JP6275707B2 - 粘膜付着性ナノ粒子送達系 - Google Patents

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Description

「関連出願の相互参照」
本出願は、参照により本明細書中にその全体が組み込まれている2012年6月20日に出願された米国特許仮出願第61/690,127号の優先権の利益を主張するものである。
本開示は全般的に、粘膜付着性ナノ粒子送達系に関する。ナノ粒子は、粒子の安定性を実質的に損なうことなく粘膜部位におけるナノ粒子の制御された標的化および付着のために調整することができる。本開示はまた、ナノ粒子の調製において有用な構成要素、ならびにそれに関連した組成物、方法、プロセス、商業的パッケージ、キットおよび使用に関する。
活性成分の制御放出を伴う患者への薬物の送達は数十年間研究の活発な領域であり、ポリマー科学における多くの最近の発展によって活発化されてきた。制御放出ポリマー系は他の薬物送達方法より長期間にわたる最適な範囲の薬物レベルを実現するように設計され、これによって薬物の有効性を向上させ、患者のコンプライアンスに伴う問題を最小化することができる。
ナノ技術および医薬の融合であるナノ医薬は、通常の薬物送達方法と関連する難題に取り組む最も有望なアプローチの1つである。過去十年間において、ポリマーナノ粒子(NP)から構築された薬物送達システムは、ナノ医薬の分野における進展の土台であった。様々なタイプのポリマー材料が、NP薬物送達の用途のために研究されてきた。
PLGA-PEGは、生分解性薬物送達システムを作製するために最も広範に使用されるポリマーである。PLGA-PEGブロックコポリマーの自己アセンブリーは一般に、150nm超のサイズのNPを生じさせる(Karnik、2008年)。より小さな粒子を合成することができるが、これらには一般にカプセル化される薬物が少ない、および薬物放出が速いという欠点がある(Karnik、2008年)。本発明者らは、PLGA-PEGにおける典型的な最大薬物添加量が、7.1量%(wt/wt)であることが見出されたことを報告した(Verma、2012年、参照により本明細書中にその全体が組み込まれている)。他のPEGをベースとするポリマーは、4.3〜11.2%(wt/wt)の範囲の薬物添加量を示した(Shuai、2004年;He、2010年;Missirlis、2006年)。
ナノ粒子は、小分子薬物ならびにタンパク質およびペプチド薬物および核酸の投与において使用される持続放出ビヒクルとして開発されてきた。薬物は典型的には、生分解性および生体適合性であるポリマーマトリックス中にカプセル化される。ポリマーが分解するにつれ、かつ/または薬物がポリマーから拡散するにつれ、薬物は体内に放出される。典型的には、これらの粒子の調製において使用されるポリマーは、ポリエステル、例えば、ポリ(ラクチド-co-グリコリド)(PLGA)、ポリグリコール酸、ポリ-ベータ-ヒドロキシブチレート、ポリアクリル酸エステルなどである。これらの粒子はまた、身体による分解から薬物を保護することができる。さらに、これらの粒子は、多種多様の投与経路を使用して投与することができる。ナノ粒子薬物担体を合成するために使用される様々なタイプの材料が、例えば、米国特許第2011/0300219号において開示されてきた。標的化された送達のための両親媒性化合物が補助するナノ粒子は、例えば、米国特許第2010/0203142号において開示されてきた。
制御放出ポリマー系を標的化すること(例えば、特定の組織もしくは細胞型を標的とする、または特定の患部組織を標的とするが、正常組織は標的としない)が望ましい。これによって、標的部位における薬物効果を増強し、標的とされない身体組織に存在する薬物の量を低減することができる。したがって、有効な薬物の標的化によって、特定の疾患または状態を処置するために投与される薬物の量を低減することが可能であり得、望ましくない副作用をまた低減し得る。
様々な利益を、粘膜組織を介した治療剤の送達によって得ることができる。例えば、粘膜の送達は一般に非侵襲性であり、それによって静脈内、筋内、または皮下送達手段の不快な態様を回避する。粘膜組織への治療剤の適用はまた、初回通過代謝の効果および循環免疫細胞によるクリアランスを低減させることができる。しかし、投与の部位から塗布された治療剤をクリアランスする天然体液の傾向を考慮すれば、粘膜部位、例えば、とりわけ、目、鼻、口、胃、腸、直腸、膣、または肺への治療剤の投与は、問題があり得る。
局所投与は、目に影響を与える疾患および状態、例えば、角膜疾患を処置するために用いられる最も一般の送達方法である。一般の局所製剤、例えば、点眼薬または軟膏剤は、鼻涙管を通る急速な排液、涙液交換によるほぼ絶え間ない希釈、および角膜上皮を越える薬物透過性の低さによる、低い眼への生物学的利用率のために苦戦している。その結果、局所製剤は通常、治療有効性を達成するために毎日複数回投与され、より高い副作用の可能性および患者のコンプライアンスの低下をもたらす。
最近、NPを薬物担体として使用する製剤が、局所投与方法と関連する制限を克服することが提唱されてきた。NP担体は、水中での薬物の安定性を改善させ、かつまたカプセル化された化合物を制御された様式で放出することによって薬物活性を延長させることが示されてきた(Ludwig、2005年;Nagarwal、2009年;Liu、2012年)。生分解性ポリマー、例えば、ポリ(乳酸-co-グリコール酸)(PLGA)を使用して製剤されたNPが、眼への局所薬物送達用途のために試験されてきた(Diebold、1990年;Zimmer、1995年)。ポリ(エチレングリコール)をベースとするNPは、生理学的環境における薬物担体系の安定性を改善させるこれらの能力によって相当注目されてきた(Bazile、1995年;Dhar、2008年;Dong、2007年;Esmaeili、2008年)。
表面機能化されたNP薬物送達システムの合成が探究されてきた。粘膜付着を達成するために、合成は典型的には2段階合成を必要とし、ここでは第1の段階は、NPの形成が関与し、一方、第2の段階は、これらのNPの表面上へのリガンドのコンジュゲーションが関与する。最近、新規な技術によって、NPの形成および表面機能化を1ステップで達成することができる1ステップ合成を使用した標的化NPの形成が示されてきた(参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第8,323,698号)。この技術は、最小の標的化リガンドが必要とされる用途について、例えば、全身免疫原性を最小化するために表面上の標的化リガンドの数を制御しなければならない全身ボーラス注射について、特に有用である。1ステップ方法を使用してナノ粒子が形成されるとき、ナノ粒子のコア内で標的化リガンドを検出し得る。このように、最大の標的化が望ましい場合は、この方法論は理想的ではないことがあり得る。
ポリマーNPの表面を、眼粘膜に選択的に結合することができる分子リガンドで機能化して、前角膜での薬物保持を増加させた(du Toit、2011年;Khutoryanskiy、2011年;Shaikh、2011年)。現在まで、粘膜付着を達成するために最も広範に使用される方法は、角膜のムチンの負に帯電しているシアル酸部分およびカチオン性ポリマー、例えば、キトサンの間の静電相互作用を活用する(Sogias、2008年)。しかし、静電相互作用は、涙液中の様々な対イオンによって妨げられ、涙液交換によるこれらのNPのクリアランスをもたらし得る。
いくつかの分子標的化基が、ヒト粘膜内層を標的化するためにこれまで示唆されてきた。2011年12月8日に出願された「pH-sensitive mucoadhesive film-forming gels and wax-film composites suitable for topical and mucosal delivery of molecules」という名称の米国特許第7,803,392B2号;2005年9月8日に出願された「Mucoadhesive drug delivery devices and methods of making and using thereof」という名称の米国特許第2005/0196440号;2005年12月22日に出願された「Mucoadhesive and bioadhesive polymers」という名称の米国特許第2005/0281775号;2008年12月11日に出願された「Mucoadhesive vesicles for drug delivery」という名称の欧州特許出願公開第2167044A1号;2009年9月17日に出願された「Mucoadhesive nanocomposite delivery system」という名称のWO2005/117844;2010年2月18日に出願された「Bi-functional co-polymer use for ophthalmic and other topical and local applications」という名称のWO2010/096558;2012年7月30日に出願された「Enteric-coated capsule containing cationic nanoparticles for oral insulin delivery」という名称の米国特許第2013/0034602号;2011年4月15日に出願された「Nanoparticles comprising half esters of poly (methyl vinyl ether-co-maleic anhydride) and uses thereof」という名称の欧州特許出願公開第2510930A1号;2007年10月26日に出願された「Mucoadhesive nanoparticles for cancer treatment」という名称の米国特許第8242165B2号;1992年5月29日に出願された「Pharmaceutical controlled-release composition with bioadhesive properties」という名称の欧州特許第0516141B1号;1998年1月14日に出願された「Chitosan-gelatin a microparticles」という名称のWO1998/030207A1;2004年6月17日に出願された「Hyaluronic acid nanoparticles」という名称の欧州特許第1652517B1号;2012年8月20日に出願された「Pharmaceutical composition of nanoparticles」という名称の米国特許第8361439B1号。しかし、これらの文献は、粘液を分泌する内層との物理的相互作用(例えば、カチオン性キトサン材料と負に帯電しているムチン層との間の静電相互作用)を受ける粘膜付着性材料を記載しているのみである。物理的相互作用の主要な不利益は、共有結合的相互作用と比較して非特異的で非常により弱いということである。
いくつかの研究は、粘膜組織に共有結合する可能性を有する分子標的化基について報告してきた。ホウ素に付着したフェニル置換基および2つのヒドロキシル基を含有するフェニルボロン酸(PBA)は、生理学的pHでシアル酸のジオール基と複合体を形成することが報告されてきた(Matsumoto、2010年;Matsumoto、2010年;Matsumoto、2009年)。粘膜に共有結合することができる別のクラスの分子は、ポリマーのチオマー(thiomers)である(Ludwig、2005年)。これらのチオマーは、粘膜のシステインに富んだサブドメインと共有結合的ジスルフィド連結を形成することができる(Khutoryanskiy、2010年)。ポリマーのチオマーの典型的な例には、下記のコンジュゲートが含まれる。ポリ(アクリル酸)/システイン(Gugg、2004年)、キトサン/N-アセチルシステイン(Schmitz、2008年)、アルギネート/システイン(Bernkop-Schnurch、2008年)、キトサン/チオ-グリコール酸(Sakloetsakun、2009年)およびキトサン/チオエチルアミジン(Kafedjiiski、2006年)。最近の研究はまた、アクリレート末端基を有するポリマーがまた、粘膜のチオール部分にマイケル付加によって結合することができることを示唆した(Davidovich-PinhasおよびBianco-Peled、2010年)。この研究は、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレートが、生理学的条件下で抽出したばかりのブタの小腸のムチンのチオール基と安定的な共有結合的連結を形成したことを示し、これはNMRによる性質決定を使用して確認された。
2012年6月20日に出願された米国特許仮出願第61/690,127号 米国特許第2011/0300219号 米国特許第2010/0203142号 米国特許第8,323,698号 2011年11月8日に出願された「pH-sensitive mucoadhesive film-forming gels and wax-film composites suitable for topical and mucosal delivery of molecules」という名称の米国特許第7,803,392B2号 2005年9月8日に出願された「Mucoadhesive drug delivery devices and methods of making and using thereof」という名称の米国特許第2005/0196440号 2005年11月22日に出願された「Mucoadhesive and bioadhesive polymers」という名称の米国特許第2005/0281775号 2008年11月11日に出願された「Mucoadhesive vesicles for drug delivery」という名称のEP2167044A1 2009年9月17日に出願された「Mucoadhesive nanocomposite delivery system」という名称のWO2005/117844 2010年2月18日に出願された「Bi-functional co-polymer use for ophthalmic and other topical and local applications」という名称のWO2010/096558 2012年7月30日に出願された「Enteric-coated capsule containing cationic nanoparticles for oral insulin delivery」という名称の米国特許第2013/0034602号 2011年4月15日に出願された「Nanoparticles comprising half esters of poly (methyl vinyl ether-co-maleic anhydride) and uses thereof」という名称の欧州特許出願公開第2510930A1号 2007年10月26日に出願された「Mucoadhesive nanoparticles for cancer treatment」という名称の米国特許第8242165B2号 1992年5月29日に出願された「Pharmaceutical controlled-release composition with bioadhesive properties」という名称の欧州特許第0516141B1号 1998年1月14日に出願された「Chitosan-gelatin a microparticles」という名称のWO1998/030207A1 2004年6月17日に出願された「Hyaluronic acid nanoparticles」という名称の欧州特許第1652517B1号 2012年8月20日に出願された「Pharmaceutical composition of nanoparticles」という名称の米国特許第8361439B1号
Allison Dev. Biol. Stand. 92:3〜11頁、1998年 Unkelessら、Annu. Rev. Immunol.6:251〜281頁、1998年 Phillipsら、Vaccine 10:151〜158頁、1992年
粘膜部位へのペイロードの制御された送達のための標的化したナノ粒子送達系を提供することが望ましい。特に、ペイロードの持続放出を実現するのに十分な期間の間、粘膜部位において保持できる改善された粘膜付着性送達系を提供することが望ましい。送達系の安定性を実質的に損なうことなしに、標的化および付着の程度を制御することができるように、このような送達系を調整することができることが特に望ましい。
本開示は全般的に、粘膜付着性ナノ粒子送達系に関する。
第1の態様において、本開示は、粘膜部位へのペイロードの送達に有用なナノ粒子組成物を提供し、ナノ粒子は、複数の両親媒性巨大分子を含み、巨大分子は、疎水性ポーション;複数の機能的部分を含む親水性ポーション;および粘膜標的化部分を含み、親水性ポーション上の前記機能的部分の少なくとも一部は、粘膜標的化部分にコンジュゲートしている。
さらなる態様において、本開示は、粘膜部位へのペイロードの送達に有用なナノ粒子組成物を提供し、ナノ粒子は、複数の両親媒性巨大分子を含み、巨大分子は、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリ(ラクチド-co-グリコリド)、ポリ(ε-カプロラクトン)、またはこれらの組合せから選択される生体適合性ポリマーを含む疎水性ポーション;多糖、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、またはこれらの組合せから選択される生体適合性ポリマーを含む親水性ポーション、ここで前記親水性ポーションは、複数の機能的部分を含む;およびフェニルボロン酸(PBA)誘導体、チオール誘導体またはアクリレート誘導体から選択される粘膜標的化部分を含み、親水性ポーションの前記機能的部分の少なくとも一部は、粘膜標的化部分にコンジュゲートしている。
さらなる実施形態において、粘膜部位へのペイロードの送達に有用なナノ粒子組成物を提供し、ナノ粒子は、複数の両親媒性巨大分子を含み、巨大分子はそれぞれ、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリ(ラクチド-co-グリコリド)、ポリ(ε-カプロラクトン)、またはこれらの組合せから選択される疎水性生体適合性ポリマー、ここで前記疎水性ポリマーは、ナノ粒子のコアを形成する;複数の機能的部分を有する、多糖、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、またはこれらの組合せから選択される親水性生体適合性ポリマー、ここで前記親水性ポーションは、ナノ粒子のシェルを形成する、を含み、機能的部分の少なくとも一部は、フェニルボロン酸(PBA)誘導体、チオール誘導体またはアクリレート誘導体から選択される粘膜標的化部分にコンジュゲートしている。
さらなる実施形態において、粘膜部位へのペイロードの送達に有用なナノ粒子組成物を提供し、ナノ粒子は、複数の両親媒性巨大分子を含み、巨大分子は、ポリラクチドを含む疎水性ポーション;複数の機能的部分を有する親水性ポーション、ここで前記親水性ポーションは、デキストランを含む;およびフェニルボロン酸(PBA)誘導体である粘膜標的化部分を含み、親水性ポーションの前記機能的部分の少なくとも一部は、粘膜標的化部分にコンジュゲートしている。
さらなる実施形態において、粘膜部位へのペイロードの送達に有用なナノ粒子組成物を提供し、ナノ粒子は、複数の両親媒性巨大分子を含み、巨大分子はそれぞれ、複数の機能的部分を有する親水性デキストランポリマーにコンジュゲートした疎水性ポリラクチドポリマーを含み、前記機能的部分の少なくとも一部は、フェニルボロン酸(PBA)誘導体にコンジュゲートしている。
さらなる実施形態において、デキストラン-p-PLAブロックコポリマーを提供し、デキストラン上の官能基の少なくとも一部は、粘膜部位における標的と高親和性結合を形成することができる標的化部分にコンジュゲートしている。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、ポリラクチドをデキストランにコンジュゲートして、ナノ粒子を形成し、それに続いて、デキストランの機能的部分の少なくとも一部をPBA誘導体にコンジュゲートすることによってナノ粒子を表面機能化することによって形成され、PBA誘導体の所望の表面密度を達成する。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、ポリラクチドをデキストランにコンジュゲートしてナノ粒子を形成し、それに続いて、PBAの実質的に全てがシェル中/ナノ粒子の表面上に位置するように、デキストランの機能的部分とPBAとを反応させることによって形成される。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子のコアは、標的化部分を実質的に含有しない。
別の態様において、本明細書において定義するようなナノ粒子組成物、および薬学的に許容される担体を含む医薬組成物を提供する。
別の態様において、粘膜表面へのペイロードの送達のための粘膜付着性送達系を提供し、送達系は、本明細書に定義されているようなナノ粒子組成物;薬学的に許容される担体;およびペイロードを含む。
別の態様において、有効量の本明細書に記載のナノ粒子組成物または医薬組成物を対象に投与することを含む、疾患または状態を処置または予防する方法を提供する。
別の態様において、治療剤を粘膜部位に投与することによって処置されることができる疾患を処置するために、本明細書に記載のナノ粒子組成物または医薬組成物の使用を提供する。
別の態様において、治療剤を粘膜部位に投与することによって処置されることができる疾患を処置するために、医薬の製造における本明細書に記載のナノ粒子組成物の使用を提供する。
別の態様において、治療剤を粘膜部位に投与することによって処置されることができる疾患を処置することにおける使用のために、本明細書に記載のナノ粒子組成物または医薬組成物を提供する。
別の態様において、疾患の処置において使用するための使用説明書と一緒に、本明細書に記載のナノ粒子組成物または医薬組成物を含む商業的パッケージを提供する。
別の態様において、粘膜部位へのペイロードの送達に有用なナノ粒子組成物を調製する方法を提供し、方法は、
a)親水性ポーションおよび疎水性ポーションを含む両親媒性巨大分子を調製すること、ここで親水性ポーションは、複数の機能的部分を含む、と;b)適切な条件下で複数の前記巨大分子を集合させて、疎水性コアおよび親水性シェルを有するナノ粒子を形成することと;c)疎水性ポーション上の前記機能的部分の少なくとも一部を粘膜標的化部分にコンジュゲートすることとを含み、表面機能化したナノ粒子をもたらす。
本開示の他の態様およびフィーチャは、添付の図面と併せて特定の実施形態の以下の説明を概観することによって当業者には明らかとなる。
添付した図面を参照して本開示の実施形態をこれからほんの一例として記載する。
ブロックコポリマー合成の様々なステップにおけるNMRスペクトルである。a)I.デキストラン、6kDa(D2O)、II.デキストラン-NH-Et-NH-Boc(D2O)、III.デキストラン-NH-Et-NH2(D2O)、IV.PLA、20kDa(DMSO-d6)、V.デキストラン-Et-PLA、またはPLA20-Dex6(DMSO-d6)のプロトンNMR;b)デキストランおよびPLAのコンジュゲーションを確認するブロックコポリマーI.PLA、20kDa、II.デキストラン、6kDa、III.Dex-Et-PLA(PLA20-Dex6)の炭素NMR。 デキストラン-b-PLAのNPの粒径および形態を示す:a)MW、10kDa(赤色)、20kDa(緑色)および50kDa(青色)を有するPLA、ならびにMW、1.5kDa、6kDaおよび10kDaを有するデキストランを使用した、9種の異なるポリマーから形成されたNPのサイズに対するPLAおよびデキストランのMWの効果。黒色のバーは、各ブロックコポリマーの粒径の標準偏差を表す;b)ナノ粒子の球状の形状を示すためのPLA20-Dex6のNPのTEM像(スケールバーは100nmである)。 NPへの薬物カプセル化のグラフである:a)ナノ沈殿を使用したDex-b-PLAおよびPLGA-PEGのNPへのドキソルビシンカプセル化の効率性、ならびにb)対応する薬物添加重量%。ベタの灰色のカラムは、PLA20-Dex6のNPについてであり、ベタの白色のカラムは、PLA20-Dex10のNPについてであり、斜線のパターンのカラムは、PLGA-PEGのNPについてである(n=3;平均±S.D)。 PBS中で37℃にて行ったDex-b-PLAおよびPLGA-PEGのNPからのインビトロのドキソルビシンの累積的放出プロファイルのグラフである。ベタの四角(■)は、PLA20-Dex10についてであり、ベタの丸(●)は、PLA20-Dex6についてであり、ベタの三角(▲)は、PLGA-PEGのNPについてである(n=3;平均±S.D)。 血液中の理論的な投与された用量に関連する濃度についてのDex-b-PLAおよびPLGA-PEGのNPの溶血活性のグラフである。ヒツジ赤血球中で、VBSを陰性対照として使用し、脱イオン水を陽性対照として使用した。ベタの灰色のカラムは、PLA20-Dex6のNPについてであり、ベタの白色のカラムは、PLA20-Dex10のNPについてであり、斜線のパターンのカラムは、PLGA-PEGのNPについてである(n=3;平均±S.D)。 ラットに30mg/kgでi.v.投与された、デキストラン-b-PLAおよびPLGA-PEGのNPの薬物動態プロファイルを例示するグラフである。血液中のNP濃度は、[3H]-PLA-放射標識したナノ結晶を使用して追跡した。ベタの四角(■)は、PLA20-Dex10についてであり、ベタの丸(●)は、PLA20-Dex6についてであり、ベタの三角(▲)は、PLGA-PEGのNPについてである(n=5、平均±S.D)。 注射24時間後のラットの様々な臓器におけるデキストラン-b-PLAおよびPLGA-PEGのNPの体内分布を例示するグラフである。ベタの灰色のカラムは、PLA20-Dex6のNPについてであり、ベタの白色のカラムは、PLA20-Dex10のNPについてであり、斜線のパターンのカラムは、PLGA-PEGのNPについてである(n=5、平均±S.D)**:p<0.01。 クリアランス機序、例えば、涙液による希釈および涙液交換を回避する、眼粘膜上への微粒子を使用する粘膜付着の略図である。粘膜付着性薬剤は、ナノ粒子担体の表面の至る所に存在する。 クリアランス機序、例えば、涙液による希釈および涙液交換を回避する、眼粘膜上に存在するシアル酸残基上へのPBA修飾されたデキストラン-b-PLAのNPの粘膜付着の略図である。 様々なナノ粒子の表面上の標的化部分を有する粘膜付着性ナノ粒子の構造の略図である。ナノ粒子の表面への標的化部分のコンジュゲーションのための複数の部位の存在は、標的化のための高い程度の調整能を実現する。 2ステップアプローチ:デキストランの過ヨウ素酸酸化、および酸化されたデキストラン上のアルデヒド基とPBAのアミン基とのコンジュゲーションを使用した、PBAによるNPの表面修飾を示した一実施形態の略図である。 Dex-b-PLAポリマー鎖上のPBAの存在についての1H NMRによる検証を示す。 Dex-b-PLA＿PBAのNPの球状形態を示す。 Dex-b-PLAポリマー鎖上のシステアミンの存在の1H NMRによる検証を示し、これはNPの表面上のチオール基を明らかにする。 PBAによる表面修飾の後の、Dex-b-PLAのNPのPAS染色法を使用して測定した増強された粘膜付着特性を示す。 インビトロの実験において、13.7%(wt/wt)までの薬物シクロスポリンAを添加するDex-b-PLA＿PBAのNPの能力、および持続する様式で5日間までこれらを放出するDex-b-PLA＿PBAのNPの能力を示す。 インビトロの実験において、13.7%(wt/wt)までの薬物シクロスポリンAを添加するDex-b-PLA＿PBAのNPの能力、および持続する様式で5日間までこれらを放出するDex-b-PLA＿PBAのNPの能力を示す。 様々な生理活性剤をカプセル化するDex-b-PLAのNPの能力を示す。オロパタジンおよびドキソルビシンを、Dex-b-PLAのNP中にカプセル化した。ドルゾラミド、ブリンゾラミド、およびナタマイシンを、Dex-b-PLA＿PBAのNP中にカプセル化した。 インビトロの実験においてドルゾラミド(緑内障の処置において使用される)を持続する様式で18時間まで放出するDex-b-PLA＿PBAのNPの能力を示す。NPは、2.8%(wt/wt)までのドルゾラミドを添加することができた。 インビトロの実験においてブリンゾラミド(緑内障の処置において使用される)を持続する様式で11日間まで放出するDex-b-PLA＿PBAのNPの能力を示す。NPは、6.54%(wt/wt)までのブリンゾラミドを添加することができた。 インビトロの実験においてナタマイシン(眼の真菌性感染の処置において使用される)を持続する様式で24時間まで放出するDex-b-PLA＿PBAのNPの能力を示す。NPは、3.88%(wt/wt)までのナタマイシンを添加することができた。 涙液脂質層を越えるナノ粒子担体の分配の略図である。 これらの様々なタイプのナノ粒子担体が、涙液脂質層を越える高い割合の分配を達成することができることを示す。 ウサギの眼表面に対して短期間の毒性効果を示さない例示的なNP製剤の適合性を示す。NP製剤の1回投与後のNP処置された目および対照の目(反対側の目)を、毎日の細隙灯検査によって7つの異なるカテゴリー(不快感、結膜の発赤および膨れ、瞼の膨れ、眼脂、角膜混濁、ならびに浸潤)を使用してグレード付けした。グレードは、対照の目と比較したNP処置された目における各カテゴリーの重症度に関して有意な増加は存在しないことを示す。 ウサギに対する例示的なNP製剤の投与の1週間後の、角膜、眼球結膜および眼瞼結膜の組織病理分析を示す。眼組織の構造および形態がNP製剤の後で良好に保存され、炎症の徴候が観察されなかったことを結果は示す。 12週間までの毎週の投与後の、ウサギの眼表面への長期間の毒性効果を示さない例示的なNP製剤の適合性を示す。NP処置された目および対照の目(反対側の目)の間の眼表面の慢性反応を、細隙灯検査によって7つの異なるカテゴリー(不快感、結膜の発赤および膨れ、瞼の膨れ、眼脂、角膜混濁、ならびに浸潤)を使用して同様に評価した。グレードは、研究の持続時間を通して対照の目と比較したNP処置された目における各カテゴリーの重症度に関して有意差は存在しないことを示す。 図25aの続き。 ウサギに対するシクロスポリンAをカプセル化したNPを含有する製剤の毎週の投与後の、NP-薬物処置された目および対照の目(反対側の目)の間の眼表面の慢性反応を比較する。7つの異なるカテゴリー(不快感、結膜の発赤および膨れ、瞼の膨れ、眼脂、角膜混濁、ならびに浸潤)のグレードを、4週間まで毎日の細隙灯検査によって得た。グレードは、研究の持続時間を通して対照の目と比較したNP処置された目における各カテゴリーの重症度に関して有意差は存在しないことを示す。 図26aの続き。
一般に、本開示は、粘膜付着性ナノ粒子送達系に関する。ナノ粒子は、親水性ポーションおよび疎水性ポーションを含む、両親媒性巨大分子、例えば、ブロックコポリマーから形成される。疎水性ポーションは、標的化部分、例えば、粘膜標的化部分にコンジュゲートすることができる複数の官能基を含む。水性環境において、親水性ポーションは、ナノ粒子のシェルを形成し、ナノ粒子を所望の表面密度の標的化部分でコーティングすることによって機能化することができる表面をもたらす。ナノ粒子のサイズおよび標的化部分の表面密度は、粒子の安定性を実質的に損なうことなしに調整することができる。ナノ粒子は、対象における粘膜部位に多種多様のペイロードを送達するのに有用であり、ペイロードの持続放出をもたらすことができる。ナノ粒子は、良好な添加能力および添加効率性を示す。
本開示はまた、粘膜付着性ナノ粒子の調製において有用な構成要素、ならびにそれに関連した組成物、方法、プロセス、商業的パッケージ、キットおよび使用に関する。
巨大分子
本開示のナノ粒子は一般に、両親媒性巨大分子の会合またはアセンブリーによって形成される。巨大分子は、少なくとも1つの疎水性ポーションおよび少なくとも1つの親水性ポーションからなる。巨大分子は、親水性ポリマーにコンジュゲートした疎水性ポリマーを含み得る。このような巨大分子は、ナノ沈殿法を含めた当業者には周知の方法によって、自己集合してナノ粒子を形成することができる。
「ポリマー」は、本明細書において使用する場合、共有結合によって接続した1個または複数の繰り返し単位(例えば、モノマー)を含む分子構造を指す。繰り返し単位は、同一でよく、または場合によっては、ポリマー内に存在する複数のタイプの繰り返し単位が存在し得る。ポリマーは、自然源から得てもよく、またはこれらは化学的に合成してもよい。場合によっては、ポリマーは、生体ポリマー、例えば、多糖、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドである。生体ポリマーは、天然モノマーまたはその誘導体もしくは類似物、例えば、修飾された糖、ヌクレオチドまたはアミノ酸を含む誘導体または類似物を含み得る。いくつかのこのような修飾は当業者には公知である。場合によっては、ポリマーは、合成ポリマー、例えば、ポリラクチド(PLA)、ポリグリコリド(PGA)、またはポリ(ラクチド-co-グリコリド)(PLGA)またはポリ(ε-カプロラクトン)(PCL)である。
複数のタイプの繰り返し単位がポリマー内に存在する場合、ポリマーは「コポリマー」と称される。コポリマーを形成する繰り返し単位は、任意の様式で配置し得る。例えば、繰り返し単位は、ランダムな順序、交互の順序、または「ブロック」で配置し得る。本明細書において使用する場合、「ブロックコポリマー」は、2つ以上の別個のブロックまたは領域、例えば、少なくとも第1のポリマーを含む第1のブロック、および第2のポリマーを含む第2のブロックを含む。この状況において、「第1」および「第2」という用語は、特定の順序または要素の数を記載するのではなく、単に説明するためであることを理解すべきである。ブロックコポリマーは、2種(「ジブロックコポリマー」)、3種(「トリブロックコポリマー」)、またはより別個のブロックを有し得る。
ブロックコポリマーは化学的に合成してもよく、またはポリマーコンジュゲートでよい。本明細書において使用する場合、「ポリマーコンジュゲート」は、通常2種以上のポリマーを一緒に共有結合することによって、互いに会合している2種以上のポリマーを表す。このように、ポリマーコンジュゲートは、第1のポリマーおよび第2のポリマーを含んでもよく、これらは一緒にコンジュゲートしてブロックコポリマーを形成し、ここでは第1のポリマーは、ブロックコポリマーの第1のブロックであり、第2のポリマーは、ブロックコポリマーの第2のブロックである。当然ながら、当業者は、ブロックコポリマーが、場合によっては、ポリマーの複数のブロックを含有し得ることを理解する。例えば、ブロックコポリマーは、第1のポリマーを含む第1のブロック、第2のポリマーを含む第2のブロック、および第3のポリマーまたは第1のポリマーを含む第3のブロックなどを含み得る。さらに、ブロックコポリマーはまた、場合によっては、他のブロックコポリマーから形成することができることに留意すべきである。例えば、第1のブロックコポリマーは、別のポリマーにコンジュゲートして、複数のタイプのブロックを含有する新規なブロックコポリマーを形成し得る。ポリマーは、当技術分野において公知の任意の手段によってコンジュゲートしてもよく、適当なリンカー部分によって任意選択で接続してもよい。
両親媒性ブロックコポリマーは一般に、疎水性ポーションおよび親水性ポーション、または2つのポーションが互いに相対的であると考えられるとき、少なくとも相対的に親水性のポーションおよび相対的に疎水性のポーションを有する。親水性ポリマーは、水を全体的に引きつけるものであり、疎水性ポリマーは、水を全体的にはじくものである。親水性ポリマーまたは疎水性ポリマーは、例えば、ポリマーの試料を調製し、水とのその接触角を測定することによって同定することができる(典型的には、親水性ポリマーは、60°未満の接触角を有し、一方、疎水性ポリマーは、約60°超の接触角を有する)。場合によっては、2種以上のポリマーの親水性は、互いに相対的に測定してもよく、すなわち、第1のポリマーは、第2のポリマーより親水性であり得る。
いくつかの実施形態において、巨大分子は、疎水性ポーションおよび親水性ポーションを含むコポリマーである。いくつかの実施形態において、巨大分子は、第1の親水性ポリマーおよび第2の疎水性ポリマーを含むジブロックコポリマーである。疎水性ポーションは、疎水性薬剤をナノ粒子のコア領域中に退避させ、親水性ポーションは、水性環境に対して配向することによってナノ粒子のシェルを形成するため、このような立体構造は一般に、水性環境において、例えば、生理学的条件下で、対象とする疎水性薬剤をカプセル化するためのナノ粒子の形成のために有用である。
一実施形態において、巨大分子は、デキストランポーション上において1つまたは複数の標的化部分、例えば、粘膜標的化部分で任意選択で機能化し得る、デキストラン-b-PLA(Dex-b-PLA)ジブロックコポリマーである。
いくつかの実施形態において、巨大分子は、第1の親水性ポリマー、第2の疎水性ポリマー、および第3の親水性ポリマーを含むトリブロックコポリマーである。このような立体構造は一般に、水性環境中で、例えば、生理学的条件下にて対象とする親水性薬剤をカプセル化するためのナノ粒子の形成のために有用である。
巨大分子は身体組織に曝露されるため、巨大分子が、生体適合性ポリマーを含み、例えば、ポリマーは、生きている対象に投与したときに相当な有害な反応を誘発せず、例えば、相当な炎症、刺激作用および/または免疫系による急性拒絶をもたらさずに投与することができることが好ましい。
いくつかの実施形態において、生体適合性ポリマーは生分解性であり、例えば、ポリマーは、生理学的環境において、例えば、身体組織に曝露されたとき、化学的および/または生物学的に分解することができる。例えば、ポリマーは、(例えば、対象内の)水に曝露されることによって自発的に加水分解するものでよく、ポリマーは熱への曝露によって分解し得る(例えば、約37℃の温度において)。ポリマーの分解は、使用されるポリマーまたはコポリマーによって変動する速度で起こり得る。例えば、ポリマーの半減期(ポリマーの50%がモノマーおよび/または他の非ポリマー部分に分解する時間)は、ポリマーによって数時間、数日、数週間、数ヵ月、または数年の程度であり得る。ポリマーは、例えば、酵素活性または細胞の機構によって、場合によっては、例えば、リゾチーム(例えば、相対的に低pHを有する)への曝露によって、生物学的に分解し得る。場合によっては、ポリマーは、細胞に対する有意な毒性効果を伴わずに細胞が再使用または処理することができるモノマーおよび/または他の非ポリマー部分に分解し得る(例えば、ポリラクチドは加水分解して乳酸を形成し得、ポリグリコリドは加水分解してグリコール酸を形成し得るなど)。
生分解性ポリマーの非限定的例には、これらに限定されないが、多糖、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、ポリ(ラクチド)(もしくはポリ(乳酸))、ポリ(グリコリド)(もしくはポリ(グリコール酸))、ポリ(オルトエステル)、ポリ(カプロラクトン)、ポリリシン、ポリ(エチレンイミン)、ポリ(アクリル酸)、ポリ(ウレタン)、ポリ(酸無水物)、ポリ(エステル)、ポリ(炭酸トリメチレン)、ポリ(エチレンイミン)、ポリ(アクリル酸)、ポリ(ウレタン)、ポリ(ベータアミノエステル)など、ならびにこれらおよび/または他のポリマーのコポリマーまたは誘導体、例えば、ポリ(ラクチド-co-グリコリド)(PLGA)が含まれる。
特定の実施形態において、コポリマーは、ポリ(エステル-エーテル)、例えば、エステル結合(例えば、R-C(O)-O-R'結合)およびエーテル結合(例えば、R-O-R'結合)によって接合している繰り返し単位を有するポリマーを含有し得る。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、免疫原性を低減させることができるポリマー、例えば、ポリ(アルキレングリコール)、例えば、ポリ(エチレングリコール)(「PEG」)をさらに含み得る。しかし、ナノ粒子の調整能を実質的に損なわないように、ナノ粒子中のPEGの量は制限されるべきであり、ナノ粒子の調整能は、ポリマー鎖毎に反応性官能基のみを有するPEGと比較して、モノマー単位毎に複数の官能基を有する骨格を伴うポリマー、例えば、多糖の選択によって増強される。いくつかの実施形態において、ナノ粒子組成物は、PEGを含有しない。
巨大分子の疎水性ポーションは一般に、疎水性ポリマー、例えば、ポリエステル、ポリオルトエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリスルフィド、ポリエーテル、ポリスルホン、フェノールプラスチックおよびアミノプラスチック、キチンおよびリポ多糖、コレステロール、プロテオグリカン、ならびにこれらの組合せから選択される疎水性ポリマーを含む。水性環境において、例えば、生理学的条件下で、疎水性ポーションは、ナノ粒子のコアを実質的に形成する。
いくつかの実施形態において、巨大分子の疎水性ポーションは、例えば、ポリラクチド(PLA)、ポリグリコリド(PGA)、ポリ(ラクチド-co-グリコリド)(PLGA)、ポリ(ε-カプロラクトン)(PCL)、およびこれらの組合せから選択される生体適合性ポリマーを含む。このようなポリマーはまた、生分解性である。PLGAポリマーにおいて、ラクチドとグリコリドの比は変化し得る。いくつかの実施形態において、巨大分子の疎水性ポーションは、ポリラクチド(PLA)を含む。いくつかの実施形態において、巨大分子の疎水性ポーションは、ポリグリコリド(PGA)を含む。いくつかの実施形態において、巨大分子の疎水性ポーションは、ポリ(ラクチド-co-グリコリド)(PLGA)を含む。いくつかの実施形態において、巨大分子の疎水性ポーションは、ポリ(ε-カプロラクトン)(PCL)を含む。
いくつかの実施形態において、疎水性ポーションは、2個以上の繰り返し単位を含むポリマーである。親水性ポーションは、所望の疎水性ポーションのサイズによって、例えば、2〜200,000個の繰り返し単位を含み得る。
いくつかの実施形態において、疎水性ポーションの分子量は、約100g/mol〜約2,000,000g/molの範囲である。いくつかの実施形態において、疎水性ポーションの分子量は、約500g/mol〜約200,000g/molの範囲である。いくつかの実施形態において、疎水性ポーションの分子量は、約1,000g/mol〜約100,000g/molの範囲である。単位「g/mol」は、この場合、標的化部分とのコンジュゲーションの前の、1molの巨大分子当たりの疎水性ポーションの重量を指す。
いくつかの実施形態において、疎水性ポーションの分子量は、約0.1kDa〜約2000kDaである。いくつかの実施形態において、疎水性ポーションの分子量は、約0.5kDa〜約200kDaである。いくつかの実施形態において、疎水性ポーションの分子量は、約1kDa〜100kDaである。これらの値は、標的化部分とのコンジュゲーションの前の範囲を表す。
巨大分子の親水性ポーションは一般に、標的化部分にカップリングすることができる複数の反応性官能基を有するポリマーを含む。例えば、ポリマーは、複数のモノマー単位で構成されている骨格を含み得、各モノマー単位は、標的化部分へのコンジュゲーションのために利用可能である複数の官能基を有する。各モノマー単位は、例えば、2つ、3つ、4つまたは5つの官能基を有し得る。いくつかの実施形態において、各モノマー単位は、4つの官能基を有する。官能基は、例えば、独立に、とりわけ、OH基、チオール基、ケトン基、アミン基、およびカルボン酸基から選択し得る。例えば、デキストランポリマー中の糖部分は、標的化部分へのコンジュゲーションのために利用可能である4つのOH基を有し得る(スキーム1を参照されたい)。
標的化部分にコンジュゲートした機能的部分の割合を制御して、標的化をもたらすことができる。いくつかの実施形態において、ナノ粒子の表面上の機能的部分の少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%、99%または100%は、標的化部分にコンジュゲートしている。
モノマー単位毎に複数の機能的部分を有する親水性ポリマーの選択によって、例えば、各PEG鎖の末端において1つのみの反応性官能基を有する通常のPEGをベースとするナノ粒子と比較して、ナノ粒子の調整能の増強が可能となる。さらに、いくつかの実施形態において、本開示の親水性ポリマーは、巨大分子の親水性ポーションがナノ粒子形成の間にナノ粒子のコアに対して配向する可能性が高くないように、PEGポリマーより親水性である。標的化部分は典型的には親水性ポーションにコンジュゲートしているため、これによって、標的化のために標的化部分の実質的に全てがナノ粒子の表面上にあるナノ粒子がもたらされる。そのような実施形態において、ナノ粒子のコアは、標的化部分を実質的に含有しない(すなわち、ナノ粒子のコア中に標的化部分が実質的にない)。
いくつかの実施形態において、複数の官能基を有する巨大分子の親水性ポーションは、多糖、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、またはこれらの組合せから選択されるポリマーを含む。多糖、ポリヌクレオチド、またはポリペプチドは、天然モノマー、またはその誘導体もしくは類似体をベースとし得る。このような誘導体および類似体は当業者には公知であり、容易に得ることができ、または合成することができる。いくつかの実施形態において、それぞれのモノマー単位毎に複数の官能基が存在するため、多糖、例えば、デキストランが好ましい。
いくつかの実施形態において、巨大分子の親水性ポーションは、「多糖」、例えば、グリコシド連結によって一緒に接合した単糖単位のポリマーを含む。任意の適切な多糖は、本開示によって使用し得る。いくつかの実施形態において、多糖は、4-から8-炭素環モノマー、例えば、5-炭素環モノマーからなる。モノマー環は、例えば、モノマー環中に1個または複数個のN、OまたはS原子を含む複素環であり得る。多糖は、多糖中の単糖の全てで同じタイプである「ホモ多糖」、または複数のタイプの単糖が存在する「ヘテロ多糖」であり得る。いくつかの実施形態において、多糖は、「ホモ多糖」である。いくつかの実施形態において、多糖は、「ヘテロ多糖」である。いくつかの実施形態において、多糖は、直鎖状多糖である。いくつかの実施形態において、多糖は、分岐状多糖である。いくつかの実施形態において、多糖は、コンジュゲーションの目的のために修飾することができる還元末端を有する。いくつかの実施形態において、多糖は、還元末端を有するホモ多糖である。
いくつかの実施形態において、多糖は、グルコース、フルクトース、ラクトースまたはこれらの組合せのモノマーからなる。
いくつかの実施形態において、多糖は、デキストラン、キトサン、アルギネート、ヒアルロン酸、ヘパリン、コンドロイチン硫酸、ペクチン、プルラン、アミロース、シクロデキストリン、カルボキシメチルセルロース、またはポリマー骨格にコンジュゲートしたチオール官能基を有する多糖から選択される。
いくつかの実施形態において、多糖は、デキストラン、アルギネート、ヒアルロン酸、キトサン、シクロデキストリン、またはカルボキシメチルセルロースである。いくつかの実施形態において、多糖は、デキストランである。
いくつかの実施形態において、親水性ポーションは、ポリヌクレオチド、例えば、ヌクレオチドのポリマーを含む。本明細書において使用する場合、「ヌクレオチド」は、糖部分、リン酸基、および塩基(通常、窒素含有塩基)を含む分子を指す。典型的には、ヌクレオチドは、糖-リン酸骨格に接続した1つまたは複数の塩基を含む(リン酸基を伴わずに糖部分のみに接続した塩基は「ヌクレオシド」である)。ヌクレオチド内の糖は、例えば、リボース糖(「リボ核酸」もしくは「RNA」)、またはデオキシリボース糖(「デオキシリボ核酸」もしくは「DNA」)であり得る。場合によっては、ポリマーは、リボースおよびデオキシリボース糖の両方を含み得る。塩基の例には、これらに限定されないが、天然の塩基(例えば、アデノシンもしくは「A」、チミジンもしくは「T」、グアノシンもしくは「G」、シチジンもしくは「C」、またはウリジンもしくは「U」)が含まれる。ヌクレオチドは、天然ヌクレオチドまたはその誘導体もしくは類似物であり得る。いくつかの誘導体および類似物は、当業者には公知である。
いくつかの実施形態において、親水性ポーションは、ポリペプチド、例えば、アミノ酸のポリマーを含む。アミノ酸は、天然アミノ酸またはその誘導体もしくは類似物であり得る。いくつかの誘導体および類似物は、当業者には公知である。いくつかの実施形態において、ポリヌクレオチド中のヌクレオチドの少なくとも一部(例えば、50%超、60%超、70%超、80%超、90%超、95%超、98%超、99%超、100%超)は、標的化部分にコンジュゲートすることができる反応性官能基を有する側鎖を有する。
いくつかの実施形態において、親水性ポーションは、2個以上の繰り返し単位を含むポリマーである。親水性ポーションは、ナノ粒子の所望のサイズによって、例えば、2〜100,000個の繰り返し単位を含み得る。
いくつかの実施形態において、親水性ポーションの分子量は、約100g/mol〜約1,000,000g/molの範囲である。いくつかの実施形態において、親水性ポーションの分子量は、約500g/mol〜100,000g/molの範囲である。いくつかの実施形態において、親水性ポーションの分子量は、約1,000g/mol〜約50,000g/molの範囲である。単位「g/mol」は、この場合、標的化部分とのコンジュゲーションの前の、1molの巨大分子当たりの親水性ポーションの重量を指す。
いくつかの実施形態において、親水性ポーションの分子量は、約0.1kDa〜約1,000kDaの範囲である。いくつかの実施形態において、親水性ポーションの分子量は、約0.5kDa〜100kDaの範囲である。いくつかの実施形態において、親水性ポーションの分子量は、約1kDa〜50kDaの範囲である。これらの値は、標的化部分とのコンジュゲーション前の範囲を現す。
巨大分子中の疎水性ポリマーと親水性ポリマーの相対量は、このように得られたナノ粒子の所望の特徴を実現する任意の適切な比であり得る。いくつかの実施形態において、疎水性ポーションの分子量は、親水性ポーションの分子量より大きい。いくつかの実施形態において、親水性ポーションの分子量は、疎水性ポーションの分子量より大きい。
いくつかの実施形態において、疎水性ポーションと親水性ポーションの分子量の比(疎水性ポーション:親水性ポーション)は、約0.1:1〜100:1である。いくつかの実施形態において、分子量の比は、約0.5:1〜約50:1である。いくつかの実施形態において、分子量の比は、約1:1〜約10:1である。いくつかの実施形態において、分子量の比は、約1:1〜約5:1、約1:1〜約4:1、約1:1〜約3:1、または約1:1〜約2:1である。いくつかの実施形態において、分子量の比は、約5:1、4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4または1:5である。これらの値は、標的化部分のコンジュゲーションの前の比を表す。当業者は、選択された特定のポリマーおよびカプセル化された対象とする薬剤に基づいて適切な比を決定することができる。
標的化
ナノ粒子の表面上に位置している標的化部分は、ナノ粒子が形成されているとき、それによってナノ粒子を表面機能化するように、本明細書に記載されている巨大分子は、標的化部分にコンジュゲートしている。標的化部分および粘膜部位における標的の間の相互作用は、特定の部位へナノ粒子を方向付け、かつ/または標的化部分を有さないナノ粒子と比較して、特定の部位におけるナノ粒子の保持時間を増加させる。任意の適切な標的化部分を選択し得る。標的化部分の例には、これらに限定されないが、小分子、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、多糖、脂肪酸、脂質、および抗体が含まれる。
標的化部分は、粘膜標的化部分であり得る。本明細書において使用する場合、「粘膜標的化部分」は、粘膜部位において発現している標的に結合することができる標的化部分である。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、複数のタイプの粘膜標的化部分を含み得る。例えば、個々の巨大分子は、2つ以上の異なる標的化部分で機能化し得、またはナノ粒子は、それぞれが異なる標的化部分で機能化されている2個以上の巨大分子から形成し得る。
「結合する」という用語は、本明細書において使用する場合、典型的には、特異的もしくは非特異的結合、またはこれらに限定されないが、生化学的、生理学的、静電気的および/もしくは化学的相互作用を含めた相互作用による、相互の親和性または結合能力を示す、分子またはそのポーションの対応する対の間の相互作用を指す。場合によっては、標的化部分は、粘膜部位において発現している標的、例えば、粘膜部位において発現している分子、受容体または残基に選択的に結合することができる。「選択的結合」は、本明細書において使用する場合、他に対してよりも実質的により高い程度まで特定の標的または標的のサブセットに優先的に結合または認識することができる、小分子または大分子であり得る標的化部分を指す。標的は、例えば、粘膜部位において優先的に発現している生物学的基質、例えば、上皮細胞の表面上に発現しているムチンまたは受容体または糖タンパク質または多糖または残基であり得る。場合によっては、結合は、高親和性結合、例えば、共有結合、ファンデルワールス力または水素結合である。好ましくは、結合は、共有結合である。例えば、場合によっては、標的は、標的化部分と反応性である官能基を有してもよく、特定の立体構造において、標的化部分の共有結合を許容する。
いくつかの実施形態において、標的化部分は、cis-ジオール基を含有する炭水化物残基、例えば、ガラクトース、N-アセチルガラクトサミン、N-アセチル-グルコサミン、フコース、およびシアル酸に結合することができる。このような炭水化物残基は、例えば、ムチン上に存在し得る。いくつかの実施形態において、炭水化物残基は、シアル酸残基である。いくつかの実施形態において、標的化部分は、シアル酸残基上のcis-ジオール基に結合することができるボロン酸誘導体である。いくつかの実施形態において、標的化部分は、フェニルボロン酸(PBA)誘導体である。
いくつかの実施形態において、標的化部分は、システイン部分のチオール基に結合することができるチオール誘導体またはアクリレート誘導体である。システイン部分は、例えば、ムチン上に存在し得る。いくつかの実施形態において、標的化部分は、チオール誘導体、例えば、システアミンである。いくつかの実施形態において、標的化分子は、粘膜上のシステイン部分とのジスルフィド連結を形成することができるシステアミン誘導体であり得る。いくつかの実施形態において、標的化部分は、粘膜上の糖タンパク質のヒドロキシル基に結合することができるアクリレート誘導体である。アクリレート誘導体には、これらに限定されないが、メタクリレート、アクリル酸エチル、およびジアクリレートが含まれる。いくつかの実施形態において、標的化部分は、メタクリレート、アクリル酸エチル、およびジアクリレートから選択されるアクリレート誘導体である。
いくつかの実施形態において、標的化部分は、フェニルボロン酸(PBA)誘導体、チオール誘導体またはアクリレート誘導体である。
いくつかの実施形態において、巨大分子の疎水性ポーションである標的化部分は、PLAを含み、親水性ポーションは、デキストランを含み、標的化部分は、PBAを含む。いくつかの実施形態において、疎水性ポーションである標的化部分は、PLAであり;親水性ポーションは、デキストランであり、標的化部分は、PBAである。
いくつかの実施形態において、標的化部分は、生物学的部分である。生物学的部分の非限定的例には、ペプチド、タンパク質、酵素、核酸、脂肪酸、ホルモン、抗体、炭水化物、ペプチドグリカン、糖ペプチドなどが含まれる。場合によっては、生物学的部分は、例えば、ペプチド、核酸などについて相対的に大きくてもよい。例えば、生物学的部分は、少なくとも約1,000Da、少なくとも約2,500Da、少なくとも約3000Da、少なくとも約4000Da、または少なくとも約5,000Daなどの分子量を有し得る。相対的に大きな標的化部分は、場合によっては、細胞を区別するのに有用であり得る。例えば、場合によっては、より小さな標的化部分(例えば、約1000Da未満)は、特定の標的化用途、例えば、粘膜標的化用途のための適切な特異性を有し得ない。対照的に、より大きな分子量の標的化部分は、非常により高い標的化親和性および/または特異性を実現することができる。例えば、標的化部分は、より小さな解離定数、例えば、より密接な結合を実現することができる。しかし、他の実施形態において、標的化部分は、例えば、約1,000Da未満または約500Da未満の分子量を有して相対的に小さくてもよい。
ナノ粒子
本開示の別の態様は、巨大分子、例えば、上記の巨大分子の会合から一般に形成されるナノ粒子を対象とする。ナノ粒子は、有効な標的化および付着、ならびに粘膜部位におけるペイロードの持続放出を示した。
適当な条件下で、巨大分子を集合させて、コア-シェルタイプのナノ粒子を形成することができ、ナノ粒子のコアは、シェルと比較して相対的に疎水性である。代わりに、異なる条件下で、ナノ粒子のコアは、シェルと比較して相対的に親水性であり得る。シェルはナノ粒子の表面を提供し、これによって、ナノ粒子は標的化部分でコーティングされているように、所望の表面密度での標的化部分を含み得る。
ナノ粒子は、実質的に球状の形状を有し得る(すなわち、粒子は一般に球状であるようである)。このようなナノ粒子はまた、これらの一般に球状の形状およびナノ粒子内の空洞の形成によって「ナノ球体」または「ナノ小胞」と称し得る。粒子は、例えば、膨張または収縮によって、非球状の立体構造を取り得ることが理解される。
形成されるナノ粒子は、約1000nm(1マイクロメーター)未満の平均粒径を有する。いくつかの実施形態において、平均粒径は、約500nm未満、約300nm未満、約200nm未満、約150nm未満、約100nm未満、約50nm未満、約30nm未満、約10nm未満、約3nm未満、または場合によっては約1nm未満である。場合によっては、150nm未満の粒子が好ましく、例えば、このような粒子は、より大きな粒子と比較して目の涙液層により良好に浸透することができる。
いくつかの実施形態において、平均粒径は、約0.1nm〜約1000nm、約1nm〜約500nm、約1nm〜約300nm、約1nm〜約200nm、約1nm〜約150nm、約1nm〜約100nm、約1nm〜約50nm、約10nm〜約150nm、約10nm〜約100nm、約10nm〜約75nm、約10nm〜約60nm、および約10nm〜約50nm、または約20〜約40nmである。
本明細書において使用する場合、「粒径」は、形成されるナノ粒子の集団の平均の特徴的な寸法を指し、粒子の特徴的な寸法は、粒子と同じ容量を有する完全な球の直径である。ナノ粒子の集団は、例えば、少なくとも20個の粒子、少なくとも50個の粒子、少なくとも100個の粒子、少なくとも300個の粒子、少なくとも1,000個の粒子、少なくとも3,000個の粒子、少なくとも5,000個の粒子、少なくとも10,000個の粒子、または少なくとも50,000個の粒子を含み得る。本発明の様々な実施形態は、粒子のこのような集団を対象とする。
いくつかの実施形態において、粒子はそれぞれ、実質的に同じ形状および/またはサイズでよく、この場合、集団は「単分散」している。例えば、粒子は、粒子の約5%以下または約10%以下が、粒子の平均粒径の約10%超の粒径を有し、場合によっては、粒子の約8%以下、約5%以下、約3%以下、約1%以下、約0.3%以下、約0.1%以下、約0.03%以下、または約0.01%以下が、粒子の平均粒径の約10%超の粒径を有するような、粒径の分布を有し得る。場合によっては、粒子の約5%以下は、粒子の平均粒径の約5%超、約3%超、約1%超、約0.3%超、約0.1%超、約0.03%超、または約0.01%超の粒径を有する。
いくつかの実施形態において、粒子は、内部コア、およびナノ粒子の表面を形成する外部シェルを有し、シェルは、コアとは異なる組成を有し、すなわち、少なくとも1種のポリマーもしくは部分がシェル中に存在してもよいが、コア中には存在しなくてもよく(もしくは逆もまた同様)、および/または少なくとも1種のポリマーもしくは部分がコアおよび/もしくはシェル中に異なる濃度で存在してもよい。
場合によっては、粒子のコアは、粒子のシェルより疎水性である。場合によっては、薬物または他のペイロードは疎水性でよく、したがって粒子の相対的に疎水性内部と容易に会合する。薬物または他のペイロードは、このように粒子の内部内に含有されてもよく、これによって粒子を取り囲む外部環境から退避してもよい(または逆もまた同様)。粒子の表面上に存在する標的化部分は、粒子が特定の標的化部位、例えば、粘膜部位において局在化されることを可能とし得る。薬物または他のペイロードは、その次に場合によっては、粒子から放出され、特定の標的化部位と相互作用し得る。
本開示のまた別の態様は、存在する複数のポリマーまたは巨大分子を有するナノ粒子を対象とする。例えば、いくつかの実施形態において、粒子は、複数の識別可能である巨大分子を含有し得、2種(またはそれ超)の巨大分子の比は、独立に制御し得、これによって粒子の特性の制御を可能とする。例えば、第1の巨大分子は、生体適合性ポリマーコンジュゲート、例えば、標的化部分を含むブロックコポリマーであり得、第2の巨大分子は、生体適合性ポリマーを含み得るが、標的化部分を含まず、または第2の巨大分子は、第1の巨大分子とは識別可能である生体適合性ポリマーを含有し得る。ポリマー粒子内のこれらの巨大分子の量の制御をこのように使用して、粒子の様々な物理的、生物学的、または化学的特性、例えば、粒子のサイズ(例えば、一方または両方のポリマーの分子量を変化させることによって)、表面電荷(例えば、ポリマーが異なる電荷または末端基を有する場合、ポリマーの比を制御することによって)、表面の親水性(例えば、ポリマーが異なる分子量および/または親水性を有する場合)、標的化部分の表面密度(例えば、2種以上のポリマーの比を制御することによって)などを制御し得る。
調整可能なナノ粒子
本明細書に記載されているナノ粒子は、調整能が高い。
例えば、ナノ粒子のサイズは、疎水性ポーションおよび/または親水性ポーションの分子量および/または組成を調節することによって調整することができる。選択した特定の標的化部分、およびナノ粒子の表面上の標的化部分の表面密度はまた、粒径に影響を与える。
親水性および/または疎水性ポリマー構成要素のサイズの増加は、より大きな粒径を必ずしももたらさないことに留意すべきである。例えば、場合によっては、より長いポリマー鎖はより柔軟であり得、折り畳まれよりコンパクトな粒子を生成することができ、一方では、より短いポリマー鎖は、より直鎖状立体構造に制限し得る。分岐状ポリマーに対する直鎖状ポリマーの選択はまた、粒径に影響を与えることができる。当業者は、特定の用途のための適切なポリマーを選択することができる。
巨大分子の親水性ポーションは、水性環境においてナノ粒子のシェルを形成する。親水性ポーションは、標的化部分のコンジュゲーションのための複数の機能的部分を有するように選択される。標的化部分にコンジュゲートした機能的部分の割合は、コンジュゲーション反応に加えられる標的化部分の量によって少なくとも部分的に制御することができる。一般に、親水性ポーション上により多くの機能的部分が存在するほど、ナノ粒子の調整能の程度はより高くなる。一般に、本明細書において開示されているナノ粒子は、このようにPEG鎖、または他の同様のポリマー毎に1つのみの機能的部分を有するPEGをベースとするナノ粒子より微調整可能である。
標的化部分の表面密度を調節することによって、標的化の程度を制御することができる。標的化部分の高い表面密度は、親水性ポーション上の複数の機能的部分の存在によって、本明細書において開示されているナノ粒子によって達成することができる。有利なことには、当業者はナノ粒子送達系の安定性を実質的に損なうことなしに標的化の程度を制御することができる。いくつかの実施形態において、最適な密度を決定することができ、ここでは最大の標的化がナノ粒子の安定性を実質的に損なうことなしに達成される。
いくつかの実施形態において、粘膜標的化部分の大部分(例えば、少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%、99%、または100%)は、ナノ粒子の表面上に位置する。場合によっては、粘膜標的化部分のポーションは、ナノ粒子の構成要素および利用する方法によって、ナノ粒子が形成されるとき、ナノ粒子のコア内に位置し得ることが理解される。例えば、1ステップ方法が使用される場合、標的化部分のいくつかは粒子のコアに対して配向し得ることが可能である。
ポリマー骨格に沿って複数の機能的部分を有する親水性ポリマーの選択によって、分子の親水性ポーションは、他のポリマー、例えば、PEGより親水性となり、このように親水性ポーションは、水性環境に対して配向する可能性がより高い。典型的にはナノ粒子の形成の後で、標的化部分は親水性ポーションにコンジュゲートするため、標的化部分の実質的に全ては、コアとは対照的に、ナノ粒子の表面上に位置する。
いくつかの実施形態において、粘膜標的化部分の実質的に全て(例えば、少なくとも95%、96%、97%、98%、99%、または100%)は、ナノ粒子の表面上に位置する。標的化部分の実質的に全てをナノ粒子の表面に局在化させることは、標的化の効率性を増強させる。ポリマー骨格に沿って複数の機能的部分を有する親水性ポリマーの選択によって、分子の親水性ポーションは、他のポリマー、例えば、1つのみの機能的部分を有するPEGより親水性となり、このように親水性ポーションは、水性環境に対して配向する可能性が高い。典型的にはナノ粒子の形成の後で、標的化部分は親水性ポーションにコンジュゲートするため、標的化部分の実質的に全ては、コアとは対照的に、ナノ粒子の表面上に位置する。
ナノ粒子は、ナノ粒子上の標的化部分の表面密度を制御することによって微調整することができる。当業者は、ナノ粒子の安定性を実質的に損なうことなしに、特定の用途のためにナノ粒子を正確に微調整することができる。
いくつかの実施形態において、標的化部分の表面密度は、1nm2毎に約1〜1nm2毎に15、1nm2毎に約1〜1nm2毎に10、1nm2毎に約1〜1nm2毎に5、1nm2毎に約1〜1nm2毎に約15、1nm2毎に約3〜1nm2毎に約12、または1nm2毎に約5〜1nm2毎に約10である。
いくつかの実施形態において、標的化部分の表面密度は、1nm2毎に約1、2、3、4、5、6、7、8、8、9、11、12、13、14または15である。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、サイズがおよそ10nmであり、ナノ粒子の表面上の標的化部分の密度(すなわち、表面密度)は、ナノ粒子毎に約50〜約3,500、約500〜約3500、または約1000〜約3500の範囲である。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、サイズがおよそ30nmであり、ナノ粒子の表面上の標的化部分の密度(すなわち、表面密度)は、ナノ粒子毎に約50〜約30000、約1000〜約30000、または約10000〜約30000の範囲である。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、サイズがおよそ50nmであり、ナノ粒子の表面上の標的化部分の密度(すなわち、表面密度)は、ナノ粒子毎に約50〜約90000、約3000〜約90000、または約30000〜約90000の範囲である。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、サイズがおよそ100nmであり、ナノ粒子の表面上の標的化部分の密度(すなわち、表面密度)は、ナノ粒子毎に約50〜約350000、約10000〜約350000、または約100000〜約350000の範囲である。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、サイズがおよそ150nmであり、ナノ粒子の表面上の標的化部分の密度(すなわち、表面密度)は、ナノ粒子毎に約50〜約800000、約30000〜約800000、または約300000〜約800000の範囲である。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、サイズがおよそ200nmであり、ナノ粒子の表面上の標的化部分の密度(すなわち、表面密度)は、ナノ粒子毎に約50〜約1,500,000、約60000〜約1,500,000、または約600000〜約1,500,000の範囲である。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、サイズがおよそ250nmであり、ナノ粒子の表面上の標的化部分の密度(すなわち、表面密度)は、ナノ粒子毎に約50〜約2,500,000、約100,000〜約2,500,000、または約1,000,000〜約2,500,000の範囲である。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、サイズがおよそ300nmであり、ナノ粒子の表面上の標的化部分の密度(すなわち、表面密度)は、ナノ粒子毎に約50〜約3,500,000、約150,000〜約3,500,000、または約1,500,000〜約3,500,000の範囲である。
いくつかの実施形態において、標的化部分の表面密度は、機能化ステップの間に反応に加えられる標的化部分の量によって微調整可能である。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子表面上のフェニルボロン酸誘導体の密度は、ナノ粒子の粘膜付着特性の程度を制御するために反応に加えられるフェニルボロン酸の量によって微調整可能である。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子表面上のシステアミン誘導体の密度は、ナノ粒子の粘膜付着特性の程度を制御するために反応に加えられるシステアミン誘導体の量によって微調整可能である。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子表面上のアクリレート誘導体の密度は、ナノ粒子の粘膜付着特性の程度を制御するために反応に加えられるアクリレート誘導体の量によって微調整可能である。
表面官能基の最適な密度は、粘膜付着の程度およびナノ粒子のコロイドの安定性の間のバランスを達成するために当業者が決定し得る。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、水性媒体に分散している。水性媒体は、例えば、生理学的に適合性の水性媒体であり得る。
制御放出
制御放出系は、本明細書において使用する場合、身体組織、例えば、粘膜にペイロード、例えば、治療剤、診断用薬、予後剤(prognostic agent)、予防剤を送達することができるナノ粒子送達系を指し、ここではペイロードは、事前に設計または制御された様式で放出される。例えば、活性剤は、所定の期間にわたり一定の様式で放出されてもよく、活性剤は、所定の期間にわたり周期的様式で放出されてもよく、または環境条件もしくは外部事象が、活性剤の放出を誘発してもよい。制御放出ポリマー系は、生体適合性であるポリマーを含んでもよく、場合によっては、ポリマーは生分解性である。場合によっては、本明細書において開示されているナノ粒子は、制御放出送達系の部分である。本明細書において開示されているナノ粒子は、ペイロードの持続放出を示した。
粘膜標的化部分は、粘膜部位におけるペイロードの制御された送達を達成することができるように、すなわち、標的化部分を有さない同じナノ粒子より長い時間、粘膜部位においてナノ粒子の保持を補助する。制御送達は、持続送達を含み得る。
いくつかの実施形態において、ペイロードは、少なくとも24時間、36時間、48時間、60時間、72時間、84時間、96時間の持続期間にわたって、ナノ粒子から放出される。いくつかの実施形態において、ペイロードは、少なくとも1日、2日、3日、4日、5日、6日、7日または8日の持続期間にわたって、ナノ粒子から放出される。いくつかの実施形態において、ペイロードは、少なくとも1週間の持続期間にわたって、ナノ粒子から放出される。いくつかの実施形態において、ペイロードは、少なくとも1カ月の持続期間にわたって、ナノ粒子から放出される。
いくつかの実施形態において、ペイロードの少なくとも50%は、最初の24時間以内に放出される。他の実施形態において、ペイロードの少なくとも10%は、最初の6時間以内に放出される。
ペイロード
多種多様のペイロードを、本明細書に記載されているナノ粒子に添加することができる。本明細書において使用する場合、「ペイロード」は、粘膜部位に送達される対象とする任意の薬剤、例えば、治療剤(例えば、薬物)、診断用薬、予防剤、造影剤、またはこれらの組合せでよい。いくつかの実施形態において、ペイロードは、対象とする単一の薬剤である。他の実施形態において、ペイロードは、対象とする複数の薬剤、例えば、2種以上の対象とする薬剤の組合せを含む。いくつかの実施形態において、ペイロードは、2種、3種または4種の対象とする薬剤を含む。例えば、ペイロードは、治療剤、診断用薬、予防剤、造影剤およびこれらの組合せから選択される2種以上の対象とする薬剤を含み得る。
ペイロードと合わさるとき、本明細書に記載されているナノ粒子は、粘膜部位へのペイロードの送達のための粘膜付着性ナノ粒子送達系として有用である。いくつかの実施形態において、ペイロードは、主としてナノ粒子のコア内にカプセル化されている。「主として」とは、ペイロードの60%超、70%超、80%超、90%超、95%超または99%超が、ナノ粒子のコア内にカプセル化されていることを意味する。ナノ粒子およびペイロードの組成によって、ペイロードのポーションはまた、ナノ粒子のシェル内および/またはナノ粒子の表面上に分布することができることが理解される。
いくつかの実施形態において、ペイロードは、疎水性薬剤を含む。例えば、ペイロードは、疎水性治療剤、疎水性診断用薬、疎水性予防剤または疎水性造影剤でよい。一実施形態において、ペイロードは、疎水性治療剤である。一実施形態において、ペイロードは、疎水性診断用薬である。一実施形態において、ペイロードは、疎水性予防剤である。一実施形態において、ペイロードは、疎水性造影剤である。ナノ粒子中への疎水性化合物のカプセル化は、疎水性薬剤、およびナノ粒子のコアを形成するコポリマーの疎水性ポーションの間の疎水的相互作用によるものである。
いくつかの実施形態において、ペイロードは、親水性薬剤を含む。例えば、ペイロードは、親水性治療剤、親水性診断用薬、親水性予防剤または親水性造影剤でよい。一実施形態において、ペイロードは、親水性治療剤である。一実施形態において、ペイロードは、親水性診断用薬である。一実施形態において、ペイロードは、親水性予防剤である。一実施形態において、ペイロードは、親水性造影剤である。ナノ粒子の組成物を修飾して、親水性ペイロードをカプセル化することが理解され、例えば、第1の親水性ブロックおよび第2の疎水性ブロックおよび第3の親水性ブロックを含むトリブロックコポリマーを使用することができる。このような修飾は当業者には周知である。
本明細書に記載されているナノ粒子は、良好な添加能力および効率性を有することが見出された。例示的なDex-b-PLA(PBAで任意選択で表面機能化されている)ナノ粒子を使用した様々な薬物の添加能力を実施例において示す。いくつかの実施形態において、本明細書において開示されているナノ粒子は、通常のPEGをベースとするポリマーについて報告されるより高い添加能力を有する。天然に、添加能力は、ナノ粒子の組成およびペイロードの選択によって影響を受ける。
いくつかの実施形態において、添加能力は、約1%〜約40%(wt/wt)、約1%〜約30%(wt/wt)、約1%〜約20%、1%〜約10%、約1%〜約8%、約1%〜約6%、約1%〜約5%、約1%〜約3%、または約1%〜約2%の範囲である。添加能力(%)は、ここではカプセル化された薬物の分子量をナノ粒子の総重量で割り、100を掛けたものとして計算する。ナノ粒子の総重量は、標的化部分およびカプセル化された薬物を含めたナノ粒子の重量を指す。
いくつかの実施形態において、添加能力は、約40%まで、約30%(wt/wt)まで、約20%まで、約10%まで、約8%まで、約6%まで、約5%まで、約3%まで、約2%まで、または約1%までである。
いくつかの実施形態において、ペイロードは、約0.001kDa〜100kDa、約0.01kDa〜50kDa、約0.1kDa〜10kDaの分子量を有する。
いくつかの実施形態において、ペイロードは、約0.01nm〜約300nm、約0.01nm〜約100nm、約0.01nm〜約50nmの直径を有する。
潜在的に適切な治療剤の非限定的例には、抗微生物剤、鎮痛剤、抗炎症剤、IOP低下剤、反対刺激剤、凝固調節剤、利尿剤、交感神経様作用剤、食欲減退剤、制酸剤および他の胃腸剤;抗寄生虫剤、抗うつ剤、降圧剤、抗コリン作用薬、刺激剤、抗ホルモン、中枢刺激剤および呼吸刺激剤、薬物アンタゴニスト、脂質調節剤、尿酸排泄剤、強心配糖体、電解質、麦角およびその誘導体、去痰剤、催眠剤および鎮静剤、抗糖尿病剤、ドパミン作動性薬剤、制吐剤、筋弛緩剤、副交感神経様作用剤、抗痙攣剤、抗ヒスタミン剤、ベータ遮断薬、下剤、抗不整脈薬、造影材料、放射性医薬品、抗アレルギー剤、トランキライザー、血管拡張剤、抗ウイルス剤、ならびに抗新生物剤もしくは細胞増殖抑制剤もしくは抗がん特性を有する他の薬剤、またはこれらの組合せが含まれる。他の適切な治療剤は、避妊薬およびビタミン、ならびに微量栄養素および多量栄養素から選択し得る。さらに他の例には、抗感染薬、例えば、抗生物質および抗ウイルス剤;鎮痛剤および鎮痛剤の組合せ;食欲減退剤;駆虫剤;抗関節炎剤;抗喘息剤;抗痙攣剤;抗うつ剤;抗利尿剤;止瀉薬;抗ヒスタミン剤;抗炎症剤;抗片頭痛調製物;制嘔吐剤;抗新生物薬;抗パーキンソン病薬;鎮痒剤;抗精神病剤;解熱剤、鎮痙剤;抗コリン作用薬;交感神経様作用剤;キサンチン誘導体;カルシウムチャネル遮断薬およびベータ遮断薬、例えば、ピンドロールおよび抗不整脈薬を含めた心血管用調製物;降圧剤;利尿剤;冠血管全般、末梢および脳を含めた血管拡張剤;中枢神経系刺激剤;うっ血除去剤を含めた咳および感冒用調製物;ホルモン、例えば、エストラジオールおよびコルチコステロイドを含めた他のステロイド;催眠剤;免疫抑制剤;筋弛緩剤;副交感神経遮断剤;覚醒剤;鎮静剤;トランキライザー;ならびに天然に由来するまたは遺伝子工学によって合成されたタンパク質、多糖、糖タンパク質、またはリポタンパク質が含まれる。
薬物のさらなる非限定的例には、チモロール、ベタキソロール、メチプラノロール、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ネプタザン、アセタゾラミド、alphagan、xalatan、ビマトプロスト、トラボプロスト、オロパタジン、ケトチフェン、アシクロビル、ガンシクロビル、バラシクロビル、ドキソルビシン、マイトマイシン、シスプラチン、ダウノルビシン、ブレオマイシン、アクチノマイシンD、ネオカルチノスタチン、カルボプラチン、ストラトプラチン(stratoplatin)、Ara-Cが含まれる。他の例には、Capoten、Monopril、Pravachol、Avapro、Plavix、Cefzil、Duricef/Ultracef、Azactam、Videx、Zerit、Maxipime、VePesid、Paraplatin、Platinol、Taxol、UFT、Buspar、Serzone、Stadol NS、Estrace、Glucophage(Bristol-Myers Squibb社);Ceclor、Lorabid、Dynabac、Prozac、Darvon、Permax、Zyprexa、Humalog、Axid、Gemzar、Evista(Eli Lily社);Vasotec/Vaseretic、Mevacor、Zocor、Prinivil/Prinizide、Plendil、Cozaar/Hyzaar、Pepcid、Prilosec、Primaxin、Noroxin、Recombivax HB、Varivax、Timoptic/XE、Trusopt、Proscar、Fosamax、Sinemet、Crixivan、Propecia、Vioxx、Singulair、Maxalt、イベルメクチン(Merck & Co.社);Diflucan、Unasyn、Sulperazon、Zithromax、Trovan、Procardia XL、Cardura、Norvasc、ドフェチリド、Feldene、Zoloft、Zeldox、Glucotrol XL、Zyrtec、エレトリプタン、Viagra、ドロロキシフェン、Aricept、Lipitor(Pfizer社);Vantin、Rescriptor、Vistide、Genotropin、Micronase/Glyn./Glyb.、
Fragmin、Total Medrol、Xanax/アルプラゾラム、Sermion、Halcion/トリアゾラム、Freedox、Dostinex、Edronax、Mirapex、Pharmorubicin、アドリアマイシン、Camptosar、Remisar、Depo-Provera、Caverject、Detrusitol、Estring、Healon、Xalatan、Rogaine(Pharmacia & Upjohn社);Lopid、Accrupil、Dilantin、Cognex、Neurontin、Loestrin、Dilzem、Fempatch、Estrostep、Rezulin、Lipitor、Omnicef、FemHRT、スラミン、またはクリナフロキサシン(Warner Lambert社)が含まれる。
本発明の粒子内に含めることができる治療剤のさらなる非限定的例には、アセブトロール、アセトアミノフェン、アセトヒドロキサム酸、アセトフェナジン、アシクロビル、アドレノコルチコイド、アロプリノール、アルプラゾラム、水酸化アルミニウム、アマンタジン、アンベノニウム、アミロリド、アミノ安息香酸カリウム、アモバルビタール、アモキシシリン、アンフェタミン、アンピシリン、アンドロゲン、麻酔剤、抗凝血剤、抗痙攣剤-ジオンタイプ、抗甲状腺薬、食欲抑制剤、アスピリン、アテノロール、アトロピン、アザタジン、バカンピシリン、バクロフェン、ベクロメタゾン、ベラドンナ、ベンドロフルメチアジド、過酸化ベンゾイル、ベンズチアジド、ベンズトロピン、ベタメタゾン、ベタネコール、ビペリデン、ビサコジル、ブロモクリプチン、ブロモジフェンヒドラミン、ブロムフェニラミン、ブクリジン、ブメタニド、ブスルファン、ブタバルビタール、ブタペラジン、カフェイン、炭酸カルシウム、カプトプリル、カルバマゼピン、カルベニシリン、カルビドパおよびレボドパ、カルビノキサミン阻害剤、炭酸脱水酵素、カリソプロドール、カルフェナジン、カスカラ、セファクロル、セファドロキシル、セファレキシン、セフラジン、クロフェジアノール、抱水クロラール、クロランブシル、クロラムフェニコール、クロルジアゼポキシド、クロロキン、クロロチアジド、クロロトリアニセン、クロルフェニラミン、6×クロルプロマジン、クロルプロパミド、クロルプロチキセン、クロルタリドン、クロルゾキサゾン、コレスチラミン、シメチジン、シノキサシン、クレマスチン、クリジニウム、クリンダマイシン、クロフィブレート、クロミフェン、クロニジン、クロラゼプ酸、クロキサシリン、コルヒチン、コレスチポール、抱合エストロゲン、避妊薬、コルチゾン、クロモリン、シクラシリン、シクランデレート、シクリジン、シクロベンザプリン、シクロホスファミド、シクロチアジド、シクリミン、シプロヘプタジン、ダナゾール、ダントロン、ダントロレン、ダプソン、デキストロアンフェタミン、デキサメタゾン、デキスクロルフェニラミン、デキストロメトルファン、ジアゼパン、ジクロキサシリン、ジサイクロミン、ジエチルスチルベストロール、ジフルニサル、ジギタリス、ジルチアゼム、ジメンヒドリナート、ジメチンデン、ジフェンヒドラミン、ジフェニドール、ジフェノキシレートおよびアトロフィブ(atrophive)、ジフェニルピラリン、ジピリダモール、ジソピラミド、ジスルフラム(disulfuram)、ジバルプロエクス、ドキュセートカルシウム、ドキュセートカリウム、ドキュセートナトリウム、ドキシラミン、ドロナビノール、エフェドリン、エピネフリン、メシル酸エルゴロイド、エルゴノビン、エルゴタミン、エリスロマイシン、エステル化エストロゲン、エストラジオール、エストロゲン、エストロン、エストロピペート、エタクリン酸、エトクロルビノール、エチニルエストラジオール、エトプロパジン、エトスクシミド、エトトイン、フェノプロフェン、フマル酸第一鉄、グルコン酸第一鉄、硫酸第一鉄、フラボキサート、フレカイニド、フルフェナジン、フルプレドニゾロン、フルラゼパム、葉酸、フロセミド、ゲムフィブロジル、グリピジド、グリブリド、グリコピロレート、金化合物、グリセオフィウィン(griseofiwin)、グアイフェネシン、グアナベンズ、グアナドレル、グアネチジン、ハラゼパム、ハロペリドール、ヘタシリン、ヘキソバルビタール、ヒドララジン、ヒドロクロロチアジド、ヒドロコルチゾン(コルチゾール)、ヒドロフルメチアジド、ヒドロキシクロロキン、ヒドロキシジン、ヒヨスチアミン、イブプロフェン、インダパミド、インドメタシン、インスリン、ヨードキノール、鉄-多糖、イソエタリン、イソニアジド、イソプロパミド、イソプロテレノール、イソトレチノイン、イソクスプリン、カオリンおよびペクチン、ケトコナゾール、ラクツロース、レボドパ、リンコマイシン、リオチロニン、リオトリックス、リチウム、ロペラミド、ロラゼパム、水酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、三ケイ酸マグネシウム、マプロチリン、メクリジン、メクロフェナム酸、メドロキシプロゲステロン、メフェナム酸、メルファラン、メフェニトイン、メホバルビタール、メプロバメート、メルカプトプリン、メソリダジン、メタプロテレノール、メタキサロン、メタンフェタミン、メタカロン、メタルビタール、メテナミン、メチシリン、メトカルバモール、メソトレキセート、メトスクシミド、メチクロチンジド(methyclothinzide)、メチルセルロース、メチルドパ、メチルエルゴノビン、メチルフェニデート、メチルプレドニゾロン、メチセルジド、メトクロプラミド、
メトラゾン、メトプロロール、メトロニダゾール、ミノキシジル、ミトタン、モノアミンオキシダーゼ阻害剤、ナドロール、ナフシリン、ナリジキシン酸、ナプロキセン、麻薬性鎮痛剤、ネオマイシン、ネオスチグミン、ナイアシン、ニコチン、ニフェジピン、ニトレート、ニトロフラントイン、ノミフェンシン、ノルエチンドロン、酢酸ノルエチンドロン、ノルゲストレル、ナイリドリン、ナイスタチン、オルフェナドリン、オキサシリン、オキサゼパム、オクスプレノロール、オキシメタゾリン、オキシフェンブタゾン、パンクレリパーゼ、パントテン酸、パパベリン、パラ-アミノサリチル酸、パラメタゾン、パレゴリック、ペモリン、ペニシラミン、ペニシリン、ペニシリン-v、ペントバルビタール、ペルフェナジン、フェナセチン、フェナゾピリジン、フェニラミン、フェノバルビタール、フェノールフタレイン、フェンプロクモン、フェンスキシミド、フェニルブタゾン、フェニレフリン、フェニルプロパノールアミン、フェニルトロキサミン、フェニトイン、ピロカルピン、ピンドロール、ピペラセタジン、ピロキシカム、ポロキサマー、ポリカルボフィルカルシウム、ポリチアジド、カリウム補給剤、プラゼパム、プラゾシン、プレドニゾロン、プレドニゾン、プリミドン、プロベネシド、プロブコール、プロカインアミド、プロカルバジン、プロクロルペラジン、プロシクリジン、プロマジン、プロメタジン、プロパンテリン、プロプラノロール、プソイドエフェドリン、ソラレン、サイリウム、ピリドスチグミン、ピロドキシン(pyrodoxine)、ピリラミン、ピルビニウム、キネストロール、キネタゾン、ウイニジン(uinidine)、キニーネ、ラニチジン、ラウオルフィアアルカロイド、リボフラビン、リファンピン、リトドリン、サリチレート、スコポラミン、セコバルビタール、センナ、センノシト゛aおよびb、シメチコン、炭酸水素ナトリウム、リン酸ナトリウム、フッ化ナトリウム、スピロノラクトン、スクラルファート、スルファシチン、スルファメトキサゾール、スルファサラジン、スルフィンピラゾン、スルフィソキサゾール、スリンダク、タルブタール、タマゼパム(tamazepam)、テルブタリン、テルフェナジン、抱水テルピン、テトラサイクリン、チアベンダゾール、チアミン、チオリダジン、チオチキセン、サイログロブリン、甲状腺、チロキシン、チカルシリン、チモロール、トカミド(tocamide)、トラザミド、トルブタミド、トルメチン、トラゾドン、トレチノイン、トリアムシノロン、トリアムテレン、トリアゾラム、トリクロルメチアジド、三環系抗うつ剤、トリドヘキセチル(tridhexethyl)、トリフルオペラジン、トリフルプロマジン、トリヘキシフェニジル、トリメプラジン、トリメトベンザミン、トリメトプリム、トリペレナミン、トリプロリジン、バルプロ酸、ベラパミル、ビタミンA、ビタミンB12、ビタミンC、ビタミンD、ビタミンE、ビタミンK、キサンチンなどが含まれる。
別の例として、標的化部分ががん細胞を標的とする場合、ペイロードは、抗がん薬、例えば、20-epi-1,25ジヒドロキシビタミンD3,4-イポメアノール、5-エチニルウラシル、9-ジヒドロタキソール、アビラテロン、アシビシン、アクラルビシン、塩酸アコダゾール、アクロニン、アシルフルベン、アデシペノール、アドゼレシン、アルデスロイキン、all-tkアンタゴニスト、アルトレタミン、アンバムスチン、アンボマイシン、酢酸アメタントロン、アミドックス、アミホスチン、アミノグルテチミド、アミノレブリン酸、アムルビシン、アムサクリン、アナグレリド、アナストロゾール、アンドログラホリド、血管形成阻害剤、アンタゴニストD、アンタゴニストG、アンタレリキス(antarelix)、アントラマイシン、抗背方化形態形成タンパク質-1、抗エストロゲン剤、アンチネオプラストン、アンチセンスオリゴヌクレオチド、グリシン酸アフィディコリン、アポトーシス遺伝子モジュレーター、アポトーシス調節因子、アプリン酸、ARA-CDP-DL-PTBA、アルギニンデアミナーゼ、アスパラギナーゼ、アスペルリン、アスラクリン、アタメスタン、アトリムスチン、アキシナスタチン1、アキシナスタチン2、アキシナスタチン3、アザシチジン、アザセトロン、アザトキシン、アザチロシン、アゼテパ、アゾトマイシン、バッカチンIII誘導体、バラノール、バチマスタット、ベンゾクロリン、ベンゾデパ、ベンゾイルスタウロスポリン、ベータラクタム誘導体、ベータ-アレチン、ベータクラマイシンB、ベツリン酸、BFGF阻害剤、ビカルタミド、ビサントレン、ビサントレン塩酸塩、ビスアジリジニルスペルミン、ビスナフィド、ビスナフィドジメシレート、ビストラテンA、ビゼレシン、ブレオマイシン、硫酸ブレオマイシン、BRC/ABLアンタゴニスト、ブレフレート(breflate)、ブレキナルナトリウム、ブロピリミン、ブドチタン、ブスルファン、ブチオニンスルホキシミン、カクチノマイシン、カルシポトリオール、カルフォスチンC、カルステロン、カンプトテシン誘導体、カナリアポックスIL-2、カペシタビン、カラセミド、カルベチマー、カルボプラチン、カルボキサミド-アミノ-トリアゾール、カルボキシアミドトリアゾール、carest M3、カルムスチン、carn700、軟骨組織に由来する
阻害剤、塩酸カルビシン、カルゼレシン、カゼインキナーゼ阻害剤、カスタノスペルミン、セクロピンB、セデフィンゴール、セトロレリクス、クロランブシル、クロリン、クロロキノキサリンスルホンアミド、シカプロスト、シロレマイシン、シスプラチン、cis-ポルフィリン、クラドリビン、クロミフェン類似物、クロトリマゾール、コリスマイシンA、コリスマイシンB、コンブレタスタチンA4、コンブレタスタチン類似物、コナゲニン、クラムベシジン816、クリスナトール、メシル酸クリスナトール、クリプトフィシン8、クリプトフィシンA誘導体、キュラシンA、シクロペンタアントラキノン、シクロホスファミド、シクロプラタム、シペマイシン、シタラビン、シタラビンオクフォスファート、細胞溶解因子、シトスタチン、ダカルバジン、ダクリキシマブ(dacliximab)、ダクチノマイシン、ダウノルビシン塩酸塩、デシタビン、デヒドロジデムニンB、デスロレリン、デキシホスファミド、デキソルマプラチン、デクスラゾキサン、デクスベラパミル、デザグアニン、メシル酸デザグアニン、ジアジクォン、ジデムニンB、ジドキス(didox)、ジエチルノルスペルミン、ジヒドロ-5-アザシチジン、ジオキサマイシン、ジフェニルスピロムスチン、ドセタキセル、ドコサノール、ドラセトロン、ドキシフルリジン、ドキソルビシン、塩酸ドキソルビシン、ドロロキシフェン、クエン酸ドロロキシフェン、プロピオン酸ドロモスタノロン、ドロナビノール、ダウノマイシン、デュオカルマイシンSA、エブセレン、エコムスチン、エダトレキサート、エデルホシン、エドレコロマブ、エフロルニチン、エフロルニチン塩酸塩、エレメン、エルサミトルシン、エミテフル、エンロプラチン、エンプロマート、エピプロピジン、エピルビシン、エピルビシン塩酸塩、エプリステリド、エルブロゾール、赤血球遺伝子治療ベクター系、エソルビシン塩酸塩、エストラムスチン、エストラムスチン類似物、エストラムスチンリン酸ナトリウム、エストロゲンアゴニスト、エストロゲンアンタゴニスト、エタニダゾール、エトポシド、リン酸エトポシド、エトプリン、エキセメスタン、ファドロゾール、ファドロゾール塩酸塩、ファザラビン、フェンレチニド、フィルグラスチム、フィナステリド、フラボピリドール、フレゼラスチン、フロクスウリジン、フルアステロン、フルダラビン、リン酸フルダラビン、フルオロダウノルビシン塩酸塩、フルオロウラシル、フルオロシタビン、ホルフェニメクス、ホルメスタン、ホスキドン、ホストリエシン、ホストリエシンナトリウム、ホテムスチン、ガドリニウムテキサフィリン、硝酸ガリウム、ガロシタビン、ガニレリクス、ゼラチナーゼ阻害剤、ゲムシタビン、ゲムシタビン塩酸塩、グルタチオン阻害剤、ヘプスルファム、ヘレグリン、ヘキサメチレンビスアセトアミド、ヒドロキシ尿素、ヒペリシン、イバンドロン酸、イダルビシン、イダルビシン塩酸塩、イドキシフェン、イドラマントン、イホスファミド、イルモホシン、イロマスタット、イミダゾアクリドン、イミキモド、免疫賦活剤ペプチド、インスリン様増殖因子-1受容体阻害剤、インターフェロンアゴニスト、インターフェロンアルファ-2A、インターフェロンアルファ-2B、インターフェロンアルファ-N1、インターフェロンアルファ-N3、インターフェロンベータ-IA、インターフェロンガンマ-IB、インターフェロン、インターロイキン、イオベングアン、ヨードドキソルビシン、イプロプラチン、イリノテカン、イリノテカン塩酸塩、イロプラクト(iroplact)、イルソグラジン、イソベンガゾール(isobengazole)、イソホモハリコンドリン(isohomohalicondrin)B、イタセトロン、ジャスプラキノリド、カハラリドF、ラメラリン-Nトリアセテート、ランレオチド、ランレオチド酢酸塩、レイナマイシン、レノグラスチム、硫酸レンチナン、レプトルスタチン、レトロゾール、白血病抑制因子、白血球アルファインターフェロン、酢酸ロイプロリド、ロイプロリド/エストロゲン/プロゲステロン、リュープロレリン、レバミソール、リアロゾール、リアロゾール塩酸塩、直鎖状ポリアミン類似物、親油性二糖ペプチド、親油性白金化合物、リッソクリンアミド(lissoclinamide)7、ロバプラチン、ロンブリシン、ロメトレキソール、ロメトレキソールナトリウム、ロムスチン、ロニダミン、ロソキサントロン、ロソキサントロン塩酸塩、ロバスタチン、ロキソリビン、ルルトテカン、ルテチウムテキサフィリン、リソフィリン、溶菌ペプチド、マイタンシン、マンノスタチンA、マリマスタット、マソプロコール、マスピン、マトリライシン阻害剤、マトリックスメタロプロテアーゼ阻害剤、メイ
タンシン、メクロレタミン塩酸塩、酢酸メゲストロール、酢酸メレンゲストロール、メルファラン、メノガリル、メルバロン、メルカプトプリン、メテレリン、メチオニナーゼ、メソトレキセート、メソトレキセートナトリウム、メトクロプラミド、メトプリン、メツレデパ、微細藻類タンパク質キナーゼC阻害剤、MIF阻害剤、ミフェプリストン、ミルテホシン、ミリモスチム、不適性二本鎖RNA、ミチンドミド、ミトカルシン(mitocarcin)、ミトクロミン、ミトギリン、ミトグアゾン、ミトラクトール、ミトマルシン(mitomalcin)、マイトマイシン、マイトマイシン類似物、メトナフィド、ミトスペル(mitosper)、ミトタン、ミトトキシン(mitotoxin)線維芽細胞増殖因子-サポリン、ミトキサントロン、ミトキサントロン塩酸塩、モファロテン、モルグラモスチム、モノクローナル抗体、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、モノホスホリルリピドa/マイコバクテリア細胞壁SK、モピダモール、複数の薬剤耐性遺伝子阻害剤、複数の腫瘍抑制因子1をベースとする治療、マスタード抗がん剤、ミカペルオキシドB、マイコバクテリア細胞壁抽出物、ミコフェノール酸、ミリアポロン、n-アセチルジナリン、ナファレリン、ナグレスチップ(nagrestip)、ナロキソン/ペンタゾシン、ナパビン(napavin)、ナフテルピン、ナルトグラスチム、ネダプラチン、ネモルビシン、ネリドロン酸、中性エンドペプチダーゼ、ニルタミド、ニサマイシン、一酸化窒素モジュレーター、ニトロキシド抗酸化剤、ニトルリン(nitrullyn)、ノコダゾール、ノガラマイシン、n-置換ベンズアミド、O6-ベンジルグアニン、オクトレオチド、オキセノン、オリゴヌクレオチド、オナプリストン、オンダンセトロン、オラシン、経口サイトカインインデューサー、オルマプラチン、オサテロン、オキサリプラチン、オキサウノマイシン、オキシスラン、パクリタキセル、パクリタキセル類似物、パクリタキセル誘導体、パラウアミン、パルミトイルリゾキシン、パミドロン酸、パナキシトリオール、パノミフェン、パラバクチン、パゼリプチン、ペガスパルガーゼ、ペルデシン、ペリオマイシン(peliomycin)、ペンタムスチン、ペントサンポリ硫酸ナトリウム、ペントスタチン、ペントロゾール(pentrozole)、ペプロマイシン硫
酸塩、ペルフルブロン、ペルホスファミド、ペリリルアルコール、フェナジノマイシン、フェニルアセテート、ホスファターゼ阻害剤、ピシバニール、ピロカルピン塩酸塩、ピポブロマン、ピポスルファン、ピラルビシン、ピリトレキシム、ピロキサントロン塩酸塩、プラセチンA、プラセチンB、プラスミノーゲンアクチベーター阻害剤、白金錯体、白金化合物、白金-トリアミン錯体、プリカマイシン、プロメスタン、ポルフィマーナトリウム、ポルフィロマイシン、プレドニムスチン、プロカルバジン塩酸塩、プロピルビス-アクリドン、プロスタグランジンJ2、前立腺癌抗アンドロゲン剤、プロテアソーム阻害剤、タンパク質Aをベースとする免疫モジュレーター、タンパク質キナーゼC阻害剤、タンパク質チロシンホスファターゼ阻害剤、プリンヌクレオシドホスホリラーゼ阻害剤、ピューロマイシン、ピューロマイシン塩酸塩、プルプリン、ピラゾフリン、ピラゾロアクリジン、ピリドキシル化ヘモグロビンポリオキシエチレンコンジュゲート、RAFアンタゴニスト、ラルチトレキセド、ラモセトロン、RASファルネシルタンパク質トランスフェラーゼ阻害剤、RAS阻害剤、RAS-GAP阻害剤、脱メチル化レテリプチン、レニウムRE186エチドロネート、リゾキシン、リボプリン;リボザイム、RIIレチンアミド、RNAi、ログレチミド、ロヒツキン(rohitukine)、ロムルチド、ロキニメクス、ルビギノンB1、ルボキシル、サフィンゴール、サフィンゴール塩酸塩、サイントピン、サルクヌ(sarcnu)、サルコフィトールA、サルグラモスチム、SDI1模倣体、セムスチン、老化由来阻害剤1、センスオリゴヌクレオチド、シグナル伝達阻害剤、シグナル伝達モジュレーター、シムトラゼン、単鎖抗原結合タンパク質、シゾフラン、ソブゾキサン、ボロカプト酸ナトリウム(sodium borocaptate)、フェニル酢酸ナトリウム、ソルベロール(solverol)、ソマトメジン結合タンパク質、ソネルミン、スパルホセートナトリウム(sparfosate sodium)、スパルホス酸、スパルソマイシン、スピカマイシンD、スピロゲルマニウム塩酸塩、スピロムスチン、スピロプラチン、スプレノペンチン、スポンギスタチン1、スクアラミン、幹細胞阻害剤、幹細胞分裂阻害剤、スチピアミド、ストレプトニグリン、ストレプトゾ
シン、ストロメライシン阻害剤、スルフィノシン、スロフェヌル、超活性血管作動性腸ペプチドアンタゴニスト、スラジスタ、スラミン、スワインソニン、合成グリコサミノグリカン、タリソマイシン、タリムスチン、タモキシフェンメチオジド、タウロムスチン、タザロテン、テコガランナトリウム(tecogalan sodium)、テガフル、テルラピリリウム(tellurapyrylium)、テロメラーゼ阻害剤、テロキサントロン塩酸塩、テモポルフィン、テモゾロミド、テニポシド、テロキシロン、テストラクトン、テトラクロロデカオキシド、テトラゾミン、タリブラスチン、サリドマイド、チアミプリン、チオコラリン、チオグアニン、チオテパ、トロンボポエチン、トロンボポエチン模倣体、チマルファシン、サイモポエチン受容体アゴニスト、チモトリナン、甲状腺刺激ホルモン、チアゾフリン、スズエチルエチオプルプリン、チラパザミン、チタノセンジクロリド、トポテカン塩酸塩、トプセンチン、トレミフェン、トレミフェンクエン酸塩、全能性幹細胞因子、翻訳阻害剤、酢酸トレストロン、トレチノイン、トリアセチルウリジン、トリシリビン、リン酸トリシリビン、トリメトレキサート、グルクロン酸トリメトレキサート、トリプトレリン、トロピセトロン、ツブロゾール塩酸塩、ツロステリド、チロシンキナーゼ阻害剤、チロホスチン、UBC阻害剤、ウベニメクス、ウラシルマスタード、ウレデパ、泌尿生殖洞に由来する成長阻害因子、ウロキナーゼ受容体アンタゴニスト、バプレオチド、バリオリンB、ベラレソール、ベラミン(veramine)、ベルジン、ベルテポルフィン、硫酸ビンブラスチン、硫酸ビンクリスチン、ビンデシン、硫酸ビンデシン、硫酸ビネピジン、硫酸ビングリシネート、硫酸ビンロイロシン、ビノレルビン、酒石酸ビノレルビン、硫酸ビンロシジン、ビンキサルチン(vinxaltine)、硫酸ビンゾリジン、ビタキシン(vitaxin)、ボロゾール、ザノテロン、ゼニプラチン、ジラスコルブ、ジノスタチン、ジノスタチンスチマラマー、または塩酸ゾルビシンであり得る。一実施形態において、治療剤は、ドキソルビシンである。
いくつかの実施形態において、治療剤は、目に影響を与える疾患または状態を処置または予防するために使用される薬剤である(例えば、点眼用薬剤)。点眼用薬剤の非限定的例には、滑沢剤、粘滑剤、抗生物質、抗ウイルス剤(例えば、アシクロビル、ガンシクロビル、バラシクロビル)、抗アレルギー剤(例えば、抗ヒスタミン剤、例えば、オロパタジン)、IOP低下剤、反対刺激剤、アセタゾラミド、alphagan、アンタゾリン、アスピリン、アトロピン、アゼラスチン、バシトラシン、ベタキソロール、ビマトプロスト;ゼアキサンチンルテイン、リコペンブリモノジン(lycopene brimonodine)を含めた植物性薬物;ブリンゾラミド、カルバコール、カルテオロール、シプロフロキサシン、オフロキサシン、クロモリン、シクロスポリン(シクロスポリンプロドラッグおよびシクロスポリン誘導体を含めた)、他の免疫モジュレーター、ダピプラゾール、デキサメタゾン、ジクロフェナク、ジピベフリン、ドルゾラミド、エピネフリン、エリスロマイシン、フルオロメトロン、フルルビプロフェン、ゲンタマイシン、緑内障用医薬(例えば、プロスタグランジン、炭酸脱水酵素阻害剤、エピネフリンまたはアルファ-アゴニスト、ベータ遮断薬)、グラミシジン、ホマトロピン、ヒドロコルチゾン、ヒヨスチン、ケトロラク、イブプロフェン、ケトチフェン、ラタノプロスト、レボブノロール、レボカバスチン、レボフロキサシン、ロテプレドノール、メドリゾン、メタゾラミド、メチプラノロール、ナファゾリン、ナタマイシン、ネドクロミル、ネオマイシン、ネプタザン、神経保護剤、非ステロイド性抗炎症剤、ネパフェナク、ノルフロキサシン、オフロキサシン、オロパタジン、オキシメタゾリン、ペミロラスト、フェニラミン、フェニレフリン、ピロカルピン、ポビドン、プレドニゾロン、プロパラカイン、スコポラミン、テトラカイン、ステロイド、スルファセタミド、テトラヒドロゾリン、高張の涙、チモロール、トブラマイシン、トラボプロスト、トリフルリジン、トリメトプリム、トロピカミド、ウノプロストン、xalatan、ならびに亜鉛が含まれる。プロドラッグおよび関連する化合物、ならびに新規な活性医薬成分は、本明細書に記載されている送達系と共に使用することができる。
一実施形態において、治療剤は、シクロプロリン(cycloprorin)A、チモロール、ベタキソロール、メチプラノロール、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ナタマイシン、ネプタザン、アセタゾラミド、alphagan、xalatan、ビマトプロスト、トラボプロスト、オロパタジン、ケトチフェン、アシクロビル、ガンシクロビル、バラシクロビルから選択される点眼用薬剤である。一実施形態において、治療剤は、シクロスポリンA、ナタマイシン、オロパタジン、ブリンゾラミドまたはドルゾラミドである。
一実施形態において、治療剤は、緑内障を処置するために使用される点眼用薬剤、例えば、緑内障の徴候および/または症状を低減させるために使用される薬剤、および例えば、高眼圧症と関連する眼内圧を低減させるために使用される薬剤である。いくつかの実施形態において、治療剤は、緑内障用医薬、例えば、プロスタグランジン、炭酸脱水酵素阻害剤、エピネフリンまたはアルファ-アゴニスト、またはベータ遮断薬である。いくつかの実施形態において、治療剤は、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ブリモニジン、チモロール、またはラタノプロストである。
一実施形態において、治療剤は、アレルギー性結膜炎を処置するために使用される点眼用薬剤、例えば、アレルギー性結膜炎の徴候および/または症状を低減させるために使用される薬剤である。一実施形態において、治療剤は、オロパタジンである。
一実施形態において、治療剤は、乾性角結膜炎(KCS)または「ドライアイ」を処置するために使用される点眼用薬剤、例えば、KCSの徴候および/または症状を低減させるために使用される薬剤である。一実施形態において、治療剤は、シクロスポリンAである。
一実施形態において、治療剤は、シクロスポリンAである。一実施形態において、治療剤は、ドルゾラミドである。一実施形態において、治療剤は、ナタマイシンである。一実施形態において、治療剤は、オロパタジンである。
いくつかの実施形態において、治療剤は、抗生物質、例えば、フルオロキノロン、バンコマイシン、セファロスポリン、ゲンタマイシン、エリスロマイシン、アジスロマイシン、スルファ薬物、バシトラシン、ガチフロキサシン、レボフロキサシン、モキシフロキサシン、またはオフロキサシンである。
いくつかの実施形態において、治療剤は、抗ウイルス剤、例えば、アシクロビル、ガンシクロビル、バラシクロビルである。
いくつかの実施形態において、治療剤は、抗アレルギー剤、例えば、抗ヒスタミン剤である。一実施形態において、治療剤は、オロパタジンである。
いくつかの実施形態において、治療剤を含むナノ粒子組成物を、目の前部表面に投与する。
いくつかの実施形態において、点眼用薬剤は、目表面への投与のための剤形、例えば、滴剤、軟膏剤またはゲル剤で製剤される。いくつかの実施形態において、点眼用薬剤は、コンタクトレンズを介した目への投与のための剤形で製剤される。
診断用薬
別の実施形態において、ペイロードは、診断用薬である。例えば、ペイロードは、蛍光性分子;ガス;金属;ポジトロン放出断層撮影(PET)、コンピュータ断層撮影法(CAT)、単光子放射型コンピュータ断層撮影法、X線、蛍光透視法、および磁気共鳴イメージング(MRI)において使用される市販の造影剤;またはコントラスト剤であり得る。MRIにおけるコントラスト剤として使用するために適した材料の非限定的例には、ガドリニウムキレート、ならびに鉄、マグネシウム、マンガン、銅、およびクロムが含まれる。CATおよびX線イメージングのために有用な材料の例には、これらに限定されないが、ヨウ素をベースとする材料が含まれる。
放射性ヌクレオチド
別の例として、ペイロードは、例えば、治療剤、診断用薬、または予後剤としての使用のための放射性核種を含み得る。使用される放射性核種の中で、ガンマ放射体、ポジトロン放射体、およびX線放射体は、診断および/または治療に適しており、一方、ベータ放射体およびアルファ放射体はまた、治療のために使用し得る。本発明の様々な実施形態と共に使用するための適切な放射性核種には、これらに限定されないが、123I、125I、130I、131I、133I、135I、47Sc、72As、72Sc、90Y、88Y、97Ru、100Pd、101mRh、119Sb、128Ba、197Hg、211At、212Bi、212Pb、109Pd、111In、67Ga、68Ga、67Cu、75Br、77Br、99mTc、14C、13N、15O、32P、33P、または18Fが含まれる。放射性ヌクレオチドは、ナノ粒子(例えば、別々の種として)内に含有し得、および/またはナノ粒子を形成する巨大分子またはポリマーの部分を形成し得る。
医薬組成物
本開示の別の態様は、本明細書に定義されているようなナノ粒子組成物、および薬学的に許容される担体を含む医薬組成物に関する。医薬組成物は、製薬技術において周知の様式で調製することができ、局所的または全身効果が所望であるかどうかによって、および処置する領域によって、種々の投与経路によって投与することができる。
いくつかの実施形態において、医薬組成物を、対象における所望の粘膜部位に投与する。医薬組成物は、任意の適切な投与経路によって所望の粘膜部位に投与することができる。いくつかの実施形態において、投与経路は、非経口ではなく、例えば、局所である。本明細書において使用する場合、局所投与は、例えば、口、目、耳、鼻、食道、胃、小腸、大腸、直腸、膣、尿道、陰茎、子宮などを介した粘膜への投与を含み得る。粘膜部位への治療剤の投与は、例えば、粘膜を介して循環中に吸収される薬剤の能力によって、局所的効果および/または全身効果を実現し得ることが理解される。
局所投与のための医薬組成物および製剤は一般に、軟膏剤、ローション剤、クリーム剤、ゲル剤、滴剤、坐剤、スプレー剤、液剤および散剤を含む。腸の粘膜への局所投与のために、経口剤形、例えば、液剤、乳剤、錠剤、カプレットまたはカプセル剤を使用し得る。通常の医薬担体、添加剤および賦形剤を用い得る。
いくつかの実施形態において、組成物は、局所投与または経皮的投与に適した剤形で投与される。本明細書に開示されている医薬組成物の局所投与または経皮的投与に適した剤形の非限定的例には、軟膏剤、ペースト剤、クリーム剤、ローション剤、ゲル剤、散剤、溶液剤、懸濁剤、乳剤、スプレー剤、吸入剤、またはパッチが含まれる。組成物は典型的には、無菌状態下にて、薬学的に許容される担体、および必要に応じて任意の必要とされる保存剤または緩衝液と混合される。
いくつかの実施形態において、組成物は、経口投与に適した剤形にある。このような剤形は、例えば、経口、食道、胃粘膜または腸粘膜の部位への投与のために有用であり得る。組成物は、標的粘膜部位によって、嚥下してもよく、嚥下しなくてもよい。例えば、剤形は、口内洗浄剤でよい。いくつかの実施形態において、経口剤形は、液体剤形、例えば、懸濁剤、溶液剤または乳剤である。いくつかの実施形態において、剤形は、固体剤形、例えば、散剤、錠剤、カプセル剤またはカプレットである。
いくつかの実施形態において、組成物は、直腸または膣投与に適した剤形にある。いくつかの実施形態において、直腸または膣投与のための組成物は、坐剤の形態である。いくつかの実施形態において、直腸または膣投与のための組成物は、液体、例えば、圧注器または浣腸の形態である。いくつかの実施形態において、直腸または膣投与のための組成物は、アプリケーターを使用して任意選択で塗布し得るクリーム剤、軟膏剤またはゲル剤の形態である。
いくつかの実施形態において、組成物は、経鼻または経肺投与に適した剤形にある。いくつかの実施形態において、経鼻または経肺投与のための剤形は、スプレー剤または吸入剤である。一実施形態において、剤形は、スプレー剤である。一実施形態において、剤形は、吸入器によって投与し得る吸入剤である。
いくつかの実施形態において、組成物は、眼または耳への投与、すなわち、目または耳への投与に適した剤形にある。いくつかの実施形態において、眼または耳への投与のための剤形は、滴剤である。いくつかの実施形態において、組成物は、眼への投与、例えば、滴剤、ゲル剤または軟膏剤に適した剤形にある。このような滴剤、ゲル剤または軟膏剤は、例えば、目の前部表面に塗布し得る。
非経口投与経路には、静脈内、動脈内、皮下、腹腔内、筋内もしくは注射もしくは注入;または頭蓋内、例えば、くも膜下腔内もしくは脳室内投与が含まれる。非経口投与は、単一のボーラス用量の形態であることができ、または、例えば、連続灌流ポンプによってでよい。
いくつかの実施形態において、消化管において見出される消化酵素との接触を回避するため非経口経路が望ましい。このような実施形態によって、ナノ粒子組成物は、注射(例えば、静脈内、皮下もしくは筋内、腹腔内注射)によって、直腸、経膣的、局所的(散剤、クリーム剤、軟膏剤、もしくは滴剤によるなど)、または吸入によって(スプレー剤によるなど)投与し得る。
注射可能な調製物、例えば、無菌の注射可能な水性または油性懸濁剤は、適切な分散化剤または湿潤剤および懸濁化剤を使用して公知技術によって製剤し得る。無菌の注射可能な調製物はまた、無毒性の非経口的に許容される賦形剤または溶媒中の無菌の注射可能な溶液剤、懸濁剤、または乳剤、例えば、1,3-ブタンジオール中の溶液剤であり得る。用い得る許容されるビヒクルおよび溶媒の中には、水、リンゲル液、U.S.P.、および等張食塩液がある。さらに、無菌の不揮発性油は従来、溶媒または懸濁媒として用いられる。この目的のために、合成モノまたはジグリセリドを含めて任意の無刺激性の不揮発性油を用いることができる。さらに、脂肪酸、例えば、オレイン酸は、注射剤の調製において使用される。一実施形態において、本発明のコンジュゲートは、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)TWEEN(商標)80を含む分散媒に懸濁される。注射可能な製剤は、例えば、細菌保持フィルターを通す濾過によって、または使用前に滅菌水もしくは他の無菌の注射可能な媒体に溶解もしくは分散することができる無菌の固体組成物の形態の滅菌剤を組み込むことによって無菌化することができる。
軟膏剤、ペースト剤、クリーム剤、およびゲル剤は、本開示のナノ粒子送達系に加えて、添加剤、例えば、動物および植物性脂肪、油、ワックス、パラフィン、デンプン、トラガカント、セルロース誘導体、ポリエチレングリコール、シリコーン、ベントナイト、ケイ酸、タルク、ならびに酸化亜鉛、またはこれらの混合物を含有し得る。
散剤およびスプレー剤は、本発明の発明的なコンジュゲートに加えて、添加剤、例えば、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、またはこれらの混合物を含有することができる。スプレー剤は、通例の噴射剤、例えば、クロロフルオロ炭化水素をさらに含有することができる。
経口投与のための医薬組成物は、液体または固体でよい。本発明の組成物の経口投与に適した液体剤形には、薬学的に許容される乳剤、マイクロ乳剤、溶液剤、懸濁剤、シロップ剤、およびエリキシル剤が含まれる。カプセル化されたまたはカプセル化されていないコンジュゲートに加えて、液体剤形は、当技術分野で一般に使用される不活性な賦形剤、例えば、水または他の溶媒、可溶化剤および乳化剤、例えば、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、ラッカセイ油、トウモロコシ油、胚芽油、オリーブ油、ヒマシ油、およびゴマ油)、グリセロール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ポリエチレングリコール、ソルビタンの脂肪酸エステル、ならびにこれらの混合物を含有し得る。不活性な賦形剤以外に、経口組成物はまた、アジュバント、湿潤剤、乳化剤および懸濁化剤、甘味剤、香味剤、および香料を含むことができる。本明細書において使用する場合、「アジュバント」という用語は、免疫応答の非特異的モジュレーターである任意の化合物を指す。特定の実施形態において、アジュバントは、免疫応答を刺激する。任意のアジュバントは、本発明によって使用し得る。多数のアジュバント化合物が当技術分野において公知である(Allison Dev. Biol. Stand. 92:3〜11頁、1998年;Unkelessら、Annu. Rev. Immunol.6:251〜281頁、1998年;およびPhillipsら、Vaccine 10:151〜158頁、1992年)。
経口投与のための固体剤形には、カプセル剤、錠剤、カプレット、丸剤、散剤、および顆粒剤が含まれる。このような固体剤形において、カプセル化されたまたはカプセル化されていないコンジュゲートは、少なくとも1種の不活性な薬学的に許容される添加剤または担体、例えば、クエン酸ナトリウムもしくは第二リン酸カルシウム、ならびに/または(a)充填剤もしくは増量剤、例えば、デンプン、ラクトース、スクロース、グルコース、マンニトール、およびケイ酸、(b)結合剤、例えば、カルボキシメチルセルロース、アルギネート、ゼラチン、ポリビニルピロリジノン、スクロース、およびアカシア、(c)保湿剤、例えば、グリセロール、(d)崩壊剤、例えば、寒天、炭酸カルシウム、ジャガイモもしくはタピオカデンプン、アルギン酸、特定のシリケート、および炭酸ナトリウム、(e)溶解遅延剤、例えば、パラフィン、(f)吸収加速剤、例えば、第四級アンモニウム化合物、(g)湿潤剤、例えば、セチルアルコールおよびモノステアリン酸グリセロール、(h)吸収剤、例えば、カオリンおよびベントナイトクレイ、ならびに(i)滑沢剤、例えば、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、固体ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウム、ならびに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、剤形はまた、緩衝剤を含み得る。
同様のタイプの固体組成物はまた、ラクトースまたは乳糖などの添加剤、および高分子量ポリエチレングリコールなどを使用して軟質および硬質ゼラチンカプセル中の充填剤として用い得る。錠剤、糖衣錠、カプセル剤、丸剤、および顆粒剤の固体剤形は、コーティングおよびシェル、例えば、腸溶性コーティングおよび医薬製剤の技術分野において周知の他のコーティングと共に調製することができる。
投与量
ナノ粒子またはその構成要素、例えば、治療剤の正確な投与量は、処置される患者を考慮して医師が決定し得ることを理解されたい。一般に、投与量および投与は調節されて、処置される患者への有効量の本発明のコンジュゲートをもたらす。本明細書において使用する場合、「有効量」は、所望の生物学的反応を誘発するのに必要とされる量を指す。この技術分野における当業者が認識するように、有効量は、所望の生物学的エンドポイント、送達される薬物、標的組織、投与経路などの要因によって変化し得る。考慮し得るさらなる要因には、病態の重症度;処置される患者の年齢、体重および性別;食事、投与の時間および頻度;薬物の組合せ;反応感受性;ならびに治療への耐性/反応が含まれる。
本明細書に記載されている組成物は、投与の容易さおよび投与量の均一性のために単位剤形で製剤し得る。「単位剤形」という表現は、本明細書において使用する場合、処置される患者に適した物理的個別単位を指す。しかし、本発明の組成物の1日総投与量は、医師が決定し得ることが理解される。任意の組成物について、治療有効用量は、細胞培養物アッセイにおいて、または動物モデル、通常、マウス、ウサギ、イヌ、もしくはブタにおいて最初に推定することができる。動物モデルをまた使用して、望ましい濃度範囲および投与経路を達成する。次いで、このような情報を使用して、ヒトにおける投与のための有用な用量および経路を決定することができる。コンジュゲートの治療有効性および毒性は、細胞培養物または実験動物において標準的な医薬手順によって決定することができる。例えば、ED50(用量は集団の50%において治療的に有効である)およびLD50(用量は集団の50%に致死的である)。毒性効果と治療効果との用量比は治療係数であり、比、LD50/ED50として表すことができる。大きな治療係数を示す医薬組成物は、いくつかの実施形態において有用であり得る。細胞培養物アッセイおよび動物試験から得たデータは、ヒトの使用のための投与量範囲の製剤において使用することができる。
キットおよび商業的パッケージ
本開示はまた、任意選択で従前に記載したような任意の適切な技術による本明細書に記載されている組成物のいずれかの使用または投与のための説明書と共に、キットまたは商業的パッケージ中の上記の組成物のいずれかを提供する。「説明書」は、促進の構成要素を規定することができ、典型的には本発明の組成物のパッケージング上またはこれと関連する書面での説明書が関与する。説明書はまた、任意の様式で提供される任意の口頭または電子的な説明書を含むことができる。「キット」は典型的には、本発明の組成物の任意の1つまたは組合せを含むパッケージ、および説明書を規定するが、本発明の組成物、および説明書が特定の組成物と関連することを臨床の専門家が明らかに認識するような様式で組成物に関連して提供される任意の形態の説明書をまた含むことができる。
本明細書に記載されているキットはまた、本発明の組成物および従前に記載したような他の成分を含有し得る、1つまたは複数の容器を含有し得る。キットはまた、本発明の組成物を場合によっては混合、希釈、および/または投与するための説明書を含有し得る。キットはまた、1種または複数種の溶媒、界面活性剤、保存剤および/または賦形剤(例えば、生理食塩水(0.9%NaCl)、もしくは5%デキストロース)を有する他の容器、ならびに試料中のまたはこのような処置を必要としている対象への構成要素を混合、希釈または投与するための容器を含むことができる。
キットの組成物は、任意の適切な形態として、例えば、液体溶液として、または乾燥粉末として提供し得る。提供される組成物が乾燥粉末であるとき、組成物は、また提供し得る適切な賦形剤を添加することによって再構成し得る。組成物の液体形態が使用される実施形態において、液体形態は、濃縮され、またはすぐ使用できるものであり得る。賦形剤は、組成物の構成要素、および使用または投与のモードによって決まる。薬物組成物のための適切な賦形剤は、例えば、従前に記載したように周知であり、文献において入手可能である。賦形剤は、コンジュゲートおよび使用または投与のモードによって決まる。
本開示はまた、別の態様において、本明細書に記載されているナノ粒子送達系の投与を促進することを包含する。いくつかの実施形態において、1種または複数種の本発明の組成物は、本発明の組成物のいずれか1つの投与を介して、様々な疾患、例えば、本明細書に記載されているものの予防または処置のために促進される。本明細書において使用する場合、「促進される」とは、本発明の組成物と関連する、教育、病院および他の臨床上の指示、医薬品販売を含めた医薬品産業の活動、ならびに任意の形態の書面によるコミュニケーション、口頭によるコミュニケーションおよび電子コミュニケーションを含めた任意の広告活動または他の促進活動の方法を含めた、ビジネスを行う全ての方法を含む。
処置および使用の方法
本明細書において開示されているナノ粒子組成物は、粘膜部位への治療剤の制御された送達によって処置することができる任意の疾患または状態の処置または予防において有用であり得る。本明細書において使用する場合、「処置する」は、疾患または状態の1つまたは複数の徴候および/または症状を予防、低減または軽減することを含む。ナノ粒子組成物は、粘膜部位における持続放出を達成することができるように、治療剤の制御放出を実現し、標的化および粘膜部位におけるナノ粒子の保持のために表面機能化されている。
いくつかの実施形態において、有効量の本明細書に定義されているような組成物またはその構成要素を投与することによって、対象において疾患または状態を処置する方法を提供する。他の実施形態において、疾患または状態を処置および/または予防するための、本明細書に定義されているような組成物またはその構成要素の使用を提供する。他の実施形態において、疾患または状態を処置および/または予防する医薬の製造のための、本明細書に定義されているような組成物またはその構成要素の使用を提供する。他の実施形態において、疾患または状態を処置および/または予防する医薬の製造のための、本明細書において開示されている組成物またはその構成要素を提供する。他の実施形態において、疾患または状態の処置のための本明細書に定義されているような組成物またはその構成要素を提供する。
いくつかの実施形態において、処置する疾患または状態は、粘膜部位、例えば、口、目、耳、鼻、食道、胃、小腸、大腸、直腸、膣、尿道、陰茎または子宮の粘膜部位への治療剤の送達によって処置することができる疾患または状態である。いくつかの実施形態において、処置する疾患または状態は、口、目、耳、鼻、食道、胃、小腸、大腸、直腸、膣、尿道、陰茎または子宮に影響を与える疾患または状態である。いくつかの実施形態において、処置する疾患または状態は、口、目、耳または鼻に影響を与える疾患または状態である。いくつかの実施形態において、処置する疾患または状態は、直腸、膣、尿道、陰茎、または子宮に影響を与える疾患または状態である。いくつかの実施形態において、処置する疾患または状態は、食道、胃、小腸または大腸に影響を与える疾患または状態である。
いくつかの実施形態において、処置する疾患または状態は、目に影響を与える疾患または状態である。非限定的例には、剥離、アカントアメーバ角膜炎、光線性角化症、急性アレルギー性眼瞼結膜炎、アレルギー性結膜炎、アデノウイルス角結膜炎、無虹彩症、アトピー性角結膜炎、細菌性結膜炎、細菌性角膜炎、帯状角膜症、基底細胞癌、ベル麻痺、眼瞼炎、水疱性角膜症、涙小管炎、カルンクラ嚢胞(caruncular cyst)、白内障、霰粒腫、クラミジア結膜炎、気候性滴状角膜症、結石、結膜の上皮内新生物、結膜のリンパ腫、結膜の乳頭腫、結膜の色素性病変、結膜の瘢痕、結膜炎、結膜弛緩症および結膜浮腫、角膜コラーゲンの架橋、角膜浮腫、角膜移植片-表層角膜移植、角膜移植片拒絶、角膜浸潤、クロコダイルシャグリーン、結晶性角膜症、瞼の嚢胞、涙嚢炎、凹窩、樹枝状潰瘍、皮膚弛緩症および眼瞼皮膚弛緩症、デスメ膜の損傷、円板状角膜炎、円板状角膜炎、乾性角結膜炎、水晶体転位症、眼瞼外反症、眼内炎、眼瞼内反症、眼瞼贅皮および内眼角贅皮、眼球上の分離腫、流涙症、上強膜炎、上皮迷入および線維性内部成長、上皮基底膜ジストロフィー、兎眼性角膜症、瞼の外傷、糸状角膜症、濾過胞、閃発熱傷、眼瞼弛緩症候群、濾胞性結膜炎、フックス内皮ジストロフィー、フックス異色性虹彩毛様体炎、真菌性角膜炎、巨大乳頭結膜炎、急性閉塞隅角緑内障、淋菌性角結膜炎、顆粒性ジストロフィー、血管種、単純ヘルペス性角膜炎、単純ヘルペス原発性眼瞼角結膜炎(herpes simplex primary blepharokeratoconjunctivitis)、眼部帯状疱疹、麦粒腫-内麦粒腫および外麦粒腫、前房出血-鈍的外傷、前房蓄膿症、感染性結晶性角膜症、間質性角膜炎、虹彩角膜発育不全、虹彩角膜血管内皮炎、虹彩嚢胞、虹彩炎、鉄線、円錐角膜、不完全型円錐角膜、球状角膜、格子状角膜実質ジストロフィー(lattice stromal dystrophy)、白色瞳孔、シラミ、角膜縁幹細胞不全、脂肪性角膜症、斑状角膜実質ジストロフィー(macular stromal dystrophy)、辺縁角膜炎、メースマンジストロフィー、結膜および瞼の黒色腫、虹彩の黒色腫および母斑、膜性結膜炎および偽膜性結膜炎、伝染性軟属腫、モーレン潰瘍、先天性鼻涙管閉塞症、神経栄養性角膜症、瞼の母斑、眼
の瘢痕性類天疱瘡、新生児眼炎、パンヌスおよび偽翼状片(pseudopterygia)、ペルーシド角膜辺縁変性、角膜穿孔、辺縁潰瘍性角膜炎、遷延性角膜上皮欠損、フリクテン症、瞼裂斑、水晶体後嚢混濁、後部多形性ジストロフィー、眼窩隔膜前蜂巣炎、レンズ被膜の偽落屑、翼状片、下垂症および偽性下垂症、涙点狭窄、化膿性肉芽腫、再発性角膜びらん症候群、ライス-ビュックラージストロフィー、停滞嚢胞およびリンパ管拡張症、関節リウマチ、酒さ性角膜炎、ザルツマン結節状変性症、強膜炎、脂腺細胞癌、脂漏性角化症、扁平上皮細胞癌-瞼、スティーブンスジョンソン症候群、結膜下出血、点状表層角膜症、上方輪部角結膜炎、癒着、テリエン周辺変性症、タイゲソン点状表層角膜症、中毒性角膜症、トラコーマ、睫毛乱生症、偽性睫毛乱生症、睫毛重生、異形成睫毛(metaplastic lashes)、抜毛癖、ブドウ膜炎、春季角結膜炎、ビタミンA欠乏症、渦巻き状角膜症、黄色板症が含まれる。
いくつかの実施形態において、目の疾患または状態は、緑内障、乾性角結膜炎またはアレルギー性結膜炎、真菌性感染、ウイルス感染または細菌感染である。いくつかの実施形態において、目の疾患または状態は、緑内障、乾性角結膜炎またはアレルギー性結膜炎である。いくつかの実施形態において、目の疾患または状態は、真菌性感染、ウイルス感染または細菌感染である。
いくつかの実施形態において、シクロスポリンAは、乾性角結膜炎の処置のために投与される。いくつかの実施形態において、オロパタジンは、アレルギー性結膜炎の処置のために投与される。いくつかの実施形態において、ブリンゾラミド、ブリモニジン、またはドルゾラミドは、緑内障の処置のために投与される。
いくつかの実施形態において、組成物は、目の前部セグメントと関連する疾患の処置のために、目の表面上に局所的に投与される。
いくつかの実施形態において、組成物は、目の後部セグメントと関連する疾患の処置のために、目の表面上に局所的に投与される。いくつかの実施形態において、組成物は、鼻腔内に投与され、鼻粘膜を標的とする。いくつかの実施形態において、組成物は、経口的に投与され、口腔粘膜を標的とする。いくつかの実施形態において、組成物は、腸と関連する疾患の処置のために、静脈内に投与され、胃腸のムチンを標的とする。いくつかの実施形態において、組成物は、経膣的に投与され、膣粘膜を標的とする。いくつかの実施形態において、組成物は、直腸に投与され、直腸の粘膜を標的とする。
いくつかの実施形態において、処置する疾患または状態は、後天性血管性浮腫、腸性肢端皮膚炎、急性漿液性結膜炎(acute serous conjunctivitis)、結腸の腺腫性ポリポーシス、アデノウイルス科感染症、アデノウイルスが関連する感冒、アレルギー性喘息、アレルギー性接触性口唇炎、アレルギー性鼻炎、アレルギー、歯肉および結膜のアミロイドーシス、精神遅滞、鎮痛剤喘息症候群、アンダーソン三徴候(Anderson's triad)、水疱性出血性口峡炎、眼角結膜炎、喘息、喘息性気管支炎、萎縮性舌炎、萎縮性鼻炎、弱力化家族性ポリポーシス(attenuated familial polyposis)、ベーチェット病、良性移動性舌炎、良性粘膜類天疱瘡、黒毛舌、ブローディーパイル(Brodie pile)、気管支炎、水疱性類天疱瘡、カンジダ症、口内びらん、炭素ベビー症候群、心肥大、カタル、カタル性結膜炎または粘液膿性結膜炎、乳頭中央萎縮(central papillary atrophy)、頚管ポリープ、口唇炎、剥脱性口唇炎、腺性口唇炎、肉芽腫性口唇炎、胆嚢炎、瘢痕性結膜炎、ランダムな毛様体の配向による毛様体の非協調、線毛機能不全、大腸炎、結腸直腸の腺腫性ポリポーシス、結腸直腸ポリープ、木質性結膜炎、偽膜を有する結膜炎、コロナウイルスが関連する感冒、コステロ症候群、コクサッキーウイルスが関連する感冒、クローン病、クロンカイト-カナダ症候群、嚢胞性線維症、膀胱炎、皮膚口内炎、剥離性歯肉炎、右胸心-気管支拡張症-副鼻腔炎、唇の薬物誘発性潰瘍、十二指腸潰瘍、先天性角化異常症、Zinsser-Cole-Engmanの先天性角化異常症、エコーウイルスが関連する感冒、外胚葉異形成症、小腸結腸炎、好酸球性膀胱炎、流行性カポジ肉腫、エプーリス、裂溝性エプーリス、発疹性血管種、発疹性舌乳頭炎、紅板症、食道潰瘍、食道炎、外因性喘息、家族性腺腫性ポリポーシス、家族性腸ポリポーシス、家族性の鼻の繊毛、家族性ポリポーシス、フェンウィック型潰瘍、溝状舌、インフルエンザ、濾胞性結膜炎、濾胞性過誤腫、食物アレルギーが関連する喘息、フォーダイス病、ガードナー症候群、胃食道逆流が関連する慢性咳嗽、胃びらん、胃の逆流、胃潰瘍、胃炎、胃炎、胃食道逆流性疾患、巨大乳頭結膜炎、淋病、成長ホルモン分泌下垂体腺腫、毛様白板症、B型インフルエンザ菌、出血性結膜炎、出血性直腸結腸炎、ヘルペス、ヒトパピローマウイルス、線毛不動症候群、封入体性結膜炎、インフルエンザA、インフルエンザB、間質性膀胱炎、口腔内空洞(intraoral dental sinus)、内因性喘息、侵襲性カンジダ症、刺激性結膜炎、Jadassohn-Lewandowsky症候群、カポジ型血管内皮腫、角結膜炎、咽頭角化症、咽喉頭酸逆流、癩病、白質脳症、白板症、胼胝腫および食道癌を伴う白板症、脂肪肉芽腫症、ロジック症候群(logic syndrome)、下部食道潰瘍、リンパ球性大腸炎、リンパ腫、粘膜関連リンパ組織、重大な潰瘍性口内炎、悪性消化性潰瘍、Melkersson-Rosenthal症候群、膜性結膜炎、口腔内潰瘍、粘液性癌、粘液嚢腫、粘膜表皮癌、粘表皮癌、粘膜上皮異形成、白頭症タイプ(Witkop type)、粘膜リーシュマニア症、粘膜の扁平苔癬、粘膜の扁平上皮細胞癌、粘膜炎、口腔粘膜の粘液嚢胞、永山斑、鼻ポリープ、壊死性腸炎、壊死性歯周疾患、ニコチン性口内炎、新生児眼炎、口腔内クローン病、口腔内乳頭腫(oral florid papillomatosis)、口腔内フォーダイス斑(oral fordyce granules)、口腔鵞口瘡、口腔潰瘍、オルソミクソウイルスが関連する感冒、オスラー-ランデュ-ウェーバー症候群、全大腸炎、乳頭結膜炎、パラインフルエンザ、パラミクソウイルスが関連する感冒、顆粒球を伴う喘息(paucigranulocytic asthma)、天疱瘡、落葉状天疱瘡、尋常性天疱瘡、良性消化性潰瘍、尋常性天疱瘡、消化性潰瘍、壊死性粘膜腺周囲炎、周期熱、咽頭結膜熱、瞼裂斑、形質細胞性口唇炎、形質細胞性棘細胞腫(plasmoacanthoma)/形質細胞性歯肉炎、原発性線毛機能不全、直腸炎、偽膜性大腸炎、腹膜偽粘液腫、粘膜上の乾癬、セリアック病と関連する精神障害、翼状片、結膜の翼状片、化膿性結膜炎、再発性瘢痕性アフタ、逆流性喉頭炎、難治性セリアック病、鼻炎、リノスポリジウム症、リッター症候群、ロスタン喘息(rostan asthma)、サリチレート感受性喘息、Schafer症候群、副鼻腔炎、シェーグレン症候群、春季カタル、スプルー、スティーブンスジョンソン症候群、吻合部潰瘍、口内炎、上方輪部角結膜炎、サットン病、ブタインフルエンザ、全身性カンジダ症、高原病、淋病、鵞口瘡、トランペット奏者の疣贅(trumpeter's wart)、粘膜の結核性疾患、潰瘍性大腸炎、潰瘍性結膜炎、潰瘍性直腸S状結腸炎、アーバンショサースポーン症候群(urban Schosser Spohn synfrome)、膣カンジダ症、血管運動性鼻炎、膣前庭乳頭腫症、ワンサンアンギナ、外陰膣歯肉症候群、白色海綿状母斑、黄色肉芽腫性胆嚢炎、口腔乾燥症の1つまたは複数から選択される。
対象
対象は、ヒトまたはヒトではない動物であり得る。いくつかの実施形態において、対象は、哺乳動物である。哺乳動物の非限定的例には、ヒト、イヌ、ネコ、ウマ、ロバ、ウサギ、ウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ラット、マウス、モルモット、ハムスター、および霊長類が含まれる。いくつかの実施形態において、対象は、ヒトである。
製造方法
別の態様において、本開示は、粘膜付着性ナノ粒子送達系の形成において有用な巨大分子の調製のためのプロセスを提供する。巨大分子は典型的には、複数の粘膜標的化部分にコンジュゲートしている両親媒性コポリマー、特に、ブロックコポリマーである。巨大分子は、適切な条件下で集合して、すなわち、コア-シェルタイプのナノ粒子を形成することができる。水性環境において、ナノ粒子は、疎水性コアおよび親水性シェルを有し、シェルは、ナノ粒子の表面をもたらし、ナノ粒子の表面は、ナノ粒子の制御された標的化および付着のために、所望の量(すなわち、表面密度)の粘膜標的化部分でコーティングされている。
本明細書において開示されている巨大分子は、当業者には公知の任意の適切なプロセスによって、例えば、適切なコンジュゲーション技術を使用して作製し得る。疎水性ポリマーおよび親水性ポリマーを含めた出発材料は、様々な商業的な供給業者から購入し得る。所望である場合、出発材料は、当業者が調製することができる。例えば、修飾された骨格残基を含むポリマーが望ましい。粘膜付着性送達系の形成において有用な巨大分子を作製するための例示的な方法を下記に記載する。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子組成物を調製する方法を提供する。
いくつかの実施形態において、方法は、一連のステップ、例えば、両親媒性巨大分子の調製、ナノ粒子形成、および標的化部分へのコンジュゲーション(すなわち、所望の表面密度の標的化部分によるナノ粒子の表面のコーティング)で行われる。代わりに、複数の官能基を含む親水性ポーションを、所望の量の標的化部分に最初にカップリングし、それに続いて機能化された親水性ポーションを、疎水性ナノ粒子の形態であり得る疎水性ポリマーにコンジュゲートし得る(すなわち、疎水性ナノ粒子の表面を機能化された親水性ポリマーでコーティングする)。疎水性ポリマーがコンジュゲーションのために修飾されるとき、ポリマーの1つの末端は典型的には、より親水性となる(例えば、カルボキシル基の存在)。このようなポリマーは集合して、水性媒体中で疎水性ナノ粒子を形成することができる。制御されたシークエンスでのナノ粒子の調製は、標的化部分の実質的に全て(例えば、90%超、95%超、96%超、97%超、98%超、99%超)が巨大分子の親水性ポーションによって形成されているナノ粒子の表面上に位置している表面機能化したナノ粒子をもたらす。
一実施形態において、粘膜部位へのペイロードの送達に有用なナノ粒子組成物を調製する方法は、親水性ポーションおよび疎水性ポーションを含む両親媒性巨大分子を調製すること、ここで親水性ポーションは、複数の機能的部分を含む、と、b)適切な条件下で複数の前記巨大分子を集合させて、疎水性コアおよび親水性シェルを有するナノ粒子を形成することと、c)疎水性ポーション上の前記機能的部分の少なくとも一部を粘膜標的化部分にコンジュゲートすることとを含み、それによって、表面機能化したナノ粒子をもたらす。
いくつかの実施形態において、a)は、疎水性ポリマーへの親水性ポリマーのコンジュゲーションを含み、ジブロックコポリマーを形成する。
いくつかの実施形態において、親水性ポリマーは、デキストランであり、疎水性ポリマーは、PLAである。
いくつかの実施形態において、標的化部分は、フェニルボロン酸誘導体、チオール誘導体またはアクリレート誘導体である。いくつかの実施形態において、標的化部分は、フェニルボロン酸(PBA)誘導体である。
いくつかの実施形態において、ステップb)は、ステップc)の前に行われる。しかし、他の実施形態において、ステップc)は、ステップb)の前に行われる。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子上の粘膜標的化部分の表面密度は、反応物中に導入される粘膜標的化部分の量によって制御される。
いくつかの実施形態において、プロセスは、多量体および適切なリンカーの間の還元的アミノ化を含む。いくつかの実施形態において、反応は、N-保護された-エチレンジアミンのアミン末端、およびモノマー単位毎に複数の官能基を有する多量体、例えば、多糖、ポリヌクレオチドまたはポリペプチドの還元末端の間で起こる。任意の適切なN-保護基を使用することができる。いくつかの実施形態において、N-保護基は、tert-ブトキシカルボニル(BOC)である。
モノマー単位毎に複数の官能基を有する親水性ポリマーの選択は、このように得られたナノ粒子の微調整を可能とし、下でさらに記載するように、粒径、標的化および/または粘膜部位における付着を制御する。いくつかの実施形態において、親水性ポリマーは、多糖である。いくつかの実施形態において、親水性ポリマーは、デキストランである。したがって、いくつかの実施形態において、反応は、N-BOC-エチレンジアミン、およびデキストランポリマーの還元末端のアルデヒドの間で起こる。反応は、適切な溶媒、例えば、ホウ酸緩衝溶液中で、還元剤、例えば、NaCNBH3の存在下で行い得る。混合物を、反応が完了するのに十分な時間、例えば、約24〜120時間撹拌する。一実施形態において、混合物を、約24時間、48時間、72時間、96時間、または120時間撹拌する。いくつかの実施形態において、このステップは、室温で行われる。いくつかの実施形態において、このステップは、暗中で行われる。
次いで、混合物を洗浄して、未反応の分子または触媒を除去し得る。一実施形態において、メタノールを洗浄ステップにおいて使用する。プロセスを続ける前に、末端修飾されたデキストランを任意選択で乾燥させることができる。
次いで、保護基を除去し、それに続いて適切な溶媒中で疎水性ポリマーへのアミン-末端多量体のコンジュゲーションを行い、両親媒性巨大分子を得る。一実施形態において、塩酸およびトリエチルアミンを、保護基の除去のために使用する。巨大分子は、例えば、メタノールを使用して洗浄し、未反応のポリマーを除去し得る。
疎水性ポリマーとのアミン-末端多量体のコンジュゲーションは、適切な溶媒中で起こる。一実施形態において、溶媒は、DMSO、アセトン、またはアセトニトリルである。触媒を用いて、反応を駆動し得る。一実施形態において、触媒は、EDCおよびスルホ-NHSである。
次いで、混合物を洗浄して、未反応の分子または触媒を除去し得る。一実施形態において、メタノールを洗浄ステップにおいて使用する。さらなる洗浄ステップを使用して、未反応のポリマーを除去し得る。一実施形態において、未反応のポリマーは、デキストランである。最終混合物を適切な溶媒に溶解し、遠心し、このように得られた上清を集める。一実施形態において、適切な溶媒は、アセトンまたはアセトニトリルである。最終生成物を乾燥させる。一実施形態において、真空デシケーターを使用して、生成物を乾燥させる。
別の態様において、本開示は、粘膜付着性ナノ粒子送達系の形成において有用なナノ粒子の調製のためのプロセスを提供する。本明細書に記載されているポリマーまたは巨大分子は、当業者には公知の技術を使用してナノ粒子に形成し得る。巨大分子からの粒子によって形成される形状は、要因、例えば、巨大分子を形成するポリマーのサイズおよび組成によって決まり得る。さらに、また下記で考察するように、場合によっては、粒子は、対象とする薬剤、例えば、治療剤、診断用薬または造影剤を含み得る。例えば、いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、治療剤、例えば、薬物を含有し得る。対象とする薬剤は、例えば、粒子を形成するために使用されるポリマーを含有する溶液中に薬剤を含むことによって、粒子の形成の間に粒子中に組み込み得、かつ/または薬剤は、粒子の形成後に粒子に組み込み得る。
さらに、方法は、上で考察したポリマーまたは巨大分子とは識別可能であるさらなるポリマーまたは巨大分子を用い得る。従前に考察したように、第1および第2(またはそれ超)の巨大分子を異なる比で一緒に合わせて、第1および第2(またはそれ超)の巨大分子を含む粒子を生成し得る。いくつかの実施形態において、粘膜標的化部分、例えば、粘膜部位における標的への高い親和性結合を形成することができる標的化部分への官能基のカップリングを介して、ナノ粒子の微調整可能な標的化のために、ナノ粒子のシェル中に存在する複数の官能基を有する親水性ポーションを有することが望ましいことを留意されたい。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子形成の後に、標的化部分を巨大分子にコンジュゲートする。
本開示はまた、本明細書に記載されている両親媒性巨大分子を使用して形成されるナノ粒子の表面上に標的化部分をコンジュゲートするためのプロセスを提供する。いくつかの実施形態において、コンジュゲーションは、親水性ポーションの官能基(例えば、親水性ポリマーの骨格)および標的化部分の官能基の間である。いくつかの実施形態において、触媒、例えば、EDCが、コンジュゲーション反応のために使用される。いくつかの実施形態において、コンジュゲーション反応の前に、ポリマー骨格の官能基は他のタイプの官能基に修飾される。一実施形態において、NaIO4を使用して、アルデヒド基へとヒドロキシル基を酸化させる。混合物を、例えば、メタノールを使用して洗浄し、コンジュゲートしていない標的化部分を除去し得る。いくつかの実施形態において、透析を使用して、未反応の分子を除去する。
場合によって、方法は、複数のタイプの標的化部分とのコンジュゲーションを含み得る。このように得られたナノ粒子の標的化部分の表面密度は、反応混合物中の材料の量を調節することによって制御し得る。
いくつかの実施形態において、コンジュゲーションおよびナノ粒子形成は、単一のステップ反応として、例えば、米国特許第8,323,698号に記載されているような単一のステップ反応によって起こり得る。しかし、このような単一のステップ反応は、ナノ粒子のコア内に位置する検出可能な量の標的化部分を有するナノ粒子をもたらし、それによって、上記のようなより制御されたシークエンスと比較して、粒子の標的化の効率性は減少する。
特定の反応条件は、単に通常の実験法を使用して当業者が決定することができる。
方法の実施形態
デキストラン-b-PLA(Dex-b-PLA)ブロックコポリマーを調製する例示的な方法を、下の実施例1に記載する(Verma、2012年)。手短に言えば、Dex-b-PLAの合成のための例示的な手順は、3つの段階に分け得る。デキストランおよびN-Boc-エチレンジアミンの間の還元的アミノ化、Boc基の脱保護、ならびにアミン-修飾されたデキストラン末端基とカルボキシル-末端PLAとのコンジュゲーション。還元的アミノ化は、ホウ酸緩衝液にDexを溶解し、これを暗条件において約72時間N-Boc-エチレンジアミンおよびNaCNBH3と混合することによって行い得る。反応後、混合物をメタノールで洗浄し、真空デシケーター中で乾燥させる。次いで、試料をDI-H2Oに溶解し、Boc基の脱保護のために塩酸およびトリエチルアミンで処置する。アミン-末端デキストランおよびPLAのコンジュゲーションを、触媒としてEDCおよびスルホ-NHSを有するDMSO中で約4時間行った。最終生成物を、メタノールで数回洗浄した。洗浄試料をアセトンにさらに溶解し、遠心した。沈殿した未反応の遊離デキストランから分離するために、上清を注意深く抽出した。最後に、Dex-b-PLAを含有する上清を、真空デシケーター中で乾燥させた。
このように、いくつかの実施形態において、Dex-b-PLA巨大分子を調製する方法を提供し、方法は、1)デキストランおよびN-Boc-エチレンジアミンの間の還元的アミノ化、2)Boc基の脱保護、ならびに3)末端修飾されたデキストランとPLAとのコンジュゲーションを含む(スキーム1)。合成の第1のステップは、デキストランの還元末端上のアルデヒドおよびN-Boc-エチレンジアミン架橋剤のアミン基の間の還元的アミノ化が関与する。還元剤であるNaCNBH3をホウ酸緩衝溶液に加え、混合物を暗条件において室温で72時間撹拌した。次いで、混合物をメタノール中で洗浄し、未反応の分子または触媒を除去した。末端修飾されたデキストランを、真空中で一晩乾燥させた。乾燥したデキストランを、脱イオン水(DI-H2O)に再溶解した。最初にHClを1時間加え、Boc基と保護されたアミン部分の間のアミド結合を切断することによって、Boc基の脱保護を行った。続いて、TEAを加え、溶液のpHを9まで上昇させ、NH3 +末端基を脱プロトン化し、これを脱保護した。次いで、メタノールを使用して混合物を2回洗浄し、真空中で乾燥させた。乾燥した生成物のNMR試料をD2O中で調製した。アミン末端デキストランおよびカルボキシル末端PLA20(Mw約20kDa、6g、0.3mmol)を、DMSOに溶解した。2種のポリマーの間のコンジュゲーションは、触媒であるEDC(120mg、0.773mmol)およびスルホ-NHS(300mg、1.38mmol)を加えることによって促進し、反応を室温で4時間進行させた。このように得られたDex-b-PLAを2回沈殿させ、過剰なメタノールを使用して精製した。遊離デキストランを除去するために、混合物をアセトン(30mL)に溶解し、濁った懸濁液を形成させた。これを4000rpmで10分間遠心し、上清を注意深く抽出した。上清を空気でパージし、溶媒を除去し、次いで、真空中で一晩乾燥させ、最終コポリマーを得た。
ポリマーを機能化するために、Dex-b-PLAをDMSO(30mg/ml)に溶解し、穏やかに撹拌しながら水中にゆっくりと加え得る。デキストラン表面の過ヨウ素酸酸化を、60mgのNaIO4を加え、1時間撹拌することによって行った。続いて、グリセロールを加え、未反応のNaIO4をクエンチした。様々な量のPBA(すなわち、Dex-b-PLA_40PBAについて40mg)を、NaCNBH3と共に混合物に24時間加えた。全ての反応は暗中で行った。次いで、混合物を水中で24時間透析し、洗浄媒体を4回交換することによって未反応の溶質を除去した。
本明細書に記載されているポリマーまたは巨大分子は、下記で詳細に考察するものを含めて当業者には公知の技術を使用してナノ粒子に形成し得る。ポリマーまたは巨大分子からの粒子によって形成される形状は、粒子を形成するポリマーなどの要因によって決まり得る。さらに、また下記で考察するように、場合によっては、粒子の構造によって、粒子は対象とする親水性薬剤または疎水性薬剤を含み得る。例えば、粒子は、薬物または他の治療剤を含有し得る。親水性または疎水性薬剤は、例えば、粒子を形成するために使用されるポリマーを含有する溶液中の薬剤を含むことによって、粒子の形成の間に粒子中に組み込み得、かつ/または薬剤は、粒子の形成の後に粒子に組み込み得る。
Dex-b-PLAのNPを、ナノ沈殿法を使用して調製した。NPを形成するために、DMSO(10mg/mL)中の1mLのDex-b-PLAを、絶え間なく撹拌しながら滴下の様式で10mLのDI-H2Oに加えた。これを30分間撹拌し、次いで、3mLの試料をポリスチレンキュベット中に抽出することによって動的光散乱(DLS)試料を調製した。NPのサイズを、90Plus粒径分析器(Brookhaven社、90°でのλ=659nm)を使用して分析した。容量平均マルチモードサイズ分布(volume averaged multimode size distribution)(MSD)平均直径を、結果から使用した。
さらに、方法は、上で考察したポリマーまたは巨大分子とは識別可能であり得るさらなるポリマーまたは巨大分子を用い得る。従前に考察したように、第1および第2の巨大分子を異なる比で一緒に合わせ、第1および第2の巨大分子を含む粒子を生成し得る。
場合によっては、方法は、複数のタイプの標的化部分とのコンジュゲーションを含み得る。このように得られたナノ粒子上の標的化部分の表面密度は、反応混合物中の材料の量を調節することによって制御し得る。
代わりに、反応は、単一のステップ反応として起こり得、すなわち、コンジュゲーションは、中間体、例えば、N-ヒドロキシスクシンイミドまたはマレイミド、U.S.8,323,698に記載されているものなどを使用することなく行われる。しかし、このような方法は、粒子のコア中に位置する標的化部分のポーションを有するナノ粒子をもたらす。このように、典型的には、複数ステップのアプローチを使用して、より高い標的化を効率的に達成する。
特定の反応条件は、単に通常の実験法を使用して当業者が決定することができる。
特定の実施形態
いくつかの実施形態において、粘膜部位へのペイロードの送達に有用なナノ粒子組成物を提供し、ナノ粒子は、複数の両親媒性巨大分子を含み、巨大分子は、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリ(ラクチド-co-グリコリド)、ポリ(ε-カプロラクトン)、またはこれらの組合せから選択される生体適合性ポリマーを含む疎水性ポーション;多糖、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、またはこれらの組合せから選択される生体適合性ポリマーを含む親水性ポーション、ここで前記親水性ポーションは、複数の機能的部分を含む;およびフェニルボロン酸(PBA)誘導体、チオール誘導体またはアクリレート誘導体から選択される粘膜標的化部分を含み、親水性ポーションの前記機能的部分の少なくとも一部は、粘膜標的化部分にコンジュゲートしている。
いくつかの実施形態において、粘膜部位へのペイロードの送達に有用なナノ粒子組成物を提供し、ナノ粒子は、複数の両親媒性巨大分子を含み、巨大分子はそれぞれ、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリ(ラクチド-co-グリコリド)、ポリ(ε-カプロラクトン)、またはこれらの組合せから選択される疎水性生体適合性ポリマー、ここで前記疎水性ポリマーは、ナノ粒子のコアを形成する;複数の機能的部分を有する、多糖、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、またはこれらの組合せから選択される親水性生体適合性ポリマー、ここで前記親水性ポーションは、ナノ粒子のシェルを形成する、を含み、機能的部分の少なくとも一部は、フェニルボロン酸(PBA)誘導体、チオール誘導体またはアクリレート誘導体から選択される粘膜標的化部分にコンジュゲートしている。
いくつかの実施形態において、粘膜部位へのペイロードの送達に有用なナノ粒子組成物を提供し、ナノ粒子は、複数の両親媒性巨大分子を含み、巨大分子は、ポリラクチドを含む疎水性ポーション;複数の機能的部分を有する親水性ポーション、ここで前記親水性ポーションは、デキストランを含む;およびフェニルボロン酸(PBA)誘導体である粘膜標的化部分を含み、親水性ポーションの前記機能的部分の少なくとも一部は、粘膜標的化部分にコンジュゲートしている。
いくつかの実施形態において、粘膜部位へのペイロードの送達に有用なナノ粒子組成物を提供し、ナノ粒子は、複数の両親媒性巨大分子を含み、巨大分子はそれぞれ、複数の機能的部分を有する親水性デキストランポリマーにコンジュゲートした疎水性ポリラクチドポリマーを含み、前記機能的部分の少なくとも一部は、フェニルボロン酸(PBA)誘導体にコンジュゲートしている。
いくつかの実施形態において、巨大分子は、デキストラン-p-PLAである。いくつかの実施形態において、機能化された巨大分子は、デキストラン-p-PLA_PBAである。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、ポリラクチドをデキストランにコンジュゲートして、巨大分子を形成し、次いでナノ粒子を形成させることによって形成され、続いてデキストランの機能的部分の少なくとも一部をPBA誘導体にコンジュゲートすることによってナノ粒子を表面機能化して、PBA誘導体の所望の表面密度を達成する。
本明細書において定義および使用するような全ての定義は、辞書の定義、参照により組み込まれている文献における定義、および/または定義された用語の通常の意味より優先すると理解すべきである。
不定冠詞「a」および「an」は、本明細書および特許請求の範囲において使用する場合、逆のことが明らかに示されない限り、「少なくとも1つ」を意味すると理解すべきである。
特許請求の範囲、および上記の明細書において、全ての移行句、例えば、「含む」、「含める」、「担持する」、「有する」、「含有する」、「関与する」、「保持する」、「から形成される」、「で構成される」などは開放型であり、すなわち、これらを含むがこれらに限定されるものではないことを意味することが理解される。
移行句である「からなる」および「から本質的になる」のみはそれぞれ、排他的または半排他的な移行句であるべきである。
下記の実施例は、本開示の特定の例示的な実施形態を例示することを意図する。しかし、本開示の範囲は、下記の実施例に限定されない。
(実施例1)
Dex-b-PLAの合成および特性決定
1.1、材料
酸-末端ポリ(D,L-ラクチド)(PLA、Mw約10kDa、20kDaおよび50kDa)ならびにPLGA-PEG(PLGA、Mw約40kDa、PEG、Mw約6kDa)は、Lakeshore Biomaterials社(Birmingham、AL、USA)から購入した。PLAを、ジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解し、メタノール中に沈殿させることによって精製し、残留モノマーを除去した。デキストラン(Dex、Mr約1.5kDa、6kDa、および10kDa)、塩酸(HCl)、トリエチルアミン(TEA)、N-(3-ジメチルアミノプロピル)-N-エチルカルボジイミド(EDC)、ならびにシアノ水素化ホウ素ナトリウム(NaCNBH3)は、Sigma Aldrich社(Oakville、ON、Canada)から購入し、それ以上精製することなく使用した。N-ヒドロキシスルホスクシンイミド(スルホ-NHS)およびN-Boc-エチレンジアミンは、CNH Technologies社(Massachusetts、USA)から購入した。ドキソルビシン-HCl(MW=580Da、Intatrade有限責任会社、Bitterfield、Germany)を、ドキソルビシン-HClの水溶液中のTEA(2M当量)を加えることによって脱プロトン化し、ジクロロメタン(DCM)を使用してドキソルビシンの疎水性形態を抽出した(Chittasupho、2009年)。ホウ酸および水酸化ナトリウムを混合することによって、ホウ酸緩衝液を8.2のpHで0.05Mの濃度で調製した。ヒツジ全血(アルセバー中)は、Cedarlane社(Burlington、ON、Canada)から購入した。ベロナール緩衝溶液(VBS、5×)は、Lonza Walkersville株式会社(Walkersville、MD、USA)から購入した。トリチウム[3H]-PLA-放射標識したナノ結晶は、PerkinElmer社(Boston、MA、USA)から購入した。
1.2、Dex-b-PLAの合成
直鎖状ブロックコポリマーの合成は、3つの段階に分割される。1)デキストランおよびN-Boc-エチレンジアミンの間の還元的アミノ化、2)Boc基の脱保護、ならびに3)末端修飾されたデキストランとPLAとのコンジュゲーション(スキーム1)。合成の第1のステップは、デキストランの還元末端上のアルデヒドおよびN-Boc-エチレンジアミン架橋剤のアミン基の間の還元的アミノ化が関与する。典型的な反応において、Dex6(Mr約6kDa、6g、1mmol)を、4g(2.5mmol)のN-Boc-エチレンジアミンを有する15mLのホウ酸緩衝液(0.05M、pH8.2)に溶解した。還元剤であるNaCNBH3(1g、15mmol)を、ホウ酸緩衝溶液に加え、混合物を暗条件において室温にて72時間撹拌した。次いで、混合物をメタノール中で洗浄し、未反応の分子または触媒を除去した。末端修飾されたデキストランを、真空中で一晩乾燥させた。H NMR試料は、末端修飾されたデキストランをD2O(30mg/mL)に溶解することによって調製した。乾燥したデキストランを脱イオン水(DI-H2O)に再溶解した。最初にHCl(約4M)を1時間加えて、Boc基および保護されたアミン部分の間のアミド結合を切断することによって、Boc基の脱保護を行った。続いて、TEAを加え、溶液のpHを9までに上昇させ、NH3 +末端基を脱プロトン化し、これを脱保護した。次いで、メタノールを使用して混合物を2回洗浄し、真空中で乾燥させた。乾燥した生成物のNMR試料をD2O(30mg/mL)中で調製した。アミン末端デキストランおよびカルボキシル末端PLA20(Mw約20kDa、6g、0.3mmol)を、DMSOに溶解した。2つのポリマーの間のコンジュゲーションを、触媒であるEDC(120mg、0.773mmol)およびスルホ-NHS(300mg、1.38mmol)を加え、反応を室温で4時間進行させることによって促進した。このように得られたDex-b-PLAを2回沈殿させ、過剰なメタノールを使用して精製した。遊離デキストランを除去するために、混合物をアセトン(30mL)に溶解し、濁った懸濁液を形成した。これを4000rpmで10分間遠心し、上清を注意深く抽出した。上清を空気でパージし、溶媒を除去し、次いで真空中で一晩乾燥させ、最終コポリマーを得た。NMR試料を、プロトンNMRについてDMSO-d6中で30mg/mLの濃度で、および炭素NMRについてDMSO-d6中で150mg/mLの濃度で調製した。
1.3、核磁気共鳴(NMR)を使用したDex-b-PLAの特性決定
Dex-b-PLA合成の様々な段階を、H NMR分光法(Bruker300MHz)を使用して検証した。最終ポリマーコンジュゲーションをまた、C NMR分光法(Bruker300MHz)を使用して検証した。修飾の前に、NMR試料を調製するために、デキストランをD2O(30mg/mL)に溶解し、酸末端PLAをCDCl3(5mg/mL)に溶解した。従前の合成方法において記述したように、最初の2つのステップからの最終生成物をD2Oに溶解し、一方、最終生成物であるDex-b-PLAを、NMR分析のためにDMSO-d6に溶解した。
1.4、ナノ沈殿によるDex-b-PLAのNP形成
Dex-b-PLAのNPを、ナノ沈殿法を使用して調製した。NPを形成するために、DMSO(10mg/mL)中の1mLのDex-b-PLAを、絶え間なく撹拌しながら滴下の様式で10mLのDI-H2Oに加えた。これを30分間撹拌し、次いで、3mLの試料をポリスチレンキュベット中に抽出することによって、動的光散乱(DLS)試料を調製した。90Plus粒径分析器(Brookhaven社、90°にてλ=659nm)を使用して、NPのサイズを分析した。容量平均マルチモードサイズ分布(MSD)平均直径を、結果から使用した。
1.5、透過型電子顕微鏡法
Dex-b-PLAのNPの粒径および形態を、60kVの加速電圧および六ホウ化ランタンフィラメント(LaB6)を伴う透過型電子顕微鏡法(TEM、Philips CM10)を使用してさらに検証した。300メッシュのFormvarコーティングされた銅グリッド(Canemco & Marivac社)を、この実験のために使用した。上記のようなナノ沈殿法を使用して、NP水懸濁液を調製した。1滴のNP懸濁液をグリッド上に付け、グリッドをリンタングステン酸水溶液で短時間染色した。NP懸濁液を伴う銅グリッドを、TEM下でのイメージングの前に周囲環境下で一晩乾燥させた。
1.6、結果および考察
Dex-b-PLAブロックコポリマーの合成を、H NMR分光計を使用して分析した。図1aIに示すように、4.86ppmの多重線は、デキストラン繰り返し単位の炭素1上のプロトンに割り当てた。3.14ppmの多重線は、非還元末端の炭素5上のプロトンに割り当てた。これらの2つの多重線の間の整数比を使用して、デキストランのMWを確認した。デキストランおよびN-Boc-エチレンジアミンの還元的アミノ化反応は、未反応の遊離N-Boc-エチレンジアミンを除去した後の1.3ppmのピーク(Boc基)の存在によって確認した(図1aII)。それに続くデキストラン上の-NH2末端基を曝露するBoc基の脱保護を1.3ppmのピークの消失によって検証した(図1aIII)。HClおよびTEAを使用した脱保護ステップの後に、1.3ppmのピークが完全に除去されたことが示された。-NH2末端デキストランとCOOH-末端PLAとのコンジュゲーションの後で(図1aIV)、アセトン中に沈殿させることによって過剰な遊離デキストラン分子を除去した。最終生成物は、デキストラン(4.86ppmでの多重線)およびPLA(5.2ppmでの多重線)の両方に対応するピークを示し、これは2種のポリマーのコンジュゲーションを確認する(図1aV)。PLAおよびデキストランの直鎖状の末端対末端のコンジュゲーションはまた炭素NMRによって確認された(図1b)。166.81ppmにおけるピークは、エチレンジアミンリンカーのアミン末端に付着しているPLA上の炭素に割り当てられ、一方、169ppmのピークは、PLA骨格上のカルボニル炭素である(図1b)。
Dex-b-PLAブロックコポリマーの9種の製剤を使用したNPのサイズおよび形態を図2に示す。PLAおよびデキストランのMWを変化させることは、15〜70nmの範囲の異なるサイズを有するNPを生じさせた。図2aに示すように、PLAのMWを増加させることは粒径を増加させ、一方、デキストランのMWを増加させることは粒径を減少させた。PLAによって形成されるNPコアは、従前に示されたように、PLA鎖のMWの増加と共に、サイズが増加することが予想され(Riley、1999年;Riley、2001年)、これは10kDa、20kDaおよび50kDaのMWのPLAからなるNPによってここで確認された。本発明者らは、NPのサイズに対するデキストランMWの効果は、NP表面上のデキストランの立体構造によるものである可能性があると仮定する。Zahrらは、親水性鎖、例えば、5kDaのMWまたはより長いPEGが、粒子表面上へと「折り畳む」ことができ、キノコ型の高次構造を生じさせることを見出した(Zahr、2006年)。同様に、この現象は、より長いデキストラン鎖を有するNPがより小さな流体力学的径をもたらす理由を説明し得る。より短いデキストラン鎖長は、より長い鎖長を有するものと比較して、より小さな自由度を有し、直鎖状構造に限定される。PLA20-Dex6からなるNP(MWPLA、約20kDa、MWデキストラン、約6kDa)のTEM像は、粒子が球状構造を示すことを確認した(図2b)。
50nm未満のサイズを有するDex-b-PLAのNPを、バルクナノ沈殿の単純なプロセスを使用して合成した。PLGA-PEGブロックコポリマーを、商業的ベンチマークとして使用したが、これによって、同じ手順に従ってサイズ133.9±6.1nmを有するNPを形成した。PLGA-PEGについての粒径は、従前の文献の値と一致している(Dhar、2009年)。PLGA-PEGのNPは、より小さな粒径を達成することができたが、増強された制御のためにミクロ流体装置の補助を必要とした(Karnik、2008年)。他方、Dex-b-PLAのNPの粒径は、図2aにおいて例示するように組成上のポリマーのMWを単純に変化させることによって制御することができる。
(実施例2)
ナノ沈殿によるDex-b-PLAのNPへのドキソルビシンのカプセル化およびインビトロ
Dex-b-PLAのNPへのドキソルビシンのカプセル化を、ナノ沈殿法を使用して達成した。Dex-b-PLAおよびドキソルビシンを両方ともDMSOに溶解した(7mg/mLのDex-b-PLA濃度、および変化する薬物濃度)。1mLのDMSO溶液を、撹拌しながら10mLの水に滴下で添加し、さらに30分間撹拌を続ける。シリンジフィルター(孔径=200nm)を通して水中のNPを濾過し、薬物凝集物を除去し、続いてAmicon濾過チューブ(MWCO=10kDa、Millipore)を通して濾過し、懸濁液中の残存する遊離薬物をさらに除去した。カプセル化されたドキソルビシンを含有する濾過したNPをDMSOに再懸濁し、希釈した。結果的に、ポリマーマトリックス中の薬物添加量(重量%)は、Epochマルチボリューム分光光度計システム(Biotek社)を使用して480nmでの溶液の吸光度を得ることにより混合物中のドキソルビシンの濃度を測定することによって計算した。測定値を3連で得た(n=3、平均±S.D)。薬物を有さないポリマーを使用した同じ手順から測定した吸光度を、ベースラインとして使用した。吸光度は、得られた標準較正を使用することによってDMSO中のドキソルビシンの濃度と相関した。同じ手順をPLGA-PEGのために使用して、比較分析のためにドキソルビシンをカプセル化した。2つの等式(等式1および等式2)を使用して、カプセル化の効率性(%)および薬物添加量(重量%)を計算した。
図2に示すようにサイズの微調整に基づいて、ドキソルビシンをモデル疎水性薬物として使用して、PLA20-Dex10(MWPLA、約20kDa、MWデキストラン、約10kDa)およびPLA20-Dex6は、カプセル化の効率性および薬物添加量を分析するために選択した(図3)。PLA20-Dex10およびPLA20-Dex6についての粒径は、それぞれ、20.5nmおよび30.1nmであった。ドキソルビシン化合物を、ナノ沈殿法によってNP中に組み込んだ。デキストランをベースとするNPであるPLA20-Dex10およびPLA20-Dex6のNPの両方は、それぞれ、21.2重量%および10.5重量%の最大添加量を伴って、多くの量のドキソルビシンをカプセル化することが見出された。最大添加量が40重量%の最初の添加量で達成され、最初の添加量のさらなる増加は、粒子の凝集によってNP中の薬物添加量を増加させなかった。PLA20-Dex6より長いデキストラン鎖を有するPLA20-Dex10は、NP表面上で弱く会合している、またはナノ沈殿の間にNPの表面近くでカプセル化される、より多くのドキソルビシンを有する可能性が高いことが推測される。この効果は、ナノ沈殿の後に限外濾過(MWCO=10kDa)を行うことによって最小化され、非特異的に結合している薬物がNP懸濁液から除去されていたことが確実にされた。対照として使用されたPLGA-PEGのNPにおける最大薬物添加量は、7.1重量%であることが見出された。PLGA-PEGのNPについて過剰な最初の添加量は、ナノ沈殿の間により多くの薬物沈殿および粒子凝集をもたらし、一方、Dex-b-PLAのNPは、これらの最大薬物添加量においてでさえ無視できるサイズの増加を示したことが見出された。PLA20-Dex10のNPで達成した最大ドキソルビシン添加量は、文献におけるPEGをベースとするNPを使用する大部分の報告された値より相当に高かった。これは、ポリ(ε-カプロラクトン)-PEGコポリマーについて4.3〜11.2%(Shuai、2004年;He、2010年)、ポロキサマー407およびPEGヒドロゲル系について8.7%(Missirlis、2006年)、ならびにPEG-ポリ(β-ベンジル-L-アスパルテート)をベースとするNPについて18%(Kataoka、2001年)にわたり変化した。増加した薬物添加量は、PEGと比較したデキストランのより大きな親水性によるものである可能性が最も高く(Alpert、1990年)、これはNPの疎水性コアにおいて会合しているブロックコポリマーからのデキストラン鎖の可能性を低減させる。Dex-b-PLA系を使用したカプセル化の効率性および総薬物ペイロードは、市販のリポソーム系、例えば、12.5%の薬物添加量を有するFDAが承認したDoxil(登録商標)、および7.9%のダウノルビシン添加量を有するDaunoXome(登録商標)に匹敵する(Drummond、1999年)。Doxil(登録商標)製剤中のドキソルビシンの濃度は、Doxil(登録商標)が50mg/m2で投与されるとき、6.25mg/m2に言い換えられる(Drummond、1999年;Safra、2000年)。同じ生理的濃度のドキソルビシンは理論的には、30mg/m2のみのPLA20-Dex10のNP-ドキソルビシン製剤を使用して達成することができる。
(実施例3)
Dex-b-PLAのNPからのドキソルビシンのインビトロの放出
従前の実施例に記載されている手順を使用して、薬物カプセル化されたNPを調製および濾過し、カプセル化されていない薬物凝集物を除去した。NP-薬物懸濁液の精製された試料を集めて最大吸光度を測定し、これを100%放出ポイントとして使用した。続いて、NP-薬物懸濁液をSlide-a-Lyzer透析カセット(MWCO=20kDa、Fisher Scientific社)中に注射し、200mLのリン酸緩衝生理食塩水(PBS、pH7.4)に対して37℃にて穏やかに撹拌しながら透析した。所定の時間間隔で、1mLの放出媒体を抽出し、同じ容量の新鮮で新規のPBSを放出媒体に加えた。抽出した放出媒体を使用して、紫外-可視吸収測定を480nmにて三連で行った(n=3、平均±S.D)。放出媒体を数回交換して、媒体中のドキソルビシンの濃度を3μg/mL未満に維持し、PBS中のドキソルビシンの溶解限度未満に保持した。媒体を交換することはまた、ビーカーのガラス壁または磁気撹拌棒への放出されたドキソルビシンの付着を防止することが予想された。PLGA-PEGからのドキソルビシンの放出をまた、比較分析のために同一の手順で得た。任意のポリマーを伴わない遊離ドキソルビシンの放出がまた同じ手順を使用して観察され、NPからの3つの放出プロファイルの全てを、カプセル化の効率性データと共に遊離ドキソルビシン放出データを使用して規準化した。この規準化は、カプセル化されたドキソルビシンのみについての放出曲線をもたらした。全ての実験は暗い環境において行い、ビーカーはパラフィルムで密封して、PBSの蒸発を防止した。
NPからのドキソルビシンのインビトロの放出は、pH7.4のPBS緩衝液中で37℃にて行った。図4に示すように、NPからのドキソルビシンの放出プロファイルを、最初のバースト、それに続く持続放出相によって特性決定した。バースト-放出領域は、ナノ沈殿手順の間に、NPの表面上に非特異的に結合した薬物、またはNPの表面近くでカプセル化された薬物に対応することが可能である(Magenheim、1993年)。PLA20-Dex6およびPLA20-Dex10のNPは、それぞれ、48%までおよび74%までを放出して、最初の24時間以内にバースト-放出領域を示した。それに続くPLA20-Dex6およびPLA20-Dex10のNPからのドキソルビシンの持続放出相は、両方のNPからの放出について同様の速度を伴い192時間続いた。持続放出相は、NPのコアからの薬物の拡散放出に対応し得る。PLGA-PEGのNPを使用した対照試験において、ドキソルビシンのバースト-放出相は最初の6時間以内であり、一方、定常放出相は96時間まで続いたが、これは従前に報告されてきたものと同様である(Esmaeili、2008年)。
(実施例4)
溶血アッセイ
Dex-b-PLAのNPを、Amicon濾過チューブ(MWCO=10kDa)および4100rpmでの30分間の遠心分離を使用して精製した。NPの濃度範囲は、このプロセスによって得た。次いで、これらのNPを37℃にて1×108個の細胞/mLの赤血球濃度を有する200μLのヒツジの赤血球と共に1時間インキュベートし、試料毎に1mLの最終容量を得た。溶血パーセントは、415nmでの吸光度を測定し、500nmでの吸光度をベースラインとして使用することによって計算した。測定を3連で行った(平均±S.D)。ここでは、VBS溶液を陰性対照として使用し、脱イオン水を陽性対照として使用した。PLGA-PEGのNPをまた、比較のために同様の様式で、調製および試験した。
従前の研究では、5%未満のNPの溶血は生体適合性であると考えてきた(Dobrovoiskaia、2008年)。界面活性剤によって安定化したPLGAのNPは、80%まで極度に溶血性であり、溶血は、PLGA-PEGのNPの場合は親水性PEG表面を使用することによって相当に低減されることが示された(Kim、2005年)。デキストラン誘導体、例えば、ジエチルアミノエチル-デキストランは、低い(約5%)溶血を有するため、デキストランをベースとするNP製剤の使用から同じ結果が予想された(Fischer、2003年)。従前に製剤されたブロックコポリマーNPを、様々な濃度(1〜10mg/mL)での溶血活性について試験した。全ての製剤されたNPは、血液中で10mg/mLの濃度まで有意に溶血性(<5%)ではなかったことが示された(図5)。PLA20-Dex6およびPLA20-Dex10の両方による溶血は、同じ構成要素ポリマーを有するため同様であった。比較のために、Doxil(登録商標)(ドキソルビシンのリポソーム製剤)は通常、50mg/m2の用量で投与される(Safra、2000年)。この用量は、平均の人間(体表面積1.79m2(Sacco、2010年)、および血液容量5L)について血液中の0.018mg/mLの濃度に言い換えられる(Kusnierz-Glaz、1997年)。PLA-b-DexのNPについての試験した血液適合性濃度(10mg/mL)は、Doxil(登録商標)の投与用量より相当に高い。これは、PLA-b-DexのNPが静脈内投与のための安全な系であることを示唆する。
(実施例5)
Dex-b-PLAのNPの薬物動態および体内分布
ラットに投与された全ての放射能が粒子と関連することを確実にするために、NP形成の前に、トリチウム[3H]-PLA-放射標識したナノ結晶を洗浄し、メタノール中で精製した。200〜250gの体重のアルビノのWistar系ラットを一晩絶食させたが、水に自由にアクセスさせた。200μLのNP製剤をNaCl0.9%中で調製し、尾静脈におよそ30mg/kgの用量で静脈内注射した。示した時間間隔で後脚の伏在静脈からの制御された出血によって、血液(およそ200μL)をヘパリン処置した微量遠心分離管に集めた。NPの体内分布を特性決定するために、NP注射の24時間後にラットを安楽死させた。およそ200μLの血液を、各マウスから心臓穿刺によって採取した。心臓、肺、肝臓、脾臓および腎臓を含めた臓器を、従前に記載されているように各動物から収集した(Gu、2008年)。組織および血液における3H含量を、Wallac1414液体シンチレーションカウンターにおいてアッセイした。
インビボでのNPの循環半減期を、NP製剤に組み込まれているトリチウム[3H]-PLA-放射標識したナノ結晶の量を測定することによって特性決定した。図6は、静脈内投与の後の所定の時間間隔での血液循環におけるNP濃度を示す。血液中の時間依存的NP濃度を、別個の勾配の2つの領域によって特性決定したことが留意される。第1の領域(最初の約18時間)は、血液循環からのNPの最初のクリアランスに対応し、一方、第2の領域は、NPの末端クリアランスを示す。前者の領域は、血管組織および血管外組織の間のNP分布容積をプロファイルし、一方、末端半減期は、身体からのNPの全身クリアランス相に関する(Yang、2009年)。3種のNPの最初の半減期(t1/2)、末端半減期(tz1/2)、NPの90%についての血液保持時間(t0.9)、およびAUC(Gaucher、2009年)を、Table 1(表1)において要約する。注射24時間後に、ラットを安楽死させ、主要な臓器を動物から収集し、NPの体内分布を評価した(図7)。3種のNPの全てが肝臓において最大蓄積を有し、分布パーセントが各NPについて同様であったことが観察された。Dex-b-PLAのNPの両方と比較して、脾臓におけるより高い蓄積がPLGA-PEGのNPで観察された(p<0.01)。全ての他の臓器におけるNPの蓄積は、5%未満であり、各臓器におけるNPにおいて同様の量の蓄積であった。
NPの3つのタイプ全ては同様のtz1/2値を示すが、PLA20-Dex10およびPLA20-Dex6のNPの両方は、PLGA-PEGからなるモデルNPと比較して、有意により高い値のt1/2、t0.9、およびAUCを示した。従前の研究は、NPについてのtz1/2値に主に焦点を当てたが、本発明者らは、比較の目的のために、t0.9値を抽出した。t0.9値は、PEG-b-PLAのNPについて約2時間のみ(Gaucher、2009年)、ポリビニルピロリドンをベースとするNPについて6時間(Gaur、2000年)およびキトサンをベースとするNPについて約8時間(He、2010年)であったことが観察された。Dex-b-PLAのNPは、38.3時間のt0.9を伴ってこれらのNPより優れているだけでなく、これらはまた、両方とも48時間超のt0.9値を有する、60nmのPEG-b-PCL系(Lee、2010年)およびStealth(登録商標)リポソーム(Allen、1991年)に匹敵する。この研究において、PLGA-PEGのNPと比較したDex-b-PLAのNPにおいて観察されるより長い血液循環は、部分的にサイズの差異によるものであると考えられる。Rehorらによる最近の研究は、100nmの直径を有するより大きなNPと比較して、40nmの直径を有するNPがより長い循環半減期を有したことを示した(Rehor、2008年)。PLGA-PEGのNPより小さなサイズを有するDex-b-PLAのNPは、タンパク質の吸着を低減させる増加した屈曲を有し、これはより遅いRESによるクリアランス速度をもたらし得ると仮定される。これは、PLA20-Dex6と比較してPLA20-Dex10のより長い血液循環時間によってさらに支持される。これは、前者はより小さな粒径を有するためである。タンパク質の吸着に対するこれらのサイズ効果に加えて、デキストラン表面上の豊富なヒドロキシル基は、NPの周りの十分な水和層を誘発して、タンパク質の吸着を制限し得ることがまた仮定される(Portet、2001年)。組織、例えば、脾臓における蓄積速度は粒径の増加と共に増加することが報告されてきた(Li、2008年)が、これは、現在の知見と一致する。ペグ化された粒子におけるPEGコーティングは脾臓における蓄積を増加させることができ(Peraccia、1999年)、一方では、NP表面上のデキストラン鎖の中性(Chouly、1996年)および柔軟性(Passirani、1998年)は、より低いタンパク質吸収をもたらし、より低い脾臓での蓄積をもたらすことができることがまた観察された。Dex-b-PLAのNPは、その挙動が可溶性デキストランと同様であるデキストラン-ポリ(メタクリル酸メチル)NPについて観察されるように、低い補体活性化を有することが予想される(Passirani、1998年)。脾臓におけるDex-b-PLAのNPのより低い蓄積は、より低い補体活性化と共に、これらのより長い血液循環に起因し得た(Meerasa、2011年)。NP薬物担体の長い循環半減期は、EPR効果によってがん組織において蓄積する可能性を増加させるため、がん療法において重大なパラメーターである。腫瘍の周りの血管の細孔はサイズが少なくとも100nmであるため、100nm未満の粒径は、腫瘍部位におけるNPの蓄積を直接促進する(Cho、2008年)。ここで開発されたサイズが微調整可能なDex-b-PLA系は、様々なインビボの特徴、例えば、生体適合性、血液クリアランス、腫瘍での蓄積および体内分布に対するNPのサイズの効果を系統的研究するため、およびさらなる臨床的評価のための候補をスクリーニングするためのポリマープラットフォームを提示する。
スチューデントt検定を使用して統計解析を行い、統計的有意性をアセスメントした(p<0.01)。
(実施例6)
Dex-b-PLA-BLAのNPの合成および特性決定
6.1、Dex-b-PLAの合成
Dex-b-PLAの合成を、実施例1に記載されているように行った(また、Verma、2012年を参照されたい)。手短に言えば、Dex-b-PLAの合成についての手順を、3つの段階に分割する。デキストランおよびN-Boc-エチレンジアミンの間の還元的アミノ化、Boc基の脱保護、およびアミン-修飾されたデキストラン末端基とカルボキシル-末端PLAとのコンジュゲーション。還元的アミノ化を、Dexをホウ酸緩衝液に溶解し、これを暗条件においてN-Boc-エチレンジアミンおよびNaCNBH3と72時間混合することによって行った。反応の後に、混合物をメタノールで洗浄し、真空デシケーター中で乾燥させる。次いで、試料をDI-H2Oに溶解し、Boc基の脱保護のために塩酸およびトリエチルアミンで処置する。アミン-末端デキストランおよびPLAのコンジュゲーションを、触媒としてEDCおよびスルホ-NHSと共にDMSO中で4時間行った。最終生成物を、メタノールで数回洗浄した。洗浄試料をアセトンにさらに溶解し、遠心した。沈殿した未反応の遊離デキストランから分離するために、上清を注意深く抽出した。最終的に、Dex-b-PLAを含有する上清を、真空デシケーター中で乾燥させた。
6.2、PBAによるDex-b-PLAのNPの表面機能化
Dex-b-PLAをDMSO(30mg/ml)に溶解し、穏やかに撹拌しながら水にゆっくりと加えた。デキストラン表面の過ヨウ素酸酸化を、60mgのNaIO4を加え、1時間撹拌することによって行った。続いて、グリセロールを加え、未反応のNaIO4をクエンチした。様々な量のPBA(すなわち、Dex-b-PLA_40PBAについて40mg)を、NaCNBH3と共に混合物に24時間加えた。全ての反応は暗中で行った。次いで、混合物を水中で24時間透析し、洗浄媒体を4回交換することによって未反応の溶質を除去した。
6.3、Dex-b-PLA_PBAのNPの特性決定
PBAによる表面修飾を、1H NMR分光法(Bruker社、300MHz)を使用して検証した。Dex-b-PLA_PBAポリマーを、1H NMR性質決定のためにDMSO-d6(25mg/ml)に溶解した。デキストラン鎖に付着したPBAの量を定量化するために、291nmでの紫外-可視吸収測定を、Dex-b-PLA_PBAについて、Epochマルチボリューム分光光度計システム(Biotek社、USA)で行った。同じ濃度を有するDex-b-PLA溶液を、紫外-可視吸収研究のためのベースラインとして使用した。ナノ沈殿を使用して調製したDex-b-PLA_PBAのNPをまた、90Plus粒径分析器(Brookhaven社、λ=659nm、90°)を使用して分析し、容量平均マルチモードサイズ分布(MSD)平均直径を得た。Dex-b-PLA_PBAのNPの粒径および形態を、60kVの加速電圧および六ホウ化ランタンフィラメント(LaB6)を伴うTEM(Philips CM10)を使用してさらに確認および検証した。300メッシュのFormvarコーティングされた銅グリッド(Canemco & Marivac社)を、この実験のために使用した。NP水懸濁液を上記のようなナノ沈殿法を使用して調製した。一滴のNP懸濁液をグリッド上に付け、グリッドをリンタングステン酸水溶液(水中2w/v%)で短時間染色した。NP懸濁液を有する銅グリッドを、TEM下でのイメージングの前に周囲環境下で一晩乾燥させた。
Dex-b-PLA_PBAのNMRスペクトルは、PLA(5.2ppmでの多重線)およびデキストラン(4.86ppmでの多重線)の両方に対応するピークを示し、一方また、PBAのフェニル基における炭素2〜6からのプロトンに対応する6.6ppmおよび6.9ppmにおける多重線ピークを示す(図12a)。291nmでのUV吸収を測定し、デキストランモノマーに関してNP上のPBAの量を定量化した。最初の反応混合物中でPBAの量を増加させることは、デキストラン表面上の最終PBAコンジュゲーションを比例的に増加させ(Table 2(表2))、34.6mol%の最も高い密度(10個のデキストランモノマー毎にコンジュゲートした約3.5個のPBAに相当する)がDex-b-PLA_320PBAのNPについて達成された。
Dex-b-PLAのNP表面上へのシステアミンのコンジュゲーションはまた、1H NMRスペクトルを使用して示した(図13)。システアミンの炭素1および2上のプロトンに対応するピークを、2.7ppm近くの多重線ピークとして示す。しかし、より高い分解能のNMR性質決定が、ポリマーからの他のノイズピークから、ピークをさらに区別するのに将来は必要とされる。
ナノ粒子のサイズおよび形態を、実施例1において例示した手順を使用して分析した。NPのサイズは25〜28nmの範囲であったが、これは47.9nmの修飾されていないNPより小さい。理論に束縛されるものではないが、粒径の低減はPBA分子に起因し、より親水性でないデキストラン鎖をもたらし、デキストラン鎖はPLA粒子コアの周りによりコンパクトなシェルを形成させることが仮定される。両親媒性ブロックコポリマーのコア-シェル構造の形成によって、TEM像は球状の形態を確認した(図12b)。得られたDex-b-PLA_PBAのNPのサイズは、PEGをベースとするブロックコポリマー、例えば、PLGA-PEGで通常達成されるものより小さい(Karnik、2008年)。より小さなNPは、粘膜との相互作用のためのより大きな表面積を実現するため、粘膜付着のためにより望ましい可能性があると本発明者らは仮定する。
(実施例7)
Dex-b-PLA_PBAのNPへの薬物カプセル化
Dex-b-PLAおよびDex-b-PLA_PBAのNPへのシクロスポリンA(CycA)のカプセル化を、0において記載した手順を使用して測定した。CycAの最大カプセル化は、40%(wt/wt)の最初の供給物で達成された。Dex-b-PLAのNPは、10.8%(wt/wt)までをカプセル化し、一方、Dex-b-PLA_40PBAおよびDex-b-PLA_320PBAは、それぞれ、11.2%および13.7%(wt/wt)までをカプセル化した(図15)。13.7%(wt/wt)のカプセル化は、28μLの製剤中の2.38μgのCycAと同等であり(これは市販のRESTASIS(登録商標)の投与容量と同じである)、一方、市販用の製品は、14μgを含有する。したがって、治療的に関連性のある投与量は、製剤中のポリマーおよび薬物濃度を単純に調節することによって達成することができる。
Dex-b-PLA_PBAのNPへの他のタイプの生理活性剤のカプセル化がまた探求されてきた(図17)。一実施形態において、生理活性剤は、緑内障を処置するために一般に使用されるドルゾラミドである。別の実施形態において、生理活性剤は、緑内障を処置するためにまた使用されるブリンゾラミドである。抗真菌剤であるナタマイシンをまた、Dex-b-PLA_NPへのカプセル化における生理活性剤として使用する。他の実施形態において、抗がん剤であるドキソルビシン、および抗ヒスタミン剤であるオロパタジンをまた、PLA-DexのNPへのカプセル化において探求した。
Dex-b-PLAのNPへのシクロスポリンA(CycA)のカプセル化を、ナノ沈殿法を使用して達成した。Dex-b-PLAおよびCycAの両方をDMSOに溶解した(7mg/mLのDex-b-PLA濃度、および変化する薬物濃度)。1mLのDMSO溶液を、穏やかに撹拌しながら10mLのDI-H2O中に滴下で添加し、さらに30分間撹拌を続ける。シリンジフィルター(孔径=200nm)を通して水中のNPを濾過し、薬物凝集物を除去し、それに続いてAmicon濾過チューブ(MWCO=10kDa、Millipore)を使用して遠心し、懸濁液中の残存する遊離薬物をさらに除去した。カプセル化されたCycAを含有する濾過したNPを再懸濁し、アセトニトリルに希釈した。結果的に、ポリマーマトリックス中の薬物添加量(%(wt/wt))を、高速液体クロマトグラフィー(HPLC、Thermo Scientific社)を使用して混合物中のCycAの濃度を測定することによって計算した。測定値は三連で得た(n=3、平均±S.D)。薬物を有さないポリマーを使用した同じ手順から測定した吸光度を、ベースラインとして使用した。測定値を、得られた標準較正を使用してCycAの濃度に変換した。
Dex-b-PLAのNPへのドルゾラミド、ブリンゾラミド、およびナタマイシンのカプセル化は、同じ方法を使用して達成した。これらの薬物の性質決定を、HPLCの代わりにマルチボリューム分光光度計システム(Biotek社、USA)を使用して行った。
(実施例8)
Dex-b-PLA_PBAのNPからのインビトロでの薬物放出
Dex-b-PLAのNPからのCycAのインビトロの放出現象を、0において記載した手順を使用して分析した。Dex-b-PLAおよびDex-b-PLA_PBAのNP(Dex-b-PLA_40PBAおよびDex-b-PLA_320PBA)の両方は、およそ120時間において総放出ポイントを示したが(図16)、これは48時間までの持続放出を示した、ミクロ粒子またはナノ粒子からのCycAのインビトロの放出が関与する従前の研究より有意に長い(Li、2012年;Shen、2010年;Shen、2010年;Yuan、2006年)。さらに、放出速度は潜在的に、1日2回投与することを必要とする市販用の製品を超えた有意な改善であり得る。Dex-b-PLAのNPは120時間まで持続放出速度を示したのに対して、Dex-b-PLA_PBAのNPは、僅かに異なる放出速度の2つの領域を示した。最初の48時間において、Dex-b-PLA_PBAのNPは、Dex-b-PLAのNPと比較してより速い速度でCycAを放出したが、これはDex-b-PLA_PBAのNPの僅かにより疎水性の表面近くでカプセル化されたCycAの放出によるものであり得る。Dex-b-PLAのNPと比較した、それに続くより遅い放出速度は、よりコンパクトなデキストラン表面を通して拡散する必要があるDex-b-PLA_PBAのNPのコアからの薬物の放出によるものであり得る。PBA修飾されたNP製剤の容量がRESTASIS(登録商標)の投与容量(28μL)にスケール変更されるとき、CycAの放出速度は、μg/日の範囲であったが、これはRESTASIS(登録商標)におけるCycAの毎日の投与量と同様である。したがって、臨床的に有効な放出速度および量を達成するために、PBA修飾されたNPの濃度および/またはCycAの量を変化させることによって製剤を最適化することが可能である。
35℃でのSTF中のPBA修飾されたおよび修飾されていないDex-b-PLAのNPの両方からのインビトロのCycA放出現象を、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を使用して所定の時間間隔でSTF中のCycAを定量化することによって分析した。前のセクションにおいて記載した手順を使用して、薬物カプセル化されたNPであるDex-b-PLAおよびDex-b-PLA_PBAの両方を調製し、濾過して、カプセル化されていない薬物凝集物を除去した。NP-薬物懸濁液の精製された試料を集めて最大吸光度を測定し、これを100%放出ポイントとして使用した。続いて、NP-薬物懸濁液を、Slide-a-Lyzer透析カセット(分画分子量=20kDa;Fisher Scientific社、Canada)中に注射し、35℃で撹拌しながら200mLのシミュレートされた涙液(STF)に対して透析した。所定の時間間隔で、1mLの放出媒体を抽出し、同じ容量の新鮮な新規なSTFを放出媒体に加えた。抽出した放出媒体を、HPLC法を使用して特性決定した(n=3、平均±S.D)。放出媒体を数回交換して、水におけるその溶解限度未満に留まるために媒体中のCycAの濃度を維持した。媒体を交換することはまた、ビーカーのガラス壁または磁気撹拌棒への放出されたCycAの付着を防止することが予想された。ビーカーをパラフィルムで密封し、水の蒸発を防止した。
Dex-b-PLAのNP中のドルゾラミド、ブリンゾラミド、およびナタマイシンのインビトロの放出研究は、同じ方法を使用して達成した。これらの薬物の性質決定を、HPLCの代わりにマルチボリューム分光光度計システム(Biotek社、USA)を使用して行った。
(実施例9)
粘膜付着試験
9.1、インビトロの粘膜付着試験-ゼータ電位
0において記載した手順を使用して、ゼータ電位測定を使用して、ムチン粒子およびNPの間の相互作用を分析した。過去におけるいくつかの報告は、薬物担体の粘膜付着特性をアセスメントするためにゼータ電位を使用してきた(Khutoryanskiy、2011年;Shaikh、2011年;Sogias、2008年;du Toit 2011年;Takeuchi、2005年)。生理学的pHでのムチン粒子は、糖単位の末端におけるカルボン酸基(シアル酸)および硫酸エステルの存在による全体的な負の表面電荷を示す(Khutoryanskiy、2011年)。ムチン粒子のシアル酸部分への接着によって、Dex-b-PLA_PBAのNPは、ムチン粒子の表面からの負の電荷を遮蔽し、またムチン粒子の凝集をもたらし得、このように全体的な表面電荷を増加させる。Dex-b-PLA_160PBA(22.9mol%PBA)およびDex-b-PLA_320PBAのNP(34.6mol%)のみは、対照試験と比較してムチン粒子との有意な相互作用を示した(Table 2(表2))。低いPBA表面機能化密度は、ムチン-NPの相互作用に関して、修飾されていないNPと比較して差異を示さないようである。したがって、最大の粘膜付着が望ましい機能化密度を微調整するのに豊富な表面官能基を有するNP、例えば、デキストランをベースとするNPを使用することが望ましい。それぞれのPEG鎖毎に1つの官能基を使用して、PLGA-PEGのNPの表面を機能化する場合、達成することができる最大のPBA修飾は、0.44mol%のみである(PEGの同じMW、すなわち、10kDaであるとして)。増加した量のPBAの機能化はまた、NP-ムチン相互作用の程度を増加させたが、これは表面上のPBAを飽和させることによってムチン-NP相互作用の潜在的な増加を可能とする。しかし、PBAの機能化によって、デキストラン表面がより疎水性であることをもたらし、NPの凝集についての可能性を増加させる。したがって、NPコロイドの安定性を損なうことなしに最適なムチン-NP相互作用を達成するために、PBA機能化の量を微調整することが理想的である。
PBA修飾されたDex-b-PLAの粘膜付着特性をアセスメントするために、ゼータ電位を、ムチン粒子およびDex-b-PLA_PBAのNP懸濁液の間の相互作用の定量分析のために測定した。1w/v%ムチン溶液を、一晩撹拌することによってpH7.4のPBS中で調製し、溶液を続いて10分間超音波処理した(Bransonデジタル超音波発生装置450、USA)。700μLのムチン粒子溶液に、PBS中の0.7mg/mlのDex-b-PLA_PBAのNP懸濁液(200μL)を加えた。200μLのPBSをムチン粒子溶液に加えることによって、対照試験をまた行った。NP懸濁液を伴うムチン粒子および対照試験のゼータ電位を、Malvern ZetaSizer Nano ZS90(Malvern Instruments社、Worcestershire、U.K.)を使用して決定した。
9.2、インビトロの粘膜付着試験-PAS染色法
NPの粘膜付着を、上記のようなインビトロのPAS染色法を使用して測定した。Dex-b-PLAおよびPLGA-PEGのNPと比較して、Dex-b-PLA_PBAのNPは、ムチン吸着の増加を示した(Table 2(表2))。Dex-b-PLA_10PBA、Dex-b-PLA_40PBA、およびDex-b-PLA_160PBAのNPは、PBA表面機能化の程度が増加するにつれ、0.575mg/mgから0.605mg/mgのNPへのムチン吸着の直線的増加を示した。しかし、PBA表面機能化(すなわち、Dex-b-PLA_320PBA)のさらなる増加は、吸着されたムチンの量を減少させた。理論に束縛されるものではないが、PBAによるNP表面の過剰な機能化によって、デキストランがより疎水性となることをもたらすことが可能である。これはNPの自己凝集についての可能性を増加させ、ムチン吸着のための利用可能な総表面積を低減させる。したがって、NPコロイドの安定性を損なうことなしに最適なムチン-NP相互作用を達成するために、PBAの機能化の量を微調整することが理想的である。PLGA-PEG、Dex-b-PLA、およびDex-b-PLA_PBAのNPを比較することによって示されるように、より小さなNPは、これらのより大きな総表面積によってより高いムチン吸着を得ることがまた可能である。しかし、各タイプのNPが異なる表面特性を示すため、トレンドは決定的でない。Dex-b-PLA_PBAのNPは全て、1時間のインキュベーションでそれぞれ、約0.25mg/mgおよび0.13mg/mgのNPを示した、キトサンをベースとするNPおよびチオール化NPが関与する従前の研究と比較して有意により高いムチン吸着を示した(Lee、2006年)。
粘膜付着は、1mgのNP当たりに吸着されるムチンの量として計算した。NP懸濁液(1ml)を1mlのムチン溶液(STF中1mg/ml)と混合し、37℃にて1時間インキュベートした。次いで、混合物を15,000rpmで1時間遠心し、過ヨウ素酸/シッフ(PAS)染色法を使用して上清中の遊離ムチンを定量化した(Lee、2006年)。ムチン吸着は、最初のムチン濃度から遊離ムチン濃度を減算することによって計算した。ムチン標準(0.1mg/ml、0.25mg/mlおよび0.5mg/ml)は同じ手順を使用して決定し、較正曲線を得た。
(実施例10)
インビボの研究
10.1、Dex-b-PLA_PBAのNPを使用した急性反応研究
NP製剤の短期間の生体適合性を分析するために、製剤をウサギの目に投与し、一方、反対側の目を対照とし、7日間まで毎日の細隙灯検査を行い、眼表面を分析した。7つのカテゴリー(不快感、結膜の膨れおよび発赤、瞼の膨れ、眼脂、角膜混濁、ならびに浸潤)を0(なし)から4(重症)までグレード付けすることによって、対照の目は、対応するNP処置された目と比較して全体的なより高い値を示した(図23)。研究の持続時間を通して、結膜の膨れ、角膜混濁、および浸潤はウサギのいずれにおいても観察されなかった。
3匹の雌のウサギ(New Zealand Albino)を、この研究のために使用した。実験の前にウサギを1週間順応させた。実施例4に記載したナノ沈殿法を使用してナノ粒子を調製するが、薬物を有さない。200nmのシリンジフィルターを使用してナノ粒子を濾過し、バイオセイフティーキャビネット(BSC)内での1時間のUV照射を使用してさらに無菌化した。1つの目にNP(28μl;19μgのDex-b-PLA_PBAのNP)を投与し、一方、反対側の目を対照として使用する。投与の0時間、1時間、8時間、24時間、48時間、72時間、96時間、120時間、144時間、および168時間後に細隙灯検査を使用して、7つの異なるカテゴリーを評価した(0時間は投与前を意味することに留意されたい)。これらの7つのカテゴリー(不快感、結膜の発赤および膨れ、瞼の膨れ、眼脂、角膜混濁、ならびに浸潤)を、0(徴候なし)から4(重症)にグレード付けした。168時間後、ウサギを安楽死させ、さらなる組織病理分析のために眼組織をホルマリン中に集めた。
10.2、眼組織の組織病理分析
細隙灯検査の持続時間の後に、ウサギを安楽死させ、組織病理分析のために眼組織(全眼球、ならびに上瞼および下瞼)を集めた(0)。全ての目の角膜、眼球結膜および眼瞼結膜の調査から、NP処置された目および対照の目の両方において正常な眼組織表面が観察された(図24)。全ての目は、保存された構造および形態を有する前部セグメントを示した。目のいずれにおいても、炎症の徴候、層の完全性の変化、または残留粒子の存在は検出されなかった。適切な数の保存された形態を有する杯細胞がまた示された。眼瞼結膜における上皮内および上皮下の好酸球の時折の存在はNP処置された目および対照の目の両方において見出されたが、これは現象がNP製剤の投与によって直接もたらされないことを示唆する。
病理組織学的評価のために安楽死の直後に、目を眼球除去し、集めた。全上瞼および下瞼をまた切開し、眼瞼結膜および下に横たわる軟部組織を評価するために集めた。全眼球および瞼の連続したセクションを、顕微鏡による分析のために処理した。10%中性緩衝ホルマリン中への最初の固定の後に、組織をパラフィンに包埋し、5μm厚さのセクションに連続的に切開し、ヘマトキシリンおよびエオシン(H&E社)で染色した。組織学的スライドを、明視野顕微鏡法(Leica DM1000、ICC50HD、Leica Microsystems株式会社、Concord、ON)を使用して評価した。
10.3、Dex-b-PLA_PBAのNPを使用した慢性反応研究
NP製剤の長期間の生体適合性を分析するために、製剤をウサギの目に週に1回12週間まで投与し、一方、対照として反対側の目を用い、上記と同様の毎日の細隙灯検査を行った。急性反応研究と同様に、ウサギのいずれにおいても、研究の間の任意の時点において、結膜の膨れ、角膜混濁、または浸潤の徴候は観察されなかった。全体的に、NP処置された目および対照の目の間の値の差異は、研究の持続時間(12週間)を通して7つのカテゴリー全てにわたり有意でなかった(図25)。
5匹の雌のウサギ(New Zealand Albino)を、この研究のために使用した。実験の前にウサギを1週間順応させた。実施例4に記載したナノ沈殿法を使用してナノ粒子を調製するが、薬物を有さない。200nmのシリンジフィルターを使用してナノ粒子を濾過し、バイオセイフティーキャビネット(BSC)内で1時間のUV照射を使用してさらに無菌化した。1つの目にNP(28μl;19μgのDex-b-PLA_PBAのNP)を週に1回12週間投与し、一方、反対側の目を対照として使用する。毎週の投与の0時間後、1時間後、24時間後、48時間後に細隙灯検査を使用して、7つの異なるカテゴリーを評価した(0時間は投与前を意味することに留意されたい)。これらの7つのカテゴリー(不快感、結膜の発赤および膨れ、瞼の膨れ、眼脂、角膜混濁、ならびに浸潤)を、0(徴候なし)から4(重症)にグレード付けした。12週間後、ウサギを安楽死させ、さらなる組織病理分析のために眼組織を集めた。
10.4、シクロスポリンAと共にカプセル化したDex-b-PLA_PBAのNPを使用した慢性反応研究
同様に、シクロスポリンAのカプセル化を伴うNP製剤の長期間の生体適合性をまた、細隙灯を使用して検査した。Dex-b-PLA_PBAのNPおよびシクロスポリンAの両方を含有する製剤をウサギの目に投与し、一方、反対側の目を対照とした。4週間までの細隙灯検査は、7つのカテゴリーのいずれかにおいてNP処置された目および対照の目の間の有意差は示さなかった(図26)。
4匹の雌のウサギ(New Zealand Albino)を、この研究のために使用した。実験の前にウサギを1週間順応させた。ナノ粒子は、実施例4において記載したナノ沈殿法を使用してシクロスポリンAで調製する。ナノ粒子を200nmのシリンジフィルターを使用して濾過し、バイオセイフティーキャビネット(BSC)内で1時間UV照射を使用してさらに無菌化した。1つの目にNP(28μl;19μgのDex-b-PLA_PBAのNPおよび8μgのシクロスポリンA)を週に1回12週間投与し、一方、反対側の目を対照として使用する。毎週の投与の0時間後、1時間後、24時間後、48時間後に細隙灯検査を使用して、7つの異なるカテゴリーを評価した(0時間は投与前を意味することに留意されたい)。これらの7つのカテゴリー(不快感、結膜の発赤および膨れ、瞼の膨れ、眼脂、角膜混濁、ならびに浸潤)を、0(徴候なし)から4(重症)にグレード付けした。12週間後、ウサギを安楽死させ、さらなる組織病理分析のために眼組織を集めた。
(実施例11)
涙液脂質層を越えるインビトロのナノ粒子の分配
涙液脂質膜を越えて分配される異なるタイプのNPの能力を、インビトロのモデルを使用して研究した。表面特性のタイプは、脂質膜を越えるナノ粒子-薬物複合体の分配の%に対して非常に小さな効果を有するようであり、これらの全てはおよそ70%の分配を達成する。しかし、さらなる研究は、涙液中の脂質層の構造および交換現象をより良好にシミュレートすることが求められる。
脂質層を有する人工涙液を、錯塩溶液(CSS)および脂質ストック溶液(LSS)を調製することによって、従前に報告された方法を使用して調製した(Lorentz、2009年)。LSSを2000倍容量のCSS中に加え、37℃にて30分間バスソニケーターにかける。混合物を一晩沈降させ、脂質層を形成させる。ナタマイシンを有するナノ粒子を、上記のナノ沈殿法を使用して調製した。1mlのNP-ナタマイシン製剤を、2mlのCSS/LSS混合物に加えた。次いで、混合物を37℃で10分間インキュベートした。上層を乱すことなしに底の1.5mlの混合物を抽出し、真空デシケーター中で一晩乾燥させた。沈殿物をDMSOに再び溶解し、紫外-可視吸収を行い、ナタマイシンの濃度を計算した。
考察
本発明者らは、PLAおよびデキストラン(Dex-b-PLA)を使用してモデルの直鎖状ブロックコポリマーを合成し、任意の流れ収束装置を使用することなしに、Dex-b-PLAからなるNPが小さな粒径、例えば、40nm未満のサイズのコア-シェル構造のNPへと自己集合することができることを示した。Dex-b-PLAのNPのサイズは、構成要素ブロックの分子量を変化させることによって、例えば、15〜70nmに正確に微調整することができることをこれらはさらに示した(Verma、2012年)。1→6連結したα-D-グルコピラノシル単位からなる天然多糖であるデキストランが、その高い親水性および生体適合性のためにモデル親水性ブロックとして選択された。デキストランは、その骨格上に多数の官能性ヒドロキシル基を有する。より高い密度の表面官能基(鎖毎に1つの官能基を有するPEGとは対照的に)は、表面機能化の効率性を改善することができ、このように望ましい表面特性はデキストランをベースとするNPでより容易に達成される。デキストランコーティングされたNPは、生理学的媒体においてインビトロで優れたコロイドの安定性および全身循環においてインビボで長い保持を示した(Verma、2012年;Albert、1990年)。
デキストラン-PLA粒子およびPEG-PLA粒子からなるNPの構造において別の基本的な差異が存在し、これはPEGの親水性と比較したデキストランのより大きな親水性によるものである。より親水性のデキストランは、PEGと比較して、NPの疎水性コア中でランダムに会合している可能性が低く、これはまたPLGA-PEGのNPと比較したデキストラン-PLAのNP中にカプセル化される薬物の増加を説明することができる(Verma、2012年)。
［参考文献］
この文献において引用した全ての参照文献は、全内容が参照により本明細書中に組み込まれている。
上記の実施形態は、単に例であることを意図する。当業者は、本明細書に添付の特許請求によってのみ定義される本開示の範囲から逸脱することなく、変更、改変および変形を特定の実施形態に行うことができる。

Claims (10)

  1. 粘膜部位へのペイロードの送達に有用なナノ粒子組成物であって、前記ナノ粒子は、複数の両親媒性ジブロックコポリマーを含み、前記ジブロックコポリマーは、
    ポリラクチドを含む疎水性ブロック;
    モノマー単位当たり複数の機能的部分を有するデキストラン含む親水性ブロック;および
    フェニルボロン酸(PBA)標的化部分
    を含み、前記親水性ブロック上の前記機能的部分の少なくとも一部は、前記PBA標的化部分にコンジュゲートしている、ナノ粒子組成物。
  2. 前記ナノ粒子の平均粒径が、約500nm未満、約300nm未満、約200nm未満、約150nm未満、約100nm未満、約50nm未満、約30nm未満、約10nm未満、約3nm未満、または約1nm未満である、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記PBA標的化部分の実質的に全てが、前記ナノ粒子の表面上にある、請求項1または2に記載の組成物。
  4. ペイロードをさらに含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 前記ペイロードが、疎水性治療剤、診断用薬、予防剤または造影剤である、請求項4に記載の組成物。
  6. 前記ペイロードが、治療剤、好ましくは点眼用薬剤である、請求項5に記載の組成物。
  7. 前記ペイロードが、シクロスポリンA、チモロール、ベタキソロール、メチプラノロール、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ナタマイシン、ネプタザン、アセタゾラミド、alphagan、xalatan、ビマトプロスト、トラボプロスト、オロパタジン、ケトチフェン、アシクロビル、ガンシクロビル、バラシクロビルから選択される点眼用薬剤である、請求項6に記載の組成物。
  8. 請求項1から7のいずれか一項に記載のナノ粒子組成物、および薬学的に許容される担体を含む医薬組成物。
  9. 粘膜部位へ治療剤を投与することによって処置されうる疾患の治療において使用するための、請求項1から7のいずれか一項に記載のナノ粒子組成物または請求項8に記載の医薬組成物。
  10. 粘膜部位へのペイロードの送達のために有用なナノ粒子組成物を調製する方法であって、
    a)親水性ブロックおよびポリラクチドを含む疎水性ブロックを含む両親媒性ジブロックコポリマーを調製すること、ここで前記親水性ブロックは、モノマー単位当たり複数の機能的部分を有するデキストラン含む、と、
    b)適切な条件下で複数の前記ジブロックコポリマーを集合させて、疎水性コアおよび親水性シェルを有するナノ粒子を形成することと、
    c)前記疎水性ブロック上の前記機能的部分の少なくとも一部をフェニルボロン酸(PBA)標的化部分にコンジュゲートすることと
    を含み、
    それによって、表面機能化したナノ粒子をもたらし、
    ステップa)が、前記疎水性ブロックへ前記親水性ブロックをコンジュゲーションして前記ジブロックコポリマーを形成させることを含む、方法。
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