JP2024512770A - 遺伝子送達における非ウイルスベクターとしての樹状構造 - Google Patents
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Abstract
インビトロ及びインビボの両方において核酸の細胞内送達を容易にするために、他の脂質成分と組み合わせて使用して核酸を有するナノ粒子を形成することができる新規な樹状構造が本明細書に開示される。この化合物を含むナノ粒子組成物、及び疾患若しくは状態を治療又は予防するためのそれらの使用方法も提供される。【選択図】図9B
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2021年4月2日に出願され、発明の名称「DENDRITIC ARCHITECTURES FOR NUCLEIC ACID DELIVERY」の米国仮特許出願第63/170,119号の利益を主張し、この米国仮特許出願は、参照により、あたかも完全に示されているかのように本明細書に組み込まれる。
本出願は、2021年4月2日に出願され、発明の名称「DENDRITIC ARCHITECTURES FOR NUCLEIC ACID DELIVERY」の米国仮特許出願第63/170,119号の利益を主張し、この米国仮特許出願は、参照により、あたかも完全に示されているかのように本明細書に組み込まれる。
分野
本開示は、疾患及び/若しくは障害を治療又は予防するための対象への核酸の効率的な送達のための非ウイルスベクター又は担体としての樹状構造、並びにこの担体及び核酸を含むナノ粒子組成物に関する。本開示は、このナノ粒子組成物を製剤化する方法、並びにそのようなナノ粒子組成物を用いて対象における疾患及び/又は障害を治療する方法にも関する。
本開示は、疾患及び/若しくは障害を治療又は予防するための対象への核酸の効率的な送達のための非ウイルスベクター又は担体としての樹状構造、並びにこの担体及び核酸を含むナノ粒子組成物に関する。本開示は、このナノ粒子組成物を製剤化する方法、並びにそのようなナノ粒子組成物を用いて対象における疾患及び/又は障害を治療する方法にも関する。
核酸ワクチン及び核酸治療薬は、いくつかの疾患又は状態を予防及び治療するための有望なアプローチとして出現している。特定の核酸は、細胞又は血漿中で限られた期間のみ安定であり、それらの高度に荷電した性質は、細胞膜を横切る送達をさらに複雑にする。それゆえ、このような薬剤を安定化し細胞に送達することができる組成物は、特に興味深い(Mendesら、2017、Molecules 22(9)、1401;Jonesら、2013、Mol.Pharmaceutics 10、4082-4098;並びにNishikawa及びHuang、2001 Hum.Gene Ther. 12、861-870)。核酸送達ベクターは、理想的には、エンドヌクレアーゼによる核酸分解、細胞内在化、エンドソーム脱出、ベクターからのペイロード放出及び所望の標的へのアクセス等の異なる細胞外及び細胞内の障壁を、そのすべてが最小限の毒性で克服すべきである(Jonesら、2013、Mol.Pharmaceutics 10、4082-4098;Nishikawa及びHuang、2001 Hum.Gene Ther. 12、861-870;Gomesら、2014 MRS Bull. 39、60-70;並びにDufesら、2005、Adv.Drug Delivery Rev. 57、2177-2202)。
脂質ナノ粒子(LNP)系は、その高い核酸封入化効率及び強力なトランスフェクション等のため、遺伝子薬物のための最も高度な送達系であるが、軽度から中程度の局所及び全身性の有害事象が観察されている(Mol Ther Nucleic Acids. 2019年4月15日;15:1-11;Ther Deliv. 2016;7(5):319-334. doi:10.4155/tde-2016-0006)。
生体適合性であるか又はインビボで天然代謝産物に分解可能であることが公知である基本単位(構成要素)を有する、ポリエステルデンドロンと呼ばれるものが報告されている(Carnahan及びGrinstaff、2001、J.Am.Chem.Soc. 123、2905;Carnahan及びGrinstaff、2001、Macromolecules 34、7648;並びにCarnahan及びGrinstaff、2006、Macromolecules 39、609)。
Mendesら、2017、Molecules 22(9)、1401
Jonesら、2013、Mol.Pharmaceutics 10、4082-4098
Nishikawa及びHuang、2001 Hum.Gene Ther. 12、861-870
Gomesら、2014 MRS Bull. 39、60-70
Dufesら、2005、Adv.Drug Delivery Rev. 57、2177-2202
Mol Ther Nucleic Acids. 2019年4月15日;15:1-11
Ther Deliv. 2016;7(5):319-334. doi:10.4155/tde-2016-0006
Carnahan及びGrinstaff、2001、J.Am.Chem.Soc. 123、2905
Carnahan及びGrinstaff、2001、Macromolecules 34、7648
Carnahan及びGrinstaff、2006、Macromolecules 39、609
一態様では、本発明は、式Ia、Ib、Ic、Id、Ie若しくはIfのデンドロン又はデンドリマーを含む核酸担体に関する。
上記式中、PEは、コアと、1つ以上の世代を形成する複数のモノマー状のポリエステル単位とを含むポリエステル(PE)デンドロンであり、Aはアミンであり、Bは疎水性単位であり、zは表面基の数である。
一態様では、本発明は、本明細書に開示される核酸担体のいずれか1つと、その中に封入された治療用又は免疫原性の核酸剤と、コンジュゲートされた脂質とを含むナノ粒子組成物に関する。一態様では、本発明は、本明細書に開示される核酸担体のいずれか1つと、その中に封入された治療用又は免疫原性の核酸剤と、本明細書に開示される1つのコンジュゲートされた脂質(例えば、PEG-脂質)と、細胞内送達及びインビボでのナノ粒子安定性を改善するためのリン脂質及びコレステロール又はその誘導体の混合物とを含むナノ粒子組成物に関する。
一態様では、本発明は、対象における疾患若しくは状態を治療又は予防する方法に関する。この方法は、本明細書に開示されるナノ粒子組成物のいずれか1つを提供する工程と、治療有効量のこれらのナノ粒子組成物を対象に投与する工程とを含む。
本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面と併せて読むとより良く理解されるであろう。本発明を説明する目的で、特定の実施形態が図面に示されている。しかしながら、本発明は、示されたまさにその配置及び手段に限定されるわけではないことが理解される。
特定の用語は、以下の説明において便宜上のみ使用され、限定するものではない。
用語「置換」は、すべての原子の原子価が親構造上で維持されるという条件で、1つの官能基又はその中に含まれる部分を、分子上で別の官能基に変化させることができるということを指す。置換された基は、本明細書において「置換(物)」又は「置換基」と互換的に呼ばれる。任意の所与の構造における複数の位置が特定の群から選択される複数の置換基で置換されている場合、その置換基は、すべての位置で同じであってもよいし異なっていてもよい。
用語「アミン」は、形式的にはアンモニアの誘導体であって、1個以上の水素原子がアルキル基等の置換基で置き換えられているものである。
本明細書で使用される用語「表面基」は、樹状分子の表面上の末端基を意味する。核酸担体の表面は、自己組織化特性を補助し、核酸を集める(condense)ために、疎水性尾部(本明細書では成分「B」として記載される)又はアミン(本明細書では成分「A」として記載される)で修飾される。
本明細書で使用される用語「アルキル」は、1~28個の炭素原子を含有する直鎖又は分岐鎖炭化水素を意味する。アルキル鎖長は、核酸担体の疎水性及び自己組織化特性を制御するために有用であってもよい。アルキルの代表例としては、メチル、エチル、n-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、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、n-ヘキシル、3-メチルヘキシル、2,2-ジメチルペンチル、2,3-ジメチルペンチル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-ノニル、及びn-デシルが挙げられるが、これらに限定されない。
請求項及び明細書の対応する箇所で使用される用語「a」及び「one(1つ)」は、特に断らない限り、参照される項目の1つ以上を含むものとして定義される。この用語は、上記で具体的に言及した単語、その派生語、及び同様の意味の単語を含む。「A、B、又はC」等の2つ以上の項目のリストに続く「少なくとも1つ」という語句は、A、B、又はCの任意の個々の1つ、及びそれらのいずれかの組み合わせを意味する。
非ウイルスベクターは、発癌、免疫原性、及び広範な向性を含む、ウイルスベクターに関連する多くの制限に対処する可能性を有する。「ナノ粒子組成物」は、核酸担体及び核酸ペイロードを含む組成物を指す。核酸ペイロードは、核酸担体によって「担持」されており、核酸担体によって封入されてもよい。
一実施形態は、核酸を集めるため、及び核酸を分解から保護するナノ粒子組成物に自己組織化するためにアミン及び疎水性尾部で修飾された基本単位としてのポリエステルデンドロン(その非限定的な例は2,2-ビスメチロールプロピオン酸(ビス-MPA)モノマー系デンドロンである)を含む。一実施形態では、このデンドロンは核酸を細胞に輸送してもよい。
一実施形態は、式Ia、Ib、Ic、Id、Ie又はIfを有する核酸担体を含む。
上記式中、PEはポリエステルデンドロンであって、コアと、このコアの周囲に層状に重なって樹状の構造を形成するモノマー状のポリエステル単位とを含み、各層は世代(G)と呼ばれ、Aはアミンであり、Bは疎水性単位であり、zは表面基の数である。
PEは式IIを有してもよい。
Gは、デンドロンの層又は世代であり、nは世代数であり、その値は1~10の範囲にあり、モノマー状のポリエステル単位は、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸又は2,2-ビス(ヒドロキシメチル)酪酸であってもよいが、これに限定されない。Zは式IIIを有する。
z=bn、式III
上記式中、bは分岐点多重度、又は各分岐点における分岐数であり、nは世代数である。
z=bn、式III
上記式中、bは分岐点多重度、又は各分岐点における分岐数であり、nは世代数である。
モノマー状のポリエステル単位として2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸又は2,2-ビス(ヒドロキシメチル)酪酸を含む核酸担体において、分岐点多重度又は各分岐点における分岐数bは2である。
コアの構造は、得られる核酸担体のアミン密度及び/又は電荷密度、直径、並びに柔軟性(可撓性)に影響を及ぼしてもよい。これらの属性は、核酸担体の物理化学的特性、核酸とのその相互作用、及び遺伝子導入活性に影響を及ぼしてもよい。
アミンAは、孤立電子対を有する1つ以上の窒素原子を含有することによって核酸担体分子にプロトン受容機能性を付与する部分である。従って、アミンは、酸性条件下で遊離プロトン(H+)を受け入れることができる。好ましい実施形態では、窒素原子は、第2級アミン又は第3級アミンの形態で存在する。アミンは、以下の部分から選択されてもよい:1-(2-アミノエチル)ピペラジン、1-ピペリジンエタンアミン、1-ジメチルアミノ-2-プロピルアミン、1-(3-アミノプロピル)ピロリジン、1-(2-アミノエチル)ピロリジン、1-(2-アミノエチル)ピペリジン、2-(1-ピペラジニル)エチルアミン、2-(4-メチル-ピペラジン-1-イル)-エチルアミン、3-(ジメチルアミノ)-1-プロピルアミン、3-(ジエチルアミノ)プロピルアミン、(4-アミノブチル)ジメチルアミン、4-(1-ピロリジニル)-1-ブチルアミン、4-モルホリンエタンアミン、4-モルホリンプロパンアミン、4-メチル-1-ピペラジンエタンアミン、4-(ジエチルアミノ)ブチルアミン、N,N-ジメチルエチレンジアミン、N,N-ジメチルジプロピレントリアミン、N,N’-ジメチル-N,N’-ビス(3-メチルアミノプロピル)トリメチレンジアミン、N1-(2-アミノエチル)-N1-メチルプロパン-1,3-ジアミン、N1-(3-アミノプロピル)-N1-メチルブタン-1,4-ジアミン、N1-(4-アミノブチル)-N1-メチルブタン-1,4-ジアミン、N1-(3-アミノプロピル)プロパン-1,3-ジアミン、N1-(3-アミノプロピル)-N1-メチルプロパン-1,3-ジアミン、3-((3-アミノプロピル)(メチル)アミノ)プロパン-1-オール、1-ジメチルアミノ-2-プロパノール、1-[ビス[3-(ジメチルアミノ)プロピル]アミノ]-2-プロパノール、2-ジメチルアミノエタノール、2-(ジエチルアミノ)エタノール、2-[2-(ジメチルアミノ)エトキシ]エタノール、2-(2-アミノエトキシ)エタノール、2-{[2-(ジメチルアミノ)エチル]メチルアミノ}エタノール、3-ジメチルアミノ-1-プロパノール、3-ジエチルアミノ-1-プロパノール、4-(ジメチルアミノ)-1-ブタノール、4-ジエチルアミノ-2-ブチン-1-オール、N-メチルジエタノールアミン、4-(ジエチルアミノ)ブタン-1-オール、3-(アゼチジン-1-イル)プロパン-1-オール、3-(ピロリジン-1-イル)プロパン-1-オール、3-(ピペリジン-1-イル)プロパン-1-オール、4-(アゼチジン-1-イル)ブタン-1-オール、4-(ピロリジン-1-イル)ブタン-1-オール、4-(ピペリジン-1-イル)ブタン-1-オール、3-モルホリノプロパン-1-オール、4-モルホリノブタン-1-オール、3-(4-メチルピペラジン-1-イル)プロパン-1-オール、4-(4-メチルピペラジン-1-イル)ブタン-1-オール。これらは以下に示すとおりである。
式Iの疎水性単位Bは、PEデンドロンを脂肪酸又はその誘導体等の官能性試薬と接触させることによって導入されてもよい。脂肪酸は、C4~C28鎖を有する飽和又は不飽和の脂肪酸であってもよい。脂肪酸は、アラキドン酸、オレイン酸、エイコサペンタン酸、ラウリン酸、カプリル酸、カプリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、リノール酸、又はリノレン酸であってもよいが、これらに限定されない。脂肪酸誘導体は、12-ヒドロキシ-9-cis-オクタデセン酸、12-メチルテトラデカン酸、12-メチルトリデカン酸、14-メチルヘキサデカン酸、14-メチルヘキサデカン酸、18-メチルノナデカン酸、19-メチルアラキジン酸、イソパルミチン酸、イソステアリン酸、フィタン酸、(±)-2-ヒドロキシオクタン酸、(±)-3-ヒドロキシデカン酸、(±)-3-ヒドロキシオクタン酸、10-ヒドロキシデカン酸、12-ヒドロキシオクタデカン酸、15-ヒドロキシペンタデカン酸、16-ヒドロキシヘキサデカン酸、2-ヒドロキシヘキサデカン酸、2-ヒドロキシテトラデカン酸、2-ヒドロキシドデカン酸、DL-α-ヒドロキシステアリン酸、DL-β-ヒドロキシラウリン酸、DL-β-ヒドロキシミリスチン酸、又はDL-β-ヒドロキシパルミチン酸であってもよいが、これらに限定されない。
一実施形態では、当該核酸担体は、インビトロ及びインビボで送達材料を追跡するのに適した官能基を含んでもよい。当該核酸担体は、13C又は2H(本明細書では重水素、D又はdとも呼ばれる)等の炭素(C)又は水素(H)の安定同位体を含有する脂肪酸を有してもよい。この核酸担体がレプリコンRNA等の核酸とともにナノ粒子に製剤化される場合、そのナノ粒子は、質量分析又は核磁気共鳴画像法等の技術によって、投与後にインビトロ及びインビボで追跡されてもよい。安定同位体の包含は送達分子の特定に有益であってもよい。というのも、これらの同位体は組織中で豊富な12C及び1H同位体とは異なるためである。追跡は、投与後のナノ粒子の生体内分布、物質クリアランス及び分子安定性、並びに関連する項目を特定するために有用であってもよい。同位体標識された脂肪酸は、オクタン酸-1-13C、オクタン酸-8-13C、オクタン酸-8,8,8-2H3、オクタン酸-2H15、デカン酸-1-13C、デカン酸-10-13C、デカン酸-10,10,10-2H3、デカン酸-2H19、ウンデカン酸-1-13C、ラウリン酸-12,12,12-2H3、ラウリン酸-2H23、ラウリン酸-1-13C、ラウリン酸-1,12-13C2、トリデカン酸-2,2-2H2、ミリスチン酸-14-13C、ミリスチン酸-1-13C、ミリスチン酸-14,14,14-2H3、ミリスチン酸-d27、パルミチン酸-1-13C、パルミチン酸-16-13C、パルミチン酸-16-13C,16,16,16-2H3、パルミチン酸-2H31、ステアリン酸-1-13C、ステアリン酸-18-13C、ステアリン酸-18,18,18-2H3、ステアリン酸-2H35、オレイン酸-1-13C、オレイン酸-2H34、リノレン酸-1-13C、リノール酸-2H32、アラキドン酸-5,6,8,9,11,12,14,15-2H8、又はエイコサン酸-2H39であってもよいが、これらに限定されない。
一実施形態では、本明細書に記載される核酸担体のいずれか1つを含むナノ粒子組成物が提供される。本開示のナノ粒子組成物は、薬剤を細胞に導入するのに有用であってもよい。薬剤は核酸であってもよい。本開示のナノ粒子組成物は、ワクチンとして有用であってもよい。本開示のナノ粒子組成物は、治療用製剤として有用であってもよい。本開示のナノ粒子組成物は、トランスフェクション剤として有用であってもよい。本開示のナノ粒子組成物は、疾患を治療又は予防する方法において有用であってもよい。
一実施形態では、ナノ粒子組成物は、核酸担体の混合物を含んでもよい。混合物中の核酸担体のうちの1つ以上は、その混合物中の他の核酸担体と比較して、異なるアミン、異なるアミン密度、又は異なる側鎖のうちの少なくとも1つを含んでもよい。これらの核酸担体は、混合物中で固定比であってもよい。3種の樹状分子との混合物の例に関して、第1の核酸担体対第2の核酸担体及び第3の核酸担体の比は、i:j:kであってもよく、i、j及びkは、独立に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20、又は上記の数値の任意の2つの間の値から選択される。
一実施形態では、当該ナノ粒子組成物は、1種以上の治療用又は免疫原性の核酸剤を含んでもよい。本明細書で使用される場合、用語「核酸」は、任意の天然若しくは合成のDNA若しくはRNA分子、又はそれらのハイブリッドを指す。核酸は、天然及び/又は合成のヌクレオチドを含んでもよい。核酸分子は、抗体、ホルモン、又は受容体等の治療的利益を有するタンパク質をコードしてもよい。核酸分子は、ウイルス病原体若しくは細菌病原体等の疾患に由来する、又は癌性細胞に由来するタンパク質免疫原をコードしてもよい。核酸分子は、タンパク質をコードしなくてもよく、代わりに、例えばsiRNAの形態で、細胞シグナル伝達又はタンパク質発現の調節を介して生物学的効果を発揮してもよい。
一実施形態では、上記治療用又は免疫原性の核酸剤は、RNA分子又はDNA分子であってもよい。核酸剤は、1つ以上の異なるRNA分子、DNA分子、又はそれら2つの組み合わせの混合物であってもよい。用語「DNA」又は「DNA分子」又は「デオキシリボ核酸分子」は、デオキシリボヌクレオチドのポリマーを指す。DNA分子は、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、DNA、又はcDNAであってもよい。DNA分子は、野生型又は操作されたタンパク質、ペプチド又はポリペプチド、例えば抗原をコードしてもよい。用語「RNA」又は「RNA分子」又は「リボ核酸分子」は、複数のリボヌクレオチド(例えば、2、3、4、5、10、15、20、25、30、又はそれより多いリボヌクレオチド)のポリマーを指す。RNA分子は、レプリコンRNA(repRNA)、低分子干渉RNA(siRNA)、miRNA、一本鎖ガイドRNA(sgRNA)、メッセンジャーRNA(mRNA)、又は転移RNA(tRNA)であってもよい。レプリコンRNA(repRNA)は、感染性子孫ビリオンを産生することができない複製能力のある子孫欠損RNAウイルスゲノムを指す。repRNAとしての使用のために典型的に改変されるウイルスゲノムは、「プラス鎖」RNAウイルスを含む。改変されたウイルスゲノムは、mRNA及び複製のための鋳型の両方として機能する。低分子干渉RNA(siRNA)は、RNA干渉を誘導又は媒介することができる約10~50ヌクレオチド(又はヌクレオチド類似体)を含むRNA(又はRNA類似体)を指す。マイクロRNA(miRNA)は、コードmRNAの安定性及び翻訳のいずれか又は両方に影響を及ぼすことによって真核生物における遺伝子発現の転写後調節に関与する小さい(20~24nt)調節性非コードRNAを指す。メッセンジャーRNA(mRNA)は、通常、一本鎖RNAであり、1つ以上のポリペプチド鎖のアミノ酸配列を規定する。この情報は、リボソームがmRNAに結合するタンパク質合成中に翻訳される。DNA分子又はRNA分子は、核酸骨格、リボース糖部分及び核酸塩基自体において化学的に修飾されてもよい。
RNA分子は、単シストロン性又は多シストロン性のmRNAであってもよい。単シストロン性のmRNAは、タンパク質ポリペプチド又はペプチドをコードする1つの配列のみを含むmRNAを指す。多シストロン性のmRNAは、典型的には、2つ以上のタンパク質、ポリペプチド又はペプチドをコードする2つ以上の配列を指す。mRNAは、抗原として作用するタンパク質、ポリペプチド、又はペプチドをコードしてもよい。
一実施形態では、DNA分子は、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、DNA、又はcDNAであってもよい。RNA分子は、レプリコンRNA(repRNA)、低分子干渉RNA(siRNA)、miRNA、一本鎖ガイドRNA(sgRNA)、メッセンジャーRNA(mRNA)、又は転移RNA(tRNA)であってもよい。上記治療用又は免疫原性の核酸剤は、核酸担体に非共有結合で結合されてもよく、又は共有結合で結合されてもよい。治療用又は免疫原性の核酸剤は、イオン結合を介して荷電核酸担体に静電的に結合されてもよい。
一実施形態では、本明細書に記載されるナノ粒子組成物は、抗原をコードする免疫原性又は治療用の核酸剤を含んでもよい。
本明細書で使用される場合、「封入された(る)」は、完全封入、部分封入、又はその両方で、核酸(例えば、メッセンジャーRNA)等の活性薬剤又は治療剤を提供するナノ粒子を指すことができる。好ましい実施形態では、核酸は、ナノ粒子中に完全に封入されている。核酸治療剤の文脈において、完全封入は、Ribogreen(登録商標)アッセイによって決定されてもよい。RiboGreen(登録商標)は、溶液中のオリゴヌクレオチド及び一本鎖のDNA又はRNAを定量するための超高感度蛍光核酸染色剤である(Thermo Fisher Scientific(サーモフィッシャーサイエンティフィック)、米国から入手可能)。
本明細書で使用される「抗原」は、免疫応答を誘発する分子として定義される。免疫応答は、抗体産生、若しくは特定の免疫学的に活性な細胞の活性化のいずれか、又はその両方を含んでもよい。抗原は、タンパク質、ペプチド、又はポリペプチド等の高分子を含む、免疫応答を刺激することができる任意の分子を指してもよい。抗原は、病原体又は癌細胞の構造成分であってもよい。抗原は、宿主において合成されてもよく、組換えによって産生されてもよく、又は組織試料、細胞、若しくは生体液を含むがこれらに限定されない生体試料に由来してもよい。
抗原は、ワクチン抗原、寄生虫抗原、細菌抗原、腫瘍抗原、環境抗原、治療抗原又はアレルゲンであってもよいが、これらに限定されない。本明細書で使用される場合、ヌクレオチドワクチンは、抗原(複数種可)を送達することによって対象の体内で適応免疫応答を刺激することができるDNA又はRNAベースの予防又は治療用の組成物である。ワクチン接種によって誘導される免疫応答は、典型的には、免疫記憶の発生、及び抗原又は感染因子とのその後の遭遇に迅速に応答する生物の能力をもたらす。
核酸の担体としての本開示における「核酸担体」の使用が好ましく、これが理由で「核酸担体」という名称が適用される。しかしながら、実施形態は、本開示の核酸担体と、負又は部分的に負の電荷を含有する薬剤との組み合わせも含む。この薬剤は薬物であってもよい。
一実施形態では、当該ナノ粒子組成物は、負又は部分的に負の電荷を含有する薬物を含むように製剤化されてもよい。当該ナノ粒子は、核酸担体中のプロトン化アミン基の正電荷との負電荷の静電会合を介して製剤化されてもよい。負に荷電した薬物は、イオン性薬物であってもよい。用語「イオン性薬物」は、水溶性であり、蒸留水の溶液中でイオン化可能である電気的に非対称な分子を指す。イオン性薬物は、リン酸官能基、ホスホン酸官能基、又はホスフィン酸官能基を含有してもよい。リン酸基を含む薬物は、リン酸含有ヌクレオチド類似体、例えば、癌の治療及びウイルス化学療法のために使用される薬物であってもよい。リン酸含有薬物は、プリン及びピリミジンヌクレオシド類似体、アラビノシルシトシン(ara-C)、ara-C一リン酸(ara-CMP)、アジドチミジン(AZT)、AZT一リン酸(AZTMP)、2’3’-ジデオキシシチジン(ddCD)、環状アデノシド一リン酸(cAMP)、テノホビル、又はアデホビルであってもよいが、これらに限定されない。
一実施形態では、本明細書に記載されるナノ粒子組成物は、1種以上の「脂質コンジュゲート」を含んでもよい。脂質コンジュゲートは、粒子の凝集を防ぐのに有用であってもよい。企図される脂質コンジュゲートには、PEG-脂質コンジュゲートが含まれるが、これに限定されない。PEG-脂質コンジュゲートは、脂質に結合したPEG(例えば、DMG-PEG2000又はALC 0159)、リン脂質に結合したPEG(例えば、ホスファチジルエタノールアミン(PEG-PE)、コレステロール又はその誘導体にコンジュゲートされたPEG、及びこれらの混合物であってもよいが、これらに限定されない。ある特定の場合において、PEGは、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、又はアリール基によって随意に置換されてもよい。
様々な鎖長及び飽和度の様々なアシル鎖基を有するホスファチジルエタノールアミンをPEGにコンジュゲートして脂質コンジュゲートを形成することができる。ホスファチジルエタノールアミンは市販されているか、又は従来の技術を用いて単離若しくは合成することができる。ホスファチジルエタノールアミンは、C10~C20の範囲の炭素鎖長を有する飽和又は不飽和脂肪酸を含んでもよい。ホスファチジルエタノールアミンは、一価不飽和脂肪酸又は多価不飽和脂肪酸、並びに飽和脂肪酸及び不飽和脂肪酸の混合物を含んでもよい。企図されるホスファチジルエタノールアミンとしては、ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン(DMPE)、ジパルミトイル-ホスファチジルエタノールアミン(DPPE)、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE)、及びジステアロイル-ホスファチジルエタノールアミン(DSPE)が挙げられるが、これらに限定されない。
PEG-脂質は、コレステロール又はコレステロール誘導体にコンジュゲートされたPEGを含んでもよい。コレステロール誘導体の例としては、コレスタノール、コレスタノン、コレステノン、コプロスタノール、コレステリル-2’-ヒドロキシエチルエーテル、コレステリル-4’-ヒドロキシブチルエーテル、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
PEGは、2つの末端ヒドロキシル基を有するエチレンPEG繰り返し単位の直鎖水溶性ポリマーである。PEGは、その分子量によって分類される。例えば、PEG2000は約2,000ダルトンの平均分子量を有し、PEG5000は約5,000ダルトンの平均分子量を有する。PEGは、Avanti Polar Lipids(アバンティ・ポーラー・リピド)から市販されている。本明細書に記載されるPEG-脂質コンジュゲートのPEG部分は、約550ダルトン~約10,000ダルトンの範囲の平均分子量を含んでもよい。
当該ナノ粒子組成物中に含まれるPEG-脂質のサイズ、相対量及び分布は、ナノ粒子組成物の物理的特性に影響を及ぼしてもよい。制御することができる物理的特性は、ナノ粒子の直径、ナノ粒子が凝集する傾向、各ナノ粒子内の核酸分子の数、若しくはナノ粒子組成物中のナノ粒子の濃度、治療用及び免疫原性の核酸剤の細胞内送達の有効性、並びに/又は細胞によるナノ粒子の取り込みの有効性であってもよいが、これらに限定されない。a)PCT/US19/67402(Poulami Talukder、Jasdave S. Chahal、Justine S. McPartlan、Omar Khan、Karl Ruping. Nanoparticle Compositions for Efficient Nucleic Acid Delivery and Methods of Making and Using the Same;b)Mui,Barbara Lら、「Influence of Polyethylene Glycol Lipid Desorption Rates on Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of siRNA Lipid Nanoparticles」、Molecular therapy. Nucleic acids 第2巻、12 e139. 2013年12月17日、doi:10.1038/mtna.2013.66を参照。これらの文献は、参照により、あたかも完全に示されているかのように本明細書に組み込まれる。
当該ナノ粒子組成物は、ナノ粒子組成物あたり10モル%以下のPEG-脂質を含んでもよい。当該ナノ粒子組成物は、ナノ粒子組成物あたり約10モル%、約9モル%、約8モル%、約7モル%、約6モル%、約5モル%、約4モル%、約3モル%、約2モル%、若しくは約1モル%、又は上述の整数の任意の2つの間の任意の量のPEG-脂質を含んでもよい。PEG-脂質を含むナノ粒子組成物は、PEG-脂質を欠く組成物のナノ粒子よりも小さい直径を有するナノ粒子を含んでもよい。当該ナノ粒子組成物は、PEG-脂質を欠く組成物のナノ粒子よりも高い凝集傾向を有するナノ粒子も含んでもよい。
ナノ粒子組成物は、「両親媒性脂質」を含んでもよい。本明細書で使用される場合、「両親媒性脂質」は、非極性疎水性「尾部」及び極性「頭部」を有する任意の材料を指す。極性基としては、リン酸基、カルボン酸基、硫酸(スルファト)基、アミノ基、スルフヒドリル基、ニトロ基、ヒドロキシル基、又は他の同様の基を挙げてもよい。非極性基としては、長鎖の飽和及び不飽和の脂肪族炭化水素基、並びに1つ以上のシクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール又は複素環基で置換されたそのような基を挙げてもよいが、これらに限定されない。両親媒性脂質の例としては、リン脂質、アミノ脂質、及びスフィンゴ脂質が挙げられるが、これらに限定されない。リン脂質の代表例としては、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジン酸、パルミトイルオレオイルホスファチジルコリン、リゾホスファチジルコリン、リゾホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、ジオレオイルホスファチジルコリン、ジステアロイルホスファチジルコリン、及びジリノレオイルホスファチジルコリンが挙げられるが、これらに限定されない。
当該ナノ粒子組成物は、ナノ粒子組成物あたり10モル%~15モル%の範囲の量の両親媒性脂質で両親媒性脂質を含んでもよい。
一実施形態では、当該ナノ粒子組成物は、コレステロール又はコレステロール誘導体を含んでもよい。コレステロール誘導体の例としては、コレスタノール、5,6-エポキシコレスタノール、コレスタノン、コレステノン、コプロスタノール、コレステリル-2’-ヒドロキシエチルエーテル、コレステリル-4’-ヒドロキシブチルエーテル、24-エチルコレステロール、24-メチルコレステロール、コレン酸、3-ヒドロキシ-5-コレステン酸、パルミチン酸コレステリル、アラキドン酸コレステリル、アラキジン酸コレステリル、ミリスチン酸コレステリル、パルミトレイン酸コレステリル、リグノセリン酸コレステリル、オレイン酸コレステリル、ステアリン酸コレステリル、エルカ酸コレステリル、α-リノレン酸コレステロール、リノール酸コレステリル、ホモ-γ-リノレン酸コレステリル、4-ヒドロキシコレステロール、6-ヒドロキシコレステロール、7-ヒドロキシコレステロール、19-ヒドロキシコレステロール、20-ヒドロキシコレステロール、22-ヒドロキシコレステロール、24-ヒドロキシコレステロール、25-ヒドロキシコレステロール、27-ヒドロキシコレステロール、27-アルキンコレステロール、7-ケトコレステロール、7-デヒドロコレステロール、8-デヒドロコレステロール、24-デヒドロコレステロール、5α-ヒドロキシ-6-ケトコレステロール、20,22-ジヒドロキシコレステロール、7,25-ジヒドロキシコレステロール、7,27-ジヒドロキシコレステロール、7-ケト-25-ヒドロキシコレステロール、フコステロール、フィトステロール、11,14-エイコサジエン酸コレステリル、ジメチルヒドロキシエチルアミノプロパンカルバモイルコレステロールヨウ化物及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。コレステロール誘導体は、マンノース、ガラクトース等の糖部分を含んでもよい。コレステロール誘導体は、糖部分及び/又はアミノ酸、例えばセリン、トレオニン、リジン、ヒスチジン、アルギニン若しくはそれらの誘導体を含んでもよい。当該ナノ粒子組成物は、ナノ粒子組成物あたり50モル%~75モル%の範囲の量のコレステロール又はその誘導体でコレステロール又はコレステロール誘導体を含んでもよい。
一実施形態では、当該ナノ粒子組成物は、薬学的に許容できる担体を含んでもよい。本明細書中で使用される場合、用語「薬学的に許容できる担体」は、対象化合物を1つの器官又は身体の一部から別の器官又は身体の部分へ運搬又は輸送することに関与する薬学的に許容できる材料、組成物又はビヒクル、例えば、液体若しくは固体の充填剤、希釈剤、賦形剤、製造助剤(例えば、滑沢剤、タルク、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム若しくはステアリン酸亜鉛、若しくはステアリン酸)、若しくは溶媒封入材料を意味する。各薬学的に許容できる担体は、製剤の他の成分と適合性であり、患者に有害でないという意味で「許容できる」。薬学的に許容できる担体として役立ち得る材料のいくつかの例としては、以下が挙げられる:(1)糖、例えばラクトース、グルコース、マンノース及び/若しくはスクロース;(2)デンプン、例えばトウモロコシデンプン及び/若しくはジャガイモデンプン;(3)セルロース及びその誘導体、例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、エチルセルロース、微結晶性セルロース及び/若しくは酢酸セルロース;(4)粉末トラガカント;(5)麦芽;(6)ゼラチン;(7)滑沢剤、例えば、ステアリン酸マグネシウム、ラウリル硫酸ナトリウム及び/若しくはタルク;(8)賦形剤、例えば、カカオ脂及び/若しくは坐剤ワックス;(9)油、例えば落花生油、綿実油、ベニバナ油、ゴマ油、オリーブ油、トウモロコシ油及び/若しくは大豆油;(10)グリコール、例えばプロピレングリコール;(11)ポリオール、例えばグリセリン、ソルビトール、及び/若しくはマンニトール;(12)エステル、例えばグリセリド、オレイン酸エチル及び/若しくはラウリン酸エチル;(13)寒天;(14)緩衝剤、例えば水酸化マグネシウム及び/若しくは水酸化アルミニウム;(15)アルギン酸;(16)発熱物質を含まない水;(17)希釈剤、例えば等張食塩水及び/若しくはPEG400;(18)リンゲル液;(19)C2~C12アルコール、例えばエタノール;(20)脂肪酸;(21)pH緩衝溶液;(22)増量剤、例えばポリペプチド及び/若しくはアミノ酸;(23)血清成分、例えば血清アルブミン、HDL及びLDL;(24)界面活性剤、例えばポリソルベート(Tween80)及び/若しくはポロキサマー;並びに/又は(25)医薬製剤に採用される他の非毒性適合性物質:例えば、充填剤、結合剤、湿潤剤、着色剤、離型剤、コーティング剤、甘味剤、矯味矯臭剤、芳香剤、保存剤及び/若しくは抗酸化剤。用語「賦形剤」、「担体」、「薬学的に許容できる担体」等は、本明細書において互換的に使用される。
一実施形態は、対象における疾患若しくは状態を治療又は予防する方法を含む。当該方法は、本明細書に記載されるナノ粒子組成物のいずれか1つを提供する工程を含んでもよい。この方法は、治療有効量の当該ナノ粒子組成物を対象に投与する工程を含んでもよい。
本明細書で使用される場合、用語「治療有効量」は、所望の治療効果をもたらすのに有効なナノ粒子組成物の量を指す。治療効果は、動物における細胞の少なくとも亜集団において見られるものであってもよい。治療効果は、医学的治療に適用可能な妥当な利益/リスク比で達成されてもよい。「治療有効量」は、血清中に抗原特異的抗体の出現を生じさせるのに十分な量を指してもよい。「治療有効量」は、疾患症状の減少を引き起こすのに十分な量を指してもよい。「治療有効量」は、疾患症状の消失を引き起こすのに十分な量を指してもよい。ウイルス感染を治療する場合、疾患症状の減少は、糞便中、体液中、又は分泌産物中のウイルスの減少によって評価されてもよい。当該ナノ粒子組成物は、免疫応答を生じさせるのに有効な量及び投与経路を用いて投与されてもよい。当該ナノ粒子組成物は、免疫応答を調節するのに有効な量及び投与経路を用いて投与されてもよい。当該ナノ粒子組成物は、免疫寛容を誘導するために、すなわち、コードされた抗原に対する対象の免疫応答を低減するために投与されてもよい。例えば、一実施形態は、免疫寛容を誘導するためにナノ粒子組成物を投与することを含んでもよい、アレルギー性疾患又は自己免疫疾患を治療する方法を含む。
治療有効性は、所望の結果を達成するために必要な有効量の活性薬剤及び投与時間に依存してもよい。ナノ粒子組成物の投与は、予防措置であってもよい。ナノ粒子組成物の投与は、感染因子に対する免疫を促進し、とりわけ免疫系が弱い患者、高齢者又は乳児における免疫の遅発に関連する合併症を最小限に抑えるための治療措置であってもよい。
正確な投与量は、様々な要因に基づき、個々の患者を考慮して臨床医によって選択されてもよい。投与量及び投与は、十分なレベルの活性薬剤(複数種可)を提供するように、又は所望の効果を維持するように調整されてもよい。例えば、考慮されてもよい因子は、疾患の種類及び重症度;患者の年齢及び性別;薬物の組み合わせ;並びに治療に対する個々の応答を含んでもよい。
ナノ粒子組成物中の活性薬剤の治療有効性及び毒性は、標準的な薬学的手順によって、例えば、インビトロで培養した細胞又は実験動物における集団の50%における治療有効用量(ED50)及び集団の50%に対する致死用量(LD50)を決定することによって決定されてもよい。ナノ粒子組成物は、治療指数と呼ばれる毒性対治療効果の用量比(LD50/ED50)に基づいて評価されてもよく、その大きい値が評価に使用されてもよい。細胞及び動物研究から得られたデータは、ヒトへの使用のための投与量を策定(処方)する際に使用されてもよい。
治療有効用量は、最初は、細胞培養アッセイから推定されてもよい。治療有効用量は、細胞培養において決定されるIC50(すなわち、症状の最大半量の阻害を達成する治療薬の濃度)を含む循環血漿濃度範囲を達成するように動物モデルにおいて策定されてもよい。血漿中のレベルは、例えば、高速液体クロマトグラフィーによって測定されてもよい。任意の特定の投与量の効果は、適切なバイオアッセイによってモニターされてもよい
投与されるナノ粒子製剤の量は、使用される特定の治療剤(例えば、核酸)、治療される疾患又は障害、患者の年齢、体重、及び状態、並びに臨床医の判断に依存する。治療有効用量は、対象の体重1キログラムあたり0.001ng~50mgの治療用又は免疫原性の核酸であってもよい。治療有効用量は、対象の体重1キログラムあたり0.001ng、0.002ng、0.003ng、0.004ng、0.005ng、0.006ng、0.007ng、0.008ng、0.009ng、0.01ng、0.02ng、0.03ng、0.04ng、0.05ng、0.06ng、0.07ng、0.08ng、0.09ng、0.1ng、0.2ng、0.3ng、0.4ng、0.5ng、0.6ng、0.7ng、0.8ng、0.9ng、0.001μg、0.002μg、0.003μg、0.004μg、0.005μg、0.006μg、0.007μg、0.008μg、0.009μg、0.01μg、0.02μg、0.03μg、0.04μg、0.05μg、0.06μg、0.07μg、0.08μg、0.09μg、0.1μg、0.2μg、0.3μg、0.4μg、0.5μg、0.6μg、0.7μg、0.8μg、0.9μg、1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg、10mg、11mg、12mg、13mg、14mg、15mg、16mg、17mg、18mg、19mg、20mg、21mg、22mg、23mg、24mg、25mg、26mg、27mg、28mg、29mg、30mg、31mg、32mg、33mg、34mg、35mg、36mg、37mg、38mg、39mg、40mg、41mg、42mg、43mg、44mg、45mg、46mg、47mg、48mg、49mg、若しくは50mg、又は上述の値の任意の2つの間の範囲内の値の治療用又は免疫原性の核酸であってもよい。治療用及び免疫原性の核酸は、治療用量に従って使用される異なる核酸の組み合わせであってもよい。用語「対象」及び「個体」は、本明細書において互換的に使用され、ヒト又は動物を意味する。好ましくは、動物は、霊長類、げっ歯類、家畜又は狩猟動物等の脊椎動物である。霊長類には、チンパンジー、カニクイザル、クモザル、及びマカク、例えばアカゲザルが含まれる。げっ歯類は、マウス、ラット、モルモット、ウッドチャック、フェレット、ウサギ及びハムスターから選択されてもよい。家畜又は狩猟動物は、ウシ、ウマ、ブタ、シカ、バイソン、バッファロ、ネコ種、例えば飼いネコ、イヌ種、例えばイヌ、キツネ、オオカミ、トリ種、例えばニワトリ、エミュー、ダチョウ、及び魚類、例えばマス、ナマズ、及びサケから選択されてもよい。患者又は対象は、上述のもの又は上述のもののサブセットから選択されてもよい。患者又は対象は、ヒト、霊長類又はげっ歯類等の1つ以上の群又は種を除外するが上記のすべて、から選択されてもよい。一実施形態では、患者又は対象は、哺乳動物、例えば霊長類、例えばヒトであってもよい。用語「患者」及び「対象」は、本明細書では互換的に使用される。用語「患者」及び「対象」は、本明細書では互換的に使用される。
好ましくは、対象は哺乳動物である。哺乳動物は、ヒト、非ヒト霊長類、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ブタ、ウマ、又はウシであってもよいが、これらの例に限定されない。ヒト以外の哺乳動物は、疾患又は障害の動物モデルを表す対象であってもよい。加えて、本明細書に記載される方法は、家畜及び/又はペットを治療することに向けられてもよい。対象は男性(雄性)又は女性(雌性)であってもよい。
本明細書で使用される場合、用語「投与する」、「投与すること」、「投与」等は、対象への組成物の配置を指す。投与は、所望の効果がもたらされるように、所望の部位での組成物の少なくとも部分的な局在化をもたらす方法又は経路によってもよい。本明細書に記載されるナノ粒子組成物は、静脈内、筋肉内、皮下、経皮、気道(エアロゾル)、肺、鼻腔、直腸、若しくは局所(口腔及び舌下を含む)の投与を含む非経口又は経口経路を含むがこれらに限定されない、当該技術分野において公知の任意の適切な経路によって投与されてもよい。
例示的な投与様式としては、注射、注入、点滴注入、吸入、又は摂取が挙げられるが、これらに限定されない。「注射」には、静脈内、筋肉内、動脈内、髄腔内、脳室内、嚢内、眼窩内、心臓内、皮内、腹腔内、経気管、皮下、外皮下、関節内、被膜下、くも膜下、脊髄内、脳脊髄内、及び胸骨内の注射並びに注入が含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、上記組成物は、静脈内への注入又は注射によって投与されてもよい。
当該ナノ粒子組成物は、遺伝子発現を調節する治療用DNA又はRNAの送達のために使用されてもよい。治療用核酸は、アンチセンスオリゴヌクレオチド(AON)又は二本鎖低分子干渉RNA(siRNA)であってもよい。典型的には、siRNAは21~23ヌクレオチド長である。siRNAは、宿主細胞内で発現される場合、標的遺伝子のmRNA転写物に含まれる配列に相補的な配列を含んでもよい。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドであってもよい。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、標的遺伝子のmRNA転写物に含まれる配列に相補的な配列を含んでもよい。治療用又は免疫原性の核酸は、特定の標的生物内の特定の標的遺伝子に対する干渉RNA(iRNA)であってもよい。iRNAは、標的ポリヌクレオチドの発現又は翻訳の配列特異的サイレンシングを誘導し、これにより遺伝子発現を下方制御又は防止してもよい。iRNAは、標的遺伝子の発現を完全に阻害してもよい。iRNAは、未処置対照の発現レベルと比較して、標的遺伝子の発現レベルを低下させてもよい。治療用又は免疫原性の核酸は、マイクロRNA(miRNA)であってもよい。miRNAは、短いRNA、例えばヘアピンRNA(hpRNA)であってもよい。miRNAは、内因性細胞酵素の活性によって標的細胞内で生物学的に活性なdsRNAに切断されてもよい。RNAは、二本鎖RNA(dsRNA)であってもよい。dsRNAは、少なくとも25ヌクレオチド長であってもよく、又はより長くてもよい。dsRNAは、標的遺伝子(複数種可)の配列に相補的な配列を含有してもよい。
一実施形態では、治療用又は免疫原性の核酸は、標的タンパク質をコードする1つ以上の遺伝子の活性若しくは合成を全体的若しくは部分的に低減、阻害、干渉、又は調節する薬剤であってもよく、又はその薬剤をコードしてもよい。標的遺伝子は、宿主生物のゲノムに含まれる任意の遺伝子であってもよい。治療用又は免疫原性の核酸の配列は、標的遺伝子の核酸配列に対して100%相補的又は同一でなくてもよい。
一実施形態では、ナノ粒子組成物は、対象における遺伝情報の標的化された特定の改変のために使用されてもよい。一実施形態は、本開示のナノ粒子組成物の投与を含む、対象において治療的又は免疫原性の影響を有するのに十分な遺伝情報の標的化された特定の改変を含む。本明細書で使用される場合、用語「改変」は、対象の細胞におけるゲノムの任意の変化を指す。改変は、標的遺伝子の配列におけるヌクレオチドの挿入又は欠失であってもよい。「挿入」は、標的遺伝子の配列への1つ以上のヌクレオチドの付加を指す。用語「欠失」は、標的遺伝子の配列中の1つ以上のヌクレオチドの喪失又は除去を指す。改変は、標的遺伝子の配列の修正であってもよい。「修正」は、例えば挿入、欠失又は置換による、標的遺伝子の配列における1つ以上のヌクレオチドの改変であって、宿主生物の遺伝子型及び/又は表現型の改善によって顕在化される当該遺伝子のより好ましい発現をもたらす可能性があるものを指す。
遺伝情報の改変は、ゲノム編集技術を介して達成されてもよい。本明細書で使用される場合、「ゲノム編集」は、正確な又は制御された様式でゲノム中のヌクレオチド配列を変更するプロセスを指す。
例示的なゲノム編集システムは、例えば2018年8月30日に公開され、参照により、あたかも完全に示されているかのように本明細書に組み込まれる国際公開第2018/154387号パンフレットに記載されているClustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats(クラスター化され、規則的に間隔があいた短い回文構造の繰り返し:CRISPR)システムである。一般に、「CRISPRシステム」は、CRISPR関連(Cas)遺伝子、例えばCas遺伝子をコードする配列、tracr(トランス活性化CRISPR)配列、tracr-mate配列、ガイド配列、又はCRISPR遺伝子座からの他の配列及び転写物、の発現に関与する転写物及び他のエレメントを指す。1つ以上のtracr-mate配列は、ヌクレアーゼによるプロセシング前にガイド配列に、又はプロセシング後にcrRNAに作動可能に連結されてもよい。tracrRNA及びcrRNAは連結されてもよく、加えて、Congら、Science、15:339(6121):819-823(2013)及びJinekら、Science、337(6096):816-21(2012)(これらの文献は、参照により、あたかも完全に示されているかのように本明細書に組み込まれる)に記載されるように、成熟crRNAが合成ステムループを介して部分的tracrRNAに融合されて、天然crRNA:tracrRNA二本鎖を模倣するキメラcrRNA-tracrRNAハイブリッドを形成してもよい。単一の融合crRNA-tracrRNA構築物は、本明細書において、ガイドRNA若しくはgRNA、又は一本鎖ガイドRNA(sgRNA)とも称される。sgRNA内では、crRNA部分は「標的配列」として特定され、tracrRNAは「足場」と呼ばれることが多い。一実施形態では、本明細書に記載されるナノ粒子組成物は、sgRNAを送達するために使用されてもよい。
一実施形態では、当該ナノ粒子組成物は、メガヌクレアーゼ、ホーミングエンドヌクレアーゼ、TALENベースのシステム、又はジンクフィンガーヌクレアーゼを含めた他の例示的なゲノム編集システムを適用するために使用されてもよい。当該ナノ粒子組成物は、これらの遺伝子編集ツールのための配列をコードする核酸(RNA及び/又はDNA)、並びに実際の遺伝子産物、タンパク質、又は他の分子を送達するために使用されてもよい。
一実施形態では、当該ナノ粒子組成物は、例えば、対象から細胞を単離し、遺伝子を編集し、編集した細胞を対象に移植して戻すことによって、対象におけるインビボ又はエキソビボでの標的遺伝子組換え(ジーンターゲッティング)に使用されてもよい。一実施形態は、本開示のナノ粒子組成物を対象から単離された細胞に投与することを含む方法を含む。この方法は、標的遺伝子組換えを含んでもよい。この方法は、編集された細胞を対象に移植して戻すことを含んでもよい。
一実施形態は、薬剤を細胞に導入する方法を含む。この方法は、細胞を本開示のナノ粒子組成物に曝露することを含んでもよい。薬剤は核酸であってもよい。この方法は、薬剤が核酸である場合のトランスフェクションの方法であってもよい。
実施形態リスト - 以下のリストは、実施形態の非限定的なリストであり、本明細書に別途記載又は例示される実施形態を限定しない。このリスト中の実施形態は、本明細書中の任意の他の実施形態又は実施例からの1つ又は複数の要素で補足されてもよい。このリストにおける一実施形態における要素は、本明細書における任意の他の実施形態又は実施例からの1つ又は複数の要素によって置き換えられてもよい。
1. 式Ia、Ib、Ic、Id、Ie若しくはIfのデンドロン又はデンドリマーを含む核酸担体であって、
上記式中、PEは、コアと、1つ以上の世代を形成する複数のモノマー状のポリエステル単位とを含むポリエステルデンドロンであり、Aはアミンであり、Bは疎水性単位であり、zは表面基の数である、核酸担体。
3. 上記複数のモノマー状のポリエステル単位は2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸又は2,2-ビス(ヒドロキシメチル)酪酸を含み、好ましくは、上記複数のモノマー状のポリエステル単位のすべてが2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸又は2,2-ビス(ヒドロキシメチル)酪酸のいずれかである実施形態1又は2に記載の核酸担体。
4. zは式IIIを有し、
z=bn、III
上記式中、bは分岐点多重度、又は各分岐点における分岐数であり、nは世代数であり、1~10の範囲にある実施形態1から実施形態3のいずれか1つに記載の核酸担体。
z=bn、III
上記式中、bは分岐点多重度、又は各分岐点における分岐数であり、nは世代数であり、1~10の範囲にある実施形態1から実施形態3のいずれか1つに記載の核酸担体。
5. Aは、1-(2-アミノエチル)ピペラジン、1-ピペリジンエタンアミン、1-ジメチルアミノ-2-プロピルアミン、1-(3-アミノプロピル)ピロリジン、1-(2-アミノエチル)ピロリジン、1-(2-アミノエチル)ピペリジン、2-(1-ピペラジニル)エチルアミン、2-(4-メチル-ピペラジン-1-イル)-エチルアミン、3-(ジメチルアミノ)-1-プロピルアミン、3-(ジエチルアミノ)プロピルアミン、(4-アミノブチル)ジメチルアミン、4-(1-ピロリジニル)-1-ブチルアミン、4-モルホリンエタンアミン、4-モルホリンプロパンアミン、4-メチル-1-ピペラジンエタンアミン、4-(ジエチルアミノ)ブチルアミン、N,N-ジメチルエチレンジアミン、N,N-ジメチルジプロピレントリアミン、N,N’-ジメチル-N,N’-ビス(3-メチルアミノプロピル)トリメチレンジアミン、N1-(3-アミノプロピル)プロパン-1,3-ジアミン、N1-(3-アミノプロピル)-N1-メチルプロパン-1,3-ジアミン、3-((3-アミノプロピル)(メチル)アミノ)プロパン-1-オール、1-ジメチルアミノ-2-プロパノール、1-[ビス[3-(ジメチルアミノ)プロピル]アミノ]-2-プロパノール、2-ジメチルアミノエタノール、2-(ジエチルアミノ)エタノール、2-[2-(ジメチルアミノ)エトキシ]エタノール、2-(2-アミノエトキシ)エタノール、2-{[2-(ジメチルアミノ)エチル]メチルアミノ}エタノール、3-ジメチルアミノ-1-プロパノール、3-ジエチルアミノ-1-プロパノール、4-(ジメチルアミノ)-1-ブタノール、4-ジエチルアミノ-2-ブチン-1-オール、N-メチルジエタノールアミン、4-(ジエチルアミノ)ブタン-1-オール、3-(アゼチジン-1-イル)プロパン-1-オール、3-(ピロリジン-1-イル)プロパン-1-オール、3-(ピペリジン-1-イル)プロパン-1-オール、4-(アゼチジン-1-イル)ブタン-1-オール、4-(ピロリジン-1-イル)ブタン-1-オール、4-(ピペリジン-1-イル)ブタン-1-オール、3-モルホリノプロパン-1-オール、4-モルホリノブタン-1-オール、3-(4-メチルピペラジン-1-イル)プロパン-1-オール、又は4-(4-メチルピペラジン-1-イル)ブタン-1-オールである実施形態1から実施形態4のいずれか1つに記載の核酸担体。
6. Bは脂肪酸(C4~C28)又はその誘導体に由来する実施形態1から実施形態5のいずれか1つに記載の核酸担体。
7. 上記脂肪酸は、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸及びエイコサペンタン酸からなる群から選択される実施形態6に記載の核酸担体。
8. 上記脂肪酸誘導体は、12-ヒドロキシ-9-cis-オクタデセン酸、12-メチルテトラデカン酸、12-メチルトリデカン酸、14-メチルヘキサデカン酸、14-メチルヘキサデカン酸、18-メチルノナデカン酸、19-メチルアラキジン酸、イソパルミチン酸、イソステアリン酸、フィタン酸、(±)-2-ヒドロキシオクタン酸、(±)-3-ヒドロキシデカン酸、(±)-3-ヒドロキシオクタン酸、10-ヒドロキシデカン酸、12-ヒドロキシオクタデカン酸、15-ヒドロキシペンタデカン酸、16-ヒドロキシヘキサデカン酸、2-ヒドロキシヘキサデカン酸、2-ヒドロキシテトラデカン酸、2-ヒドロキシドデカン酸、DL-α-ヒドロキシステアリン酸、DL-β-ヒドロキシラウリン酸、DL-β-ヒドロキシミリスチン酸、及びDL-β-ヒドロキシパルミチン酸からなる群から選択される実施形態6に記載の核酸担体。
9. 上記脂肪酸又は誘導体は、1つ以上の安定同位体を含む実施形態6から実施形態8のいずれか1つに記載の核酸担体。
10. 上記安定同位体は、炭素又は水素の安定同位体である実施形態9に記載の核酸担体。
11. 炭素の安定同位体は13Cである実施形態10に記載の核酸担体。
12. 水素の安定同位体は2Hである実施形態10に記載の核酸担体。
13. 上記安定同位体を含む上記脂肪酸は、オクタン酸-1-13C、オクタン酸-8-13C、オクタン酸-8,8,8-d3、オクタン酸-2H15、デカン酸-1-13C、デカン酸-10-13C、デカン酸-10,10,10-d3、デカン酸-d19、ウンデカン酸-1-13C、ラウリン酸-12,12,12-2H3、ラウリン酸-2H23、ラウリン酸-1-13C、ラウリン酸-1,12-13C2、トリデカン酸-2,2-2H2、ミリスチン酸-14-13C、ミリスチン酸-1-13C、ミリスチン酸-14,14,14-2H3、ミリスチン酸-2H27、パルミチン酸-1-13C、パルミチン酸-16-13C、パルミチン酸-16-13C,16,16,16-2H3、パルミチン酸-2H31、ステアリン酸-1-13C、ステアリン酸-18-13C、ステアリン酸-18,18,18-2H3、ステアリン酸-2H35、オレイン酸-1-13C、オレイン酸-2H34、リノレン酸-1-13C、リノール酸-2H32、アラキドン酸-5,6,8,9,11,12,14,15-2H8、及びエイコサン酸-2H39からなる群から選択される実施形態10に記載の核酸担体。
14. 実施形態1から実施形態13のいずれか1つに記載の核酸担体と、その中に完全に又は部分的に封入された治療用又は免疫原性の核酸剤とを含むナノ粒子組成物。
15. 上記治療用又は免疫原性の核酸剤は、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、DNA、cDNA、RNA、repRNA、siRNA、miRNA、sgRNA及びmRNAからなる群から選択される実施形態14に記載のナノ粒子組成物。
16. 上記治療用又は免疫原性の核酸剤は、感染性疾患(感染症)、病原体、癌、自己免疫疾患及びアレルゲン性疾患(アレルギー誘発性疾患、allergenic disease)からなる群から選択される1つ以上の抗原をコードする実施形態14に記載のナノ粒子組成物。
17. 上記治療用又は免疫原性の核酸剤は、遺伝子の活性をサイレンシング、阻害若しくは変更することができるRNA又はDNAを含む実施形態14に記載のナノ粒子組成物。
18. PEG-脂質をさらに含む実施形態14から実施形態17のいずれか1つに記載のナノ粒子組成物。
19. 上記PEG-脂質は1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-[メトキシ(ポリエチレングリコール)-2000]又は1,2-ジミリストイル-rac-グリセロ-3-メトキシポリエチレングリコール-2000である実施形態18に記載のナノ粒子組成物。
20. 上記ナノ粒子組成物は、ナノ粒子組成物あたり1モル%~10モル%のPEG-脂質の範囲で上記PEG-脂質を含む実施形態18又は実施形態19に記載のナノ粒子組成物。
21. リン脂質及びコレステロール又はその誘導体をさらに含む実施形態18から実施形態20のいずれか1つに記載のナノ粒子組成物。
22. 上記リン脂質は、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DOPE)又はジステアロイルホスファチジルコリン(DSPC)である請求項21に記載のナノ粒子組成物。
23. 上記ナノ粒子組成物は、ナノ粒子組成物あたり10モル%~15モル%のリン脂質の範囲で上記リン脂質を含む実施形態21又は実施形態22に記載のナノ粒子組成物。
24. 上記ナノ粒子組成物は、ナノ粒子組成物あたり50モル%~75モル%のコレステロール又はその誘導体の範囲で上記コレステロール又はその誘導体を含む実施形態21から実施形態23のいずれか1つに記載のナノ粒子組成物。
25. 対象における疾患若しくは状態を治療又は予防する方法であって、治療有効量の実施形態1から実施形態24のいずれか1つに記載のナノ粒子組成物を対象に投与する工程を含む、方法。
26. 上記治療有効量の上記ナノ粒子組成物は、上記対象の体重1kgあたり0.01mgの核酸~10mgの核酸の範囲で上記治療用又は免疫原性の核酸剤を含む実施形態25に記載の方法。
27. 上記対象は哺乳動物である実施形態25又は実施形態26の方法。
28. 上記哺乳動物は、げっ歯類、イヌ、霊長類、ウマ、高価値農業動物、及びヒトからなる群から選択される実施形態25から実施形態27のいずれか1つに記載の方法。
以下の非限定的な実施例は、特定の実施形態を例示するために提供される。全体を通して、実施形態は、以下の1つ以上の実施例からの1つ以上の詳細で補足されてもよく、及び/又はある実施形態からの1つ以上の要素は、以下の1つ以上の実施例からの1つ以上の詳細で置換されてもよい。
理想的な核酸担体は、生体内蓄積及びその後の細胞毒性を防ぐために生分解性であることができよう。高世代はより高いパッケージングを有し、従って生分解が困難である。生分解性を維持し細胞毒性を回避しながら、核酸と複合体を形成し細胞膜を横断して移行することができる低世代デンドロンが必要とされている。
実施例1. 式[I]aの核酸担体
一実施形態では、モノマー単位上に存在する化学結合はエステル結合であり、低世代ポリエステルデンドロンの末端層はアミド結合を介してアミンで置換した。これは、アミン表面基とその焦点における親油性単位とを有する界面活性剤様デンドロンがどのように自己組織化し、その後高親和性で核酸に結合することができるかについての構造-活性関係の理解を発展させる。
一実施形態では、モノマー単位上に存在する化学結合はエステル結合であり、低世代ポリエステルデンドロンの末端層はアミド結合を介してアミンで置換した。これは、アミン表面基とその焦点における親油性単位とを有する界面活性剤様デンドロンがどのように自己組織化し、その後高親和性で核酸に結合することができるかについての構造-活性関係の理解を発展させる。
スキーム1は、第2世代の修飾ポリエステルデンドロン及び修飾に使用することができるアミン(A)の概略図である。このスキームでは、アルキル鎖Bは、C10~C28のいずれか1つから選択することができる。PE-デンドロン-G2-ヘキサデシル-プロピルピロリジンの合成の例は以下の通りである。
化合物1:50mlの丸底フラスコ(RBF)に入れた1mlのTHFにヘキサデシルアジド(MW:267.2、106mg、0.39mmol)を溶解し、次いでTHF(0.5ml)に溶解したアルキン、PE-G2-アセチレン-OH(80mg、0.2mol)をCuSO4・5H2O(7.8mg、0.031mmol、10モル%)及びアスコルビン酸ナトリウム(12.3mg、0.062mmol、20モル%)、及び脱気したTHF:H2O(2mL、1:1)とともに加えた。この反応混合物を23℃で16時間(h)撹拌した。次いで、翌日、溶媒を真空中で除去し、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム(24g)上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は65%移動相bで溶出し(1:1の移動相a/移動相bにおいてRf=0.6)、所望の生成物を黄色油状物として収量120mg(90%)で得た。
化合物2:化合物1(120mg、0.18mmol)を乾燥DCM又はCH2Cl2(3mL)に溶解し、ピリジン(0.3ml、1.44mmol)を加え、続いて乾燥DCM(5mL)に溶解したクロロギ酸p-ニトロフェニル(580mg、2.88mmol、MW201.6、16当量)を加えた。翌日、反応混合物を1.33M NaHSO4で希釈し、DCMで抽出した。有機層をブラインで洗浄し、Rotavapで濃縮し、DCM/EtOAcを用いるフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。この化合物は8.5%EtOAc/DCMで溶出した(9:1 DCM/EtOAcにおいてRf=0.7)。反応物の収量は175mg(74%)であった。1H NMR(301MHz,クロロホルム-d) δ ppm 0.83-0.89(m,3H) 1.20-1.35(m,40H) 1.79-1.90(m,2H) 2.02-2.04(m,3H) 4.06-4.15(m,2H) 4.26-4.45(m,13H) 4.45-4.49(m,1H) 5.25-5.30(m,2H) 7.33-7.41(m,8H) 7.57-7.61(m,1H) 8.18-8.30(m,8H)。
13C NMR(76MHz、クロロホルム-d) δ ppm 14.09(s,1C) 14.17(s,1C) 17.58(s,1C) 17.62(s,1C) 21.03(s,1C) 22.65(s,1C) 26.45(s,1C) 28.95(s,1C) 29.31(s,1C) 29.36(s,1C) 29.49(s,1C) 29.56(s,1C) 29.61(s,1C) 29.64(s,1C) 30.22(s,1C) 31.88(s,1C) 46.53(s,1C) 46.67(s,1C) 50.44(s,1C) 58.42(s,1C) 60.37(s,1C) 65.70(s,1C) 69.08(s,1C) 77.20(s,1C) 121.75(s,1C) 123.91(s,1C) 125.26(s,1C) 125.28(s,1C) 125.30(s,1C) 141.61(s,1C) 145.54(s,1C) 152.07(s,1C) 155.17(s,1C) 170.97(s,1C) 172.01(s,1C)。
化合物3:乾燥DCM(0.9mL)に溶解した化合物2(90mg、0.07mmol)の溶液を、乾燥DCM(1mL)に溶解した過剰のアミン1-(3-アミノプロピル)ピロリジン(72mg、0.56mmol)に加えた。DMAP(17mg、0.28mmol)及びDIPEA(0.05mmol、0.56mmol)の乾燥DCM(1mL)溶液を加え、この反応混合物をアルゴン雰囲気下、23℃で16時間撹拌した。次いで、翌日、溶媒を真空中で除去し、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム(24g)上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は80%移動相bで溶出し(Rf=0.2(75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq)、所望の生成物を黄色油状物(30mg、35%)として得た。MS(ESI) C66H116N10O15に対する計算値 [M+H]+ m/z 1289.7、実測値1289.7。
実施例2. 式[I]bの核酸担体
本出願では、モノマー単位上に存在する化学結合はエステル結合であり、焦点にアミンを有する低世代ポリエステルデンドロンの末端層は、エステル結合を介して疎水性尾部で置換し、これにより構造全体を加水分解しやすくし、従って生分解性にした。アルキル鎖を有するそのような低世代デンドロンは、核酸と非共有結合的に組み合わされて、それらの動的平衡化性質を通してナノ粒子を形成することができる。これは、疎水性単位表面基(B)とその焦点におけるアミン(A)とを有する界面活性剤様デンドロンがどのように自己組織化し、その後高親和性で核酸に結合することができるかについての構造-活性関係の理解を発展させる。本実施例の代表的な構造を以下に示す。
本出願では、モノマー単位上に存在する化学結合はエステル結合であり、焦点にアミンを有する低世代ポリエステルデンドロンの末端層は、エステル結合を介して疎水性尾部で置換し、これにより構造全体を加水分解しやすくし、従って生分解性にした。アルキル鎖を有するそのような低世代デンドロンは、核酸と非共有結合的に組み合わされて、それらの動的平衡化性質を通してナノ粒子を形成することができる。これは、疎水性単位表面基(B)とその焦点におけるアミン(A)とを有する界面活性剤様デンドロンがどのように自己組織化し、その後高親和性で核酸に結合することができるかについての構造-活性関係の理解を発展させる。本実施例の代表的な構造を以下に示す。
実施例3. 式[I]cの核酸担体
この構造は、異なる世代であってもよい2つの共有結合した樹状セグメントを含み、直鎖が樹状セグメントの1つに結合している。合成戦略は、銅触媒アジド-アルキン環状付加(CuAAC)反応の化学選択性を利用した。焦点にアジド及び一級アセチレンを有する2つの別々のデンドロンをTHF中で効率的にカップリングさせた。一方のデンドロンは周囲(末梢)にアミンを有し、他方のデンドロンは周囲に疎水性尾部を有する。本実施例の代表的な構造を以下に示す。
この構造は、異なる世代であってもよい2つの共有結合した樹状セグメントを含み、直鎖が樹状セグメントの1つに結合している。合成戦略は、銅触媒アジド-アルキン環状付加(CuAAC)反応の化学選択性を利用した。焦点にアジド及び一級アセチレンを有する2つの別々のデンドロンをTHF中で効率的にカップリングさせた。一方のデンドロンは周囲(末梢)にアミンを有し、他方のデンドロンは周囲に疎水性尾部を有する。本実施例の代表的な構造を以下に示す。
化合物5:乾燥DCM(3mL)に溶解した化合物4(150mg、0.14mmol)の溶液を、乾燥DCM(1mL)に溶解した過剰のNMe2EDA(0.08ml、0.7mmol)に加えた。DMAP(34mg、0.28mmol)及びDIPEA(0.1ml、0.56mmol)の乾燥DCM(1mL)溶液を加え、この反応混合物を窒素雰囲気下、23℃で16時間撹拌した。次いで、溶媒を真空中で除去し、24gカラムにロード(負荷)し、60%ウルトラ/DCMで溶出した(75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaqにおけるシリカゲルTLC Rf=0.25);収量120mg(90%)。MS(ESI) C38H68N8O14に対する計算値 [M]+ m/z 861.00、実測値861.4。
化合物6:PE-G2-アジド-OH(MW:491.54、54mg、114μmol)を50mlのRBFに入れ、次いでTHF(0.6mL)に溶解したアルキン(MW:860、98mg、114μmol)をCuSO4・5H2O(3mg、11.4μmol、10モル%、MW249.69)、アスコルビン酸ナトリウム(4.5mg、22.8μmol、20モル%、MW198.11)及び脱気したTHF:H2O(2mL、1:1)とともに加え、この反応混合物を23℃で16時間撹拌した。次いで、翌日、溶媒を真空中で除去し、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム(24g)上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は70%移動相bで溶出した(移動相bにおけるシリカゲルTLC Rf=0.2);収量120mg(90%)。MS(ESI) C59H105N11O24に対する計算値 [M+H]+ m/z 1352.73、実測値1352.6。
化合物7:化合物6(30mg、0.022mmol)をピリジン(2ml)に溶解した。氷浴中、アルゴンで10分間フラッシュした後、塩化リノレオイル(0.04ml、0.11mmol、5.5当量、MW298、SD0.93)を滴下し、0℃から23℃で16時間撹拌した。次いで、翌日、溶媒を真空中で除去し、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム(24g)上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は、90%移動相bで溶出した(移動相bにおけるシリカゲルTLC Rf=0.45);収量20mg(36%)。1H NMR(301MHz、クロロホルム-d) δ ppm 0.82-0.90(m,12H) 1.12-1.16(m,6H) 1.19-1.39(m,79H) 1.50-1.67(m,9H) 1.97-2.07(m,16H) 2.16-2.24(m,24H) 2.24-2.31(m,9H) 2.37-2.45(m,6H) 2.71-2.79(m,7H) 3.18-3.28(m,6H) 4.01-4.29(m,24H) 4.32-4.39(m,1H) 5.24-5.40(m,16H) 5.59-5.70(m,2H) 7.71-7.76(m,1H)。MS(ESI) C131H225N11O28に対する計算値 [M+2H]2+ m/z 1201.3、実測値1201.8。
化合物9:乾燥DCM(1mL)に溶解した化合物8(135mg、0.117mmol)の溶液を、乾燥DCM(1mL)に溶解した過剰のNMe2EDA(0.077ml、0.7mmol)に加えた。DMAP(29mg、0.23mmol)及びDIPEA(0.08ml、0.46mmol)の乾燥DCM(1mL)溶液を加え、この反応混合物をアルゴン雰囲気下、23℃で16時間撹拌した。次いで、翌日、溶媒を真空中で除去し、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム(24g)上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は60%移動相bで溶出した(移動相bにおけるシリカゲルTLC Rf=0.35)。収量70mg(63%)。
化合物10:化合物9(70mg、0.074mmol)を50mlのRBFに入れ、1mlのTHFに溶解したアルキン(29.9mg、0.074mol)をアジドに加え、CuSO4・5H2O(2mg、0.0074mmol、10モル%)をアスコルビン酸ナトリウム(3mg、0.015mmol、20モル%)及び脱気したTHF:H2O(2mL、1:1)とともに加えた。この反応混合物を23℃で16時間撹拌した。次いで、翌日、溶媒を真空中で除去し、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム(24g)上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は70%移動相bで溶出した(移動相bにおけるシリカゲルTLC Rf=0.25)。収量50mg(50%)。MS(ESI) C59H105N11O24に対する計算値 [M+H]+ m/z 1352.73、実測値1352.6。
化合物11:化合物10(50mg、0.036mmol)をピリジン(2ml)に溶解した。氷浴中、アルゴンで10分間フラッシュした後、塩化リノレオイル(0.065ml、0.203mmol、5.5当量、MW298、SD0.93)を滴下し、0℃から23℃で16時間撹拌した。次いで、翌日、溶媒を真空中で除去し、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム(40g)上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は70%移動相bで溶出した(移動相bにおけるシリカゲルTLC Rf=0.85);収量30mg(34%)。1H NMR(301MHz,クロロホルム-d) δ ppm 0.82-0.91(m,12H) 1.14-1.41(m,84H) 1.50-1.68(m,10H) 1.96-2.07(m,15H) 2.17-2.25(m,26H) 2.26-2.31(m,6H) 2.36-2.45(m,7H) 2.70-2.79(m,7H) 3.17-3.27(m,6H) 4.07-4.24(m,22H) 4.27-4.38(m,3H) 5.22-5.41(m,16H) 5.57-5.66(m,2H) 7.65-7.69(m,1H)。MS(ESI) C131H225N11O28に対する計算値 [M+2H]2+ m/z 1201.3、実測値1201.8。
実施例4. 式[I]dの核酸担体
この構造は、異なる世代であってもよい2つの共有結合した樹状セグメントを含み、直鎖が樹状セグメントの1つに結合している。この合成戦略も、CuAAC反応の化学選択性を利用した。焦点にアジド及び一級アセチレンを有する2つの別々のデンドロンをTHF中で効率的にカップリングさせた。本実施例の実施形態は、同じ構造における異なる種類の尾部の導入を可能にする。本実施例の代表的な構造を以下に示す。
この構造は、異なる世代であってもよい2つの共有結合した樹状セグメントを含み、直鎖が樹状セグメントの1つに結合している。この合成戦略も、CuAAC反応の化学選択性を利用した。焦点にアジド及び一級アセチレンを有する2つの別々のデンドロンをTHF中で効率的にカップリングさせた。本実施例の実施形態は、同じ構造における異なる種類の尾部の導入を可能にする。本実施例の代表的な構造を以下に示す。
化合物13:PE-G2-アジド-OH(MW:491.54、58mg、114μmol)を50mlのRBFに入れ、次いでTHF(1mL)に溶解した化合物12(MW:1475.82、173mg、114μmol)をCuSO4・5H2O(3mg、0.011mmol、10モル%、MW249.69)及びアスコルビン酸ナトリウム(4.6mg、0.023mmol、20モル%、MW198.11)及び脱気したTHF:H2O(2mL、1:1)とともに加えた。この反応混合物を23℃で16時間撹拌した。翌日、TLCにより反応が完了したことを確認した。この反応混合物を、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は56%移動相bで溶出し(Rf=0.4(75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq)、所望の生成物を黄色油状物(140mg、60%)として得た。MS(ESI) C91H165N15O32に対する計算値 [M+4H]4+ m/z 795.5、実測値794.9;[M+3H]3+ m/z 1059.96、実測値1060.2。
化合物14:化合物13(137mg、0.069mmol)をピリジン(2ml)に溶解した。氷浴中、アルゴンで10分間フラッシュした後、塩化リノレオイル(0.13ml、0.41mmol、6当量、MW298、SD0.93)を滴下し、0℃から23℃で16時間撹拌した。この反応混合物を23℃で16時間撹拌した。翌日、TLCにより反応が完了したことを確認した。この反応混合物をRotavapで蒸発させ、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は50%移動相bで溶出し(Rf=0.6(75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq)、所望の生成物を黄色油状物(100mg、48%)として得た。MS(ESI) C163H285N15O36に対する計算値 [M+2H]2+ m/z 1515.5、実測値1516.1;[M+3H]3+ m/z 1010.3、実測値1011.0;1H NMR(301MHz,クロロホルム-d) δ ppm 0.84-0.90(m,12H) 1.11-1.36(m,91H) 1.40-1.43(m,40H) 1.52-1.70(m,26H) 1.98-2.07(m,15H) 2.16-2.29(m,20H) 2.34-2.45(m,15H) 2.70-2.78(m,6H) 3.07-3.25(m,17H) 4.01-4.25(m,26H) 4.32-4.40(m,1H) 5.27-5.43(m,19H) 5.93-6.20(m,1H) 7.71-7.77(m,1H)。
化合物15(PEデンドロン-A1-リシノール酸.PEデンドロン-リノール酸):100mgの化合物14(0.033mmol)を、その化合物を3mlのMeOHに溶解した後、20当量のAcCl(0.047ml、0.66mmol)で処理し、この反応物を0℃から23℃で4時間撹拌し、蒸発乾固させ、この粗生成物の半分を2mlのDMFに溶解し、0.045mlのEt3N(0.33mmol)を加え、続いて1mlのDMFに溶解したリシノール酸-NHS(39mg、0.099mmol)を加えた。翌日、この反応混合物を濃縮し、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は、45%移動相bで溶出し(Rf=0.85(75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq)、所望の生成物を黄色油状物(50mg、41%)として得た。1H NMR(301MHz,クロロホルム-d) δ ppm 0.84-0.89(m,22H) 1.06-1.17(m,14H) 1.20-1.33(m,133H) 1.41-1.46(m,13H) 1.53-1.70(m,37H) 1.98-2.07(m,22H) 2.11-2.21(m,34H) 2.23-2.32(m,7H) 2.35-2.44(m,18H) 2.71-2.78(m,4H) 3.13-3.30(m,19H) 3.55-3.63(m,5H) 3.66-3.78(m,1H) 4.02-4.39(m,27H) 5.18-5.57(m,20H) 6.17-6.28(m,2H) 6.82-6.91(m,2H) 7.70-7.80(m,1H)。
実施例5. 式[I]eの核酸担体
この構造は、異なる世代であってもよい2つの共有結合した樹状セグメントと、樹状セグメントの1つに結合している直鎖とを含む。焦点にアジド及び一級アセチレンを有する2つの別々のデンドロンはカップリングしてヘテロ官能性樹状構造を形成し、一方のセグメントは表面上にアミンを組み込むように修飾され、他方のセグメントはアミン及び尾部の両方を組み込むように修飾される。本発明は、1つのアミンが核酸を集めてもよいのに対して、他のアミンはエンドソーム内部で強い緩衝能を有してもよく、従って塩酸及び水のさらなる流入を有してもよく最終的にペイロードのエンドソーム破裂をもたらす、同じ構造に異なるタイプのアミンを導入することを可能にする。本実施例の代表的な構造を以下に示す。
この構造は、異なる世代であってもよい2つの共有結合した樹状セグメントと、樹状セグメントの1つに結合している直鎖とを含む。焦点にアジド及び一級アセチレンを有する2つの別々のデンドロンはカップリングしてヘテロ官能性樹状構造を形成し、一方のセグメントは表面上にアミンを組み込むように修飾され、他方のセグメントはアミン及び尾部の両方を組み込むように修飾される。本発明は、1つのアミンが核酸を集めてもよいのに対して、他のアミンはエンドソーム内部で強い緩衝能を有してもよく、従って塩酸及び水のさらなる流入を有してもよく最終的にペイロードのエンドソーム破裂をもたらす、同じ構造に異なるタイプのアミンを導入することを可能にする。本実施例の代表的な構造を以下に示す。
化合物17:化合物16(MW:1116、79mg、80μmol)を50mlのRBFに入れ、次いでTHF(0.6mL)に溶解したアルキン、PE-G2-アセチレン-Bocアミン1又は化合物12(MW:1489、105mg、70μmol)をCuSO4・5H2O(2mg、0.07μmol、10モル%、MW249.69)及びアスコルビン酸ナトリウム(3mg、14.8μmol、20モル%、MW198.11)及び脱気したTHF:H2O(2mL、1:1)とともに加えた。この反応混合物を23℃で16時間撹拌した。翌日、TLCにより反応が完了したことを確認した。この反応混合物を、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いる24gシリカカラム上でのフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は65%移動相bで溶出し(Rf=0.2(2:1移動相b/移動相a))、所望の生成物を黄色油状物(75mg、41%)として得た。MS(ESI) C119H213N23O40に対する計算値[M+3H]3+ m/z 869.4、実測値869.18。
化合物18:50mgの化合物17(0.019mmol)を、その化合物を3mlのMeOHに溶解した後、20当量の(0.024ml、0.38mmol)で処理し、この反応物を0℃から23℃で4時間撹拌し、蒸発乾固させ、この粗生成物を2mlのDMFに溶解し、Et3N(0.053ml、0.38mmol、MW101.19、d0.726)を加え、続いて1mlのDMFに溶解したリシノール酸-NHS(46mg、0.115mmol、MW395.27)を加えた。翌日、この反応混合物を濃縮し、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は75%移動相bで溶出し(Rf=0.55(75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq))、所望の生成物を黄色油状物(50mg、41%)として得た。
MS(ESI) C171H309N23O40に対する計算値 [M+2H]2+ m/z 1664.6、実測値1664.4。
MS(ESI) C171H309N23O40に対する計算値 [M+2H]2+ m/z 1664.6、実測値1664.4。
実施例6. 式[I]fの核酸担体
この構造は、異なる世代であってもよい2つの共有結合した樹状セグメントと、樹状セグメントの1つに結合している直鎖とを含む。焦点にそれぞれアジド及び一級アセチレンを有する2つの別々のデンドロンがカップリングして、ホモ官能性樹状構造を形成する。本実施例の代表的な構造を以下に示す。
この構造は、異なる世代であってもよい2つの共有結合した樹状セグメントと、樹状セグメントの1つに結合している直鎖とを含む。焦点にそれぞれアジド及び一級アセチレンを有する2つの別々のデンドロンがカップリングして、ホモ官能性樹状構造を形成する。本実施例の代表的な構造を以下に示す。
化合物20:乾燥DCM(0.5mL)に溶解した化合物19(190mg、0.32mmol、589.51)の溶液を、乾燥DCM(1mL)に溶解した過剰のBocアミン1(237mg、0.97mmol、3当量)に加えた。DMAP(79mg、0.64mmol)及びDIPEA(0.22ml、1.28mmol、MW129.24、d0.742)の乾燥DCM(1mL)溶液を加え、この反応混合物をアルゴン雰囲気下、23℃で16時間撹拌した。次いで、翌日、溶媒を真空中で除去し、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム(24g)上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は40%移動相bで溶出した(移動相a/移動相bにおけるシリカゲルTLC Rf=0.55)。収量140mg(54%)。
化合物21:PE-G1-アセチレン-OH(641mg、3.73mmol)を乾燥DCM(6mL)に溶解し、(5.4mL、30mmol)を加え、続いて乾燥DCM(15mL)に溶解したクロロギ酸p-ニトロフェニル(2g、10mmol、2.7当量)を加え、この反応混合物を0℃から23℃で16時間撹拌した。翌日、TLCは生成物の形成を示した。反応混合物を1.33M NaHSO4で希釈し、EtOAcで抽出した。有機層をブラインで洗浄し、Na2SO4で乾燥し、Rotavapで蒸発させた。次いで、この粗生成物を、DCM/EtOAcを用いるフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。この化合物をDCMで溶出した(Rf=0.7(19:1 DCM/EtOAc)。収量765mg(41%)。
化合物22:乾燥DCM(3mL)に溶解した化合物21(350mg、0.70mmol、MW502.4)の溶液を、乾燥DCM(6mL)に溶解した過剰のBocアミン1(513mg、2.09mmol、MW245.4)に加えた。DMAP(170mg、1.39mmol)及びDIPEA(0.49ml、2.8mmol)の乾燥DCM(1mL)溶液を加え、この反応混合物をアルゴン雰囲気下、23℃で16時間撹拌した。次いで、翌日、溶媒を真空中で除去し、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム(40g)上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は50%移動相bで溶出した(移動相a/移動相bにおけるシリカゲルTLC Rf=0.55)。収量300mg(60%)。
化合物23:アジドである化合物20(MW:802.03、70mg、0.087mol)を50mlのRBFに溶解し、次いで、THF(0.6mL)に溶解したアルキンである化合物22(MW:742.48、65mg、0.087mmol)を、CuSO4・5H2O(7mg、30モル%、MW249.69)及びアスコルビン酸ナトリウム(11mg、60モル%、MW198.11)、及び脱気したTHF:H2O(2mL、1:1)とともに加えた。この反応混合物を23℃で16時間撹拌した。次いで、翌日、溶媒を真空中で除去し、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム(24g)上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は65%移動相bで溶出した(1:1移動相a/移動相bにおけるシリカゲルTLC Rf=0.65)。収量70mg(50%)。MS(ESI) C71H133N15O20に対する計算値 [M+2H]2+ m/z 759.0、実測値758.6。
化合物24:70mgの化合物23(0.027mmol)を、この化合物を3mlのMeOHに溶解した後、20当量のAcCl(0.04ml、0.54mmol)で処理し、この反応物を0℃から23℃で5時間撹拌し、蒸発乾固させ、この粗生成物を2mlのDMFに溶解し、Et3N(0.08ml、0.54mmol)を加え、続いて1mlのDMFに溶解したリシノール酸-NHS(64mg、0.16mmol、6当量)を加えた。翌日、この反応混合物を濃縮し、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム(24g)上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は74%移動相bで溶出し(Rf=0.85(2:1移動相b/移動相a))、所望の生成物を黄色油状物(32mg、31%)として得た。MS(ESI) C123H229N15O20に対する計算値 [M+2H]2+ m/z 1119.9、実測値1119.3;[M+3H]3+ m/z 746.6、実測値746.5。
化合物26:化合物25(349mg、0.526mmol)を乾燥DCM(8.5mL)に溶解し、それに、ドライアイス中で冷却して、ピリジン(0.34ml、4.21mmol、8当量)を加え、乾燥DCM(10mL)に溶解したクロロギ酸p-ニトロフェニル(1.7g、8.42mmol、201.5MW)を加え、この反応混合物を0℃から室温で16時間撹拌した。翌日、TLCは生成物の形成を示した。この反応混合物を1.33M NaHSO4及びブラインで洗浄し、蒸発させた。次いで、ロードした化合物を、DCM(A)/EtOAc(B)を用いるフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。生成物を2%EtOAcで溶出した(Rf=0.4(19:1 DCM/EtOAc))。収量573mg(66%)。
化合物27:乾燥DCM(1mL)に溶解した化合物26(250mg、0.15mmol)の溶液を、乾燥DCM(1mL)に溶解した過剰のBocアミン1(223mg、0.91mmol)に加えた。DMAP(37mg、0.62mmol)及びDIPEA(0.11ml、1.26mmol)の乾燥DCM(1mL)溶液を加え、この反応混合物をアルゴン雰囲気下、23℃で16時間撹拌した。次いで、翌日、溶媒を真空中で除去し、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム(24g)上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は53%移動相bで溶出した(1:1移動相a/移動相bにおけるシリカゲルTLC Rf=0.6)。収量260mg(75%)。
化合物28(PEデンドロン-G2-A1-リシノール酸.PEデンドロン-G1-A1-リシノール酸):100mgの化合物27(0.044mmol、MW2290.46)を、その化合物を3mlのMeOHに溶解した後、20当量のAcCl(0.06ml、0.87mmol)で処理し、この反応物を0℃から23℃で5時間撹拌し、蒸発乾固させ、この粗生成物を2mlのDMFに溶解した。0.12mlのEt3N(0.87mmol)を加え、続いて1mlのDMFに溶解したリシノール酸-NHS(138mg、0.26mmol)を加えた。翌日、この反応混合物を濃縮し、100%CH2Cl2(移動相a)から75:22:3 CH2Cl2/MeOH/NH4OHaq(体積による、移動相b)への40分にわたる勾配溶出を用いるシリカカラム上のフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は60%移動相bで溶出し(1:1の移動相a/移動相bにおけるRf=0.7)、所望の生成物を黄色油状物(98mg、45%)として得た。MS(ESI) C185H343N21O32に対する計算値 [M+3H]3+ m/z 1125.6、実測値1125.2;[M+4H]4+ m/z 843.9、実測値844.1。
実施例7. 式Iaの核酸担体を含有するナノ粒子製剤
1:0.5:2.4:0.04のモル比のPE-G2-ヘキサデシル-プロピルピロリジン:DSPC:コレステロール:DMG-PEG2kを含有するナノ粒子を、NanoAssemblr Benchtop(Precision NanoSystems Inc(プレシジョン・ナノシステムズ)、バンクーバー、ブリティッシュコロンビア州、カナダ)を使用して製剤化した(formulated)。RNAをDNase/RNaseフリー、エンドトキシンフリー蒸留水及び滅菌クエン酸緩衝液で最終所望のpHまで希釈した。総流量は、Benchtop上での製剤化のために、水相対有機相の3:1比で12mL/分で維持した。250℃で24時間加熱することによって発熱物質を除去したガラス製品を使用して、ナノ粒子を、20,000分子量カットオフ透析を使用して、無菌のエンドトキシンフリーのPBSに対して透析した。透析したナノ粒子を、0.2ミクロン(0.2μm)のポリ(エーテルスルホン)フィルタを用いて滅菌濾過し、Zetasizer NanoZS装置(Malvern(マルバーン))を用いて特徴付けた。封入効率は、Ribogreen(登録商標)アッセイ(Geallら、10.1073/pnas.1209367109(参照により、完全に示されているかのように本明細書に組み込まれる))を使用して、PE-G2-ヘキサデシル-プロピルピロリジン及びSEAPレプリコンRNAを含有するナノ粒子組成物(pH5で製剤化)について90%であると測定された。
1:0.5:2.4:0.04のモル比のPE-G2-ヘキサデシル-プロピルピロリジン:DSPC:コレステロール:DMG-PEG2kを含有するナノ粒子を、NanoAssemblr Benchtop(Precision NanoSystems Inc(プレシジョン・ナノシステムズ)、バンクーバー、ブリティッシュコロンビア州、カナダ)を使用して製剤化した(formulated)。RNAをDNase/RNaseフリー、エンドトキシンフリー蒸留水及び滅菌クエン酸緩衝液で最終所望のpHまで希釈した。総流量は、Benchtop上での製剤化のために、水相対有機相の3:1比で12mL/分で維持した。250℃で24時間加熱することによって発熱物質を除去したガラス製品を使用して、ナノ粒子を、20,000分子量カットオフ透析を使用して、無菌のエンドトキシンフリーのPBSに対して透析した。透析したナノ粒子を、0.2ミクロン(0.2μm)のポリ(エーテルスルホン)フィルタを用いて滅菌濾過し、Zetasizer NanoZS装置(Malvern(マルバーン))を用いて特徴付けた。封入効率は、Ribogreen(登録商標)アッセイ(Geallら、10.1073/pnas.1209367109(参照により、完全に示されているかのように本明細書に組み込まれる))を使用して、PE-G2-ヘキサデシル-プロピルピロリジン及びSEAPレプリコンRNAを含有するナノ粒子組成物(pH5で製剤化)について90%であると測定された。
流体力学的サイズ測定
図1及び図2に示すように、PE-G2-ヘキサデシル-プロピルピロリジン及びSEAPレプリコンRNAを含有するナノ粒子組成物のサイズの関数としての「Z平均」を、動的光散乱(DLS)によって決定した。「Z平均」は、動的光散乱(DLS)により測定した粒子のアンサンブル集団(ensemble collection)の強度加重平均流体力学的サイズである。図1に示すように、最も強い強度が、サイズ192.5d.nmのナノ粒子について観察された(pH5.0の製剤)。このサイズ分布は、低い多分散指数を有する単一のピークを特徴とし、これは、比較的単分散のサイズを示す。
図1及び図2に示すように、PE-G2-ヘキサデシル-プロピルピロリジン及びSEAPレプリコンRNAを含有するナノ粒子組成物のサイズの関数としての「Z平均」を、動的光散乱(DLS)によって決定した。「Z平均」は、動的光散乱(DLS)により測定した粒子のアンサンブル集団(ensemble collection)の強度加重平均流体力学的サイズである。図1に示すように、最も強い強度が、サイズ192.5d.nmのナノ粒子について観察された(pH5.0の製剤)。このサイズ分布は、低い多分散指数を有する単一のピークを特徴とし、これは、比較的単分散のサイズを示す。
ゲル遅延度アッセイ
公知の方法(Geallら、10.1073/pnas.1209367109(これは、参照により、あたかも完全に示されているかのように本明細書に組み込まれる))に従って、デンドロン担体とRNAとの結合を評価するためにアガロースゲル電気泳動を行った。図3は、PE-G2-ヘキサデシル-プロピルピロリジンとレプリコンRNAとの結合を示すアガロースゲルの写真である。ゲルを臭化エチジウム(EB)で染色し、ゲル画像をSyngene G Boxイメージングシステム(Syngene、米国)で撮影した。図3に示すように、レーン1は、PE-G2-ヘキサデシル-プロピルピロリジン及びSEAPレプリコンRNAの製剤化の生成物(pH5.0の製剤(formulation))を含有し、レーン2は、PE-G2-ヘキサデシル-プロピルピロリジン及びSEAPレプリコンRNAの製剤化の生成物(pH6.0の製剤)を含有し、レーン3は、未製剤化のSEAP mRNAを含有した。ロードの前に、試料をホルムアルデヒドローディング色素とともにインキュベートし、65℃で10分間変性させ、23℃に冷却した。ゲルを90Vで泳動し、ゲル画像をSyngene G Boxイメージングシステム(Syngene、米国)で撮影した。RNA検出のために、ゲルを臭化エチジウムで染色した。図3に示すように、下側のバンドは、小さいサイズの遊離RNAに対応し(レーン3)、上側のバンドは、核酸担体へのRNAの結合によって形成される大きいサイズのナノ粒子を表す。
公知の方法(Geallら、10.1073/pnas.1209367109(これは、参照により、あたかも完全に示されているかのように本明細書に組み込まれる))に従って、デンドロン担体とRNAとの結合を評価するためにアガロースゲル電気泳動を行った。図3は、PE-G2-ヘキサデシル-プロピルピロリジンとレプリコンRNAとの結合を示すアガロースゲルの写真である。ゲルを臭化エチジウム(EB)で染色し、ゲル画像をSyngene G Boxイメージングシステム(Syngene、米国)で撮影した。図3に示すように、レーン1は、PE-G2-ヘキサデシル-プロピルピロリジン及びSEAPレプリコンRNAの製剤化の生成物(pH5.0の製剤(formulation))を含有し、レーン2は、PE-G2-ヘキサデシル-プロピルピロリジン及びSEAPレプリコンRNAの製剤化の生成物(pH6.0の製剤)を含有し、レーン3は、未製剤化のSEAP mRNAを含有した。ロードの前に、試料をホルムアルデヒドローディング色素とともにインキュベートし、65℃で10分間変性させ、23℃に冷却した。ゲルを90Vで泳動し、ゲル画像をSyngene G Boxイメージングシステム(Syngene、米国)で撮影した。RNA検出のために、ゲルを臭化エチジウムで染色した。図3に示すように、下側のバンドは、小さいサイズの遊離RNAに対応し(レーン3)、上側のバンドは、核酸担体へのRNAの結合によって形成される大きいサイズのナノ粒子を表す。
インビボSEAP産生結果
式Iaの核酸担体の製剤を試験するために、分泌型胎盤アルカリホスファターゼSEAPレポーター系を使用した。インビボ試験のために、マウスに5μgの用量のSEAPレプリコンRNAでナノ粒子を注射し、投与の1日後、4日後及び6日後にマウスから血清を採取した。SEAP検出のためのInvitrogen(インビトロジェン) NovaBright(商標)Phospha-Light(商標)EXP Assayキットを製造業者のプロトコルに従って使用して定量した。マウス血清試料中のSEAPの量を、BioTek(バイオテック) Synergy HTXマイクロプレートリーダーで測定して、任意単位(A.U.)で報告する。エラーバーは±S.E.M.である。図4に示すように、より弱い結合のためにpH6.0製剤からRNAがより早く放出されるので、SEAP量はpH5.0と比較してpH6.0製剤でより高いことが観察された。
式Iaの核酸担体の製剤を試験するために、分泌型胎盤アルカリホスファターゼSEAPレポーター系を使用した。インビボ試験のために、マウスに5μgの用量のSEAPレプリコンRNAでナノ粒子を注射し、投与の1日後、4日後及び6日後にマウスから血清を採取した。SEAP検出のためのInvitrogen(インビトロジェン) NovaBright(商標)Phospha-Light(商標)EXP Assayキットを製造業者のプロトコルに従って使用して定量した。マウス血清試料中のSEAPの量を、BioTek(バイオテック) Synergy HTXマイクロプレートリーダーで測定して、任意単位(A.U.)で報告する。エラーバーは±S.E.M.である。図4に示すように、より弱い結合のためにpH6.0製剤からRNAがより早く放出されるので、SEAP量はpH5.0と比較してpH6.0製剤でより高いことが観察された。
実施例8. 式Idの核酸担体を含有するナノ粒子製剤
1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-[メトキシ(ポリエチレングリコール)-2000](PEG-脂質、Avanti Polar Lipids)と組み合わせた式Idの核酸担体(例えば、PE-G2-A1-リシノール酸.PE-G2-リノール酸)を含有するエタノール相30μlと、10mMの最終クエン酸塩濃度まで超高純度、DNase/RNaseフリー、エンドトキシンフリー蒸留水(Invitrogen)及び滅菌100mM(pH5.0)QBクエン酸緩衝液(Teknova(テクノバ))で希釈したSEAPレプリコンRNA90μlとの直接混合物によって、ナノ粒子を製剤化した。得られたナノ粒子は、16:2.3:6の質量比の核酸担体対PEG-脂質対レプリコンRNAを含有した。Zetasizer Nano ZS(Malvern Panalytical(マルバーン・パナリティカル))を用いた粒子サイズ分布、Z平均の分析のために、製剤を1000倍希釈した。
1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-[メトキシ(ポリエチレングリコール)-2000](PEG-脂質、Avanti Polar Lipids)と組み合わせた式Idの核酸担体(例えば、PE-G2-A1-リシノール酸.PE-G2-リノール酸)を含有するエタノール相30μlと、10mMの最終クエン酸塩濃度まで超高純度、DNase/RNaseフリー、エンドトキシンフリー蒸留水(Invitrogen)及び滅菌100mM(pH5.0)QBクエン酸緩衝液(Teknova(テクノバ))で希釈したSEAPレプリコンRNA90μlとの直接混合物によって、ナノ粒子を製剤化した。得られたナノ粒子は、16:2.3:6の質量比の核酸担体対PEG-脂質対レプリコンRNAを含有した。Zetasizer Nano ZS(Malvern Panalytical(マルバーン・パナリティカル))を用いた粒子サイズ分布、Z平均の分析のために、製剤を1000倍希釈した。
流体力学的サイズ測定
図5は、ナノ粒子のサイズ(d.nm;nm単位の直径)に基づく強度として測定したナノ粒子組成物の分布を示す。図5に示すように、「Z平均」は、動的光散乱(DLS)により測定した粒子のアンサンブル集団の強度加重平均流体力学的サイズである。図5に示すように、サイズ234.5d.nmのナノ粒子について最も強い強度が観察された。
図5は、ナノ粒子のサイズ(d.nm;nm単位の直径)に基づく強度として測定したナノ粒子組成物の分布を示す。図5に示すように、「Z平均」は、動的光散乱(DLS)により測定した粒子のアンサンブル集団の強度加重平均流体力学的サイズである。図5に示すように、サイズ234.5d.nmのナノ粒子について最も強い強度が観察された。
ゲル遅延度アッセイ
公知の方法(Geallら、10.1073/pnas.1209367109(これは、参照により、あたかも完全に示されているかのように本明細書に組み込まれる))に従って、PE-G2-A1-リシノール酸.PE-G2-リノール酸とRNAとの結合を評価するためにアガロースゲル電気泳動を行った。図6は、PE-G2-A1-リシノール酸.PE-G2-リノール酸とSEAPレプリコンRNAとの結合を示すアガロースゲルの写真である。ゲルを臭化エチジウム(EB)で染色し、ゲル画像をSyngene G Boxイメージングシステム(Syngene、米国)で撮影した。図6に示すように、レーン1は未製剤化のSEAP RNAレプリコンを含有し、レーン2はPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G2-リノール酸及びSEAPレプリコンRNAの製剤化の生成物を含有した。ロードの前に、試料をホルムアルデヒドローディング色素とともにインキュベートし、65℃で10分間変性させ、23℃に冷却した。ゲルを90Vで泳動し、ゲル画像をSyngene G Boxイメージングシステム(Syngene、米国)で撮影した。RNA検出のために、ゲルを臭化エチジウムで染色した。図6に示すように、下側のバンドは、小さいサイズの遊離RNAに対応し(レーン1)、上側のバンドは、核酸担体へのRNAの結合によって形成される大きいサイズのナノ粒子を表す(レーン2)。
公知の方法(Geallら、10.1073/pnas.1209367109(これは、参照により、あたかも完全に示されているかのように本明細書に組み込まれる))に従って、PE-G2-A1-リシノール酸.PE-G2-リノール酸とRNAとの結合を評価するためにアガロースゲル電気泳動を行った。図6は、PE-G2-A1-リシノール酸.PE-G2-リノール酸とSEAPレプリコンRNAとの結合を示すアガロースゲルの写真である。ゲルを臭化エチジウム(EB)で染色し、ゲル画像をSyngene G Boxイメージングシステム(Syngene、米国)で撮影した。図6に示すように、レーン1は未製剤化のSEAP RNAレプリコンを含有し、レーン2はPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G2-リノール酸及びSEAPレプリコンRNAの製剤化の生成物を含有した。ロードの前に、試料をホルムアルデヒドローディング色素とともにインキュベートし、65℃で10分間変性させ、23℃に冷却した。ゲルを90Vで泳動し、ゲル画像をSyngene G Boxイメージングシステム(Syngene、米国)で撮影した。RNA検出のために、ゲルを臭化エチジウムで染色した。図6に示すように、下側のバンドは、小さいサイズの遊離RNAに対応し(レーン1)、上側のバンドは、核酸担体へのRNAの結合によって形成される大きいサイズのナノ粒子を表す(レーン2)。
インビトロSEAP産生結果
上記ナノ粒子組成物がインビトロでSEAPを発現する能力を試験するために、BHK細胞をナノ粒子で処理した。BHKの12ウェルディッシュの各ウェルを、1:1 Optimem:PBS混合物を用いて500μLの最終体積に希釈した製剤生成物の10μL(約1μg)で処理した。非処理ウェルは、500μLの50/50PBS/OptiMEMを有した。処理又はトランスフェクションの24時間後、各培養物から馴化培地を回収した。QuantiBlueアッセイ(InvivoGen(インビボジェン))を用いて培地を分析した。150μLのQuantiBlue試薬を50μLの培地と混合した。製造業者のプロトコルによって指示されるように650nmでの吸光度を測定することによって、10分後に読み取りを行った。無処理試料又は陰性対照については、ナノ粒子で処理していないウェルからの培地50μLを150μLのQuantiBlue試薬に加えた。図7は、核酸担体としてPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G2-リノール酸を含有するナノ粒子製剤のインビトロでのSEAP発現を示す。
上記ナノ粒子組成物がインビトロでSEAPを発現する能力を試験するために、BHK細胞をナノ粒子で処理した。BHKの12ウェルディッシュの各ウェルを、1:1 Optimem:PBS混合物を用いて500μLの最終体積に希釈した製剤生成物の10μL(約1μg)で処理した。非処理ウェルは、500μLの50/50PBS/OptiMEMを有した。処理又はトランスフェクションの24時間後、各培養物から馴化培地を回収した。QuantiBlueアッセイ(InvivoGen(インビボジェン))を用いて培地を分析した。150μLのQuantiBlue試薬を50μLの培地と混合した。製造業者のプロトコルによって指示されるように650nmでの吸光度を測定することによって、10分後に読み取りを行った。無処理試料又は陰性対照については、ナノ粒子で処理していないウェルからの培地50μLを150μLのQuantiBlue試薬に加えた。図7は、核酸担体としてPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G2-リノール酸を含有するナノ粒子製剤のインビトロでのSEAP発現を示す。
実施例9. 式Ifの核酸担体を含有するナノ粒子製剤
1:0.6:2.88:0.1のモル比のPE-G1-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸又はPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸:DOPE:コレステロール:DMG-PEG2kを含有するナノ粒子を、NanoAssemblr Benchtop(Precision NanoSystems Inc、バンクーバー、ブリティッシュコロンビア州、カナダ)を使用して製剤化した。RNAをDNase/RNaseフリー、エンドトキシンフリー蒸留水及び滅菌クエン酸緩衝液で最終所望のpHまで希釈した。総流量は、Benchtop上での製剤化のために、水相対有機相の3:1比で10mL/分で維持した。250℃で24時間加熱することによって発熱物質を除去したガラス製品を使用して、ナノ粒子を、20,000分子量カットオフ透析を使用して、無菌のエンドトキシンフリーのPBSに対して透析した。透析したナノ粒子を、0.2ミクロン(0.2μm)のポリ(エーテルスルホン)フィルタを用いて滅菌濾過し、Zetasizer NanoZS装置(Malvern)を用いて特徴付けた。封入効率は、Ribogreen(登録商標)アッセイ(Geallら、10.1073/pnas.1209367109(参照により、完全に示されているかのように本明細書に組み込まれる))を使用して、PE-G1-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸又はPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸及びSEAPレプリコンRNA(pH6で製剤化)を含有するナノ粒子組成物について93%及び90%であると測定された。
1:0.6:2.88:0.1のモル比のPE-G1-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸又はPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸:DOPE:コレステロール:DMG-PEG2kを含有するナノ粒子を、NanoAssemblr Benchtop(Precision NanoSystems Inc、バンクーバー、ブリティッシュコロンビア州、カナダ)を使用して製剤化した。RNAをDNase/RNaseフリー、エンドトキシンフリー蒸留水及び滅菌クエン酸緩衝液で最終所望のpHまで希釈した。総流量は、Benchtop上での製剤化のために、水相対有機相の3:1比で10mL/分で維持した。250℃で24時間加熱することによって発熱物質を除去したガラス製品を使用して、ナノ粒子を、20,000分子量カットオフ透析を使用して、無菌のエンドトキシンフリーのPBSに対して透析した。透析したナノ粒子を、0.2ミクロン(0.2μm)のポリ(エーテルスルホン)フィルタを用いて滅菌濾過し、Zetasizer NanoZS装置(Malvern)を用いて特徴付けた。封入効率は、Ribogreen(登録商標)アッセイ(Geallら、10.1073/pnas.1209367109(参照により、完全に示されているかのように本明細書に組み込まれる))を使用して、PE-G1-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸又はPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸及びSEAPレプリコンRNA(pH6で製剤化)を含有するナノ粒子組成物について93%及び90%であると測定された。
流体力学的サイズ測定
図8A及び図8Bは、ナノ粒子のサイズ(d.nm;nm単位の直径)に基づく強度として測定されたナノ粒子組成物の分布を示す。図8A及び図8Bに示すように、それぞれ、サイズ86.90d.nm及びサイズ102.6d.nmのナノ粒子について最も強い強度が観察された。これらのサイズ分布は、低い多分散指数を有する単一のピークを特徴とし、これは、比較的単分散のサイズを示す。
図8A及び図8Bは、ナノ粒子のサイズ(d.nm;nm単位の直径)に基づく強度として測定されたナノ粒子組成物の分布を示す。図8A及び図8Bに示すように、それぞれ、サイズ86.90d.nm及びサイズ102.6d.nmのナノ粒子について最も強い強度が観察された。これらのサイズ分布は、低い多分散指数を有する単一のピークを特徴とし、これは、比較的単分散のサイズを示す。
インビトロSEAP産生結果
上記ナノ粒子組成物がインビトロでSEAPを発現する能力を試験するために、BHK細胞をナノ粒子で処理した。BHKの12ウェルディッシュの各ウェルを、1:1 Optimem:PBS混合物を用いて500μLの最終体積に希釈した製剤生成物の10μL(約1μg)で処理した。非処理ウェルは、500μLの50/50PBS/OptiMEMを有した。処理又はトランスフェクションの24時間後、各培養物から馴化培地を回収した。QuantiBlueアッセイ(InvivoGen)を用いて培地を分析した。150μLのQuantiBlue試薬を50μLの培地と混合した。製造業者のプロトコルによって指示されるように650nmでの吸光度を測定することによって、10分後に読み取りを行った。無処理試料又は陰性対照については、ナノ粒子で処理していないウェルからの培地50μLを150μLのQuantiBlue試薬に加えた。図9Aは、核酸担体としてPE-G1-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸又はPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸を含有するナノ粒子製剤のインビトロでのSEAP発現を示す。
上記ナノ粒子組成物がインビトロでSEAPを発現する能力を試験するために、BHK細胞をナノ粒子で処理した。BHKの12ウェルディッシュの各ウェルを、1:1 Optimem:PBS混合物を用いて500μLの最終体積に希釈した製剤生成物の10μL(約1μg)で処理した。非処理ウェルは、500μLの50/50PBS/OptiMEMを有した。処理又はトランスフェクションの24時間後、各培養物から馴化培地を回収した。QuantiBlueアッセイ(InvivoGen)を用いて培地を分析した。150μLのQuantiBlue試薬を50μLの培地と混合した。製造業者のプロトコルによって指示されるように650nmでの吸光度を測定することによって、10分後に読み取りを行った。無処理試料又は陰性対照については、ナノ粒子で処理していないウェルからの培地50μLを150μLのQuantiBlue試薬に加えた。図9Aは、核酸担体としてPE-G1-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸又はPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸を含有するナノ粒子製剤のインビトロでのSEAP発現を示す。
インビボSEAP産生結果
PE-G1-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸又はPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸を含む製剤をインビボで試験するために、マウスに2μgの用量のSEAPレプリコンRNAでナノ粒子を注射し、投与の3日後にマウスから血清を採取した。SEAP検出のためのInvitrogen NovaBright(商標)Phospha-Light(商標)EXP Assayキットを製造業者のプロトコルに従って使用して定量した。マウス血清試料中のSEAPの量を、BioTek Synergy HTXマイクロプレートリーダーで測定して、任意単位(A.U.)で報告する。エラーバーは±S.E.M.である。図9Bに示すように、SEAP量はPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸と比較してPE-G1-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸を用いた場合に高いことが観察された。
PE-G1-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸又はPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸を含む製剤をインビボで試験するために、マウスに2μgの用量のSEAPレプリコンRNAでナノ粒子を注射し、投与の3日後にマウスから血清を採取した。SEAP検出のためのInvitrogen NovaBright(商標)Phospha-Light(商標)EXP Assayキットを製造業者のプロトコルに従って使用して定量した。マウス血清試料中のSEAPの量を、BioTek Synergy HTXマイクロプレートリーダーで測定して、任意単位(A.U.)で報告する。エラーバーは±S.E.M.である。図9Bに示すように、SEAP量はPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸と比較してPE-G1-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸を用いた場合に高いことが観察された。
COVID-19武漢(Wuhan)スパイクRBD直接血清ELISA
マウス(BALB/c)に、PE-G1-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸及びPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸とともに製剤化した2μgのスパイクレプリコンRNA(総体積100μLのPBS中)を脚筋の両側にIM注射によってワクチン接種した。マウスを注射後14日間飼育し、凝固させた試料を10000RCFで1.5分間遠心分離することによって全血から血清を単離した。この血清を、直接ELISAによって抗スパイクRBD抗体価についてアッセイした。Greiner(グライナー) Bio High Binding Microlon ELISAプレートを、組換え武漢スパイクRBDタンパク質を含有するPBSで、4℃で一晩コーティングした。ウェルをPBS+0.5%BSAを用いて室温で1時間ブロックした。血清試料を、1:50希釈から開始し、PBS+0.5%BSA中で1:6400までの連続1:2希釈でウェルに加えた。試料を室温で1時間インキュベートし、PBSTで3回洗浄し、次いでヤギ抗マウスIgG HRPをPBS+0.5%BSA中1:20,000希釈で添加し、1時間インキュベートした。プレートを再度PBSTで5回洗浄し、発色性HRP基質3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン(TMB)を用いて発色させた。0.5M H2SO4の添加によって反応を停止させ、吸光度を450nm及び570nmで測定した。エンドポイント抗体価は、450における吸光度-570における吸光度の値が≧0.08である最高希釈として指定した。2週目に、PE-G1-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸及びPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸を用いて製剤化したナノ粒子ワクチン2μgで免疫した群のエンドポイント希釈抗体価(図10)は200~1600であった。これは、抗体価がベースラインに留まった免疫しなかった血清陰性群とは対照的である。
マウス(BALB/c)に、PE-G1-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸及びPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸とともに製剤化した2μgのスパイクレプリコンRNA(総体積100μLのPBS中)を脚筋の両側にIM注射によってワクチン接種した。マウスを注射後14日間飼育し、凝固させた試料を10000RCFで1.5分間遠心分離することによって全血から血清を単離した。この血清を、直接ELISAによって抗スパイクRBD抗体価についてアッセイした。Greiner(グライナー) Bio High Binding Microlon ELISAプレートを、組換え武漢スパイクRBDタンパク質を含有するPBSで、4℃で一晩コーティングした。ウェルをPBS+0.5%BSAを用いて室温で1時間ブロックした。血清試料を、1:50希釈から開始し、PBS+0.5%BSA中で1:6400までの連続1:2希釈でウェルに加えた。試料を室温で1時間インキュベートし、PBSTで3回洗浄し、次いでヤギ抗マウスIgG HRPをPBS+0.5%BSA中1:20,000希釈で添加し、1時間インキュベートした。プレートを再度PBSTで5回洗浄し、発色性HRP基質3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン(TMB)を用いて発色させた。0.5M H2SO4の添加によって反応を停止させ、吸光度を450nm及び570nmで測定した。エンドポイント抗体価は、450における吸光度-570における吸光度の値が≧0.08である最高希釈として指定した。2週目に、PE-G1-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸及びPE-G2-A1-リシノール酸.PE-G1-A1-リシノール酸を用いて製剤化したナノ粒子ワクチン2μgで免疫した群のエンドポイント希釈抗体価(図10)は200~1600であった。これは、抗体価がベースラインに留まった免疫しなかった血清陰性群とは対照的である。
参考文献:
本出願を通して引用される参考文献は、あたかも各参考文献が完全に示されているかのように、本明細書及び参考文献自体において明らかなすべての目的のために組み込まれる。提示のために、これらの参考文献のうちの特定の参考文献が本明細書の特定の箇所で引用される。特定の箇所における参考文献の引用は、参考文献の教示が組み込まれる様式を示す。しかしながら、特定の箇所における参考文献の引用は、引用された参考文献の教示のすべてがすべての目的のために組み込まれる様式を限定するものではない。
本出願を通して引用される参考文献は、あたかも各参考文献が完全に示されているかのように、本明細書及び参考文献自体において明らかなすべての目的のために組み込まれる。提示のために、これらの参考文献のうちの特定の参考文献が本明細書の特定の箇所で引用される。特定の箇所における参考文献の引用は、参考文献の教示が組み込まれる様式を示す。しかしながら、特定の箇所における参考文献の引用は、引用された参考文献の教示のすべてがすべての目的のために組み込まれる様式を限定するものではない。
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Claims (48)
- 前記複数のモノマー状のポリエステル単位は2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸又は2,2-ビス(ヒドロキシメチル)酪酸である請求項1に記載の核酸担体。
- zは式IIを有し、
z=bn、III
前記式中、bは分岐点多重度、又は各分岐点における分岐数であり、nは世代数であり、1~10の範囲にある請求項1に記載の核酸担体。 - Aは、1-(2-アミノエチル)ピペラジン、1-ピペリジンエタンアミン、1-ジメチルアミノ-2-プロピルアミン、1-(3-アミノプロピル)ピロリジン、1-(2-アミノエチル)ピロリジン、1-(2-アミノエチル)ピペリジン、2-(1-ピペラジニル)エチルアミン、2-(4-メチル-ピペラジン-1-イル)-エチルアミン、3-(ジメチルアミノ)-1-プロピルアミン、3-(ジエチルアミノ)プロピルアミン、(4-アミノブチル)ジメチルアミン、4-(1-ピロリジニル)-1-ブチルアミン、4-モルホリンエタンアミン、4-モルホリンプロパンアミン、4-メチル-1-ピペラジンエタンアミン、4-(ジエチルアミノ)ブチルアミン、N,N-ジメチルエチレンジアミン、N,N-ジメチルジプロピレントリアミン、N,N’-ジメチル-N,N’-ビス(3-メチルアミノプロピル)トリメチレンジアミン、N1-(3-アミノプロピル)プロパン-1,3-ジアミン、N1-(3-アミノプロピル)-N1-メチルプロパン-1,3-ジアミン、3-((3-アミノプロピル)(メチル)アミノ)プロパン-1-オール、1-ジメチルアミノ-2-プロパノール、1-[ビス[3-(ジメチルアミノ)プロピル]アミノ]-2-プロパノール、2-ジメチルアミノエタノール、2-(ジエチルアミノ)エタノール、2-[2-(ジメチルアミノ)エトキシ]エタノール、2-(2-アミノエトキシ)エタノール、2-{[2-(ジメチルアミノ)エチル]メチルアミノ}エタノール、3-ジメチルアミノ-1-プロパノール、3-ジエチルアミノ-1-プロパノール、4-(ジメチルアミノ)-1-ブタノール、4-ジエチルアミノ-2-ブチン-1-オール、N-メチルジエタノールアミン、4-(ジエチルアミノ)ブタン-1-オール、3-(アゼチジン-1-イル)プロパン-1-オール、3-(ピロリジン-1-イル)プロパン-1-オール、3-(ピペリジン-1-イル)プロパン-1-オール、4-(アゼチジン-1-イル)ブタン-1-オール、4-(ピロリジン-1-イル)ブタン-1-オール、4-(ピペリジン-1-イル)ブタン-1-オール、3-モルホリノプロパン-1-オール、4-モルホリノブタン-1-オール、3-(4-メチルピペラジン-1-イル)プロパン-1-オール、又は4-(4-メチルピペラジン-1-イル)ブタン-1-オールである請求項1に記載の核酸担体。
- Bは脂肪酸(C4~C28)又はその誘導体に由来する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の核酸担体。
- 前記脂肪酸は、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、及びエイコサペンタン酸からなる群から選択される請求項6に記載の核酸担体。
- 前記脂肪酸誘導体は、12-ヒドロキシ-9-cis-オクタデセン酸、12-メチルテトラデカン酸、12-メチルトリデカン酸、14-メチルヘキサデカン酸、14-メチルヘキサデカン酸、18-メチルノナデカン酸、19-メチルアラキジン酸、イソパルミチン酸、イソステアリン酸、フィタン酸、(±)-2-ヒドロキシオクタン酸、(±)-3-ヒドロキシデカン酸、(±)-3-ヒドロキシオクタン酸、10-ヒドロキシデカン酸、12-ヒドロキシオクタデカン酸、15-ヒドロキシペンタデカン酸、16-ヒドロキシヘキサデカン酸、2-ヒドロキシヘキサデカン酸、2-ヒドロキシテトラデカン酸、2-ヒドロキシドデカン酸、DL-α-ヒドロキシステアリン酸、DL-β-ヒドロキシラウリン酸、DL-β-ヒドロキシミリスチン酸、及びDL-β-ヒドロキシパルミチン酸からなる群から選択される請求項6に記載の核酸担体。
- 前記脂肪酸又は誘導体は、1つ以上の安定同位体を含む請求項6に記載の核酸担体。
- 前記安定同位体は炭素又は水素の安定同位体である請求項9に記載の核酸担体。
- 炭素の前記安定同位体は13Cである請求項10に記載の核酸担体。
- 水素の前記安定同位体は2Hである請求項10に記載の核酸担体。
- 前記安定同位体を含む前記脂肪酸は、オクタン酸-1-13C、オクタン酸-8-13C、オクタン酸-8,8,8-d3、オクタン酸-2H15、デカン酸-1-13C、デカン酸-10-13C、デカン酸-10,10,10-d3、デカン酸-d19、ウンデカン酸-1-13C、ラウリン酸-12,12,12-2H3、ラウリン酸-2H23、ラウリン酸-1-13C、ラウリン酸-1,12-13C2、トリデカン酸-2,2-2H2、ミリスチン酸-14-13C、ミリスチン酸-1-13C、ミリスチン酸-14,14,14-2H3、ミリスチン酸-2H27、パルミチン酸-1-13C、パルミチン酸-16-13C、パルミチン酸-16-13C,16,16,16-2H3、パルミチン酸-2H31、ステアリン酸-1-13C、ステアリン酸-18-13C、ステアリン酸-18,18,18-2H3、ステアリン酸-2H35、オレイン酸-1-13C、オレイン酸-2H34、リノレン酸-1-13C、リノール酸-2H32、アラキドン酸-5,6,8,9,11,12,14,15-2H8、及びエイコサン酸-2H39からなる群から選択される請求項10に記載の核酸担体。
- 請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の核酸担体と、その中に完全に又は部分的に封入された治療用又は免疫原性の核酸剤とを含むナノ粒子組成物。
- 前記治療用又は免疫原性の核酸剤は、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、DNA、cDNA、RNA、repRNA、siRNA、miRNA、sgRNA及びmRNAからなる群から選択される請求項14に記載のナノ粒子組成物。
- 前記治療用又は免疫原性の核酸剤は、感染性疾患、病原体、癌、自己免疫疾患及びアレルゲン性疾患からなる群から選択される1つ以上の抗原をコードする請求項14に記載のナノ粒子組成物。
- 前記治療用又は免疫原性の核酸剤は、遺伝子の活性をサイレンシング、阻害若しくは変更することができるRNA又はDNAを含む請求項14に記載のナノ粒子組成物。
- PEG-脂質をさらに含む請求項14に記載のナノ粒子組成物。
- 前記治療用又は免疫原性の核酸剤は、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、DNA、cDNA、RNA、repRNA、siRNA、miRNA、sgRNA及びmRNAからなる群から選択される請求項18に記載のナノ粒子組成物。
- 前記治療用又は免疫原性の核酸剤は、感染性疾患、病原体、癌、自己免疫疾患及びアレルゲン性疾患からなる群から選択される1つ以上の抗原をコードする請求項18に記載のナノ粒子組成物。
- 前記治療用又は免疫原性の核酸剤は、遺伝子の活性をサイレンシング、阻害若しくは変更することができるRNA又はDNAを含む請求項18に記載のナノ粒子組成物。
- 前記PEG-脂質は1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-[メトキシ(ポリエチレングリコール)-2000]又は1,2-ジミリストイル-rac-グリセロ-3-メトキシポリエチレングリコール-2000である請求項18に記載のナノ粒子組成物。
- 前記ナノ粒子組成物は、ナノ粒子組成物あたり1モル%~10モル%のPEG-脂質の範囲で前記PEG-脂質を含む請求項18に記載のナノ粒子組成物。
- リン脂質及びコレステロール又はその誘導体をさらに含む請求項18に記載のナノ粒子組成物。
- 前記PEG-脂質は1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-[メトキシ(ポリエチレングリコール)-2000]又は1,2-ジミリストイル-rac-グリセロ-3-メトキシポリエチレングリコール-2000である請求項24に記載のナノ粒子組成物。
- 前記ナノ粒子組成物は、ナノ粒子組成物あたり1モル%~10モル%のPEG-脂質の範囲で前記PEG-脂質を含む請求項24に記載のナノ粒子組成物。
- 前記リン脂質は、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DOPE)又はジステアロイルホスファチジルコリン(DSPC)である請求項24に記載のナノ粒子組成物。
- 前記ナノ粒子組成物は、ナノ粒子組成物あたり10モル%~15モル%のリン脂質の範囲で前記リン脂質を含む請求項24に記載のナノ粒子組成物。
- 前記ナノ粒子組成物は、ナノ粒子組成物あたり50モル%~75モル%のコレステロール又はその誘導体の範囲で前記コレステロール又はその誘導体を含む請求項24に記載のナノ粒子組成物。
- 対象における疾患若しくは状態を治療又は予防する方法であって、治療有効量の請求項14に記載のナノ粒子組成物を対象に投与する工程を含む、方法。
- 前記治療用又は免疫原性の核酸剤は、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、DNA、cDNA、RNA、repRNA、siRNA、miRNA、sgRNA及びmRNAからなる群から選択される請求項30に記載の方法。
- 前記治療用又は免疫原性の核酸剤は、感染性疾患、病原体、癌、自己免疫疾患及びアレルゲン性疾患からなる群から選択される1つ以上の抗原をコードする請求項30に記載の方法。
- 前記治療用又は免疫原性の核酸剤は、遺伝子の活性をサイレンシング、阻害若しくは変更することができるRNA又はDNAを含む請求項30に記載の方法。
- 前記ナノ粒子組成物はPEG-脂質をさらに含む請求項30に記載の方法。
- 前記治療用又は免疫原性の核酸剤は、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、DNA、cDNA、RNA、repRNA、siRNA、miRNA、sgRNA及びmRNAからなる群から選択される請求項34に記載のナノ粒子組成物。
- 前記治療用又は免疫原性の核酸剤は、感染性疾患、病原体、癌、自己免疫疾患及びアレルゲン性疾患からなる群から選択される1つ以上の抗原をコードする請求項34に記載のナノ粒子組成物。
- 前記治療用又は免疫原性の核酸剤は、遺伝子の活性をサイレンシング、阻害若しくは変更することができるRNA又はDNAを含む請求項34に記載のナノ粒子組成物。
- 前記PEG-脂質は1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-[メトキシ(ポリエチレングリコール)-2000]又は1,2-ジミリストイル-rac-グリセロ-3-メトキシポリエチレングリコール-2000である請求項34に記載のナノ粒子組成物。
- 前記ナノ粒子組成物は、ナノ粒子組成物あたり1モル%~10モル%のPEG-脂質の範囲で前記PEG-脂質を含む請求項34に記載のナノ粒子組成物。
- 前記ナノ粒子組成物は、リン脂質及びコレステロール又はその誘導体をさらに含む請求項39に記載のナノ粒子組成物。
- 前記PEG-脂質は1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-[メトキシ(ポリエチレングリコール)-2000]又は1,2-ジミリストイル-rac-グリセロ-3-メトキシポリエチレングリコール-2000である請求項40に記載のナノ粒子組成物。
- 前記ナノ粒子組成物は、ナノ粒子組成物あたり1モル%~10モル%のPEG-脂質の範囲で前記PEG-脂質を含む請求項40に記載のナノ粒子組成物。
- 前記リン脂質は、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DOPE)又はジステアロイルホスファチジルコリン(DSPC)である請求項40に記載のナノ粒子組成物。
- 前記ナノ粒子組成物は、ナノ粒子組成物あたり10モル%~15モル%のリン脂質の範囲で前記リン脂質を含む請求項40に記載のナノ粒子組成物。
- 前記ナノ粒子組成物は、ナノ粒子組成物あたり50モル%~75モル%のコレステロール又はその誘導体の範囲で前記コレステロール又はその誘導体を含む請求項40に記載のナノ粒子組成物。
- 前記治療有効量の前記ナノ粒子組成物は、前記対象の体重1kgあたり0.01mg核酸~10mg核酸の範囲で前記治療用又は免疫原性の核酸剤を含む請求項30に記載の方法。
- 前記対象は哺乳動物である請求項46に記載の方法。
- 前記哺乳動物は、げっ歯類、イヌ、霊長類、ウマ、高価値農業動物、及びヒトからなる群から選択される請求項47に記載の方法。
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