JP5513745B2 - 生物学的分子および担体ポリマーを含む粒子の調製方法 - Google Patents
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Description
US−A−5,833,891は、生物学的分子をポリマー粒子中に埋め込むことのできる方法であって、生物学的分子およびポリマーの混合した溶液または懸濁液を超臨界流体中にスプレーすることによる方法を開示する。
WO−A−2004/006893は、炭水化物ポリマーおよび生物ポリマーを含む粒子の作成方法であって、これら2つを含む溶液と超臨界流体とを混合することによる方法を開示する。
次いで、該溶液媒体を反溶媒物質と接触させて、それにより、生物学的分子および担体ポリマーを、生物学的分子および担体ポリマーの両方を含む粒子として溶剤から分離させる工程を含む。
第1有機溶媒中における生物学的分子の第1溶液を提供し、
第2有機溶媒中における担体ポリマーの第2溶液を提供し、
第1および第2溶液を混合して、
それにより、生物学的分子の濃度が形成された第1および第2溶媒の混合物中における生物学的分子の飽和濃度の50%以上である第1および第2溶媒の混合物を形成し、
次いで、形成された混合物を反溶媒物質と接触させて、それにより、生物学的分子および担体ポリマーを、生物学的分子および担体ポリマーの両方を含む粒子として、第1および第2溶媒の混合物から分離する
工程によって実施する。
生物学的分子が溶性である適当な第1有機溶媒は、既知である。プラスミドなどのDNA分子に好ましい溶媒は、極性溶媒、特に、DNAと配位結合できるもの、例えば、当該分野で「配位性溶媒」と呼ばれているものである。DNA分子に適当な第1有機溶媒物質は、ジメチルスルホキシド(DMSO)およびホルムアミドを包含する。第1溶媒は、単一の第1溶媒物質または複数の溶媒物質の混合物を含んでいてもよい。
上記のように、かかる粒子中の担体ポリマーは、他の物質、例えば、ポリビニルピロリドン(PVP)を上記のレベルで含んでいてもよい。
さらなる態様において、治療の必要なヒトまたは動物の治療方法であって、かかる患者にかかる医薬処方を投与する工程を含む方法が提供される。
図1は、本発明の方法を実施するために使用されるような装置の単純化されたフローダイアグラムである。
図2および図3は、本発明の方法を用いて調製されるような本発明の粒子のマイクロ写真である。
図4は、本発明の粒子からのDNAの放出を示すゲル電気泳動跡である。
図5は、本発明の粒子からのDNAの放出を示す別のゲル電気泳動跡である。
図6は、本発明の粒子からの長時間のDNAの放出を示す。
図7は、粒子のサイズ分布を示す。
図8は、イン・ビボ実験の結果を示す。
HBV−S DNAプラスミドを負荷したポリ(L−ラクチド)粒子の形成
1.DNA溶液の調製
DNAプラスミドは、外部から供給された。使用した3つのプラスミドは、pGAG(4.9kbp,HIVウイルスのGAG抗原をコードする):pRNG(6.57kbp,HIVウイルスのRT、NefおよびGAG抗原をコードする)、およびHBV−SAg(4.9kbp,B型肝炎ウイルス(HBV)をコードする)であった。これらは、典型的かつ代表的なDNAプラスミドであると考えられる。
Flukaによって供給された約0.5dl/gの固有粘度(製造者の明細)および約67,400の分子量(製造者の明細)を有するポリ(l−ラクチド)「PLA」50mgを正確に計量した。10mlの分析等級ジクロロメタン(DCM)を加え、該溶液を10分間超音波処理して、完全にPLAを溶解させた。
次いで、PLA/DCM溶液をDNA/DMSO溶液に滴下し、得られた溶液を混合した。
次いで、DNA/PLA溶液を、Jasco PU−980ポンプを用いて、流速1ml/分で、1/16’’ステンレススチール管から内径127μmの10cm長ノズルを通って、粒子収集容器1中に送り込んだ。BOCによって供給された二酸化炭素を圧力100バールまで、3kg/時間の速度でポンプで汲み上げ、熱交換器に通して二酸化炭素を35℃に加熱し、混合DNA/PLA溶液と同じ時に粒子収集容器中に送り込み、DNA/PLA溶液と接触させた。溶液の混合物が超臨界二酸化炭素と接触する時、DNAおよびPLAの微小粉末としての沈澱が開始する。
実験は、担体ポリマー中へのPVPの共同処方の影響を決定するために行われた。PVP共同処方は、上記の実験において使用された分子量約67,000のPLAを用いて調製された。顕微鏡検査は、PVP量の増加に伴って、凝集物の形成が数およびサイズにおいて増加したことを示した。1wt%以下のPVPを含有する試料は、所望の粒子特性を保持した。
0.1wt% PVP カウント率=600kcs−1
0.5wt% PVP カウント率=800kcs−1
1wt% PVP カウント率=1400kcs−1
図4は、生成粒子のゲル電気泳動分析を示す。
図4に示されるレーンは、
レーン1:1Kb+マーカー
レーン2:1μlクロロホルム/TE抽出物
レーン3:2μlクロロホルム/TE抽出物
レーン4:5μlクロロホルム/TE抽出物
レーン5:1μgEtOHを用いた沈澱
レーン6:EtOHを用いた沈澱、TE洗浄
レーン7:DCM/TEを用いて抽出し、EtOHを用いて沈澱したDNA 1μg
レーン8:濾過およびEtOH沈澱由来のDNA 1μg
レーン9:100ng投入DNA
レーン10:500ng投入DNA
レーン11:1μg投入DNA
レーン12:1Kb+マーカー
ゲル電気泳動は、また、DNAがそのスーパーコイル構造の大部分を保持したことを示した。
1、5、10、25および50wt%のDNA負荷量を有する粒子(残りは担体ポリマーである)を、分子量約67,000のPLAを用いて上記のように調製した。5、10および25wt%のDNA負荷量を有する粒子(残りは担体ポリマーである)を、分子量約5,000のPLAを用いて上記のように調製した。被包効力は下記のとおりであった。
超臨界二酸化炭素がDNAのスーパーコイル構造を崩壊するか否かを決定するために、上記の処理を純粋なDNAプラスミドで、すなわち、担体ポリマーを用いないで行った。この目的のために、5mgのDNAプラスミドのペレットを5mlのDMSO中に溶解し、該溶液を上記の処理に付した。該実験の収率は92%であり、ゲル電気泳動研究は、DNAがそのスーパーコイル構造の大部分を保持したことを示した。
図5は、ゲル電気泳動分析を示し、無傷DNAが粒子担体から長時間放出されていることを示す。該放出は、ゲル電気泳動によって測定され、5kおよび67kの両方について10wt%負荷試料であるPLAの10mg/ml懸濁液50μlを各時点で用いた。粒子を50μl TEバッファー中室温でインキュベートした後、各試料2μlを0.8%アガロースゲル上に付し、遺伝子量でDNA定量を行った。注意:該ゲル画像上では認識できないが、67k粒子からの放出が見られた。しかしながら、放出レベルは非常に低く、遺伝子量の検出下限を越えている。重要な点は、DNAが無傷状態で長時間放出していることである。
イン・ビボ研究は、上記の超臨界流体処理によって製造された粒子がイン・ビボ応答を生じることができるかを評価するために、マウスで行った。上記のようにして形成された粒子を含む2つの処方をGene Gun(BPDs’Gold Std’)および裸のDNAプラスミドと共に試験した。
イン・ビボ作業のためにしたがったプロトコールは、標準的なものであり、承認された手順にしたがった。
図8は、28日後の応答を示す。デリバリーされた全DNAは、各ケースで同じではなかった。Gene Gun=1μg、SCF=10μgおよび「裸の」DNA=100μg。正の結果が得られた。結果は、本発明の方法を用いて製造された粒子がイン・ビボで応答を誘起することを示し、「裸の」DNAよりも少なくとも10倍良好な応答が得られた。
Claims (23)
- 核酸誘導体、DNAまたはRNAである生物学的分子、および担体ポリマーを含む粒子の調製方法であって、
生物学的分子と配位結合できる極性溶媒である第1の有機溶媒と、C1−5ハロゲン化炭化水素溶媒である第2の有機溶媒との混合物である有機溶剤中における、前記生物学的分子および担体ポリマーの溶液を提供し、ここで、担体ポリマーは第1および第2の溶媒のいずれか又は両方に対して溶解性であり、前記有機溶剤は1%v:v未満の水を含有し、そして、生物学的分子の濃度は生物学的分子の前記有機溶剤中における飽和濃度の50%以上であり、
次いで、該溶液を、超臨界流体である反溶媒物質と接触させて、それにより、生物学的分子および担体ポリマーを、生物学的分子および担体ポリマーの両方を含む粒子として前記有機溶剤から分離させる工程を含む、方法。 - 次いで、形成された粒子を単離および収集するさらなる工程によって特徴付けられる請求項1記載の方法。
- 生物学的分子がDNAプラスミドであることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 担体ポリマーがポリヒドロキシ酸またはポリヒドロキシ酸を基礎とするポリマーを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の方法。
- 担体ポリマーがポリ−(L−ラクチド)を含むことを特徴とする請求項4記載の方法。
- ポリ−(L−ラクチド)が約5000〜150,000の分子量を有することを特徴とする請求項5記載の方法。
- ポリ−(L−ラクチド)の分子量が約5,000〜75,000であることを特徴とする請求項6記載の方法。
- 担体ポリマーが1以上の界面活性剤を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の方法。
- 担体ポリマーがポリビニルピロリドンを含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載の方法。
- 担体ポリマーが0.1〜1.0wt%のポリビニルピロリドンを含有することを特徴とする請求項9記載の方法。
- 前記有機溶剤中における生物学的分子:担体ポリマーの重量比が1:20〜1:1の範囲であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載の方法。
- 第1の有機溶媒中における生物学的分子の第1溶液を提供し、
第2の有機溶媒中における担体ポリマーの第2溶液を提供し、
第1および第2溶液を混合して混合溶液を形成し、それにより、第1および第2溶媒の混合物である有機溶剤を形成し、ここに、生物学的分子の濃度は、形成された第1および第2溶媒の混合物である有機溶剤中における生物学的分子の飽和濃度の50%以上であり、
次いで、該形成された混合溶液と反溶媒物質とを接触させて、それにより、生物学的分子および担体ポリマーを、生物学的分子および担体ポリマーの両方を含む粒子として、第1および第2溶媒の混合物である有機溶剤から分離する
工程によって特徴付けられる請求項1〜11のいずれか1項記載の方法。 - 第1の有機溶媒がジメチルスルホキシドまたはホルムアミドであることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項記載の方法。
- 第2の有機溶媒がジクロロメタン、クロロホルムおよびヘキサフルオロイソプロパノールから選択される請求項1〜13のいずれか1項記載の方法。
- 生物学的分子の濃度が、前記有機溶剤中における生物学的分子の飽和濃度の90%以上であることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項記載の方法。
- 前記有機溶剤が生物学的分子で飽和されているか、または過飽和されていることを特徴とする請求項15記載の方法。
- 第1:第2溶媒体積比における第1溶媒および第2溶媒が2:1〜1:10である、請求項1〜16のいずれか1項記載の方法。
- 第2の有機溶媒中における担体ポリマーの第2溶液を提供し、該溶液を第1溶液と混合することを特徴とし、ここに、第2溶液中における担体ポリマー溶液の濃度が0.1〜200mg/mlである請求項12〜17のいずれか1項記載の方法。
- 反溶媒物質が25℃〜45℃および圧力80〜300バールの二酸化炭素であることを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項記載の方法、
- 前記有機溶剤および前記超臨界流体を、混合された溶液および超臨界流体が合流して互いに接触する領域に、各々の導管に沿って送ることを特徴とする請求項19記載の方法。
- 次いで、形成された粒子を治療に用いられる医薬処方に製造するさらなる工程を含む、請求項1〜20のいずれか1項記載の方法。
- 請求項1〜21のいずれかに記載の方法で調製される、生物学的分子および担体ポリマーを含む粒子であって、前記生物学的分子が前記粒子の5重量%以上を構成する、前記粒子。
- 請求項22に記載の粒子を含む、医薬組成物。
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