JP5065281B2 - ドラッグ・デリバリー・システム - Google Patents
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Description
− 対称中心である多官能性のコア、
− 繰り返し単位(世代)の明確に規定された種々の放射相称の層、
− 末端基。
a)ラクトフェリン由来の細胞浸透性シグナルペプチド(CPP)、
b)製剤学的作用物質及び
c)炭水化物(ポリサッカリド)からの;ポリエステルからの;ポリエーテルからの;ポリオールからの:ポリオレフィンからの;ポリアルキレングリコールからの;ポリアミドからの;ポリアセタールからの;ポリアクリレートからの;ポリアセテートからの;ポリウレタンからの;有機ケイ素ポリマーからの;エポキシ樹脂からの;ポリチオールからの;ポリカーボネートからの;ポリカプロラクトンからの;ポリグリコライドからの;ポリラクチドからの;ポリラクチド−コ−グリコライドからの又はポリタータレートからの分枝又は架橋ホモポリマー又はヘテロポリマーから成るポリマー担体
を含むドラッグ・デリバリー・システムが特に有利である。
複数の工程で作用物質とシグナル物質を1つ以上の担体ポリマーで覆うか又は被せて存在させることができる。従って、例えば、外側の層にシグナル物質を埋め込み、内側の層に作用物質を埋め込むことができる。その結果、まずシグナル物質が、次に作用物質が放出する。更に、複数の種々の作用物質を種々の粒子層に凝集することもできる。
図1aは、非特異的に埋め込まれた非変性のバリアー、シグナル物質(1)、例えば、Tat−タンパク質、非特異的に埋め込まれた非変性の作用物質(2)、分枝ポリマー担体(3)から成り、その際、シグナル物質と作用物質は2つの層で、分枝ポリマー担体(3)とコアセルベート化している担体−作用物質−シグナル剤−凝集物を模範的に示している。さらにまた作用物質調製物は、経口−消化層(4)、例えば、Eudragit(R)で包囲されている。
実施例では、以下の略語を使用する:
Boc t−ブチルオキシカルボニル
DIPEA ジイソプロピルエチルアミン
DMF ジメチルホルムアミド
EDT エタンジチオール
Fmoc 9−フルオレニルメトキシカルボニル
HBTU 2−(1H−ベンゾトリアゾール−1−イル)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート
HPLC 高速液体クロマトグラフィー
Pmc 2,2,5,7,8−ペンタメチルクロマンスルホニル
tBu t−ブチル
TES トリエチルシラン
TFA トリフルオロ酢酸
Trt トリフェニルメチル
例1:ペプチドシグナル−補助剤の製造
Fmoc/tBu法を用いて、配列Tyr−Gly−Arg−Lys−Lys−Arg−Arg−Gln−Arg−Arg−Arg(Tat−配列)を有する天然同位体のシグナルペプチドを製造し、その際、使用したL−アミノ酸のα−アミノ官能基をFmoc保護し、かつ三官能性のアミノ酸の側鎖は、以下の保護基で保護してある:Bocはリシンとトリプトファン;tBuはアスパラギン酸、グルタミン酸、セリン、トレオニン及びチロシン;Pmcはアルギニン;Trtはシステイン、ヒスチジン、アスパラギン及びグルタミン。
このために、6909g/molの分子量Mw、80℃で3Pas未満の溶融粘度、100%の分枝度及び約36ÅのPAMAM−担体分子の直径を有する樹枝状ポリマー(ポリアミドアミン(PAMAM)−デンドリマー)を1番目の混合容器中で100℃で溶かした。
このために、8個のカバーガラスチャンバー(Nunc)中のHeLa細胞もしくはCHO細胞をpHインディケーター有り又は無しで、例2で製造した球状のドラッグ・デリバリー・システム10μMを含有するダルベッコ変法イーグル培地中、37℃で30分間インキュベートした。引き続き、細胞を培地で洗浄し、トリプシン処理により5分間溶かし、PBS中に懸濁させ、かつ続いてすぐにフローサイトメトリーを用いて中程度の蛍光強さ/細胞を全部で10000個の細胞に関して決定した(BD FACSCalibur System, Becton Dickinson, Heidelberg, DE)。生細胞は、測方散乱と前方散乱に基づいて選択した。選択した細胞は阻害されない形態を示した。
一般的検討:
細胞と試薬:使用したヒトHeLa−癌細胞はAmerican Type Culture Collection(Manassas, VA, USA)から入手した。HeLa細胞は、安定化グルタミンと2.0g/L NaHCO3(PAN Biotech, Aidenbach、ドイツ)含有のRPMI 1640培地中で培養し、かつ10%濃度のウシ胎児血清(PAN Biotech)とインキュベートした。クロロブロマジンは、Calbiochem(Bad Soden、ドイツ)社から購入し、5−(N−エチル−N−イソプロピル)アミロライド(EIPA)、メチル−β−クロロデキストリン(MSCD)及びMTT[3−(4,5−ジメチルチアゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロミド]は、Sigma社(Deisenhofen、ドイツ)から購入した。
ヒト又はウシのラクトフェリン由来のペプチドを固相ペプチド合成により製造した。生細胞中でのペプチドの吸収と細胞内分布を調べるために、2つのペプチドをN末端でカルボキシフルオレセインで修飾した。誘導されたラクトフェリンペプチドが細胞浸透性ペプチドとして活性を有するかどうかを決定するために、bLF−ペプチド又はhLF−ペプチドとインキュベートしたHeLa細胞の細胞会合した蛍光をフローサイトメトリーにより測定した。比較のために、Antp−ペプチドとTat−ペプチドが既に良好に安定した細胞浸透ペプチドとして選択された。
22個のアミノ酸を有するhLF−ペプチドは中程度の長さの細胞浸透性ペプチドである。ノナアルギニンは、9個のアミノ酸だけを有し、一般に普及している細胞浸透性ペプチドであるトランスポータン(Transportan)は27個のアミノ酸を有した。この場合に、7つのカチオンアミノ酸のうち4つ及び芳香族アミノ酸は、シトシン基の近くにある。完全なタンパク質中では、シトシン基はジスルフィド架橋を形成し、これによりドメインはループ構造を形成する。さらに、完全なタンパク質に比べて末端のシステイン基が欠けた短いペプチドの細胞の吸収を試験した(LF1とLF2、表1)。
上記の実験では、40μMのhLFペプチド濃度を使用し、これにより何の細胞毒性作用も観察されなかった。しかし、生細胞中でのペプチド吸収を観察した際には、1時間未満の比較的に短いインキュベーション時間を使用した。更に細胞の残存性に対する長いインキュベーション時間と高濃度のペプチドの影響を試験した。これに対して、HeLa細胞は1.25μM〜160μMまでの濃度を有するhLF−ペプチドと0.5又は6時間インキュベートした。この後に、細胞の活力をMTT−試験で測定した。結果は図6にまとめてある。
例5.1:使用した高分枝ポリエステルは、3500g/molの分子量Mw、約35℃のガラス温度及び約490mgKOH/gのヒドロキシ価を有する親水性高分枝ポリエステル(Perstorp(R)社によりBoltorn H30(R)の商標名で市販されている)の疎水化により得られた。疎水化は、ステアリン酸とパルミチン酸から成る混合物での親水性ポリマーのエステル化により行った(ステアリン酸:パルミチン酸の測定比=2:1)。その際、親水性ポリマーのヒドロキシ基の50%が反応した。分子量Mwは、7500g/molであった。
顕微鏡:Jeol JSM 6400
加速度ポテンシャル:20KV
作動間隔:15mm
得られた粒子(シグナルペプチドの装填有り又は無し)を表面分析的にX線電子分光法(XPS)(XPS−表面分析装置、Leybold社, Koeln, Mh-Kante)により特徴付けた。結果は表2と3に再現されている。ペプチド無しの粒子は、担体ポリマーの原子に特異的なシグナル(CとO)を示し、シグナルペプチドを有する調製物は更に特異的な窒素(N)シグナルを示した。結果は、担体、シグナルペプチド及び作用物質が容易に凝集したこと、すなわち、共有結合しないで存在していることを示している。更にシグナルペプチドが粒子表面上で検出できた。
Claims (12)
- ポリマー担体と、生物学的バリアーを通る輸送のための少なくとも1つのシグナル物質と、少なくとも1つの作用物質をベースとし、その際、担体、シグナル物質及び作用物質は、互いに共有結合を有さない、球状のドラッグ・デリバリー・システムにおいて、シグナル物質および作用物質が、1種又はそれ以上の担体ポリマーで覆うか又は被せることにより複数の層中に存在し、その際、内側の層に作用成分が埋め込まれ、かつ外側の層にシグナル物質が埋め込まれており、かつ、シグナル物質がラクトフェリン由来のペプチドであり、その際、ラクトフェリン由来のペプチドは、配列番号3または配列番号4による配列を有するか、あるいはメチオニン残基がバリン、イソロイシン、ノルバリン、ロイシンおよびノルロイシンから成る群から選択されたアミノ酸により置換されている配列番号3または配列番号4による配列を有することを特徴とする、前記球状のドラッグ・デリバリー・システム。
- シグナル物質も作用物質もポリマー担体中に分散又はコアセルベート化して存在している、請求項1に記載の球状のドラッグ・デリバリー・システム。
- ポリマー担体は、担体の全質量に対して、50質量%を上回る割合で少なくとも1つの分枝又は架橋ポリマーを含有している、請求項1又は2に記載の球状のドラッグ・デリバリー・システム。
- ポリマー担体として、樹枝状ポリマーを使用する、請求項1から3までのいずれか1項に記載の球状のドラッグ・デリバリー・システム。
- 分枝ポリマー担体は、ヒドロゲル又は櫛状ポリマーである、請求項1から4までのいずれか1項に記載の球状のドラッグ・デリバリー・システム。
- ポリマー担体として、1000g/molを上回る重量平均分子量Mw及び/又は80℃で3.0Pas未満の溶融粘度を有する樹枝状ポリマーを使用する、請求項1から5までのいずれか1項に記載の球状のドラッグ・デリバリー・システム。
- 担体ポリマーは、ポリアミドアミン−デンドリマー、ポリプロピレンイミン−デンドリマー、ポリエチレンオキシドベースのデンドリマー、ポリエーテル−デンドリマー、ポリアミド−デンドリマー、ポリリシン−デンドリマー及びポリアリールエーテル−デンドリマーのグループから選択される樹枝状担体ポリマーであり;及び/又は
ポリエステル、ポリエステルアミド、ポリエーテル、ポリアミド、ポリエチレンイミン;ポリカプロラクトン、ポリグリセリン、ポリグリコライド、ポリラクチド、ポリラクチド−コ−グリコライド、ポリタータレート及びポリサッカリドのグループから選択される樹枝状ポリマーであり;及び/又は
天然及び合成炭水化物のホモ又はコポリマー、天然及び合成アミノ酸ポリマー、天然及び合成核酸、ポリアミン、ポリイミン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリオール、ポリオレフィン、ポリアルキレングリコール、ポリアミド、ポリアセタール、ポリアクリレート、ポリアセテート、ポリウレタン、有機ケイ素ポリマー、エポキシド樹脂、ポリチオール、ポリカーボネート、ポリカプロラクトン、ポリグリコライド、ポリラクチド、ポリラクチド−コ−グリコライド及びポリタータレートのグループから選択される分枝又は架橋担体ポリマーである、請求項1から6までのいずれか1項に記載の球状のドラッグ・デリバリー・システム。 - シグナル物質は、膜透過性ドメイン(PTD)含有の非変性シグナル物質である、請求項1から7までのいずれか1項に記載の球状のドラッグ・デリバリー・システム。
- 作用物質は、非変性の製剤学的作用物質である、請求項1から8までのいずれか1項に記載の球状のドラッグ・デリバリー・システム。
- ポリマー担体と非特異的に凝集した少なくとも1つのシグナル物質と、少なくとも1つの作用物質を含有している請求項1から9までのいずれか1項に記載の球状のドラッグ・デリバリー・システムを製造するための、シグナル物質および作用物質のための担体材料としての分枝又は架橋ポリマー担体の使用。
- ラクトフェリン又はラクトフェリン由来のペプチドをシグナル物質として含有している請求項10に記載の球状のドラッグ・デリバリー・システムを製造するための、分枝又は架橋ポリマー担体の使用。
- 請求項1から9までのいずれか1項に記載の球状のドラッグ・デリバリー・システムを製造する方法において、前記ドラッグ・デリバリー・システムの粒子は、コアセルベーションにより、又は圧縮ガスもしくは超臨界ガスを使用する高圧法により、−30℃から+150℃の間の温度範囲内で、かつ0.1mbar〜250barの間の圧力で作られることを特徴とする、球状のドラッグ・デリバリー・システムを製造する方法。
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