JP6557722B2 - 核酸の送達のための生分解性脂質 - Google Patents
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Description
各Xは独立してOまたはSであり、
各Yは独立してOまたはSであり、かつ
各R1は独立して、本明細書に定義する。
式中、
各Xは独立してOまたはSであり、
各Yは独立してOまたはSであり、
各mは独立して0〜20であり、
各nは独立して1〜6であり、
各RAは独立して水素、任意に置換したC1〜50アルキル、任意に置換したC2〜50アルケニル、任意に置換したC2〜50アルキニル、任意に置換したC3〜10カルボシクリル、任意に置換した3〜14員のヘテロシクリル、任意に置換したC6〜14アリール、任意に置換した5〜14員のヘテロアリールまたはハロゲンであり、かつ
各RBは独立して水素、任意に置換したC1〜50アルキル、任意に置換したC2〜50アルケニル、任意に置換したC2〜50アルキニル、任意に置換したC3〜10カルボシクリル、任意に置換した3〜14員のヘテロシクリル、任意に置換したC6〜14アリール、任意に置換した5〜14員のヘテロアリールまたはハロゲンである。
する。
式I
による化合物またはその医薬として許容され得る塩であって、
式中、
各場合のXは独立して、OまたはSであり、
各場合のYは独立して、OまたはSであり、
各場合のR 1 は独立して、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリール、ハロゲン、−OR A1 、−N(R A1 ) 2 、−SR A1 、または式(iv)
の基であり、
Lは、任意に置換されたアルキレン、任意に置換されたアルケニレン、任意に置換されたアルキニレン、任意に置換されたヘテロアルキレン、任意に置換されたヘテロアルケニレン、任意に置換されたヘテロアルキニレン、任意に置換されたカルボシクリレン、任意に置換されたヘテロシクリレン、任意に置換されたアリーレン、若しくは任意に置換されたヘテロアリーレン、またはこれらの組み合わせであり、かつ
R 6 及びR 7 の各々は独立して、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリール、窒素保護基、または式(i)、式(ii)若しくは式(iii)の基であり、
式(i)、式(ii)、及び式(iii)は、
であり、
各場合のR’は独立して、水素または任意に置換されたアルキルであり、
X’は、OまたはS,またはNR X であり、
R X は、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリール、または窒素保護基であり、
Y’は、O、S、またはNR Y であり、
R Y は、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリール、または窒素保護基であり、
R P は、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリール、酸素原子へ結合する場合の酸素保護基、硫黄原子へ結合する場合の硫黄保護基、または窒素原子へ結合する場合の窒素保護基であり、
R L は、任意に置換されたC 1〜50 アルキル、任意に置換されたC 2〜50 アルケニル、任意に置換されたC 2〜50 アルキニル、任意に置換されたヘテロC 1〜50 アルキル、任意に置換されたヘテロC 2〜50 アルケニル、任意に置換されたヘテロC 2〜50 アルキニル、またはポリマーであり、
かつ
各場合のR A1 は独立して、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリール、酸素原子へ結合する場合の酸素保護基、硫黄原子へ結合する場合の硫黄保護基、窒素原子へ結合する場合の窒素保護基、または結合する窒素原子とともに結合して、任意に置換された複素環若しくは任意に置換されたヘテロアリール環を形成する2個のR A1 基である、前記化合物。
(項目2)
前記化合物は、式II
の化合物またはその医薬として許容され得る塩であり、
式中、
各Xは独立して、OまたはSであり、
各Yは独立して、OまたはSであり、
各mは独立して、0〜20であり、
各nは独立して、1〜6であり、
各R A は独立して、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリールまたはハロゲンであり、かつ
各R B は独立して、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリールまたはハロゲンである、項目1に記載の化合物。
(項目3)
前記化合物は、式III
に属するまたはその医薬として許容され得る塩である、項目2に記載の化合物。
(項目4)
前記化合物は、式IV
に属するまたはその医薬として許容され得る塩である、項目2に記載の化合物。
(項目5)
前記化合物は、式V
に属するまたはその医薬として許容され得る塩である、項目2に記載の化合物。
(項目6)
先行項目のいずれか一項に記載の化合物を含むポリヌクレオチドの送達のための組成物。
(項目7)
前記組成物はリポソームである、項目6に記載の組成物。
(項目8)
前記リポソームはさらに、1個以上の非カチオン性脂質、1個以上のコレステロール系脂質及び/または1個以上のPEG修飾脂質を含む、項目7に記載の組成物。
(項目9)
前記1個以上の非カチオン性脂質は、DSPC(1,2−ジステアロイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン)、DPPC(1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン)、DOPE(1,2−ジオレイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)、DOPC(1,2−ジオレイル−sn−グリセロ−3−ホスファチジルコリン(phosphotidylcholine))DPPE(1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)、DMPE(1,2−ジミリストイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)、DOPG(1,2−ジオレイル−sn−グリセロ−3−ホスホ−(1’−rac−グリセロール))から選択される、項目8に記載の組成物。
(項目10)
前記1個以上のPEG修飾脂質は、C 6 〜C 20 長のアルキル鎖(複数可)を有する脂質へ共有結合した長さ最大5kDaのポリ(エチレン)グリコール鎖を含む、項目8に記載の組成物。
(項目11)
前記リポソームは、約250nm、200nm、150nm、100nm、75nm、または50nm未満の大きさを有する、項目7〜10のいずれか一項に記載の組成物
(項目12)
組成物の投与が結果的に、インビボで伝令RNA(mRNA)によってコードされるタンパク質の発現を生じるよう、リポソーム内に封入されたタンパク質コードmRNAを含む組成物を、送達を必要とする対象へ投与することを含む、インビボでのmRNAの送達方法であって、前記リポソームは、項目1〜5のいずれか一項に記載のカチオン性脂質化合物を含む、前記方法。
(項目13)
前記カチオン性脂質は、式II
に属するまたはその医薬として許容され得る塩であり、
式中、
各Xは独立して、OまたはSであり、
各Yは独立して、OまたはSであり、
各mは独立して、0〜20であり、
各nは独立して、1〜6であり、
各R A は独立して、水素、任意に置換されたC1〜50アルキル、任意に置換されたC2〜50アルケニル、任意に置換されたC2〜50アルキニル、任意に置換されたC3〜10カルボシクリル、任意に置換された3〜14員のヘテロシクリル、任意に置換されたC6〜14アリール、任意に置換された5〜14員のヘテロアリールまたはハロゲンであり、かつ
各R B は独立して、水素、任意に置換されたC1〜50アルキル、任意に置換されたC2〜50アルケニル、任意に置換されたC2〜50アルキニル、任意に置換されたC3〜10カルボシクリル、任意に置換された3〜14員のヘテロシクリル、任意に置換されたC6〜14アリール、任意に置換された5〜14員のヘテロアリールまたはハロゲンである、項目12に記載の方法。
(項目14)
前記カチオン性脂質は、式III
に属するまたはその医薬として許容され得る塩である、項目12に記載の方法。
(項目15)
前記化合物は、式IV
に属するまたはその医薬として許容され得る塩である、項目12に記載の方法。
(項目16)
前記化合物は、式V
に属するまたはその医薬として許容され得る塩である、項目12に記載の方法。
(項目17)
前記リポソームはさらに、1個以上の非カチオン性脂質、1個以上のコレステロール系脂質及び/または1個以上のPEG修飾脂質を含む、項目12〜16のいずれか一項に記載の方法。
(項目18)
前記1個以上の非カチオン性脂質は、DSPC(1,2−ジステアロイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン)、DPPC(1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン)、DOPE(1,2−ジオレイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)、DOPC(1,2−ジオレイル−sn−グリセロ−3−ホスファチジルコリン(phosphotidylcholine))DPPE(1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)、DMPE(1,2−ジミリストイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)、DOPG(1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホ−(1’−rac−グリセロール))から選択される、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記1個以上のコレステロール系脂質は、コレステロール及び/またはPEG化コレステロールである、項目17または18に記載の方法。
(項目20)
前記1個以上のPEG修飾脂質は、C 6 〜C 20 長のアルキル鎖(複数可)を有する脂質へ共有結合した長さ最大5kDaのポリ(エチレン)グリコール鎖を含む、項目17〜19のいずれか一項に記載の方法。
(項目21)
前記リポソームは、約250nm、200nm、150nm、100nm、75nm、または50nm未満の大きさを有する、項目12〜20のいずれか一項に記載の方法。
(項目22)
前記mRNAは、約0.5kb、1kb、1.5kb、2kb、2.5kb、3kb、3.5kb、4kb、4.5kb、または5kb以上の長さを有する、項目12〜21のいずれか一項に記載の方法。
(項目23)
前記mRNAによってコードされるタンパク質は、細胞質ゾルタンパク質である、項目12〜22のいずれか一項に記載の方法。
(項目24)
前記mRNAによってコードされるタンパク質は、分泌タンパク質であるである、項目12〜22のいずれか一項に記載の方法。
(項目25)
前記mRNAによってコードされるタンパク質は、酵素である、項目12〜22のいずれか一項に記載の方法。
(項目26)
前記mRNAは、1個以上の修飾されたヌクレオチドを含む、項目12〜25のいずれか一項に記載の方法。
(項目27)
前期1個以上の修飾されたヌクレオチドは、プソイドウリジン、N−1−メチル−プソイドウリジン、2−アミノアデノシン、2−チオチミジン、イノシン、ピロロ−ピリミジン、3−メチルアデノシン、5−メチルシチジン、C−5プロピニル−シチジン、C−5プロピニル−ウリジン、2−アミノアデノシン、C5−ブロモウリジン、C5−フルオロウリジン、C5−ヨードウリジン、C5−プロピニル−ウリジン、C5−プロピニル−シチジン、C5−メチルシチジン、2−アミノアデノシン、7−デアザアデノシン、7−デアザグアノシン、8−オキソアデノシン、8−オキソグアノシン、O(6)−メチルグアニン、及び/または2−チオシチジンを含む、項目26に記載の方法。
(項目28)
前記mRNAは非修飾である、項目12〜27のいずれか一項に記載の方法。
(項目29)
項目12〜28のいずれか一項に記載の方法を用いて、治療用タンパク質をコードするmRNAを送達する工程を含む、疾患または障害の治療方法。
本発明の他の特長、目的、および利点は、これに続く詳細な説明、図面及び特許請求の範囲において明白である。しかしながら、当該詳細な説明、当該図面及び当該特許請求の範囲が、本発明の実施形態を示しながらも、説明のためにのみ付与されているのであって、限定するものではないことは理解されるべきである。本発明の範囲内の種々の変更及び改変は、当業者に明白となるであろう。
本発明がより容易に理解されるために、ある特定の用語をまず以下に定義する。以下の用語および他の用語についての追加の定義は、本明細書のいたるところで明らかにする。本発明の背景を説明するために及び本発明の実施に関する追加の詳細を提供するために本明細書で参照する公開物及び他の参照材料は、参照により本明細書により組み込まれる。
具体的な官能基及び化学用語に関する定義は、以下により詳細に説明する。化学元素は、Handbook of Chemistry and Physics,第75版の表紙裏にある元素周期表CAS版に従って識別され、具体的な官能基は概して、当該元素周期表に説明する通りに定義する。さらに、有機化学の一般的な原理、ならびに具体的な官能部分及び反応性は、Organic Chemistry,Thomas Sorrell,University Science Books,サウサリート市,1999、Smith及びMarch March’s Advanced Organic Chemistry,第5版,John Wiley & Sons,Inc.,ニューヨーク,2001、Larock,Comprehensive Organic Transformations,VCH Publishers,Inc.,ニューヨーク,1989、ならびにCarruthers,Some Modern Methods of Organic Synthesis,第3版,Cambridge University Press,ケンブリッジ都,1987において説明されている。
動物:本明細書で使用する場合、「動物」という用語は、動物界の任意のメンバーを指す。いくつかの実施形態において、「動物」は、任意の発達段階にあるヒトを指す。いくつかの実施形態において、「動物」は、任意の発達段階の非ヒト動物を指す。ある実施形態において、当該非ヒト動物とは哺乳類である(例えば、齧歯類、マウス、ラット、ウサギ、サル、イヌ、ネコ、ヒツジ、ウシ、霊長類、及び/またはブタ)。いくつかの実施形態において、動物には、哺乳類、鳥類、爬虫類、両生類、魚類、昆虫、及び/または蠕虫を含むが、これらに限定しない。いくつかの実施形態において、動物とは、トランスジェニック動物、遺伝的に操作した動物、及び/またはクローンであってもよい。
本発明は、とりわけ、核酸のような治療薬の改善されたインビボでの送達のための新規のクラスの生分解性脂質化合物を提供する。特に、本明細書で説明する生分解性化合物は、治療用途のための核酸(例えば、DNA、siRNA、mRNA、マイクロRNA)のような治療薬を封入するための脂質系ナノ粒子(例えば、リポソーム)を製剤するために、他の非カチオン性脂質とともにカチオン性脂質として使用してもよい。
いくつかの実施形態において、本発明による生分解性化合物は、式I
式中、
各場合のXは独立して、OまたはSであり、
各場合のYは独立して、OまたはSであり、
各場合のR1は独立して、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリール、ハロゲン、−ORA1、−N(RA1)2、−SRA1、または式(iv)
Lは、任意に置換されたアルキレン、任意に置換されたアルケニレン、任意に置換されたアルキニレン、任意に置換されたヘテロアルキレン、任意に置換されたヘテロアルケニレン、任意に置換されたヘテロアルキニレン、任意に置換されたカルボシクリレン、任意に置換されたヘテロシクリレン、任意に置換されたアリーレン、若しくは任意に置換されたヘテロアリーレン、またはこれらの組み合わせであり、かつ
R6及びR7の各々は独立して、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリール、窒素保護基、または式(i)、式(ii)若しくは式(iii)の基であり、
式(i)、式(ii)、及び式(iii)は、
各場合のR’は独立して、水素または任意に置換されたアルキルであり、
X’は、OまたはS、またはNRXであり、
RXは、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリール、または窒素保護基であり、
Y’は、O、S、またはNRYであり、
RYは、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリール、または窒素保護基であり、
RPは、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリール、酸素原子へ結合する場合の酸素保護基、硫黄原子へ結合する場合の硫黄保護基、または窒素原子へ結合する場合の窒素保護基であり、
RLは、任意に置換されたC1〜50アルキル、任意に置換されたC2〜50アルケニル、任意に置換されたC2〜50アルキニル、任意に置換されたヘテロC1〜50アルキル、任意に置換されたヘテロC2〜50アルケニル、任意に置換されたヘテロC2〜50アルキニル、またはポリマーであり、
かつ
各場合のRA1は独立して、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリール、酸素原子へ結合する場合の酸素保護基、硫黄原子へ結合する場合の硫黄保護基、窒素原子へ結合する場合の窒素保護基、または結合する窒素原子とともに結合して、任意に置換された複素環若しくは任意に置換されたヘテロアリール環を形成する2個のRA1基である。
Lは、任意に置換されたアルキレン、任意に置換されたアルケニレン、任意に置換されたアルキニレン、任意に置換されたヘテロアルキレン、任意に置換されたヘテロアルケニレン、任意に置換されたヘテロアルキニレン、任意に置換されたカルボシクリレン、任意に置換されたヘテロシクリレン、任意に置換されたアリーレン、若しくは任意に置換されたヘテロアリーレン、またはこれらの組み合わせであり、かつ
R6及びR7の各々は独立して、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリール、窒素保護基、または式(i)、式(ii)若しくは式(iii)
式中、
各mは独立して、1〜19であり、
各nは独立して、1〜6であり、
各Xは独立して、OまたはSであり、
各Yは独立して、OまたはSであり、
各RAは独立して、水素、任意に置換されたC1〜50アルキル、任意に置換されたC2〜50アルケニル、任意に置換されたC2〜50アルキニル、任意に置換されたC3〜10カルボシクリル、任意に置換された3〜14員のヘテロシクリル、任意に置換されたC6〜14アリール、任意に置換された5〜14員のヘテロアリールまたはハロゲンであり、この中で、各アルキル、アルケニル、アルキニル、カルボシクリル、ヘテロシクリル、アリール、及びヘテロアリールは独立して、0、1、2、3、4、または5個のRdd基で置換されており、かつ
各RBは独立して、水素、任意に置換されたC1〜50アルキル、任意に置換されたC2〜50アルケニル、任意に置換されたC2〜50アルキニル、任意に置換されたC3〜10カルボシクリル、任意に置換された3〜14員のヘテロシクリル、任意に置換されたC6〜14アリール、任意に置換された5〜14員のヘテロアリールまたはハロゲンであり、この中で、各アルキル、アルケニル、アルキニル、カルボシクリル、ヘテロシクリル、アリール、及びヘテロアリールは独立して、0、1、2、3、4、または5個のRdd基で置換されている。
とりわけ、本発明は、治療薬の送達のための、本明細書に説明する生分解性化合物を含む組成物を提供する。いくつかの実施形態において、提供する組成物は、リポソームのような脂質系ナノ粒子である。本明細書で使用する場合、「リポソーム」という用語は、任意の層状、多層、または固体の脂質ナノ粒子ベシクルを指す。典型的には、本明細書で使用するリポソームは、1個以上の脂質を混合することによって、または1個以上の脂質及びポリマー(複数可)を混合することによって形成することができる。したがって、本明細書で使用する場合の「リポソーム」という用語は、脂質及びポリマー系ナノ粒子の両方を包含する。特に、本発明によるリポソームは、本明細書に説明する生分解性化合物をカチオン性脂質として組み込む。非限定例として、本発明によるリポソームは、式IIIの化合物、すなわち、3,6−ビス(4−(ビス(2−ヒドロキシドデシル)アミノ)ブチル)−1,4−ジオキサン−2,5−ジオンである。適切なリポソームは、第二の若しくは追加のカチオン性脂質、ヘルパー脂質(例えば、非カチオン性脂質及び/またはコレステロール系脂質)、PEG修飾した脂質、及び/またはポリマーも含有することがある。
いくつかの実施形態において、リポソームは、第二のまたは追加のカチオン性脂質を含むことがある。本明細書で使用する場合、「カチオン性脂質」という句は、生理学的pHのような選択したpHで正味の正の電荷を有するいくつかの脂質種のうちのいずれかを指す。いくつかのカチオン性脂質は、文献に説明されており、その多くは市販されている。本発明の組成物及び方法において使用するのに特に適したカチオン性脂質には、その各々が全体として参照により本明細書に組み込まれる国際特許公開WO2010/053572(及び特に段落[00225]において説明されているC12〜200)、WO2012/170930及びWO2013063468に説明されているものを含む。ある実施形態において、本発明の組成物及び方法は、例えば、(15Z,18Z)−N,N−ジメチル−6−(9Z,12Z)−オクタデカ−9,12−ジエン−1−イル)テトラコサ−15,18−ジエン−1−アミン(HGT5000)、(15Z,18Z)−N,N−ジメチル−6−((9Z,12Z)−オクタデカ−9,12−ジエン−1−イル)テトラコサ−4,15,18−トリエン−1−アミン(HGT5001)、及び(15Z,18Z)−N,N−ジメチル−6−((9Z,12Z)−オクタデカ−9,12−ジエン−1−イル)テトラコサ−5,15,18−トリエン−1−アミン(HGT5002)のような、2013年3月29日出願の国際特許公開第PCT/US2013/034602、公開番号WO2013/149140(参照により本明細書に組み込まれる)に説明されているイオン化可能な(滴定可能な)カチオン性脂質を含む脂質ナノ粒子を採用する。
いくつかの実施形態において、提供するリポソームは、1個以上の非カチオン性(「ヘルパー」)脂質を含有している。本明細書で使用する場合、「非カチオン性脂質」という句は、任意の中性脂質、双性イオン性脂質またはアニオン性脂質を指す。本明細書で使用する場合、「アニオン性脂質」という句は、生理学的pHのような選択したHで正味の負の電荷を保有するいくつかの脂質種のうちのいずれかを指す。非カチオン性脂質には、ジステアロイルホスファチジルコリン(DSPC)、ジオレオイルホスファチジルコリン(DOPC)、ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)、ジオレオイルホスファチジルグリセロール(DOPG)、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール(DPPC)、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE)、パルミトイルオレオイルホスファチジルコリン(POPC)、パルミトイルオレオイル−ホスファチジルエタノールアミン(POPE)、ジオレオイル−ホスファチジルエタノールアミン−4−(N−マレイミドメチル)−シクロヘキサン−1−カルボキシラート(DOPE−マル)、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン(DPPE)、ジミリストイルホスホエタノールアミン(DMPE)、ジステアロイル−ホスファチジルエタノールアミン(DSPE)、16−O−モノメチルPE、16−O−ジメチルPE、18−1−トランスPE、1−ステアロイル−2−オレオイル−ホスファチジルエタノールアミン(SOPE)、またはこれらの混合物を含むが、それらに限定しない。
いくつかの実施形態において、提供するリポソームは、1個以上のコレステロール系脂質を含む。例えば、適切なコレステロール系カチオン性脂質には、例えば、DC−Chol(N,N−ジメチル−N−エチルカルボキサミドコレステロール)、1,4−ビス(3−N−オレイルアミノ−プロピル)ピペラジン(Gaoら.Biochem.Biophys.Res.Comm.179,280(1991)、Wolfら.BioTechniques 23,139(1997)、米国特許第5,744,335号)、またはICEを含む。いくつかの実施形態において、コレステロール系脂質は、リポソーム中に存在する総脂質の約2%〜約30%、または約5%〜約20%のモル定量を含むことがある。いくつかの実施形態において、脂質ナノ粒子中のコレステロール系脂質の百分率は、5超、%、10%、20%超、30%超、または40%超であることがある。
いくつかの実施形態において、提供するリポソームは、1個以上のPEG化脂質を含む。例えば、ポリエチレングリコール(PEG)修飾したリン脂質及び、N−オクタノイル−スフィンゴシン−1−[スクシニル(メトキシポリエチレングリコール)−2000](C8 PEG−2000セラミド)を含む誘導体化したセラミド(PEG−CER)のような誘導体化脂質の使用も、カチオン性のうちの1個以上と組み合わせて、及びいくつかの実施形態においては、リポソームを含む他の脂質とともに、本発明によって熟慮される。熟慮したPEG修飾した脂質には、C6〜C20の長さのアルキル鎖(複数可)を有する脂質へ共有結合した長さ最大5kDaのポリエチレングリコール鎖を含むが、これに限定しない。いくつかの実施形態において、PEG修飾した脂質またはPEG化脂質は、PEG化コレステロールまたはPEG−2Kである。このような構成要素の付加は、複合体凝集を防止することがあり、循環寿命を延長して標的細胞への脂質−核酸組成物の送達を高めるための手段も提供することがあり(Klibanovら.(1990)FEBS Letters,268(1):235〜237)、またはインビボでの処方から脱して迅速に交換するよう選択されることがある(米国特許第5,885,613号を参照されたい)。
いくつかの実施形態において、本発明による適切なリポソームにはさらに、説明したような1個以上のカチオン性脂質及び、いくつかの実施形態において、本明細書に説明する種々の脂質を含む他の担体と組み合わせたポリマーを含む。したがって、いくつかの実施形態において、本明細書で使用するようなリポソーム送達ビヒクルは、ナノ粒子を含有するポリマーも包含する。適切なポリマーには、例えば、ポリアクリラート、ポリアルキルシアノアクリラート、ポリラクチド、ポリラクチド−ポリグリコリドコポリマー、ポリカプロラクトン、デキストラン、アルブミン、ゼラチン、アルギナート、コラーゲン、キトサン、シクロデキストリン、プロタミン、PEG化プロタミン、PLL、PEG化PLL及びポリエチレンイミン(PEI)を含んでもよい。PEIが存在する場合、当該PEIは、10〜40kDaに及ぶ分子量の分枝鎖PEI、例えば、25kDa分枝鎖PEI(Sigma #408727)であってもよい。
本発明は、任意の治療薬を送達するために使用してもよい。具体的には、対象へ投与することになっている任意の治療薬は、本明細書に説明する複合体、ピコ粒子、ナノ粒子、マイクロ粒子、ミセル、またはリポソームを用いて送達してもよい。当該薬は、有機分子(例えば、治療薬、薬剤)、無機分子、核酸、タンパク質、アミノ酸、ペプチド、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、ターゲティング薬、同位体標識した有機分子若しくは無機分子、ワクチン、免疫学的作用因子などであってもよい。本発明のある実施形態において、送達することになっている作用因子は、作用因子の混合物であってもよい。
本発明は、任意のポリヌクレオチドを送達するために使用することがある。ある実施形態において、当該ポリヌクレオチドは、干渉RNA(RNAi)である。RNAiの現象は、例えば次の参考文献、すなわち、Elbashirら,2001,Genes Dev.,15:188、Fireら,1998,Nature,391:806、Tabaraら,1999,Cell,99:123、Hammondら,Nature,2000,404:293、Zamoreら,2000,Cell,101:25、Chakraborty,2007,Curr.Drug Targets,8:469、ならびにMorris及びRossi,2006,Gene Ther.,13:553においてより詳細に考察されている。ある実施形態において、当該ポリヌクレオチドは、dsRNA(二本鎖RNA)である。ある実施形態において、当該ポリヌクレオチドは、siRNA(短鎖干渉RNA)である。ある実施形態において、当該ポリヌクレオチドは、shRNA(短鎖ヘアピンRNA)である。ある実施形態において、当該ポリヌクレオチドは、miRNA(マイクロRNA)である。マイクロRNA(miRNA)は、特に発生中の遺伝子発現を調節するのを助ける、長さ約21〜23ヌクレオチドのゲノムでコードされた非コードRNAである。例えば、Bartel,2004,Cell,116:281、Novina及びSharp,2004,Nature,430:161、ならびに米国特許公開2005/0059005を参照されたく、また、Wang及びLi,2007,Front.Biosci.,12:3975ならびにZhao,2007,Trends Biochem.Sci.,32:189においても総説されている。ある実施形態において、当該ポリヌクレオチドは、アンチセンスRNAである。
本発明は、任意のmRNAを送達するために使用することができる。mRNAは典型的には、DNAからリボソームへと情報を運搬するRNAの種類と考えられている。mRNAの存在は通常、非常に短時間であり、プロセシング及び翻訳に続く分解を含む。典型的には、真核生体において、mRNAプロセシングは、N末(5’)端上にある「キャップ」及びC末(3’)端上にある「尾部」の付加を含む。典型的なキャップは、第一の転写されたヌクレオチドに対する5’−5’−三リン酸結合を通じて結合するグアノシンである、7−メチルグアノシンキャップである。当該キャップの存在は、たいていの真核細胞において認められるヌクレアーゼに対する耐性を提供するうえで重要である。当該尾部は典型的には、ポリアデニリル部分が当該mRNA分子の3’末端へ付加されるポリアデニル化事象である。この「尾部」の存在は、エキソヌクレアーゼ分解から当該mRNAを防護するよう機能する。伝令RNAは典型的には、リボソームによって、タンパク質を構成する一連のアミノ酸へと翻訳される。
本発明によるmRNAは、種々の公知の方法のうちのいずれかにより合成してもよい。例えば、本発明によるmRNAは、インビトロ転写(IVT)を介して合成してもよい。簡潔には、IVTは典型的には、プロモーター、リボヌクレオチド三リン酸のプール、DTT及びマグネシウムイオンを含んでもよい緩衝系、ならびに適切なRNAポリメラーゼ(例えば、T3、T7またはSP6 RNAポリメラーゼ)、DNアーゼ、ピロリン酸、及び/またはRNアーゼ阻害薬を含有する直鎖または環状DNAテンプレートを用いて実施する。実際の条件は、具体的な応用により変化するであろう。
いくつかの実施形態において、本発明によるmRNAは、非修飾のまたは修飾されたmRNAとして合成してもよい。典型的には、mRNAは、安定性を高めるために修飾される。mRNAの修飾には例えば、RNAのヌクレオチドの修飾を含むことができる。本発明による修飾されたmRNAにはしたがって、例えば、骨格修飾、糖修飾または塩基修飾を含むことができる。いくつかの実施形態において、mRNAは、プリン類(アデニン(A)、グアニン(G))またはピリミジン類(チミジン(T)、シトシン(C)、ウラシル(U))を含む天然のヌクレオチド及び/またはヌクレオチド類似体(修飾されたヌクレオチド)から、ならびに1−メチル−アデニン、2−メチル−アデニン、2−メチルチオ−N−6−イソペンテニル−アデニン、N6−メチル−アデニン、N6−イソペンテニル−アデニン、2−チオ−シトシン、3−メチル−シトシン、4−アセチル−シトシン、5−メチル−シトシン、2,6−ジアミノプリン、1−メチル−グアニン、2−メチル−グアニン、2,2−ジメチル−グアニン、7−メチル−グアニン、イノシン、1−メチル−イノシン、プソイドウラシル(5−ウラシル)、ジヒドロ−ウラシル、2−チオ−ウラシル、4−チオ−ウラシル、5−カルボキシメチルアミノ−メチル−2−チオ−ウラシル、5−(カルボキシヒドロキシメチル)−ウラシル、5−フルオロ−ウラシル、5−ブロモ−ウラシル、5−カルボキシメチルアミノメチル−ウラシル、5−メチル−2−チオ−ウラシル、5−メチル−ウラシル、N−ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル、5−メチルアミノメチル−ウラシル、5−メトキシアミノメチル−2−チオ−ウラシル、5’−メトキシカルボニルメチル−ウラシル、5−メトキシ−ウラシル、ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸(v)、1−メチル−プソイドウラシル、ケウオシン、β−D−マンノシル−ケウオシン、ウイブトシン、ならびにホスホルアミダート、ホスホロチオアート、ペプチドヌクレオチド、メチルホスホン酸、7−デアザグアノシン、5−メチルシトシン及びイノシンのような、修飾されたヌクレオチド類似体またはプリン類及びピリミジン類の誘導体として合成してもよい。このような類似体の調製は、当業者に、例えば、米国特許第4,373,071号、米国特許第4,401,796号、米国特許第4,415,732号、米国特許第4,458,066号、米国特許第4,500,707号、米国特許第4,668,777号、米国特許第4,973,679号、米国特許第5,047,524号、米国特許第5,132,418号、米国特許第5,153,319号、米国特許第5,262,530号及び米国特許第5,700,642号から公知であり、それらの開示は、全体として参照により組み込まれる。
典型的には、mRNA合成には、N末(5’)端上にある「キャップ」及びC末(3’)端上にある「尾部」の付加を含む。当該キャップの存在は、たいていの真核細胞において認められるヌクレアーゼに対する耐性を提供するうえで重要である。「尾部」の存在は、エキソヌクレアーゼ分解から当該mRNAを防護するよう機能する。
典型的には、「尾部」の存在は、エキソヌクレアーゼ分解からmRNAを防護するよう機能する。ポリA尾部は、天然のメッセンジャー及び合成センスRNAを安定化すると考えられている。それゆえ、ある実施形態において、長いポリA尾部は、mRNA分子へ付加することができ、したがって、当該RNAをより安定にすることができる。ポリA尾部は、種々の当該技術分野において認識されている技術を用いて付加することができる。例えば、長いポリA尾部は、ポリAポリメラーゼを用いて合成のまたはインビトロで転写したRNAへ付加することができる(Yokoeら,Nature Biotechnology.1996;14:1252〜1256)。転写ベクターは、長いポリA尾部をコードすることもできる。加えて、ポリA尾部は、PCR産物から直接転写によって付加することができる。ポリAは、センスRNAの3’末端へ、RNAリガーゼを用いて結合させてもよい(例えば、Molecular Cloning A Laboratory Manual,第2版,Sambrook,Fritsch及びManiatis編(Cold Spring Harbor Laboratory Press:1991年版)を参照されたい)。
いくつかの実施形態において、mRNAには、5’及び/または3’非翻訳領域を含む。いくつかの実施形態において、5’非翻訳領域には、mRNAの安定性または翻訳に影響する1個以上の配列、例えば、鉄応答配列を含む。いくつかの実施形態において、5’非翻訳領域は、長さ約50ヌクレオチドと500ヌクレオチドのあいだであってもよい。
提供する組成物における使用のためのリポソームは、当該技術分野において現に公知の種々の技術によって調製することができる。例えば、多層ベシクル(MLV)は、適切な溶媒中に脂質を溶解した後、溶媒を蒸発させて、容器の内側に薄膜を残すことによって、または噴霧乾燥によって適切な入れ物または容器の内壁上に選択した脂質を沈着させることによってのような、従来技術により調製してもよい。次に、水相を当該容器へボルテックス動作をしながら添加して、結果的にMLVの形成を生じてもよい。単層ベシクル(ULV)は次に、多層ベシクルの均質化、超音波処理または押出成形によって形成することができる。加えて、単層ベシクルは、洗浄剤除去技術によって形成することができる。
本発明に従った適切なリポソームは、種々の大きさで作製してもよい。いくつかの実施形態において、提供するリポソームは、既に公知のmRNA封入リポソームよりも小さく作製してもよい。いくつかの実施形態において、大きさの減少したリポソームは、mRNAのより効率的な送達と関係している。適切なリポソームの大きさの選択は、標的細胞または標的組織の部位及び幾分かはリポソームが作製中である応用を考慮に入れてもよい。
核酸、例えば、mRNAのような作用因子の送達、及び/またはmRNAのインビボでの発現を容易にするために、リポソームのような送達ビヒクルは、1つ以上の追加の核酸、担体、ターゲティングリガンド若しくは安定化試薬と組み合わせて、または当該送達ビヒクルと混合する薬理学的組成物中で製剤することができる。薬剤の製剤及び投与のための技術は、「Remington’s Pharmaceutical Sciences」,Mack Publishing Co.,ペンシルバニア州イーストン市,最新版において認められ得る。
室温におけるメタノール(216mL)中のBoc−Lys−OH(18g、73mmol)及びDIPEA(16mL)の混合物へ、(2S)−1,2−エポキシドデカン(40g、219mmol)を添加した。この反応混合物を一晩加熱還流した。明黄色の透明な溶液を濃縮して、黄色の油を得、これをTHF(120mL)、水(100mL)及び水酸化リチウム(6g、250mmol)と混合して室温で一晩撹拌した。この反応混合物を次に、ジクロロメタン/メタノール(9:1、500mL×4)で抽出した。組み合わせた有機層をNa2SO4上で乾燥させた。濾過及び濃縮で82gの粗生成物を得、これをシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(1kg、酢酸エチル中の0〜35%メタノール)によって精製して、38.6g(81%)の2.1をオフホワイト色の固体として生じた。
無水ジクロロメタン(200mL)及びトリフルオロ酢酸(200mL)中の化合物2.1(38.6g、62.9mmol)の溶液を室温で1時間撹拌した。この反応混合物を減圧下で濃縮した。この残渣を真空下で乾燥させ、39.5g(100%)の粗生成物3.1を得、これをさらなる精製なしで次の工程に直接使用した。
激しく撹拌している0〜5℃(氷水浴)における10%硫酸(520mL)中の化合物3.1(39.5g、62.9mmol)の混合物へ、水(130mL)中の亜硝酸ナトリウム(32g、464mmol)の溶液を2時間かけて滴下して添加し、この間、初期温度を5℃未満に維持した。添加が完了した後、この反応混合物を室温へ緩徐に加温させて一晩撹拌した。この反応混合物を次に、ジクロロメタン/メタノール(9:1、800mL×6)で抽出した。組み合わせた有機層を飽和Na2S2O3水溶液及び鹹水で洗浄した後、Na2SO4上で乾燥させた。濾液の濾過及び濃縮は、38gの粗生成物を得、これは、Teledyne ISCO Combiflash自動クロマトグラフィーシステム(330gのRedisepシリカゲルカラム、CH2Cl2中の0〜50%のMeOH勾配)を用いて精製して、8.4gの生成物4.1を明黄色の発泡体(収率:消費した出発材料に基づいた73%)として得た。21gの出発材料3.1(遊離塩基)も回収した。
ピリジニウムp−トルエンスルホン酸(4.15g、16.5mmol)をTHF/2,2−ジメトキシプロパン(40mL/40mL)中の化合物4.1(6.05g、11mmol)の溶液へ添加した。結果として生じる混合物を55℃で5時間及び50℃で一晩撹拌した。この溶媒を減圧下で除去した。この残渣を真空下で乾燥させ、精製なしで使用した。
粗化合物5.1をDMF(30mL)中に溶解した。この溶液へ、DMAP(269mg、2.2mmol)、イミダゾール(4.49g、66mmol)、及びTBDMSCI(6.63g、44mmol)を添加した。結果として生じる溶液を室温で一晩撹拌した。この溶媒を減圧下で除去した。残渣をEt2O(150mL)と水(50mL)の間に分画した。有機層を分離し、鹹水(2×25mL)で洗浄し、Na2SO4上で乾燥させ、濾過した。濾液を真空蒸発させ、残渣をシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィー(0〜20%EtOAc/ヘキサン)によって精製して、5.4g(2工程にわたる63%)の所望の生成物を無色の油として得た。
THF(65mL)中の化合物6.1(5.32g、6.8mmol)の溶液へ、0.5NのNaOH(16.3mL、8.2mmol)を滴下して添加した。結果として生じる混合物を室温で一晩撹拌した。EtOAc(150mL)を添加した。この混合物を0.5M HCl(40mL)で酸性化した。次に、鹹水(60mL)を添加した。有機層を分離し、鹹水(2×50mL)で洗浄し、Na2SO4上で乾燥させ、濾過した。この濾液を真空蒸発させた。この残渣を真空下で乾燥させて、5.26g(98%)の所望の生成物をオフホワイト色の蝋として得た。
THF(80mL)中の化合物6.1(6.5g、8.3mmol)の溶液へ、0.5NのNaOH(20mL、10mmol)を滴下して添加した。結果として生じる混合物を室温で一晩撹拌した。Et2O(200mL)を添加した。有機層を鹹水(3×50mL)で洗浄し、Na2SO4上で乾燥させ、濾過した。濾液を真空蒸発させて、6.5g(99%)の所望の生成物を無色の油として得た。
臭化ベンジル(1.08mL、9.1mmol)をDMF/THF(30mL/30mL)中の化合物7.1のナトリウム塩(6.5g、8.3mmol)の溶液へ滴下して添加した。結果として生じる溶液を室温で18時間撹拌した。この溶媒を減圧下で除去した。この残渣をEtOAc(150mL)中に採取した。有機層を水(25mL)、鹹水(2×25mL)で洗浄し、Na2SO4上で乾燥させ、濾過した。この濾液を真空蒸発させ、残渣をシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィー(0〜20%のEtOAc/ヘキサン)によって精製して、6.31g(91%) の所望の生成物を無色の油として得た。
THF/ピリジン(15mL/10mL)中の化合物7.1のHCl塩(5.26g、6.74mmol)の冷却(0℃)溶液へ、クロロギ酸ベンジル(1.15mL、8.1mmol)を滴下して添加した。結果として生じる混合物を室温へ加温させておき、一晩攪拌した。一定分量の反応混合物をMS分析用に採取した。本結果は、この反応が完了に至っていないことを示した。クロロギ酸ベンジル(1.15mL、8.1mmol)を添加した。この反応混合物を室温でさらに1.5時間撹拌した後、EtOAc(200mL)で希釈した。有機層を水(50mL)、1.5MのHCl(2×50mL)、鹹水(3×40mL)で洗浄し、Na2SO4上で乾燥させ、濾過した。濾液を真空蒸発させ、この残渣をシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィー(0〜70%EtOAc/ヘキサン)によって精製して、2.78g(45%)の所望の生成物を明黄色の油として得た。
DCM(30mL)中の化合物8.1(3.5g、4.2mmol)及び化合物9.1(2.78g、3mmol)の冷却(0℃)溶液へ、DMAP(673mg、6mmol)及びDCC(2.48g、12mmol)を添加した。結果として生じる混合物を室温へ加温させて一晩撹拌した。DCMを減圧下で除去し、残渣をEt2Oに採取し、濾過した。この濾液を真空蒸発させた。この残渣をシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィーによって精製して、4.87g(95%、ジシクロヘキシル尿素混入)の所望の生成物を無色の油として得た。
0℃の100mlのテフロン(登録商標)フラスコ中のTHF(無水物、15mL)中の10.1(4.0g、2.36mmol)の溶液へ、70重量%/30重量%のHF−ピリジン溶液(15mL、578mmol)を滴下して添加した。結果として生じる混合物を室温で2.5時間撹拌した。質量分析は、反応の完了を示した。この反応溶液をDCM(50mL)で希釈した。このDCM溶液をDCM(200mL)及びNa2CO3水溶液(180mLの水中の40g)からなる混合物へ迅速に撹拌しながら添加した。DCM層を分離した。水層をDCM(150mL)で抽出した。組み合わせた有機相をNa2SO4上で乾燥させ、蒸発させた。明黄色の油状残渣を、ヘキサン中の0〜100%EtOAcで溶出するISCO自動クロマトグラフィーシステムにおけるシリカゲルカラム(120g)によって精製して、2.66gの11.1(77%)を明黄色の油として得た。
THF(無水物、70mL)中の11.1(2.66g、2.15mmol)の溶液へ、Et3N(2.39mL、17.2mmol)、次いでTMSCI(1.49mL、11.8mmol)を添加した。結果として生じる混合物を室温で一晩攪拌した。揮発性物質を除去した。この残渣をEt2O(無水物、100mL)とともに20分撹拌して濾過した。この固体をEt2O(無水物、2×20mL)ですすいだ。組み合わせた濾液を蒸発させ、この残渣を真空下で一晩乾燥させて、3.15gの12.1(96%)を明黄色の油として得た。
EtOAc(15mL)中の乾Pd/C(5%、1.6g)の懸濁液へ、EtOAc(70mL)中の12.1(3.15g、2.1mmol)の溶液を添加した。結果として生じる混合物を一晩、水素バルーン下で撹拌した。次に、これをセライトで濾過した。このセライトをEtOAc(25mL×3)ですすいだ。組み合わせた濾液を蒸発させて、2.09gの13.1(78%)を明黄色の油として得た。
DCM(無水物、60mL)及びCH3CN(無水物、30mL)からなる混合物中の13.1(2.09g、1.6mmol)の溶液へ、DIPEA(0.415mL、2.4mmol)、次いでHATU(0.912g、2.4mmol)を添加した。結果として生じる混合物をN2下で室温で16時間撹拌した。揮発性物質を除去した。この残渣をヘキサン(100mL+25mL×2)で抽出した。このヘキサン抽出物を組み合わせてNaHCO3水溶液(2×60mL)及びHCl水溶液(60mLのH2O中の5mLの1M HCl)で洗浄した。これをNa2SO4上で乾燥させ、濾過した。この濾液を蒸発させて、化合物14.1を明黄色の発泡体として得、これをDCM(無水物、25mL)中に溶解した。ジエチルエーテル中のHCl(2M、6mL)を滴下して添加し、結果として生じる混合物を室温でN2の下で3時間撹拌した。質量分析は、反応の完了を示した。溶媒を、窒素気体流でパージすることによって除去した。この残渣を無水ジエチルエーテル(10mL×3)で洗浄し、高真空下で乾燥させて、1.61gの標的23をオフホワイト色の固体(94%、2工程)として得た。
EtOH(300mL)中のプロパルギルアミン(4.83g、87.7mmol)及び1,2−エトキシドデカン(40.8g、210.4mmol)の溶液を16時間加熱還流した。この溶媒を減圧下で除去し、残渣をシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィー(0〜30%EtOAc/ヘキサン)によって精製して、32.8g(88%)の所望の生成物を明黄色の固体として得た。
DMF(48mL)中の3.2(10.16g、24mmol)の冷却(0℃)溶液へ、DMAP(587mg、4.8mmol)、イミダゾール(5.72g、84mmol)、及び塩化tert−ブチルジメチルシリル(9.04g、60mmol)を連続して添加した。結果として生じる混合物を0℃で20分間撹拌した。次に、氷浴を取り外し、この反応物を室温へと加温させておき、一晩撹拌した。DMFを減圧下で除去した。この残渣へ、EtOAc(200mL)、水(50mL)、及び鹹水(30mL)を添加した。有機層を分離し、鹹水(50mL)で洗浄し、Na2SO4上で乾燥させ、濾過した。この濾液を真空蒸発させ、この残渣をシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィー(ヘキサン)によって精製して、14.55g(93%)の所望の生成物を無色の油として得た。
トルエン(40mL)中の4.2(3.52g、5.4mmol)の冷却(0℃)溶液へ、2.5Mのn−BuLi(2.16mL、5.4mmol)を滴下して添加した。結果として生じる溶液を0℃で30分間撹拌した後、1MのEt2AlCl(5.4mL、5.4mmol)を滴下して添加した。添加後、混濁溶液を0℃でさらに2時間撹拌した後、トルエン(2mL)中の5.2(375mg、2.88mmo)の溶液を滴下して添加した。30分間撹拌した後、氷浴を取り外し、反応物を室温へ加温させておき、一晩撹拌した。この反応物を氷浴で冷却した後、Na2SO4・10H2O(8.3g)を一度に添加した。結果として生じる混合物を2時間激しく撹拌した。この混合物を濾過し、この濾液を真空蒸発させた。残渣をシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィー(0〜5%EtOAc/ヘキサン(hesxane))によって2回精製して、1.12g(53%)の所望の生成物を黄色の油として得た。
EtOH(50mL)中の6.2(2.0g、2.56mmol)の溶液へ、ピリジン(1.45mL、17.9mmol)及び5重量%のPd/C(272mg、0.128mmol)を添加した。結果として生じる混合物をArで3回脱気した後、1気圧のH2の下で一晩撹拌した。この混合物をセライトプラグで濾過し、当該セライトプラグは、EtOHで完全に洗浄した。この組み合わせた濾液及び洗浄物を真空蒸発させて、2.0gの明黄色の油を所望の生成物及び他の分離不可能な副産物からなる混合物として得た。粗生成物は、さらなる精製なしで次の工程において使用した。
THF(31mL)中の粗生成物7.2(2.0g)の溶液へ、0.5NのNaOH(6.14mL、3.07mmol)及びMeOH(1.5mL)を添加した。結果として生じる混合物を室温で一晩激しく撹拌した。この溶媒を減圧下で除去した。この残渣をEt2O(120mL)中に取り、鹹水(3×30mL)で洗浄し、Na2SO4上で乾燥させ、濾過した。この残渣をシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィー(0〜50%のEtOAc/ヘキサン)によって精製して、739mg(2工程にわたって37%)の所望の生成物を明黄色の油として得た。
室温のDMF/THF(5mL/10mL)中の化合物8.2(739mg、0.97mmol)の溶液へ、K2CO3(201mg、1.46mmol)を添加した。結果として生じる混合物を20分間撹拌した後、臭化ベンジル(127μL、1.07mmol)を添加した。結果として生じる混合物を室温で一晩撹拌した。この溶媒を減圧下で除去した。この残渣をEtOAc(70mL)に取り、水(10mL)、鹹水(15mL)で洗浄し、Na2SO4上で乾燥させ、濾過した。この濾液を真空蒸発させ、残渣をシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィー(0〜10%EtOAc/ヘキサン)によって精製して、796mg(97%)の所望の生成物を無色の油として得た。
THF(10.5mL)中の8.2(795mg、1.05mmol)の冷却(0℃)溶液へ、2,6−ルチジン(128μL、1.1mmol)及びクロロギ酸ベンジル(157μL、1.1mmol)を連続して添加した。15分間撹拌した後、氷浴を取り外した。この反応物を室温へ加温させて、4時間撹拌した。一定分量の反応混合物をMS分析ように採取した。この結果は、反応が完了していないことを示した。クロロギ酸ベンジル(157μL、1.1mmol)を添加した。室温でさらに1時間撹拌した後、この反応物を飽和NaHCO3水溶液(25mL)で急冷した。この混合物を一晩激しく撹拌した。この混合物をEtOAc(70mL)で希釈した。有機層を分離し、水層をEtOAc(20mL)で抽出した。組み合わせた有機層を0.5MのHCl(20mL)、鹹水(2×15mL)で洗浄し、Na2SO4上で乾燥させ、濾過した。濾液を真空蒸発させ、残渣をシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィー(0〜50%EtOAc/ヘキサン)によって精製して、663mg(67%)の所望の生成物を黄色の油として得た。
CH2Cl2(7.1mL)中の化合物9.2(800mg、0.94mmol)及び10.2(664mg、0.71mmol)の冷却(0℃)溶液へ、DMAP(157mg、1.42mmol)及びDCC(293mg、1.42mmol)を添加した。15分間撹拌した後、この反応物を室温へ加温させておき、一晩撹拌した。CH2Cl2を減圧下で除去した。残渣をEt2O(50mL)中に採取した。この白色固体を濾過によって除去した。濾液を真空蒸発させた。この残渣をシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィー(0〜10%のEtOAc/ヘキサン)によって2回精製して、964mg(79%)の生成物11.2を無色の油として得た。
THF(無水、15mL)中の11.2(5.04g、2.93mmol)の溶液へ、70重量%/30重量%HF−ピリジン溶液(20mL、770mmol)を添加した。結果として生じる混合物を室温で撹拌した。2.5時間後の質量分析は、完了した反応を示した。THFを除去した。この残渣溶液をDCM(50mL)で希釈した。DCM溶液をDCM(200mL)及びNa2CO3水溶液(300mLの水中の61g)からなる混合物へ迅速に撹拌しながら添加した。DCM層を分離した、水層をDCM(150mL)で抽出した。組み合わせた有機相をNa2SO4上で乾燥させ、蒸発させた。明黄色の油状残渣をヘキサン中の0〜100%EtOAcで溶出するISCO自動クロマトグラフィーシステム上でのシリカゲルカラム(80g)によって精製して、2.85gの12.2(77%)を明黄色の油として得た。
THF(無水、70mL)中の12.2(2.85g、2.25mmol)の溶液へ、Et3N(2.5mL、18mmol)に次いでTMSCI(1.5mL、11.9mmol)を添加した。結果として生じる混合物を室温で3時間撹拌した。揮発性物質を除去した。この残渣をEt2O(無水、100mL)で20分間撹拌し、濾過した。この固体をEt2O(無水、2×20mL)ですすいだ。組み合わせた濾液を蒸発させ、残渣を真空下で一晩乾燥させて、3.29gの13.2(94%)を明黄色の油として得た。
EtOAc(10mL)中のPd/C(5%、1.62g、mmol)の懸濁液へ、EtOAc(70mL)中の13.2(3.29g、2.11mmol)の溶液を添加した。結果として生じる混合物をH2のバルーン下で2時間撹拌した。これを次にセライトで濾過した。このセライトをEtOAc(3×20mL)ですすいだ。組み合わせた濾液を蒸発させて、2.78gの14.2(99%)を明黄色の油として得た。
DCM(無水、40mL)及びCH3CN(無水、20mL)からなる混合物中の14.2(2.78g、2.09mmol)の溶液へ、DIPEA(0.55mL、3.14mmol)、次いでHATU(1.19g、3.14mmol)を添加した。結果として生じる混合物を室温でN2の下で16時間撹拌した。揮発性物質を除去した。この残渣をヘキサン(150mL)で抽出した。このヘキサン抽出物をNaHCO3水溶液(2×60mL)及びHClで洗浄した。これをNa2SO4上で乾燥させ、濾過した。この濾液を蒸発させて、2.36g(86%)の15.2を明黄色のゴムとして得た。
DCM(無水、15mL)中の15.2(1.09g、0.83mmol)の溶液へ、ジエチルエーテル(2M、3mL)中のHClを滴下して添加し、結果として生じる混合物を室温でN2の下で3.5時間撹拌した。質量分析は、反応の完了を示した。溶媒を窒素気流でパージすることによって除去した。この残渣を無水ジエチルエーテル(20mL×3)で洗浄し、高真空下で乾燥させて、875mgの粗標的24を得た。255mgの粗標的24を無水アセトニトリル(30mL×3)で洗浄した。この残渣をDCM(無水、2mL)中で溶解し、ジエチルエーテル(無水、25mL)及びジエチルエーテル中のHCl(2M、0.5mL)からなる混合物へ撹拌しながら添加した。30分間連続して撹拌した後、ゴム状の固体を溶液から分離し、無水ジエチルエーテル(5mL×2)で洗浄した。これを高真空下で乾燥させ、200mg(69%)の標的24をオフホワイト色の発泡体として得た。
本実施例は、治療用タンパク質をコードするmRNAのインビボでの有効な送達及び発現のための本出願に説明するカチオン性脂質、例えば、式IIIの化合物を組み込む例示的なリポソーム製剤を提供する。
概して、本明細書に説明する製剤は、種々の核酸系材料を封入するよう設計した1つ以上のカチオン性脂質、1つ以上のヘルパー脂質(例えば、非カチオン性脂質及び/またはコレステロール系脂質)、及び1つ以上のペグ化脂質を採用する種々の比からなる多成分脂質混合物をもとにしている。非限定例として、式IIIの化合物(3,6−ビス(4−(ビス(2−ヒドロキシドデシル)アミノ)ブチル)−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン)は、本明細書に説明する種々の製剤において使用する。例示的なヘルパー脂質には、DSPC(1,2−ジステアロイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン)、DPPC(1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン)、DOPE(1,2−ジオレイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)、DOPC(1,2−ジオレイル−sn−グリセロ−3−ホスファチジルコリン(phosphotidylcholine))DPPE(1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)、DMPE(1,2−ジミリストイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)、DOPG(1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホ−(1’−rac−グリセロール))、コレステロールなどのうちの1つ以上を含む。例示的なペグ化脂質としては、C6〜C20長のアルキル鎖(複数可)を有する脂質へ共有結合した長さ最大5kDaのポリ(エチレン)グリコール鎖、例えばPEG−2Kが挙げられる。非限定例としては、本明細書に説明する種々の実施例において使用するリポソーム製剤には、式IIIの化合物、DOPE、コレステロール、及びDMG−PEG2Kを種々の比で含む。例えば、いくつかの場合、式IIIの化合物:DOPE:コレステロール:DMG−PEG2Kの比は、重量によるおよそ40:30:20:10である。他の場合において、式IIIの化合物、DOPE、コレステロール、及びDMG−PEG2Kは、重量によるおよそ40:32:25:3である。別段の具体的な記載がない限り、以下の実施例には、およそ40:30:25:5の式IIIの化合物:DOPE:コレステロール:DMG−PEG2Kの重量比における混合物が挙げられる。
本明細書に説明する製剤は、任意のmRNA、特に治療用mRNAを送達するのに使用してもよい。本明細書で使用する場合、治療用mRNAは、治療用タンパク質をコードするmRNAを指す。本明細書に説明する製剤は、任意の修飾された若しくは非修飾のmRNA、または天然の配列を有する若しくはコドンの最適化されたmRNAを送達するために使用することもできる。
コドンの最適化されたホタルルシフェラーゼ(FFL)mRNA:
X(5’UTR配列)=
GGACAGAUCGCCUGGAGACGCCAUCCACGCUGUUUUGACCUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCCGGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAGUGACUCACCGUCCUUGACACG(配列番号5)
Y(3’UTR配列)=
CGGGUGGCAUCCCUGUGACCCCUCCCCAGUGCCUCUCCUGGCCCUGGAAGUUGCCACUCCAGUGCCCACCAGCCUUGUCCUAAUAAAAUUAAGUUGCAUCAAGCU(配列番号6)
または
GGGUGGCAUCCCUGUGACCCCUCCCCAGUGCCUCUCCUGGCCCUGGAAGUUGCCACUCCAGUGCCCACCAGCCUUGUCCUAAUAAAAUUAAGUUGCAUCAAGCU(配列番号7)
式IIIの化合物、DOPE、コレステロール及びDMG−PEG2Kの50mg/mLエタノール溶液の一定分量を、40:30:25:5のモル比で混合し、3mLの終容積へとエタノールで希釈する。別途、FIX、ASS1、またはFFLのmRNAの緩衝水溶液(10mMクエン酸/150mM NaCl、pH4.5)を1mg/mLストックから調製する。脂質溶液をmRNA水溶液へと迅速に注射して振盪して、20%エタノール中の最終懸濁液を生じる。結果として生じるナノ粒子懸濁液を濾過し、1×PBS(pH7.4)で透析濾過し、濃縮し、2〜8℃で保存する。FIXmRNAの終濃度を典型的には、およそ0.20mg/mL FIXmRNA(封入済み)、Z平均=76nm、PDI=0.08へと希釈する。ASS1mRNAの終濃度は典型的には、およそ0.20mg/mLのASS1mRNA(封入済み)、Z平均=78nm(Dv(50)=46nm、Dv(90)=96nm)へと希釈する。FFLmRNAの終濃度は典型的には、およそ0.20mg/mLのFFLmRNA(封入済み)、Z平均=75nm、PDI−0.11へと希釈する。SMNmRNAの終濃度は典型的には、およそ0.20mg/mLのSMNmRNA(封入済み)へと希釈する。平均粒度(Z平均)=71nm、(粒子の50%についての粒度は、44nm以下であり(Dv(50))=44nm、及び粒子の90%についての粒度は93n以下であった(Dv(90)=93nm))。
標的23の化合物、DOPE、コレステロール及びDMG−PEG2Kの50mg/mLエタノール溶液の一定分量を40:30:25:5のモル比で混合し、3mLの終容積へとエタノールで希釈した。別途、EPOmRNAの緩衝水溶液(10mMクエン酸/150mM NaCl、pH4.5)を1mg/mLストックから調製した。この脂質溶液を迅速にmRNA水溶液中へと注射し、振盪して、20%エタノール中の最終懸濁液を生じた。結果として生じるナノ粒子懸濁液を1×PBS(pH7.4)で透析濾過し、濃縮し、及び2〜8℃で保存した。EPOmRNAの終濃度は典型的には、およそ0.20mg/mLのEPOmRNA(封入済み)へと希釈する。Z平均=80nm、PDI=0.11。
標的24の化合物、DOPE、コレステロール及びDMG−PEG2Kの50mg/mLエタノール溶液の一定分量を40:30:25:5のモル比で混合し、3mLの終容積へとエタノールで希釈した。別途、EPOmRNAの緩衝水溶液(10mMクエン酸/150mM NaCl、pH4.5)を1mg/mLストックから調製した。この脂質溶液を迅速にmRNA水溶液中へと注射し、振盪して、20%エタノール中の最終懸濁液を生じた。結果として生じるナノ粒子懸濁液を1×PBS(pH7.4)で透析濾過し、濃縮し、及び2〜8℃で保存した。EPOmRNAの終濃度は典型的には、およそ0.20mg/mLのEPOmRNA(封入済み)へと希釈する。Z平均=78nm、PDI=0.14。
CD−1マウス(1群あたりN=4)に、hEPOmRNA(1.0mg/kgを搭載した)標的23系LNPまたは標的24系LNP0.20mg/mL製剤を注射した。hEPOの結成レベルを投与6時間後及び24時間後にモニターした。図1を参照されたい。肝酵素(ALT/AST)を投与24時間後に測定した。表1を参照されたい。
当業者は、所定の実験法以下を用いて、本明細書に説明する本発明の具体的な実施形態と多くの等価物を認識するであろうし、または確認できるであろう。本発明の範囲は、先の説明を制限するよう企図するものではなく、むしろ以下の特許請求の範囲において示すとおりである。
Claims (28)
- 式II
式中、
各Xは独立して、OまたはSであり、
各Yは独立して、OまたはSであり、
各mは独立して、0〜20であり、
各nは独立して、1〜6であり、
各RAは独立して、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリールまたはハロゲンであり、かつ
各RBは独立して、水素、任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたアルキニル、任意に置換されたカルボシクリル、任意に置換されたヘテロシクリル、任意に置換されたアリール、任意に置換されたヘテロアリールまたはハロゲンである、化合物。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の化合物またはその医薬として許容され得る塩を含むポリヌクレオチドの送達のための組成物。
- 前記組成物はリポソームである、請求項5に記載の組成物。
- 前記リポソームはさらに、1個以上の非カチオン性脂質、1個以上のコレステロール系脂質及び/または1個以上のPEG修飾脂質を含む、請求項6に記載の組成物。
- 前記1個以上の非カチオン性脂質は、DSPC(1,2−ジステアロイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン)、DPPC(1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン)、DOPE(1,2−ジオレイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)、DOPC(1,2−ジオレイル−sn−グリセロ−3−ホスファチジルコリン(phosphotidylcholine))DPPE(1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)、DMPE(1,2−ジミリストイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)、DOPG(1,2−ジオレイル−sn−グリセロ−3−ホスホ−(1’−rac−グリセロール))から選択される、請求項7に記載の組成物。
- 前記1個以上のPEG修飾脂質は、C6〜C20長のアルキル鎖(複数可)を有する脂質へ共有結合した長さ最大5kDaのポリ(エチレン)グリコール鎖を含む、請求項7に記載の組成物。
- 前記リポソームは、約250nm、200nm、150nm、100nm、75nm、または50nm未満の大きさを有する、請求項6〜9のいずれか一項に記載の組成物。
- リポソーム内に封入されたタンパク質コード伝令RNA(mRNA)を含む、インビボでの前記mRNAの送達のための組成物であって、前記組成物の投与が結果的に、インビボで前記mRNAによってコードされるタンパク質の発現を生じるよう、前記組成物が送達を必要とする対象へ投与されることを特徴とし、前記リポソームは、請求項1〜4のいずれか一項に記載のカチオン性脂質化合物またはその医薬として許容され得る塩を含む、前記組成物。
- 前記カチオン性脂質は、式II
式中、
各Xは独立して、OまたはSであり、
各Yは独立して、OまたはSであり、
各mは独立して、0〜20であり、
各nは独立して、1〜6であり、
各RAは独立して、水素、任意に置換されたC1〜50アルキル、任意に置換されたC2〜50アルケニル、任意に置換されたC2〜50アルキニル、任意に置換されたC3〜10カルボシクリル、任意に置換された3〜14員のヘテロシクリル、任意に置換されたC6〜14アリール、任意に置換された5〜14員のヘテロアリールまたはハロゲンであり、かつ
各RBは独立して、水素、任意に置換されたC1〜50アルキル、任意に置換されたC2〜50アルケニル、任意に置換されたC2〜50アルキニル、任意に置換されたC3〜10カルボシクリル、任意に置換された3〜14員のヘテロシクリル、任意に置換されたC6〜14アリール、任意に置換された5〜14員のヘテロアリールまたはハロゲンである、請求項11に記載の組成物。 - 前記リポソームはさらに、1個以上の非カチオン性脂質、1個以上のコレステロール系脂質及び/または1個以上のPEG修飾脂質を含む、請求項11〜15のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記1個以上の非カチオン性脂質は、DSPC(1,2−ジステアロイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン)、DPPC(1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン)、DOPE(1,2−ジオレイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)、DOPC(1,2−ジオレイル−sn−グリセロ−3−ホスファチジルコリン(phosphotidylcholine))DPPE(1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)、DMPE(1,2−ジミリストイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)、DOPG(1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホ−(1’−rac−グリセロール))から選択される、請求項16に記載の組成物。
- 前記1個以上のコレステロール系脂質は、コレステロール及び/またはPEG化コレステロールである、請求項16または17に記載の組成物。
- 前記1個以上のPEG修飾脂質は、C6〜C20長のアルキル鎖(複数可)を有する脂質へ共有結合した長さ最大5kDaのポリ(エチレン)グリコール鎖を含む、請求項16〜18のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記リポソームは、約250nm、200nm、150nm、100nm、75nm、または50nm未満の大きさを有する、請求項11〜19のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記mRNAは、約0.5kb、1kb、1.5kb、2kb、2.5kb、3kb、3.5kb、4kb、4.5kb、または5kb以上の長さを有する、請求項11〜20のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記mRNAによってコードされるタンパク質は、細胞質ゾルタンパク質である、請求項11〜21のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記mRNAによってコードされるタンパク質は、分泌タンパク質であるである、請求項11〜21のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記mRNAによってコードされるタンパク質は、酵素である、請求項11〜21のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記mRNAは、1個以上の修飾されたヌクレオチドを含む、請求項11〜24のいずれか一項に記載の組成物。
- 前期1個以上の修飾されたヌクレオチドは、プソイドウリジン、N−1−メチル−プソイドウリジン、2−アミノアデノシン、2−チオチミジン、イノシン、ピロロ−ピリミジン、3−メチルアデノシン、5−メチルシチジン、C−5プロピニル−シチジン、C−5プロピニル−ウリジン、2−アミノアデノシン、C5−ブロモウリジン、C5−フルオロウリジン、C5−ヨードウリジン、C5−プロピニル−ウリジン、C5−プロピニル−シチジン、C5−メチルシチジン、2−アミノアデノシン、7−デアザアデノシン、7−デアザグアノシン、8−オキソアデノシン、8−オキソグアノシン、O(6)−メチルグアニン、及び/または2−チオシチジンを含む、請求項25に記載の組成物。
- 前記mRNAは非修飾である、請求項11〜26のいずれか一項に記載の組成物。
- 治療用タンパク質をコードするmRNAを含む、疾患または障害の治療のための請求項11〜27のいずれかに記載の組成物。
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