロース系材料（アルカン酸のセルロースエステル及びセルロースアルキルエステルなど）、低融点ワックスココアバター、アミノ酸、尿素、アルコール、アスコルビン酸、リン脂質、タンパク質（例えば、血清アルブミン）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、塩化ナトリウム又は他の塩、リポソーム、マンニトール、ソルビトール、グリセロール又は粉末、ポリマー（ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、及びポリエチレングリコールなど）、及び他の薬学的に許容される材料が含まれる。担体は、治療薬の薬理学的活性を破壊してはならず、治療量の薬剤を送達するのに十分な用量で投与された場合、無毒であるべきである。

例えば、ＭＳＮ及び充填剤は、以下に適合したものを含む、固体又は液体形態での投与のために特別に製剤化することができる：（１）経口投与、例えば、飲薬（水性又は非水性溶液又は懸濁液）、トローチ、糖衣錠、カプセル、丸薬、錠剤（例えば、口腔吸収、舌下吸収、及び全身吸収を目的とするもの）、ボーラス薬、粉末、顆粒、舌に適用するためのペースト；（２）非経口投与、例えば、皮下注射、筋肉内注射、静脈内注射、若しくは硬膜外注射による、例えば、滅菌溶液若しくは懸濁液、又は徐放性製として；（３）局所適用、例えば、クリーム、ローション、ゲル、軟膏、又は皮膚に適用される放出制御パッチ又はスプレーとして；（４）膣内又は直腸内投与、例えば、ペッサリー、クリーム、坐剤、又はフォームとして；（５）舌下投与；（６）眼内投与；（７）経皮投与；（８）経粘膜投与；又は（９）経鼻投与。

癌及び／又は癌転移を治療する方法

本開示は、対象の癌、及び／又は癌の転移を有するか若しくはそのリスクがある対象を治療する方法を提供し、この方法は、コンジュゲートとしてのメソポーラスシリカナノ粒子（ＭＳＮ）中に充填されたイリノテカン（ＩＲＩ）及び任意選択による薬学的に許容される担体を対象に投与することを含む。

本開示は、それを必要とする対象の疾患を治療する、及び／又は生存期間を延長する方法を提供し、この方法は、コンジュゲート及び任意選択による薬学的に許容される担体を対象に投与することを含む。

本開示はまた、それを必要とする対象の血管新生を阻害する方法を提供し、この方法は、コンジュゲート及び任意選択による薬学的に許容される担体を対象に投与することを含む。

本開示のいくつかの実施形態では、疾患は癌であり；特に、疾患は転移性癌である。いくつかの実施態様では、疾患は固形癌である。疾患の例としては、限定されるものではないが、扁平上皮癌、肺癌、腹膜癌、肝細胞癌、消化管癌を含む胃癌、膵臓癌、膠芽腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝臓癌、膀胱癌、尿路癌、肝癌、乳癌、結腸癌、直腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜癌又は子宮癌、唾液腺癌、腎臓癌、前立腺癌、外陰癌、甲状腺癌、肝癌、肛門癌、陰茎癌、黒色腫、多発性骨髄腫、Ｂ細胞リンパ腫、脳腫瘍、頭頸部癌、又はこれらに関連する転移癌が挙げられる。

本開示の一実施形態では、ＭＳＮ及びコンジュゲートは、結腸直腸癌、特に転移性結腸直腸癌の治療に有効である。結腸直腸癌（ＣＲＣ）は、男性で３番目に多く診断される癌であり、女性で２番目に多い癌であり、また、世界中で癌による死亡の２番目に多い原因である。５年生存期間は、ＣＲＣの限局性ステージ（ステージＩ～ＩＩＩ）の９０％から遠隔転移患者（ステージＩＶ）の１０％の範囲である。転移は、ＣＲＣ関連死の主な原因である。ＣＲＣの２２％は、初期診断時に転移性であり、患者の約７０％が最終的に転移性再発を発症する。結腸直腸癌は、転移する傾向があり、隣接するリンパ節、肝臓、肺、骨、脳、又は脊髄に拡散する。原発性結腸直腸腫瘍の増殖及び転移も抑制できる有効な治療法が切実に必要とされている。

癌細胞の脳への転移も問題であり、死亡率が高くなる可能性がある。腫瘍が脳に転移すると、外科手術及び放射線療法のいずれもあまり効果的ではなく、全身化学療法は、ＢＢＢのために有効性が制限される。ＢＢＢは、中枢神経系の重要な生理学的障壁であり、循環血液から脳へのイオン及び分子の移動を制御し、侵入する病原体及び毒物から脳を保護する。しかしながら、ＢＢＢは、脳疾患を治療するためのほとんどの薬物の脳への移動もブロックする。発明者らは、細孔の特定の内面が修飾され、粒子の表面が修飾されたＭＳＮは、腫瘍の標的化、血液脳腫瘍関門（ＢＢＴＢ）通過、ＢＢＢ通過、脳腫瘍、及び脳転移の治療に使用できる、治療薬、特にイリノテカンの優れた充填能力、緩衝液又は生理学的条件での良好な分散性、及び貯蔵又は生理学的条件での良好な安定性を示すことを見出した。さらに、ＭＳＮは、ｉｎ ｖｉｔｒｏモデル及びｉｎ ｖｉｖｏモデルに基づいて、癌転移を予防、阻害、又は抑制するための抗細胞遊走活性を示し、癌転移の発生率を低下させる可能性がある。治療薬が充填されたＭＳＮは、転移する傾向が強い癌の治療のための新しいアプローチを提供する。

メソポーラスシリカナノ粒子は、大きい細孔容積、化学的／熱的安定性、高い充填容量、調整可能な表面特性、及び優れた生体適合性などの固有の物理的／化学的特性により、薬物送達システムとして大きな可能性があると考えられる。ＭＳＮは、シリカ及びメソポーラス材料の両方の複合的な利点を提供する。シリカ化学の多様性が、金属ナノ粒子、蛍光分子、希土類元素を含む他の材料との容易な一体化を可能にする。メソポーラス材料は、大きな表面積、高い細孔容積、及び均一な細孔径分布を提供する。バルク材料及びナノサイズ材料の両方における前述の利点を組み合わせることで、様々な用途で使用できる特性を提供する。

イリノテカンは、結腸直腸癌用及び膵臓癌用に認可されている（異なる薬剤と組み合わせた一次治療）。イリノテカンは、このような癌の重要な化学療法剤であるが、骨髄及び胃腸（ＧＩ）毒性の発生率が高い。さらに、リポソームイリノテカン（Ｏｎｉｖｙｄｅ）は、膵臓癌用に認可されているが（異なる薬剤と組み合わせた二次治療）、リポソームは、抗転移効果を一切有していない。より長い循環期間（数日）は、Ｏｎｉｖｙｄｅが腫瘍領域に蓄積するのを助けるが、同様に体内に残存する可能性があり、望ましくない副作用をもたらし得る。ＯｎｉｖｙｄｅのＧＩ毒性は、結腸直腸癌での使用に懸念が残る。

本開示の一実施形態では、ＭＳＮ中にイリノテカンを含むコンジュゲートは、結腸直腸癌に対する抗癌効果を有意に改善する。さらに、ＭＳＮは、ｉｎ ｖｉｔｒｏモデル及びｉｎ ｖｉｖｏモデルに基づいて癌転移を阻止することが示されており、極めて般的である結腸直腸癌の転移の発生率を低下させ得る。Ｉｒｉｎｏｔｅｃａｎ＠ＭＳＮを含むコンジュゲートは、特に転移する傾向が強い癌では、イリノテカン及びリポソームイリノテカンと比べてさらなる臨床的利益を提供する。

本開示の一実施形態では、ＭＳＮ中にイリノテカンを含むコンジュゲートは、膵臓癌に対する抗癌効果を有意に改善する。Ｉｒｉｎｏｔｅｃａｎ＠ＮＴＴ＿ＭＳＮの抗癌効果は、イリノテカン単独よりも優れており、従来のイリノテカン＋ゲムシタビン併用療法と比較して体重減少が少ない。

本開示の一実施形態では、ＭＳＮ中にイリノテカンを含むコンジュゲートは、原発腫瘍の増殖及び転移を阻害し、生存期間を延長することができるが、イリノテカン単独では、原発腫瘍の増殖及び転移に対して非効率的な腫瘍抑制しか示さない。

本開示のいくつかの実施形態では、ＭＳＮ単独でも、血管の上皮細胞の管形成を阻害し、腫瘍周囲の血管新生を阻害する。

本開示はまた、それを必要とする対象の細胞の接着斑ターンオーバー及び／又は細胞遊走を阻害する方法を提供し、この方法は、ＭＳＮ又はコンジュゲート及び任意選択による薬学的に許容される担体を対象に投与することを含む。本開示のいくつかの実施形態では、ＭＳＮは、内皮細胞の遊走能を阻害し、血管の不規則な成長をもたらす。いくつかの実施形態では、ＭＳＮは、ＥＲＫ、パキシリン（ＰＸＮ）、及びＦＡＫタンパク質のリン酸化を阻害し、これらのタンパク質のリン酸化が、接着斑ターンオーバーと関連していることが示されている。いくつかの実施形態では、ＭＳＮは、アクチン及び微小管細胞骨格に影響を及ぼさない。

いくつかの実施形態では、細胞は、癌細胞である。癌細胞の例としては、限定されるものではないが、扁平上皮癌、肺癌、腹膜癌、肝細胞癌、消化管癌を含む胃癌、膵臓癌、膠芽腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝臓癌、膀胱癌、尿路癌、肝癌、乳癌、結腸癌、直腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜癌又は子宮癌、唾液腺癌、腎臓癌、前立腺癌、外陰癌、甲状腺癌、肝癌、肛門癌、陰茎癌、黒色腫、多発性骨髄腫、Ｂ細胞リンパ腫、脳腫瘍、頭頸部癌、又はこれらに関連する転移癌の細胞が挙げられる。

細孔表面上に官能基を有するメソポーラスシリカナノ粒子

ＭＳＮは、薬剤を送達するための担体として使用することができる。通常、シリカナノ粒子の表面は、－ＳｉＯＨ基からの水素の解離により、負電荷を有し得る。したがって、当業者は、静電相互作用によって利用可能な、正電荷を有する薬剤のＭＳＮへの充填を検討するであろう。しかしながら、ＭＳＮの表面電荷は、ほとんどの状況でわずかに負に荷電していると考えられる。理論に拘束されることなく、シリカナノ粒子上のシラノール基は、約４．５～５．５又は８．５～９．９のｐＫ_ａ値を有し得ると考えられ、これは、中性又は弱酸性環境に存在するＭＳＮが、その表面に負電荷をわずかにしか有していないことを意味する。即ち、ＭＳＮに充填された薬剤が、例えば、ＭＳＮ上のシラノール基と同等以下のｐＫ_ａ値を示す場合、又は特性の変化（例えば、活性型／不活性型変換、荷電状態など）を示す場合、低い静電相互作用又は反発静電相互作用により前記薬剤を効率的に充填することは困難であり得る。したがって、表面特性を変更又は最適化することが、ＭＳＮに必要であろう。加えて、粒子の「外」面ではなく細孔内に薬剤を充填することが好ましいであろう。なぜなら、こうすることにより、粒子からの容易な薬物漏れ、粒子の凝集、又はｉｎ ｖｉｖｏでのＭＳＮの挙動の影響などの潜在的な問題を回避することができるからである。

これらの目標を達成するために、ＭＳＮの表面、特に細孔の側壁に官能基が導入され、この官能基が４．５以下のｐＫ_ａ値を有するため、ＭＳＮの（細孔）表面は、より低いｐＨ値、例えば７、６、又は５．５よりも低い十分な負電荷を有し得る。ここで、本開示は、少なくとも１つの細孔を画定し、この少なくとも１つの細孔の側壁上に少なくとも１つの官能基を有するメソポーラスシリカナノ粒子を提供し、この少なくとも１つの官能基のｐＫ_ａ値は４．５以下である。

一実施形態では、官能基は、スルホン酸基、硫酸エステル基、カルボン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、リン酸エステル基、又は亜リン酸エステル基などの酸性基であり得る。一実施形態では、前駆体基は、官能基に変換することができ、チオール、スルトン、塩化アシル、ニトリル、無水物、アミド及びカルボン酸エステル、オキシ塩化リン、三塩化リンであり得る。

一実施形態では、シランの量と官能基を有するシランの量とのモル比は、６０：１～５：１、５０：１～５：１、４０：１～５：１、３０：１～５：１、２０：１～５：１、１０：１～５：１、９：１～７：１、５０：１～１０：１、４０：１～２０：１、３５：１～２５：１、又は３０：１～２７：１の範囲である。

一実施形態では、ＭＳＮは、有機分子、オリゴマー、又はポリマー、及び／又は正に荷電した分子、オリゴマー、若しくはポリマーによる外面修飾をさらに有する。

有機分子、オリゴマー、若しくはポリマーの例としては、限定されるものではないが、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、ポリ（プロピレングリコール）（ＰＰＧ）、若しくはＰＥＧ－ＰＰＧコポリマー、又はこれらの組み合わせが挙げられる。

正に電荷した分子、オリゴマー、又はポリマーの例としては、限定されるものではないが、（Ｎ－［３－（トリメトキシシリル）プロピル］－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルアンモニウムクロリド）、Ｎ－［３－（トリメトキシシリル）プロピル］エチレンジアミン、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）；アルコキシルシラン末端（ポリ）アルキレン（ポリ）アミン、又はアミノ基を有するオルガノアルコキシシラン、又はこれらの組み合わせが挙げられる。

ＭＳＮの特徴

本開示では、ＭＳＮは、好ましくは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による測定で１００ｎｍ未満の平均直径（粒径）有する。一実施形態では、本開示のメソポーラスシリカナノ粒子は、ＴＥＭによる測定で１００ｎｍ以下、８０ｎｍ以下、６５ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、４０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下の平均粒径を有する。一実施形態では、本開示のメソポーラスシリカナノ粒子は、２０ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下、３ｎｍ以下、又は２ｎｍ以下の細孔径を有する。一実施形態では、本開示のメソポーラスシリカナノ粒子は、動的光散乱によるリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）中での測定で１００ｎｍ以下、８０ｎｍ以下、６０ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、４０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下の平均流体力学的直径を有する。

特定の実施形態では、ＭＳＮのゼータ電位（ｐＨ７．４の条件下）は、－３０～＋３０ｍＶ、－２８～＋２５ｍＶ、－２３～＋２２ｍＶ、－２０～＋２０ｍＶ、－１５～＋１５ｍＶ、又は－１０～＋１０ｍＶの範囲、又は本明細書で言及するエンドポイント内の妥当な数値範囲、例えば－１５～＋２０ｍＶ、－１０～＋２５ｍＶ、－１５～＋１０ｍＶなどであり得る。一実施形態では、メソポーラスシリカナノ粒子は、１０００ｍ^２／ｇ以下、７５０ｍ^２／ｇ以下、又は５００ｍ^２／ｇ以下のＢＥＴ表面積を有する。

細孔修飾ＭＳＮを調製する方法

一態様では、ＭＳＮは、以下の工程によって調製することができる：（ａ）ミセルを形成するのに十分な濃度の界面活性剤を含むアルカリ溶液を提供する工程；（ｂ－１）シラン源をアルカリ溶液に導入し、所望の官能基又はその前駆体基を有する細孔側壁として機能するシラン源（以降、「細孔側壁として機能するシラン」と呼ぶ）をアルカリ溶液に次々と導入する工程、又は（ｂ－２）シラン源及び細孔側壁として機能するシランを溶液に導入する工程；任意選択による、第２のシラン源を導入して、外面修飾剤を導入する工程；及び（ｃ）アルカリ溶液で水熱処理を行う工程；任意選択による、生成物を回収する工程；任意選択による、生成物から残留界面活性剤を除去する工程；及び任意選択による、生成物を精製又は洗浄する工程。

一実施形態では、０．２～０．５ｇの界面活性剤を、密封ビーカー内の所望の温度（例えば、４５～６５℃）の１００～２５０ｍＬの水性アルカリ溶液（例えば、水酸化アンモニウム溶液（０．０５～１．２Ｍ））に溶解する。１０～３０分間攪拌した後、３００～２５００μＬの溶媒（例えば、エタノールなどのアルコール）中の２００～５５０μＬのシラン源及び１０～１００μＬの内面として機能するシランを添加し、３０～１２０分間撹拌する。その後、０．６～２ｍＬの溶媒（例えば、エタノールなどのアルコール）中の追加の５０～２００μＬのシラン源を導入し、１．５～３時間撹拌する。２～６ｍＬの溶媒（例えば、エタノールなどのアルコール）中の表面修飾剤、例えば、６５０～１７００μＬのＰＥＧシラン及び任意選択による正に荷電した基を有する３０～１０００μＬのシランを導入し、０．５～１．５時間撹拌する。混合物を、少なくとも１５時間攪拌しながら又は攪拌せずに、所望の温度（例えば、４０～８０℃）で熟成させる。最後に、溶液を密封し、６０～１００℃のオーブンに入れて１２～４８時間水熱処理する。合成されたままの生成物を、遠心分離又はクロスフローによって洗浄して回収する。合成されたままの生成物を、最終的に界面活性剤の除去及び精製のために処理し、遠心分離又はクロスフローによって洗浄して回収する。シラン源が所望の官能基の前駆体基を有する場合、任意選択によるさらなる精製を含む、酸化又は加水分解などのさらなる処理を行って、前駆体基を所望の官能基に変換する。次いで、最終生成物を、好ましくは水、又は８５％以上のエタノール中に保存する。

工程（ａ）での使用に適した界面活性剤の例としては、限定されるものではないが、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、及び非イオン性界面活性剤が挙げられる。適切な界面活性剤は、ｐＨ値、イオン強度、温度、反応物、及び生成物などの反応条件に基づいて選択される。カチオン界面活性剤の例としては、限定されるものではないが、長鎖ヒドロカルビル基を有するｐＨ依存性の第一級、第二級、又は第三級アミン（末端アミン基は、特定のｐＨ値未満を示す場合は正電荷を有し、第一級及び第二級アミンは、ｐＨ＜１０で正に荷電するようになる）、例えば、オクテニジン二塩酸塩、及び恒久的に荷電した第四級アンモニウム塩、例えば、臭化セトリモニウム（ＣＴＡＢ）、塩化セチルピリジニウム（ＣＰＣ）、塩化ベンザルコニウム（ＢＡＣ）、塩化ベンゼトニウム（ＢＺＴ）、塩化ジメチルジオクタデシルアンモニウム、及び臭化ジオクタデシルジメチルアンモニウム（ＤＯＤＡＢ）が挙げられる。アニオン界面活性剤の例としては、限定されるものではないが、硫酸塩、スルホン酸塩、及びリン酸塩又はエステル、例えば、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸ナトリウム（ドデシル硫酸ナトリウム、ＳＬＳ、又はＳＤＳ）、及び関連するアルキルエーテル硫酸塩、ラウレス硫酸ナトリウム（ラウリルエーテル硫酸ナトリウム又はＳＬＥＳ）、及びミレス硫酸ナトリウム、ドキュセート（ジオクチルソジウムスルホサクシネート）、パーフルオロオクタンスルホネート（ＰＦＯＳ）、パーフルオロブタンスルホネート、アルキル－アリールエーテルリン酸塩、アルキルエーテルリン酸塩などが挙げられる。非イオン性界面活性剤の例としては、限定されるものではないが、ポリ（オキシエチレン）ノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレングリコールソルビタンアルキルエステル、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、グルコシドアルキルエーテル、ポリエチレングリコールオクチルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテル、グリセロールアルキルエステル、ポリプロピレングリコールアルキルエーテル、ブロックコポリマー、ポロキサマー、コカミドＭＥＡ、コカミドＤＥＡ、ラウリルジメチルアミンオキシド、又はポリエトキシル化獣脂アミンが挙げられる。

一実施形態では、工程（ｂ－１）、（ｂ－２）で使用されるシラン源は、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、ケイ酸ナトリウム、又はこれらの混合物を含む。

一実施形態では、細孔側壁として機能するシランは、工程（ｂ－１）又は（ｂ－２）で使用することができる。前記細孔側壁として機能するシランの例としては、限定されるものではないが、（メルカプトアルキル）トリアルコキシシラン、例えば、（３－メルカプトプロピル）トリメトキシシラン（ＭＰＴＭＳ）、（３－メルカプトプロピル）トリエトキシシラン、（１１－メルカプトウンデシル）トリメトキシシラン（トリヒドロキシシリル）アルカンスルホン酸、例えば、３－（トリヒドロキシシリル）プロパン－１－スルホン酸（ＴＰＳ）、３－（トリヒドロキシシリル）プロピルメチルホスホネート、（３－トリエトキシシリル）プロピルコハク酸無水物、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）カーボネート、カルボキシエチルシラントリオール、２－（４－クロロスルホニルフェニル）エチルトリメトキシシラン、トリエトキシシリルプロピルマレインアミド酸、Ｎ－（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミントリアセテート、ジエチルホスファトエチルトリエトキシシランが挙げられる。

一実施形態では、表面修飾剤は、ＭＳＮの特性を調整するために使用することができる。一実施形態では、（有機）修飾剤としては、限定されるものではないが、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ｎ－オクチルトリエトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシスチレンシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン（ＰＴＥＯＳ）、フェニルトリメトキシシラン（ＰＴＭＯＳ）、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＯＳ）、エチルトリアセトキシシラン（ＥＴＡＳ）、Ｎ－（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミン三酢酸（ＥＤＴＡＳ）、（３－トリヒドロキシシリル）プロピルメチルホスホネート（ＴＨＰＭＰ）、メチルトリアセトキシシラン（ＭＴＡＳ）、双性イオンシラン、（Ｎ－［３－（トリメトキシシリル）プロピル］－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルアンモニウムクロリド）、Ｎ－［３－（トリメトキシシリル）プロピル］エチレンジアミン、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）；アルコキシルシラン末端（ポリ）アルキレン（ポリ）アミン、又はアミノ基を有するオルガノアルコキシシランなどが挙げられる。

一実施形態では、シラン源（合計、即ち、工程（ｂ－１）／（ｂ－２）で使用される）と細孔側壁として機能するシランのモル比は、６０：１～５：１、５０：１～５：１、４０：１～５：１、３０：１～５：１、２０：１～５：１、１０：１～５：１、９：１～７：１、５０：１～１０：１、４０：１～２０：１、３５：１～２５：１、又は３０：１～２７：１の範囲、又はエンドポイントで構成される任意の妥当な数値範囲であり得る。

細孔修飾ＭＳＮに充填された薬剤を含むコンジュゲート

本発明者らは、特定の細孔側壁の修飾により、ＭＳＮが、その官能基のいずれか１つと同等以上のｐＫ_ａ値を示し、及び／又はＭＳＮのいずれか１つの官能基のｐＫ_ａ値と同等以上のｐＨ値で特性の変化（例えば、活性型／不活性型変換、荷電状態など）を示す薬剤に対して所望の薬理学的効果及び優れた充填効率若しくは安定性を提供する潜在能力を有し得ると推測した。加えて、薬剤は、正に荷電し、及び／又はＭＳＮの少なくとも１つの細孔の側壁上のいずれかの官能基のｐＫ_ａ値と同等又はそれ以上のｐＨ値で活性型を示す。

薬剤の１つの具体例は、イリノテカン（ＩＲＩ）である。特に、ＩＲＩは、酸性環境、特にｐＨ＜５．５ではラクトン型（治療的に活性と見なされる）になり、わずかに酸性、中性、又は塩基性環境、特にｐＨ＞６ではカルボキシレート形態（不活性と見なされる）になるであろう。したがって、ＩＲＩは、活性型、即ち、酸性環境で充填する必要があるが、ＭＳＮ上のシラノール基の解離レベルは、ＩＲＩに対して十分な引力を提供することができず、低い充填効率及び／又はＩＲＩの長期安定性をもたらす。これらの薬剤の例としては、限定されるものではないが、アマンタジン、アテノロール、アミオダロン、アキシチニブ、バルビタール、クリンダマイシン、クロザピン、クロラムブシル、カンプトテシン、クロロキン、クロルプロマジン、クロミフェン、セチリジン、ドキソルビシン、ダウノルビシン、ジフェノキシレート、エピルビシン、エフェドリン、エピネフリン、エチオナミド、エトポシド、５－フルオロウラシル、イダルビシン、リドカイン、ミトキサントロン、メクロレタミン、パパベリン、プロプラノロール、プロメタジン、キナクリン、ラニチジン、セルトラリン、スニチニブ、トポテカン、トリミプラミン、トレミフェン、テルコナゾール、トリパラノール、ビンクリスチン、ビンブラスチン、又はベンラファキシンが挙げられる。

一実施形態では、薬剤は、ナノ粒子に充填される。ＭＳＮへの薬剤の封入は、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）と生物学的に類似又は同等である媒体などの媒体において分散度及び流体力学的サイズに有意に影響を及ぼさない。

疾患の治療のために、追加の生理活性成分を、ＭＳＮ上及び／又はＭＳＮ内に充填することができ、例えば、ＭＳＮの空間内、ＭＳＮの表面などに分布させることができる。生理活性成分は、その大きさ及び関連する障害／疾患に基づいて適切に選択することができる。生理活性成分の例としては、限定されるものではないが、エベロリムス、トラベクテジン、アブラキサン、ＴＬＫ２８６、ＡＶ－２９９、ＤＮ－１０１、パゾパニブ、ＧＳＫ６９０６９３、ＲＴＡ７４４、ＯＮ０９１０．Ｎａ、ＡＺＤ６２４４（ＡＲＲＹ－１４２８８６）、ＡＭＮ－１０７、ＴＫＩ－２５８、ＧＳＫ４６１３６４、ＡＺＤ１１５２、エンザスタウリン、バンデタニブ、ＡＲＱ－１９７、ＭＫ－０４５７、ＭＬＮ８０５４、ＰＨＡ－７３９３５８、Ｒ－７６３、ＡＴ－９２６３、ＦＬＴ－３阻害剤、ＶＥＧＦＲ阻害剤、ＥＧＦＲ ＴＫ阻害剤、オーロラキナーゼ阻害剤、ＰＩＫ－１モジュレーター、Ｂｃｌ－２阻害剤、ＨＤＡＣ阻害剤、ｃ－ＭＥＴ阻害剤、ＰＡＲＰ阻害剤、Ｃｄｋ阻害剤、ＥＧＦＲ ＴＫ阻害剤、ＩＧＦＲ－ＴＫ阻害剤、抗ＨＧＦ抗体、ＰＩ３キナーゼ阻害剤、ＡＫＴ阻害剤、ＪＡＫ／ＳＴＡＴ阻害剤、チェックポイント－１又は２阻害剤、接着斑キナーゼ阻害剤、Ｍａｐキナーゼキナーゼ（ＭＥＫ）阻害剤、ＶＥＧＦトラップ抗体、ペメトレキセド、エルロチニブ、ダサタニブ、ニロチニブ、デカタニブ、パニツムマブ、アムルビシン、オレゴボマブ、Ｌｅｐ－ｅｔｕ、ノラトレキセド、ａｚｄ２１７１、バタブリン、オファツムマブ、ザノリムマブ、エドテカリン、テトランドリン、ルビテカン、テスミリフェン、オブリメルセン、チシリムマブ、イピリムマブ、ゴシポール、Ｂｉｏ１１１、１３１－Ｉ－ＴＭ－６０１、ＡＬＴ－１１０、ＢＩＯ１４０、ＣＣ８４９０、シレンギチド、ジマテカン、ＩＬ１３－ＰＥ３８ＱＱＲ、ＩＮＯ１００１、ＩＰｄＲ１ ＫＲＸ－０４０２、ルカントン、ＬＹ３１７６１５、ノイラジアブ、ビテスパン、Ｒｔａ７４４、Ｓｄｘ １０２、タランパネル、アトラセンタン、Ｘｒ３１１、ロミデプシン、ＡＤＳ－１００３８０、スニチニブ、５－フルオロウラシル、ボリノスタット、エトポシド、ゲムシタビン、ドキソルビシンリポソーム、５’－デオキシ－５－フルオロウリジン、ビンクリスチン、テモゾロミド、ＺＫ－３０４７０９、セリシクリブ；ＰＤ０３２５９０１、ＡＺＤ－６２４４、カペシタビン、Ｌ－グルタミン酸、Ｎ－［４－［２－（２－アミノ－４，７－ジヒドロ－４－オキソ－１－Ｈ－ピロロ［２，３－ｄ］ピリミジン－５－イル）エチル］ベンゾイル］－二ナトリウム塩、七水和物、カンプトテシン、ＰＥＧ標識イリノテカン、タモキシフェン、クエン酸トレミフェン、アナストラゾール、エキセメスタン、レトロゾール、ＤＥＳ（ジエチルスチルベストロール）、エストラジオール、エストロゲン、結合型エストロゲン、ベバシズマブ、ＩＭＣ－１Ｃ１１、ＣＨＩＲ－２５８、３－［５－（メチルスルホニルピペラジンメチル）－インドリル］－キノロン、バタラニブ、ＡＧ－０１３７３６、ＡＶＥ－０００５、酢酸ゴセレリン、酢酸ロイプロリド、パモ酸トリプトレリン、酢酸メドロキシプロゲステロン、カプロン酸ヒドロキシプロゲステロン、酢酸メゲストロール、ラロキシフェン、ビカルタミド、フルタミド、ニルタミド、酢酸メゲストロール、ＣＰ－７２４７１４；ＴＡＫ－１６５、ＨＫＩ－２７２、エルロチニブ、ラパタニブ、カネルチニブ、ＡＢＸ－ＥＧＦ抗体、アービタックス、ＥＫＢ－５６９、ＰＫＩ－１６６、ＧＷ－５７２０１６、イオナファルニブ、ＢＭＳ－２１４６６２、チピファニブ；アミホスチン、ＮＶＰ－ＬＡＱ８２４、スベロイルアナリドヒドロキサム酸、バルプロ酸、トリコスタチンＡ、ＦＫ－２２８、ＳＵ１１２４８、ソラフェニブ、ＫＲＮ９５１、アミノグルテチミド、アムサクリン、アナグレリド、Ｌ－アスパラギナーゼ、カルメットゲラン桿菌（ＢＣＧ）ワクチン、ブレオマイシン、ブセレリン、ブスルファン、カルボプラチン、カルムスチン、クロラムブシル、シスプラチン、クラドリビン、クロドロネート、シプロテロン、シタラビン、ダカルバジン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、ジエチルスチルベストロール、エピルビシン、フルダラビンなど、フルドロコルチゾン、フルオキシメステロン、フルタミド、ゲムシタビン、ヒドロキシ尿素、イダルビシン、イホスファミド、イマチニブ、ロイプロリド、レバミゾール、ロムスチン、メクロレタミン、メルファラン、６－メルカプトプリン、メスナ、メトトレキサート、マイトマイシン、ミトタン、ミトキサントロン、ニルタミド、オクトレオチド、オキサリプラチン、パミドロネート、ペントスタチン、プリカマイシン、ポルフィマー、プロカルバジン、ラルチトレキセド、リツキシマブ、ストレプトゾシン、テニポシド、試験ステロン、サリドマイド、チオグアニン、チオテパ、トレチノイン、ビンデシン、１３－シス－レチノイン酸、フェニルアラニンマスタード、ウラシルマスタード、エストラムスチン、アルトレタミン、フロクスウリジン、５－デオキシウリジン、シトシンアラビノシド、６－メカプトプリン、デオキシコホルマイシン、カルシトリオール、バルビシン、ミトラマイシン、ビンブラスチン、ビノレルビン、トポテカン、ラゾキシン、マリマスタット、ＣＯＬ－３、ネオバスタット、ＢＭＳ－２７５２９１、スクアラミン、エンドスタチン、ＳＵ５４１６、ＳＵ６６６８、ＥＭＤ１２１９７４、インターロイキン－１２、ＩＭ８６２、アンジオスタチン、ビタキシン、ドロロキシフェン、イドキシフェン、スピロノラクトン、フィナステリド、シミチジン、トラスツズマブ、デニロイキンジフチトクス、ゲフィチニブ、ボルテジミブ、パクリタキセル、クレモフォールフリーパクリタキセル、エピチロンＢ、ＢＭＳ－２４７５５０、ＢＭＳ－３１０７０５、ドロロキシフェン、４－ヒドロキシタモキシフェン、ピペンドキシフェン、ＥＲＡ－９２３、アルゾキシフェン、フルベストラント、アコルビフェン、ラソフォキシフェン、イドキシフェン、ＴＳＥ－４２４、ＨＭＲ－３３３９、ＺＫ１８６６１９、トポテカン、ＰＴＫ７８７／ＺＫ２２２５８４、ＶＸ－７４５、ＰＤ１８４３５２、ラパマイシン、４０－Ｏ－（２－ヒドロキシエチル）ラパマイシン、テムシロリムス、ＡＰ－２３５７３、ＲＡＤ００１、ＡＢＴ－５７８、ＢＣ－２１０、ＬＹ２９４００２、ＬＹ２９２２２３、ＬＹ２９２６９６、ＬＹ２９３６８４、ＬＹ２９３６４６、ワートマーミン（ｗｏｒｔｍａｒｍｉｎ）、ＺＭ３３６３７２、Ｌ－７７９，４５０、ＰＥＧ－フィルグラスチム、ダルベポエチン、エリスロポエチン、顆粒球コロニー刺激因子、ゾレンドロネート、プレドニゾン、セツキシマブ、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、ヒストレリン、ペグ化インターフェロンα－２ａ、インターフェロンα－２ａ、ペグ化インターフェロンα－２ｂ、インターフェロンα－２ｂ、アザシチジン、ＰＥＧ－Ｌ－アスパラギナーゼ、レナリドマイド、ゲムツズマブ、ヒドロコルチゾン、インターロイキン－１１、デクスラゾキサン、アレムツズマブ、オールトランスレチノイン酸、ケトコナゾール、インターロイキン－２、メゲストロール、免疫グロブリン、ナイトロジェンマスタード、メチルプレドニゾロン、イブリツモマブチウキセタン、アンドロゲン、デシタビン、ヘキサメチルメラミン、ベキサロテン、トシツモマブ、三酸化ヒ素、コルチゾン、エディトロネート、ミトタン、シクロスポリン、リポソームダウノルビシン、エドウィナ－アスパラギナーゼ、ストロンチウム８９、カソピタント、ネツピタント、ＮＫ－１受容体アンタゴニスト、パロノセトロン、アプレピタント、ジフェンヒドラミン、ヒドロキシジン、メトクロプラミド、ロラゼパム、アルプラゾラム、ハロペリドール、ドロペリドール、ドロナビノール、デキサメタゾン、メチルプレドニゾロン、プロクロルペラジン、グラニセトロン、オンダンセトロン、ドラセトロン、トロピセトロン、ペグフィルグラスチム、エリスロポエチン、エポエチンα及びダルベポエチンα、ドセタキセル、カバジタキセル、クルクミン、クルクミン類似体が挙げられる。

以下の実施例は、本発明が属する分野の当業者に本発明をより理解しやすくするために提供されるが、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。

材料、方法、及び試験モデル

透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）

透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を使用して、シリカナノ粒子の外観を直接調べて検証する。１００ｋＶの加速電圧で作動させたＨｉｔａｃｈｉ Ｈ－７１００透過型電子顕微鏡でＴＥＭ画像を撮影した。エタノール中に分散させた試料を、炭素被覆銅グリッド上に滴下し、大気中で乾燥させてＴＥＭで観察した。

動的光散乱（ＤＬＳ）及びゼータ電位

異なる溶液環境におけるシリカナノ粒子のサイズを、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ Ｎａｎｏ ＺＳ（Ｍａｌｖｅｒｎ，ＵＫ）で動的光散乱（ＤＬＳ）を用いて測定した。異なる溶液中で形成された（溶媒和）粒径を、室温においてＨ_２Ｏ及びＰＢＳ緩衝溶液（ｐＨ７．４）で分析した。０．１ｍｇ／ｍＬの粒子濃度のＰＢＳ（０．０１倍、ｐＨ７．４）中のシリカナノ粒子の表面電荷（ゼータ電位）をＭａｌｖｅｒｎ Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ Ｎａｎｏ ＺＳによって測定した。

元素分析

シリカナノ粒子中の炭素、窒素、酸素、硫黄、及び水素の質量百分率を、元素分析装置（ｅｌｅｍｅｎｔａｒ Ｖａｒｉｏ ＥＬ ｃｕｂｅ ｔｙｐｅ ｆｏｒ ＮＣＳＨ，Ｇｅｒｍａｎ）によって決定した。

実施例１

粒子の外面は修飾されているが細孔側壁は修飾されていないメソポーラスシリカナノ粒子の調製

ＭＳＮを、高度に希釈された低濃度界面活性剤条件下でアンモニア塩基触媒法を用いて調製した。アンモニア濃度、ＴＥＯＳ添加量、及び反応温度を調整することで粒径を制御した。典型的には、０．２９ｇのＣＴＡＢを、密封ビーカー内の６０℃の１５０ｍＬの水酸化アンモニウム溶液（０．１２８Ｍ～０．１７Ｍ）に溶解した。１５分間の攪拌後、密封蓋を取り外し、次いで４．１０５ｍＬのエタノール中の３９０μＬのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）及び５μＬの３－アミノプロピルトリメトキシシラン（ＡＰＴＭＳ）を激しく攪拌しながら溶液に加えた。１時間の攪拌後、２ｍＬのエタノール中の５５０μＬのＰＥＧ及び８５．７～３００μＬのＴＡ（任意選択により添加）を反応に導入した。混合物を３０分間撹拌した後、反応量が５０ｍＬに減少するまで、撹拌せずに６０℃で一晩熟成させた。次いで、溶液を０．２２μｍフィルターでろ過し、７０℃のオーブンに入れて２４時間水熱処理した。合成されたままの試料を、クロスフローによって洗浄して回収した。ＭＳＮの細孔内の界面活性剤を除去するために、合成されたままの試料を、１回目の１時間の酸抽出用の８４８μＬのＨＣｌ（３６．５～３８％）及び２回目の６０℃で１時間の酸抽出用の５０μＬのＨＣｌを含む５０ｍＬのエタノールで回収した。生成物を、クロスフローによって洗浄して回収し、最終的にＨ_２Ｏ又は有機溶媒中に保存した。ＭＳＮの粒径（２５ｎｍ及び５０ｎｍ）を、ＴＥＯＳ及びＮＨ_４ＯＨ（２５ｎｍ ＭＳＮ：ＭＳＮ－ＰＥＧ２５、ＭＳＮ－ＰＥＧ／ＴＡ２５；５０ｎｍ ＭＳＮ：ＭＳＮ－ＰＥＧ５０、ＭＳＮ－ＰＥＧ／ＴＡ５０）の濃度を調整することで制御した。

実施例２

細孔側壁にスルホン酸官能基を有するメソポーラスシリカナノ粒子（（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮ）の調製

０．２～０．５ｇのＣＴＡＢを、密封ビーカー内の４５～６５℃の１００～２５０ｍＬの水酸化アンモニウム水溶液（約０．０５～１．２Ｍ）に溶解した。１０～３０分間攪拌した後、９００～２５００μＬのエタノール中の２００～５５０μＬのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）及び１０～１００μＬの（３－メルカプトプロピル）トリメトキシシラン（ＭＰＴＭＳ）（ＴＥＯＳ／ＭＰＴＭＳのモル比＝５０：１、４０：１、２５：１、２０：１、１０：１、８．３：１、及び５：１、ＴＥＯＳ：ＭＰＴＭＳ比を変更して、様々な用途又は充填される薬物に合わせて細孔表面の官能基の量を調節することができる）を加え、３０～９０分間撹拌した。その後、０．８～２ｍＬのエタノール中の追加の５０～１３０μＬのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を導入し、１．５～３時間撹拌した。次いで、２０００～５４００μＬのエタノール中の６５０～１７００μＬの２－［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（ＰＥＧ－シラン）及び１００～２６０μＬのＮ－［３－（トリメトキシシリル）プロピル］－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルアンモニウムクロリド（ＴＡ－シラン）を導入し、０．５～１．５時間撹拌した。次いで、混合物を４０～６０℃で少なくとも１５時間熟成させた。最後に、溶液を密封し、６５～７５℃のオーブンに入れて１５～２４時間水熱処理した。中間生成物を、遠心分離又はクロスフローによって洗浄して回収した。中間生成物を、界面活性剤の除去及び精製のために最終的に処理し、遠心分離又はクロスフローによって洗浄して回収した。メルカプト（チオール）基をスルホン酸基に変換するために、中間体に酸化剤を導入して酸化を行い、最終生成物をさらに精製した。生成物を、水、有機溶媒、又は緩衝液中に保存した。

（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮの流体力学的直径を、ＰＢＳ緩衝液中の動的光散乱（ＤＳＬ）によって測定した。ＤＬＳの結果は、すべての（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮが約３０ｎｍ～５０ｎｍの範囲内に十分に分散していることを示しているが、多量のスルホン基が導入された粒子（ＴＥＯＳ：ＭＰＴＭＳ＝５：１）の分散度が影響を受け得る（水及びＰＢＳ緩衝液中で約６０ｎｍの流体力学的直径）。ＮＴＴ２＿１８５及びＮＴＴ２＿１８６ｋの合成条件は、ＴＥＯＳ／ＭＰＴＭＳ（８．３：１）及びＰＥＧ－シラン／ＴＡ－シラン（７：１）である。ＮＴＴ２＿１８５及びＮＴＴ２＿１８６ｋの特性評価には、ＴＥＭによる測定で約２０．６ｎｍ及び２５．１ｎｍの粒径：ＰＢＳ中の測定で約３３．５ｎｍ及び３９．７ｎｍのＤＬＳ粒径；約－２５ｍＶ及び－２５．３ｍＶのゼータ電位が含まれる。ＮＴＴ２＿１８６ｋの特性評価は、ＮＴＴ２＿１８５に類似しているが、ＮＴＴ２＿１８６ｋの表面修飾及び製造プロセスが最適化された。

中性表面電荷（ゼータ電位）を有する（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮの調製

０．２～０．５ｇのＣＴＡＢを、密封ビーカー内の５５～６５℃の１００～２５０ｍＬの水酸化アンモニウム水溶液（約０．０５～１．２Ｍ）に溶解した。１０～３０分間攪拌した後、２５０～７００μＬの水中の２５～７０μＬの３－（トリヒドロキシシリル）プロパン－１－スルホン酸（ＴＰＳ）、９００～２５００μＬのエタノール中の２００～５５０μＬのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、及び８００～２０００μＬのエタノール中の追加の５０～１３０μＬのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を別々に導入し、各導入後に５５～６５℃で５分～２．５時間撹拌した。次いで、２０００～５４００μＬのエタノール中の６５０～１７００μＬの２－［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（ＰＥＧ－シラン）及び３０～９０μＬのＮ－［３－（トリメトキシシリル）プロピル］エチレンジアミン（ＥＤＰＴＭＳ）を導入し、０．５～１．５時間撹拌した。次いで、混合物を４５～６５℃で少なくとも１５時間熟成させた。最後に、溶液を密封し、６０～９０℃のオーブンに入れて１８～３０時間水熱処理して、最終生成物（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮ（ＮＴＴ２＿２０２）を得た。

ＮＴＴ２＿２０２の特性評価には、ＴＥＭによる測定で約２８．２ｎｍの粒径：ＰＢＳでの測定で約５２．９ｎｍのＤＬＳ粒径；約＋１．４１ｍＶのゼータ電位が含まれる。

実施例３

イリノテカン（ＩＲＩ）をＭＳＮに充填した

１６．７８５ｍＬのＨ_２Ｏ中の３００ｍｇのＭＳＮを、４９５μＬのＮａＨＣＯ_３（０．１Ｍ、ｐＨ９．９６）又は酢酸緩衝液（０．１Ｍ、ｐＨ５．５）と混合した。室温で５分間振とうした後、ＩＲＩ溶液を、溶液に導入して室温で３０分間攪拌した。その後、混合物を、Ｖｉｖａｓｐｉｎ又はクロスフローによってＮａＨＣＯ_３（２．５ｍＭ、ｐＨ８．５）又は酢酸緩衝液（２．５ｍＭ、ｐＨ５．５）で洗浄して精製した。最後に、生成物を、ＮａＨＣＯ_３又は酢酸緩衝液中に保存した。

イリノテカン（ＩＲＩ）を（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮ（ＮＴＴ２＿１８５及びＮＴＴ２＿１８６ｋ）に充填した

６ｍＬの酢酸緩衝液（２．５Ｍ、Ｈ．５）中の６００ｇの粒子をＩＲＩ溶液と混合し、室温で３０分間撹拌した。その後、混合物を、Ｖｉｖａｓｐｉｎ又はクロスフローによって酢酸緩衝液で洗浄して精製した。最後に、生成物を酢酸緩衝液中に保存した。

イリノテカン（ＩＲＩ）を（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮ（ＮＴＴ２＿２０２）に充填した

アルカリ処理のために、１．５ｍＬのＨ_２Ｏ中の１５０ｍｇのＮＴＴ２＿２０２を３７５μＬのＮａＨＣＯ_３（９３ｍＭ、ｐＨ１１．５）と混合した。次いで、ＩＲＩ溶液を導入し、室温で１０分間撹拌した。その後、混合物を最初にＨ_２Ｏで洗浄し、次いでＶｉｖａｓｐｉｎによって酢酸緩衝液（２．５ｍＭ、ｐＨ５．５）で洗浄した。次いで、ＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿２０２を、７．５ｍＬの酢酸緩衝液に４℃で少なくとも１５時間浸漬した。その後、混合物を酢酸緩衝液でさらに洗浄し、生成物を酢酸緩衝液中に保存した。

ＩＲＩをＭＳＮ又は（ＳＯ_３ ^－）^－ＭＳＮに充填する駆動力は静電相互作用である。正に荷電したＩＲＩは、細孔の内面に負に荷電したシラノール基又は官能基を有するＭＳＮの細孔に吸着される。イリノテカン（約１０．９のｐｋａ）は、ｐＨ１０．９未満の環境で正に荷電し、ＩＲＩの立体構造がｐＨによって変化した。ＩＲＩは、酸性環境（ｐＨ＜５．５）ではラクトン型（治療的に活性と見なされる）になり、わずかに酸性、中性、又は塩基性環境（ｐＨ＞６）ではカルボキシレート型（不活性型と見なされる）になるであろう。ＩＲＩの特性によると、ＩＲＩ充填プロセスの適切な条件は、ＩＲＩを正に荷電させ、活性型にすることができる５．５以下のｐＨであった。様々な充填戦略を、ＭＳＮ、ＮＴＴ２＿１８６ｋ、及びＮＴＴ２＿２０２で試験した。酸性条件（ｐＨ≦５．５）でのＩＲＩのＭＳＮへの充填は、低い充填容量（３．９３％）及び充填効率（３３％）、並びにＩＲＩ＠ＭＳＮの低い長期安定性を示した。その理由は、細孔の内面のシラノール基が酸性
条件で弱い負電荷を示し、ＩＲＩと細孔側壁のシラノール基との間の静電相互作用が不十分となるためである。アルカリ性条件でＩＲＩ充填プロセスを行うと、ＭＳＮの細孔内で負に荷電するのが促進され、充填容量を１０％～１５％改善することができた。しかしながら、ＩＲＩ＠ＭＳＮ中のＩＲＩのラクトン型の比率は約６３％であり、保存時間の経過と共に減少した。対照的に、（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮは、細孔側壁にスルホン酸官能基（約－７のｐｋａ）を有し、たとえ酸性条件でも強く負に荷電したことを示すことができた。ＮＴＴ２＿１８６ｋのＩＲＩ充填容量（１１．４３％）及び充填効率（＞８０％）は、細孔の内面にスルホン酸官能基を有さないＭＳＮよりもはるかに高かった。さらに重要なことに、ＩＲＩ分子のほとんどすべてがラクトン型（＞９９％）であった。粒子表面がＥＤＰＴＭＳで修飾された別の（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮ（ＮＴＴ２＿２０２）は、中性ゼータ電位を示した。ＩＲＩをＮＴＴ２＿２０２に充填するために、充填プロセスをわずかに調整する。まず、正に荷電したアミン基とＩＲＩとの間の静電反発力を減少させるために、ＮＴＴ２＿２０２粒子をアルカリ性ＮａＨＣＯ_３緩衝液で処理して、ＮＴＴ２＿２０２表面のアミン基を脱プロトン化した。細孔の側壁上の負に荷電したスルホン基と正に荷電したＩＲＩとの間の静電相互作用を介して、ＩＲＩ分子を細孔に充填することができた。充填プロセスの後、ＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿２０２を酢酸緩衝液で洗浄し、長期保存のために酸性条件で保存した。ＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿２０２中のＩＲＩのラクトン型の比率は、約９６％以上を達成することができた。ＮＴＴ２＿２０２の充填容量は、ＮＴＴ２＿１８６ｋよりも低いが、ＮＴＴ２＿２０２は、中性表面電荷（ゼータ電位）を有するＩＲＩ＠ＭＳＮ粒子を合成するアプローチを提供し、この粒子は、依然として良好な充填容量、充填効率、及びＩＲＩのラクトン型比率を示し得る。結論として、スルホン酸官能基（ｐｋａ≦４．５の官能基）がＭＳＮの細孔内面で修飾されており、これが、ＩＲＩのＭＳＮへの充填、特に酸性条件で行われる充填プロセスで重要であった。ＩＲＩを充填したＭＳＮの特性評価を表１に示す。

実施例４

膵臓癌治療のためのＭＳＮナノ製剤中のイリノテカン

ｉｎ ｖｉｖｏでのＩＲＩ＠（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮ抗膵臓腫瘍効果を評価するために、ヒト膵臓癌細胞である５×１０^６個のＰＡＮＣ－１細胞をＮＯＤ－ＳＣＩＤマウスの左脇腹に皮下移植し、ＰＡＮＣ－１異種移植マウスモデルとして使用した。最初の注射を、腫瘍体積が１００ｍｍ^３に達したときに開始した。担癌マウスに、イリノテカン（ＩＲＩ）、ＩＲＩとゲムシタビンＧＥＭ（膵臓治療の承認薬）との併用処置、ＩＲＩが２０ｍｇ／ｋｇのＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８５を週に１回、合計４回投与した。腫瘍サイズ及び体重を、試験期間にわたって観察した。結果は、腫瘍増殖阻害に対するＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８５及び（ＩＲＩ＋ＧＥＭ）併用療法の有効性がＩＲＩよりも優れていることを示した。ＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８５の抗癌効果は、ＩＲＩ＋ＧＥＭと同様であったが、ＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８５は、（ＩＲＩ＋ＧＥＭ）併用療法と比較して低い毒性（体重減少が少ない）を示した（図２）。ＩＲＩ＠（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮの抗膵臓癌効果を、別の皮下同種移植腫瘍モデルでも評価した。２×１０^６個のＫＰＣ細胞を、Ｂ６マウスの左脇腹に皮下移植した。最初の注射を、腫瘍体積が１００ｍｍ^３に達したときに開始した。担癌マウスに、２０ｍｇ／ｋｇのＩＲＩ及びＩＲＩ＠（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮを週に２回、合計４回投与した。ＩＲＩ＠（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮは、ＩＲＩ群と比較して有意な腫瘍増殖阻害を示した。さらに、ＩＲＩ＠（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮは、用量依存性の抗癌効果を示した。結論として、ＭＳＮナノ製剤中のイリノテカンは、より優れた腫瘍標的能力（ＭＳＮのＥＰＲ効果に基づく）を有し、薬物関連毒性の減少及び腫瘍阻害の改善をもたらした。ＩＲＩのＭＳＮナノ製剤は、膵臓癌治療における満たされていない医療ニーズに対する潜在的な治療法を提案した。

実施例５

結腸直腸癌治療のためのＭＳＮナノ製剤中のイリノテカン

ｉｎ ｖｉｖｏでのＩＲＩ＠（ＳＯ_３ ^－）－ＭＳＮ（ＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８６ｋ）の抗結腸直腸腫瘍効果を評価するために、ヒト結腸直腸癌細胞である５×１０^６個のＨＣＴ－１１６細胞を、ＮＯＤ－ＳＣＩＤマウスの左脇腹に皮下移植して、ＨＣＴ－１１６異所性異種移植マウスモデルとして使用した。担癌マウスに、２０ｍｇ／ｋｇ及び４０ｍｇ／ｋｇの用量レベルのＩＲＩ及びＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８６ｋを週に２回、合計６回投与した。腫瘍サイズ及び体重を、試験期間にわたって観察した。ＭＳＮナノ製剤中のイリノテカンは、イリノテカン単独よりも有効性の高い腫瘍阻害を示した。結果は、ＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８６ｋが用量依存性の抗癌効果を示したことを示した。４０ｍｇ／ｋｇのＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８６ｋ群では、腫瘍の増殖は、有意に抑制され、投与中に体重減少は観察されなかった。処置後、４０ｍｇ／ｋｇのＩＲＩ＠ＭＳＮで処置したマウスの腫瘍はほとんど消失した。さらに、ＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８６ｋは、ＩＲＩ単独の２分の１の低用量で同様の有効性を達成することができる（図３）。

実施例６

ＭＳＮナノ製剤中のイリノテカンは、原発腫瘍の増殖及び転移を阻害し、マウスの生存期間を延長することができる

結腸直腸癌は高度に転移性であり、原発性結腸直腸腫瘍の増殖及び転移も抑制できる有効な治療法が切実に必要とされている。同所性転移性結腸直腸癌モデルは、治療法の有効性を試験するための優れたモデルである。２×１０^６個のルシフェラーゼ発現ＨＣＴ－１１６細胞を、外科手術で盲腸壁に直接注入して、同所性結腸直腸癌転移モデルを確立した。このモデルでは、隣接する腸組織、腹膜、及び遠隔転移（脾臓、腎臓、肝臓、及び横隔膜）で高度に転移性の腫瘍が自然に発生する。担癌マウスに、４０ｍｇ／ｋｇの用量レベルのＩＲＩ及びＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８６ｋを週に２回、合計８回投与した。腫瘍の増殖及び転移を、ＩＶＩＳシステムによって週に１回観察し、体重を、試験期間にわたって観察した。全生存期間を評価するために、動物を、自然死又は瀕死状態に近づく時点まで監視した。ＩＶＩＳ画像及び定量的生物発光強度の結果は、対照群での速い腫瘍増殖及び顕著な腹膜転移を示し、これらがマウスの死を促進した。ＩＲＩ単独で処置したマウスは、対照群と比較して遅い腫瘍増殖速度を示したが、ＩＲＩは、腫瘍の増殖及び転移の非効率的な阻害を示した。したがって、処置を中止すると、腫瘍再発及び腫瘍転移が観察された。ＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８６ｋは、原発腫瘍の増殖及び癌転移を有意に阻害し、癌細胞の生物発光シグナルは、処置後は検出できなかった。すべてのマウスが試験の最後まで生存し、ＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８６ｋ処置群の生存時間は、ＩＲＩ処置群及び対照群よりもはるかに長かった（図４Ａ及び図４Ｂ）。別の転移マウスモデルも有効性試験に使用した。ＨＣＴ－１１６－Ｌｕｃ細胞の腫瘍塊（２～３ｍｍ×２～３ｍｍの塊）を盲腸壁に固定して、同所性結腸直腸癌転移モデルとして使用した。同様の結果が観察され、ＩＲＩ＠ＮＴＴ２＿１８６ｋ処置群は、原発腫瘍の増殖及び癌転移の有意な阻害、及び生存期間の延長を示した。結論として、ＭＳＮナノ製剤中のイリノテカンは、イリノテカンよりも優れた利点を提供し、原発腫瘍の増殖及び癌転移を阻害すると同時に生存期間を延長した。ＭＳＮナノ製剤中の抗新生物薬は、高度に転移性の癌の潜在的な治療法を提供した。

実施例７

管形成アッセイ

癌細胞の遊走及び腫瘍の血管新生は、癌転移の重要な要因であった。腫瘍の血管新生プロセス中に、内皮細胞が、既存の血管から発生し、腫瘍部位近傍に新しい血管を形成し、腫瘍の急速な増殖のための栄養素を供給した。管形成アッセイを使用して、細胞遊走及び血管新生に対するＭＳＮの効果を調べた。管形成アッセイは、ＨＵＶＥＣ細胞をマトリゲル上に播種することによって確立した。６時間後、管構造の形成が観察され、血管の接合部を、ＩｍａｇｅＪを使用して計算した。対照群及びＳＳＮ（固体シリカナノ粒子）群では、管構造の完全なネットワークが示された。しかしながら、４つのＭＳＮ群では、管構造の形成が阻害された。結果は、ＭＳＮが、ＨＵＶＥＣの遊走を阻害し、管構造の形成を防止できることを示している（図５）。
実施例８

血管新生のための漿尿膜（ＣＡＭ）分析

腫瘍の血管新生に対するＭＳＮの効果を評価するために、ニワトリ胚漿尿膜（ＣＡＭ）腫瘍モデルを使用した。受精卵をインキュベーターで１０日間インキュベートし、次いで卵殻に小さな窓を開け、大動脈近傍のＣＡＭ膜に癌細胞を移植した。ＭＳＮ又はドキソルビシン（ＤＯＸ）を、腫瘍が形成された１２日目に投与し、１４日目及び１６日目に腫瘍近傍の血管新生を観察した。

ＤＯＸ処置群では、血管は、ＤＯＸが血管の増殖を阻害したことによる崩壊及び密度低下を示した。ＭＳＮは、ＤＯＸのようには血管密度を低下させなかったが、対照群の血管と比較して血管の不規則な増殖を引き起こして腫瘍領域の血管新生を阻止した。ＭＳＮ群では、分岐微小血管の数は増加したが、血管の長さははるかに短くなった（図６）。ＭＳＮは、内皮細胞及び腫瘍細胞の遊走を阻害したため、血管内皮細胞の腫瘍誘発増殖は、外部に広がることができず、その位置にのみ蓄積した。結論として、ＭＳＮ処置群では、血管の密度は低下しなかったが、内皮細胞の遊走能が影響を受け、血管の不規則な成長が起きた。

実施例９

ＭＳＮは、ｉｎ ｖｉｖｏ試験（Ｌｉｐｏ－ＤｏｘとＭＳＮの併用処置）において転移を阻害し、全生存期間を延長する

自然癌転移マウスモデルを使用して、生存期間に対するＭＳＮの転移阻害の効果を評価した。１．５×１０^６個のルシフェラーゼ発現４Ｔ１癌細胞をＢＡＬＢ／ｃマウスの左脇腹に皮下移植し、異所性同種移植マウスモデルとして使用した。担癌マウスに、ＭＳＮ（ＩＶ注射又はＩＴ注射）と組み合わせて、又は組み合わせずに、Ｌｉｐｏ－Ｄｏｘ（ＩＶ注射、４ｍｇ／ｋｇ）を３日間隔で合計３回投与した。腫瘍の増殖及び全生存期間を腫瘍注入後にモニタリングした。癌転移を追跡するために、２２日目、２６日目、２９日目、及び３４日目にＩＶＩＳシステムによって生物発光画像を撮影した。対照群のマウスで、原発腫瘍が急速に増殖し、癌細胞が体の他の部分に転移することが観察された。Ｌｉｐｏ－Ｄｏｘ処置群では、原発腫瘍の増殖は阻害されたが、癌転移は依然として観察された。対照群及びＬｉｐｏ－Ｄｏｘ処置群の重度の転移はマウスの死を引き起こし、結果として、両群で同様の生存期間となった。対照的に、Ｌｉｐｏ－ＤｏｘとＭＳＮとの併用処置（ＭＳＮは静脈注射又は腫瘍内注射により注射した）は、転移を有意に阻害し、生存期間を延長する（図７）。結果は、ＭＳＮは、癌転移を顕著に阻害したが、体重及び原発腫瘍サイズに影響を及ぼさないことを示した。転移は、死を引き起こす主な要因であり、ＭＳＮナノ製剤中の抗新生物薬（化学療法剤、タンパク質、核酸薬）又は抗新生物薬とＭＳＮとの併用処置は、原発腫瘍の増殖及び癌の転移を同時に阻害し、生存期間を延長することができた。ＭＳＮは、さらなる臨床的利益を提供し、特に転移する傾向が強い癌に対して転移の発生率を低下させることができた。

実施例１０ 転移阻害のメカニズム

ＭＳＮが細胞遊走、血管新生、及び癌転移を阻害するメカニズムを調べるために、ＭＳＮで処理した癌細胞（４Ｔ１）のタンパク質発現レベルをウェスタンブロットで評価した。ウェスタンブロットの結果によると、ＭＳＮ－ＰＥＧ／ＴＡ２５で処理した細胞におけるｐ－ＥＲＫ、ｐ－パキシリン、及びｐ－ＦＡＫのタンパク質発現レベルは対照群よりも低く、ＭＳＮがＥＲＫ、パキシリン、及びＦＡＫのリン酸化を阻害することを示した（図８Ａ）。これらのタンパク質（ＥＲＫ、パキシリン、及びＦＡＫ）のリン酸化は、細胞遊走に関連する接着斑ターンオーバーと関連していることが示されている。結果は、ＭＳＮが接着斑ターンオーバーのバランスを乱し、結果として細胞遊走、血管新生、及び癌転移を阻害できることを示した。さらに、抗転移のｉｎ ｖｉｖｏ試験においてＭＳＮで処置した担癌マウスを屠殺し、腫瘍を採取して免疫組織化学染色のために切片にした。腫瘍（ＭＳＮ処置マウス由来）におけるｐ－ＦＡＫ及びｐ－ＥＰＲからの緑色シグナルは、対照群よりも有意に低下した（図８Ｂ）。細胞内でのタンパク質発現及び腫瘍内のタンパク質マーカーの免疫蛍光を分析した結果、ＭＳＮが転移を阻害するメカニズムが接着斑ターンオーバーのバランスの乱れに関連していることが示された。

ナノ粒子が細胞運動を制限する別のメカニズムが文献に提示されており、このメカニズムは、ナノ粒子を介した細胞内微小管重合の重度の阻害であった。細胞の細胞骨格に対するＭＳＮの効果を評価するために、ＭＳＮ処理細胞の細胞骨格（Ｇ－アクチン及びＦ－アクチン）及び細胞骨格形態の変化（Ｆ－アクチン及びα－チューブリン）に関連するタンパク質発現を、ウェスタンブロット及び免疫蛍光アッセイによって検出した。ウェスタンブロット及び免疫蛍光アッセイのデータは、ＭＳＮ処置群と対照群との間に差を示さず；結果として、ＭＳＮは、アクチン及び微小管細胞骨格に影響を及ぼさなかった。ＭＳＮの転移阻害は、細胞内微小管細胞骨格の干渉ではなく、接着斑ターンオーバーのバランスの乱れに関連していた。

実施例に例示した成分、反応条件、及びパラメータは、単に例示を目的としており、材料又は調製方法を制限することを意図するものではない。

本発明の分野における当業者は、本出願の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明の教示及び開示に変更及び修正を加えることができることを理解されよう。上記の内容に基づいて、本出願は、その変更又は修正が添付の特許請求の範囲又はその同等物で定義される範囲内であることを条件として、そのあらゆる変更及び修正を包含することを意図する。

Claims (20)

1. 対象の癌、及び／又は前記癌の転移を有するか若しくはそのリスクがある対象を治療する方法であって、メソポーラスシリカナノ粒子（ＭＳＮ）に充填されたイリノテカン（ＩＲＩ）及び任意選択による薬学的に許容される担体を前記対象に投与することを含む、方法。
2. 前記癌が、扁平上皮癌、肺癌、腹膜癌、肝細胞癌、消化管癌を含む胃癌、膵臓癌、膠芽腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝臓癌、膀胱癌、尿路癌、肝癌、乳癌、結腸癌、直腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜癌又は子宮癌、唾液腺癌、腎臓癌、前立腺癌、外陰癌、甲状腺癌、肝癌、肛門癌、陰茎癌、黒色腫、多発性骨髄腫、Ｂ細胞リンパ腫、脳腫瘍、又は頭頸部癌である、請求項１に記載の方法。
3. 血管新生を阻害するため、管形成を阻害するため、又は前記癌の細胞の接着斑ターンオーバー及び／若しくは細胞遊走を阻害するためである、請求項１に記載の方法。
4. 前記ＭＳＮが、少なくとも１つの細孔を画定し、前記少なくとも１つの細孔の側壁上に少なくとも１つの官能基を有し、前記少なくとも１つの官能基のｐＫ_ａ値が４．５以下である、請求項１に記載の方法。
5. ＰＢＳ培地で測定した前記ＭＳＮの平均流体力学的直径が１００ｎｍ未満である、請求項４に記載の方法。
6. 前記少なくとも１つの官能基が、スルホン酸基、硫酸エステル基、カルボン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、リン酸エステル基、又は亜リン酸エステル基を含む、請求項４に記載の方法。
7. シランの量と前記官能基を有するシランの量とのモル比が６０：１～５：１の範囲である、請求項４に記載の方法。
8. 前記ＭＳＮが、有機分子、オリゴマー、又はポリマー、及び／又は正に荷電した分子、オリゴマー、又はポリマーによる外面修飾をさらに有する、請求項４に記載の方法。
9. 前記有機分子、オリゴマー、又はポリマーが、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、ポリ（プロピレングリコール）（ＰＰＧ）、又はＰＥＧ－ＰＰＧコポリマー、又はこれらの組み合わせから選択される、請求項８に記載の方法。
10. 前記正に電荷した分子、オリゴマー、又はポリマーが、（Ｎ－［３－（トリメトキシシリル）プロピル］－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルアンモニウムクロリド）、Ｎ－［３－（トリメトキシシリル）プロピル］エチレンジアミン、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）；アルコキシルシラン末端（ポリ）アルキレン（ポリ）アミン、若しくはアミノ基を有するオルガノアルコキシシラン、又はこれらの組み合わせから選択される、請求項８に記載の方法。
11. 少なくとも１つの細孔を画定し前記少なくとも１つの細孔の側壁に少なくとも１つの官能基を有するメソポーラスシリカナノ粒子（ＭＳＮ）に充填された薬剤を含むコンジュゲートであって、前記少なくとも１つの官能基のｐＫ_ａ値が４．５以下である、コンジュゲート。
12. ＰＢＳ培地で測定した前記ＭＳＮの平均流体力学的直径が１００ｎｍ未満である、請求項１１に記載のコンジュゲート。
13. 前記少なくとも１つの官能基が、スルホン酸基、硫酸エステル基、カルボン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、リン酸エステル基、又は亜リン酸エステル基を含む、請求項１１に記載のコンジュゲート。
14. シランの量と前記官能基を有するシランの量とのモル比が６０：１～５：１の範囲である、請求項１１に記載のコンジュゲート。
15. 有機分子、オリゴマー、若しくはポリマー、及び／又は正に荷電した分子、オリゴマー、若しくはポリマーによる外面修飾をさらに有する、請求項１１に記載のコンジュゲート。
16. 前記有機分子、オリゴマー、又はポリマーが、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、ポリ（プロピレングリコール）（ＰＰＧ）、又はＰＥＧ－ＰＰＧコポリマー、又はこれらの組み合わせから選択される、請求項１５に記載のコンジュゲート。
17. 前記正に荷電した分子、オリゴマー、又はポリマーが、（Ｎ－［３－（トリメトキシシリル）プロピル］－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルアンモニウムクロリド）、Ｎ－［３－（トリメトキシシリル）プロピル］エチレンジアミン、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）；アルコキシルシラン末端（ポリ）アルキレン（ポリ）アミン、若しくはアミノ基を有するオルガノアルコキシシラン、又はこれらの組み合わせから選択される、請求項１５に記載のコンジュゲート。
18. 前記薬剤が、前記少なくとも１つの細孔に充填されている、請求項１１に記載のコンジュゲート。
19. 前記薬剤のｐＫ_ａ値が、前記ＭＳＮのシラノール基の値と同等以上であり、並びに／若しくは前記薬剤が、前記ＭＳＮのいずれか１つの官能基のｐＫ_ａ値と同等以上のｐＨ値で特性の変化を示すか、又は前記薬剤が、正に荷電し、及び／若しくは前記ＭＳＮの広い壁上のいずれか１つの官能基のｐＫ_ａ値と同等以上のｐＨ値で活性型を示す、請求項１１に記載のコンジュゲート。
20. 前記薬剤がイリノテカン（ＩＲＩ）である、請求項１１に記載のコンジュゲート。