JP5766611B2 - マルチブロック共重合体 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
この出願は、2008年11月6日に出願された米国特許出願第61/112,048号;2008年11月6日に出願された米国特許出願第61/112,054号;2008年12月24日に出願された米国特許出願第61/140,774号;2008年12月24日に出願された米国特許出願第61/140,779号;2009年4月21日に出願された米国特許出願第61/171,358号;2009年4月21日に出願された米国特許出願第61/171,369号;2009年5月13日に出願された米国特許出願第61/177,921号;2009年9月18日に出願された米国特許出願第61/243,898号;の優先権を主張するものであり、各出願の全体の内容を本明細書の一部として援用する。
発明の背景
ある場合には、ポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチド)のような治療剤を生体細胞に与えるのが有益である。幾つかの場合、このようなポリヌクレオチドの送達は治療的利益を与える。
本発明の種々の側面のうちの一つは、(ポリヌクレオチドのような)治療剤と結合されたブロック共重合体を含んでなる組成物である。該ブロック共重合体は、組成的に異なる少なくとも三つのブロックを含んでいる。三つのブロックのうちの第一は、親水性のポリマーブロックである。三つのブロックのうちの第二は、第一および第三のブロックの間に位置するポリマーブロックであり、(i)前記治療剤と結合するか、または(iii)前記治療剤にを結び付けるための官能基を有する。第三のブロックは、アニオン性反復単位を含んでなる疎水性ポリマーブロックである;該アニオン性反復単位は、その置換基として、pHに依存して数が変化するアニオン集団を有し、該集団はpH5のときよりもpH7.4のときの方が大きい。
本発明の種々の側面のうちの一つは、ポリヌクレオチドと結合されたブロック共重合体を含んでなる組成物であり、該ブロック共重合体は第一のブロックと、第一のブロックおよび第三のブロックの間の第二のブロックと、第三のブロックを含み、前記第一のブロックは前記ポリヌクレオチドをターゲッティングまたは立体的に遮蔽するのに適した親水性ポリマーブロックであり、前記第二のブロックは前記ポリヌクレオチドに結合し、また前記第三のブロックは疎水性でpH依存性の膜不安定化ポリマーブロックである。
本開示のもう一つの側面は、ポリヌクレオチドに結合したブロック共重合体を含んでなる組成物であって、前記ブロック共重合体は第一のブロックと、第一のブロックおよび第三のブロックの間の第二のブロックと、第三のブロックを含み、前記第一のブロックは親水性ポリマーブロックであり、前記第二のブロックはオリゴヌクレオチドに結合しており、前記第三のブロックは複数の疎水性モノマー残基および複数のアニオン性モノマー残基を含んでなるポリマーブロックを含んでなる組成物に向けられている。
本開示のもう一つの側面は、ポリヌクレオチドに結合したブロック共重合体を含んでなる組成物であって、前記ブロック共重合体は第一のブロックと、第一のブロックおよび第三のブロックの間の第二のブロックと、第三のブロックを含み、前記第一のブロックは親水性ポリマーブロックであり、前記第二のブロックは親水性で且つポリヌクレオチドとイオン結合した複数のカチオン性モノマー残基を含んでなり、前記第三のブロックは疎水性でpH依存性の膜不安定化ポリマーブロックを含んでなる組成物に向けられている。
本開示のもう一つの側面は、ポリヌクレオチドに結合したブロック共重合体を含んでなる組成物であって、前記ブロック共重合体は第一のブロックと、第一のブロックおよび第三のブロックの間の第二のブロックと、第三のブロックを含み、前記第一のブロックは親水性ポリマーブロックであり、前記第二のブロックは該第二のブロックに共有結合したポリヌクレオチドを含んでなるポリマーバイオ接合体であり、前記第三のブロックは、疎水性でpH依存性の膜不安定化ポリマーブロックであるか、またはこれを含んでなる組成物に向けられている。
本開示のもう一つの側面は、ポリヌクレオチドに結合したブロック共重合体を含んでなる組成物であって、前記ブロック共重合体は第一のブロックと、第一のブロックおよび第三のブロックの間の第二のブロックと、第三のブロックを含み、前記第一のブロックは前記ポリヌクレオチドをターゲッティングまたは立体的に遮蔽するのに適した親水性ポリマーブロックであり、前記第二のブロックは該第二のブロックに共有結合したポリヌクレオチドを含んでなるポリマーバイオ接合体であり、前記第三のブロックは、複数の親水性モノマー残基および複数のアニオン性モノマー残基を含んでなるポリマーブロックであるか、またはこれを含んでなる組成物に向けられている。
本開示の更にもう一つの側面は、ここに記載の組成物を含んでなるポリマーミセルに向けられている。
ここでのある実施形態において与えられるのは、ポリマーミセルおよび該ミセルに結合したポリヌクレオチドを含んでなる組成物であって、前記ミセルは下記を含む複数のブロック共重合体を含んでなり、また前記複数のブロック共重合体は前記ミセルがpH7.4の水性媒質中で安定であるように前記ミセルの中に結合される組成物である:
a.親水性の遮蔽ブロックである第一のブロック;
b.前記第一のブロックと第三のブロックの間にある第二のブロックであって、ポリヌクレオチドキャリアブロックである第二のブロック;および
c.疎水性でpH依存性の膜不安定化ブロックである第三のブロック。
ここでのある実施形態において与えられるのは、ポリマーミセルおよび該ミセルに結合したポリヌクレオチドを含んでなる組成物であって、前記ミセルは下記を含む複数のブロック共重合体を含んでなり、また前記複数のブロック共重合体は前記ミセルの中において結合され、前記ミセルはpH7.4の水性媒質中で安定である組成物である:
a.ポリヌクレオチドをターゲッティングまたは立体的に遮蔽するのに適した親水性の遮蔽ブロックである第一のブロック;
b.前記第一とブロックの第三のブロックの間にある第二のブロックであって、ポリヌクレオチドに結合する第二のブロック;および
c.疎水性でpH依存性の膜不安定化ブロックである第三のブロック。
ここでの幾つかの実施形態において与えられるのは、ポリマーミセルおよび該ミセルに結合したポリヌクレオチドを含んでなる組成物であって、前記ミセルは下記を含む複数のブロック共重合体を含んでなり、また前記複数のブロック共重合体は前記ミセルの中において結合され、前記ミセルはpH7.4の水性媒質中で安定である組成物である:
a.親水性ポリマーブロックである第一のブロック;
b.前記第一のブロックと第三のブロックの間にある第二のブロックであって、ポリヌクレオチドに結合する第二のブロック;
c.複数の疎水性モノマー残基および複数のアニオン性モノマー残基を含んでなるポリマーブロックであるか、またはこれを含んでなる第三のブロック。
ここでのある実施形態において与えられるのは、ポリマーミセルおよび該ミセルに結合したポリヌクレオチドを含んでなる組成物であって、前記ミセルは下記を含む複数のブロック共重合体を含んでなり、また前記複数のブロック共重合体は前記ミセルの中において結合され、前記ミセルはpH7.4の水性媒質中で安定である組成物である:
a.親水性ポリマーブロックである第一のブロック;
b.前記第一のブロックと第三のブロックの間にある第二のブロックであって、親水性であり、且つ前記ポリヌクレオチドとイオン結合している複数のカチオン性モノマー残基を含んでなる第二のブロック;
c.疎水性でpH依存性の膜不安定化ポリマーブロックである第三のブロック。
ここでの幾つかの実施形態において与えられるのは、ポリマーミセルおよび該ミセルに結合したポリヌクレオチドを含んでなる組成物であって、前記ミセルは下記を含む複数のブロック共重合体を含んでなり、また前記複数のブロック共重合体は前記ミセルの中において結合され、前記ミセルはpH7.4の水性媒質中で安定である組成物である:
a.親水性ポリマーブロックである第一のブロック;
b.前記第一のブロックと第三のブロックの間にある第二のブロックであって、該第二ブロックに共有結合されたポリヌクレオチドを含んでなるポリマーバイオ接合体である第二のブロック;および
c.疎水性でpH依存性の膜不安定化ポリマーブロックであるか、またはこれを含んでなる第三のブロック。
本開示のもう一つの側面は、ポリマーミセルおよび該ミセルに結合されたポリヌクレオチドを含んでなる組成物を調製する方法に向けられており、該方法は、ブロック共重合体を第一の変性媒質と混合することであって、該ブロック共重合体は第一、第二および第三のブロックを備え、前記第一のブロックは親水性ポリマーブロックであり、前記第二のブロックは前記第一および第三のブロックの間に位置するポリヌクレオチドと結合するための能力をもった部分を含んでなる親水性ポリマーブロックであり、前記第三のブロックは疎水性でpH依存性の膜不安定化ポリマーブロックであることと、前記ブロック共重合体を第二の水性媒質に露出させることと、前記ブロック共重合体を前記水性媒質中で結合させてミセルを形成することと、ポリヌクレオチドを前記ブロック共重合体の第二のブロックに結合させることを含んでなる方法に向けられている。
本発明のもう一つの側面は、本発明のブロック共重合体またはミセルの何れかを含んでなる医薬組成物である。
本発明の更なる側面は、本発明のブロック共重合体またはミセルの医薬の製造における使用である。
本発明の更なる側面は、ポリヌクレオチドの細胞間送達方法であり、該方法は、本発明のブロック共重合体またはミセルを第一のpHの媒質中で細胞表面に接触させることと;エンドサイトーシスを介して前記組成物を細胞内のエンドソーム膜の中に導入することと;エンドソーム膜を不安定化させることを含んでなり、それによって前記組成物またはポリヌクレオチドは前記細胞の細胞質へと送達される。
本発明の更なる側面は、細胞における細胞内標的の活性を調節する方法であり、該方法は、本発明のブロック共重合体またはミセルを含んでなる組成物を使用して、細胞の細胞質へポリヌクレオチドを送達することと、該ポリヌクレオチドを前記細胞内標的と相互作用させることを含んでなり、それによって前記細胞内標的の活性が調節される。
本発明の新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載される。本発明の特徴および利点のより良い理解は、本発明の原理を利用した例示的実施形態を記載する以下の詳細な説明および添付の図面を参照することによって得られ、該図面は次の通りである:
図1は、ポリ[PEGMA−MAA(NHS)]−b−[DMAEMA]の合成を示している。 図2は、NMRによるポリ[PEGMA−MAA(NHS)]−b−[DMAEMA]の特性決定を示している。 図3は、GPCによるポリ[PEGMA−MAA(NHS)]−b−[DMAEMA]の特性決定を示している。 図4は、ポリ[PEGMA−MAA(NHS)]−b−[DMAEMA]−b−[DMAEMA−BMA−PAA]の合成を示している。 図5は、NMRによるポリ[PEGMA−MAA(NHS)]−b−[DMAEMA]−b−[DMAEMA−BMA−PAA]の特性決定を示している。 図6は、GPCによるポリ[PEGMA−MAA(NHS)]−b−[DMAEMA]−b−[DMAEMA−BMA−PAA]の特性決定を示している。 図7は、PBS−d中でのNMRによるポリ[PEGMA−MAA(NHS)]−b−[DMAEMA]−b−[DMAEMA−BMA−PAA]の特性決定を示している。 図8は、DLSによるポリ[PEGMA−MAA(NHS)]−b−[DMAEMA]−b−[DMAEMA−BMA−PAA]の特性決定を示している。
略語および定義
本発明またはその好ましい実施形態の要素を紹介するときに、冠詞である「一つの(a)」、「一つの(an)」、「その(the)」および「前記の(said)」は、1以上の要素が存在することを意味するように意図されている。「含んでなる」、「含む」および「有する」の語句は、包括的で、列記した要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味するように意図されている。
脂肪族:別途指示しない限り、「脂肪族」または「脂肪族基」は、任意に置換された非芳香族炭化水素部分を意味する。該部分は、例えば直鎖状、分岐鎖状もしくは環状(例えば単環、または縮合多環、架橋多環もしくはスピロ縮合多環のような多環)、またはそれらの組合せであってよい。別途特定しない限り、脂肪族基は1〜20の炭素原子を含む。
アルキル:別途指示しない限り、ここに記載するアルキル基は、好ましくは、主鎖に1〜8の炭素原子を含み、且つ20以下の炭素原子を含む低級アルキルである。それらは直鎖状、分岐鎖状または環状であり、メチル、エチル、プロピル、ブチル、およびヘキシル等を含む。
アミノ:別途指示しない限り、単独でまたはもう一つの基の一部としてここで使用する「アミノ」は、−NR部分を意味し、ここでのRおよびRは水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビルまたはヘテロ環である。
アミド(amide)またはアミド(amido):別途指示しない限り、「アミド(amide)」または「アミド(amido)」の部分は式−CONRの基を表し、ここでのRおよびRは用語「アミノ」に関連して定義した通りである。「置換アミド」は、例えば、式−CONRの基を意味し、ここでのRおよびRは両者とも水素である。
アニオン性モノマー、アニオン性モノマー単位、またはアニオン性反復単位:別途指示しない限り、「アニオン性モノマー」、「アニオン性モノマー単位」または「アニオン性反復単位」は、アニオン帯電状態で存在するが、非帯電状態では、例えば親電子基(例えばプロトン(H)、例えばpHに依存して)が除去されたときにアニオンに帯電するに至ることができる基を備えたモノマーまたはモノマー単位である。ある場合に、この基は概ね生理学的pHにおいて実質的に負に帯電されるが、弱酸性のpHではプロトン負荷を受けて実質的に中性になる。このような基の非限定的な例には、カルボキシ基、バルビツール酸およびその誘導体、キサンチンおよびその誘導体、ホウ酸、ホスフィン酸、ホスホン酸、スルフィン酸、ホスフェートおよびスルホアミドが含まれる。
アニオン種:別途指示しない限り、「アニオン種」は、アニオン的に帯電した状態または非帯電状態で存在するが、非帯電状態は、例えば親電子基(例えばプロトン(H)、例えばpHに依存して)を除去したときにアニオンに帯電される基、残基または分子である。ある場合、この基、残基または分子はほぼ生理学的pHにおいて実質的に負に帯電しているが、弱酸性pHではプロトン付加を受けて実質的に中性になる。
アリール:別途指示しない限り、用語「アリール」または「アリール基」は、合計で5〜15の環員数を有する任意に置換された単環、二環、および三環系であって、該環系における少なくとも一つの環が芳香族であり、また各々の環が3〜7の環員を含んでいる環系を意味する。単独またはもう一つの基の一部としてここで使用される「アリール」または「ar」の用語は、ホモ環式芳香族基、好ましくは環部分に6〜12の炭素を含む単環基または二環基、例えばフェニル、ビフェニル、ナフチル、置換フェニル、置換ビフェニルまたは置換ナフチルを意味する。フェニルおよび置換フェニルが、より好ましいアリールである。
結び付けられた:別途指示しない限り、二つの部分または化合物は、それらが例えば1以上の共有結合、1以上の非共有結合(例えばイオン結合、静電力、ワンデルワールス相互作用、それらの組合せ等)、またはそれらの組合を含む何れかの相互作用によって一緒に保持されるときに、「結び付けられる」という。
ブロック共重合体:別途指示しない限り、「ブロック共重合体」は、共有結合により連結された2以上のホモポリマーサブ単位またはコポリマーサブ単位を含んでいる。二つまたは三つの異なるブロックを備えたブロック共重合体は、それぞれジブロック共重合体およびトリブロック共重合体と称される。ジブロック共重合体の概略的な一般化は、式[A...]−[X...]によって表され、ここでの各文字は構成単位もしくはモノマー単位であり、構成単位の各下付き添え字は特定のブロックにおける当該単位のモル分率を表し、三つの点は各ブロック中に更に多くの(より少ない)構成単位が存在し得ることを示し、またジブロック共重合体における各ブロックの分子量を示している。この概略表現により示唆されるように、幾つかの場合、各構成単位の数および性質は各ブロックについて別々に制御される。この概略表現は、該ブロックの各々における構成単位の数、または異なる種類の構成単位の数の間に何らかの関係があることを暗示することを一切意味せず、またはそのように解釈されるべきではない。また、この概略的表現は、特定のブロック内における構成単位の何らかの特定の数または配列を記載することを意味するものでもない。別途明示的に述べない限り、各ブロックにおいて、構成単位は純粋にランダムな構成、交互ランダムな構成、規則的に交互の構成、規則的ブロック構成、またはランダムブロック構成で配置されてよい。純粋にランダムな構成とは、例えば、x−x−y−z−x−y−y−z−y−z−z−z..の非限定的形態を有していてよい。非限定的で例示的な交互ランダム構成はx−y−x−z−y−x−y−z−y−x−z..の形態を有していてよく、また例示的な規則的交互構成はx−y−z−x−y−z−x−y−z..の非限定的形態を有していてよい。例示的な規則的ブロック構成は、次の非限定的構成...x−x−x−y−y−y−z−z−z−x−x−x...を有してよいのに対して、例示的なランダムブロック構成は、非限定的構成...x−x−x−z−z−x−x−y−y−y−y−z−z−z−x−x−z−z−z−...を有してよい。勾配ポリマーでは、1以上のモノマー単位の含量が、該ポリマーのα端からω端へと傾斜的に増大または減少する。以前の一般的な例においては、ブロックにおける個々の構成単位もしくはブロックの特定の近接配置、またはブロックにおける構成単位の数もしくはブロックの数は示されておらず、更に、如何なる意味でも、ここに記載したミセルを形成するブロック共重合体の実際の構造ブロックにおける構成単位の数もしくはブロックの数に影響し、またはこれを限定するように解釈されるべきではない。ここで使用するとき、構成単位を囲むブラケットは、該構成単位自身がブロックを形成することを意味せず、またそのように解釈されるべきではない。即ち、スクエアブラケット内の構成単位は、当該ブロック内の他の構成単位と如何様にでも、即ち、純粋にランダムな構成、交互ランダムな構成、規則的に交互の構成、規則的ブロック構成、またはランダムブロック構成で組み合わされてもよい。ここに記載のブロック共重合体は任意に、交互、勾配もしくはランダムのブロック共重合体である。いつかの実施形態において、該ブロック共重合体はデンドリマー、星型共重合体、またはグラフト共重合体である。
カチオン性モノマー、カチオン性モノマー単位、またはカチオン性反復単位:別途指示しない限り、「カチオン性モノマー」、「カチオン性モノマー単位」または「カチオン性反復単位」は、カチオン、または親電子基(例えばプロトン(H))の付加したときにカチオン電荷を有することができる部分を持ったモノマー、モノマー単位または反復単位(「モノマー単位」および「反復単位」は互換的に用いられる)である。
帯電可能な種、帯電可能な基、または帯電可能なモノマー単位:別途指示しない限り、「帯電可能な種」、「帯電可能な基」、または「帯電可能なモノマー単位」は、帯電状態または非帯電状態にある種、基、またはモノマー単位である。ある場合に、「帯電可能なモノマー単位」は、親電子基(例えばプロトン(H)、例えばpHに依存して)の付加または除去によって、帯電状態(アニオンまたはカチオンに帯電した状態)に変換可能なものである。「帯電可能な種」、「帯電可能な基」、または「帯電可能なモノマー単位」の用語の何れかの使用は、他に断らない限り、何れか他の「帯電可能な種」、「帯電可能な基」、または「帯電可能なモノマー単位」の開示を包含するものである。「アニオンに帯電した、または帯電可能」もしくは「アニオン種に帯電した、または帯電可能」である「帯電可能な種」は、アニオン帯電状態または非帯電状態にあるが、非帯電状態では、例えばプロトン(H)のような親電子基の除去によってアニオン帯電状態に変換され得る種または基である。「カチオンに帯電した、または帯電可能」もしくは「カチオン種に帯電した、または帯電可能」である「帯電可能な種」は、カチオン帯電状態または非帯電状態にあるが、非帯電状態では、例えばプロトン(H)のような親電子基の付加によってカチオン帯電状態に変換され得る種または基である。ここに記載する「帯電可能なモノマー単位」は、「帯電可能なモノマー残基」と互換的に使用される。
共重合体:別途指示しない限り、「共重合体」の用語は、当該ポリマーが2以上の異なるモノマーの重合の所産であることを規定する。
臨界ミセル濃度およびCMC:別途指示しない限り、「臨界ミセル濃度」または「CMC」は、ミセルが自己集合される濃度である。
ダイサー基質:別途指示しない限り、「ダイサー基質」は、細胞中においてRNaseIII科のメンバーであるダイサーのための基質であり、該基質は少なくとも約25塩基対の二本鎖RNAを有している。ダイサー基質は開裂されて約21塩基対で二本鎖の小さい干渉RNA(siRNA)を産生し、該干渉RNAは、mRNAノックダウンにより遺伝子サイレンシングをもたらすRNA干渉効果を誘発する。
崩壊される:別途指示しない限り、ミセルはそれが安定なミセルと同一の、実質的に類似の、または類似の仕方で機能せず、および/または同一の、実質的に類似の、または類似の物理的および/または化学的特徴を持たなければ「崩壊」する。ミセルの「崩壊」は何れか適切な方法で決定することができる。一例において、ミセルは、それが同じブロック共重合体を含んでなり、且つ7.4のpHの水溶液中で形成またはヒト血清中で形成されたミセルの流体力学的粒子サイズの5倍、4倍、3倍、2倍、1.8倍、1.6倍、1.5倍、1.4倍、1.3倍、1.2倍、または1.1倍未満である流体力学的粒子サイズをもたないときに「崩壊」される。一例において、ミセルは、それが同じブロック共重合体を含んでなり、且つ7.4のpHの水溶液中で形成またはヒト血清中で形成されたミセルの集合濃度の5倍、4倍、3倍、2倍、1.8倍、1.6倍、1.5倍、1.4倍、1.3倍、1.2倍、または1.1倍未満である集合濃度をもたないときに「崩壊」される。
エンドソーム崩壊的およびエンドソーム溶解的:別途指示しない限り、エンドソームに対する組成物の影響がエンドソーム膜の透過性を増大させることであるならば、当該組成物は「エンドソーム崩壊的」である。
ヘテロアルキル:別途指示しない限り、「ヘテロアルキル」の用語は、少なくとも一つの骨格炭素原子がヘテロ原子で置換されているアルキル基を意味する。
ヘテロアリール:別途指示しない限り、「ヘテロアリール」の用語は、少なくとも一つの環員がヘテロ原子であり、好ましくは各環に5または6個の原子があるアリール基を意味する。このヘテロ芳香族基は、好ましくは1または2の酸素原子、1または2の硫黄原子、および/または1〜4の窒素原子を環の中に有しており、且つ炭素またはヘテロ原子を介して当該分子の残りの部分に結合されてよい。例示的へテロ芳香族には以下の基の1以上が含まれる:フリル、チエニル、ピリジル、オキサゾリル、ピロリル、インドリル、キノリニル、またはイソキノリニル等が含まれる。例示的置換基には、1以上の次の基が含まれる:即ち、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ケト(即ち、=0)、ヒドロキシ、保護されたヒドロキシ、アシル、アシロキシ、アルコキシ、アルケノキシ、アルキノキシ、アリーロキシ、ハロゲン、アミド、アミノ、ニトロ、シアノ、チオール、ケタール、アセタール、エステルおよびエーテルである。
ヘテロ原子:別途指示しない限り、「ヘテロ原子」の用語は、水素または炭素以外の原子、例えば酸素、硫黄、窒素、リン、ホウ素、砒素、セレンまたはケイ素の原子を意味する。
ヘテロ環:別途指示しない限り、ここに単独でまたは他の基の一部として用いる「ヘテロ環」および「ヘテロ環状」の用語は、少なくとも一つの環に少なくとも一つのヘテロ原子を有し、好ましくは各環に5もしくは6個の原子を有する、任意に置換された完全な飽和もしくは不飽和の、単環式もしくは二環式、芳香族もしくは非芳香族の基を意味する。このヘテロ環基は、環の中に、好ましくは1もしくは2個の酸素原子、1もしくは2個の硫黄原子、および/または1〜4個の窒素原子を有しており、炭素もしくはヘテロ原子を介して当該分子の残りの部分に結合されてよい。例示的ヘテロ環にはヘテロ芳香族、例えばフリル、チエニル、ピリジル、オキサゾリル、ピロリル、インドリル、キノリニル、またはイソキノリニル等が含まれる。例示的置換基には、1以上の次の基が含まれる:即ち、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ケト、ヒドロキシ、保護されたヒドロキシ、アシル、アシロキシ、アルコキシ、アルケノキシ、アルキノキシ、アリーロキシ、ハロゲン、アミド、アミノ、ニトロ、シアノ、チオール、ケタール、アセタール、エステルおよびエーテルである。
ヘテロヒドロカルビル:別途指示しない限り、「ヘテロヒドロカルビル」の用語は、連鎖状炭素原子の少なくとも一つがヘテロ原子で置換されたヒドロカルビル基を意味する。
炭化水素またはヒドロカルビル:別途指示しない限り、ここで使用する「炭化水素」および「ヒドロカルビル」の用語は、専ら炭素および水素の元素のみからなる有機化合物もしくはラジカルを記載するものである。これらの部分には、アルカリール、アルケナリールおよびアルキナリールのような他の脂肪族または環式炭化水素基で置換されたアルキル部分、アルケニル部分、アルキニル部分、およびアリール部分が含まれる。別途指示しない限り、これらの部分は好ましくは1〜20の炭素原子を含むものである。
疎水性:別途指示しない限り、「疎水性の」および「疎水性」の用語は、非極性溶媒と水の間での組成物の移動自由エネルギーによって測定される、組成物の物理的性質を記載する技術の用語である(Hydrophobicity regained. Karplus P. A.、Protein ScL、1997、6: 1302-1307)。組成物の疎水性はそのlogP値、即ち分配計数(P)の対数によって測定することができ、この値は二つの非混和性溶媒、例えばオクタノールおよび水の混合物の二つの相における化合物の濃度の比として定義される。疎水性を決定する実験的方法、並びにlogP値のコンピュータ援用計算の方法は当業者に知られている。本発明の疎水性種には、脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、アリール基およびヘテロアリール基が含まれるが、これらに限定されない。
疎水性コア:別途指示しない限り、「疎水性コア」の用語は、疎水性部分を含んでなるものである。ある場合に、「疎水性コア」は実質的に帯電されていない(例えば、電荷は実質的に正味の中性である)。
疎水性反復単位:別途指示しない限り、「疎水性反復単位」または「疎水性モノマー単位」は、疎水性置換基を有するポリマーの反復単位またはモノマー単位である。
疎水性種:別途指示しない限り、「疎水性種」および「疎水性向上部分」は、モノマーまたはポリマーのような分子に共有結合で結び付けられたときに、該分子の疎水性を増大させる置換基、残基または基である。
阻害、サイレンシング、減衰またはノックダウン:別途指示しない限り、ここで使用する「阻害」、「サイレンシング」、「減衰」または「ノックダウン」の用語は、ノックダウン剤の不存在下でのmRNAまたは対応するタンパク質の発現と比較したときの、標的mRNAまたは対応するタンパク質の発現における測定可能な低下を意味する。標的mRNAもしくは対応するタンパク質の「ノックダウン」または発現における低下は、定量的ポリメラーゼ連鎖反応(qPCR)増幅、RNA溶液ハイブリダイゼーション、ヌクレアーゼ保護、ノーザンブロッティングおよびハイブリダイゼーション、マイクロアレイを用いた遺伝子発現モニタリングのような当該技術で周知の技術を使用してmRNAレベルを測定することによって;またタンパク質の場合には、SDS−PAGE、抗体結合、ウエスタンブロット分析、免疫沈降、放射免疫アッセイまたは酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、蛍光活性化細胞分析および免疫細胞化学によって評価することができる。
遺伝子発現を阻害する:別途指示しない限り、「遺伝子発現を阻害する」との語句は、遺伝子の発現産物の量において、何らかの測定可能な低下を生じさせることを意味する。この発現産物は、遺伝子から転写されたRNA(例えばimRNA)および/または遺伝子から転写されたmRNAから翻訳されたポリペプチドであることができる。発現のレベルは、mRNAまたはタンパク質を測定するための標準技術を使用して決定されてよい。
膜不安定化ポリマーまたは膜不安定化ブロック:別途指示しない限り、「膜不安定化ポリマー」または「膜不安定化ブロック」は、細胞膜構造体(例えばエンドソーム膜)において直接または間接に電荷(例えば透過性電荷)を誘起し、薬剤(例えばポリヌクレオチド)をミセル(またはその構成ポリマー)と共に、またはこれとは独立に斯かる膜構造体を通過させて、例えば細胞に侵入させ、または細胞ベシクル(例えばエンドソーム)から出すことができる。膜不安定化ポリマーは、(必ずではないが)膜崩壊性ポリマーであることができる。膜崩壊性ポリマーは、直接または間接に、細胞ベシクルの溶解を誘起し、或いは細胞膜を崩壊させる(例えば細胞膜の集団の実質的な断片について観察されるように)ことができる。一般に、ポリマーまたはミセルの膜不安定化特性または膜崩壊特性は、種々の手段によって評価することができる。一つの非限定的アプローチにおいて、細胞膜構造体における変化は、細胞膜(例えばエンドソーム膜)からの薬剤(例えばポリヌクレオチド)の放出を(直接または間接に)測定するアッセイにおいて、例えば斯かる膜の外部環境における斯かる薬剤の存在または不存在、または斯かる薬剤の活性を決定することにより評価することによって観察することができる。もう一つの非限定的アプローチは、例えば興味ある細胞膜のための代理アッセイとして、赤血球溶解(溶血)を測定することを含んでいる。これらのアッセイは、単一のpH値で、または、あるpH値を超えてなされ得る。
ミセル:別途指示しない限り、「ミセル」はコアおよび親水性シェルを含んでなる粒子であり、ここでのコアは少なくとも部分的に、主に、または実質的に、疎水性相互作用を介して一緒に保持される。該ミセルは、例えば少なくとも二つのドメイン、即ち、内部ドメインまたはコア、および外部ドメインまたはシェルを含んでなる多成分のナノ粒子であってよい。ここに記載するミセル粒子は、例えば1000ナノメータ(nm)の、何れかの適切なまたは望ましい直径を有してよい。一般に、該ミセルは真核細胞によるそれらの取込みを可能にするのに十分に小さい寸法を有するべきである。典型的には、該ミセルは200nm以下の、直径としても知られる最長横寸法を有している。幾つかの実施形態において、該ミセルは100nm以下の直径を有している。幾つかの実施形態では、例えば約10nm〜約200nm、約20nm〜約100nm、または50nm以下、例えば5nm〜30nmの直径を有するより小さいミセルが使用される。ミセル粒子サイズは何れかの方法で決定することができ、それにはゲル透過クロマトグラフィー(GPC)、動的光散乱(DLS)、電子顕微鏡技術(例えばTEM)および他の方法によるものが含まれるが、これらに限定されない。
非帯電性反復単位:別途指示しない限り、「非帯電反復単位」は、アニオン性反復単位またはカチオン性反復単位の何れでもない反復単位である。
ヌクレオシド:別途指示しない限り、「ヌクレオシド」の用語は、単糖および塩基を含んでなる組成物を記述するために使用される。単糖には、ペントースおよびヘキソース単糖類が含まれるが、これらに限定されない。該単糖にはまた、単糖擬似物や、ヒドロキシ基をハロゲン、メトキシ、水素またはアミノ基で置換することにより、または追加のヒドロキシル基のエステル化により修飾された単糖類も含まれる。
ヌクレオチド:別途指示しない限り、「ヌクレオチド」の用語は、その最も広義の意味において、ポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチド)鎖の中に組み込まれ、または組込まれることができる何れかの化合物および/または物質を意味する。幾つかの実施形態において、ヌクレオチドはリン酸ジエステル結合を介してポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチド)の中に組み込まれ、または組込まれることができる化合物および/または物質である。幾つかの実施形態において、「ヌクレオチド」は、個々の核酸残基(例えばヌクレオチドおよび/またはヌクレオシド)を意味する。ある実施形態において、「少なくとも一つのヌクレオチド」は、存在する1以上のヌクレオチドを意味する;種々の実施形態において、1以上のヌクレオチドは異なるヌクレオチドであり、非共有結合で相互に結び付けられており、または相互に共有結合で結び付けられている。こうして、ある場合、「少なくとも一つのヌクレオチド」は、1以上のポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチド)を言う。こうして、ある場合、「少なくとも一つのヌクレオチド」は、1以上のヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチド)を意味する。幾つかの実施形態において、ポリヌクレオチドは2以上のヌクレオチドモノマー単位を含んでなるポリマーである。
オリゴヌクレオチド:別途指示しない限り、「オリゴヌクレオチド」の用語は、7から200のヌクレオチドモノマー単位を含んでなるポリマーを意味する。幾つかの実施形態において、「オリゴヌクレオチド」は、一本鎖および/または二本鎖のRNA、並びに一本鎖および/または二本鎖のDNAを包含する。更に、「ヌクレオチド」、「DNA」、「RNA」および/または同様の用語は、核酸類似体、即ち、修飾された骨格を有する類似体を包含するものであり、これにはペプチド核酸(PNA)、ロックド核酸(LNA)、ホスホノPNA、モルホリノ核酸、または修飾されたリン酸基(例えばホスホロチオエート、ホスホネート、5’−N−ホスホルアミダイト結合)を備えた核酸が含まれるがこれらに限定されない。ヌクレオチドは天然原料から精製することができ、組換え発現系を使用して製造して任意に精製することができ、化学的に合成すること等ができる。幾つかの実施形態において、ヌクレオチドは天然のリン酸ヌクレオシド(例えばアデノシン、チミジン、グアノシン、シチジン、ウリジン、デオキシアデノシン、デオキシチミジン、デオキシグアノシン、およびデオキシシチジンのリン酸エステル)であるか、またはこれらを含んでなるものである。幾つかの実施形態において、塩基には、種々の核酸において天然に存在する何れかの塩基、並びに斯かる天然に存在する塩基を模倣または類似した他の修飾体が含まれる。修飾または誘導された塩基の非限定的な例には、5−フルオロウラシル、5−ブロモウラシル、5−クロロウラシル、5−ヨードウラシル、ヒポキサンチン、キサンチン、4−アセチルシトシン、5−(カルボキシヒドロキシルメチル)ウラシル、5−カルボキシメチルアミノメチル−2−チオウリジン、5−カルボキシメチルアミノメチルウラシル、ジヒドロウラシル、β−D−ガラクトシルキュェオシン、イノシン、N6−イソペンテニルアデニン、1−メチルグアニン、1−メチルイノシン、2,2−ジメチルグアニン、2−メチルアデニン、2−メチルグアニン、3−メチルシトシン、5−メチルシトシン、N6−アデニン、7−メチルグアニン、5−メチルアミノメチルウラシル、5−メトキシアミノメチル−2−チオウラシル、β−D−マンノシルキュェオシン、5’−メトキシカルボキシメチルウラシル、5−メトキシウラシル、2−メチルチオ−N6−イソペンテニルアデニン、ウラシル−5−オキシ酢酸、ワイブトキソシン、シュードウラシル、キュェオシン、2−チオシトシン、5−メチル−2−チオウラシル、2−チオウラシル、4−チオウラシル、5−メチルウラシル、ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸、5−メチル−2−チオウラシル、3−(3−アミノ−3−N−2−カルボキシプロピル)ウラシル、2−アミノアデニン、ピロロピリミジン、および2,6−ジアミノプリンが含まれる。また、ヌクレオシド塩基には、ジフルオロトリル、ニトロインドリル、ニトロピロリル、またはニトロイミダゾリルのような普遍的ヌクレオ塩基(universal nucleobases)が含まれる。ヌクレオチドにはまた、ラベルを収容したモノマーまたは脱塩基の、即ち、塩基を含まないモノマーを含むヌクレオチドが含まれる。核酸配列は、別途指示しない限り5’から3’への方向で提示される。ヌクレオチドは、ワトソンクリック塩基対を介した水素結合により、配列特異的な仕方で、もう一つのヌクレオチドに結合することができる。このような塩基対は、相互に相補的であると言われる。オリゴヌクレオチドは、一本鎖、二本鎖または三本鎖であることができる。
オリゴヌクレオチド遺伝子発現モジュレータ:ここで使用するとき、「オリゴヌクレオチド遺伝子モジュレータ」は、アンチセンス機構(これに限定されない)を含む機構によって、またはRNA干渉によって、生きた細胞内での遺伝子発現の選択的モジュレーションを誘導できるオリゴヌクレオチド遺伝子である。RNA干渉は(RNAi)に媒介された経路であり、(i)転写不活性化、(ii)mRNA分解もしくは隔離、(iii)転写の阻害もしくは減衰、または(iv)翻訳の阻害もしくは減衰を含んでよい。
オリゴヌクレオチド遺伝子発現モジュレータは、調節RNA(事実上全ての調節RNAを含む)を包含し、これにはアンチセンスオリゴヌクレオチド、miRNA、siRNA、RNAi、shRNA、アプタマー、およびこれらの何れかの類似体または前駆体が含まれるが、これらに限定されない。
オリゴヌクレオチドノックダウン剤:別途指示しない限り、「オリゴヌクレオチドノックダウン剤」とは、配列特異的な仕方で細胞内核酸をターゲッティングして該核酸に結合することにより、遺伝子発現を阻害するオリゴヌクレオチド種である。オリゴヌクレオチドノックダウン剤の非限定的な例には、siRNA、miRNA、shRNA、ダイサー基質、アンチセンスオリゴヌクレオチド、おとりDNAもしくはおとりRNA、アンチ遺伝子オリゴヌクレオチド、およびそれらの何れかの類似体および前駆体が含まれる。
pH依存性の膜不安定化:別途指示しない限り、「pH依存性の膜不安定化」基またはブロックは、少なくとも部分的に、主に、または実質的に疎水性であり、且つpH依存的に膜を不安定化する基またはブロックである。ある場合、pH依存性の膜不安定化ポリマーブロックは、ブロック共重合体の疎水性のポリマー切片である、および/または複数の疎水性種を含み;また複数の帯電可能な種を含む。幾つかの実施形態において、帯電可能な種はアニオン性である。幾つかの実施形態において、該アニオン性の帯電可能な種は、約中性のpHにおいてアニオンである。更なる実施形態または別の実施形態において、アニオン性の帯電可能な種は、より低いpH、例えばエンドソームのpHでは帯電しない。幾つかの実施形態において、膜を不安定化する帯電可能な疎水性物質は複数のカチオン種を含んでいる。pH依存性で膜を不安定化する帯電可能な疎水性物質は、非ペプチド性で且つ非脂質性のポリマー骨格を含む。例えば、pH依存性の膜不安定化ブロックはイオン性反復単位を有してよく、その置換基は或るpH、例えばpH7.4では主にイオン化され(アニオン)、またより低いpH、例えばpH5.0では主に中性であり、それにより該pH依存性の膜不安定化基またはブロックは7.4から5.0へのpH低下の関数として徐々に疎水性が増大するに至る。
RNAi剤:別途指示しない限り、「RNAi剤」とは、RNAi機構を介して遺伝子発現の阻害を媒介できるオリゴヌクレオチドを意味し、siRNA、マイクロRNA(miRNA)、短ヘアピンRNA(shRNA)、非対称干渉RNA(aiRNA)、ダイサー基質およびこれらの前駆体が含まれるが、これらに限定されない。
RNA干渉(RNAi):別途指示しない限り、「RNA干渉」または「RNAi」の用語は、遺伝子発現の配列特異的阻害および/または少なくとも部分的に二本鎖で且つ標的RNAに対して実質的に相補的なRNAにより媒介された、標的mRNAおよびタンパク質のレベル低下を意味する。
短ヘアピンRNA(shRNA):別途指示しない限り、「短ヘアピンRNA」または「shRNA」は、二本鎖(二重)構造を形成するために相互にハイブリダイズしまたはハイブリダイズできる少なくとも二つの相補的部分、および少なくとも一つの一本鎖部分を有するオリゴヌクレオチドを意味する。
短干渉RNA(siRNA):別途指示しない限り、「短干渉RNA」または「siRNA」は、長さが約15〜50塩基対であり、任意に更に0〜2つの一本鎖オーバーハングを含んだRNAi剤を意味する。siRNAの一方の鎖は、標的RNAと相補的にハイブリダイズする部分を含んでいる。幾つかの実施形態において、siRNAと標的RNAの標的部分の間には1以上の不適合が存在し得る。幾つかの実施形態において、siRNAは標的転写物の分解を生じさせることにより遺伝子発現の阻害を媒介する。
安定な:別途指示しない限り、ここに記載するミセルは、その結合が解離せず、または不安定化されるに至らないときには「安定」である。ある場合、安定なミセル結合体は、pH7.4の水溶液(例えばリン酸緩衝食塩水、pH7.4)中で最初に形成された同じブロック共重合体を含んでなるミセル結合体の流体力学的粒子サイズの約60%、50%、40%、30%、20%または10%以内である流体力学的粒子サイズを有するものである。幾つかの場合に、安定なミセル結合体は、pH7.4の水溶液(例えばリン酸緩衝食塩水、pH7.4)中で最初に形成された同じブロック共重合体を含んでなる形成体/結合体の濃度の約60%、50%、40%、30%、20%または10%以内である形成体/結合体の濃度を有するものである。
実質的に非帯電のブロック:別途指示しない限り、「実質的に非帯電性のブロック」の用語は、中性電荷または約中性電荷を有するポリマーブロックを意味する。例えば、実質的に非帯電性のブロックでは約10モル%未満の反復単位がアニオン性、カチオン性、または双性イオン性の反復単位であろう。更なる例として、実質帯電のブロックにおいては、ブロックの約5モル%未満の反復単位がアニオン性、カチオン性または双性イオン性であろう。
置換された、または任意に置換された:別途指示しない限り、「置換された」および「任意に置換された」の用語は、言及された基が、アセタール、アシル、アシロキシ、アルケノキシ、アルコキシ、アルキルチオ、アルキノキシ、アミド、アミノ、アリール、アリーロキシ、アリールチオ、カルボニル、カルボキシアミド、カルボキシル、シアノ、エステル、エーテル、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロアルキル、シクロアルキル、ハロゲン、ヘテロ脂環基、ヘテロアリール、ヒドロキシ、イソシアナト、イソチオシアナト、ケタール、ケト、メルカプト、ニトロ、ペルハロアルキル、シリル、スルホンアミド、スルホニル、チオカルボニル、チオシアナト、チオール、および/またはその保護された誘導体から個別に且つ独立に選択されてよい1以上の追加の適切な基で置換され、または置換されてよいことを意味する。
治療剤:別途指示しない限り、「治療剤」の語句は、患者、臓器、組織または細胞に投与されたときに治療的効果を有し、および/または望ましい生物学的および/または薬理学的効果を誘発する何れかの薬剤を意味する。
治療的有効量:別途指示しない限り、治療剤の「治療的有効量」の用語は、疾患、障害、および/または病状に罹患し、または罹り易い患者に投与したときに、該疾患、障害および/または病状を治療、診断、予防し、および/またはそれらの症状の発生を遅延させるのに十分な量を意味する。
双性イオン性モノマー、双性イオン性モノマー単位、または双性イオン性反復単位:別途指示しない限り、「双性イオン性モノマー」、「双性イオン性モノマー単位」、または「双性イオン性反復単位」は、(i)カチオン、または親電子体(例えばプロトン(H))が付加した時にカチオン電荷を有することができる部分、および(ii)アニオン、または親電子体(例えばプロトン(H))を除去した時にアニオン電荷を有することができる部分をもったモノマー、またはモノマー単位もしくは反復単位である(「モノマー単位」および「反復単位」は互換的に使用される)。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明の一つの側面は、各々が幾らか異なる特性を有し、または幾らか異なる機能を与える三つの異なったポリマーブロックを含んでなる共重合体である。これらブロックのうちの一つは親水性ポリマーブロックであり、ここでは時々、「第一のブロック」、「遮蔽ブロック」、「親水性遮蔽ブロック」または単純に「親水性ブロック」と呼ばれる。ここでは別途どこかで更に詳細に説明するように、第一のブロックはミセル形成を補助するため、該共重合体を細胞もしくは他の生物学的標的をターゲッティングするため、該共重合体と結合する治療剤を遮蔽するため、またはそれらの2以上の組合せを達成するために、水溶性に寄与するように使用されてよい。これらブロックの第二(ここでは時々、「第二のブロック」または「キャリアブロック」と称する)は、治療剤に結び付けられた、または少なくとも治療剤を該共重合体に結び付けるための官能基を有する。これらブロックの第三は、疎水性ポリマーブックであり、ここでは時々、第三のブロックまたは単に「疎水性ブロック」と称する。ここでは別途どこかで更に詳細に説明するように、該第三のブロックは、ミセル形成を補助するため、細胞膜もしくは他の生物学的標的を不安定化するため、またはそれらの2以上の組合せのために、当該共重合体の水溶性を減少させるように使用されてよい。当該共重合体は、任意に、本発明の共重合体の第一、第二および第三ブロックの機能を増幅し、または該共重合体に他の機能性または性質を導入する追加のポリマーブロックを有してよい。ブロックの数には関係なく、一般に、キャリアブロックは第一ブロック(親水性)および第三ブロック(疎水性)の間に位置するのが好ましい。更に、第一ブロック、第二ブロックおよび第三ブロックの数平均分子量は、合わせて約5,000〜約100,000ダルトンである。加えて、一実施形態において、本発明のブロック共重合体を含有するポリマー溶液のゼータ電位(ポリヌクレオチドのような集合された治療剤なし)は、±6mV(ミリボルト)の間である。一つの好ましい実施形態において、ポリマー溶液(ポリヌクレオチドのような集合された治療剤なし)は、±2mV(ミリボルト)の間である。
一般に、第一、第二および第三のブロックの該ポテンシャルは、三つのブロックの各々を構成するモノマー残基または相対的モル分率の選択によって調整されてよい。例えば、第一のブロックは親水性で、第三のブロックは疎水性であり、親水性における差は、第一のブロックおよび第三のブロックについての異なる一組のモノマーの重合によって達成されてよい;或いは二つのブロックについて同じ組のモノマーを使用してよいが、第一のブロックは、該全体的な親水性の特徴を備えた第一のブロックを与えるために相対的により大きいパーセンテージの親水性モノマー残基を含む一方、第三のブロックは、全体的に疎水性の特徴を備えた疎水性ブロックを与えるために相対的により大きなパーセンテージの疎水性モノマー残基を含むであろう。同様に、第二のブロックは治療剤に結び付けられ、または少なくとも治療剤を結び付けるための官能基を有している。従って、第一および第三のブロックに比較して、このキャリアブロックは、第一および第三のブロックとは異なる組のモノマー残基を含むか、または少なくとも異なるパーセンテージで、治療剤を該キャリアブロックに結び付けるために用いられるモノマー残基を含むであろう。こうして、第一、第二および第三のブロックは、それぞれのブロックの間の組成的な差の結果として、相互に幾らか異なる性質または機能を有している。
キャリアブロックは親水性ブロックと疎水性ブロックの間に位置するが、必ずしも各々に直ぐ隣接してはいない。別の言い方をすれば、キャリアブロックは、ポリマーもしくは非ポリマーの連結部分を介して親水性ブロックに共有結合されてよい。或いは、またはこれに加えて、キャリアブロックはポリマーもしくは非ポリマーの連結部分を介して疎水性ブロックに共有結合されてよい。例えば、キャリアブロックは、それぞれのブロックの間に開裂点または他の官能性を導入するために、一連のアミノ酸残基、糖残基、核酸残基等によって親水性ブロックおよび/または疎水性ブロックに結合されてよい。更なる例として、キャリアブロックはジスルフィド結合、ヒドラジド結合、エステル結合、アセタール結合、またはリン酸二エステル結合部分のような開裂可能な部分によって、親水性ブロックおよび/または疎水性ブロックに共有結合されてよい。一般に、現在のところ、キャリアブロックは親水性ブロックに直ぐ隣接しているのが好ましい。また、現在のところ、キャリアブロックは疎水性ブロックにも直ぐ隣接するのが好ましい。
ここでのある実施形態では、ここに記載のブロック共重合体または複数の斯かるブロック共重合体を含んでなるミセルは、親水性の遮蔽ブロック、キャリアブロックおよび疎水性ブロックを含んでおり、キャリアブロックは親水性の遮蔽ブロックと疎水性ブロックの間にある。
ある実施形態では、少なくとも三つのブロックを含んでなるブロック共重合体およびそのミセルが提供される。更に特殊な実施形態においては、ブロック共重合体は少なくとも三つのブロックを含んでいる。幾つかの実施形態において、ここに記載するポリマーは少なくとも一つの疎水性ブロックおよび少なくとも二つの親水性ブロックを含んでいる。ある実施形態において、ここに記載するポリマーは少なくとも一つの疎水性ブロック、少なくとも一つの親水性ブロック、および治療剤(例えばポリヌクレオチドまたはペプチド)と集合した少なくとも一つのブロックを含み、該治療剤と集合したブロックは前記親水性ブロックと疎水性ブロックの間にある。
幾つかの実施形態において少なくとも一つの親水性ブロックは複数の帯電種(即ち、多価カチオン、多価アニオン、または両方)を含んでなり、および/または複数の帯電種(例えばポリヌクレオチドまたはポリペプチド)を含んでなる分子と集合している。特定の実施形態において、少なくとも一つの親水性ブロックは、約中性pHにおいて帯電する複数の種(約中性pHにおいて多価カチオン、多価アニオン、または両方)を含んでいる。ある実施形態において、少なくとも一つの親水性ブロックは遮蔽ブロックである。特定の実施形態において、該遮蔽ブロックは、例えば約中性pHにおいて非帯電性である。
一般には、一以上のポリマーブロックは共重合体ブロックであるのが好ましく、該共重合体ブロックはランダム共重合体ブロックであるのが好ましい。従って、例えば、第一、第二または第三のブロックの少なくとも一つは、一般に、2以上の組成的に異なるモノマー残基を含んでなるランダム共重合体であるのが好ましい。このような一つの例において、第一のブロック(即ち親水性ブロック)は、2以上の組成的に異なるモノマー残基を含んでなるランダム共重合体ブロックである。これに加えて、またはその代わりに、第二のブロック(即ちキャリアブロック)は、2以上の組成的に異なるモノマー残基を含んでなるランダム共重合体であってよい。これに加えて、またはその代わりに、第三のブロック(即ち疎水性ブロック)は、2以上の組成的に異なるモノマー残基を含んでなるランダム共重合体であってよい。幾つかの実施形態において、ここに記載するポリマーの第一または第二のブロックはホモ重合体ブロックである。例えば、一つの実施形態において、第一のブロックはホモ重合体であり、第二および第三のブロックはランダム共重合体である。更なる例として、一つの実施形態では、第一および第二のブロックは組成的に異なるホモ重合体であり、第三のブロックはランダム重合体である。更なる例として、一つの実施形態では、三つのブロックが組成的に異なるホモ重合体である。また更なる例として、一つの実施形態では、三つのブロックが組成的に異なるランダム共重合体である。
第一、第二および第三のブロックは、鎖原子および該鎖原子に共有結合したペンダント基を含んでいる。好ましくは、鎖原子は炭素であるか、または(i)炭素原子および(ii)硫黄および/または酸素原子の組合せである。従って、例えば、第一、第二および第三のブロックの反復単位は、置換アルキレン反復単位、置換アルキレングリコール反復単位、置換アルキレンチオグリコール反復単位、およびこれらの組合せからなる群から独立に選択される。一つの好ましい実施形態において、第一、第二および第三のブロックの鎖原子は炭素である。もう一つの実施形態において、第一および第二のブロックの鎖原子は独立に炭素原子、または炭素、酸素および硫黄原子の組合せであり、また第三のブロックの鎖原子は炭素である。もう一つの実施形態において、第一および第二のブロックの鎖原子は独立に炭素原子、または炭素および酸素原子の組合せであり、また第三のブロックの鎖原子は炭素である。もう一つの実施形態において、第一および第二のブロックの鎖原子は独立に炭素原子、または炭素および硫黄原子の組合せであり、また第三のブロックの鎖原子は炭素である。もう一つの実施形態において、第一のブロックの鎖原子は炭素原子および酸素原子の組合せであり、また第二および第三のブロックの鎖原子は炭素である。鎖原子の選択とは独立に、ペンダント基は好ましくは水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、置換カルボニルおよびヘテロ環からなる群から選択される。
好ましい実施形態において、本発明のブロック共重合体は、一連の複数の個別反応(例えば、ペプチド合成またはオリゴヌクレオチド合成のための当該技術で知られたもの)を含む段階的カップリングアプローチによる方法以外の方法によって調製される。例えば、一つの実施形態では、第一、第二および第三のブロックのうちの少なくとも一つは、ときには付加重合とも呼ばれる鎖成長重合によって形成される。更なる例として、一つの実施形態では、第一、第二および第三のブロックのうちの少なくとも二つが鎖成長重合によって形成される。更なる例として、一つの実施形態では、第一、第二および第三のブロックの各々が鎖成長重合によって形成される。こうして、第一、第二および第三のブロックは非脂質である。
各々のブロックは、例えばアミノ酸の縮合反応によって、またはアミノ酸以外の種(例えばジアミンおよびジカルボン酸)の縮合反応によって形成された、アミド結合で連結されたある反復単位を含んでよいが、一般には、第一、第二および第三のブロックを構成する実質的に大部分の残基がペプチドではないのが好ましい。異なった言い方をすれば、一般に、第一、第二および第三のブロックの実質的に大部分の残基が、ペプチド結合により連結されたアミノ酸残基以外であるのが好ましい。例えば、一つの実施形態において、第一のブロックを構成する残基の少なくとも90%が、べプチド結合で連結されたアミノ酸残基以外である。更なる例として、一つの実施形態において、第二のブロックを構成する残基の少なくとも90%が、べプチド結合で連結されたアミノ酸残基以外である。更なる例として、一つの実施形態において、第三のブロックを構成する残基の少なくとも90%が、べプチド結合で連結されたアミノ酸残基以外である。更なる例として、一つの実施形態では、全体として考慮したとき、第一、第二および第三のブロックを構成する残基の少なくとも90%が、ペプチド結合により連結されたアミノ酸残基以外である。更なる例として、一つの実施形態では、第一、第二、および第三のブロックのおのおのを構成する残基の少なくとも90%が、ペプチド結合により連結されたアミノ酸残基以外である。好ましくは、各ブロックが、実質的に非ペプチドポリマー(アミノ酸ポリマー以外のポリマーからなる)である。
対照的に、明確化のために言えば、既述したことにもかかわらず、また既述の事項にとらわれることなく、本発明のターゲッティング部分および/または他の生物分子剤は、アミノ酸ポリマー(例えばペプチド)または核酸ポリマー(例えばオリゴヌクレオチド)または多糖であることができる。一つの好ましい実施形態では、水溶性を増大し、遮蔽、ターゲッティングを与えるためのペンダント基として、または治療剤として、ペプチド、糖、または核酸残基が反復単位に結び付けられ、或いは、他の親水性基またはターゲッティング基が、ペンダント基として反復単位に結び付けられる。しかし、ペンダント基として結び付けられるとき、該ペプチド、糖、および核酸は、それらが反復単位として取り込まれたときに形成するようなポリマーブロックの骨格に沿ったペプチド結合、グリコシド結合または燐酸二エステル結合を与えない。
好都合なことに、第一、第二および第三のブロックは、容易に重合可能なモノマーから調製されてよい。一つの実施形態において、反復単位はエチレン系不飽和モノマーの残基である。もう一つの実施形態において、第一、第二および第三のブロックは、任意に置換されたアクリル酸モノマー、任意に置換されたビニルアリールモノマー、任意に置換されたアクリルアミドモノマー、任意に置換されたアクリレートモノマーおよびそれらの組合せから独立に誘導された反復単位を含んでいる。
一つの好ましい実施形態において、第一、第二または第三のブロックは、式1の反復単位を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、*は、式1の反復単位の他の反復単位への結び付き点を意味し;各XおよびXは、水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロ環、および置換カルボニルからなる群から独立に選択されるが、但し、同じ反復単位においては、XおよびXはアリール、ヘテロアリール、ヘテロ置換カルボニル、およびそれらの組合せからなる群から選択されず;各Xは、独立に、水素、アルキルまたは置換アルキルであり;各Xは、独立に、ヘテロ置換カルボニル、アリール、またはヘテロアリールである。例えば、一つの斯かる実施形態において、前記第一、第二または第三のブロックは、Xがアリールまたはヘテロアリールである式1に対応した反復単位を含んでなるものである。もう一つの斯かる実施形態において、前記第一、第二または第三のブロックは式1に対応した反復単位を含んでなり、ここでのXは−C(O)OX40、−C(O)SX40、または−C(O)NX4041であり、またX40およびX41は独立に水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル、またはヘテロ環である。もう一つの斯かる実施形態では、前記第一、第二または第三のブロックのうちの二つが式1に対応した反復単位を含んでなり、ここでのXは−C(O)OX40、−C(O)SX40、または−C(O)NX4041であり、且つX40およびX41は独立に水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換へテロヒドロカルビル、またはヘテロ環である。もう一つの斯かる実施形態では、前記第一、第二または第三のブロックが式1に対応した反復単位を含んでなり、ここでのXは−C(O)OX40、−C(O)SX40、または−C(O)NX4041であり、且つX40およびX41は独立に水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換へテロヒドロカルビル、またはヘテロ環である。もう一つの斯かる実施形態では、前記第一、第二または第三のブロックは式1に対応した反復単位を含んでなり、ここでのXは−C(O)OX40、または−C(O)NX4041であり、且つX40およびX41は独立に水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換へテロヒドロカルビル、またはヘテロ環である。
<親水性ブロック>
本発明の共重合体の第一のブロックは、当該共重合体の広範な性質または機能に寄与するように使用されてよい。例えば、第一のブロックの構成単位の数および組成は、望ましい程度の水溶性/分散性を当該共重合体に付与するように選択されてよい。或いは、またはこれに加えて、本発明のポリマーがミセルに組込まれる実施形態において、第一のブロックの構成単位の数および組成は、望ましいサイズ、臨界ミセル濃度または他の性質を有するミセルを与えるように選択されてよい。ミセル形成とは独立に、第一のブロックの構成単位の数および組成は、該ポリマーを、細胞標的または他の生物学的標的にターゲッティングするように選択されてよい。或いは、またはこれに加えて、第一のブロックの構成単位の数および組成は、当該共重合体に集合される治療剤を遮蔽するように選択されてよい。
望ましい性質および機能に応じて、第一のブロックはホモ重合体ブロックまたは共重合体ブロックであってよい。それが共重合体ブロックである実施形態において、それは好ましくはランダム共重合体ブロックである。例えば、第一のブロックは、2以上の組成的に異なるモノマー残基を含んでなる共重合体ブロックであってよい。更なる例として、第一のブロックは、帯電した反復単位(即ち、カチオン性反復単位、アニオン性反復単位、双性イオン性反復単位またはそれらの組合せ)を含んでなる共重合体ブロックであってよい。一つの特定の実施形態において、第一のブロックは帯電した反復単位を含んでいる。もう一つの特定の実施形態において、第一のブロックはカチオン性反復単位を含んでいる。更にもう一つの実施形態において、第一のブロックはカチオン性反復単位および非帯電性反復単位を含んでいる。更にもう一つの実施形態において、第一のブロックは双性イオン性反復単位および非帯電性反復単位を含んでいる。更にもう一つの実施形態において、第一のブロックはもっぱら非帯電性反復単位のみを含んでおり、該ブロックは中性pHにおいて非帯電性である。更に、第一のブロックがカチオン性反復単位を含んでなる実施形態では、第一のブロックは2以上の組成的に異なるカチオン性反復単位の組合せを含んでよく;第一のブロックがアニオン性反復単位を含んでなる実施形態では、該第一のブロックは2以上の組成的に異なるアニオン性反復単位の組合せを含んでよく;第一のブロックが双性イオン性反復単位を含んでなる実施形態では、第一のブロックは2以上の組成的に異なる双性イオン性反復単位の組合せを含んでよく;また第一のブロックが非帯電性反復単位を含んでなる実施形態では、第一の実施形態は2以上の組成的に異なる非帯電性反復単位の組合せを含んでよい。
一般に、親水性の第一のブロックは、その全体の特徴が親水性であることを条件として、アニオン性反復単位、カチオン性反復単位、双性イオン性反復単位、2以上の帯電性反復単位の組合せ(例えば、アニオン性反復単位およびカチオン性反復単位、アニオン性反復単位および双性イオン性反復単位、カチオン性反復単位および双性イオン性反復単位、またはアニオン性反復単位、カチオン性反復単位および双性イオン性反復単位)、実質的に非帯電性の反復単位、またはそれらの組合せを含んでよい。別の言い方をすれば、親水性の第一のブロックは、第一のブロックを構成する反復単位の寄与の合計が全体的な親水性の特徴を有するブロックを与えるならば、親水性または例え疎水性であっても、広範な反復単位の何れを含んでいてもよい。反復単位がイオン化可能な基を含んでいるとき、ブロックを構成する成分である個々の反復単位の当該ブロック全体の親水性に対する寄与は、それが存在する環境のpHに対するそのpKaの関数として変化してよい。例えば、アクリル酸プロピル反復単位−CHC(CHCHCH)(COOH)−は、pH7において大半がイオン化されるので、ブロックに対するアクリル酸プロピルの疎水性寄与は、pH7でよりもpH5において有意に大きい。従って、一般に、第一のブロックがイオン化可能なカチオン性反復単位またはイオン化可能なアニオン性反復単位を含むときは、第一ブロックを構成する反復単位の寄与の合計が、該ブロックの全体の特徴が生理学的pHにおいて親水性であるようなものであるのが好ましい。例えば、一つの実施形態において、第一のブロックはpH5.0〜pH7.5の全pH範囲に亘って親水性であるのが好ましい。
幾つかの実施形態において、親水性の第一のブロックは実質的に非帯電性ブロックである。特定の実施形態において、親水性の第一のブロックは、実質的に非帯電性であり、帯電した第二のブロックおよび/または第二のブロックに集合された帯電した治療剤を遮蔽する。例えば、第一のブロックは多糖ブロックであってよい。幾つかの他の実施形態において、親水性の第一のブロックはポリ双性イオン性(即ち、約中性pHにおいて両イオン種およびアニオン種の両方、またはモノマー残基の複数を含む)またはポリアニオン性ブロック(即ち、約中性pHにおいて、複数のアニオン性モノマー残基を含む)である。これら実施形態の何れにおいても、親水性ブロックは少なくとも一つの接合可能または官能化可能なモノマー残基を含んでよく、これは重合の後に、例えばターゲッティング基、水溶性化基、または他の官能基を該ポリマーブロックに連結するために使用されてよい。
一つの好ましい実施形態において、親水性の第一のブロックは、ポリヌクレオチドの立体的遮蔽に適した(ができる/に有効な)親水性ポリマーブロックである。この実施形態において、親水性の第一のブロックは、遮蔽種を有する複数のモノマー残基を含んでおり、該遮蔽種はポリマーまたは該ポリマーを含むミセルと集合したポリヌクレオチドを立体的に遮蔽するのに効果的である。例えば、該遮蔽種は、血漿中での酵素的消化に対するポリヌクレオチドの安定性を高めるために効果的である可能性がある。加えて、またはその代わりに、該遮蔽種は、記載したポリマーまたはミセルの毒性を低減するために効果的である可能性がある(例えば帯電した第二の親水性ブロックを遮蔽して、ポリマーもしくはミセルの有効表面電荷を低減することにより)。加えて、またはその代わりに、該遮蔽種は、該ポリマーを含んでなるミセルの望ましい表面特性を維持するために有効である。加えて、またはその代わりに、該遮蔽種は、腎臓における循環時間を増大させ、またはその腎臓によるクリアランスを減少させるために有効であるかもしれない。
望ましい性質に応じて、ポリマーまたはミセルの遮蔽種は、或る範囲の成分から選択されてよい。例えば、遮蔽種はアルコール、フェノール、チオール、ポリオキシル化アルキル(例えば、ポリエチレングリコール、またはポリプロピレングリコール等)、エーテル、またはチオエーテル等であってよい。幾つかの実施形態において、親水性の第一のブロックは、遮蔽オリゴマー(例えば、ポリエチレングリコール、またはポリプロピレングリコール等)を含んだペンダント基を有する複数のモノマー残基を含んでいる。特定の実施形態では、ここに記載したポリマーまたはミセルの遮蔽種は、式IIの構造を備えたポリオキシアルキルである。
Figure 0005766611
ここで、RおよびRはそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から選択され、またnは整数である。好ましい実施形態において、反復単位の数nは、約40〜約2000ダルトンの分子量を有する遮蔽種を与えるであろう。特定の実施形態において、nは約2〜20であろう;例えば、nは約3〜10であり、ポリマーに応じて約4〜5、約8〜9等であってよい。幾つかの実施形態において、遮蔽種は式IIに対応し、約40〜約2000ダルトン、または約100〜約2000ダルトン、または約100〜約2000ダルトンの分子量を有する。
幾つかの実施形態において、親水性の第一のブロックは式Ia−1に対応する:
Figure 0005766611
ここで、
、A、およびAの各々は、−C−C−、−C−、−C(O)(C)C(O)O−、−0(C)C(O)−、および−O(C)O−からなる群から独立に選択され;
aは、1〜4であり;
bは、2〜4であり;
、Y、およびYは、共有結合、(1C−10C)アルキル−、(3C−6C)シクロアルキル、O−(1C−10C)アルキル、−C(O)O(2C−10C)アルキル−、−OC(O)(1C−10C)アルキル−、−O(2C−10C)アルキル−、−S(2C−10C)アルキル−、−C(O)NR(2C−10C)アルキル−、およびアリールからなる群から独立に選択され、これらは何れも任意に置換され;
6a、R、Rで完全には置換されないA〜Aの四価炭素原子およびY〜Yは、適切な数の水素原子で完成されており;
各R6a、R、およびRは、水素、−CN、アルキル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロ環アルキル、アリーおよびヘテロアリールからなる群から独立に選択され、それらは何れも1以上のフッ素原子で任意に置換されてよく;
は、生理学的pHにおいて親水性であり、且つ約中性pHにおいて実質的に非帯電性である残基(例えば、ヒドロキシ、ポリオキシル化アルキル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、またはチオール等)からなる群から選択される残基であり;
は、生理学的pHにおいて親水性であり、且つ約中性pHにおいて少なくとも部分的に正に帯電する残基(例えば、アミノ、アルキルアミノ、アンモニウム、アルキルアンモニウム、グアニジン、イミダゾリル、またはピリジル等);中性pHで少なくとも部分的に負に帯電するが、より低いpHではプロトン付加を受ける残基(例えば、カルボキシル、スルホンアミド、ボロネート、ホスホネート、またはホスフェート等);生理学的pHでは少なくとも部分的に両イオン性である残基(例えば、ホスフェート基およびアンモニウム基を含むモノマー残基)、または水素からなる群から選択される残基であり;
は、接合可能もしくは官能化可能な残基(例えば反応性基、例えばアジド、アルキン、スクシンイミドエステル、テトラフルオロフェニルエステル、ペンタフルオロフェニルエステル、p-ニトロフェニルエステル、ピリジル ジスルフィド、アルデヒド、ケトン、またはアミン等)またはターゲッティング剤(例えば糖残基、フォレート、またはペプチド等)からなる群から選択される。
gは、0〜1であり;
hは、0〜1未満であり;
kは、0〜1であり;
ここで、g+h+k=1であり;
yは、約1〜約100kDa、または約1〜約30kDaである。
幾つかの実施形態において、親水性の第一のブロックは式Ia−2に対応した構造を有する:
Figure 0005766611
ここで、
は、−C−C−、−C−、−C(O)(C)C(O)O−、−0(C)C(O)−、および−O(C)O−からなる群から選択され;
aは、1〜4であり;
bは、2〜4であり;
は、水素、および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から選択され;
は、共有結合、(1C−10C)アルキル−、(3C−6C)シクロアルキル、O−(1C−10C)アルキル、−C(O)O(2C−10C)アルキル−、−OC(O)(1C−10C)アルキル−、−O(2C−10C)アルキル−、−S(2C−10C)アルキル−、−C(O)NR(2C−10C)アルキル−、およびアリールからなる群から選択され、これらの何れもが任意に置換され;
完全にはR6aで置換されないAの四価炭素原子およびYは、適切な数の水素原子で完成され;
各R6aは、水素、−CN、アルキル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロ環アルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群から独立に選択され、それらの何れもが1以上のフッ素原子で任意に置換されてよく;
は、生理学的pHにおいて親水性であり、且つ生理学的pHにおいて実質的に非帯電性である残基(例えば、ヒドロキシ、ポリオキシル化アルキル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、またはチオール等)からなる群から選択される残基であり;
yは、約1〜約30kDaである。
幾つかの実施形態において、親水性の第一のブロックは、式Iaに対応するモノマー残基および他のモノマー残基を含んでなる共重合体である。好ましい実施形態において、他のモノマー残基は非帯電性である。幾つかの実施形態において、この他のモノマー残基は非帯電性である。ある実施形態において、この他のモノマー残基は親水性の第一のブロックの全体の親水性に有意に影響しない。
一つの好ましい実施形態において、親水性ブロックは、式1に対応する反復単位を含んでいる:
Figure 0005766611
ここで、
*は、式1の反復単位の他の反復単位への結び付き点を意味し;各XおよびXは、水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロ環、および置換カルボニルからなる群から独立に選択されるが、但し、同じ反復単位においては、XおよびXはアリール、ヘテロアリール、ヘテロ置換カルボニル、およびそれらの組合せからなる群から選択されず;各Xは、独立に、水素、アルキルまたは置換アルキルであり;各Xは、独立に、ヘテロ置換カルボニル、アリール、またはヘテロアリールである。例えば、一つの斯かる実施形態において、親水性ブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、またXおよびXは水素である。もう一つの斯かる例において、親水性ブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、XおよびXはそれぞれ水素であり、またXは水素またはアルキルである。更なる例において、親水性ブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、XおよびXはそれぞれ水素であり、Xは水素またはアルキルであり、またXは独立にヘテロ置換カルボニルである。更なる例において、親水性ブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、XおよびXはそれぞれ水素であり、Xは水素またはアルキルであり、また各Xは独立にヘテロ置換カルボニルである。更なる例において、親水性ブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、Xは−C(O)OX40、−C(O)SX40、または−C(O)NX4041であり、またX40およびX41は独立に、水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル、またはヘテロ環である。更なる例において、親水性ブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、Xは−C(O)OX40または−C(O)NX4041であり、またX40およびX41は独立に、水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル、またはヘテロ環である。更なる例において、親水性ブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、XおよびXはそれぞれ水素であり、Xは水素またはアルキルであり、Xは−C(O)OX40であり、またX40は水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル、またはヘテロ環である。更なる例において、親水性ブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、XおよびXはそれぞれ水素であり、Xは水素またはアルキルであり、Xは−C(O)OX40であり、X40は−(CHCHO)400であり、tは正の整数であり、またX400はアルキル、置換アルキル、またはヘテロ環である。更なる例において、親水性ブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、XおよびXはそれぞれ水素であり、Xは水素またはアルキルであり、Xは−C(O)OX40であり、X40は−(CHCHO)400であり、tは正の整数であり、またX400はターゲッティング部分を含んでいる。更なる例において、親水性ブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、また式1に対応する反復単位は、当該親水性ブロックにおける反復単位の合計数の大部分を構成する。更なる例において、親水性ブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、また式1に対応する反復単位は、当該親水性ブロックにおける反復単位の合計数の少なくとも75%を構成する。更なる例において、親水性ブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、また式1に対応する反復単位は、当該親水性ブロックにおける反復単位の合計数の少なくとも90%を構成する。
一つの代替実施形態において、親水性ブロックは、少なくとも二つの組成的に異なる反復単位を含んでなり、その少なくとも一方が式1に対応しているランダム共重合体である。もう一つの代替実施形態において、親水性ブロックは、少なくとも二つの組成的に異なる反復単位を含んでなり、その各々が式1に対応しているランダム共重合体である。例えば、該親水性ブロックは、(i)Xが−C(O)OHである式1に対応した反復単位、および(ii)組成的に異なる式1に対応した第二の反復単位を含んでなるランダム共重合体であってよい。更なる例において、親水性ブロックは、少なくとも二つの組成的に異なる反復単位を含んでなり、その各々が式1に対応し、該式1に対応する反復単位は当該親水性ブロックにおける反復単位の合計数の大部分を構成するランダム共重合体である。更なる例において、親水性ブロックは、少なくとも二つの組成的に異なる反復単位を含んでなり、その各々が式1に対応し、該式1に対応する反復単位は当該親水性ブロックにおける反復単位の合計数の少なくとも90%を構成するランダム共重合体である。
もう一つの好ましい実施形態において、親水性ブロックは、式1ETSに対応する反復単位を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
*は、式1ETSの反復単位の他の反復単位への結び付き点を意味し;Xはアルキルであり、またX44はターゲッティング部分または遮蔽部分である。例えば、X44はポリオール、ビタミン、ペプチド、または細胞もしくは生物学的標的に対する結合親和性を持った他の部分であってよい。例えば、一つの斯かる実施形態において、親和性ブロックは、式1ETSに対応し、且つX44がポリオールである反復単位を含んでいる。更なる例において、親水性ブロックは式1ETSに対応する反復単位を含んでなり、且つ式1ETSに対応する反復単位は当該親水性ブロックにおける反復単位の合計数の少なくとも2%を構成してよい。更なる例において、親水性ブロックは式1ETSに対応する反復単位を含んでなり、且つ式1ETSに対応する反復単位は当該親水性ブロックにおける反復単位の合計数の少なくとも5%を構成してよい。更なる例において、親水性ブロックは、少なくとも二つの反復単位を含んでなり、その一方は式1ETSに対応し、また他方は組成的に異なる式1に対応した反復単位である。更なる例において、親水性ブロックは、少なくとも二つの反復単位を含んでなり、その一方は式1ETSに対応し、もう一方はXが−COOHである式1に対応している。
ある実施形態において、親水性ブロックは、式IIIbのモノマーの重合または共重合によって得られる複数のモノマー残基を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
nは、2〜20の整数であり;
Xは、−(CR−であり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位は−NR、−ORまたは−SRで任意に置換され;
Yは、−O−、−NR−または−(CR)−であり;
各R、R、R、ZおよびZは、水素、ハロゲン、および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から独立に選択され;
は、水素および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から選択され;
は、水素または(CRであり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位は−NR、−ORまたは−SRで任意に置換され;
は、水素、ハロゲン、任意に置換されたC−Cアルキル、ポリオール、ビタミン、ペプチド、200〜1200ダルトンの分子量を有する小分子、または接合可能な基である。
ある実施形態において、親水性ブロックは、式IIIcのモノマー重合または共重合により得られた複数のモノマー残基を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
nは、2〜20の整数であり;
Xは、−(CR−であり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位は−NR、−ORまたは−SRで任意に置換され;
Yは、−O−、−NR−または−(CR)−であり;
各R、R、R、ZおよびZは、水素、ハロゲン、および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から独立に選択され;
各Rは、水素、および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から独立に選択され;
は、水素または(CRであり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位は−NR、−ORまたは−SRで任意に置換され;
は、水素、ハロゲン、任意に置換されたC−Cアルキル、ポリオール、ビタミン、ペプチド、200〜1200ダルトンの分子量を有する小分子、または接合可能な基である。
例えば、一つの実施形態において、親水性の第一のブロックは式IIIcに対応する複数のモノマー残基を含んでなり、R、R、ZおよびZは水素であり、Rは水素またはC−Cアルキルであり、nは2〜20であり、Rはポリオール、ビタミン、ペプチド、または200〜1200ダルトンの分子量を有する小分子である。
ある実施形態において、親水性の第一のブロックまたは遮蔽性の親水性ブロックは、式IIIのモノマーの重合または共重合により得られた複数のモノマー残基を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
Xは、(CRであり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位はNR、ORまたはSRで任意に置換され;
Yは、O、NR、またはCRであり;
各R、R、RおよびRは、水素、ハロゲン、任意に置換されたC−Cアルキル、または限定するものではないが、ガラクトース、N−アセチルガラクトサミン、フォレート、RGDペプチドのようなターゲッティング基からなる群から独立に選択され;
は、水素および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から選択され;
nは、2〜20の整数であり;
は、(CRであり、mは0〜10であり、また1以上の(CR)単位はNR、ORまたはSRで任意に置換される。
特定の実施形態において、親水性の第一のブロックまたは遮蔽性の親水性ブロックは、式IIIaのモノマーの重合または共重合により得られた複数のモノマー残基を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
Xは、(CRであり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位はNR、ORまたはSRで任意に置換され;
各R、R、RおよびRは、水素、ハロゲン、および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から独立に選択され;
nは、2〜20の整数であり;
は、(CRであり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位はNR、ORまたはSRで任意に置換される。
一つの実施形態において、親水性の第一のブロックは、式IIIaに対応する複数のモノマー残基を含んでなり、またRはメチルである(即ち、式IIIのモノマーはPEGMAである)。
ある実施形態において、親水性の第一のブロックまたは遮蔽性の親水性ブロックは、式IVのモノマーの重合または共重合により得られた複数のモノマー残基を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
各R、RおよびRは、水素、ハロゲン、および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から独立に選択され;
nは、2〜20の整数であり;
は、(CRであり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位はNR、ORまたはSRで任意に置換される。
一つの実施形態において、親水性の第一のブロックは式IVに対応する複数のモノマー残基を含んでなり、Rはメチルであり、nは2〜20である。
一般に、親水性の第一のブロックは複数、即ち、少なくとも二つの反復単位を含んでなるものである。幾つかの実施形態において、ここに記載したポリマーの親水性の第一のブロックは、約1,000ダルトン〜約50,000ダルトン、約2,000ダルトン〜約30,000ダルトン、約5,000ダルトン〜約20,000ダルトン、または約7,000ダルトン〜約15,000ダルトンの数平均分子量を有する。特定の実施形態では、該親水性ブロックは、約7,000ダルトン、8,000ダルトン、9,000ダルトン、10,000ダルトン、11,000ダルトン、12,000ダルトン、13,000ダルトン、14,000ダルトン、または15,000ダルトンのものである。
<キャリアブロック>
ここに記載のブロック共重合体は、第二のブロック(即ち、中間体ブロック、または親水性の第一のブロックと疎水性ブロックの間のブロック)を含んでなり、これは(i)治療剤(例えばポリヌクレオチドまたはペプチド)と集合しているか、または(ii)治療剤と結合するための官能基を有している。例えば、キャリアブロックは、ポリヌクレオチドのような治療剤とイオン的に結合するための多価カチオンを有していてよい。その代わりに、またはそれに加えて、該キャリアブロックは、治療剤をブロック共重合体に2価的に結合させるためのジスルフィド結合または他の部分を含んでよい。一つの実施形態において、該キャリア(第二の)ブロックは親水性である。もう一つの実施形態において、該キャリア(第二の)ブロックは疎水性である。一つの実施形態において、第二のブロックは多価カチオン性である。幾つかの実施形態において、第二のブロックは親水性であり、複数のカチオン性モノマー残基(例えば約中性pHにおいて)を含んでいる。もう一つの実施形態において、キャリア(第二の)ブロックは疎水性であり、複数のカチオン性モノマー残基(例えば約中性pHにおいて)を含んでいる。特定の実施形態において、第二のブロックはポリヌクレオチドとイオン的に結合する。ある実施形態において、第二のブロックは非帯電性であるか、または少なくとも実質的に非帯電性であり、且つポリヌクレオチドに結び付けられる。幾つかの実施形態において、第二のブロックは親水性、多価カチオン性であり、且つ共有結合およびイオン的相互作用の両者を介してポリヌクレオチドに結び付けられる。
一般に、キャリアブロックは、アニオン性反復単位、カチオン性反復単位、双性イオン性反復単位、2以上の帯電性反復単位の組合せ(例えば、アニオン性反復単位およびカチオン性反復単位、アニオン性反復単位および双性イオン性反復単位、カチオン性反復単位および双性イオン性反復単位、またはアニオン性反復単位、カチオン性反復単位および双性イオン性反復単位)、実質的に非帯電性反復単位、またはそれらの組合せを含んでよい。別の言い方をすれば、該キャリアブロックは、親水性または疎水性であっても、広範な反復単位の何れを含んでもよい。一つの実施形態において、キャリアブロックに含まれる反復単位の寄与の合計は、全体的に親水性の特徴を有するブロックを与える。別の実施形態では、キャリアブロックに含まれる反復単位の寄与の合計は、全体的に疎水性の特徴を有するブロックを与える。反復単位がイオン化可能な基を含むとき、個々の反復単位の、それらを構成成分とするブロックの全体の親水性に対する寄与は、それが存在する環境のpHに対するそのpKaの関数として変化する可能性がある。例えば、アクリル酸プロピル反復単位−CHC(CHCHCH)(COOH)−は、pH7では主にイオン化しているが、pH5ではイオン化しておらず、従ってブロックに対するアクリル酸プロピル反復単位の疎水性寄与は、pH7におけるよりもpH5での方が有意に大きい。従って、一般に、キャリアブロックがイオン化可能なカチオン性反復単位またはイオン化可能なアニオン性反復単位を含み、且つ該キャリアブロックが親水性であるのが望ましいときは、該キャリアブロックを構成する反復単位の寄与の合計は、該ブロックの全体的な特徴が生理的pHにおいて親水性であるようなものであるのが好ましい。例えば、一つの実施形態では、該キャリアブロックはpH5.0〜pH7.5の範囲に亘って親水性であるのが好ましい。或いは、該キャリアブロックがイオン化可能なカチオン性反復単位またはイオン化可能なアニオン性反復単位を含み、且つ該キャリアブロックが疎水性であるのが望ましいときは、該キャリアブロックを構成する反復単位の寄与の合計は、該ブロックの全体的な特徴が生理的pHにおいて疎水性であるようなものであるのが好ましい。例えば、一つの実施形態において、該キャリアブロックはpH5.0〜pH7.5の範囲に亘って疎水性であってよい。
幾つかの実施形態において、キャリアブロックは、約6.0〜約10.0、典型的には約6.2〜約9.5、幾つかの実施形態では約6.5〜約8.5の範囲の何処かに分布するpKaをもったカチオン性モノマーから誘導された反復単位を含んでいる。該モノマーをポリマーブロックの中に取り込むと、該残基のpKaは、未重合モノマーに比較して低下する傾向にある;従って、一般に、組込まれた反復単位のpKaは約6.0〜10.0、典型的には約6.2〜9.0、幾つかの実施形態では約6.5〜8.0であろう。
ある実施形態において、第二のブロックは親水性であり、且つ非環式アミン(例えばアミン、アルキルアミン、またはジアルキルアミン等)、非環式イミン(例えばイミン、またはアルキルイミン等)、環式アミン(例えばピペリジン)、窒素含有へテロ環(例えばピリジンまたはキノリン)等を含んでなるモノマー種を含んでいる。特定の実施形態において、個々で利用されるようイオン種には、プロトン付加された非環式アミン(例えばアミン、アルキルアミン、またはジアルキルアミン等)、非環式イミン(例えばイミン、またはアルキルイミン等)、環式アミン(例えばピペリジン)、または窒素含有へテロ環(例えばピリジン、またはキヌクリジン)等が含まれる。
非環式アミンの非限定的な例には、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ペンチルアミン、ネオペンチルアミン、イソペンチルアミン、またはヘキサンアミン等が含まれる。非環状イミンの非限定的な例には、メチルイミン、エチルイミン、プロピルイミン、イソプロピルイミン、n−ブチルイミン、sec−ブチルイミン、ペンチルイミン、ネオペンチルイミン、イソペンチルイミン、またはヘキシルイミン等が含まれる。環式アミンの非限定的な例には、シクロプロピルアミン、シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロヘプチルアミン、ピペリジン、ピラジン、ピロリジン、ホモピペリジン、アザビシクロヘプタン、またはジアザビシクロウンデカン等が含まれる。環式イミンの非限定的な例には、シクロプロピルイミン、シクロブチルイミン、シクロペンチルイミン、シクロヘキシルイミン、またはシクロヘプチルイミン等が含まれる。窒素を含むヘテロアリールの非限定的な例には、イミダゾリル、ピロリル、ピリジル、またはインドリル等が含まれる。
幾つかの実施形態においては、ここに記載のポリマーの第二のブロックは親水性であり、且つ任意に置換された、アミノ(C−C)アルキル−エタクリレート、アミノ(C−C)アルキル−メタクリレート、アミノ(C−C)アルキル−アクリレート、(N−(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−エタクリレート、N−(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−メタクリレート、N−(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−アクリレート、(N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−エタクリレート、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−メタクリレート、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−アクリレート、またはそれらの組合せの複数のモノマー残基を含んでいる。特定の実施形態において、斯かるモノマー残基が、ここに記載した中性pHでカチオン性のモノマー残基を構成する。
一つの実施形態において、当該キャリアブロックは、複数のアニオン性モノマー残基を含んでなるものである。このアニオン性モノマー残基は、アニオンに帯電した種、またはプロトン付加可能なアニオン種を含む帯電可能な種を有することができる。帯電可能な種は、好ましくは、血清の生理学的pHにおいてアニオンであることができ、また膜が不安定化または破壊されるpH、例えば、好ましくはエンドソームのpHにおいては実質的に中性または非帯電であることができる。幾つかの実施形態において、キャリアブロックは複数のアニオン性の疎水性モノマー残基を含んでおり、該モノマー残基は、疎水性の種(例えばC−Cアルキル置換基)およびアニオンに帯電した、または帯電可能な種の両方を含んでいる。
幾つかの実施形態において、第二のブロックは、前記第二のブロックに共有結合したポリヌクレオチドを含んでなるポリマーバイオ接合体である。幾つかの実施形態において、共有結合による接合体は、治療剤(例えばポリヌクレオチドまたはペプチド)とポリマーにおけるモノマーのペンダント側鎖との間で形成される。幾つかの実施形態において、第二のブロックは、連結部分を介して該第二のブロックに共有結合されたポリヌクレオチドを含んでいる。ある実施形態において、第二のブロックはポリヌクレオチドの3’末端に共有結合される。幾つかの実施形態では、第二のブロックはポリヌクレオチドの5’末端に共有結合される。ある実施形態において、前記連結部分は共有結合である。幾つかの実施形態において、前記連結部分は2以上の反応性官能基を含んでなる多価官能部分から誘導される。ある実施形態では、前記連結部分はpH感受性の不安定部分である。幾つかの実施形態において、前記連結部分は血清pHでは安定であり、エンドソームpHでは不安定である。幾つかの実施形態において、前記連結部分はpH7.4では安定であり、pH6.0では酸不安定である。ある実施形態において、前記連結部分はジスルフィドである。
ある実施形態において、第二のブロックは、接合可能な、または接合した側鎖(例えばモノマー残基のペンダント基)を含む1以上のモノマー残基を含んでなるものである。ここで使用する接合された側鎖は、最初に重合されたときには接合可能な側鎖を保有し、それが後に、例えばポリヌクレオチドに接合されたモノマー残基を含むことを意味する。幾つかの場合に、接合可能な側鎖とは、当該技術で知られた化学、例えば「クリック」化学(「クリック」反応の例については、Wu, P.; Fokin, V. V. Catalytic Azide-Alkyne Cycloaddition: Reactivity and Applications. Aldrichim. Acta, 2007, 40, 7-17参照)により、重合後に追加の官能基を導入するために使用できる1以上の反応性基を有する基である。ある実施形態において、ここに与えられる接合可能または官能化可能な側鎖は、1以上の何れか適切な親電子的または求核的な官能基、例えば、限定されるものではないがN−ヒドロスクシンイミド(NHS)エステル、HOBt(1−ヒドロキシベンゾトリアゾール)エステル、p−ニトロフェニルエステル、テトラフルオロフェニルエステル、ペンタフルオロフェニルエステル、ピリジルジスルフィド基、マレイミド、アルデヒド、ケトン、酸無水物、チオール、アミン、ヒドロキシル、ハロゲン化アルキル等を含んでいる。より具体的な実施形態において、第二のブロックは、生体分子、例えばポリヌクレオチドまたはペプチドとバイオ接合される1以上の官能化可能な側鎖を含んでいる。
ある実施形態において、第二のブロックは、式VIIIを有する接合可能なモノマーの重合から誘導されたモノマー残基を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
Xは、共有結合、C(O)、二価のC−C10アリール、および二価のC−C10ヘテロアリールからなる群から選択され;
Yは、共有結合、または任意に置換された二価のC−C20アルキル、任意に置換された二価のC−C20ヘテロアルキル、任意に置換された二価のC−C20アルケニル、任意に置換された二価のC−C20アルキニル、任意に置換された二価のC−C20シクロアルキル、任意に置換された二価のC−C20シクロヘテロアルキル、任意に置換された二価のC−C10アリール、もしくは任意に置換された二価のC−C10ヘテロアリールからなる群から選択される連結基であり;
は、水素および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から選択され;
Qは、限定されるものではないが、N−ヒドロスクシンイミド(NHS)エステル、HOBt(1−ヒドロキシベンゾトリアゾール)エステル、p−ニトロフェニルエステル、テトラフルオロフェニルエステル、ペンタフルオロフェニルエステル、ピリジルジスルフィド基、マレイミド、アルデヒド、ケトン、酸無水物、チオール、アミン、ヒドロキシル、ハロゲン化アルキル等のような接合可能な基である。
ある実施形態において、第二の親水性ブロックは更に、式Iaの親水性ブロックにおいて記載した複数のモノマー残基を含んでなるものである。特定の実施形態において、第二の親水性ブロックは、遮蔽性オリゴマー(例えばポリエチレングリコール)を含んでなるペンダント基を有する少なくとも約5重量%、少なくとも約10重量%、少なくとも約20重量%、少なくとも約30重量%、または少なくとも約40重量%のモノマー残基(例えばPEGMA)を含んでなるランダム共重合体である。
治療剤(例えばポリヌクレオチドまたはペプチド)が「第二の親水性ブロック」に接合される別の実施形態において、該第二のブロックは、治療剤に接合される非親水性ブロック(例えば疎水性ブロック)で任意に置き換えられてよい。
ある実施形態において、中間ブロックは次式を有する:
Figure 0005766611
ここで、AおよびAは、−C−C−、−C−、−C(O)(C)C(O)O−、−0(C)C(O)−および−O(C)O−からなる群から選択され;
aは、1〜4であり;
bは、2〜4であり;
およびYは、共有結合、(1C−10C)アルキル−、−C(O)O(2C−10C)アルキル−、−OC(O)(1C−10C)アルキル−、−O(2C−10C)アルキル−、−S(2C−10C)アルキル−、および−C(O)NR(2C−10C)アルキル−からなる群から独立に選択され;
−RおよびY−Yで完全に置換されないAおよびAの四価炭素原子は、適切な数の水素原子で完成され;
、R、およびRは、水素、−CN、アルキル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロ環アルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群から独立に選択され、それは何れも1以上のフッ素原子で任意に置換されてよく;
は、生理学的pHにおいて親水性であり、且つ生理学的pHにおいて少なくとも部分的に正に帯電する残基(例えば、アミノ、アルキルアミノ、アンモニウム、アルキルアンモニウム、グアニジン、イミダゾリル、またはピリジル等);接合可能または官能化可能な残基(例えば、反応性基を含んでなる残基、例えばアジド、アルキン、スクシンイミドエステル、テトラフルオロフェニルエステル、ペンタフルオロフェニルエステル、p−ニトロフェニルエステル、またはピリジルジスルフィド等);または水素からなる群から選択される残基であり;
は、生理学的pHにおいて親水性であり、且つ生理学的pHにおいて少なくとも部分的に正に帯電する残基(例えば、アミノ、アルキルアミノ、アンモニウム、アルキルアンモニウム、グアニジン、イミダゾリル、またはピリジル等);生理学的pHにおいて少なくとも部分的に負に帯電するが、より低いpHではプロトン付加を受ける残基(例えば、カルボキシル、スルホンアミド、ボロネート、ホスホネート、またはホスフェート等);生理学的pHにおいて実質的に中性である残基(例えば、ヒドロキシ、ポリオキシル化アルキル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、またはチオール等);または生理学的pHにおいて少なくとも部分的に双性イオン性である残基(例えば、生理学的pHにおいてホスフェート基およびアンモニウム基を含んでなるモノマー残基)であり;
mは、0〜1.0未満(例えば、0〜約0.49)であり;
nは、0超〜1.0(例えば約0.5〜約1.0)であり;
m+n=1であり;
vは、約1〜約25kDaである。
ある実施形態において、Qの前記接合可能または官能化可能な残基は、少なくとも一つのアミノ酸または少なくとも一つの核酸に接合される。
一つの好ましい実施形態において、キャリアブロックは式1に対応する反復単位を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
*は、式1の反復単位の他の反復単位への結び付き点を意味し;
各XおよびXは、水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロ環、および置換カルボニルからなる群から独立に選択されるが、但し、同じ反復単位においては、XおよびXはアリール、ヘテロアリール、ヘテロ置換カルボニル、およびそれらの組合せからなる群から選択されず;
各Xは、独立に、水素、アルキルまたは置換アルキルであり;
各Xは、独立に、ヘテロ置換カルボニル、アリール、またはヘテロアリールである。例えば、一つの斯かる実施形態において、当該キャリアブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、またXおよびXは各々水素である。もう一つの斯かる例において、キャリアブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、XおよびXは各々水素であり、Xは水素またはアルキルである。更なる例において、キャリアブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、XおよびXは各々水素であり、Xは水素またはアルキルであり、各Xは独立にヘテロ置換カルボニルである。更なる例において、該親水性ブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、Xは−C(O)OX40、−C(O)SX40、または−C(O)NX4041であり、またX40およびX41は独立に水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル、またはヘテロ環である。更なる例において、該キャリアブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、Xは−C(O)OX45、−C(O)SX45、または−C(O)NX4145であり、またX41およびX45は独立に水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、またはヘテロ環である。更なる例において、該キャリアブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、Xは−C(O)OX45または−C(O)NX4145であり、またX41およびX45は独立にヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、またはヘテロ環である。更なる例において、該キャリアブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、XおよびXは各々水素であり、Xは水素またはアルキルであり、Xは−C(O)OX45であり、またX45は水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル、またはヘテロ環である。更なる例において、該キャリアブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、XおよびXは各々水素であり、Xは水素またはアルキルであり、Xは−C(O)OX45であり、X45はジスルフィド置換アルキル部分(例えば、ピリジルジスルフィド置換エチル)である。更なる例において、該キャリアブロックは式1に対応する反復単位を含んでなり、XおよびXは各々水素であり、Xは水素またはアルキルであり、Xは−C(O)NX4145であり、X41は水素であり、またX45はアルキルまたは置換アルキルである。
一つの別の実施形態において、該キャリアブロックは、その各々が式1に対応している少なくとも二つの組成的に異なる反復単位を含んでなるランダム共重合体である。例えば、該キャリアブロックは、(i)Xが−C(O)OX45である式1に対応した第一の反復単位、および(ii)Xが−C(O)NX4145である式1に対応した第二の反復単位を含んでなるランダム共重合体であってよい。有利なことに、キャリアブロックが少なくとも二つの組成的に異なる反復単位を含んでなるランダム共重合体であるときは、これら反復単位の一つが、核酸のような治療剤を結び付けるための官能基を提供してよい。従って、例えば該キャリアブロックは、(i)Xが−C(O)OX45、−C(O)SX45、または−C(O)NX4145である式1に対応した第一の反復単位であって、核酸のような治療剤がX45を介して該キャリアブロックに結び付けられ、またはX45が治療剤を結び付けるための官能基を含む第一の反復単位と、(ii)式1に対応する組成的に異なる反復単位を含んでよい。
ある実施形態において、該キャリアブロックは、式IIIbのモノマーの重合または共重合により得られた複数のモノマー残基を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
nは、2〜20の整数であり;
Xは、−(CR−であり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位は−NR−R、−ORまたは−SRで任意に置換され;
Yは、−O−、−NR−または−(CR)−であり;
各R、R、R、ZおよびZは、水素、ハロゲン、および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から独立に選択され;
は、水素、および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から選択され;
は、水素または(CRであり、ここでのmは0〜10であり、また(CR)単位は−NR、−ORまたは−SRで任意に置換され;
は、水素、ハロゲン、任意に置換されたC−Cアルキル、ポリオール、ビタミン、ペプチド、200〜1200ダルトンの分子量を有する小分子、または接合可能な基である。
ある実施形態において、当該キャリアブロックは、式IIIcのモノマーの重合または共重合により得られた複数のモノマー残基を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
nは、2〜20の整数であり;
Xは、−(CR−であり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位は−NR、−ORまたは−SRで任意に置換され;
Yは、−O−、−NR−または−(CR)−であり;
各R、R、R、ZおよびZは、水素、ハロゲン、および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から独立に選択され;
各Rは、水素、および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から独立に選択され;
は、水素または(CRであり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位は−NR、−ORまたは−SRで任意に置換され;
は、水素、ハロゲン、任意に置換されたC−Cアルキル、ポリオール、ビタミン、ペプチド、200〜1200ダルトンの分子量を有する小分子、または接合可能な基である。
ある実施形態において、当該キャリアブロックは式IIIのモノマーの重合または共重合により得られた複数のモノマー残基を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
Xは、(CRであり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位はNR、ORまたはSRで任意に置換され;
Yは、O、NR、またはCRであり;
各R、R、RおよびRは、水素、ハロゲン、任意に置換されたC−Cアルキル、または限定するものではないが、ガラクトース、N−アセチルガラクトサミン、フォレート、RGDペプチドのようなターゲッティング基からなる群から独立に選択され;
は、水素および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から選択され;
nは、2〜20の整数であり;
は、(CRであり、mは0〜10であり、また1以上の(CR)単位はNR、ORまたはSRで任意に置換される。
特定の実施形態において、親水性の第一のブロックまたは遮蔽性の親水性ブロックは、式IIIaのモノマーの重合または共重合により得られた複数のモノマー残基を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
Xは、(CRであり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位はNR、ORまたはSRで任意に置換され;
各R、R、RおよびRは、水素、ハロゲン、および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から独立に選択され;
nは、2〜20の整数であり;
は、(CRであり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位はNR、ORまたはSRで任意に置換される。
特定の実施形態において、Rはメチルである(即ち、式IIIaのモノマーはPEGMAである)。
ある実施形態において、親水性の第一のブロックまたは遮蔽性の親水性ブロックは、式IVのモノマーの重合または共重合により得られた複数のモノマー残基を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
各R、RおよびRは、水素、ハロゲン、および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から独立に選択され;
nは、2〜20の整数であり;
は、(CRであり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位はNR、ORまたはSRで任意に置換される。
一般に、キャリアブロックは複数、即ち、少なくとも二つのの反復単位を含んでなるものである。幾つかの実施形態において、ここに記載したポリマーのキャリマまたは第二のブロックは、約1,000ダルトン〜約50,000ダルトン、約2,000ダルトン〜約30,000ダルトン、約5,000ダルトン〜約20,000ダルトン、または約7,000ダルトン〜約15,000ダルトンの数平均分子量を有する。特定の実施形態では、該親水性ブロックは、約7,000ダルトン、8,000ダルトン、9,000ダルトン、10,000ダルトン、11,000ダルトン、12,000ダルトン、13,000ダルトン、14,000ダルトン、または15,000ダルトンのものである。
<疎水性ブロック>
ある実施形態において、ここに記載するポリマーの疎水性ブロックは、疎水性でpH依存性の膜を不安定化させるブロックである。幾つかの実施形態において、ここに記載するポリマーの疎水性ブロックは、複数の疎水性モノマー残基および複数のアニオン性モノマー残基を含んでなるポリマーブロックであるか、該ポリマーブロックを含んでいる。特定の実施形態において、複数のアニオン性モノマー残基は、約中性pHにおいてアニオン性である。更に特定の実施形態においては、少なくとも50%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、または少なくとも99%の複数のアニオン性モノマー残基は、約pH5において、約pH5.5において、約pH5.7において、約pH6.0において、約pH6.2において、約pH6.5において、または約エンドソームのpHにおいて非帯電性である(例えば、与えられたモノマー残基のpKa値から計算したとき)。
ある実施形態において、疎水性種または疎水性モノマー単位は、約1〜約20の疎水性ブロックのπ値を有する。化合物のπ値は、その相対的な親水性−親油性値の尺度であり(例えば、Cates、L.A.、"Calculation of Drug Solubilities by Pharmacy Students" Am. J. Pharm. Educ. 45:11 -13 (1981)参照)、化合物の疎水性または親水性を記載するために使用される。
ある実施形態において、ここに記載する疎水性ブロックは、複数の疎水性種(ここでは「疎水性エンハンサ」と互換的に使用される)を含んでいる。疎水性種は、非限定的な例として、アルキル(ここで使用するときは、飽和および不飽和のアルキル基を含む)、アリール−アルキル、アルキル−アリール、アルキル−アリール−アルキル、ヘテロアルキル、アリール、またはヘテロアリールを含んでよく、その各々は任意に置換される。特定の実施形態において、この疎水性種は、アルキル、アリール−アルキル、アルキル−アリール、アルキル−アリール−アルキル、またはアリールである。
幾つかの実施形態において、ここに記載の疎水性ブロックは、複数の非帯電性(即ち、実質的に全電荷をもたず、または完全に全電荷をもたない)の疎水性モノマー残基を含んでいる。特定の実施形態において、疎水性モノマー残基は、少なくとも一つの疎水性種を含んでいる。疎水性種には、非限定的な例として、アルキル(ここで使用するときは飽和および不飽和のアルキル基を含む)、アリール−アルキル、アルキル−アリール、アルキル−アリール−アルキル、ヘテロアルキル、アリール、またはヘテロアリール等が含まれてよく、その各々は任意に置換される。特定の実施形態において、該疎水性種はアルキル、アリール−アルキル、アルキル−アリール、アルキル−アリール−アルキル、またはアリールである。幾つかの実施形態において、ポリマー鎖は独立に、(C−C)アルキル、(C−C)アルケニル、(C−C)アルキニル、アリール、およびヘテロアリール(その各々は任意に置換されてよい)から選択された疎水性種を有する複数のモノマー残基を含むことができる。ある実施形態において、複数のモノマー残基は、(C−C)アルキルエタクリレート、(C−C)アルキルメタクリレート、または(C−C)アルキルアクリレート(その各々は任意に置換されてよい)の重合から誘導されることができる。
一つの実施形態において、疎水性ブロックは、複数のアニオン性モノマー残基を含んでなるものである。一般に、該疎水性ブロックは数十または数百のアニオン性モノマー残基を含んでなるのが好ましい。例えば、一つの実施形態において、疎水性ブロックは少なくとも10の斯かる残基を含んでいる。もう一つの実施形態において、それは少なくとも20の斯かる残基を含んでいる。もう一つの実施形態では、それは少なくとも50の斯かる残基を含んでいる。もう一つの実施形態では、それは少なくとも100の斯かる残基を含んでいる。このような実施形態において、疎水性ブロックは典型的には約10〜約500のアニオン性残基を含むであろう。アニオン性モノマー残基は、プロトン付加可能なアニオン種を含む、アニオンに帯電した、または帯電可能な種を有することができる。帯電可能な種は、好ましくは血清の生理学的pHにおいてアニオン性であることができ、また膜が不安定化または崩壊されるpH、好ましくはエンドソームpHにおいて実質的により少なく帯電されることができる。幾つかの好ましい実施形態において、疎水性ブロックは複数のアニオン性の疎水性モノマー残基を含み、該モノマー残基は疎水性種(例えばC−Cアルキル置換基)およびアニオンに帯電した、または帯電可能な種の両者を含む。このような上記実施形態の各々において、疎水性ブロックは全体として疎水性であるとみなすことができる。
従って一般に、疎水性ブロックは、その全体の特徴が疎水性であれば、アニオン性反復単位、カチオン性反復単位、双性イオン性反復単位、2以上の帯電性反復単位の組合せ(例えば、アニオン性反復単位およびカチオン性反復単位、アニオン性反復単位および双性イオン性反復単位、カチオン性反復単位および双性イオン性反復単位、またはアニオン性反復単位、カチオン性反復単位および双性イオン性反復単位)、実質的に非帯電性の反復単位、またはそれらの組合せを含んでよい。別の言い方をすれば、疎水性ブロックは、該疎水性ブロックに含まれる反復単位の寄与の合計が全体的な疎水性の特徴を有するブロックを与えるとすれば、疎水性でも、または例え親水性であっても、広範な反復単位の何れを含んでもよい。反復単位がイオン化可能な基を含むときは、それらを構成成分とするブロックの全体の親水性に対する個々の反復単位の寄与は、それが存在する環境のpHに対するそのpKaの関数として変化してよい。例えば、アクリル酸プロピル反復単位の−CHC(CHCHCH)(COOH)−は、ph7では主にイオン化しているが、pH5ではイオン化しておらず、従って、ブロックに対するアクリル酸プロピル反復単位の寄与はpH7でよりもpH5での方が有意に大きい。従って、一般に、該疎水性ブロックを構成する反復単位の寄与の合計は、該ブロックの全体の特徴が、生理学的pHよりも低いpHにおいて疎水性であるようなものが好ましい。例えば、一つの実施形態において、寄与の合計は、該ブロックの全体の特徴が約5のpHにおいて疎水性であるようなものである。更なる例として、一つの実施形態においては、寄与の合計は、該ブロックの全体の特徴が約5.5のpHにおいて疎水性であるようなものである。更なる例として、一つの実施形態では、寄与の合計は、該ブロックの全体の特徴が約6.0のpHにおいて疎水性であるようなものである。更なる例として、一つの実施形態では、寄与の合計は、該ブロックの全体の特徴が約6.8のpHで疎水性であるようなものである。更なる例として、一つの実施形態において、寄与の合計は、該ブロックの全体の特徴が約6.2〜6.8の範囲内のpHにおいて疎水性であるようなものである。
ある実施形態において、ここに記載の疎水性ブロックは、疎水性種を含んだモノマーの重合または共重合から生じるモノマー残基を含んでなるものである。疎水性種を含んだモノマーには、非限定的例として、任意に置換された、(C−C)アルキル−エタクリレート、(C−C)アルキル−メタクリレート、(C−C)アルキル−アクリレート、スチレン、または(C−C)アルキル−ビニル等が含まれる。ある実施形態において、疎水性種を含んでなるモノマーには、非限定的な例として、式VIのモノマーが含まれる:
Figure 0005766611
ここで、
およびRは、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、任意に置換されたC−Cアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたシクロアルキル、任意に置換されたアリール、または任意に置換されたヘテロアリールであり;
は、水素、ハロゲン、任意に置換されたC−Cアルキル、または−C(=O)Rであり;
は、水素、ハロゲン、任意に置換されたC−Cアルキルであり;
は、任意に置換されたC−Cアルキル、−SR、−OR、または−NRであり;
は、水素、任意に置換されたC−Cアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたシクロアルキル、任意に置換されたアリール、または任意に置換されたヘテロアリールであり;
およびRは、それぞれ独立に、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたヘテロアルキル、任意に置換されたシクロアルキル、任意に置換されたアリールであるか;またはRおよびRは、それらが結び付けられている窒素と一緒になって、任意に置換されたヘテロ環を形成する。
ある実施形態においては、疎水性種に加えて、ここに記載する疎水性ブロックは更に、アニオン種を含んでいる。特定の実施形態において、該アニオン種は約中性pHにおいてアニオンである。特定の実施形態において、疎水性ブロックは疎水性種を含んだ第一のモノマー残基、およびアニオン種を含んだ第二のモノマー残基を含んでいる。
ある実施形態において、ここに記載した疎水性ブロックは、複数の疎水性モノマー残基および複数のアニオン性モノマー残基を含んだポリマーブロックを含んでいる。幾つかの実施形態において、ここに記載の疎水性ブロックは、複数の帯電可能な残基を含んだポリマーブロックを含んでいる。幾つかの実施形態において、このアニオン性モノマー残基は、(1)約中性pH、約7.2よりも大きなpH、または約7.4よりも大きな何れかのpHにおいてアニオン性であり、また(2)約6未満、約5.8未満、約5.7未満、約5.6未満、約5.5未満、約5.4未満、約5.2未満、約5.0未満、または約4.5未満のpHにおいて非帯電性である。幾つかの実施形態において、該モノマー残基は約4.5〜約8.0の何処か、約5.5〜約7.5の何処か、または約6.0〜約7.0の何処かのpKaを有する。ある実施形態において、重合されるときにアニオン性モノマー残基を与えるモノマーは、約4.5〜約8.0の何処か、約5.5〜約7.5の何処か、または約6.0〜約7.0の何処かのpKaを有する。
特定の実施形態において、ここに記載するアニオン性モノマー残基に存在し得るアニオン種には、非限定的な例として、カルボン酸基、スルホンアミド基、ホウ酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、硫酸基、リン酸基、ホスフィン酸基、および亜リン酸基、またはそれらの共役塩基または共役酸が含まれる。幾つかの実施形態において、アニオン性モノマー残基は、C−Cアルキルアクリル酸またはアクリル酸の残基である。ある実施形態において、マレイン酸無水物等のモノマー(Scott M. Henry、Mohamed E. H. El-Sayed、Christopher M. Pirie、Allan S. Hoffman、and Patrick S. Stayton、pH-Responsive Poly(styrene-alt-無水マレイン酸) alkylamide Copolymers for Intracellular Drug Delivery. Biomacromolecules 2006、7、2407-2414)が、無水マレイン酸モノマー単位の重合後加水分解によるアニオン種の導入のために使用される。
ある実施形態においては、疎水性種に加えて、ここに記載の疎水性ブロックは更にカチオン種を含んでいる。幾つかの実施形態では、疎水性種およびアニオン種に加えて、ここに記載の疎水性ブロックは更にカチオン種を含んでいる。ある実施形態においては、疎水性モノマー残基に加えて、ここに記載の疎水性ブロックは更にカチオン性モノマー残基を含んでいる。幾つかの実施形態では、疎水性モノマー残基およびアニオン性モノマー残基に加えて、ここに記載の疎水性ブロックは更にカチオン性モノマー残基を含んでいる。幾つかの実施形態では、カチオン性である種および/またはモノマー残基は、約中性pHにおいてカチオン性である。
幾つかの実施形態において、ここに記載のカチオン性モノマー残基は、約6.0〜約10.0、典型的には約6.2〜約9.5、および幾つかの実施形態では約6.5〜約8.5の何れかのpKaを有している。モノマーをポリマーブロックの中に組み込むと、残渣のpKaは未重合のモノマーに比較して減少する傾向がある;従って、一般に、組込まれた反復単位のpKaは約6.0〜10.0、典型的には約6.2〜9.0、幾つかの実施形態では約6.5〜8.0になるであろう。
ある実施形態において、疎水性ブロックは、非環式アミン(例えばアミン、アルキルアミン、もしくはジアルキルアミン等)、非環式イミン(例えばイミン、もしくはアルキルイミン等)、環式アミン(例えばピペリジン)、または窒素含有ヘテロ環(例えばピリジンもしくはキノリン)等を含んだモノマー種を含んでいる。特定の実施形態において、ここで利用されるカチオン種には、プロトン付加された非環式アミン(例えばアミン、アルキルアミン、またはジアルキルアミン等)、非環式イミン(例えばイミン、またはアルキルイミン等)、環式アミン(例えばピペリジン)、窒素含有ヘテロ環(例えばピリジンまたはキノリン)が含まれる。
非環式アミンの非限定的な例には、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ペンチルアミン、ネオペンチルアミン、イソペンチルアミン、またはヘキサンアミン等が含まれる。非環式 イミンの非限定的な例には、メチルイミン、エチルイミン、プロピルイミン、イソプロピルイミン、n−ブチルイミン、sec−ブチルイミン、ペンチルイミン、ネオペンチルイミン、イソペンチルイミン、またはヘキシルイミン等が含まれる。環式アミンの非限定的な例には、シクロプロピルアミン、シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロヘプチルアミン、ピペリジン、ピラジン、ピロリジン、ホモピペリジン、アザビシクロヘプタン、またはジアザビシクロウンデカン等が含まれる。環式イミンの非限定的な例には、シクロプロピルイミン、シクロブチルイミン、シクロペンチルイミン、シクロヘキシルイミン、またはシクロヘプチルイミン等が含まれる。窒素含有ヘテロアリールの非限定的な例には、イミダゾリル、ピロリル、ピリジル、またはインドリル等が含まれる。
幾つかの実施形態において、ここに記載するポリマーの疎水性ブロックは、任意に置換されたアミノ(C−C)アルキル−エタクリレート、アミノ(C−C)アルキル−メタクリレート、アミノ(C−C)アルキル−アクリレート、(N−(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−エタクリレート、N−(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−メタクリレート、N−(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−アクリレート、(N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−エタクリレート、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−メタクリレート、N,N−ジ(C−C)アルキル−アミノ(C−C)アルキル−アクリレート、またはそれらの組合せの複数のモノマー残基を含んでいる。特定の実施形態において、斯かるモノマー残基は、ここに記載した中性pHでカチオン性のモノマー残基を構成する。
ある実施形態において、ここに記載した疎水性ブロックは、複数のアニオン性モノマー残基、複数のカチオン性モノマー残基および複数の疎水性モノマー残基を含んでいる。
ある特別な実施形態では、約中性のpH(例えば約pH7.4)において、疎水性ブロックは実質的に中性の全体の電荷を有する。更に特定の実施形態において、疎水性ブロックの実質的に中性の全体の電荷とは、カチオン性モノマー残基またはアニオン性モノマー残基の何れかの電荷の少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、または少なくとも98%が、他のカチオン性モノマー残基またはアニオン性モノマー残基の電荷によって中和されることを意味する。換言すれば、種々の実施形態において、約中性のpHにおいてカチオン性の疎水性ブロック中のモノマー単位の数の、約中性のpHにおいてアニオン性である疎水性ブロック中のモノマー単位の数に対する比は、約3:5〜約5:3、約7:10〜約10:7、約4:5〜約5:4、約9:10〜約10:9、約95:100〜約100:95、または約98:100〜約100:98である。電荷比率の決定は、何れかの適切な方法で、例えばそのpKaおよび/またはpKb値を使用して帯電種の量を計算することによって達成することができる。
幾つかの実施形態において、約中性pHにおいて(例えば約pH7.4で)、疎水性ブロックはアニオン種およびカチオン種を、約10:1〜約1:10、約5:1〜約1:5、約4:1〜約1:4、約1:0〜約1:4(アニオン種:カチオン種)で含んでいる。好ましい実施形態において、約中性pH(例えば約pH7.4)では、疎水性ブロックはアニオン種およびカチオン種を約1:1の比率(アニオン種:カチオン種)の比率で含んでいる。幾つかの実施形態では、約中性pHにおいて(例えば約pH7.4)、疎水性ブロックはアニオン性モノマー残基およびカチオン性モノマー残基を、約1:0〜約1:4(アニオン性モノマー残基:カチオン性モノマー残基)の比率で含んでいる。好ましい実施形態において、約中性pHにおいて(例えば約pH7.4)、疎水性ブロックはアニオン性モノマー残基およびカチオン性モノマー残基を、約1:1(アニオン性モノマー残基:カチオン性モノマー残基)の比率で含んでいる。
ある実施形態では、約中性pH(例えば約pH7.4)において、疎水性ブロックは疎水性モノマー残基、カチオン性モノマー残基、およびアニオン性モノマー残基を含んでいる。特定の実施形態において、帯電したモノマー残基(カチオン性モノマー残基+アニオン性モノマー残基)に対する疎水性モノマー残基の比率は、約1:5〜約5:1、または約1:3〜約3:1、または約1:2〜約3:1、または約1:1、または約1:2、または約2:1である。
ある実施形態において、ここに記載の疎水性ブロックは、プロトン付加可能なアニオン種および疎水性種を有する第一の重合可能なモノマーから誘導された複数の第一のモノマー残基、および任意に、脱プロトン可能なカチオン種を有する第二の重合可能なモノマーから誘導された複数の第二のモノマー残基を含んでいる。
幾つかの実施形態において、ここに記載する疎水性ブロックは式Icの構造を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
、AおよびAは、−C−C−、−C−、−C(O)(C)C(O)O−、−0(C)C(O)−および−O(C)O−からなる群から独立に選択され;
aは、1〜4であり;
bは、2〜4であり;
は、水素、(1C−10C)アルキル、(3C−6C)シクロアルキル、O−(1C−10C)アルキル、−C(O)O(1C−10C)アルキル、C(O)NR(1C−10C)およびアリールからなる群から選択され、それらは何れも1以上のフッ素基で任意に置換され;
は、共有結合、(1C−10C)アルキル−、−C(O)O(2C−10C)アルキル−、−OC(O)(1C−10C)アルキル−、−O(2C−10C)アルキル−および−S(2C−10C)アルキル−−C(O)NR(2C−10C)アルキル−からなる群から選択され;
は、共有結合、(1C−10C)アルキルおよび(6C−10C)アリールからなる群から選択され;
〜RおよびY〜Yで完全に置換されていないA〜Aは、適切な数の水素原子で完成され;
、R、およびRは、水素、−CN、アルキル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロ環アルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群から独立に選択され、それらは何れも1以上のフッ素原子で任意に置換されてよく;
は、生理学的pHにおいて正に帯電される残基であり、アミノ、アルキルアミノ、アンモニウム、アルキルアンモニウム、グアニジン、イミダゾリル、およびピリジルが含まれるが、これらに限定されず;
は、生理学的pHにおいて負に帯電されるが、より低いpHではプロトン付加を受ける残基であり、カルボキシル、スルホンアミド、ボロネート、ホスホネート、およびホスフェートが含まれるが、これらに限定されず;
pは、約0.1〜約0.9(例えば、約0.2〜約0.5)であり;
qは、約0.1〜約0.9(例えば、約0.2〜約0.5)であり;
rは、0〜約0.8(例えば、0〜約0.6)であり;
p+q+r=1であり;
wは、約1〜約50kDaである。
好ましい実施形態において、疎水性ブロックは式1Aの反復単位を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
*は、式1Aの反復単位の他の反復単位への結び付き点を意味し、Xはアルキルである。例示的アルキルには、メチル、エチル、プロピルおよびブチルが含まれる。典型的には、Xはエチルまたはプロピルである。好ましい実施形態において、Xはプロピルである。
一つの好ましい実施形態において、疎水性ブロックは式1Eに対応した反復単位を含んでなるものである:
Figure 0005766611
ここで、
*は、式1Aおよび式1Eの反復単位の他の反復単位への結び付き点を意味し、各XおよびX47は独立にアルキルである。例示的アルキルには、メチル、エチル、プロピルおよびブチルが含まれる。典型的には、Xはメチル、エチルまたはプロピルであり、X47は独立にメチル、エチル、プロピルまたはブチルである。一つの好ましい実施形態において、Xはメチルであり、X47はブチルである。
一つの好ましい実施形態において、疎水性ブロックは、式1Cに対応した反復単位を含んでなるものである。
Figure 0005766611
ここで、
*は、式1Cの反復単位の他の反復単位への結び付き点を意味し、Xはアルキルであり、またX48はアミノ置換アルキルである。例示的アルキルには、メチル、エチル、プロピルおよびブチルが含まれる。典型的には、Xはエチルまたはプロピルであり、またX48はN、N−ジアルキルアミノアルキル、例えばN,N−ジメチルアミノエチルである。
一つの好ましい実施形態において、疎水性ブロックは、(i)式1Aおよび式1Eに対応した反復単位、(ii)式1Aおよび式1Cに対応した反復単位、または(iii)式1A、式1Cおよび式1Eに対応した反復単位を含んでなるランダム共重合体である。一般に、疎水性ブロックが式1Aおよび式1Eに対応した反復単位を含んでなる(式1Cに対応する反復単位を伴って、または伴わずに)ランダム共重合体であるとき、第三のブロックにおいて、式1Aに対応する反復単位の数の式1Eに対応する反復単位の数に対する比率は、それぞれ約20:1〜1:4である。例えば、一般に第三のブロックにおいて、式1Aに対応する反復単位の数の式1Eに対応する反復単位の数の比率は、それぞれ約3:1〜1:3であるのが好ましい。加えて、一般に、式1Aに対応する反復単位の数は、式1Cに対応する反復単位の数を超えるのが好ましい。
一般に、疎水性ブロックは複数の反復単位、即ち、少なくとも二つの反復単位を含んでいる。ある実施形態において、ここに記載するポリマーの疎水性ブロックは、約1,000ダルトン〜約200,000ダルトン、約1,000ダルトン〜約100,000ダルトン、約1,000ダルトン〜約100,000ダルトン、約5,000ダルトン〜約50,000ダルトン、約10,000ダルトン〜約50,000ダルトン、約15,000ダルトン〜約35,000ダルトン、または約20,000ダルトン〜約30,000ダルトンの数平均分子量を有している。
<ブロック比率>
ある実施形態において、当該ブロック共重合体は、数平均分子量の比(M 1stで表される第一のブロック、即ち親水性ブロックの数平均分子量、M 2ndで表される第二のまたは中間のまたは治療剤キャリアブロック、およびM 3rdで表される第三のブロックの数平均分子量)として、約2:1〜約1:9の(M 1st+M 2nd):(M 3rd)を有している。幾つかの実施形態において、(M 1st+M 2nd):(M 3rd)は約1:1〜約1:3である。
<重合可能なモノマー>
ある実施形態において、当該ブロック共重合体の第一、第二および第三のブロックは、重合可能なモノマー由来のモノマー残基を含んでいる。先に述べたように、ブロック共重合体はまた、第一、第二および第三のブロックに加えて1以上の他のブロックを含んでよく、その場合、該少なくとも一つの追加のブロックもまた、重合可能なモノマー由来のモノマー残基を含んでよい。特定の実施形態においては、重合または共重合して親水性ブロック、中間ブロックまたは疎水性ブロックを与える何れかのモノマーには、エチレン系不飽和モノマーが含まれる。更に特定の実施形態において、エチレン系不飽和モノマーには、非限定的な例として、アクリルモノマー、およびビニルモノマー等が含まれる。幾つかの実施形態において、エチレン系不飽和モノマーは、非限定的な例として、任意に置換されたアクリル酸、任意に置換されたアクリルアミド、および任意に置換されたアクリレートから選択されるアクリルモノマーである。ある実施形態において、該エチレン系不飽和モノマーは、非限定的例として、任意にC−Cアルキル置換されたアクリル酸、任意にC−Cアルキル置換されたアクリルアミド、および任意にC−Cアルキル置換されたアクリレートである。
ある実施形態において、ここに与えられるミセルのブロック共重合体(例えば、膜不安定化ブロック共重合体)は、エチレン系不飽和モノマーを含んでいる。「エチレン系不飽和モノマー」の用語は、ここでは少なくとも一つの二重結合または三重結合を有する化合物として定義される。エチレン系不飽和モノマーの非限定的な例は、アルキル(アルキル)アクリレート、メタクリレート、アクリレート、アルキルアクリルアミド、メタクリルアミド、アクリルアミド、スチレン、アリルアミン、アリルアンモニウム、ジアリルアミン、ジアリルアンモニウム、N−ビニルホルムアミド、ビニルエーテル、ビニルスルホネート、アクリル酸、スルホベタイン、カルボキシベタイン、ホスホベタイン、または無水マレイン酸である。
種々の実施形態において、ここに記載したミセルのポリマー(例えば、膜不安定化ブロック共重合体を含む)を与えるのに適した何れかのモノマーが使用される。幾つかの実施形態において、ここに与えられるミセルのポリマー(例えば、膜不安定化ブロック共重合体を含む)の調製に使用するのに適したモノマーには、非限定的な例として、以下のモノマーの1以上が含まれる:メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル(全ての異性体)、メタクリル酸ブチル(全ての異性体)、メタクリル酸2−エチルヘキシル、イソメタクリル酸ブチル、メタクリル酸、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリロニトリル、α−メチルスチレン、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル(全ての異性体)、アクリル酸ブチル(全ての異性体)、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸、アクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニル、アクリロニトリル、スチレン、以下から選ばれるアクリレート類およびスチレン類;メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル(全ての異性体)、メタクリル酸ヒドロキシブチル(全ての異性体)、メタクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、メタクリル酸N,N−ジエチルアミノエチル、メタクリル酸トリエチルエチレングリコール、無水イタコン酸、イタコン酸、アクリル酸グリシジル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル(全ての異性体)、アクリル酸ヒドロキシブチル(全ての異性体)、アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、アクリル酸N,N−ジエチルアミノエチル、アクリル酸トリエチルエチレングリコール、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−tert−ブチルメタクリルアミド、N−n−ブチルメタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−エチロールアクリルアミド、安息香酸ビニル(全ての異性体)、ジエチルアミノスチレン(全ての異性体)、安息香酸α−メチルビニル(全ての異性体)、ジエチルアミノ α−メチルスチレン(全ての異性体)、p−ビニルベンゼンスルホン酸、p−ビニルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、メタクリル酸トリメトキシシリルプロピル、メタクリル酸トリエトキシシリルプロピル、メタクリル酸トリブトキシシリルプロピル、メタクリル酸ジメトキシメチルシリルプロピル、メタクリル酸ジエトキシメチルシリルプロピル、メタクリル酸ジブトキシメチルシリルプロピル、メタクリル酸ジイソプロポキシメチルシリルプロピル、メタクリル酸ジメトキシシリルプロピル、メタクリル酸ジエトキシシリルプロピル、メタクリル酸ジブトキシシリルプロピル、メタクリル酸ジイソプロポキシシリルプロピル、アクリル酸トリメトキシシシリルプロピル、アクリル酸トリエトキシシリルプロピル、アクリル酸トリブトキシシリルプロピル、アクリル酸ジメトキシメチルシリルプロピル、アクリル酸ジエトキシメチルシリルプロピル、アクリル酸ジブトキシメチルシリルプロピル、アクリル酸ジイソプロポキシメチルシリルプロピル、アクリル酸ジメトキシシリルプロピル、アクリル酸ジエトキシシリルプロピル、アクリル酸ジブトキシシリルプロピル、アクリル酸ジイソプロポキシシリルプロピル、酢酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、塩化ビニル、フッ化ビニル、臭化ビニル、無水マレイン酸、N−アリールマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−アルキルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカルバゾール、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、エチレン、プロピレン、1,5−ヘキサジエン、1,4−エキサジエン、1,3−ブタジエン、1,4−ペンタジエン、ビニルアルコール、ビニルアミン、N−アルキルビニルアミン、アリルアミン、N−アルキルアリルアミン、ジアリルアミン、N−アルキルジアリルアミン、アルキレンイミン、アクリル酸類、アルキルアクリレート類、アクリルアミド類、メタクリル酸類、アルキルメタクリレート類、メタクリルアミド類、N−アルキルアクリルアミド類、N−アルキルメタクリルアミド類、スチレン、ビニルナフタレン、ビニルピリジン、エチルビニルベンゼン、アミノスチレン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、ビニルビフェニル、ビニルアニソール、ビニルイミダゾリル、ビニルピリジニル、ビニルポリエチレングリコール、ジメチルアミノメチルスチレン、トリメチルアンモニウムエチルメタクリレート、トリメチルアンモニウムエチルアクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、トリメチルアンモニウムエチルメタクリレート、トリメチルアンモニウムエチルアクリレート、トリメチルアンモニウムプロピルアクリルアミド、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシルもしくはメタクリル酸オクタデシル・モノマー類、またはそれらの組合せ。
幾つかの実施形態では、これらモノマー類の官能化されたバージョンが任意に使用される。ここで使用される官能化されたモノマーは、マスクされた、またはマスクされない官能基、例えば、重合の後に他の部分を結び付けることができる基を含むモノマーである。斯かる基の非限定的な例は、一級アミノ基、カルボキシル基、チオール基、ヒドロキシル基、およびシアノ基である。幾つかの適切なマスキング基が利用可能である(例えば、T.W. Greene & P. G. M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis (2nd edition) J. Wiley & Sons, 1991 . P. J. Kocienski, Protecting Groups, Georg Thieme Verlag, 1994参照)。
ここに記載するポリマーは、何れか適切な方法で調製される。ここで提供されるポリマーを製造するために用いられる適切な合成方法には、非限定的な例として、カチオン重合、アニオン重合、遊離ラジカル重合が含まれる。幾つかの例において、カチオンプロセスが使用されるときは、モノマーは重合を開始するために触媒で処理される。必要に応じ、共重合体を形成するために1以上のモノマーが使用される。幾つかの実施形態において、斯かる触媒は、例えばプロトン酸(ブロンステッド酸)またはルイス酸を含む開始剤であり、ルイス酸を使用する場合には、水またはアルコールのような幾つかのプロモータもまた任意に使用される。幾つかの実施形態においては、非限定的な例として、該触媒はヨウ化水素、過塩素酸、硫酸、リン酸、フッ化水素、塩化スルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、三塩化アルミニウム、塩化アルキルアンモニウム、三フッ化ホウ素複合体、四塩化錫、五塩化アンチモン、塩化亜鉛、四塩化チタン、五塩化リン、オキシ塩化リン、またはオキシ塩化クロムである。ある実施形態において、ポリマー合成はニートで、または何れかの適切な溶媒中で行われる。適切な溶媒には、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、クロロホルム、またはジメチルホルムアミド(DMF)が含まれる。ある実施形態において、ポリマー合成は、例えば約−50℃〜約100℃、または約0℃〜約70℃を含む適切な反応温度で行われる。
ある実施形態において、ポリマー合成は遊離ラジカルにより調製される。遊離ラジカル重合プロセスが用いられるときは、遊離ラジカル重合プロセスをトリガーするために、(i)モノマー、(ii)任意にコモノマー、(iii)遊離ラジカルの任意の供給源が与えられる。幾つかの実施形態において、幾つかのモノマーは高温で加熱したときに自己開始できるので、遊離ラジカルの供給源は任意である。ある場合、重合混合物を形成した後に、該混合物を重合状態に置く。重合条件とは、少なくとも一つのモノマーに、ここで述べた少なくとも一つのポリマーを形成させるための条件である。斯かる条件は、何れかの適切なレベルに任意に変化され、非限定的な例としては、温度、圧力、雰囲気、重合混合物中に使用される出発成分の比、および反応時間が含まれる。重合は、例えば溶液重合、分散重合、懸濁重合、エマルジョン重合またはバルク重合を含む何れか適切な方法で行われる。
幾つかの実施形態において、反応混合物中には開始剤が存在する。ここに記載する重合プロセスにおいて有用であれば、何れかの適切な開始剤が任意に利用される。このような開始剤には、非限定的な例として、アルキルペルオキシド、置換アルキルペルオキシド、アリールペルオキシド、置換アリールペルオキシド、アシルペルオキシド、アルキルヒドロペルオキシド、置換アルキルヒドロペルオキシド、アリールヒドロペルオキシド、置換アリールヒドロペルオキシド、ヘテロアルキルペルオキシド、置換ヘテロアルキルペルオキシド、ヘテロアルキルヒドロペルオキシド、置換ヘテロアルキルヒドロペルオキシド、ヘテロアリールペルオキシド、置換ヘテロアリールペルオキシド、ヘテロアリールヒドロペルオキシド、置換ヘテロアリールヒドロペルオキシド、アルキルパーエステル、置換アルキルパーエステル、アリールパーエステル、置換アリールパーエステル、またはアゾ化合物の1以上が含まれる。特定の実施形態では、ベンゾイルペルオキシド(BPO)および/またはAIBNが開始剤として使用される。
幾つかの実施形態において、重合プロセスは、限定されるものではないが、原子移動ラジカル重合(ATRP)、ニトロオキシドを介したリビング遊離ラジカル重合(NMP)、開環重合(ROP)、縮退移動(DT)、または可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)のような何れか適切な方法において、リビングモードで行われる。従来のおよび/またはリビング/制御された重合方法を使用することにより、限定するものではないが、ブロック共重合体、グラフト共重合体、星状共重合体、およびグラジエント共重合体のような種々のポリマー構造を製造することができ、それによってモノマー単位は統計的に、または鎖に沿って傾斜的に分布し、或いはブロックシーケンスまたはペンダントグラフト中でホモ重合される。他の実施形態において、ポリマーは、キサントゲン酸塩の可逆的付加−開裂連鎖移動(MADIX)(“Direct Synthesis of Double Hydrophilic Statistical Di- and Triblock Copolymers Comprised of Acrylamide and Acrylic Acid Units via the MADIX Process"、Daniel Taton、et al.、Macromolecular Rapid Communications、22、No. 18、1497-1503 (2001))を介した、マクロ分子設計によって合成される。
ある実施形態においては、可逆的付加−開裂連鎖移動またはRAFTが、本発明のエチレン骨格のポリマー合成において使用される。RAFTはリビング重合プロセスである。RAFTは、遊離ラジカル縮退鎖移動プロセスである。幾つかの実施形態において、ここに記載のポリマーを調製するためのRAFT法は、限定するものではないが、可逆的鎖移動機構により重合を媒介するために、ジチオエステル、ジチオカルバメート、トリチオカルボネートおよびキサンテートのようなチオカルボニルチオ化合物を用いる。ある場合、ポリマーラジカルと以前の化合物の何れかのC=S基との反応は、安定化されたラジカル中間体の形成を導く。典型的には、これら安定化されたラジカル中間体は、標準的なラジカル重合に典型的な停止反応を受けずに、むしろ、モノマーと共に再開始もしくは伝播をすることができるラジカルを再導入し、C=S結合を再形成する。殆どの場合、このC=S結合への付加および得られたラジカルのその後の分裂のサイクルは、全てのモノマーが消費されてしまうまで、または反応がクエンチされるまで継続される。一般に、低濃度の活性ラジカルは、如何なる特定のときにも正常な停止反応を制限する。
幾つかの実施形態において、ここに与えられるミセルにおいて利用されるポリマー(例えば、膜不安定化ブロック共重合体)は、低い多分散指数(PDI)または鎖長差を有している。多分散指数(PDI)は、何れか適切な方法で、例えばポリマー鎖の重量平均分子量をそれらの数平均分子量で除算することにより決定することができる。数平均分子量は、鎖の数で除算された個々の鎖分子量の合計である。重量平均分子量は、その分子量の分子の数で除算した該分子量の二乗に比例する。重量平均分子量は常に数平均分子量よりも大きいから、多分散性は常に1以上である。これらの数が接近して同一に近くなるとき、即ち、多分散性が1の値に近づくときに、該ポリマーは、全ての鎖が正確に同じ数の構成単位を有している単分散に近くなる。1に近づく多分散値は、ラジカルリビング重合を使用して達成可能である。限定するものではないが、サイズ排除クロマトグラフィー、動的光散乱、マトリックス支援レーザ脱離/イオン化クロマトグラフィー、および電子スプレー質量クロマトグラフィーのような、多分散性を決定する方法が、当該技術において周知である。幾つかの実施形態において、ここに与えられるミセルのブロック共重合体(例えば、膜不安定化ブロック共重合体)は、2.0未満、または1.8未満、または1.6未満、または1.5未満、または1.4未満、または1.3未満、または1.2未満の多分散指数(PDI)を有している。
ここに記載する重合プロセスは、任意に、何れか適切な溶媒またはそれらの混合物中で生じる。適切な溶媒には、水、アルコール(例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、ブタノール)、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトン、アセトニトリル、ヘキサメチルホスホラミド、酢酸、蟻酸、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、ジオキサン、塩化メチレン、エーテル(例えば、ジエチルエーテル)、クロロホルム、および酢酸エチルが含まれる。一つの側面において、該溶媒には、水、および水とDMFのような水混和性有機溶媒との混合物が含まれる。
ある実施形態において、ここで使用されるポリ(DMAEMA)および他のポリマー(例えば、BMA、DMAEMAおよびPAAの共重合体または共重合体ブロック)は、何れかの適切な方法で調製される。一つの実施形態において、ポリ(DMAEMA/PEGMA)は、RAFT・CTA、ECT、およびラジカル開始剤の存在下に、DMAEMAおよびPEGMAを共重合させることによって調製される。幾つかの実施形態において、ブロックポリ(DMAEMA/PEGMA)マクロCTAが使用されて、疎水性ブロックがBMA、DMAEMAおよびPAAを含む、一連のトリブロックまたは他のマルチブロック共重合体が調製される。他の特定の実施形態において、トリブロックまたは他のマルチブロックポリマー上でのブロックの向きは、自己集合の際にポリマーのω末端が当該ミセルの親水性切片上で露出するように、反転される。種々の実施形態において、これは、多くの方法を含む何れか適切な方法で合成的に達成される。例えば、幾つかの実施形態において、ここに記載のブロック共重合体の合成は、PAA/BMA/DMAEMAコアを形成する疎水性ブロックの調製で始まり、得られたシェルを形成する親水性の帯電ブロックは、PAA/BMA/DMAEMAマクロCTAに第二のRAFT重合工程を受けさせることにより、第二の合成ステップに加えられる。別のアプローチは、PAA/BMA/DMAEMAマクロCTAを還元してチオール末端を形成し、次いで、予め形成された親水性の帯電ポリマーを該形成されたチオールに共有結合で結び付けることを含んでいる。この合成的アプローチは、ミセルの表面に露出されたポリマー鎖のω末端上に反応基を導入するための方法を提供し、従って、ミセルに対する化学的接合のための別のアプローチを提供する。
幾つかの実施形態において、ブロック共重合体は、別の重合プロセスにより調製される幾つかのポリマーブロックの化学的接合によって合成される。
ある実施形態において、エチレン系不飽和モノマーは、非限定的例として下記から選択される:
Figure 0005766611
ここで、
は、水素、ハロゲン、ヒドロキシル、または任意に置換されたC−Cアルキルであり;
は、−SR、−OR、−NRであるか、または
は、ハロゲン、シアノ、ヒドロキシル、アルコキシ、チオール、アルキルチオ、シリルアルキル、シリルアリール、−NR10、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、−C(=O)OR、−S(=O)OR、−S(=O)OR、−C(=O)NR10、−S(=O)NR10、−S(=O)NR10、開裂可能な基または官能化可能な基で任意に置換された、C−C40アルキルまたはC−C40ポリオキシ化アルキルであり;
は、ハロゲン、シアノ、ヒドロキシル、アルコキシ、チオール、アルキルチオ、シリルアルキル、シリルアリール、−NR10、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、−C(=O)OR、−S(=O)OR、−S(=O)OR、−C(=O)NR10、−S(=O)NR10、−S(=O)NR10、開裂可能な基または官能化可能な基で任意に置換された、C−C40アルキル、C−C40ポリオキシ化アルキル、C−C40アルケニル、C−C40アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、またはヘテロアリールであり;
およびRは、各々独立に、ハロゲン、シアノ、ヒドロキシル、アルコキシ、チオール、アルキルチオ、シリルアルキル、シリルアリール、−NR10、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、−C(=O)OR、−S(=O)OR、−S(=O)OR、−C(=O)NR10、−S(=O)NR10、−S(=O)NR10、開裂可能な基または官能化可能な基で任意に置換された、水素、C−C40アルキル、C−C40ポリオキシ化アルキル、C−C40アルケニル、C−C40アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、またはヘテロアリールであるか;または
およびRは、それらが結び付けられている窒素と一緒になって任意に置換されたヘテロ環を形成し;
およびR10は、各々独立に、水素、任意に置換されたC−Cアルキル、任意に置換されたシクロアルキル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリールであるか;または
およびR10は、それらが結び付けられている窒素と一緒になってヘテロ環を形成する。
<トリブロック共重合体>
ある実施形態において、ここに提供されるのは式Iにより表されるトリブロック共重合体である:
[A1−A2Mn−[A’1−A’2Mn−[B1−B2−B3Mn (I)
ある実施形態において、[A1−A2]は、モノマー残基A1およびA2で構成される第一のブロック共重合体であり、ここでのA1は親水性モノマー残基であり、[A1−A2]は全体的に親水性である。幾つかの実施形態において、[A’1−A’2]は、モノマー残基A’1およびA’2で構成される第二のブロック共重合体である。ある実施形態において、[B1−B2−B3]は、モノマーB1、B2、B3で構成される第三のブロック共重合体である。x、y、zは、個々のモノマーのモル%でポリマー組成を定義している。Mnは、各々のポリマーブロックの分子量である。
他の実施形態において、このトリブロック共重合体は以下のトリブロックから選択される:
[PEGMA70−MAA(NHS)30]−[DMAEMA]−[B−P−D] (1−1)
[DMAEMA70−MAA(NHS)30]−[DMAEMA]−[B−P−D] (1−2)
[GaI]−[HPMA−PDSMA]−[B−P−D]
(1−3)
[GaI−MAA]−[HPMA−PDSMA−MAA]−[B−P−D] (1−4)
[NAcGaI]−[HPMA−PDSMA]−[B−P−D]
(1−5)
[NAcGaI−MAA]−[HPMA−PDSMA−MAA]−[B−P−D] (1−6)
[GaI]−[D]−[B−P−D]
(1−7)
[NAcGaI]−[D]−[B−P−D]
(1−8)
[GaI−MAA]−[D]−[B−P−D]
(1−9)
[NAcGaI−MAA]−[D]−[B−P−D]
(1−10)
[GaI−D]−[D]−[B−P−D]
(1−11)
[NAcGaI−D]−[D]−[B−P−D]
(1−12)
[GaI]−[PA]−[B−P−D]
(1−13)
[GaI]−[HPMA−PA]−[B−P−D]
(1−14)
[GaI−MAA]−[PA]−[B−P−D]
(1−15)
[GaI−MAA]−[HPMA−PA]−[B−P−D]
(1−16)
[GaI−D]−[PA]−[B−P−D]
(1−17)
[GaI−D]−[HPMA−PA]−[B−P−D]
(1−18)
[NAcGaI]−[PA]−[B−P−D]
(1−19)
[NAcGaI]−[HPMA−PA]−[B−P−D]
(I−20)
[NAcGaI−MAA]−[PA]−[B−P−D]
(1−21 )
[NAcGaI−MAA]−[HPMA−PA]−[B−P−D]
(I−22)
[NAcGaI−D]−[PA]−[B−P−D]
(I−23)
[NAcGaI−D]−[HPMA−PA]−[B−P−D]
(I−24)
[PAA−BA]− [HPMA−PDSMA]−[フォレート]
(I−25)
[PAA−BA]− [HPMA−MAA−PDSMA]−[フォレート] (1−26)
フォレート[PEG]−[HPMA−PDSMA]−[D−B−P]
(1−27)
フォレート[PEG]−[HPMA−MAA−PDSMA]−[D−B−P] (1−28)
ここで、
Bは、メタクリル酸ブチルのモノマー残基であり;Pはアクリル酸プロピルのモノマー残基であり;DはDMAEMA(メタクリル酸ジメチルアミノエチル)のモノマー残基であり;PEGMAはメタクリル酸ポリエチレングリコールのモノマー残基であり、ここで、例えばw=4〜5または7〜8のエチレンオキシド単位であり、HPMAはN−(2−プロピル)メタクリルアミドまたはN−メタクリル酸プロピル(全異性体を含む)のモノマー残基であり、PAは一級アミノ基含有モノマー残基であり、NAcGaIはN−アセチルガラクトースPEG−ビニルモノマー由来のモノマー残基であり、GaIはガラクトースPEG−ビニルモノマー由来のモノマー残基であり、PDSMAはメタクリル酸2−(2−ピリジニルジスルファニル)エチルまたは2−(2−ピリジニルジスルファニル)エチルメタクリルアミド由来のモノマー残基であり、またMAA(NHS)はメチルアクリル酸−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル由来のモノマー残基である。フォレートは、CTAの中に組込まれたモノマー残基のペンダント基に接合されることができ、またはポリマーのω末端基の還元に由来するチオールに接合されることができる葉酸残基である。
加えて、HPMA−E(2−ヒドロキシメタクリル酸プロピルまたはそれに由来するモノマー残基)は、HPMAが出現する先の例の各々、即ち、I−3〜I−5、I−14、I−16、I−18、I−20、I−22、およびI−24〜I−28において、HPMAを置き換えてよいことが理解されるべきである;簡潔化するために、このような追加の構造は、繰り返すことはしないが、この開示の一部と看做されるべきである。
ある実施形態において、ミセルは、本明細書の何処かで記載した親水性ブロック、キャリアブロック、および疎水性ブロックを含む複数のポリマーで形成される。ある実施形態において、ここに記載したミセルは複数のブロック共重合体を含んでなり、該ミセルはコアおよびシェルを含んでいる。特定の実施形態において、ミセルのコアは複数のブロック共重合体の疎水性ブロックを含んでなり、またシェルは該ブロック共重合体の親水性ブロックを含んでなる。更に、特定の実施形態において、シェルは内側層および外側層(相互に対して;更なる層もまた可能である)を含んでおり、親水性の第一のブロックがミセルシェルの外側層を形成し、また第二の親水性ブロックがミセルシェルの内側層を形成する。
ある実施形態において、親水性の第一のブロックは、表面(または少なくとも、親水性もしくは治療剤が結合した第二のブロックに対してミセルの表面のより近傍)にある。ある実施形態において、親水性の第一のブロックは、ミセルの内側部分(例えば、親水性および/または治療剤が結合した第二のブロック、または第二のブロックと結合したポリヌクレオチドのような治療剤により形成されるミセルの層)を遮蔽する(例えば立体的および/または静的な相互作用を介して)。
特定の実施形態においては、ここに記載した何れか1以上の複数のポリマーが結合してミセルを構築する。特定の実施形態において、斯かるミセルは約中性のpHにおいて安定である(例えば、約pH7.4の水性媒質中で安定である)。
幾つかの実施形態において、ここに記載したミセルは、何れかの数のここに記載のポリマー、例えば、ミセル当たり約10〜約100個のここに記載の共重合体、またはミセル当たり約20〜約60個のここに記載の共重合体を含んでいる。
一つの実施形態において、ここに記載のミセル(ポリヌクレオチドのような結合した治療剤を伴わない)は、±6mV(ミリボルト)のゼータ電位を有している。一つの好ましい実施形態では、ここに記載のミセル(ポリヌクレオチドのような結合した治療剤を伴わない)は、±5mVのゼータ電位を有している。一つの好ましい実施形態では、ここに記載のミセル(ポリヌクレオチドのような結合した治療剤を伴わない)は、±2mVのゼータ電位を有している。
ある実施形態において、ここに記載のミセルは約0.2μg/mL〜約20μg/mLに亘る臨界ミセル濃度CMCを有している。特定の実施形態において、該ミセルは約0.5μg/mL〜約10μg/mLに亘る臨界ミセル濃度CMCを有している。ある実施形態において、ここに記載のミセルは、ここに記載の複数のブロック共重合体を含んでおり、該ここに記載の複数のブロック共重合体は約1.0〜約1.7、または約1.0〜約1.4の多分散指数(PDI)を有している。幾つかの実施形態において、ミセルはここに記載の複数の共重合体を含んでなり、ここで該ブロック共重合体の第一のブロック、第二のブロックおよび第三のブロックは1.5以下の多分散指数を有する。
ある実施形態において、ここに記載のミセルは、ここに記載したように複数の共重合体を含んでおり、ここでは複数の共重合体の少なくとも1以上が第二のポリマーに共有結合で架橋され、それによってポリマーミセルはポリマーミセルに架橋される。特定の実施形態では、第二のポリマーもまた、ここに記載の共重合体である。幾つかの実施形態において、該ブロック共重合体は、第二のポリマーの疎水性ブロックに共有結合で架橋される。特定の実施形態において、ここに記載の二つの共重合体の疎水性ブロックは相互に架橋される。ある実施形態において、ブロック共重合体は、エチレン性モノマーの制御されたラジカル重合に由来する複数のモノマー残基を含んでおり、斯かるモノマーの少なくとも一つは二官能の架橋性モノマーである。
幾つかの実施形態において、ここに与えられるミセルは次の1以上によって特徴付けられる:(1)該ミセルはブロック共重合体の自発的な自己結合によって形成されて、水混和性溶媒(限定されるものではないが、例えばエタノール)から水性溶媒(例えばリン酸緩衝食塩水、pH7.4)へと希釈したときに、組織された結合体(例えばミセル)を形成する;(2)該ミセルは希釈に対して安定である(例えば、臨界安定濃度または臨界ミセル濃度(CMC)を構成する100μg/mL、50μg/mL、10μg/mL、5μg/mL、または1μg/mLのポリマー濃度まで);(3)該ミセルは周囲媒質の高いイオン強度に対して安定である;および/または(4)該ミセルは有機溶媒の濃度が増大すると共に増大する不安定性を有しており、斯かる有機溶媒にはメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)およびジオキサンが含まれるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態において、ここに提供されるミセルは、少なくとも二つの上記性質を有することを特徴とする。幾つかの実施形態において、ここに提供されるミセルは、少なくとも三つの上記性質を有することを特徴とする。幾つかの実施形態において、ここに提供されるミセルは、全ての上記性質を有することを特徴とする。
幾つかの実施形態において、ここに提供されるミセルは、何れか適切な濃度において自己集合する。ある実施形態において、ここに提供されるミセルは自己集合する(例えば、約2μg/mL、約5μg/mL、約8μg/mL、約10μg/mL、約20μg/mL、約25μg/mL、約30μg/mL、約40μg/mL、約50μg/mL、約60μg/mL、約70μg/mL、約80μg/mL、約90μg/mL、約100μg/mL、またはそれ以上の臨界ミセル濃度(CMC)、またはミセルが形成される最小濃度を有する)。ある実施形態において、ここに提供されるミセルは、約1μg/mL〜約100μg/mLの間の少なくとも一つの濃度において自己集合する。
幾つかの実施形態において、ここに提供されるミセルは、ここに記載したポリマーの自発的な自己集合により調製される。ある実施形態において、ここに記載したポリマーは、水混和性有機溶媒中のポリマーの溶液を水性媒質中に希釈したときに結合し、ここに提供されるミセルを形成する。幾つかの実施形態において、ここに提供されるミセルは、ポリマーを水性媒質中に直接溶解させたときに自発的に形成される。幾つかの実施形態において、該ミセルは、ミセル形成のためにはポリヌクレオチドの存在を必要としない。
幾つかの実施形態において、ミセルは水性溶液中での希釈に対して安定である。特定の実施形態において、該ミセルは生理学的pH(ヒトでの循環する血液のpHを含む)における臨界安定濃度(例えば、約50〜約100μg/mL、または約10〜約50μg/mL、または10μg/mL未満の臨界ミセル濃度(CMC))での希釈に対して安定である。ここで使用するとき、「ミセルの不安定化」とは、ミセルを形成するポリマー鎖が少なくとも部分的に脱凝集し、構造的に変化し(例えばサイズが拡大および/または形状が変化する)、および/またはアモルファスの超分子構造(例えば非ミセルの超分子構造)を形成し得ることを意味する。
幾つかの実施形態において、ここに提供されるミセルは水性媒質中で安定である。ある実施形態において、ここに提供されるミセルは選択されたpH、例えば概ね生理学的pH(例えば、循環するヒト血漿のpH)の水性媒質中において安定である。特定の実施形態において、ここに提供されるミセルは、水性媒質中において、概ね中性のpH(例えば約7.4のpH)で安定である。特定の実施形態において、該水性媒質は、動物(例えばヒト)の血清または動物(例えばヒト)の血漿である。ある実施形態において、ここに提供されるミセルは、ヒト血清および/またはヒト血漿中において安定である。特定の実施形態において、該ミセルは循環するヒト血漿中において安定である。該ミセルの安定性は、指定されたpHに限定されず、それは最低でも指定されたpHを含むpH値において安定であると理解される。特定の実施形態において、ここに記載されるミセルは、約中性のpHでよりも、酸性のpHにおいて実質的に安定性が低い。更に特定の実施形態において、ここに記載のミセルは、約7.4のpHでよりも、約5.8のpHにおいて実質的に安定性が低い。
特定の実施形態において、該ミセルは、約10μg/mLまたはそれ以上の濃度において安定である(例えば約中性のpHで)。幾つかの実施形態において、該ミセルは、約100μg/mLまたはそれ以上の濃度において安定である(例えば約中性のpHで)。
一つの実施形態において、該ミセルは、本発明のブロック共重合体および少なくとも一つの組成的に異なる追加のポリマーを含んでなる不均一なポリマーミセルである。他の組成的に異なるポリマーには、例えば、親水性ブロックおよび疎水性ブロックを含んでなる他のブロック共重合体が含まれる。有利には、他のブロック共重合体の疎水性ブロックは、本発明の共重合体の疎水性ブロックと疎水性相互作用により結合して、疎水性コアを形成することができる。好ましくは、該不均一なミセルは、生理学的に関連するpH(例えばpH7.4)において水性媒質中で安定である。幾つかの実施形態において、該不均一なポリマーミセルは、1以上の組成的に異なる追加のポリマー、例えば、第一のポリマーおよび第二のポリマーの各々とは組成的に異なる第三のポリマーを含んでいる。一般に、ブロック共重合体(例えば、第一のポリマーおよび/または第二のポリマー)の各ブロックは、ホモポリマーまたはランダム共重合体であることができ、その各々の場合に線型または非線型(例えば分岐した)であり、また各々の場合に架橋型または非架橋型であり、また一般に、重合可能なモノマーの重合(例えば、制御されたリビングラジカル重合のアプローチを用いる)に由来する1以上のモノマー残基を含んでいる。
<ターゲッティング>
ある実施形態において、ここに記載のポリマーまたはミセルは、少なくとも一つのターゲッティング部分(例えば、特定の細胞または細胞型を標的にする部分)を含んでいる。特定の場合に、ここに提供されるポリマーおよびミセルは、固体の特異的な標的細胞に治療剤を送達するために有用である。ある場合に、ポリマーまたはミセルの細胞摂取効率は、ターゲッティング部分をポリマーまたはミセルに、またはミセルの表面に組込むことによって向上する。「ターゲッティング部分」(「ターゲッティング剤」と互換的に使用される)は、細胞の表面(例えば選択された細胞)を認識する。幾つかの実施形態において、ターゲッティング部分は細胞表面抗原を認識し、または標的細胞の表面にある受容体に結合する。ある他の実施形態において、ここに記載するポリマーまたはミセルは、複数のターゲッティング部分を持ったモノマー単位に加えて、複数の第二のモノマー単位を含んでおり、ここでの第二のモノマー単位は、多価受容体または標的への結合を最大化するように空間的に配置された一群のターゲッティング部分を与えるためのスペーサ単位として働く。適切なターゲッティング部分には、非限定的な例として、抗体、抗体様分子、またはペプチド、例えばRGD含有ペプチドのようなインテグリン結合ペプチド、または小分子、例えば葉酸のようなビタミン、ラクトース、ガラクトース、N−アセチルガラクトサミンのような糖、または他の小分子が含まれる。細胞表面抗原には、タンパク質、糖、脂質または細胞表面上の他の抗原のような、細胞表面分子が含まれる。特定の実施形態において、細胞表面抗原は内部移行を受ける。該ミセルのターゲッティング部分による標的とされる細胞表面抗原の例は、限定されるものではないが、トランスフェリン受容体1型および2型、EGF受容体、HER2/Neu、VEGF受容体、インテグリン、NGF、CD2,CD3、CD4、CD8、CD19、CD20、CD22、CD33、CD43、CD38、CD56、CD69、およびアシアロ糖タンパク質受容体が含まれる。
ターゲッティング部分(スペーサ単位を伴い、または伴わない)は、種々の実施形態において、ミセルのポリマー(例えばブロック共重合体)の何れかの末端に、もしくはモノマー単位の側鎖に結び付けられ、またはポリマーブロックの中に組込まれる。ポリマーへのターゲッティング部分の結び付きは何れかの適切な方法で、例えば、限定されるものではないがアミン−カルボキシルリンカー、アミン−スルフヒドリルリンカー、アミン−炭水化物リンカー、アミン−ヒドロキシルリンカー、アミン−アミンリンカー、カルボキシル−スルフヒドリルリンカー、カルボキシル−炭水化物リンカー、カルボキシル−ヒドロキシルリンカー、カルボキシル−カルボキシルリンカー、スルフヒドリル−炭水化物リンカー、スルフヒドリル−ヒドロキシルリンカー、スルフヒドリル−スルフヒドリルリンカー、炭水化物−ヒドロキシルリンカー、炭水化物−炭水化物リンカー、およびヒドロキシル−ヒドロキシルリンカーを含む多くの接合化学アプローチの何れか一つによって達成される。特定の実施形態においては、ここに提供されるミセルを形成するブロック共重合体にターゲッティングリガンドを結び付けるために、「クリック」化学が使用される(「クリック」反応の例については、Wu, P.; Fokin, V. V. Catalytic Azide-Alkyne cycloaddition: Reactivity and Applications. Aldrichim. Acta 2007, 40, 7-17参照)。極めて多様な接合化学が任意に利用される(例えば、Bioconjugation, Aslam and Dent, Eds, Macmillan, 1998 and chapters therein, and Hermanson, GT. (2008). Bioconjugate Techniques: 2nd Edition. New York: Academic Press,参照)。幾つかの実施形態では、該リンカーは生理学的に不安定であるか、または生理学的に不安定な結合を含んでいる。
幾つかの実施形態においては、ターゲッティングリガンドがモノマーに結び付けられ、得られた化合物は、次いで、ここに記載のミセル中で利用されるここに記載のポリマー(例えばブロック共重合体)の重合合成に使用される。ある実施形態において、斯かるターゲッティングリガンドを持ったモノマーはビニルモノマーである。幾つかの例において、斯かるターゲッティングリガンドを持ったモノマーは、以下の式VIIを有する:
Figure 0005766611
ある実施形態において:
Xは、共有結合、−C(O)O−、−C(O)NH−、二価のC−C10アリール、および二価のC−C10ヘテロアリールからなる群から選択され、
Yは、共有結合であるか、または任意に置換された二価のC−C20アルキル、任意に置換された二価のC−C20ヘテロアルキル、任意に置換された二価のC−C20アルケニル、任意に置換された二価のC−C20アルキニル、任意に置換された二価のC−C20シクロアルキル、任意に置換された二価のC−C20シクロヘテロアルキル、任意に置換された二価のC−C10アリール、または任意に置換された二価のC−C10ヘテロアリールからなる群から選択される連結基であり、
は、水素および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から選択され、
Qは、糖残基、ペプチド、ビタミン、または細胞表面受容体もしくは抗原に対する親和性を有する小分子(1.5kDa未満のMW)からなる群から選択される。
幾つかの実施形態において、ターゲッティング部分は、混合されたミセル中における第一のブロック共重合体のブロックまたは第二のブロック共重合体のブロックに結び付けられる。幾つかの実施形態において、ターゲッティングリガンドは、ポリマーまたはミセルのポリマーに結合されたsiRNAのセンス鎖またはアンチセンス鎖に結び付けられる。ある実施形態において、ターゲッティング剤は、センス鎖またはアンチセンス鎖の5’末端または3’末端に結び付けられる。
ある実施形態において、ここに記載のポリマーまたはミセルは、該ポリマーのα末端に少なくとも一つのターゲッティング部分を含んでいる。ある実施形態において、ターゲッティング基は、ターゲッティング基を組み込むCTA(連鎖移動剤)の構築によって、ポリマーのα末端に含めることができる。ある他の実施形態において、組込まれたターゲッティング基は、リンカー基、例えばポリエチレングリコールを介して、CTAの反応中心から離間して連結される。ある他の実施形態において、葉酸基を含んでなるCTAが、ここに記載のポリマーを調製するためにRAFT・CTAとして使用される。或いは、ターゲッティング基は、ターゲッティング基を保持する部分を備えたマクロCTA上の化学基の修飾によって、例えば、限定するものではないが、マクロCTA上のカルボン酸とターゲッティング基を保持するアルコールとの反応によって、ポリマーのα末端に含めることができる。
ある実施形態において、ここに記載のポリマーまたはミセルは、当該ポリマーのω末端に、少なくとも一つのターゲッティング部分を含んでいる。ある実施形態において、ターゲッティング基は、追加のポリマーブロックの合成により、ポリマーのω末端に含めることができ、該追加のブロックは、ターゲッティング基を保持するビニルモノマーを用いて重合される。ある他の実施形態において、ターゲッティング基は追加のポリマーブロックの合成によってポリマーのω末端に含めることができ、該追加のブロックはターゲッティング基を結び付けるためのビニルモノマーと共に重合される。ある他の実施形態においては、ターゲッティング基は、追加のポリマーブロックの合成によって当該ポリマーのω末端に含めることができ、該追加のブロックはターゲッティング基を保持するビニルモノマーと共に重合される。ある他の実施形態において、重合はマレイミドモノマーの添加によって停止され、ここでのマレイミドモノマーはターゲッティング基を組込んでいる。ある他の実施形態において、重合はマレイミドモノマーの添加によって停止され、ここでのマレイミドモノマーは、例えばヘンリー等(End-Functionalized Polymers and Junction-Functionalized Diblock Copolymers Via RAFT Chain Extension with Maleimido Monomers. Scott M. Henry, Anthony J, Convertine, Danielle S. W. Benoit. Allan S. Hoffman and Patrick S. Stayton. Bioconjugate Chem., 2009, 20 (6), pp 1 122-1 128)によって記載されたような、ターゲッティング基を結び付けるための官能基を組込んでいる。更に他の実施形態において、ターゲッティング基は、マクロCTA上のZ基の合成的修飾、例えば、トリチオカルボニル基のチオール基への還元と、それに続くポリマー上のチオールに対するターゲッティング基の接合により、当該ポリマーのω末端に含めることができる。
ある実施形態において、ここに記載のミセルまたはポリマーは、選択された細胞のために当該ポリマー、ミセルまたは治療剤をターゲッティングするための機構を含んでいる。幾つかの実施形態において、ポリマー、ミセル、または治療剤のターゲッティングは、ターゲッティング部分を含んでなるここに記載の共重合体、または斯かる共重合体を含んでなるミセルを提供することによって達成される。幾つかの実施形態にいて、該ターゲッティング部分は、エンドサイトーシスを媒介するために効果的な1以上の受容体についての親和性を有するリガンドである。特定の実施形態において、ターゲッティング部分は前記第一のブロックに共有結合される。
<膜不安定化>
幾つかの実施形態において、ここに記載するポリマーまたはミセル(ポリマーサブユニットのようなその部分を含む)は、約6.5以下のpHにおいて、好ましくは約5.0〜約6.5のpHにおいて、または約6.2以下のpHにおいて、好ましくは約5.0〜約6.2のpHにおいて、または約6.0以下のpHにおいて、好ましくは約5.0〜約6.0のpHにおいて、膜不安定化性である。例えば、一つの実施形態において、該ポリマーまたはミセルは約6.2以下、または約6.5以下、または約6.8以下、または約7.0以下のpHにおいて、膜不安定化性である。ある実施形態において、膜不安定化は、例えば細胞外膜、細胞内膜、小胞、オルガネラ、エンドソーム、リポソーム、または赤血球のような、何れかの細胞膜についてのものである。幾つかの実施形態において、ここに提供される膜不安定化ポリマー(例えば共重合体)または膜不安定化ブロック共重合体は、エンドソームpHにおいて膜不安定化性である(例えば水性媒質中において)。
幾つかの実施形態において、ここに記載するポリマーまたはミセル(ポリマーサブユニットのようなその部分を含む)は、約6.2以下、約6.5以下、約6.8以下、または約7.0以下のpHにおいて溶血性である。更なる実施形態または別の実施形態において、該ポリマーまたはミセル(ポリマーサブユニットのようなその部分を含む)は、約7.0を超えるpHにおいて実質的に非溶血性である。特定の実施形態において、ここに記載のポリマーまたはミセル(ポリマーサブユニットのようなその部分を含む)は、所定の濃度および約6.2のpHにおいて溶血性であり、また同じ濃度および約7.0を超えるpHにおいて実質的に非溶解性である。更に特定の実施形態において、この濃度は2〜18μg/mLであり、その場合に、pH5.8では50〜100%の溶血が存在し、またpH7.4では溶血は少ししか存在せず、または有意な溶解は存在しない。ある実施形態において、ここに記載するポリマーまたはミセル(ポリマーサブユニットのようなその部分を含む)の溶血性は、何れかの適切な方法で、例えばインビトロ溶血試験のような何れかの標準溶血試験を使用することによって決定される。
ある実施形態において、ここに記載のポリマーまたはミセル(ポリマーサブユニットのようなその部分を含む)は、エンドソーム崩壊的である。幾つかの実施形態において、ここに記載のポリマーまたはミセル(ポリマーサブユニットのようなその部分を含む)は、約6.2以下、約6.5以下、約6.8以下、約7.0以下のpHにおいてエンドソーム崩壊的である。ある実施形態において、ここに記載のポリマーまたはミセル(ポリマーサブユニットのようなその部分を含む)のエンドソーム崩壊的性質は、何れか適切な方法で、例えば、インビトロエンドソーム溶解試験またはインビボ非ヒト哺乳動物エンドソーム溶解試験を使用することにより決定される。
<治療剤>
ある実施形態では、ここに記載のポリマーまたはミセル(ポリマーサブユニットのようなその部分を含む)が治療剤と組合されて提供される。特定の実施形態において、治療剤はポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチド)またはペプチドである。治療剤は、ワクチンとして予防的に、または医学的状態を治療するために使用されてよい。幾つかの実施形態において、治療剤はここに記載した共重合体の中間体または第二のブロックとイオン的に結合し、および/またはバイオ接合する。
種々の実施形態において、研究試薬、診断試薬、および/または治療剤は、何れか適切な方法で、ブロック共重合体または該ブロック共重合体を含有するミセルに結び付けられる。特定の実施形態において、結び付きは、共有結合、非共有結合的相互作用、静電的相互作用、疎水性相互作用、その他の類似法、またはそれらの組合せによって達成される。幾つかの実施形態において、研究試薬、診断試薬、および/または治療剤は、ブロック共重合体の中間もしくは第二のブロック、またはそのミセルに結び付けられる。ある実施形態において、研究試薬、診断試薬または治療剤はブロック共重合体の中間ブロックもしくは第二のブロック、またはそのミセルを形成する。幾つかの実施形態において、研究試薬、診断試薬もしくは治療剤は、ミセルのシェルの中にある。
幾つかの実施形態において、ここでは、ミセルのシェル中の第一の治療剤およびミセルのコア中の第二の治療剤を含んでなるミセルが提供される。特定の実施形態において、第一の治療剤はポリヌクレオチドである。また、第二の治療剤は疎水性薬物である。ある実施形態において、ここに提供されるのは、ミセルのコアの中に疎水性薬物(例えば、小分子疎水性薬物)を含んでなるミセルである。
ある実施形態において、ここに提供されるのは、治療剤が結び付けられた少なくとも1〜5、5〜250、5〜1000、250〜1000、少なくとも2、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20、または少なくとも50のポリマーを含んでなるミセルである。幾つかの実施形態において、ここに提供されるのは、ここに記載した複数のミセルを含んでなる組成物であり、ここでのミセルは、平均で少なくとも1〜5、5〜250、5〜1000、250〜1000、少なくとも2、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20、または少なくとも50の、治療剤が結び付けられたポリマーを含んでいる。
幾つかの実施形態において、治療剤、診断試薬等は、非限定的な例として、少なくとも一つのヌクレオチド(例えばポリヌクレオチド)、少なくとも一つの炭水化物、または少なくとも一つのアミノ酸(例えばペプチド)から選択される。特定の実施形態において、治療剤はポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、遺伝子発現モジュレータ、ノックダウン剤、siRNA、RNAi剤、ダイサー基質、imiRNA、shRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、またはアプタマーである。他の特定の実施形態において、治療剤はaiRNA(Asymmetric RNA duplexes mediate RNA interference in mammalian cells. Xiangao Sun、Harry A Rogoff 、Chiang J Li Nature Biotechnology 26、1379 - 1382 (2008))である。ある実施形態において、治療剤はタンパク質、ペプチド、酵素、抗体、または抗体断片である。幾つかの実施形態において、治療剤は炭水化物、または約500ダルトンよりも大きい分子量を持った小分子である。
幾つかの実施形態において、ここに記載のポリマーまたはミセルと結合したポリヌクレオチドは、オリゴヌクレオチド遺伝子発現モジュレータである。ある実施形態において、前記ポリヌクレオチドはオリゴヌクレオチドアプタマーである。幾つかの実施形態において、前記ポリヌクレオチドはオリゴヌクレオチドノックダウン剤である。幾つかの実施形態において、前記ポリヌクレオチドはsiRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ダイサー基質、miRNA、aiRNAまたはshRNAから選択されるオリゴヌクレオチドである。特定の実施形態において、前記ポリヌクレオチドはsiRNAである。
幾つかの実施形態において、治療剤(例えばオリゴヌクレオチド)は、少なくとも一つの負の電荷を含んでおり(例えば負に帯電した骨格を含んでいる)、またポリマーの中間物もしくは第二のブロックと結合している(例えば、ミセル中において)。特定の実施形態において、中間物もしくは第二のブロックは、ポリマーまたは該ポリマーを含むミセルに結び付けられ、またはその中に存在する1以上の治療剤(例えばオリゴヌクレオチド)の中に存在する負電荷を少なくとも部分的に中和する。ある実施形態において、1以上の治療剤(例えば1以上のオリゴヌクレオチド、1以上のsiRNA、またはそれらの組合せ)は、ミセルの多価カチオン性の中間物もしくは第二のブロックと結合体(例えば複合体)を形成する。幾つかの実施形態において、ポリマーもしくはミセルと治療剤(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)との間の結合体(例えば複合体)は、ブロック共重合体の治療剤(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)に対する何れか望ましい電荷比率、例えば1:1〜16:1で形成される。特定の実施形態において、ミセルとsiRNAの間の複合体は、2:1、4:1または8:1の電荷比率で形成される。換言すれば、幾つかの実施形態において、ここに記載の中間ブロックにより形成されるミセルの中間層に存在するカチオン電荷の数の、治療剤に存在するアニオン電荷の数に対する比率は、何れかの望ましい値、例えば、約1:1〜約16:1、約2:1〜約8:1、約4:1〜約12:1、約2:1、約4:1、または約8:1である。幾つかの実施形態において、siRNAは、ミセルを形成するブロック共重合体の多価カチオン性中間ブロックによって電荷を中和される。例えば、幾つかの特定の実施形態において、生理学的pHにおいて40の負電荷を含んでいる20塩基対のポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)は、pKaが約7.4のポリDMAEMA中間物もしくは第二のブロック(長さが80モノマー単位、MW=11,680)と結合(例えば複合体形成)される。このpHにおいて、ポリDMAEMAは40の負電荷を含んでおり、それによって、電荷が実質的に正味で中性のポリヌクレオチド−中間体ブロック結合体(例えば複合体)を形成する。ある場合に、極めて多数の過剰な正電荷を回避することは、インビトロおよびインビボでの毒性の低減を補助する。幾つかの実施形態において、治療剤(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)は、ここに提供されるミセルの正に帯電したシェルと自発的に結合する。
幾つかの実施形態においては、治療剤(例えばオリゴヌクレオチド)は、何れかの適切な化学的接合技術によって、ポリマーまたはミセルに、および/またはミセルの1以上のポリマーに化学的に接合される。幾つかの実施形態において、RNAi剤を含有するミセルは、複数のポリマーを含んでなる既に形成されたミセルとのRNAi剤の接合により形成される。他の実施形態において、RNAi剤を含有するミセルは、ポリマー(例えば膜不安定化ブロック共重合体)とのRNAi剤の接合と、それに続いて、何れか適切な方法、例えば得られた接合体のRNAi剤を含んでなるミセルへの自己集合でミセルを形成することによって形成される。種々の実施形態において、斯かるミセルは任意に、RNAi剤に接合されたものと類似、同一、または異なる未接合のポリマー(例えばブロック共重合体)を更に含んでいる。ここに記載したミセルのポリマーと治療剤の間の共有結合は、任意に、非開裂性または開裂性である。ある実施形態において、1以上のRNAi剤(例えばダイサー基質)の前駆体が、非開裂性(開裂可能でない)の結合によって、ミセルまたは該ミセルのポリマー単位に結び付けられる。幾つかの実施形態では、1以上のRNAi剤が、開裂性(開裂可能な)結合を介して結び付けられる。ある実施形態において、ここに記載のミセルに利用される開裂可能な結合は、非限定的な例として、ジスルフィド結合(例えば原形質の還元性環境において解離するジスルフィド結合)が含まれる。幾つかの実施形態において、ミセル(その成分を含む)および治療剤(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)の間の共有結合による結合は適切な化学的接合法を介して達成され、該説合法にはアミン−カルボキシルリンカー、アミン−スルフヒドリルリンカー、アミン−炭水化物リンカー、アミン−ヒドロキシルリンカー、アミン−アミンリンカー、カルボキシル−スルフヒドリルリンカー、カルボキシル−炭水化物リンカー、カルボキシル−ヒドロキシルリンカー、カルボキシル−カルボキシルリンカー、スルフヒドリル−炭水化物リンカー、スルフヒドリル−ヒドロキシルリンカー、スルフヒドリル−スルフヒドリルリンカー、炭水化物−ヒドロキシルリンカー、炭水化物−炭水化物リンカー、およびヒドロキシル−ヒドロキシルリンカーが含まれるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態において、この接合はまた、pH感受性の結合およびリンカーを用いて行われ、これにはヒドラゾンおよびアセタール結合が含まれるが、これらに限定されない。同様に、何れか他の適切な接合方法が任意に利用され、例えば、極めて多様な接合化学が利用可能である(例えば、Bioconjugation, Aslam and Dent, Eds, Macmillan, 1998 and chapters therein参照)。
特定の実施形態において、ここに提供されるポリマーまたはミセルにより送達される薬剤は、診断剤である。幾つかの実施形態において、該診断剤は診断的撮像剤、例えば、哺乳類血管系を撮像するために有用な薬剤であり、それにはポジトロン放出トモグラフィー(PET)剤、コンピュータトモグラフィー(CT)剤、磁気共鳴撮像(MRI)剤、核磁気撮像(NMI)、蛍光透視剤、および超音波造影剤が含まれるが、これらに限定されない。斯かる診断剤には、123I、125I、131I等を含むヨウ素(I)、バリウム(Ba)、ガドリニウム(Gd)、99Tcを含むテクネチウム(Tc)、31Pを含むリン(P)、鉄(Fe)、マンガン(Mn)、タリウム(Tl)、51Crを含むクロム(Cr)、14Cを含む炭素(C)等のような元素の放射性同位体、蛍光標識された化合物、それらの複合体、キレート、付加物、接合体が含まれる。他の実施形態において、該診断剤は、細胞内で発現されたときに容易に検出可能なタンパク質(β−ガラクトシダーゼ、緑色蛍光タンパク質、およびルシフェラーゼ等を含むが、これらに限定されない)をコードするマーカー遺伝子、および標識された核酸プローブ(例えば放射能標識され、または蛍光標識されたプローブ)である。幾つかの実施形態において、ここに提供されるポリマーまたはミセルに対する診断剤の共有結合による接合は、種々の接合プロセスに従って達成される。他の実施形態において、診断剤は、ブロック共重合体の中に組込まれたキレート化残基(例えばカルボン酸残基)との複合体形成によって、ここに提供されるポリマーまたはミセルと非共有結合的に結合される。幾つかの実施形態では、放射能標識されたモノマー(例えば14C標識されたモノマー)が、ミセルのポリマー骨格中(例えば中間体ブロックまたは第二のブロック)に組込まれる。幾つかの実施形態において、診断剤と結合されたポリマーまたはミセルはターゲッティング部分を含んでいる。
<ミセル組成物を調製するための方法>
ここでのある実施形態では、不均一なポリマーミセルおよび該ミセルと結合したポリヌクレオチドを含んでなる組成物を調製する方法が提供され、該方法は、
a.第一の変性媒質中のブロック共重合体を準備し、該ブロック共重合体は親水性ブロックおよび疎水性ブロックを含んでなることと、
b.前記ブロック共重合体を第二の水性媒質に露出させることと、
c.前記ブロック共重合体の親水性ブロックを前記水性媒質中で結合させて、前記ブロック共重合体を含んでなるミセルを形成することと、
d.ポリヌクレオチドを前記ブロック共重合体の第二のブロックと結合させること
を含んでなるものである。
幾つかの実施形態において、該方法は更に、前記ポリヌクレオチドに、前記第一のポリマーの親水性ブロックとのイオン複合体を形成させることを含んでいる。ある実施形態において、該方法は更に、連結部分を介して、前記ポリヌクレオチドを前記第二のブロックへ、前記第二のブロックと前記第一のブロックまたは第三のブロックの間の接合部分へ共有結合させることを含んでいる。また、ここでは斯かる方法に従って調製される組成物が提供される。
ここでは本発明の好ましい実施形態を示し且つ説明してきたが、斯かる実施形態は例としてのみ提供されることが当業者には明らかであろう。今や当業者は、本発明を逸脱することなく、多くの変形例、変更および置換を想起するであろう。本発明の実施においては、ここに記載した発明の実施形態に対する種々の代替例を用い得ることが理解されるべきである。以下の請求項は本発明の範囲を定義すること、またこれら請求項の範囲内の方法および構造、並びにそれらの均等物は、それら請求項によってカバーされることが意図されている。
<医薬組成物>
ポリマーもしくはポリマーミセル、および生体分子薬物(例えばポリヌクレオチド)のような薬物を含んでなる組成物は、医薬組成物であることができる。斯かる医薬組成物は、例えば、ポリマーまたはポリマーミセル、ポリヌクレオチドのような生体分子薬物、および医薬的に許容可能な賦形剤を含有することができる。
ここに提供されるポリマーおよびミセル組成物(例えば、1以上のRNAi剤治療剤、例えば1以上のオリゴヌクレオチドに結び付けられたもの)が、任意に組成物(例えば医薬的に許容可能な組成物)中に提供される。幾つかの実施形態において、ここに提供されるポリマーまたはミセル組成物は、何れかの適切な方法で、例えば、医薬組成物を形成するための安定剤、および緩衝剤等を伴って、または伴わずに、患者に投与される。幾つかの実施形態において、ここに提供されるポリマーまたはミセル組成物は、経口投与のための錠剤、カプセル、またはエリキシール、直腸投与のための座薬、注射投与のための滅菌溶液、懸濁液または溶液、および何れか他の適切な組成物として処方される。
少なくとも一つのここに記載したRNAi治療剤を含んでなるポリマーまたはミセル組成物の、医薬的に許容可能な製剤が提供される。これらの製剤は、上記化合物の塩、例えば酸付加塩、例えば、塩酸、臭素酸、酢酸およびベンゼンスルホン酸の塩を含んでいる。薬理学的組成物または製剤は、細胞または例えばヒトを含む患者への投与、例えば全身投与に適した形態の組成物または製剤を意味する。適切な形態は、部分的には、使用または導入の経路、例えば経口、経皮、または注射による経路に依存する。こうして、ポリマーまたはミセル組成物がポリヌクレオチドを含み且つこれを送達する特定の実施形態において、該製剤は、ポリマーまたはミセル組成物、より詳細にはポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)が、無傷および/または機能性の状態で標的細胞に到達するのを妨げない形態である。例えば、ある実施形態において、血流の中に注射される薬理学的組成物は、可溶性および/または分散性である。更に、ここに記載する医薬組成物は、好ましくは非毒性である。ここに提供されるポリマーまたはミセル組成物が治療的利益のために投与される幾つかの実施形態において、治療剤(例えばsiRNAのようなポリヌクレオチド)を含む治療的有効量の組成物が投与される。例示的な実施形態において、治療的有効量は、個体1kg当たり約10mg以下のsiRNAを与えるために十分な量の、ここに提供されるポリマーまたはミセル組成物を含んでいる。
幾つかの実施形態において、RNAi治療剤(例えばsiRNAのようなポリヌクレオチド)を含んだ、ポリマーまたはミセル組成物を含んでなる医薬組成物は、全身的に投与される。ここで使用するとき、「全身的投与」とは、インビボにおける全身的な吸収または血流における薬剤の蓄積と、それに続いて全身に亘り分布することを意味する。全身的吸収に導く投与経路には、静脈内、皮下、腹腔内、吸入、経口、肺内および筋肉内が含まれるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態において、該組成物は局所的に投与される。
幾つかの実施形態において、該組成物は保存または投与のために調製され、また、ここに提供されるポリマーまたはミセル組成物を含んでなる医薬的有効量の治療剤を、医薬的に許容可能なキャリアまたは希釈剤中に含有している。何れかの許容可能なキャリアまたは希釈剤が、ここで任意に利用される。特定のキャリアおよび希釈剤は、例えば、Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co., A.R. Gennaro Ed., 1985に記載されている。例えば、保存剤、安定化剤、色素およびフレーバー剤が任意に添加される。これらには、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸、およびp−ヒドロキシ安息香酸のエステルが含まれる。加えて、抗酸化剤および懸濁剤が任意に使用される。ここで使用するとき、「医薬的に許容可能なキャリア」の用語は、非毒性で不活性な固体、半固体または液体の、充填剤、希釈剤、封入材料または何れかのタイプの製剤化補助剤を意味する。医薬的に許容可能なキャリアとして任意に使用される材料の幾つかの例は、ラクトース、グルコースおよび蔗糖のような糖;コーンスターチおよびポテトスターチのようなデンプン;カルボキシメチルセルロースナトリウム、エチルセルロースおよび酢酸セルロースのようなセルロースおよびその誘導体;粉末トラガカントゴム;麦芽;ゼラチン;タルク;ココアバターおよび坐剤ワックスのような賦形剤;ピーナッツ油、綿実油のような油;ベニバナ油;ごま油;オリーブ油;コーン油および大豆油;プロピレングリコールのようなグリコール;オレイン酸エチルおよびラウリン酸エチルのようなエステル;寒天;Tween80のような界面活性剤;水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムのような緩衝剤;アルギン酸;発熱物質を含まない水;等張食塩水;リンゲル溶液;エチルアルコール;およびリン酸緩衝溶液であり、同様に、ラウリル硫酸ナトリウムおよびステアリン酸マグネシウムのような他の無毒の適合性滑沢剤、並びに着色剤、離型剤、コーティング剤、甘味料、フレーバー剤および芳香剤、保存剤および抗酸化剤もまた、調剤者の判断により組成物中に存在させてよい。幾つかの実施形態において、ここで提供される医薬組成物は、ヒトおよび/または動物に対して、経口的に、直腸に、非経口的に、槽内に、膣内に、鼻腔
内に、腹腔内に、局所的に(粉末、クリーム、軟膏または液滴により)、皮下に、頬に、または経口もしくは経鼻のスプレーとして投与される。
種々の実施形態において、経口投与のための液体剤形には、医薬的に許容可能なエマルジョン、ミクロエマルジョン、溶液、懸濁液、シロップおよびエリキシルが含まれる。活性成分(例えば、ここに提供されるミセル−オリゴヌクレオチド複合体)に加えて、液体剤形は、任意に、不活性な希釈剤もしくは賦形剤を更に含み、その非限定的な例は、水もしくは他の溶媒、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、炭酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ジメチルホルムアミド、油(特に、綿実油、落花生油、コーン油、胚芽油、オリーブ油、ヒマシ油、およびごま油)、グリセロール、テトラヒドロフルフリルアルコール、プロピレングリコールおよびソルビタン脂肪酸エステルのような乳化剤および可溶化剤、ならびにこれらの混合物である。不活性な希釈剤に加えて、経口組成物はまた、任意に、湿潤剤、乳化剤および懸濁剤、甘味料、フレーバー剤、および芳香剤のような製剤化補助剤も含まれる。
幾つかの実施形態において、注射可能な製剤(例えば、無菌の注射用水または油性懸濁液)は、例えば、分散剤、湿潤剤および/または懸濁剤を用いて、何れかの適切な方法に従って製剤化される。無菌の注射製剤は、任意に、無毒の非経口的に許容可能な希釈剤または溶媒(例えば、1,3−ブタンジオール)中の無菌の注射可能な溶液、懸濁液、またはエマルジョンである。任意に使用される許容可能な賦形剤および溶媒の中には、水、リンゲル液、U.S.P.および等張の塩化ナトリウム溶液がある。更に、無菌の不揮発性油が、溶媒または懸濁媒質として慣用的に使用される。この目的のために、合成モノグリセリドまたはジグリセリドを含む何れかの無刺激の不揮発性油が任意に使用される。更なる実施形態において、オレイン酸のような脂肪酸が、注射可能な製剤中に使用される。特定の実施形態において、ポリマーまたはミセル組成物は、1%(w/v)カルボキシメチルセルロースナトリウムおよび0.1%(v/v)Tween80を含むキャリア液中で可溶化される。
幾つかの実施形態において、注射可能な製剤は、例えば細菌保持フィルターを通してろ過することにより、または、任意に使用に先立って滅菌水またはその他の無菌注射用溶媒に溶解または分散させる無菌固体組成物の形態の殺菌剤を組込むことによって殺菌される。
ある実施形態において、直腸または膣への投与のための組成物は坐剤である。坐剤は、任意に、ここに提供されるポリマーまたはミセル組成物を含む治療剤と、ココアバター、ポリエチレングリコール、または坐剤ワックスのような適切な無刺激の賦形剤またはキャリアとを混合することにより調製され、これら賦形剤またはキャリアは外界温度では固体であるが体温では液体であるため、直腸または膣腔で溶解し、ここに提供されるポリマーまたはミセル組成物を放出する。
経口投与のための適切な固体剤形には、限定するものではないが、カプセル剤、錠剤、丸剤、散剤、および顆粒剤が含まれる。そのような固体剤形において、ANAi治療剤(例えばオリゴヌクレオチド)を含むポリマーまたはミセル組成物は、クエン酸ナトリウムもしくはリン酸二カルシウムのような少なくとも一つの不活性で且つ医薬的に許容可能な賦形剤もしくはキャリア、および/またはa)デンプン、ラクトース、蔗糖、グルコース、マンニトール、およびケイ酸のような充填剤または増量剤、b)例えば、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸塩、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、蔗糖、およびアラビアゴムのような結合剤、c)グリセロールのような湿潤剤、d)寒天、炭酸カルシウム、ポテトデンプンもしくはタピオカデンプン、アルギン酸、ある種のケイ酸塩、および炭酸ナトリウムのような崩壊剤、e)パラフィンのような溶液遅延剤、f)4級アンモニウム化合物のような吸収促進剤、g)例えばセチルアルコールおよびグリセロールモノステアレートのような湿潤剤、h)カオリンおよびベントナイト粘土のような吸収剤、およびi)タルク、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、固体のポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウムのような滑沢剤、およびこれらの混合物と混合される。カプセル剤、錠剤、および丸剤の場合、製剤は、緩衝剤を含んでもよい。
同様のタイプの固体組成物はまた、任意に、ラクトースまたは乳糖ならびに高分子量のポリエチレングリコール等のような賦形剤を使用する軟質ゼラチンカプセルおよび硬質ゼラチンカプセルにおける充填剤として使用されてもよい。
幾つかの実施形態において、錠剤、ドラジェ、カプセル剤、丸剤、および顆粒剤の固体製剤は、腸溶コーティングおよび他の適切なコーティングのようなコーティングおよび外殻を用いて調製される。ある実施形態において、それらは、好ましくは腸管のある部分において、任意に遅延性の態様で、活性成分のみを放出する組成物である。適切な包埋組成物の非限定的な例には、高分子物質およびワックスが含まれる。
同様のタイプの固体組成物は、任意に、ラクトースまたは乳糖ならびに高分子量のポリエチレングリコール等のような賦形剤を使用する軟質ゼラチンカプセルおよび硬質ゼラチンカプセルにおける充填剤として使用されてもよい。
本発明の医薬組成物の局所投与または経皮投与のための剤形の非限定的な例には、軟膏、ペースト、クリーム、ローション、ゲル、粉末、溶液、スプレー、吸入薬、またはパッチが含まれる。幾つかの実施形態において、ここに提供されるミセル結合体を含む治療剤は、無菌条件下で、医薬的に許容可能なキャリアおよび任意に、1以上の保存剤、1以上のバッファー、またはこれらの組み合わせ(例えば、必要な場合)と混合される。眼用製剤、点耳薬、および点眼薬も、本発明の範囲内であると考えられる。
ここで提供される軟膏、ペースト、クリーム、およびゲルは、ここに提供されるポリマーまたはミセル組成物に加えて、動物性脂肪および植物性脂肪、油、ワックス、パラフィン、デンプン、トラガカントゴム、セルロース誘導体、ポリエチレングリコール、シリコン、ベントナイト、ケイ酸、タルク、および酸化亜鉛、またはこれらの混合物のような賦形剤を任意に含む。
粉末およびスプレーは、ここに提供されるポリマーまたはミセル組成物を含む治療剤に加えて、ラクトース、タルク、ケイ酸、水酸化アルミニウム、ケイ酸カルシウム、およびポリアミド粉末、またはこれらの物質の混合物を任意に含む。幾つかの実施形態において、スプレーは、任意に、クロロフルオロ炭化水素のような慣習的な噴霧剤を含む。
経皮パッチは、化合物の体への制御された送達を提供する付加的な利点を有する。そのような製剤は、何れかの適切な方法、例えば適切な媒質中にミクロ粒子またはナノ粒子を溶解または分散することにより作られる。吸収増強剤は、任意に、皮膚中への化合物の流入を増大させるために使用される。その速度は、速度制御膜を使用するか、またはポリマーマトリックスまたはゲル中にここに提供されるミセル結合体を含む治療剤を分散させることにより制御され得る。
本発明の幾つかの側面において、ポリマーまたはミセル組成物は、通常賦形剤により達成される幾つかの特性(例えば、機械的、熱的等)を提供するため、製剤中に必要とされるそのような賦形剤の量を減らすことができる。
<治療的用途>
ポリマーまたはポリマーミセルおよびポリヌクレオチド等の薬剤を含む組成物は、種々の方法で使用することができる。
一般に、かかる組成物は、例えば、ポリヌクレオチドなどの薬剤の細胞内デリバリーのための方法で使用することができる。ポリマーまたはポリマーミセルおよびそれと結合した薬剤(例えばポリヌクレオチド)を含む組成物は、第1のpHの媒質において、(例えば、方向性ターゲティングを介して)細胞表面に露出させ、細胞表面と接触させることができる。該組成物は、例えばエンドサイトーシスにより、幾つかの態様では受容体媒介性エンドサイトーシスにより、細胞内でエンドソーム膜に取り込まれる。エンドソーム膜は、(例えば、膜不安定化ポリマーである構成ポリマーまたはそのブロックにより)不安定化され、これにより、組成物または薬剤(例えばポリヌクレオチド)を細胞の細胞質ゾルに送達する。媒質は、インビトロ媒質とすることができる。媒質は、生理学的媒質などのインビトロ媒質とすることができる。
一般に、例えば、かかる組成物は、細胞において細胞内ターゲットの活性を調節するために使用することができる。ポリヌクレオチドなどの薬剤は、直前の段落に記載した方法に従って、細胞の細胞質ゾルに送達することができる。薬剤(例えばポリヌクレオチド)を、細胞内ターゲットと相互作用させ、これにより細胞内ターゲットの活性を調節する。
より詳細には、例えば、幾つかの態様では、ここに提供されるポリマーまたはポリマーミセル(例えばミセル)を含む組成物は、高血漿レベルのコレステロール、アポリポ蛋白質b、および/またはLDLコレステロールに関連した、および/またはこれにより引き起こされる障害、例えば高コレステロール血症の危険があるか、またはこれに罹患している患者を治療する際に有用である。幾つかの態様において、治療は、ポリマーミセルおよびそれと結合した治療用薬剤(例えばオリゴヌクレオチド薬剤)を提供することを含み、ここで治療用薬剤は、かかる症状を促進する遺伝子または遺伝子産物を(例えば切断により)サイレンシングさせる(silence)。幾つかの態様において、治療用薬剤(例えばオリゴヌクレオチドまたはRNAi薬剤)は、低比重リポタンパク質(LDLR)レベルおよび機能の調節を担うプロタンパク質コンバターゼサブチリシン/ケキシン9(PCSK9)遺伝子をサイレンシングさせ、このため、かかる治療用薬剤を含むポリマーまたはポリマーミセルは、望ましくないPCSK9発現により特徴付けられる障害、例えば、高血漿レベルのコレステロール、アポリポ蛋白質b、および/またはLDLコレステロールに関連した、および/またはこれにより引き起こされる障害、例えば高コレステロール血症を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用される。幾つかの態様において、ポリマーまたはポリマーミセルは、PCSK9を発現する細胞に、PCSK9−サイレンシングポリヌクレオチド薬剤(例えばsiRNA)を送達する。幾つかの態様において、細胞は肝細胞である。
幾つかの態様において、本明細書で提供されるポリマーまたはポリマーミセル(例えばミセル)は、望ましくない細胞増殖(例えば悪性または非悪性の細胞増殖)に対する危険があるか、またはそれに罹患している患者を治療する際に有用である。治療は、ポリマーまたはポリマーミセルおよび治療用薬剤(例えばオリゴヌクレオチド薬剤)を含む組成物であって、治療用薬剤が、望ましくない細胞増殖を促進する遺伝子または遺伝子産物を(例えば切断により)サイレンシングさせることができる組成物を提供すること;および治療的に有効な量のポリマーまたはポリマーミセルを患者(例えばヒト患者)に投与することを含む。幾つかの態様において、治療用薬剤は、遺伝子に対して相同性があり、遺伝子を(例えば切断により)サイレンシングさせることができるポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチド)である。
ある態様において、遺伝子は、増殖因子または増殖因子受容体遺伝子、ホスファターゼ、キナーゼ、例えば蛋白質チロシン、セリンまたはトレオニンキナーゼ遺伝子、アダプター蛋白質遺伝子、G蛋白質スーパーファミリー分子をコードする遺伝子、または転写因子をコードする遺伝子であるが、これらに限定されない。幾つかの例において、組成物は、ポリマーまたはポリマーミセル、および肺、膵臓、肝臓、腎臓、卵巣、筋肉、皮膚、乳房、結腸、胃などを含むがこれらに限定されない特定の組織または器官で発現される遺伝子をサイレンシングさせるポリヌクレオチドを含む。
幾つかの態様において、オリゴヌクレオチド薬剤は、以下の遺伝子の一または複数をサイレンシングさせる:PDGFベータ遺伝子、これにより、望ましくないPDGFベータ発現により特徴付けられる障害、例えば精巣および肺の癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;Erb−B遺伝子(例えばErb−B−2またはErb−B−3)、これにより、望ましくないErb−B発現により特徴付けられる障害、例えば乳房または肺の癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;Src遺伝子、これにより、望ましくないSrc発現により特徴付けられる障害、例えば結腸の癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;CRK遺伝子、これにより、望ましくないCRK発現により特徴付けられる障害、例えば結腸および肺の癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる:GRB2遺伝子、これにより、望ましくないGRB2発現により特徴付けられる障害、例えば扁平上皮癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;RAS遺伝子、これにより、望ましくないRAS発現により特徴付けられる障害、例えば膵臓、結腸および肺の癌、および慢性白血病を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;MEKK遺伝子、これにより、望ましくないMEKK発現により特徴付けられる障害、例えば扁平上皮癌、黒色腫または白血病を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;JNK遺伝子、これにより、望ましくないJNK発現により特徴付けられる障害、例えば膵臓または乳房の癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;RAF遺伝子、これにより、望ましくないRAF発現により特徴付けられる障害、例えば肺癌または白血病を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;Erk1/2遺伝子、これにより、望ましくないErk1/2発現により特徴付けられる障害、例えば肺癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;PCNA(p21)遺伝子、これにより、望ましくないPCNA発現により特徴付けられる障害、例えば肺癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;MYB遺伝子、これにより、望ましくないMYB発現により特徴付けられる障害、例えば結腸癌または慢性骨髄性白血病を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;c−MYC遺伝子、これにより、望ましくないc−MYC発現により特徴付けられる障害、例えばバーキットリンパ腫または神経芽細胞腫を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;JUN遺伝子、これにより、望ましくないJUN発現により特徴付けられる障害、例えば卵巣、前立腺または乳房の癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;FOS遺伝子、これにより、望ましくないFOS発現により特徴付けられる障害、例えば皮膚または前立腺の癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;BCL−2遺伝子、これにより、望ましくないBCL−2発現により特徴付けられる障害、例えば肺もしくは前立腺の癌または非ホジキンリンパ腫を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;CyclinD遺伝子、これにより、望ましくないCyclinD発現により特徴付けられる障害、例えば食道および結腸の癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;VEGF遺伝子、これにより、望ましくないVEGF発現により特徴付けられる障害、例えば食道および結腸の癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;EGFR遺伝子、これにより、望ましくないEGFR発現により特徴付けられる障害、例えば乳癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;CyclinA遺伝子、これにより、望ましくないCyclinA発現により特徴付けられる障害、例えば肺および子宮頸部の癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;CyclinE遺伝子、これにより、望ましくないCyclinE発現により特徴付けられる障害、例えば肺および乳房の癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;WNT−1遺伝子、これにより、望ましくないWNT−1発現により特徴付けられる障害、例えば基底細胞癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;ベータ−カテニン(beta−catenin)遺伝子、これにより、望ましくないベータ−カテニン発現により特徴付けられる障害、例えば腺癌または肝細胞癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;c−MET遺伝子、これにより、望ましくないc−MET発現により特徴付けられる障害、例えば肝細胞癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;PKC遺伝子、これにより、望ましくないPKC発現により特徴付けられる障害、例えば乳癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;NFKB遺伝子、これにより、望ましくないNFKB発現により特徴付けられる障害、例えば乳癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;STAT3遺伝子、これにより、望ましくないSTAT3発現により特徴付けられる障害、例えば前立腺癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;サーバイビン(survivin)遺伝子、これにより、望ましくないサーバイビン発現により特徴付けられる障害、例えば子宮頸部または膵臓の癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;Her2/Neu遺伝子、これにより、望ましくないHer2/Neu発現により特徴付けられる障害、例えば乳癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;トポイソメラーゼI遺伝子、これにより、望ましくないトポイソメラーゼI発現により特徴付けられる障害、例えば卵巣および結腸の癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;トポイソメラーゼIIアルファ遺伝子、これにより、望ましくないトポイソメラーゼII発現により特徴付けられる障害、例えば乳房および結腸の癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる。
他の態様において、オリゴヌクレオチド薬剤は、以下の遺伝子の一つにおける変異をサイレンシングさせる:p73遺伝子、これにより、望ましくないp73発現により特徴付けられる障害、例えば結腸直腸の腺癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;p21(WAF1/CIP1)遺伝子、これにより、望ましくないp21(WAF1/CIP1)発現により特徴付けられる障害、例えば肝臓癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;p27(KIP1)遺伝子、これにより、望ましくないp27(KIP1)発現により特徴付けられる障害、例えば肝臓癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;PPM1D遺伝子、これにより、望ましくないPPM1D発現により特徴付けられる障害、例えば乳癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;RAS遺伝子、これにより、望ましくないRAS発現により特徴付けられる障害、例えば乳癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;カベオリン(caveolin)I遺伝子、これにより、望ましくないカベオリンI発現により特徴付けられる障害、例えば食道扁平上皮癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;MIB・I遺伝子、これにより、望ましくないMIB・I発現により特徴付けられる障害、例えば男性乳癌(MBC)を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;MTAI遺伝子、これにより、望ましくないMTAI発現により特徴付けられる障害、例えば卵巣癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;M68遺伝子、これにより、望ましくないM68発現により特徴付けられる障害、例えば食道、胃、結腸、および直腸のヒト腺癌を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる。
幾つかの態様において、オリゴヌクレオチド薬剤は、癌抑制遺伝子における変異をサイレンシングさせ、これにより、化学療法と組合せてアポトーシス活性を促進する方法として使用することができる。幾つかの態様において、癌抑制遺伝子は、以下の癌抑制遺伝子の一または複数から選択される:p53癌抑制遺伝子、p53ファミリーのメンバーDN−p63、pRb癌抑制遺伝子、APC1癌抑制遺伝子、BRCA1癌抑制遺伝子、PTEN癌抑制遺伝子。
幾つかの態様において、オリゴヌクレオチド薬剤は、以下の融合遺伝子の一つをサイレンシングさせる:mLL融合遺伝子、例えばmLL−AF9、これにより、望ましくないmLL融合遺伝子発現により特徴付けられる障害、例えば急性白血病を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;BCR/ABL融合遺伝子、これにより、望ましくないBCR/ABL融合遺伝子発現により特徴付けられる障害、例えば急性および慢性白血病を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;TEL/AML1融合遺伝子、これにより、望ましくないTEL/AML1融合遺伝子発現により特徴付けられる障害、例えば小児急性白血病を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;EWS/FLI1融合遺伝子、これにより、望ましくないEWS/FLI1融合遺伝子発現により特徴付けられる障害、例えばユーイング肉腫を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;TLS/FUS1融合遺伝子、これにより、望ましくないTLS/FUS1融合遺伝子発現により特徴付けられる障害、例えば粘液性脂肪肉腫を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;PAX3/FKHR融合遺伝子、これにより、望ましくないPAX3/FKHR融合遺伝子発現により特徴付けられる障害、例えば粘液性脂肪肉腫を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;AML1/ETO融合遺伝子、これにより、望ましくないAML1/ETO融合遺伝子発現により特徴付けられる障害、例えば急性白血病を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる。
ここで幾つかの側面において、ポリマーまたはポリマーミセルおよび薬剤、例えばポリヌクレオチドを含む組成物は、脈管形成阻害により利益を得ることができる疾患または障害、例えば癌または網膜変性に対する危険があるか、またはそれに罹患している患者、例えばヒトを治療するための治療用薬剤を提供する。治療は、オリゴヌクレオチド薬剤を含むポリマーまたはポリマーミセルであって、前記オリゴヌクレオチド薬剤が、脈管形成を媒介する遺伝子(例えば、VEGF−R1、VEGF−R2またはこれら受容体経路のシグナリング蛋白質をコードする遺伝子)に対して相同性があり、および/またはそれを例えば切断によりサイレンシングさせることができるポリマーまたはポリマーミセルを提供すること;および治療的に有効な投薬量の、オリゴヌクレオチド薬剤を含む前記ポリマーまたはポリマーミセルを患者(例えばヒト患者)に投与することを含む。
幾つかの態様において、オリゴヌクレオチド薬剤は、以下の遺伝子の一つをサイレンシングさせる:アルファvインテグリン遺伝子、これにより、望ましくないアルファVインテグリンにより特徴付けられる障害、例えば脳腫瘍または上皮由来の腫瘍を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;Flt−1受容体遺伝子、これにより、望ましくないFlt−1受容体により特徴付けられる障害、例えば癌および慢性関節リウマチを有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる;チューブリン遺伝子、これにより、望ましくないチューブリンにより特徴付けられる障害、例えば癌および網膜新生血管を有するか、またはそれに対する危険がある患者を治療するために使用することができる。
幾つかの側面において、ポリマーまたはポリマーミセルおよびオリゴヌクレオチド薬剤を含む組成物は、ウイルスに感染しているか、あるいはウイルス感染に関連した障害または疾患に対する危険があるか、またはそれに罹患している患者を治療する方法に関連がある。当該方法は、オリゴヌクレオチド薬剤を含むポリマーまたはポリマーミセルであって、前記オリゴヌクレオチド薬剤が、ウイルス遺伝子またはウイルスの機能を媒介する細胞遺伝子に対して相同性があり、および/またはそれを例えば切断によりサイレンシングすることができるポリマーまたはポリマーミセルを提供すること;および治療的に有効な用量の前記オリゴヌクレオチド薬剤を患者、例えばヒト患者に投与することを含む。
幾つかの態様において、ポリマーまたはポリマーミセルおよびオリゴヌクレオチド薬剤を含む組成物は、ヒトパピローマウイルス(HPV)に感染しているか、あるいはHPVにより媒介される障害、例えば子宮頸癌に対するリスクがあるか、またはそれに罹患している患者を治療する際に有用である。
幾つかの態様において、組成物は、ポリマーまたはポリマーミセル、およびHPV遺伝子の発現をサイレンシングして低下させるオリゴヌクレオチド薬剤を含む。幾つかの態様において、HPV遺伝子は、E2、E6、またはE7の群から選択される。
別の態様において、HPV複製に必要なヒト遺伝子の発現を低下させる。
幾つかの態様において、組成物は、ポリマーまたはポリマーミセル、およびヒト免疫不全ウイルス(HIV)に感染しているか、あるいはHIVにより媒介される障害、例えば後天性免疫不全症候群(AIDS)に対するリスクがあるか、またはそれに罹患している患者を治療する際に有用なオリゴヌクレオチド薬剤を含む。幾つかの態様において、HIV遺伝子の発現を低下させる。他の態様において、HIV遺伝子は、CCR5、Gag、またはRevである。幾つかの態様において、HIV複製に必要なヒト遺伝子の発現を低下させる。幾つかの態様において、遺伝子はCD4またはTsg101である。
幾つかの態様において、組成物は、ポリマーまたはポリマーミセル、およびB型肝炎ウイルス(HBV)に感染しているか、あるいはHBVにより媒介される障害、例えば肝硬変症および肝細胞癌に対するリスクがあるか、またはそれに罹患している患者を治療するために有用なオリゴヌクレオチド薬剤を含む。一つの態様において、HBV遺伝子の発現を低下させる。他の態様において、標的とされるHBV遺伝子は、HBVコアタンパク質のテール領域、前クレギアス(pre−cregious;pre−c)領域、またはクレギアス(cregious;c)領域の群の一つをコードする。他の態様において、標的とされるHBV−RNA配列は、ポリ(A)テールから構成される。幾つかの態様において、HBV複製に必要なヒト遺伝子の発現を低下させる。
幾つかの態様において、組成物は、ポリマーまたはポリマーミセル、および以下のウイルスから選択されるウイルスに感染しているか、あるいはそれにより媒介される障害に対するリスクがあるか、またはそれに罹患している患者を治療するために有用なオリゴヌクレオチド薬剤を含む:A型肝炎ウイルス(HAV);C型肝炎ウイルス(HCV);D、E、F、G、またはH型肝炎を含む肝炎ウイルス株の群の何れか;呼吸器系合胞体ウイルス(RSV);ヘルペスサイトメガロウイルス(CMV);ヘルペスエプスタイン−バーウイルス(EBV);カポジ肉腫関連ヘルペスウイルス(KSHV);JCウイルス(JCV);ミクソウイルス(例えば、インフルエンザを引き起こすウイルス)、ライノウイルス(例えば、感冒を引き起こすウイルス)、またはコロナウイルス(例えば、感冒を引き起こすウイルス);セントルイス脳炎フラビウイルス;ダニ媒介脳炎フラビウイルス;マリーバレー脳炎フラビウイルス;デング熱フラビウイルス;シミアンウイルス40(SV40);脳心筋炎ウイルス(EMCV);麻疹ウイルス(MV);水痘・帯状疱疹ウイルス(VZV);アデノウイルス(例えば、気道感染症を引き起こすウイルス);ポリオウイルス;またはポックスウイルス(痘瘡を引き起こすポックスウイルス)。幾つかの態様において、これらウイルスの複製に必要なヒト遺伝子の発現を低下させる。
幾つかの態様において、組成物は、ポリマーまたはポリマーミセル、および単純ヘルペスウイルス(HSV)に感染しているか、あるいはHSVにより媒介される障害、例えば主に免疫障害を持つ患者における、例えば陰部ヘルペスおよび単純ヘルペス、並びに致命的または視力障害の疾患に対するリスクがあるか、またはそれに罹患している患者を治療するために有用なオリゴヌクレオチド薬剤を含む。幾つかの態様において、HSV遺伝子の発現を低下させる。他の態様において、標的とされるHSV遺伝子は、DNAポリメラーゼまたはヘリカーゼ−プライマーゼをコードする。幾つかの態様において、HSV複製に必要なヒト遺伝子の発現を低下させる。
幾つかの態様において、組成物は、ポリマーまたはポリマーミセル、および西ナイルウイルスに感染しているか、あるいは西ナイルウイルスにより媒介される障害に対するリスクがあるか、またはそれに罹患している患者を治療するために有用なオリゴヌクレオチド薬剤を含む。幾つかの態様において、西ナイルウイルス遺伝子の発現を低下させる。他の好ましい態様において、西ナイルウイルス遺伝子は、E、NS3、またはNS5を含む群から選択される。幾つかの態様において、西ナイルウイルスの複製に必要なヒト遺伝子の発現を低下させる。
幾つかの態様において、ポリマーまたはポリマーミセルは、ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV)に感染している患者、あるいはこのウイルスに関連した疾患または障害、例えば白血病またはミエロパシーを治療するために有用なオリゴヌクレオチド薬剤を含む。幾つかの態様において、HTLV遺伝子の発現を低下させる。幾つかの態様において、HTLV1遺伝子は、Tax転写アクチベーターである。幾つかの態様において、HTLV複製に必要なヒト遺伝子の発現を低下させる。
幾つかの側面において、組成物は、ポリマーまたはポリマーミセル、および病原体、例えば細菌、アメーバ、寄生生物、または真菌の病原体に感染した患者を治療するために有用なオリゴヌクレオチド薬剤を含む。治療方法は、オリゴヌクレオチド薬剤を含むポリマーまたはポリマーミセルであって、前記オリゴヌクレオチドが、病原体の遺伝子または病原体の増殖に関与する遺伝子に対して相同性があり、それを例えば切断によりサイレンシングさせることができるポリマーまたはポリマーミセルを提供すること;および治療的に有効な用量の前記オリゴヌクレオチド薬剤を患者、例えばヒト患者に投与することを含む。ターゲット遺伝子は、病原体の増殖、細胞壁の合成、蛋白質の合成、転写、エネルギー代謝、例えばクレブス回路、または毒素の産生に関与する遺伝子から選択することができる。
このため、幾つかの態様において、組成物は、ポリマーまたはポリマーミセル、およびマラリアを引き起こすマラリア原虫に感染した患者を治療するために有用なオリゴヌクレオチド薬剤を含む。幾つかの態様において、マラリア原虫遺伝子の発現を低下させる。他の態様において、遺伝子は、先端膜抗原1(apical membrane antigen・1;AMA1)である。幾つかの態様において、マラリア原虫の複製に必要なヒト遺伝子の発現を低下させる。
幾つかの態様において、ポリマーまたはポリマーミセルは、マイコバクテリウム・ウルセランス(Mycobacterium・ulcerans)、マイコバクテリウム・ツベルクロシス(Mycobacterium・tuberculosis)、マイコバクテリウム・リプレ(Mycobacterium・leprae)、ストレプトコッカス・アウレウス(Staphylococcus・aureus)、ストレプトコッカス・ニューモニエ(Streptococcus・pneumoniae)、ストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptococcus・pyogenes)、クラミジア・ニューモニエ(Chlamydia・pneumoniae)、マイコプラズマ・ニューモニエ(Mycoplasma・pneumoniae)に感染した患者、あるいはこれら病原体の何れかと関連した疾患または障害を治療するために有用なオリゴヌクレオチド薬剤を含む。幾つかの態様において、細菌遺伝子および/またはこれら細菌の複製に必要なヒト遺伝子の発現を低下させる。
幾つかの態様において、ポリマーまたはポリマーミセルおよびここで提供される薬剤を含む組成物により治療される疾患は、全身性であってもよいし、特定の組織、例えば肺、皮膚、肝臓、乳房、腎臓、膵臓、CNSなどに存在してもよい。ある側面において、オリゴヌクレオチドは、代謝疾患または障害、例えば糖尿病、肥満症などを媒介するか、またはそれに関与する遺伝子をサイレンシングさせる。ある態様において、オリゴヌクレオチドは、肺の疾患または障害、例えば慢性閉塞性肺疾患(COPD)、嚢胞性線維症、または肺癌を媒介するか、またはそれに関与する遺伝子をサイレンシングさせる。本明細書で幾つかの側面において、ポリマーまたはポリマーミセルは、望ましくない免疫応答、例えば炎症性疾患もしくは障害、または自己免疫疾患もしくは障害により特徴付けられる疾患または障害に対する危険があるか、またはそれに罹患している患者、例えばヒトを治療する方法に有用な、および/または当該方法に関連したオリゴヌクレオチド薬剤を含む。当該方法は、オリゴヌクレオチド薬剤を含むポリマーまたはポリマーミセルであって、前記オリゴヌクレオチド薬剤が、望ましくない免疫応答を媒介する遺伝子に対して相同性があり、および/またはそれを例えば切断によりサイレンシングさせることができるポリマーまたはポリマーミセルを提供すること;および前記オリゴヌクレオチド薬剤を患者、例えばヒト患者に投与することを含む。幾つかの態様において、疾患または障害は、虚血または再灌流傷害、例えば、急性心筋梗塞、不安定狭心症、心肺バイパス、外科的介入、例えば血管形成術、例えば経皮経管冠状動脈形成術、移植された器官または組織に対する応答、例えば移植された心臓または脈管の組織;または血栓崩壊と関連した虚血または再灌流傷害である。他の態様において、疾患または障害は、再狭窄、例えば、外科的介入、例えば血管形成術、例えば経皮経管冠状動脈形成術と関連した再狭窄である。他の態様において、疾患または障害は、炎症性腸疾患、例えばクローン病または潰瘍性大腸炎である。幾つかの態様において、疾患または障害は、感染または傷害と関連した炎症である。他の態様において、疾患または障害は、喘息、アレルギー、狼瘡、多発性硬化症、糖尿病、例えばII型糖尿病、関節炎、例えばリウマチ様または乾癬性の関節炎である。ある態様において、オリゴヌクレオチド薬剤は、インテグリンまたはそのコリガンド(co−ligand)、例えばVLA4、VCAM、ICAMをサイレンシングさせる。他の態様において、オリゴヌクレオチド薬剤は、セレクチンまたはそのコリガンド、例えばP−セレクチン、E−セレクチン(ELAM)、I−セレクチン、P−セレクチン糖蛋白質−1(PSGL−1)をサイレンシングさせる。ある態様において、オリゴヌクレオチド薬剤は、補体系の構成成分、例えばC3、C5、C3aR、C5aR、C3コンバターゼ、およびC5コンバターゼをサイレンシングさせる。幾つかの態様において、オリゴヌクレオチド薬剤は、ケモカインまたはその受容体、例えばTNFI、TNFJ、IL−1I、IL−1J、IL−2、IL−2R、IL−4、IL−4R、IL−5、IL−6、IL−8、TNFRI、TNFRII、IgE、SCYA11、およびCCR3をサイレンシングさせる。他の態様において、オリゴヌクレオチド薬剤は、GCSF、Gro1、Gro2、Gro3、PF4、MIG、前血小板塩基性タンパク質(Pro−Platelet Basic Protein;PBP)、MIP−1I、MIP−1J、RANTES、MCP−1、MCP−2、MCP−3、CMBKR1、CMBKR2、CMBKR3、CMBKR5、AIF−1、またはI−309をサイレンシングさせる。
幾つかの側面において、組成物は、ポリマーまたはポリマーミセル、および神経疾患もしくは障害に対する危険があるか、またはそれに罹患している患者、例えばヒトを治療するために有用なオリゴヌクレオチド薬剤を含む。方法は、オリゴヌクレオチド薬剤を含むポリマーまたはポリマーミセルであって、前記オリゴヌクレオチドが、神経疾患もしくは障害を媒介する遺伝子に対して相同性があり、および/またはそれを例えば切断によりサイレンシングさせることができるポリマーまたはポリマーミセルを提供すること;および治療的に有効な用量の前記オリゴヌクレオチド薬剤を患者、例えばヒトに投与することを含む。幾つかの態様において、疾患または障害は、アルツハイマー病またはパーキンソン病である。ある態様において、オリゴヌクレオチド薬剤は、アミロイドファミリー遺伝子、例えばAPP;プレセニリン(presenilin)遺伝子、例えばPSEN1およびPSEN2、またはI−シヌクレイン(synuclein)をサイレンシングさせる。他の態様において、疾患または障害は、神経変性トリヌクレオチドリピート病、例えばハンチントン病、歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症(dentatorubral pallidoluysian atrophy)または脊髄小脳失調症、例えばSCA1、SCA2、SCA3(マチャド−ジョセフ病)、SCA7またはSCA8である。幾つかの態様において、オリゴヌクレオチド薬剤は、HD、DRPLA、SCA1、SCA2、MJD1、CACNL1A4、SCA7、またはSCA8をサイレンシングさせる。
ある側面において、当該組成物は、ポリマーまたはポリマーミセル、および2以上の遺伝子を切断またはサイレンシングすることができるオリゴヌクレオチド薬剤を含む。これらの態様において、オリゴヌクレオチド薬剤は、2以上の遺伝子に見出される配列、例えばこれら遺伝子の間で保存された配列に対して十分なホモロジーを有するように選択される。このため、幾つかの態様において、かかる配列をターゲットとするオリゴヌクレオチド薬剤は、遺伝子の全コレクションを効果的にサイレンシングする。
以下の実施例は、本発明の種々の例示的態様、並びに合成方法および種々の生物学的および他の活性パラメータを提供する。しかし、これらの実施例は、本発明の実施形態の幾つかのみに関する詳細を提供するものであり、限定することを意図するものではない。
本発明の記述の全体を通して、モノマーまたは斯かるモノマーの重合に由来するモノマー残基を記載するために、種々の既知の頭字語および略語が使用される。別途注記しない限り、限定することなく:「BMA」(または対応する短縮表記としての文字「B」)は、メタクリル酸ブチルまたはそれに由来するモノマー残基を表し;「DMAEMA」(または対応する短縮表記としての文字「D」)は、メタクリル酸N,N−ジメチルアミノエチルまたはそれに由来するモノマー残基を表し;「Gal」は、ガラクトース(任意にヒドロキシル保護部分(たとえばアセチル)を含む)またはそれに由来するpeg化した誘導体を指し;「Nag」は、任意にヒドロキシル保護部分(例えばアセチル)を含むN−アセチルガラクトサミンまたはN−アセチルガラクトサミン残基、またはそれらのpeg化された誘導体を意味し;「HPMA」は、2−ヒドロキシプロピルメタクリルアミドまたはそれから誘導されたモノマー残基を表し;「HPMA−E」は、2−ヒドロキシメタクリル酸プロピルまたはそれから誘導されたモノマー残基を表し;「MAA」は、メチルアクリル酸またはそれに由来するモノマー残基を表し;「MAA(NHS)」は、メタクリル酸のN−ヒドロキシル−スクシンイミドエステルまたはそれに由来するモノマー残基を表し;「PAA」(または対応する短縮表記としての文字「P」)は、2−プロピルアクリル酸またはそれに由来するモノマー残基を表し、「PEGMA」は、peg化したメタクリルモノマー、CHO(CHCHO)−SC(O)C(CH)CH、またはこれに由来するモノマー残基を指す。各々の場合において、何れかのかかる記号表示は、モノマー(全ての塩またはそのイオン化類似体を含む)、または該モノマーの重合に由来するモノマー残基(全ての塩またはそのイオン化類似体を含む)を示し、示された特定の形態は、文脈により当業者に明らかである。
<トリブロックポリマーの調製および特性決定>
ある実施形態では、式Iにより表されるトリブロック共重合体がここに提供される。
[A1−A2Mn−[A−AMn−[B1−B2−B3Mn (Pl)
ある実施形態において、[A1−A2]はモノマー残基A1およびA2で構成される第一のブロック共重合体であり、ここでA1は親水性モノマー残基であり、xは>0であり、[A1−A2]は全体的に親水性である。幾つかの実施形態において、[A1−A2]は第二のブロック共重合体であり、モノマー残基A1およびA2で構成される。ある実施形態において、[B1−B2−B3]は第三のブロック共重合体であり、モノマーB1、B2、B3で構成される。x、y、zは、該ポリマーの組成を、個々のモノマーのモル%で定義している。Mnは、各ポリマーブロックの分子量である。
特定の実施形態において、トリブロック共重合体は下記を含んでいる:
[PEGMA70−MAA(NHS)30]−[DMAEMA]−[B−P−D]
(PI−1)
[DMAEMA70−MAA(NHS)30]−[DMAEMA]−[B−P−D]
(PI−2)
トリブロック共重合体は、独特の構造的および機能的特徴を与える。幾つかの例において、第一の二つのブロックは、典型的には主に親水性のモノマーで構成される。PEGMAを含む第一のブロックは、例えばDMAEMAで構成されるカチオン性の第二のホモポリマーブロックの立体的遮蔽として作用する(例えば、毒性を低減するため)。第一のブロックはまた、細胞型特異的ターゲッティングにおいて機能するリガンドの接合のために使用されるアミン反応性エステルモノマー、例えばMAA(NHS)を含んでいてよい。DMAEMAを含む第二のカチオン性ブロックは、核酸薬物結合ドメインとして機能する。同時に、第一および第二の親水性ブロックは、それぞれ親水性シェルの外部ドメインおよび内部ドメインを構成する。第三のブロックは、一緒になって主に疎水性のコアを形成する疎水性モノマーおよびイオン化可能なモノマーの両方を含んでおり、これは細胞内エンドソーム核酸薬物放出において機能する。実施例に示すように、親水性シェル(内部ドメインおよび外部ドメインを備える)および疎水性コアからなるトリブロック共重合体は、ミセルの性質を有する粒子を形成する。
実施例1: 第一のブロック[A1−A2]ポリマーマクロ−CTAの調製:[PEGMA−MAA−NHS]−CTA
第一のブロック共重合体のRAFT重合は、典型的には、窒素雰囲気下において68℃のDMF中で、連鎖移動剤(CTA)として4−シアノ−4−(エチルスルファニルチオカルボニル)スルファニルペンタン酸(ECT)を使用し、またラジカル開始剤としてアザビスイソブチロニトリル(AIBN)(和光ケミカルズ社)を使用して1〜4時間行われた。CTAの初期モノマーに対する比([CTA]/[M])は、50%変換における理論的Mnが望ましい分子量(g/mol)であるようなものであった。第一のブロックにおけるPEGMAおよびMAA(NHS)またはPEGMAおよびDMAEMAの比は、ここのモノマーの異なる供給比、例えば70:30を用いることによって変化した。[CTA]/[M]は100:1であった。開始剤に対する初期CTAの比([CTA]/[I])は10〜1であった。得られたジブロック共重合体マクロ−CTAは、アセトンからヘキサン/エーテル=75/25中への4回の沈殿形成と、真空中で終夜の乾燥によって単離された。Mn=11,700kDa; PDI=1.48であった。
実施例2: 第二のブロック[A1]ポリマーDMAEMA−マクロCTAの調製
RAFT重合および第二のブロックホモポリマーDMAEMAマクロ−CTAの単離を、第一のブロック共重合体をマクロ−CTAとして使用して、実施例1に記載したようにして行った。Mn=20.5kDa、PDI=1.2であった。図1は、[PEGMA70−MAA(NHS)30]の合成についての反応スキームを要約している。CDClの中でのNMR分光法を使用してポリマー構造を確認し、第二のブロックの組成を計算した(図2)。Viscotek・GPCmax・VE2001および屈折計VE3580(Viscotek、Houston、TX)を使用して、DMF中のポリ[PEGMA−MAA(NHS)]−マクロ−CTAおよびジブロック共重合体サンプルの両方の分子量および多分散(PDI、M/M)を決定するために、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)を使用した。1.0重量%のLiBrを含有するHPLC等級のDMFを、移動相として使用した。図3A、3Bおよび3Cは、それぞれ光散乱(LAIS)、屈折率(RI)、およびUV吸収をモニタリングする溶出プロファイルを示している。
実施例3: ポリ[PEGMA−MAA(NHS)]−[DMAEMA]−ジブロックマクロCTAからの、DMAEMA、PAA、およびBMAの第三のブロック共重合体(B1−B2−B3)の調製
望ましい化学量論的量のBMA、PAA、およびDMAEMA(例えば50:25:25)を、N,N−ジメチルホルムアミド中に溶解されたポリ[PEGMA−MAA(NHS)]−[DMAEMA]−ジブロック(溶媒に対して25重量%のモノマーおよびマクロCTA)に加えた。全ての重合について、[M]/[CTA]および[CTA]/[I]は、それぞれ250:1および10:1であった。AIBNの添加に続いて、該溶液を窒素で30分間パージし、68℃で6〜12時間反応させた(図4)。得られたトリブロック共重合体を、アセトンからヘキサン/エーテル(75/25)中への4回の沈殿形成により単離し、真空中で終夜乾燥させた。CDCl中でのNMR分光法を使用して、ポリマー構造を確認し、第二のブロックの組成を計算した(図5)。Viscotek・GPCmax・VE2001および屈折計VE3580(Viscotek、Houston、TX)を使用して、DMF中のマクロCTAおよびトリブロック共重合体サンプルの分子量および多分散(PDI、M/M)を決定するために、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)を使用した。1.0重量%のLiBrを含有するHPLC等級のDMFを移動相として使用した。図6A、6Bおよび6C当該トリブロックの特性決定を要約しており、それぞれ光散乱、屈折率(RI)、およびUV吸収をモニタリングする溶出プロファイルを示している。Mn=52.5Kda、PDI=1.49。
実施例4: トリブロック共重合体[PEGMA70−MAA(NHS)30[DMAEMA]−[B50−P25−D26]のNMR分光法(図7)
この実施例は、NMR分光法を使用して、トリブロックポリマーが水溶液中でミセル様構造を形成することの証拠を提供する。
25℃の重水素化クロロホルム(CDCl)および重水(DO)中において、Bruker・AV301上でH・NMRスペクトルを記録した。重水素ロック(CDCl、DO)を使用して、テトラメチルシラン(CDClについて)および3−(トリメチルシリル)プロピオン−2,2,3,3−d4酸ナトリウム塩(DOについて)からの化学シフトをppmで決定した。ポリマー濃度は6mg/mLであった。
一例としてトリブロックポリマーを使用して合成したポリマーの水性緩衝液中のNMRは、本発明のトリブロックポリマーが水溶液中でミセルを形成することの証拠を提供した。ミセルの形成は、遮蔽された粘性の内部コアの形成を生じ、これはコアセグメントを形成するプロトンの移動を制限して、溶液とコアのプロトンの間の重水素交換を妨げる。これは対応するプロトンのH・NMR信号の有意性の抑制または消失によって反映される。我々は、溶液NMR分光法のこの固有の性質を使用して、ミセルのコアの疎水性ブロックが効果的に遮蔽されることを示した。水性媒質中でミセルが形成されれば、疎水性共重合体ブロックのプロトンによる信号の消失が起きるはずである。
図7は、DO(水性溶媒)中でのトリブロックポリマーのH・NMR実験を示している。室温でのCDCl中におけるポリマーのH・NMR(示していない)は、全てのポリマープロトンに帰すべき信号を示した。このことは、該ポリマー鎖がCDCl中で分散したままであり、それらの移動が維持されるので、それらのプロトンが溶媒と交換できるであろうことを示している。これにより、有機溶媒中ではコアが遮蔽された安定なミセルは形成されないことが示された。図7は、DO中でのトリブロックポリマーのH・NMRスペクトルを示している。疎水性ブロック(BMA、PAA、DMAEMA)のプロトンを表す信号は、スペクトルから消失した。これは、水溶液中のトリブロックポリマーから、コアが遮蔽された安定なミセルが形成されたことを示している。更に、同じスペクトルにおいて、信号DMAEMAの二つのメチル基のプロトンの共鳴に帰される信号(2.28ppm)が有意な抑制を受け、シェルの第二のブロックポリDMAEMAのみ、即ち、DMAEMAの主に帯電基ならびにPEGMAを構成する全てのプロトンが水に露出されたことを示唆した。総合すると、H・NMR実験の結果は、該トリブロックポリマーが秩序だったコア−シェル構造を備えたミセルを形成し、ここでは第一のブロックおよび第二のブロックが水和した外部シェルを形成し、該シェルが疎水性単位(BMA)および逆電荷の静電的安定化単位(PAA、DMAEMA)で構成されるコアを取り囲むことを示している。
実施例5: トリブロックポリマー[PEGMA70−MAA(NHS)30]−[DMAEMA]−[B50−P25−D25]の粒子のダイナミック光散乱(DLS)測定(図8)
以下の例は、トリブロックポリマーが、サイズ54nmの均一な粒子を形成することを示している。
トリブロックポリマーの粒子サイズは、マルベルン・ゼータサイザー・ナノZS(Malvern Zetasizer Nano ZS)を使用して、ダイナミック光散乱によって測定した。図8Aおよび図8Bは、それぞれ強度および容積による粒子サイズ分布を示している。ポリマーは、リン酸緩衝食塩水、pH7.4(PBS)中において、1mg/mLで測定された。ポリマーは、PDIが0.130の概ね均一な分布を持った粒子サイズを示した。
実施例6: トリブロックポリマーの合成:[GAL]−[HPMA90−PDSMA10]−[D25−B50−P25]および[GAL90−MAA10]−[HPMA80−PDSMA10−MAA10]−[D25−B50−P25
合成された構造は、式(PII)および式(PII.1)によって表される:
[GaI]4K−[HPMA90−PDSMA1012.0K−[D25−B50−PS]30K
(PII)
Figure 0005766611
実施例6.1:PEG2ビニルモノマーの合成
合成は、スキーム1に要約したようにして、文献(Tew et al.;Polymer、2008、49、1761 -1769)に記載された方法を修飾して行った。
Figure 0005766611
丸底フラスコに、ジエチレングリコール(120mmol)を加え、続いて無水CHCl(330mL)およびトリエチルアミン(120mmol)を加えた。この混合物を、アルゴンガス流の下に、0℃で5分間撹拌した。25mLの添加漏斗に、無水CHCl(10mL)および塩化メタクリロイル(9.3mL、96mmol)を加えた。次に、この塩化メタクリロイル溶液を、冷却した反応溶液中に30分に亘って滴下により添加した。添加が完了した後に、この均一な混合物を0℃で30分間撹拌し、次いで、30分に亘って室温にまで加温した。次いで、該溶液を室温で終夜撹拌した。反応の進行を、SiOを固定相に用い、EtOAcおよびヘキサン(4:6v/v)を移動相に用いた薄層クロマトグラフィー(TLC)により追跡した(望ましい生成物のR=0.2)。TLCプレートを、ホスホモリブジン酸で現像し、またはUVで可視化した。
終夜の反応混合物をCHCl(100mL)で希釈し、NaHCOの飽和水溶液(1×100mL)で洗浄し、次いでHO(2×100mL)で洗浄した。その有機相を分離し、NaSO上で乾燥し、濾過し、減圧下で濃縮して粗生成物を得た。
次に、粗生成物をCHCl(25ml)の中に溶解し、EtOAcおよびヘキサンを4:6v/vで用いた定組成溶離で、SiOカラムクロマトグラフィーを使用して精製した。UV現像を備えたTLCを使用して、画分を分析した。望ましい生成物を含有する画分を合体させ、溶媒を蒸発させて、4.45gの生成物を得た(27%)。H・NMRにより、正しい構造が立証された。
例6.2:ガラクトースOAC−PEG2ビニルモノマーの合成
合成は、スキーム2に要約したようにして、文献(Ambrosi et al., J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 2002, 45-52)に記載の方法に変更を加えて行った。
丸底フラスコに、3Åの分子篩(4.6g、150℃で終夜活性化したもの)を加え、続いてPEG2ビニルモノマー(例6.1に記載のようにして調製した)(3.83g、22.0mmol)および無水CHCl(90mL)を加えた。この混合物を40℃で15分間撹拌した。次いで、この反応混合物に臭化2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−a−D−ガラクトピラノシル(3.00g、7.33mmol)を加え、続いてトリフルオロメタンスルホン酸銀(2.27g、8.83mmol)を加え、この溶液を40℃(±5℃)でアルゴン流の下に4時間撹拌した。反応の温度は、ドライアイスおよびアセトンの混合物を使用して手動で−40℃(±5℃)に維持された。
Figure 0005766611
−40℃で4時間の撹拌の後、反応混合物を室温にまで加温し、重力フィルターにより濾過し、次いで母液を蒸発させ、褐色油状物として粗生成物を得た。次いで、この褐色油状物を無水ピリジン(50mL、618mmol)中に溶解し、無水酢酸(10mL、106mmol)で処理した。この混合物をアルゴン雰囲気下に室温で1.0時間撹拌して、未反応のアルコールをキャップした。
次いで、ロータリーエバポレータを使用して該反応混合物を蒸発させ、褐色液体を得た。この濃縮された混合物をCHCl(300mL)中に溶解し、開放フラスコ中において室温で飽和NaHCO水溶液(75mL)と共に激しく撹拌し、何らかの残存するAcOをクエンチした。溶液の閉鎖フラスコ中への移動は、全てのAcOが反応し、最早ガスが発生しなくなった後に行われた(AcOをクエンチするために、>15分の反応時間が必要とされた)。全てのAcOがクエンチされた後、該溶液は500mLの分離漏斗に移され、有機層が分離された。水層をCHCl(1×100mL)で抽出し、全ての有機層を合体させた。次いで、有機層を飽和NaHCO溶液(1×20mL)で洗浄し、分離し、NaSO上で乾燥し、濾過し、ロータリーエバポレータを使用して蒸発させて、粗生成物を得た。精製を試みる前の30分以下の間、オイル真空ポンプを使用して、極低圧での蒸発により残留ピリジンを除去した。次いで、粗生成物を80℃で終夜保存した。
次いで、粗生成物をCHCl(20mL)中に溶解し、EtOAcおよびヘキサンを4:6v/vで用いた定組成溶離で、SiOカラムクロマトグラフィーを使用して精製した。UV現像を備えたTLCを使用して、画分を分析した。望ましい画分を合体させ、溶媒を蒸発させて、1.6gの生成物を得た(43%)。H・NMRにより、正しい構造が立証された。
実施例6.3: ポリマーゲル透過クロマトグラフィー(GPC)分析のための標準条件
全てのGPC分析は、UV/Vis、RI、粘度計、および光散乱検出器(RALSをおよびLALS)を備えたViscoteck・GPC・max上で行われた。サンプル(100μL、0.1〜0.3%ポリマー)を、直列の二つのPolarGel−Mカラム(300×7.5mm、ポリマーラボラトリーズ社)上において、DMF/1%LiBr溶離液、60℃、0.75mL/minの流量で流した。このGPCカラムは、PMMAイージーバイアル標準(ポリマーラボラトリーズ社)で標準化された。
実施例6.4: ガラクトース−OAc−PEG2ビニルモノマーの重合
合成は、スキーム3に概説したように、次の通りに行った:実施例6.2で得たビニルガラクトースモノマー(1.5g、2.97mmol)、ECT(19.6g、0.0744mmol)、AIBN(0.31mg、0.00186mmol;CTA:AIBN40:1)およびDMF(0.99mL)を、窒素下において、密封されたバイアル中に導入した。モノマー濃度は、ガラクトースモノマーの容積を算入せずに3Mであった。得られた溶液を、該混合物の中に30分間窒素をバブリングすることにより脱ガスした。得られた溶液を加熱ブロックの中に置いた(温度計:67〜68℃;ディスプレー:70〜71;撹拌速度350rpm)。5時間後、バイアルを氷上に置き、混合物を空気に露出させることにより反応を停止させた。2kDaの膜を用い、メタノールに対して2時間透析することにより、得られたポリマーを精製した。還元雰囲気においてメタノールを除去し、ポリマーを少なくとも6時間真空下で乾燥した。
Figure 0005766611
ポリマーの特性決定はGPC分析により行った。構造および組成は、H・NMR(CDCl)により確認した。Mn=5.8kDa、PDI=1.14、dn/dc=0.075。
実施例6.5: ポリジブロックポリマーであるポリ[GAL(OAC)PEG2]−[HPMA−PDSMA](式IVおよびIV.1)の、ポリ[GAL(OAC)PEG2]からの合成
ポリ[Gal(OAc)PEG2]−[HPMA−PDSMA] (PIII)
Figure 0005766611
0.0434mmolのポリ[GAL(OAc)PEG2]−マクロCTAに、HPMA(0.860g、5.996mmol)およびPDSMA(0.1332g、0.5216mmol)、(1:150のCTA:モノマー)、AIBN(0.71mg、0.00434mmol;CTA:AIBN=10:1)を加え、またDMF(2.62mL)を窒素下に密封バイアルの中に導入した。モノマー濃度は約2.5Mであった。得られた溶液を、該混合物の中に窒素を30分間バブリングすることによって脱ガスした。得られた溶液を熱ブロック上に4.5時間置いた(温度計:68℃;ディスプレー:70〜71;撹拌速度300rpm)。4.5時間後、バイアルを氷上に置き、混合物を空気に露出させることにより反応を停止させた。メタノールに対して24時間透析することにより、得られたポリマーを精製し、次いで少なくとも6時間真空下で乾燥した。ポリマー構造はH・NMR(CDCl)および分析的GPCにより確認し、ポリマー分子量および多分散度を決定した:Mn=17.9dDa、PDI=1.26。
実施例6.6: ジブロックポリマーであるポリ[GAL(OAC)PEG2]−[HPMA−PDSMA](PIV)からの、トリブロックポリマーであるPOLY[GAL(OAC)PEG2]−[HPMA−PDSMA]−[DMAEMA−BMA−PAA]の合成
Figure 0005766611
BMA(0.88g、6.16mmol)、PAA(0.351g、3.075mmol)、DMAEMA(0.484g、3.075mmol)、工程6.5からのマクロCTA(0.5073g、0.0284mmol;1:434CTA:モノマー)、AIBN(0.00284mmol;CTA:AIBN=10:1)およびDMF(2.22ml)を、窒素下で密封バイアルの中に導入した。モノマー濃度は3Mであった。次いで、該混合物中に30分間窒素をバブリングすることにより、得られた溶液を脱ガスした。この得られた溶液を、熱ブロックの中に11時間置いた(温度計:67〜68℃;ディスプレー:70〜71;撹拌速度350rpm、50%の変換)。11時間後、バイアルを氷上に置き、溶液を空気に露出させることにより反応を停止させた。得られたポリマーを、アセトン/DMF=1:1からヘキサン/エーテル=75/25へと沈殿させることにより(3回)精製した。得られたポリマーを真空下で少なくとも8時間乾燥させ、H・NMR(CDCl)により分析して正しい構造を確認し、また分析的GPCによりポリマー分子量および多分散を決定した。Mn=47kDa、PDI=1.7.
実施例6.7: 実施例6.6からポリマーを形成するためのトリブロックポリマーの脱保護
反応条件は、スキーム4に要約する通り、文献(J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 2002, 45-52)に記載の方法を変更したものである。
Figure 0005766611
50mLの丸底フラスコに、実施例6.6からのポリマー(680mg、4334μmolのポリマー、173μmolのガラクトース、87μmolのピリジルジスルフィド)を加え、続いて無水メタノール(3.0mL)、無水クロロホルム(1.5mL)、およびナトリウムメトキシド(74.8mg、74.8mg、1386μmol、ガラクトースに対して8当量)を加えた。得られた混合物をアルゴン雰囲気下において室温で1.0時間撹拌した。次いで、氷酢酸(39.7μL、693μmol、ガラクトースに対して4当量)を反応に加え、続いて2,2’−ジピリジルジスルフィド(49.5mg、225.2μmol、ピリジルジスルフィドに対して2当量)を加えた。この混合物を室温で1.0時間、アルゴンガス流の下で撹拌した。
2,2’−ジピリジルジスルフィドで1.0時間キャッピングした後、この反応をMeOH(4mL)で希釈し、フィルターにより濾過した。この濾過した反応混合物を、200分子量カットオフの透析膜(Spectrum Labs、Spectra/Por Dialysis Membrane MWCO: 2000)に移し、MeOH(2×50OmL)に対して24時間透析した。透析が完了した後、ポリマーを丸底フラスコに移し、ロータリーエバポレータを使用して溶媒を蒸発させた。得られたポリマーを、CDODおよびDMF−d7を使用したH・NMRにより分析して、正しい構造を確認した。ポリマーの溶液(40mM)のゼータ電位を、5%グルコース、10mMのHepes(pH7.7)中で測定し、5.31mVと決定された(幅=5.25mV、46.4kcps、Mob:0.42μmcm/Vs、Cond:0.15mS/cm)。
ポリマー上のピリジルジスルフィド官能基はNMR分光法で検出するのが困難なため、この官能基はUV/VISを使用して定量した(図26)。この最終的なポリマー(100mg)をEtOH(1.0mL)中に溶解して、濃度100mg/mLのポリマー溶液を得た。該ポリマー溶液のアリコート(10μL、1.0mg、6.6μmol)を、HO(80μL)で希釈する前に、1.0Mのジチオトレイトール(10μL、10.0μmol、DTT)で10分間処理し、0.066Mの還元されたポリマー溶液を得た。ピリジルジスルフィドの予想された取込みはポリマー上で2%なので、ポリマーが上記のようにDTTで処理された後、脱離基のピリジン−2−チオンの濃度は1.33mMと予想されるであろう(即ち、0.066×0.02=0.00133M)。ピリジン−2−チオンの343nmにおけるモル吸光度は、ε=8.08×10−1cm−1であり(Hermanson, G. T. Bioconjugate Techniques, 1996, 1 st ed. Academic Press, an imprint of Elsevier, page 66)、また使用したNanoDrop分光計の経路長は0.1cmであるから、上記で述べた還元されたポリマー溶液の予想吸光度は、A=1.075である。還元されたポリマー溶液のUV/Visによる分析の後、実験的に決定された吸光度は、343nmにおいてA=0.438であった。これは、全ピリジルジスルフィド取込みの1%の実際の濃度での、ポリマー中のピリジルジスルフィド官能基の存在を証明した(理論的に計算された値は2%であった)。
透析後、該ポリマーを無水EtOH中に100mg/mLの濃度で溶解し、次いでSiRNAとの接合反応に直接使用した。
実施例7: トリブロックポリマーへのSiRNAの接合
[Gal]4K−[HPMA90−PDSMA1012.0K−[D25−B50−P2530K
(PV)
Figure 0005766611
実施例7.1: GAPDHに対する活性化RNA二本鎖の調製
チオール化されたsiRNAの調製は次の通りであった。15mLのファルコン管に、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩(1.0mg、3.5μmol、TCEP)を加え、続いてNaHCO(1.2mg、14.0μmol)、HO(500μL)およびGAPDH−SSCOH二本鎖(5.0mg、0.37μmol、Agilentテクノロジーズ社)を加えた。この混合物を室温で放置した。30分後、5.0MのNaCl(20.0μL)を加え、続いて冷(−20℃)100%EtOH(5.0mL)を加えた。該混合物を80℃の冷蔵庫の中に30分間置いて、RNA沈殿を達成した。次いで、このファルコン管を遠心分離してRNAをペレット化した。母液を除去し、冷(+4℃)70%EtOH(1×1.0mL)を使用して、残留するRNAペレットを磨砕した。残りのRNAペレットを等張グルコース(5.0mL、5.05重量%のグルコース、10mM・HEPES、pH7.4)に溶解して、RNA濃度が0.7μg/μL(UV分析による)のRNA水溶液を得た。
同様の方法により、以下の活性化されたRNA二本鎖(ApoBに対する)をも調製した。
実施例7.2: トリブロックポリマー(式PII)およびジブロックポリマー(ガラクトースターゲッティングブロックを伴わない式II)への活性なRNA二本鎖の接合
製剤1. ポリマー(式PII)(500mg)を100%EtOH(5.0mL)の中に溶解して、100mg/mLのポリマー濃度を有する溶液を得た。該ポリマー溶液のアリコート(34.69μL、22.9μmol)を、15mLのファルコン管の中に移した。このポリマー/EtOH溶液に、還元されたGAPDH・RNA等張グルコース溶液(300μL、300μg・RNA、0.022μmol・RNA、上記で述べた溶液標本)のアリコートを一度に添加した。この反応混合物を混合し、室温で放置した。反応の進行を、ゲル電気泳動(以下で述べる)によってモニターした。終夜(約18時間)反応させた後、溶液を等張グルコース(2665.3μL、5.05重量%グルコース、10mM・HEPES、pH7.4)で希釈し、インビボ試験のために準備できている合計3.0mLの製剤を得た。これは、製剤中において0.1mg/mLの所期のsiRNA濃度、および1.16mg/mLのポリマー濃度を与えた。
製剤2. ポリマー(製剤PII)(500mg)を100%EtOH(5.0mL)の中に溶解して、100mg/mLのポリマー濃度を有する溶液を得た。該ポリマー溶液のアリコート(151.3μL、99.9μmol)を、15mLのファルコン管の中に移した。このポリマー/EtOH溶液に、還元されたGAPDH・RNA等張グルコース溶液のアリコート(300μL、0.022μmolのRNA、上記で述べた溶液標本)を一度に添加した。この反応混合物を混合し、室温で放置した。反応の進行は、ゲル電気泳動(以下で述べる)によってモニターした。終夜(約18時間)反応させた後、溶液を等張グルコース(2548.7μL、5.05重量%グルコース、10mM・HEPES、pH7.4)で希釈し、インビボ試験のために準備できている合計3.0mLの製剤を得た。これは、製剤中において0.1mg/mLの所期のsiRNA濃度、および5.04mg/mLの所期のポリマー濃度を与えた。該接合体のゼータ電位を測定し(5%グルコース、10mMHepes/pH7.4中の40mM(ポリマーに基づく))、1.2.mV(幅=5.71mV、100.6kcps、Mob・0.09μmcm/Vs、Cond・0.15mS/cm)と決定された。
Figure 0005766611
製剤3. 前記ポリマー(式PII)(500mg)を100%EtOH(5.0mL)の中に溶解して、100mg/mLのポリマー濃度を有する溶液を得た。該ポリマー溶液のアリコート(69.54μL、45.9μmol)を、15mLのファルコン管の中に移した。このポリマー/EtOH溶液に、還元されたGAPDH・RNA等張グルコース溶液のアリコート(600μL、600μgのRNA、0.44μmol・RNA、上記で述べた溶液標本)を一度に添加した。この反応混合物を混合し、室温で放置した。反応の進行は、ゲル電気泳動(以下で述べる)によってモニターした。終夜(約18時間)反応させた後、溶液を等張グルコース(2330.5μL、5.05重量%グルコース、10mM・HEPES、pH7.4)で希釈し、インビボ試験のために準備できている合計3.0mLの製剤を得た。これは、製剤中において0.2mg/mLの所期のsiRNA濃度、および2.32mg/mLの所期のポリマー濃度を与えた。
製剤4. 前記ポリマー(式PII)(500mg)を100%EtOH(5.0mL)の中に溶解して、100mg/mLのポリマー濃度を有する溶液を得た。該ポリマー溶液のアリコート(295.6μL、195.1μmol)を、15mLのファルコン管の中に移した。このポリマー/EtOH溶液に、還元されたGAPDH・RNA等張グルコース溶液のアリコート(600μL、600μgのRNA、0.44μmol・RNA、上記で述べた溶液標本)を一度に添加した。この反応混合物を混合し、室温で放置した。反応の進行は、ゲル電気泳動(以下で述べる)によってモニターした。終夜(約18時間)反応させた後、溶液を等張グルコース(2104.4μL、5.05重量%グルコース、10mM・HEPES、pH7.4)で希釈し、インビボ試験のために準備できている合計3.0mLの製剤を得た。これは、製剤中において0.2mg/mLの所期のsiRNA濃度、および9.85mg/mLの所期のポリマー濃度を与えた。
製剤5. 前記ポリマー(ガラクトースブロックを伴わない式PII)(200mg)を100%EtOH(2.0mL)の中に溶解して、100mg/mLのポリマー濃度を有する溶液を得た。該ポリマー溶液のアリコート(126.5μL、88.15μmol)を、15mLのファルコン管の中に移した。このポリマー/EtOH溶液に、還元されたGAPDH・RNA等張グルコース溶液のアリコート(300μL、0.22μmol・RNA、上記で述べた溶液標本)を一度に添加した。この反応混合物を振盪し、室温で放置した。反応の進行は、ゲル電気泳動(以下で述べる)によってモニターした。終夜(約18時間)反応させた後、溶液を等張グルコース(2573.5μL、5.05重量%グルコース、10mM・HEPES、pH7.4)で希釈し、インビボ試験のために準備できている合計3.0mLの製剤を得た。
製剤6. ポリマー(ガラクトースブロックを含まない式PII)(200mg)を、100%EtOH(2.0mL)の中に溶解して、100mg/mLのポリマー濃度を有する溶液を得た。該ポリマー溶液のアリコート(59.78μL、47.7μmol)を、15mLのファルコン管の中に移した。このポリマー/EtOH溶液に、還元されたGAPDH・RNA等張グルコース溶液のアリコート(600μL、0.44μmol・RNA、上記で述べた溶液標本)を一度に添加した。この反応混合物を振盪し、遠心分離し、室温で放置した。反応の進行は、ゲル電気泳動(以下で述べる)によってモニターした。室温で終夜(約18時間)反応させた後、溶液を等張グルコース(2340.2μL、5.05重量%グルコース、10mM・HEPES、pH7.4)で希釈し、インビボ試験のために準備できている合計3.0mLの製剤を得た。
同様の方法により、トリブロックポリマー(式PII)およびジブロックポリマー(ガラクトースブロックを伴わない式PII)に接合した活性化されたRNA二本鎖(ApoB)を用いて、以下の製剤を調製した。ポリマーを、100mg/mLでEtOH中に採取した。活性化されたRNA二本鎖を等張グルコース中に溶解し、RNA濃度が1.0μg/μL(UV分析による)のRNA水溶液を得た。16時間後、この混合物に追加の等張グルコース(5.0mL、5.05重量%グルコース、10mM・HEPES、pH7.4)を加えて、最終容積を3.0mLにした。
Figure 0005766611
実施例7.3: ゲル電気泳動分析
接合反応を、ゲル電気泳動(20%ポリアクリルアミド、インビトロゲン社からの1×TBEゲル、20Vで約1時間のための1×TBE緩衝液、2.5μLnoSYBR金を用いて50mLの1×TBE中で15分間染色した)により分析した。上記で調製したインビボサンプルの3.0mLのアリコートを抜き取り、希釈系列を調製した。例えば、サンプル(4.0μL)を青色素負荷緩衝液(6.0μL)で希釈して、最終RNA濃度が0.04μg/μLのサンプルを得た。次いで、4μLのこの希釈サンプルをゲルに適用した。同様に、サンプル(4.0μL)をDTT(1.0μL、1.0M溶液)で10分間処理し、その後、2.5%SDS(2.0μL)およびローディング緩衝液(3.0μL)で更に希釈して、0.04μg/μLの最終RNA濃度をもったサンプルを得た。次いで、4μLのこの還元された溶液もまた、分析のためにゲルに適用した。
実施例8.1: 一般的トランスフェクション方法およびノックダウン活性の決定
細胞は、別途注記しない限り、ATCC(バージニア州マナッサス)から購入し、分譲業者の説明書に従って培養した。細胞を、10,000細胞/ウエルの密度で96ウエルプレートに播種し、10%FBS(100μL)を含むMEM培地中で終夜付着させた。トランスフェクションサンプルを、ITG(5.05重量%グルコース、10mM・HEPES、pH7.4)またはPBSを用いて25μLの最終容積まで希釈し、細胞に加えた(125μLの最終容積)。24時間後に、siRNAに媒介されたGAPDHまたはApoB・mRNA還元が評価された。培地を除去し、細胞をPBSで濯いだ。細胞培養ウエルからの直接の二段階RT−PCRを、Fast・SYBR・Green・Cells−to−Ct・Kit(Ambion社)を使用して行った。SYBRグリーンPCR;GAPDHおよびRPL13A内部正規化遺伝子のためのプライマーを使用して、StepOnePlusリアルタイムPCRシステムを用い、リアルタイムPCRを行った。反応(合計20μL)は、10μLの2X・Fast・SYBRグリーンPCR・Mastermix、1μLのプライマー、および9μLのヌクレアーゼを含まない水中の1:4希釈されたcDNAからなっていた。以下のPCRパラメータが利用された:95℃で20秒、続いて95℃で3秒および60℃で30秒の40サイクル。閾値サイクル(CT)分析を使用してGAPDHを定量し、RPL13Aに対して、且つ未処理細胞の発現に対して相対的に正規化された。ApoBノックダウンのために、細胞を先に記載したようにして処理した。
実施例8.2: マウスへの尾静脈注射によるIV送達に続いて、トリブロックポリマー(式PII)に接合されたsiRNAを用いた、生細胞におけるインビボ生体分布およびmRNAノックダウン
実施例8.3: 一般的方法
7〜9週齢の雌Balb/Cマウス(チャールズリバーラボラトリーズ社)に、0.01mL/g、グループ当たりn=5の容積で、尾静脈を介してsiRNAポリマー製剤を投与した。ApoBおよびGAPDHのためのsiRNA配列は、下記の示す通りであった。
RNA配列:
Figure 0005766611
m=2’−O−メチル修飾の、r=リボヌクレオチド、d=デオキシヌクレオチド
投与後18〜48時間で動物を屠殺した。血液化学分析についての血清単離のための心臓穿刺を介して、血液を採取した。肝臓組織を単離し(左葉の下2/3)、RNAlater(Ambion社)中に配置し、組織振盪を改善するために小片に切断した。MicroArrays全RNA単離キット(Ambion社)のためのMagMAx−96を使用して、RNAを単離した。高容量cDNA逆転写キット(Applied・Biosystems社)を使用して、RNAをcDNAに変換した。SYBR・GreenリアルタイムPCRを行って、siRNA標的遺伝子ApoBおよびGAPDH、並びに正規化遺伝子Calnexin1およびHprtiのmRNAレベルを調べた(プライマー配列を下記に示す)。
Figure 0005766611
ステップワンソフトウエア2.1版(Applied・Biosystems社)を使用して、標的遺伝子を両方の正規化遺伝子に対して正規化した。各緩衝液対照サンプルからのcDNAアリコートをプールし、各試験サンプルに対して比較するために使用した。加えて、各緩衝液対照サンプルはプールされた緩衝液サンプルと比較された。投与後48時間で採取された血液サンプルについての血液化学分析を、フェニックスセントラルラボラトリーズ(Phoenix Central Laboratory ;Everett, A)において行った。
ハイブリダイゼーション試験によりsiRNAを検出するための生体分布/PK研究のために、以下の実験を行った。7〜9週齢のBalb/Cマウスに対して、尾静脈を介して、GAPDHもしくはApoBのsiRNA−ポリマー製剤を投与した。投与後1時間に動物を屠殺した。心臓穿刺を介して血液を採取し、室温で凝血させ、遠心分離して血清を採取し、次いで後での分析のために、氷上または−20℃で保存した。血液に加えて、分析のために肝臓、脾臓、腎臓、および肺の組織を採取した。〜50mg片の組織を秤量し、〜1mLの組織ホモジナイズ緩衝液(3Mのイソチオシアン酸グアニジニウム/10mMのEDTA/0.1MのTris、pH7.5、0.5MのNaCI)を含んだホモジナイズ管の中に置いて、50mg/mLの最終組織濃度にした。FastPrep24ホモジナイザーを使用して、組織を各々20秒間で3回(各実行サイクル間で3分の休止)ホモジナイズした。サンプルを5分間氷上に置き、続いて12,000rpmで5分間遠心分離した。組織ホモジネートのアリコートを96ウエルのプレートに写し、後での使用のために、氷上またはー20℃で保存した。血液および組織サンプルにおけるsiRNAレベルを測定するために、ストレプトアビジンで被覆された96ウエルのプレートを捕獲オリゴ、即ち、siRNAアンチセンス鎖の9ヌクレオチドに対して相補的なビオチン化オリゴと共にインキュベートした。この捕獲オリゴを、20mMのTris−HCI、pH7.5中で250nMにまで希釈し、100μL/ウエルを各プレートに添加し、プレート震盪機上において室温で30分間インキュベートさせた。0.293ng/mL〜300ng/mL(300ng/mLから始まる11の2倍希釈系列)のsiRNA標準曲線、並びに血清および組織サンプルの希釈を、希釈緩衝液(1Mイソチオシアン酸グアニジニウム/10mMのEDTA/0.1MのTris、pH7.5、0.5MのNaCI)中において調製した。これらのサンプルを90℃に10分間加熱した。一方、捕獲プローブで被覆されたプレートを、洗浄用緩衝液(1MのNaCl、0.1MのTris、pH9.0、2mMのMgCl、1%のツウィーン20)で2回洗浄した。アンチセンス鎖の残り11ヌクレオチドに対して相補的な、希釈緩衝液中で0.1μMに希釈された50μL/ウエルのフルオレセイン標識したレポータオリゴを、プレートに加えた。非常に迅速に作業することにより、90℃のインキュベーションから、50μL/ウエルのsiRNA標準および希釈組織サンプルを、フルオレセイン標識したオリゴを含むプレートに2回添加した。サンプルを、室温で5分間インキュベートした。プレートの内容物を廃棄し、プレートを洗浄用緩衝液で5回洗浄した。PBS中で15mU/mLに希釈された100μL/ウエルの、HRP標識された抗フルオレセインFab(ロッシュ社)を加えた。プレートを室温で1時間、プレート震盪機上でインキュベートし、次いで洗浄用緩衝液で5回洗浄した。100μL/ウエルのTMB基質を添加し、暗所で10分間インキュベートした。100μL/ウエルの停止溶液(1Mリン酸)を加える。プレートを450nmO.D.で読取った。読出し値をsiRNAのng/mg組織としてプロットし、ここにおいて組織中のsiRNA濃度は、標準曲線からsiRNAのngとして決定した。次いで、これらの値を、出発溶液からの50mg/mL組織濃度で除算した。
実施例8.4: トリブロックポリマー(式PII)に接合されたsiRNAの複合体のマウスへの尾静脈送達後の、生体分布研究およびGAPDH/APOBノックダウン
先に記載したように、尾静脈注射によって複合体をマウスに送達した。
Figure 0005766611
生体分布研究は、先に記載したようにして実施した。ノックダウン試験は先に記載したようにして実施した。
実施例8.5: トリブロックポリマーに接合されたsiRNA複合体のマウスへの尾静脈送達後の、GAPDH/APOBノックダウン
トリブロックポリマーに接合されたsiRNAを、先に記載したようにして(実施例7.2)調製した。得られたsiRNAトリブロックポリマー接合体は、列挙した研究プロトコールの下で先に記載したように、尾静脈注射によってマウスに送達された。投与後24〜48時間において、動物を屠殺し、実施例8.3において先に詳述したようにして、mRNAレベルを決定した。
Figure 0005766611
これらのトリブロックポリマー−siRNA接合体インビボノックダウン活性研究からの結果は、以下の表中に見られる。
Figure 0005766611
Figure 0005766611
特記事項:
a:投与前7日間4℃で保存された製剤。b:C57ブラックマウスへの注射
実施例9: トリブロックポリマー[PEGMAx−BPAmY]−[HPMA90−PDSMA10]−[D25−B50−P25]、およびフォレートターゲッティングリガンドおよびsiRNAとの重合後接合
特定の細胞表面受容体をターゲッティングする小分子リガンド(例えばフォレート)をトリブロックポリマーの中に組込むための方法を記載する。第一の共重合体ブロックは、反応性アミン(BPAmと称するそのBoc保護された形態で重合される)および任意に第二の親水性モノマー(例えばPEGMAまたはHPMA)を含んでいる。ポリマー合成に続いて、Boc保護基が除去されて、活性化された小分子ターゲッティング剤と反応して安定な接合体を形成できるアミンを生じる。ポリマー中のBPAm(Y)のモル%および第二の親水性モノマー(X)のモル%、並びにブロックサイズ(Mn1)は、ターゲッティング分子の最も効果的な結合価を達成して、ターゲッティング効率を最適化するために変化させることができる。合成される構造は、式VIIおよび式VII.1によって表される。
[PEGMA−BPAmMn1−[HPMA90−PDSMA10Mn2
−[D25−B50−P25Mn3 (PVI)
Figure 0005766611
実施例9.1:BOC保護されたアミンビニルモノマーの合成
Figure 0005766611
この合成はスキーム6に表されている。100mLの水および1mLの飽和NaHCO溶液の混合物中のアミン(0.51g、100mmol)の溶液に対して、200mLのTHF中のBoc酸無水物(22.94g、105mmol)を加える。この混合物を室温で終夜撹拌させる。該混合物に、100mLの飽和NaHCO溶液および400mLのEtOAcを加える。有機層を飽和NaHCO、水で洗浄し、次いでNaSO上で乾燥し、濾過し、蒸発させる。残渣を真空下で乾燥して、粗生成物を透明な油状物として得る。この化合物は、精製を伴うことなく次の工程で使用される。
工程1からの粗生成物(19.80g、96.5mmol)およびトリエチルアミン(16.1mL、115mmol)を無水ジクロロメタン(180mL)中に溶解し、該溶液を0℃にまで冷却し、塩化メタクリロイル(11.2mL、115mmol)を、窒素雰囲気下において、0℃でシリンジを介して徐々に加える。この反応混合物を室温にまで徐々に加温し、室温で終夜撹拌する。次いで、反応を飽和NaHCO溶液(150mL)およびジクロロメタン(150mL)で希釈する。有機層を分離し、NaSO上で乾燥し、濾過し、真空下で蒸発させる。その生成物をシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィー(エーテル/ヘキサン:1/1)により精製する。生成物を含有する画分をプールし、蒸発させる(Rf=0.35)。H・NMRおよびTLCは、少量の不純物(約2〜3%)を示すかもしれない。化合物をシリカゲル上で精製する(EtOAc/ヘキサン=1/3)。生成物を含有する画分を蒸発させた後に、透明な無色油状物が得られる。この生成物は、緊密にキャップされたフラスコの中に、−20℃において空気下に保存される。その構造は、H・NMR(dmso−d6)によって確認される。
実施例9.2:[PEGMA−BPAM]−CTAの合成
トリブロックポリマーの第一のブロックを合成し、実施例1に記載したようにして精製した。PEGMAおよびBPAmのためのビニルモノマーの供給比は、望ましい組成をほぼ反映するように選択した。例えば、50:50または80:20の供給比は、同様の分子反応性をもったモノマーについて、それぞれ約50%PEGMAおよび50%BPAm、または80%PEGMAおよび20%BPAmの相対的モル%を与えてよい。望ましいモル組成の精密な調節は、実験的に決定される。第一のブロックの分子量は、ターゲッティングリガンドの望ましい結合価に依存して約5〜15kDaに調節することができ、実験的に決定される。構造はH・NMR(dmso−d6)によって確認される。
実施例9.2: [PEGMA−BPAm]−[HPMA−PDSMA]−CTAの合成
実施例9.1に記載したように合成した[PEGMA−BPAm]−CTAを含めて、実施例6.5に記載したようにしてトリブロックの第二のブロックを合成し、特性決定した。典型的には、モル組成は90%HPMAおよび10%PDSMAであり、重合反応におけるビニルモノマーの供給比を調節することによって製造される。第二のブロックの分子量は、典型的には5〜50kDaである。構造はH・NMR(dmso−d6)によって確認される。
実施例9.3: θF[PEGMA−BPAM]−[HPMA90−PDSMA10]−[D25−B50−P25]の合成
実施例9.2に記載したようにして合成した、マクロ−CTAとしての重合反応における[PEGMA−BPAm]−[HPMA−PDSMA]−CTAを含めて、実施例6.6に記載したようにしてトリブロックポリマーの第三のブロックを合成した。典型的には、モル組成は25%DMAEMA、50%BMAおよび25%PAAであり、重合反応におけるビニルモノマーの供給比を調節することによって製造される。第三のブロックの分子量は、典型的には20〜40kDaである。構造はH・NMR(dmso−d6)によって確認される。
実施例9.4: トリブロックポリマーのBOC基の脱保護
トリブロックポリマーのターゲッティングブロックを活性化されたターゲッティングリガンドと反応させる前に、BOC保護基を除去して、反応性の一級アミンを生じさせる。(実施例6.6に記載のような)透析工程および蒸発の後に、N下に無溶媒のTFAを加え、脱プロトン反応を室温で2時間行い、続いてエーテル沈殿を行う。構造はH・NMR(dmso−d6)によって確認される。
実施例9.5: [PEGMA−MA(フォレート)]−[HPMA90−PDSMA10]−[D25−B50−P25]を製造するための、トリブロックポリマーの第一のブロックへのフォレートターゲッティングリガンドの接合
フォレートを、カルボジイミド法を使用することによって、そのγカルボン酸を介してスペーサ単位HNCHCHOCHCHNHBOCに結合させる。葉酸を、ジメチルスルホキシド中に溶解する。得られた溶液を、1〜4倍モル過剰のジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)および5モル当量のN−ヒドロキシスクシンイミドに加え、該反応を、N下に室温で16時間撹拌する。活性化されたフォレート−NHS化合物を、ジエチルエーテルを用いた沈殿により単離し、続いてジエチルエーテルおよびアセトンで洗浄する。単離された化合物を真空下で乾燥し、構造をH・NMR(dmso−d6)により確認する。γ−カルボキシレート活性化のα−カルボキシレート活性化に対するレベルは、約3:1である。
ジメチルスルホキシド中の活性化されたフォレート−NHS化合物に、1〜2倍モル過剰のHNCHCHOCHCHNHBOCを、1等量のトリエチルアミンと共に加える。この反応を、N下に室温で16時間撹拌する。Boc−アミン修飾されたフォレートを、ジエチルエーテルを用いた沈殿により単離し、続いてジエチルエーテルで洗浄する。この単離された化合物を真空下で乾燥し、構造をH・NMRにより確認する。
葉酸誘導体をポリマーと反応させる前に、実施例9.4に記載したように、Boc保護基を除去して、葉酸誘導体上に反応性の一級アミンを生じさせる。このアミン修飾されたフォレートを、ジエチルエーテルを用いた沈殿により単離し、続いてジエチルエーテルで洗浄する。この単離された化合物を真空下で乾燥し、構造をH・NMRにより確認する。
10倍モル過剰のカルボニルジイミダゾール(CDI)を、ジメチルスルホキシド中の上記アミン修飾されたフォレートに添加し、該反応を室温で16時間撹拌する。得られたフォレート由来のイミダゾール尿素を、ジエチエーテルを用いた沈殿により単離し、続いてジエチルエーテルで洗浄して未反応のCDIおよびイミダゾールを除去する。次いで、5倍モル過剰のイミダゾール尿素を、ジメチルスルホキシド中の脱保護されたポリマー(セクション9.4)と混合する。室温で16時間の後、水に対する透析(2000MWCO透析膜)に続く凍結乾燥により生成物を単離する。トリブロックポリマーを含むフォレートの構造が、H・NMRにより確認される。
実施例9.6: [PEGMA−MA(フォレート)Y]−[HPMA90−PDS(siRNA)10]−[D25−B50−P25]を製造するための、トリブロックポリマーの第二のブロックへのsiRNAの接合
[PEGMA−MA(フォレート)]−[HPMA90−PDS(siRNA)10]−[D25−B50−P25] (PVII)
Figure 0005766611
標的とされるトリブロックポリマーの構築における最終段階は、siRNAをトリブロックポリマーの第二のブロックに接合して、式PVIIおよびPVII.1により表される最終ポリマー構造を製造することを含んでいる。この接合反応は、実施例7に記載したようにして行われる。最初に、チオール化(活性化)されたsiRNAが調製され(実施例7.1)、次いで、これはトリブロックポリマーの第二のブロック(実施例7.2)におけるPDS基と反応されて、ポリマー−siRNA接合体を形成する。
フォレート受容体をターゲッティングする第一のブロック、および接合されたsiRNAを含んだ第二のブロックを含有する最終のトリブロックポリマーを、実施例8に記載したようにして、生物学的活性(即ち、遺伝子特異的ノックダウン活性)について分析する。二つの異なる細胞株を使用することができ、一つは特異的フォレート受容体を発現するものであり、他方はフォレート受容体を発現しない対照細胞である。フォレート受容体を介した細胞型特異的ターゲッティングおよびノックダウンを証明するために使用できる複数の細胞株が記載されている(例えば、e.g., Low PS, Kularatne SA. folate-targeted therapeutic and imaging agents for cancer. Curr Opin Chem Biol. 2009 Jun; 13(3):256-62.)。
実施例10: 親水性ブロックにMAA単位を含んでなるトリブロックポリマー
別法として、トリブロックポリマーは、式(PVIII)および式(PIX)によって表されるポリマーブロック1および2へのメタクリル酸(MAA)の付加によって合成された。酸性残基の付加は、当該ポリマーの親水性/可溶性を増大させた。
実施例10.1: ポリマーPVIIIの合成
Figure 0005766611
工程1. マクロCTA[Nag−P380%−co−MAA20%
O−アセチル保護されたN−アセチルガラクトサミンモノマーのNag−P3−MA(1.5g、2.74mmol)、MAA(0.059g、0.685mmol)、ECT(22.5mg、0.0856mmol、1:40 CTA:モノマー類)、AIBN(0.351mg、0.00214mmol、ECT:AIBN=40:1)およびDMF(1.64mL)を、窒素下に密封バイアル中に導入した。モノマー濃度は、〜2.1Mであった。次いで、該混合物中に窒素を30分間バブリングすることにより、この混合物を脱ガスした。それらをヒータブロックに置いた(温度計:68℃;ディスプレー;70〜71;撹拌速度300rpm)。この反応を9時間5分放置した。該バイアルを氷の中に置き、また混合物を空気に露出させることによって、反応を停止させた。メタノールに対して36時間透析することによって、ポリマーの精製を行った。その後、溶媒を除去した。得られたポリマーを、真空下で少なくとも6時間乾燥させた。得られたマクロCTAの構造および組成は、H・NMRにより確認した。該生成物の分子量(12.7kDa)およびその多分散(1.1)は、GPC分析により決定した。
工程2: マクロCTA[Nag−P38O%−MAA20%]−b−[HPMA82−PDSMA−MAA]の調製
HPMA(0.556g、3.89mmol)、PDSMA(0.097g、0.379mmol)、[Nag−P380−MAA20]マクロCTA(0.30g、0.0315mmol;1:150 CTA:モノマー類)、AIBN(0.52mg、0.00316mmol;CTA:AIBN 10:1)およびDMF(1.52ml)を、窒素下で密封バイアルの中に導入した。モノマー濃度は、〜3.0Mであった。次いで、該混合物中に窒素を30分間バブリングすることにより、この混合物を脱ガスした。それらをヒータブロックに置いた(温度計:68℃;ディスプレー;70〜71;撹拌速度300rpm)。この反応を5時間進行させ、次いで、該バイアルを氷の中に置き、また混合物を空気に露出させることによって反応を停止させた。メタノールに対して36時間透析することによって、ポリマーの精製を行った。溶媒を除去し、得られたポリマーを真空下で少なくとも6時間乾燥させた。NMRスペクトルは、生成物の高い純度を示した。未反応のモノマーに対応するビニル基は観察されなかった。生成物のGPC分析は、正しい分子量(トリプレット検出により19kDa、UB吸収によるリビング末端の93%)および良好な多分散(1.1)を与えた。
工程3. 保護された[Nag−P3−MAA]−b−[HPMA−PDSMA−MAA]−b−[BMA−PAA−DMAEMA]の調製
BMA(0.776g、5.458mmol)、PAA(0.312g、2.73mmol)、DMAEMA(0.429g、2.73mmol)、MacroCTA(0.881g、0.02757mmol;1:396 CTA:モノマー類)、AIBN(0.452mg、0.002757mmol;CTA:AIBN 10:1)およびDMF(1.986mL)を、窒素下で密封バイアルの中に導入した。モノマー濃度は3Mであった。次いで、この混合物中に窒素を30分間バブリングすることにより該混合物を脱ガスし、それらをヒータブロックに置いた(温度計:67〜68℃;ディスプレー;70〜71;撹拌速度350rpm)。この反応を11時間進行させた(50から60%の変換を想定)。該バイアルを氷の中に置き、また混合物を空気に露出させることによって反応を停止させた。アセトン/DMF=1:1からヘキサン/エーテル=75/25への沈殿(3回)によって、ポリマーの精製を行った。得られたポリマーを真空下で少なくとも8時間乾燥させた。NMRスペクトルは、生成物の高い純度を示した。GPC分析によって、生成物の分子量(43.2kD)およびその多分散(1.9)が決定された。
工程4: N−アセチルガラクトサミンポリマー[Nag−P3−MAA]−b−[HPMA−PDSMA−MAA]−b−[BMA−PAA−DMAEMA]の脱保護
20mLの反応ガラスバイアルに、工程3で調製されたポリマー(CD−02−22)(0.7mg、4225μmolポリマー)を加え、続いて無水メタノール(3.0mL)、無水クロロホルム(1.5mL)およびナトリウムメトキシド(90mg、1650μmol、Nagに対して6当量)を加えた。この混合物を、N雰囲気下で1.0時間15分撹拌した。次いで氷酢酸(540μL、695μmol、ポリマーのN−アセチルガラクトサアミンに対して3当量)を反応混合物に加えて、続いて2,2’−ジピリジルジスルフィド(15mg、68μmol、ピリジルジスルフィドに対して1当量)を加えた。この混合物を、Nガス流の下にRTで1.0時間撹拌した。 2,2’−ジピリジルジスルフィドで75分間キャッピングした後、反応混合物をMeOH(5mL)で希釈し、単純な重力フィルターにより濾過した。この濾過された溶液を、2000g/mol・MWCOを備えた透析膜に移し、MeOH(4×1L)に対して18時間に亘り透析し、続いてミリQ水(5×4L)に対して20時間に亘り透析し、続いて凍結乾燥した。CDOD中でNMR分析を行って、ポリマー構造を確認した。
ポリマー上のジピリジルジスルフィド官能基はNMR分光法により検出するのが困難なので、該官能基はUV/Vis吸収を使用して定量した。脱保護されたポリマー(13.4mg)をEtOH(268mL)中に溶解して、50mg/mLの濃度のポリマー溶液を得た。このポリマー溶液のアリコート(20μL、1.0mg、6.35μmol)を、1.0Mジチオトレイトールの水溶液(10μL、10.0μmol、DTT)で10分間処理し、続いてHO(70μL)で希釈して、0.0635M(6.35μmol/100uL=0.0635mol/L)の還元されたポリマー溶液を得た。ピリジルジスルフィドの予想された取り込みは、ポリマー中において1.9%なので、上記のようにポリマーをDTTで処理した後には、脱離基であるピリジン−2−チオンの濃度は1.21mM(即ち、0.0635×0.019=0.00121M)であると予想されるであろう。343nmでのピリジン−2−チオンのモル吸光度は、ε=8.08×10−1cm−1であり(Hermanson, G. T. Bioconjugate Techniques, 1996, 1st ed. Academic Press, an imprint of Elsevier, page 66 which is incorporated herein by reference)、また使用したNanoDrop分光系の経路長は0.1cmであるので、上記の還元されたポリマー溶液の予想吸光度はA=0.98(即ち、A=8.08×10−1cm−1×0.1cm×0.00153M)である。UV/Visによる還元されたポリマー溶液の分析の後、実験的に決定された吸光度は、343nmにおいてA=0.48である。これは、理論的に計算された2.4%に比較して、ポリマー中の0.93%の全ピリジルジスルフィド組み込みの実際の濃度([0.48/0.98]×1.9)での、ポリマー中のピリジルジスルフィド官能基の存在を示している。
実施例10.2: ポリマーPIXの合成
Figure 0005766611
工程1.ポリ(Nag−P3)の合成
トリエチレングリコールリンカー(Nag−P3−MA)を備えたO−アセチル保護されたN−アセチルガラクトサミンモノマー(1.0g、1.83mmol)、ECT(24.1mg、0.0913mmol)、およびAIBN(0.375mg、0.00228mmoles;ECT:AIBN 40:1)およびDMF(1.6g)を、窒素下で密封バイアルの中に導入した。この混合物中に窒素を30分間バブリングすることにより該混合物を脱ガスし、それらをヒータブロックの中に置いた(温度計:67〜68℃;ディスプレー;70〜71;撹拌速度350rpm)。この反応を9時間5分進行させ、該バイアルを氷の中に置き、また混合物を空気に露出させることによって反応を停止させた。最終ポリマーの精製は、メタノールに対して2日間透析することによって行った。NMRスペクトルにはビニル基は観察されず、また該スペクトルは望ましい構造を確認した。GPC分析により測定したとき、dn/dc=0.059234;Mn=11.8kDa(〜21単位);PDI=1.2であった。
工程2. 標的とされた構造、ポリ(Nag−P3)11.8kDa−b−(HPMA−E−PDSMA)5kDa]のポリマーの合成
HPMA−E(0.69g、4.79mmol)、PDSMA(0.11g、0.47mmol)、工程からのマクロCTA(0.41g、0.0347mmol;1:150 CTA:モノマー)、AIBN(0.57mg、0.00347mmol;CTA:AIBN 10:1)およびDMF(1.6g)を、窒素下で密封バイアルの中に導入した。モノマー濃度は、〜3Mであった。次いで、該混合物の中に窒素を30分間バブリングすることによりこれを脱ガスし、次いで熱ブロックの中に浸漬した(温度計:68℃;ディスプレー;70〜71;撹拌速度300rpm)。この反応を3時間進行させ、次いで該バイアルを氷の中に置き、また混合物を空気に露出させることによって反応を停止させた。ポリマーの精製は、メタノールに対して24時間透析することにより行った。溶媒を蒸発し、得られたポリマーを真空下で少なくとも6時間乾燥させた。NMRスペクトルは、生成物の高い純度およびPDSMAの存在を示した。未反応のモノマーに起因するビニル基の化学シフトは観察されなかった。GPC分析は、得られたポリマーの16800の分子量および1.1の多分散を与えた。
工程3. Nag−保護されたポリマー[Nag−P3]11.8kDa−b−[HPMA−E−92−PDSMA8]5kDa−b−[BMA50−PAA40−DMAEMA10]30kDaの合成
BMA(0.596g、4.194mmol)、PAA(0.383g、3.355mmol)、DMAEMA(0.132g、0.839mmol)、マクロCTA(0.300g、0.01852mmol;1:453 CTA:モノマー)、AIBN(0.304mg、0.001852mmol;CTA:AIBN 10:1)およびDMF(1.5067g)を、窒素下で密封バイアルの中に導入した。モノマー濃度は、〜3Mであった。この混合物は、該混合物の中に窒素を30分間バブリングすることにより脱ガスし、次いで熱ブロックの中に置いた(温度計:67〜68℃;ディスプレー;70〜71;撹拌速度350rpm)。この反応を21時間進行させた(50〜60%の変換を想定)。該バイアルを氷の中に置き、また混合物を空気に露出させることによって反応を停止させた。アセトン/DMF=1:1からヘキサン/エーテル=75/25へと沈殿させることにより(3回)精製した。得られたポリマーを真空下で少なくとも8時間乾燥させた。NMRスペクトルは、生成物の高い純度およびPDSMAの存在を示し、未反応のモノマーの不純物に起因するビニル基の存在は示さなかった。生成物のGPC分析は、dn/dc=0.058173;Mn=41.9kDa;PDI=1.30を与えた。
工程4. 脱保護
20mLの反応ガラスバイアルに、工程3からのポリマー(440mg、2575μmolポリマー)を加え、続いて無水メタノール(2.0mL)、無水クロロホルム(1mL)、およびナトリウムメトキシド(72mg、1329μmol、ポリマーのNag含量に対して6当量)を加えた。この混合物をNの雰囲気下にRTで1.0時間撹拌し、次いで、2,2’−ジピリジルジスルフィド(34mg、154.5μmol、ピリジルジスルフィドに対して5当量)を反応に加えた。この混合物をRTで30分撹拌した。
2,2’−ジピリジルジスルフィドで30分間キャッピングした後、該反応混合物をMeOH(5mL)で希釈した。この濾過した溶液を、2000g/molMWCOを備えた透析膜に移し、MeOH(4×1L)に対して18時間透析し、ミリQ水(3×4L)に対して20時間に亘り透析し、続いて凍結乾燥した。CDODを使用してNMR分析を行い、PDSMA信号の存在が示された。ポリマー上のジピリジルジスルフィド官能基はUV/Vis吸収を使用して定量した。最終ポリマー(6.2mg)をEtOH(248μL)中に溶解して、25mg/mLの濃度のポリマー溶液を得た。このポリマー溶液のアリコート(20μL、0.5mg、3.125μmol)を、1.0Mジチオトレイトールの水溶液(10μL、10.0μmol、DTT)で10分間処理し、続いてHO(70μL)で希釈して、0.03125M(3.125μmol/100uL=0.03125mol/L)の還元されたポリマー溶液を得た。ピリジルジスルフィドの予想された取り込みは、ポリマー上では1.2%なので、上記のようにポリマーをDTTで処理した後には、脱離基であるピリジン−2−チオンの濃度は0.375mM(即ち、0.03125×0.012=0.000375M)であると予想されるであろう。343nmでのピリジン−2−チオンのモル吸光度は、ε=8.08×10−1cm−1であり(Hermanson, G. T. Bioconjugate Techniques, 1996, 1st ed. Academic Press, an imprint of Elsevier, page 66)、また使用したNanoDrop分光系の経路長は0.1cmであるので、上記の還元されたポリマー溶液の予想吸光度はA=0.303(即ち、A=8.08×10−1cm−1×0.1cm×0.000375M)である。UV/Vis吸収による還元されたポリマー溶液の分析の後、実験的に決定された吸光度は、343nmにおいてA=0.345である。これは、理論的に計算された1.2%の代りに、ポリマー中の1.3%の全ピリジルジスルフィド組み込みの実際の濃度([0.345/0.3093]×1.2)での、ポリマー中のピリジルジスルフィド官能基の存在を示している。
実施例11: 別のトリブロック構造
上記で述べた方法を使用して、以下の追加のトリブロックポリマーを調製することができる。加えて、HPMA−E(2−ヒドロキシメタクリル酸プロピルまたはこれに由来するモノマー残基)は、HPMAが出現する以下のトリブロックポリマーの各々において、HPMAのために置換されてよい;簡略化のためのみを目的として斯かる追加の構造は反復されないが、本開示の一部と看做されるべきである:
・[PAA9o−BAio]i8−[HPMA9o−PDSMA10]5−[フォレート]
・[PAA9o−BA1o]18K−[HPMA8o−MAA1o−PDSMA1o]5K−[フォレート]
・フォレート−[PEG]κ−[HPMA9o−PDSMA10]i2 OK−[D25−B50−P25]SOK
・FoIaIe−[PEG]K−[HPMAO−MAAO−PDSMA10]I OK−[D25−B50−P25]SOK
・[PEGMA70−MAA(NHS)3O]−[DMAEMA]−[B−P−D]
・[DMAEMA70−MAA(NHS)3O]−[DMAEMA]−[B−P−D]
・[GaI]−[HPMA−PDSMA]−[B−P−D]
・[GaI−MAA]−[HPMA−PDSMA−MAA]−[B−P−D]
・[NAcGaI]−[HPMA−PDSMA]−[B−P−D]
・[NAcGaI−MAA]−[HPMA−PDSMA−MAA]−[B−P−D]
・[GaI]−[D]−[B−P−D]
・[NAcGaI]−[D]−[B−P−D]
・[GaI−MAA]−[D]−[B−P−D]
・[NAcGaI−MAA]−[D]−[B−P−D]
・[GaI−D]−[D]−[B−P−D]
・[NAcGaI−D]−[D]−[B−P−D]
・[GaI]−[PA]−[B−P−D]
・[GaI]−[HPMA−PA]−[B−P−D]
・[GaI−MAA]−[PA]−[B−P−D]
・[GaI−MAA]−[HPMA−PA]−[B−P−D]
・[GaI−D]−[PA]−[B−P−D]
・[GaI−D]−[HPMA−PA]−[B−P−D]
・[NAcGaI]−[PA]−[B−P−D]
・[NAcGaI]−[HPMA−PA]−[B−P−D]
・[NAcGaI−MAA]−[PA]−[B−P−D]
・[NAcGaI−MAA]−[HPMA−PA]−[B−P−D]
・[NAcGaI−D]−[PA]−[B−P−D]
・[NAcGaI−D]−[HPMA−PA]−[B−P−D]
・[PAA−BA]− [HPMA−PDSMA]−[フォレート]
・[PAA−BA]− [HPMA−MAA−PDSMA]−[フォレート]
・フォレート−[PEG]−[HPMA−PDSMA]−[D−B−P]
・フォレート−[PEG]−[HPMA−MAA−PDSMA]−[D−B−P]
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] ポリヌクレオチドと会合したブロック共重合体を含んでなる組成物であって、前記ブロック共重合体は組成的に異なる第一、第二および第三のブロックを含み、前記第一のブロックは親水性ポリマーブロックであり、前記第二のブロックは前記第一および第三のブロックの間に位置し且つポリヌクレオチドと結合したポリマーブロックであり、前記第三のブロックはアニオン性反復単位を含んでなる疎水性ポリマーブロックであり、該アニオン性反復単位は、その置換基として、pHに依存して数が変化するアニオン集団を有し、該集団はpH5のときよりもpH7.4のときの方が大きく、ここで前記第一、第二および第三のブロックの反復単位の少なくとも90%はペプチド結合により連結されたアミノ酸の残基ではない組成物。
[2] [1]に記載の組成物であって、前記第一、第二および第三のブロックの数平均分子量は、合わせて約5,000〜約100,000ダルトンである組成物。
[3] [1]または[2]に記載の組成物であって、前記第三のブロックは、アニオン性反復単位およびイオン化不能な疎水性反復単位を含んでなるランダム共重合体である組成物。
[4] [1]または[2]に記載の組成物であって、前記第一、第二および第三のブロックは反復単位を含んでなり、該反復単位は鎖原子および該鎖原子に共有結合されたペンダント基を有し、前記鎖原子は炭素原子であるか、または炭素原子と硫黄原子もしくは酸素原子の組合せである組成物。
[5] [1]または[2]に記載の組成物であって、前記第一、第二および第三のブロックは反復単位を含んでなり、該反復単位は鎖原子および該鎖原子に共有結合されたペンダント基を有し、前記鎖原子は炭素原子であるか、または炭素原子と酸素原子の組合せである組成物。
[6] [1]〜[5]の何れか1項に記載の組成物であって、前記ペンダント基が水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、置換カルボニルまたはヘテロシクロからなる群から選択される組成物。
[7] [1]〜[6]の何れか1項に記載の組成物であって、前記第一、第二および第三のブロックの反復単位が、置換アルキレン反復単位、置換アルキレングリコール反復単位、置換アルキレンチオグリコール反復単位およびそれらの組合せからなる群から独立に選択される組成物。
[8] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第一、第二および第三のブロックは、各々がエチレン系不飽和モノマーの残基である反復単位から実質的になる組成物。
[9] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記ブロック共重合体の第一、第二および第三のブロックは、任意に置換されたアクリル酸モノマー、任意に置換されたビニルアリールモノマー、任意に置換されたアクリルアミドモノマー、任意に置換されたアクリレートモノマーおよびそれらの組合せに由来する反復単位から実質的になる組成物。
[10] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第一、第二および第三のブロックは非ペプチドである組成物。
[11] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第一、第二および第三のブロックは非脂質である組成物。
[12] [1]に記載の組成物であって、前記第一、第二および第三のブロックは次式1の反復単位を含んでなる組成物:
Figure 0005766611
ここで、
*は、式1の反復単位の他の反復単位への結合点を意味し;
各XおよびXは、水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロシクロ、および置換カルボニルからなる群から独立に選択されるが、但し、同じ反復単位においては、XおよびXはアリール、ヘテロアリール、ヘテロ置換カルボニル、およびそれらの組合せからなる群から選択されず;
各Xは、独立に、水素、アルキルまたは置換アルキルであり;
各Xは、独立に、ヘテロ置換カルボニル、アリール、またはヘテロアリールである。
[13] [12]に記載の組成物であって、前記第一、第二または第三のブロックは、Xがアリールまたはヘテロアリールである式1の反復単位を含んでなる組成物。
[14] [12]または[13]に記載の組成物であって、前記第一、第二または第三のブロックが式1の反復単位を含んでなり、ここでのXは−C(O)OX40、−C(O)SX40、または−C(O)NX4041であり、またX40およびX41は独立に水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル、またはヘテロシクロである組成物。
[15] [12]または[13]に記載の組成物であって、前記第一、第二または第三のブロックのうちの二つが式1の反復単位を含んでなり、ここでのXは−C(O)OX40、−C(O)SX40、または−C(O)NX4041であり、且つX40およびX41は独立に水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換へテロヒドロカルビル、またはヘテロシクロである組成物。
[16] [12]または[13]に記載の組成物であって、前記第一、第二または第三のブロックの各々が式1の反復単位を含んでなり、ここでのXは−C(O)OX40、−C(O)SX40、または−C(O)NX4041であり、且つX40およびX41は独立に水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換へテロヒドロカルビル、またはヘテロシクロである組成物。
[17] [12]または[13]に記載の組成物であって、前記第一、第二または第三のブロックは反復単位を含んでなり、ここでのXは−C(O)OX40、または−C(O)NX4041であり、且つX40およびX41は独立に水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換へテロヒドロカルビル、またはヘテロシクロである組成物。
[18] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第一または第二のブロックは次式を有する重合可能なモノマーに由来する反復単位を含んでなる組成物:
Figure 0005766611
ここで、
nは、2〜20の整数であり、
Xは、−(CR−であり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位は任意に−NR−R、−ORまたは−SRで置換され、
Yは、−O−、−NR−または−(CR)−であり、
各R、R、R、ZおよびZは、水素、ハロゲンおよび任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から独立に選択され、
は、水素、および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から選択され、
は、水素または(CRであり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位は−NR、−ORまたは−SRで任意に置換され、
は、水素、ハロゲン、任意に置換されたC−Cアルキル、ポリオール、ビタミン、または200〜1200ダルトンの分子量を有するペプチドもしくは小分子、または接合可能な基である。
[19] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第一、第二または第三のブロックは次式を有する重合可能なモノマーに由来する反復単位を含んでなる組成物:
Figure 0005766611
ここで、
nは、2〜20の整数であり、
各R、R、R、ZおよびZは、水素、ハロゲンおよび任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から独立に選択され、
は、水素または(CRであり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位は−NR、−ORまたは−SRで任意に置換され、
は、水素、ハロゲン、任意に置換されたC−Cアルキル、ポリオール、ビタミン、または200〜1200ダルトンの分子量を有するペプチドもしくは小分子、または接合可能な基である。
[20] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第一のブロックは重合可能なモノマーの制御されたラジカル重合に由来するモノマー残基を含んでなる組成物。
[21] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第一のブロックは組成的に異なる2以上の反復単位を含んでなるランダム共重合体である組成物。
[22] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第一のブロックはエチレン系不飽和モノマーの残基である反復単位を含んでなる組成物。
[23] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第一のブロックは次式1ETSに対応する反復単位を含んでなる組成物:
Figure 0005766611
ここで、
*は、式1ETSの反復単位の他の反復単位への結合点を意味し;Xはアルキルであり、またX44はターゲッティング部分または遮蔽部分である。
[24] [21]に記載の組成物であって、前記X44はポリオール、ビタミン、または200〜1200ダルトンの分子量を有するペプチドもしくは小分子である組成物。
[25] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第二のブロックは親水性ポリマーブロックである組成物。
[26] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第二のブロックは組成的に異なる2以上の反復単位を含んでなるランダム共重合体である組成物。
[27] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第二のブロックはエチレン系不飽和モノマーの残基である反復単位を含んでなる組成物。
[28] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第二のブロックは重合可能なモノマーの制御されたラジカル重合に由来の残基である反復単位を含んでなる組成物。
[29] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第二のブロックは次式1に対応する反復単位を含んでなる組成物:
Figure 0005766611
ここで、
は、−C(O)OX45または−C(O)NX4541であり、X45は置換ヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル、またはヘテロシクロであり、且つX45はジスルフィド部分を含んでなる組成物。
[30] [29]に記載の組成物であって、X45は置換ヒドロカルビルであり、且つX45はジスルフィド部分を含んでなる組成物。
[31] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第二のブロックは次式1に対応する反復単位を含んでなる組成物:
Figure 0005766611
ここで、
は、−C(O)OX46または−C(O)NX4641であり、X46は置換ヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル、またはヘテロシクロであり、且つX46はポリヌクレオチドを含んでなり、該ポリヌクレオチドはX46を介して前記組成物に共有結合されている組成物。
[30] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第二のブロックは次式1に対応する反復単位を含んでなる組成物:
Figure 0005766611
ここで、
は、−C(O)OX46または−C(O)NX4641であり、X46は置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、またはヘテロシクロであり、X46はポリヌクレオチドを含んでなり、該ポリヌクレオチドはX46を介して前記組成物に非共有結合で結合されている組成物。
[32] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックは組成的に異なる2以上の反復単位を含んでなるランダム共重合体である組成物。
[33] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックはエチレン系不飽和モノマーの残基である反復単位を含んでなる組成物。
[35] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックは重合可能なモノマーの制御されたランダム重合に由来する反復単位を含んでなる組成物。
[36] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックは疎水性でpH依存性の膜不安定化ポリマーであり、該膜不安定化ポリマーは約6.2以下のpHにおいてエンドソーム破壊的である組成物。
[37] [36]に記載の組成物であって、前記膜不安定化ポリマーは、7.0よりも大きいpHでは実質的に非エンドソーム破壊的である組成物。
[38] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックは次式1Aに対応する反復単位を含んでなる組成物:
Figure 0005766611
ここで、
*は、式1Aの反復単位の他の反復単位への結合点を意味し、Xはアルキルである。
[39] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックは次式1Eに対応する反復単位を含んでなる組成物:
Figure 0005766611
ここで、
*は、式1Eの反復単位の他の反復単位への結合点を意味し、XおよびX47は独立にアルキルである。
[40] [1]〜[35]の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックは次式1Aおよび式1Eに対応する反復単位を含んでなる組成物:
Figure 0005766611
ここで、
*は、式1Aおよび式1Eの反復単位の他の反復単位への結合点を意味し、各XおよびX47は独立にアルキルであり、また前記第三のブロックにおいて、式1Aに対応する反復単位の数の式1Eに対応する反復単位の数に対する比は、それぞれ約20:1〜1:4である。
[41] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックは次式1Cに対応する反復単位を含んでなる組成物:
Figure 0005766611
ここで、
*は、式1Cの反復単位の他の反復単位への結合点を意味し、Xはアルキルであり、またX48はアミノ置換アルキルである。
[42] [1]〜[40]の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックは次式1Aおよび式1Cに対応する反復単位を含んでなる組成物:
Figure 0005766611
ここで、
*は、式1Aおよび式1Cの反復単位の他の反復単位への結合点を意味し、各Xは独立にアルキルであり、X48はアミノ置換アルキルであり、また前記第三のブロックでの式1Aに対応する反復単位の数は、前記第三のブロックでの式1Cに対応する反復単位の数に少なくとも等しい。
[43] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックにおけるアニオン性反復単位は、7.0を超えるpHでは主にアニオン性であり、また6.0未満のpHでは主に非帯電性である組成物。
[44] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックは、4.5〜7.0の範囲のpKaを有する重合可能なモノマーに由来するアニオン性反復単位を含んでなる組成物。
[45] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックは、カルボン酸基、スルホンアミド基、ホウ酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、硫酸基、燐酸基、ホスフィン酸基、亜燐酸基、およびそれらの組合せから選択されるプロトン付加可能なアニオン種を有するアニオン性反復単位を含んでなる組成物。
[46] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックは、(C−C)アルキルアクリル酸の重合に由来するアニオン性反復単位を含んでなる組成物。
[47] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックは更に、6.0〜10.0の範囲のpKaを有する重合可能なモノマー由来の複数のカチオン性反復単位を含んでなる組成物。
[48] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックは、pHに依存して数が変化するアニオン集団をその置換基として有する少なくとも10個のアニオン性反復単位を含んでなる組成物。
[49] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックは、pHに依存して数が変化するアニオンの集団をその置換基として有する少なくとも20個のアニオン性反復単位を含んでなる組成物。
[50] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記第三のブロックは、pHに依存して数が変化するアニオンの集団をその置換基として有する数十個のアニオン性反復単位を含んでなる組成物。
[51] [48]〜[50]の何れか1項に記載の組成物であって、前記アニオン性反復単位は、(C−C)アルキルアクリル酸の重合に由来する組成物。
[52] [48]〜[50]の何れか1項に記載の組成物であって、前記アニオン性反復単位はプロピルアクリル酸の重合に由来する組成物。
[53] [48]〜[52]の何れか1項に記載の組成物であって、前記ブロック共重合体の第一のブロック、第二のブロックおよび第三のブロックの各々は、約1.7以下の多分散指数を有する組成物。
[54] [53]の何れか1項に記載の組成物であって、前記ブロック共重合体の第一のブロック、第二のブロックおよび第三のブロックの各々は、約1.0〜約1.4の多分散指数を有する組成物。
[55] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記ブロック共重合体は、(M 1st+M 2nd):(M 3rd)で定義される、第一のブロック(M 1st)、第二のブロック(M 2nd)および第三のブロック(M 3rd)の約2:1〜約1:9に亘る数平均分子量Mの比を有する組成物。
[56] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記ブロック共重合体は、(M 1st+M 2nd):(M 3rd)で定義される、第一のブロック(M 1st)、第二のブロック(M 2nd)および第三のブロック(M 3rd)の約1:1〜約1:3に亘る数平均分子量Mの比を有する組成物。
[57] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記ポリヌクレオチドがデオキシリボヌクレオチドである組成物。
[58] [1]〜[56]の何れか1項に記載の組成物であって、前記ポリヌクレオチドがsiRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ダイサー基質、miRNA、aiRNAまたはshRNAである組成物。
[59] 先行する全ての項の何れか1項に記載の組成物であって、前記ポリヌクレオチドがsiRNAである組成物。
[60] ポリマーミセルを含んでなる組成物であって、前記ミセルはブロック共重合体および該ブロック共重合体に結合したポリヌクレオチドを含有し、前記ブロック共重合体は組成的に異なる第一、第二および第三のブロックを含み、前記第一のブロックは親水性ポリマーブロックであり、前記第二のブロックは前記第一および第三のブロックの間に位置し且つポリヌクレオチドと結合したポリマーブロックであり、前記第三のブロックはアニオン性反復単位を含んでなる疎水性ポリマーブロックであり、該アニオン性反復単位は、その置換基として、pHに依存して数が変化するアニオン集団を有し、該集団はpH5のときよりもpH7.4のときの方が大きく、ここで前記第一、第二および第三のブロックの反復単位の少なくとも90%はペプチド結合により連結されたアミノ酸の残基ではない組成物。
[61] ポリマーミセルおよび該ミセルに結合したポリヌクレオチドを含んでなる組成物であって、前記ミセルは(i)第一のブロックであって、前記ポリヌクレオチドのターゲッティングまたは立体的遮蔽に適した親水性ポリマーブロック、(ii)第二のブロックであって、前記第一のブロックと第三のブロックの間に位置し且つポリヌクレオチドと結合したブロック、および(iii)第三のブロックであって、疎水性でpH依存性の膜不安定化ポリマーブロックを含んでなる第三のブロックを包含する複数のブロック共重合体を含んでなり、該複数のブロック共重合体は前記ミセル中において会合され、且つ前記ミセルはpH7.4の水性媒質中で安定である組成物。
[62] ポリマーミセルおよび該ミセルに結合したポリヌクレオチドを含んでなる組成物であって、前記ミセルは(i)第一のブロックである親水性ポリマーブロック、(ii)第二のブロックであって、前記第一のブロックと第三のブロックの間に位置し且つポリヌクレオチドと結合したブロック、および(iii)第三のブロックであって、疎水性で複数のモノマー残基および複数のアニオン性モノマー残基を含んでなるポリマーブロックであるか、またはこれを含んでなる第三のブロックを包含する複数のブロック共重合体を含んでなり、該複数のブロック共重合体は前記ミセル中において会合され、且つ前記ミセルはpH7.4の水性媒質中で安定である組成物。
[63] ポリマーミセルおよび該ミセルに結合したポリヌクレオチドを含んでなる組成物であって、前記ミセルは(i)第一のブロックである親水性ポリマーブロック、(ii)第二のブロックであって、前記第一のブロックと第三のブロックの間に位置し、親水性であり且つ前記ポリヌクレオチドとイオン会合した複数のカチオン性モノマー残基を含んでなるブロック、および(iii)第三のブロックであって、疎水性でpH依存性の膜不安定化ポリマーブロックを含んでなる第三のブロックを包含する複数のブロック共重合体を含んでなり、該複数のブロック共重合体は前記ミセル中において会合され、且つ前記ミセルはpH7.4の水性媒質中で安定である組成物。
[64] ポリマーミセルおよび該ミセルに結合したポリヌクレオチドを含んでなる組成物であって、前記ミセルは(i)第一のブロックである親水性ポリマーブロック、(ii)第二のブロックであって、前記第一のブロックと第三のブロックの間に位置し、該第二のブロックに共有結合したポリヌクレオチドを含んでなるポリマーバイオコンジュゲートであるブロック、および(iii)第三のブロックであって、疎水性でpH依存性の膜不安定化ポリマーブロックを含んでなる第三のブロックを包含する複数のブロック共重合体を含んでなり、該複数のブロック共重合体は前記ミセル中において会合され、且つ前記ミセルはpH7.4の水性媒質中で安定である組成物。
[65] ポリマーミセルおよび該ミセルに結合したポリヌクレオチドを含んでなる組成物であって、前記ミセルは第一、第二および第三のブロックを有するブロック共重合体を含んでなり、前記第一のブロックは親水性ポリマーブロックであり、前記第二のブロックは前記第一および第三のブロックの間に位置し且つポリヌクレオチドと結合した親水性ポリマーブロックであり、前記第三のブロックは疎水性でpH依存性の膜不安定化ポリマーブロックであり、ここで(i)前記第一のブロックは前記ポリヌクレオチドのターゲッティングおよび/または立体的遮蔽に適しており、(ii)前記第二のブロックは前記ポリヌクレオチドとイオン会合したカチオン性反復単位を含んでなり、または(iii)前記ポリヌクレオチドは前記第二のブロックに共有結合されている組成物。
[66] [60]〜[65]の何れか1項に記載の組成物であって、該組成物は[1]〜[59]の何れか1項に記載の組成物を含んでなる組成物。
[67] [60]〜[65]の何れか1項に記載の組成物であって、前記ポリヌクレオチドがデオキシリボヌクレオチドである組成物。
[68] [60]〜[65]の何れか1項に記載の組成物であって、前記ポリヌクレオチドがsiRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ダイサー基質、miRNA、aiRNAまたはshRNAである組成物。
[69] [60]〜[65]の何れか1項に記載の組成物であって、前記ポリヌクレオチドがsiRNAである組成物。
[70] [60]〜[65]の何れか1項に記載の組成物であって、前記ポリマーミセルは、ミセル当たり約10〜約100鎖の凝集数により特徴付けられる組成物。
[71] [60]〜[69]の何れか1項に記載の組成物であって、前記ポリマーミセルは、ミセル当たり約60鎖以下の凝集数により特徴付けられる組成物。
[72] [60]〜[69]の何れか1項に記載の組成物であって、前記ポリマーミセルは約0.2μg/mL〜約50μg/mLの限界ミセル濃度CMCにより特徴付けられる組成物。
[73] [60]〜[69]の何れか1項に記載の組成物であって、前記ポリマーミセルは約0.5μg/mL〜約10μg/mLの限界ミセル濃度CMCにより特徴付けられる組成物。
[74] [60]〜[73]の何れか1項に記載の組成物であって、前記ポリマーミセルは組成的に異なる少なくとも二つのブロック共重合体を含有し、該ミセルはpH7.4の水性媒質中で安定である組成物。
[75] ポリマーミセルおよび該ミセルに結合したポリヌクレオチドを含んでなる組成物を調製する方法であって、
ブロック共重合体を第一の変性媒質と混合し、該ブロック共重合体は第一、第二および第三のブロックを含み、前記第一のブロックは親水性ポリマーブロックであり、前記第二のブロックは前記第一および第三のブロックの間に位置し、且つポリヌクレオチドと結合する能力を有する部分を含んでなる親水性ポリマーブロックであり、前記第三のブロックは疎水性でpH依存性の膜不安定化ポリマーブロックであることと、
前記ブロック共重合体を第二の水性媒質に露出させることと、
前記ブロック共重合体を前記水性媒質中で会合させてミセルを形成することと、
ポリヌクレオチドを前記ブロック共重合体の第二のブロックと会合させること
を含んでなる方法。
[76] [75]に記載の方法であって、前記第二のブロックは複数のカチオン性モノマー残基を含んでなり、当該方法は更に、前記ポリヌクレオチドが前記第一のポリマーの第二のブロックとのイオン性複合体を形成することを可能にすることを含んでなる方法。
[77] [75]に記載の方法であって、更に、前記ポリヌクレオチドを、連結部分を介して、前記第二のブロックに、または前記第二のブロックと前記第一のブロックもしくは前記第三のブロックとの間の接合部分に共有結合させることを含んでなる方法。
[78] [1]〜[74]の何れか1項に記載の組成物および医薬的に許容可能な賦形剤を含んでなる医薬組成物。
[79] 医薬の製造における[1]〜[74]の何れか1項に記載の組成物の使用。
[80] ポリヌクレオチドの細胞間送達のための方法であって、[1]〜[74]、[78]及び[79]の何れか1項に記載の組成物を、第一のpHにおいて媒質中で細胞と接触させることと;エンドサイトーシスを介して前記組成物を前記細胞におけるエンドソーム膜の中に導入することと;前記エンドソーム膜を不安定化し、それにより前記組成物またはポリヌクレオチドを前記細胞の細胞質へ送達することを含んでなる方法。
[81] 細胞における細胞内標的の活性を調節するための方法であって、[80]の方法に従ってポリヌクレオチドを細胞の細胞質へと送達することと、前記ポリヌクレオチドが前記細胞内標的と相互作用することを可能にし、それにより前記細胞内標的の活性を調節することを含んでなる方法。
[82] [60]〜[77]の何れか1項に記載の組成物であって、前記ミセルが±5mVの間にあるゼータ電位を有する組成物。
[83] [60]〜[77]の何れか1項に記載の組成物であって、前記ミセルが±2mVの間にあるゼータ電位を有する組成物。

Claims (20)

  1. ポリヌクレオチドと会合したブロック共重合体を含んでなる組成物であって、前記ブロック共重合体は組成的に異なる第一、第二および第三のブロックを含み、
    前記第一のブロックは次式Ia−1の親水性ポリマーブロックであり、
    Figure 0005766611
    ここで、
    、A、およびAの各々は、−C−C−、−C−、−C(O)(C)C(O)O−、−O(C)C(O)−、および−O(C)O−からなる群から独立に選択され;
    aは、1〜4であり;
    bは、2〜4であり;
    、Y、およびYは、共有結合、(1C−10C)アルキル−、(3C−6C)シクロアルキル、O−(1C−10C)アルキル、−C(O)O(2C−10C)アルキル−、−OC(O)(1C−10C)アルキル−、−O(2C−10C)アルキル−、−S(2C−10C)アルキル−、−C(O)NR(2C−10C)アルキル−、およびアリールからなる群から独立に選択され、これらは何れも任意に置換され;
    6a、R、Rで完全には置換されないA〜Aの四価炭素原子およびY〜Yは、適切な数の水素原子で完成されており;
    各R6a、R、およびRは、水素、−CN、アルキル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロ環アルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群から独立に選択され、それらは何れも1以上のフッ素原子で任意に置換されてよく;
    は、ヒドロキシ、ポリオキシル化アルキル、ポリエチレングリコール
    、ポリプロピレングリコール、およびチオールからなる群から選択される残基であり;
    は、アミノ、アルキルアミノ、アンモニウム、アルキルアンモニウム、グアニジン、イミダゾリル、ピリジル、カルボキシル、スルホンアミド、ボロネート、ホスホネート、およびホスフェートからなる群から選択される残基であり;
    は、アジド、アルキン、スクシンイミドエステル、テトラフルオロフェニルエステル、ペンタフルオロフェニルエステル、p-ニトロフェニルエステル、ピリジルジスルフィド、アルデヒド、ケトン、ガラクトース、N−アセチルガラクトサミン、フォレート、およびRGDペプチドからなる群から選択される;
    gは、0〜1であり;
    hは、0〜1未満であり;
    kは、0〜1であり;ここで、g+h+k=1であり;および
    yは、1〜100kDaであり;
    前記第二のブロックは次式Ibからなり、前記第一および第三のブロックの間に位置し且つポリヌクレオチドと結合しており、
    Figure 0005766611
    ここで、
    およびAは、−C−C−、−C−、−C(O)(C)C(O)O−、−0(C)C(O)−および−O(C)O−からなる群から選択され;
    aは、1〜4であり;
    bは、2〜4であり;
    およびYは、共有結合、(1C−10C)アルキル−、−C(O)O(2C−10C)アルキル−、−OC(O)(1C−10C)アルキル−、−O(2C−10C)アルキル−、−S(2C−10C)アルキル−、および−C(O)NR(2C−10C)アルキル−からなる群から独立に選択され;
    〜RおよびY〜Yで完全に置換されないA〜Aの四価炭素原子は、適切な数の水素原子で完成され;
    各R、R、およびRは、水素、−CN、アルキル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロ環アルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群から独立に選択され、それらは何れも1以上のフッ素原子で任意に置換されてよく;
    は、アミノ、アルキルアミノ、アンモニウム、アルキルアンモニウム、グアニジン、イミダゾリル、ピリジル、アジド、アルキン、スクシンイミドエステル、テトラフルオロフェニルエステル、ペンタフルオロフェニルエステル、p−ニトロフェニルエステル、ピリジルジスルフィド、および水素からなる群から選択される残基であり;
    は、アミノ、アルキルアミノ、アンモニウム、アルキルアンモニウム、グアニジン、イミダゾリル、ピリジル、カルボキシル、スルホンアミド、ボロネート、ホスホネート、ホスフェート、ヒドロキシ、ポリオキシル化アルキル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、およびチオールからなる群から選択される残基であり;
    mは、0〜1.0未満であり;
    nは、0超〜1.0であり;ここでm+n=1であり;および
    vは、1〜25kDaであり;
    前記第三のブロックは次式Icの疎水性ポリマーブロックであり、
    Figure 0005766611
    ここで、
    、AおよびAは、−C−C−、−C−、−C(O)(C)C(O)O−、−O(C)C(O)−および−O(C)O−からなる群から独立に選択され;
    aは、1〜4であり;
    bは、2〜4であり;
    は、水素、(1C−10C)アルキル、(3C−6C)シクロアルキル、O−(1C−10C)アルキル、−C(O)O(1C−10C)アルキル、C(O)NR(1C−10C)およびアリールからなる群から選択され、それらは何れも1以上のフッ素基で任意に置換され;
    は、共有結合、(1C−10C)アルキル−、−C(O)O(2C−10C)アルキル−、−OC(O)(1C−10C)アルキル−、−O(2C−10C)アルキル−、−S(2C−10C)アルキル−および−C(O)NR(2C−10C)アルキル−からなる群から選択され;
    は、共有結合、(1C−10C)アルキルおよび(6C−10C)アリールからなる群から選択され;
    〜RおよびY〜Yで完全に置換されていないA〜Aは、適切な数の水素原子で完成され;
    各R、R、およびRは、水素、−CN、アルキル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロ環アルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群から独立に選択され、それらは何れも1以上のフッ素原子で任意に置換されてよく;
    は、アミノ、アルキルアミノ、アンモニウム、アルキルアンモニウム、グアニジン、イミダゾリル、およびピリジルからなる群から選択され;
    は、カルボキシル、スルホンアミド、ボロネート、ホスホネート、およびホスフェートからなる群から選択され;
    pは、0.1〜0.9であり;
    qは、0.1〜0.9であり;
    rは、0〜0.8であり;ここでp+q+r=1であり;および
    wは、1〜50kDaである。
  2. 請求項1に記載の組成物であって、前記疎水性の第一のブロックは次式Ia−2に対応する構造を有する組成物:
    Figure 0005766611
    ここで、
    は、−C−C−、−C−、−C(O)(C)C(O)O−、−O(C)C(O)−、および−O(C)O−からなる群から選択され;
    aは、1〜4であり;
    bは、2〜4であり
    は、共有結合、(1C−10C)アルキル−、(3C−6C)シクロアルキル、O−(1C−10C)アルキル、−C(O)O(2C−10C)アルキル−、−OC(O)(1C−10C)アルキル−、−O(2C−10C)アルキル−、−S(2C−10C)アルキル−、−C(O)NR(2C−10C)アルキル−、およびアリールからなる群から選択され、これらの何れもが任意に置換され;
    完全にはR6aで置換されないAの四価炭素原子およびYは、適切な数の水素原子で完成され;
    各R6aは、水素、−CN、アルキル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロ環アルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群から独立に選択され、それらの何れもが1以上のフッ素原子で任意に置換されてよく;
    は、ヒドロキシ、ポリオキシル化アルキル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびチオールからなる群から選択される残基であり;および
    yは、1〜30kDaである。
  3. 請求項1に記載の組成物であって、前記第一または第二のブロックは、次式IIIのモノマーの重合または共重合に由来する反復単位を含む組成物;
    Figure 0005766611
    ここで、
    Xは、(CRであり、ここでのmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位はNR、ORまたはSRで任意に置換され、
    Yは、O、NR、またはCRであり、
    各R、R、RおよびRは、水素、ハロゲン、任意に置換されたC−Cアルキル、ガラクトース、N−アセチルガラクトサミン、フォレート、およびRGDペプチドからなる群から独立に選択され;
    は、水素および任意に置換されたC−Cアルキルからなる群から選択され;
    nは、2〜20の整数であり;
    は、(CRであり、ここでmは0〜10であり、また1以上の(CR)単位はNR、ORまたはSRで任意に置換される。
  4. 請求項1に記載の組成物であって、前記第一ブロックは、メタクリル酸ポリエチレングリコールのモノマー残基(PEGMAの重合または共重合に由来する反復単位を含む組成物。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載の組成物であって、前記第一のブロックは組成的に異なる2以上の反復単位を含んでなるランダム共重合体である組成物。
  6. 請求項1に記載の組成物であって、前記第二のブロックは次式1に対応する反復単位を含んでなる組成物;
    Figure 0005766611
    ここで、
    各XおよびXは、水素であり、Xは、水素またはアルキルであり、Xは、−C(O)OX45であり、且つX45はジスルフィド置換アルキル部分である。
  7. 請求項6に記載の組成物であって、X45はピリジルジスルフィド置換エチルである組成物。
  8. 請求項6に記載の組成物であって、X45はポリヌクレオチドを含んでなり、該ポリヌクレオチドはX45を介して前記組成物に共有結合されている組成物。
  9. 請求項1に記載の組成物であって、前記第二のブロックは組成的に異なる2以上の反復単位を含む組成物。
  10. 請求項1に記載の組成物であって、前記第三のブロックは次式1Aに対応する反復単位を含んでなる組成物;
    Figure 0005766611
    ここで、
    *は、式1Aの反復単位の他の反復単位への結合点を意味し、Xはアルキルである。
  11. 請求項1または10に記載の組成物であって、前記第三のブロックは次式1Eに対応する反復単位を含んでなる組成物;
    Figure 0005766611
    ここで、
    *は、式1Eの反復単位の他の反復単位への結合点を意味し、各XおよびX47は独立にアルキルである。
  12. 請求項1、10または11に記載の組成物であって、前記第三のブロックは次式1Cに対応する反復単位を含んでなる組成物;
    Figure 0005766611
    ここで、
    *は、式1Cの反復単位の他の反復単位への結合点を意味し、Xはアルキルであり、またX48はアミノ置換アルキルである。
  13. 請求項1に記載の組成物であって、前記第三のブロックは、(C−C)アルキルアクリル酸の重合に由来するアニオン性反復単位を含んでなる組成物。
  14. 請求項13に記載の組成物であって、前記アニオン性反復単位はプロピルアクリル酸の重合に由来する組成物。
  15. 請求項1〜14のいずれかに記載の組成物であって、前記ポリヌクレオチドがデオキシリボヌクレオチド、siRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ダイサー基質、miRNA、aiRNAまたはshRNAである組成物。
  16. 請求項1〜14のいずれかに記載の組成物であって、前記ポリヌクレオチドがsiRNAである組成物。
  17. ポリヌクレオチドの細胞内送達のための医薬の製造における請求項1〜16のいずれかに記載の組成物の使用。
  18. ポリヌクレオチドの細胞内送達のための方法であって、請求項1〜16のいずれかに記載の組成物を、第一のpHにおいて媒質中で細胞表面と接触させることと;該組成物をエンドサイトーシスを介して前記細胞におけるエンドソーム膜の中に導入することと;該エンドソーム膜を不安定化し、それにより前記組成物または前記ポリヌクレオチドを前記細胞の細胞質へ送達することを含んでなる方法。
  19. 請求項1に記載の組成物であって、前記ブロック共重合体が、以下のものである組成物:
    [Ga]−[HPMA−PDSMA]−[B−P−D];
    [Ga−MAA]−[HPMA−PDSMA−MAA]−[B−P−D];
    [NAcGa]−[HPMA−PDSMA]−[B−P−D];
    [NAcGa−MAA]−[HPMA−PDSMA−MAA]−[B−P−D];
    [Ga]−[D]−[B−P−D];
    [NAcGa]−[D]−[B−P−D];
    [Ga−MAA]−[D]−[B−P−D];
    [NAcGa−MAA]−[D]−[B−P−D];
    [Ga−D]−[D]−[B−P−D];
    [NAcGa−D]−[D]−[B−P−D];
    [Ga]−[PA]−[B−P−D];
    [Ga]−[HPMA−PA]−[B−P−D];
    [Ga−MAA]−[PA]−[B−P−D];
    [Ga−MAA]−[HPMA−PA]−[B−P−D];
    [Ga−D]−[PA]−[B−P−D];
    [Ga−D]−[HPMA−PA]−[B−P−D];
    [NAcGa]−[PA]−[B−P−D];
    [NAcGa]−[HPMA−PA]−[B−P−D];
    [NAcGa−MAA]−[PA]−[B−P−D];
    [NAcGa−MAA]−[HPMA−PA]−[B−P−D];
    [NAcGa−D]−[PA]−[B−P−D];
    [NAcGa−D]−[HPMA−PA]−[B−P−D]
    フォレート[PEG]−[HPMA−PDSMA]−[D−B−P];または
    フォレート[PEG]−[HPMA−MAA−PDSMA]−[D−B−P]
    (ここで、Bはメタクリル酸ブチルのモノマー残基であり、Pはアクリル酸プロピルのモノマー残基であり、Dはメタクリル酸ジメチルアミノエチルのモノマー残基であり、PEGMAはメタクリル酸ポリエチレングリコールのモノマー残基であり、HPMAはN−(2−プロピル)メタクリルアミドまたはN−メタクリル酸プロピルのモノマー残基であり、PAは一級アミノ基含有モノマー残基であり、NAcGalはN−アセチルガラクトース−PEG−ビニルモノマー由来のモノマー残基であり、Galはガラクトース−PEG−ビニルモノマー由来のモノマー残基であり、PDSMAはメタクリル酸2−(2−ピリジニルジスルファニル)エチルまたは2−(2−ピリジニルジスルファニル)エチルメタクリルアミド由来のモノマー残基であり、MAAはメチルアクリル酸由来のモノマー残基であり、PEGはポリエチレングリコールであり、また、フォレートは葉酸残基である。)
  20. 請求項1に記載の組成物であって、前記ブロック共重合体が、以下のものである組成物
    フォレート−[PEG]2K−[HPMA90−PDSMA1012.0K−[D25−B50−P2530K
    フォレート−[PEG]2K−[HPMA90−MAA10−PDSMA1012.0K−[D25−B50−P2530K
    [PEGMA70−MAA(NHS)30]−[DMAEMA]−[B−P−D];
    [DMAEMA70−MAA(NHS)30]−[DMAEMA]−[B−P−D];
    [GAL]−[HPMA90−PDSMA10]−[D25−B50−P25];または
    [GAL90−MAA10]−[HPMA80−PDSMA10−MAA10]−[D25−B50−P25
    (ここで、Bはメタクリル酸ブチルのモノマー残基であり、Pはアクリル酸プロピルのモノマー残基であり、Dはメタクリル酸ジメチルアミノエチルのモノマー残基であり、PEGMAはメタクリル酸ポリエチレングリコールのモノマー残基であり、HPMAはN−(2−プロピル)メタクリルアミドまたはN−メタクリル酸プロピルのモノマー残基であり、Galはガラクトース−PEG−ビニルモノマー由来のモノマー残基であり、PDSMAはメタクリル酸2−(2−ピリジニルジスルファニル)エチルまたは2−(2−ピリジニルジスルファニル)エチルメタクリルアミド由来のモノマー残基であり、MAAはメチルアクリル酸由来のモノマー残基であり、MAA(NHS)はメチルアクリル酸−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル由来のモノマー残基であり、PEGはポリエチレングリコールであり、また、フォレートは葉酸残基である。)
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