JP7436367B2 - 活性cd44分子を標的とするためのリポソームナノ担体送達系、その調製方法、及びその使用 - Google Patents
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Description
本出願は、2018年1月22日に出願された中国特許出願第201810060265.9号の利益を主張するものである。この文献は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本発明者らは、正常細胞と比較して、不安定プラークの、内皮細胞、マクロファージ、及び平滑筋細胞などの細胞の表面上のCD44は、不安定プラークの特異的微小環境(炎症性因子など)により活性化され、したがってHAに対するそれらの結合能力が何十倍も急増することを見出した。この知見は、不安定プラークの細胞の表面上に存在する多数の活性化CD44分子が、HAを標的指向性リガンドとして用いる標的薬物送達系の理想的な標的部位を提供することを示唆する。この目的のため、本発明は、活性化CD44分子を特異的に標的とするための、特に不安定プラークを標的とするための標的薬物送達系を提供する。
本発明は、活性化CD44分子を標的とするためのリポソームナノ担体送達系を提供する。
本明細書で言及されている用語は、以下の意味を有する。
「不安定(vulnerable)プラーク」(「不安定(unstable)プラーク」としても知られている)は、血栓を形成する傾向があるか、又は易破裂性プラーク、易びらん化プラーク、及び部分的石灰化結節性病変を含む「クリミナルプラーク」へと急速に進行する可能性が高いアテローム性動脈硬化プラークを指す。数多くの研究により、急性心筋梗塞及び脳卒中のほとんどが、軽度から中程度の狭窄を有する不安定プラークの破裂、それに続く血栓症により引き起こされることが示されている。不安定プラークの組織学的徴候としては、活動性炎症、薄い線維性被膜及び大きな脂質コア、表面の血小板凝集を有する内皮剥脱、プラーク亀裂又は病変、及び重度の狭窄、並びに表面の石灰化プラーク、黄色で光沢のあるプラーク、プラーク内出血、及びポジティブリモデリングが挙げられる。
本発明の第1の態様は、活性化CD44分子を標的とするためのリポソームナノ担体送達系であって、ナノ担体の表面は、標的指向性リガンドにより部分的に修飾されており、標的指向性リガンドが、活性化CD44分子と特異的に結合することが可能なリガンドである、リポソームナノ担体送達系を提供する。
MRIトレーサーは、縦緩和造影剤及び横緩和造影剤から選択され;より好ましくは、MRIトレーサーは、常磁性造影剤、強磁性造影剤、及び超常磁性造影剤から選択され;さらに好ましくは、MRIトレーサーは、Gd-DTPA及び直鎖状、環状ポリアミンポリカルボキシレートキレート剤及びそのマンガンポルフィリンキレート剤、巨大分子ガドリニウムキレート剤、生体巨大分子修飾ガドリニウムキレート剤、葉酸修飾ガドリニウムキレート剤、デンドリマー造影剤、リポソーム修飾造影剤、並びにガドリニウム含有フラーレン、若しくは類似の構造を有する他のトレーサーから選択され;並びに好ましくは、MRIトレーサーは、ガドペンテト酸ジメグルミン、ガドテル酸メグルミン、ガドベン酸ジメグルミン、ガドジアミド、クエン酸鉄アンモニウム発泡性顆粒、常磁性酸化鉄(Fe3O4 NP)、若しくは類似の構造を有する他のトレーサーから選択され;好ましくは、MRIトレーサーは、Fe3O4 NPであり;
放射性同位体トレーサーは、炭素14(14C)、炭素13(13C)、リン32(32P)、硫黄35(35S)、ヨウ素131(131I)、水素3(3H)、テクネチウム99(99Tc)、及びフッ素18(18F)により標識されたフルデオキシグルコースから選択され;好ましくは、放射性同位体トレーサーはフッ素18標識フルデオキシグルコースである。
好ましくは、不安定プラークの細胞表面上のCD44分子と特異的に結合することが可能な低分子ヒアルロン酸又はヒアルロン酸誘導体は、1~500KDa、好ましくは1~20KDa、より好ましくは2~10KDの範囲の分子量を有する。
好ましくは、ナノ担体には、不安定プラーク又は不安定プラークに関連する疾患を予防及び/又は治療するための物質、並びに不安定プラークの細胞表面上のCD44分子と特異的に結合することが可能な低分子ヒアルロン酸又はヒアルロン酸誘導体が同時にロードされており;
より好ましくは、ナノ担体には、不安定プラーク又は不安定プラークに関連する疾患を診断するための物質、不安定プラーク又は不安定プラークに関連する疾患を予防及び/又は治療するための物質、任意選択でCD44活性化因子、並びに任意選択で、不安定プラークの細胞表面上のCD44分子と特異的に結合することが可能な低分子ヒアルロン酸又はヒアルロン酸誘導体が同時にロードされている。
好ましくは、不安定プラーク又は不安定プラークに関連する疾患を予防及び/又は治療するための物質は、スタチン、フィブレート、抗血小板薬、PCSK9阻害剤、抗凝固薬、アンギオテンシン変換酵素阻害薬(ACEI,angiotensin converting enzyme inhibitor)、カルシウムイオンアンタゴニスト、MMP阻害剤、β受容体遮断剤、グルココルチコイド、及びIL-1抗体カナキヌマブなどの他の抗炎症物質、及び上記の薬物又は物質の活性調製物を含むその薬学的に許容される塩、及びインターロイキン10(IL-10,interleukin 10)などの内在性抗炎症サイトカインからなる群から選択される1又は2以上であり;
より好ましくは、不安定プラーク又は不安定プラークに関連する疾患を予防及び/又は治療するための物質は、ロバスタチン、アトルバスタチン、ロスバスタチン、シンバスタチン、フルバスタチン、ピタバスタチン、プラバスタチン、ベザフィブレート、シプロフィブレート、クロフィブレート、ゲムフィブロジル、フェノフィブレート、プロブコール、エボロクマブ、アリロクマブ、ボコシズマブ、RG7652、LY3015014、及びLGT-209などの抗PCSK9抗体、及びBMS-962476などのアドネクチン、ALN-PCSscなどのアンチセンスRNAiオリゴヌクレオチド、マイクロRNA-33a、マイクロRNA-27a/b、マイクロRNA-106b、マイクロRNA-302、マイクロRNA-758、マイクロRNA-10b、マイクロRNA-19b、マイクロRNA-26、マイクロRNA-93、マイクロRNA-128-2、マイクロRNA-144、マイクロRNA-145アンチセンス鎖などの核酸、及びロックド核酸などのそれらの核酸類似体、アスピリン、アセメタシン、トロキセルチン、ジピリダモール、シロスタゾール、塩酸チクロピジン、オザグレルナトリウム、クロピドグレル、プラスグレル、シロスタゾール、ベラプロストナトリウム、チカグレロール、カングレロール、チロフィバン、エプチフィバチド、アブシキシマブ、未分画ヘパリン、クレキサン、フラキシパリン、フォンダパリヌクスナトリウム、ワルファリン、ダビガトラン、リバーロキサバン、アピキサバン、エドキサバン、ビバリルジン、エノキサパリン、ダルテパリン、アルデパリン、ビスヒドロキシクマリン、硝酸クマリン、クエン酸ナトリウム、ヒルジン、アルガトロバン、ベナゼプリル、カプトプリル、エナラプリル、ペリンドプリル、ホシノプリル、リシノプリル、モエキシプリル、シラザプリル、ペリンドプリル、キナプリル、ラミプリル、トランドラプリル、カンデサルタン、エプロサルタン、イルベサルタン、ロサルタン、テルミサルタン、バルサルタン、オルメサルタン、タソサルタン、ニフェジピン、ニカルジピン、ニトレンジピン、アムロジピン、ニモジピン、ニソルジピン、ニルバジピン、イスラジピン、フェロジピン、ラシジピン、ジルチアゼム、ベラパミル、クロルヘキシジン、ミノサイクリン、MMI-166、メトプロロール、アテノロール、ビソプロロール、プロプラノロール、カルベジロール、バチマスタット、マリマスタット、プリノマスタット、BMS-279251、BAY12-9566、TAA211、AAJ996A、ナセトラピブ(nacetrapib)、エバセトラピブ、トルセトラピブ、ダルセトラピブ、プレドニゾン、メチルプレドニゾロン、ベータメタゾン、ジプロピオン酸ベクロメタゾン、ジプロスパン(diprospan)、プレドニゾロン、ヒドロコルチゾン、デキサメタゾン、及びIL-1抗体カナキヌマブなどの他の抗炎症物質、及びそれらの有効な断片若しくは薬学的に許容される塩、及び上記の物質の活性構造断片を含む薬学的に許容される塩の1若しくは2以上、及びインターロイキン10(IL-10)などの内在性抗炎症サイトカインからなる群から選択される1又は2以上である。
(1)適正量のリン脂質分子を適切な有機溶媒に溶解し、薄膜水和法によりリポソームナノ担体を調製するステップであって、極性がより低い薬物分子の場合は、このステップにてリン脂質分子と共に薄膜を形成することが必要である、ステップ;
(2)不安定プラーク又は不安定プラークに関連する疾患を診断、予防、及び/又は治療するための水溶性物質を含んでいてもよい水性媒体を、ステップ(1)で得られたナノ担体送達系に添加して粗懸濁物を形成する任意のステップ;
(3)標的指向性リガンドを適切な緩衝溶液溶媒に溶解し、ステップ(2)で得られた担体分子を反応のために標的指向性リガンド溶液に添加して、ナノ担体送達系を得るステップ;
(4)ステップ(3)で得られた粗懸濁物に含まれる、不安定プラーク又は不安定プラークに関連する疾患を診断、予防、及び/又は治療するための未ロード物質を透析により除去して、ロード済ナノ送達系を得る任意のステップ
を含む方法を提供する。
好ましくは、不安定プラークに関連する疾患は、アテローム性動脈硬化症、冠動脈硬化性心疾患(急性冠症候群、無症候性心筋虚血-潜在性冠動脈心疾患、狭心症、心筋梗塞、虚血性心疾患、突然死、及びステント内再狭窄)、脳動脈硬化症(脳卒中を含む)、末梢血管アテローム性動脈硬化症(末梢動脈閉塞性疾患、網膜の動脈硬化症、頸動脈アテローム性動脈硬化症、腎臓アテローム性動脈硬化症、下肢アテローム性動脈硬化症、上肢アテローム性動脈硬化症、及びアテローム性動脈硬化インポテンス)、大動脈解離、血管腫、血栓塞栓症、心不全、及び心原性ショックからなる群から選択される1又は2以上である。
好ましくは、不安定プラークが、易破裂性プラーク、易びらん化、部分的石灰化結節性病変からなる群から選択される1又は2以上であり;
より好ましくは、不安定プラークに関連する疾患が、アテローム性動脈硬化症、冠動脈硬化性心疾患(急性冠症候群、無症候性心筋虚血-潜在性冠動脈心疾患、狭心症、心筋梗塞、虚血性心疾患、突然死、及びステント内再狭窄)、脳動脈硬化症(脳卒中を含む)、末梢血管アテローム性動脈硬化症(末梢動脈閉塞性疾患、網膜の動脈硬化症、頸動脈アテローム性動脈硬化症、腎臓アテローム性動脈硬化症、下肢アテローム性動脈硬化症、上肢アテローム性動脈硬化症、及びアテローム性動脈硬化インポテンスを含む)、大動脈解離、血管腫、血栓塞栓症、心不全、及び心原性ショックからなる群から選択される1又は2以上である
方法を提供する。
1)本発明のナノ担体送達系は、活性化CD44分子と特異的に結合することができ、薬物の安定的及び持続的放出を実現することができる。
2)不安定プラークの細胞表面上のCD44が細胞外マトリックス微小環境により誘導及び活性化され、大量のCD44が過剰発現され、CD44-HAの親和性が有意に向上され、そのため不安定プラークにおけるCD44とHAとの相互作用は、極めて有意な親和性特異性を有する。したがって、不安定プラーク中のCD44は、不安定プラークを標的とするためのナノ担体送達系の優れた標的となる。
3)不安定プラークへと標的化するためのナノ担体(nancarrier)送達系は、不安定プラークを能動的に標的とし、病巣細胞と組み合わさることができる。したがって、送達系は、病巣でのロード物質の持続放出を実現し、病巣区域における物質の濃度を著しく増加及び継続的に維持し、それにより送達系の診断又は治療効果を向上させることができる。
4)また、本発明による不安定プラークを標的とするナノ担体送達系には、CD44活性化物質、つまりIL5、IL12、IL18、TNF-α、LPSなどのCD44活性化剤がロードされていてもよい。ロードされているCD44活性化因子は、病巣細胞の表面上のCD44のさらなる活性化を促進することができ、ヒアルロン酸に対するCD44の標的化親和性を短時間に増大させることができ、細胞表面に結合している標的化ナノ担体組成物の濃度を有意に増加させることができ、これは、トレーサー又は治療剤化合物の濃度を短時間に有意に増加させて診断分解能又は治療効果を向上させることができるため、不安定プラークのトレーサー診断及び治療にとって肯定的な重要性を有する。
この実施例では、治療剤がロードされているリポソームナノベシクルLP1-(R)-HAを薄膜分散法により調製する。上記のリポソーム送達系のナノベシクルの表面は、標的指向性リガンドヒアルロン酸(「HA」と略される)により部分的に修飾されており、不安定プラーク又は不安定プラークに関連する疾患を予防及び/又は治療するための物質であるロスバスタチン(略称「R」により表わされる)がロードされている。
4mgのジステアロイルホスファチジルコリン(DSPC,distearoyl phosphatidylcholine)、コレステロール、ジミリストイルホスホエタノールアミン(DMPE,dimyristoyl phosphoethanolamine)(モル比は4:1:1である)を計量し、薬物ロスバスタチン(R)(総薬物対脂質のモル比は1:10である)を添加し、その後10mLのクロロホルムで溶解した。有機溶媒を、ゆっくりとした回転蒸発(65℃水浴、90r/分、30分間)により除去して、容器の壁面に薄膜を形成した。容器を、50℃の恒温水浴ケトルに設置して、粗リポソームナノベシクル懸濁物が形成されるように30分間薄膜を完全に水和させた。粗リポソームナノベシクル懸濁物を超音波槽で超音波処理し、その後懸濁物を、プローブ型超音波ソニケータ-で3分間さらに超音波処理した(振幅20、間隔3秒間)。微細化リポソームナノベシクル懸濁物中の未封入薬物を、セファデックスカラムG-100により除去した。
1gのHA(約100KDaの分子量を有する)を、超純水に完全に溶解し、0.1gの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC.HCl,1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride)及び0.12gのN-ヒドロキシスルホスクシンイミド(スルホ-NHS,N-hydroxysulfosuccinimide)カップリング剤を添加して、カルボキシル基を活性化した。溶液を室温で1時間撹拌した後、無水エタノールを添加して、活性化HAを沈殿させた。沈殿物を濾過し、エタノールで洗浄し、減圧下で乾燥して、活性化HAを得た。それを0.1mg mL-1水溶液に調剤し、0.2mLの溶液を、上記のステップ(1)で得られたリポソームナノベシクル懸濁物に移して溶解し、活性化HAの活性化カルボキシル基を、アミド結合の形成により、リポソームナノベシクルの脂質二分子膜に組み込まれているDSPE分子のアミノ基とカップリングさせて、治療剤がロードされた3つのリポソーム送達系LP1-(R)-HAを得た。図1は、LP1-(R)-HAの電子顕微鏡写真である。図2は、LP1-(R)-HAの赤外線スペクトログラムである。
この実施例では、治療剤がロードされているリポソームナノベシクルLP1-(R)-SPを薄膜分散法により調製する。上記のリポソーム送達系のナノベシクルの表面は、標的指向性リガンドセレクチン(「SP」と略される)により部分的に修飾されており、不安定プラーク又は不安定プラークに関連する疾患を予防及び/又は治療するための物質であるロスバスタチン(略称「R」により表わされる)がロードされている。
実施例1の方法によりLP1-(R)リポソームナノベシクルを調製した。
1mgのSPを超純水に完全に溶解し、0.5mgの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC.HCl)及び0.5mgのN-ヒドロキシスルホスクシンイミド(スルホ-NHS)カップリング剤を添加して、カルボキシル基を活性化した。溶液を室温で1時間撹拌した後、活性化セレクチンを限外濾過により精製し、上記のステップ(1)で得られたリポソームナノベシクル懸濁物に溶解し、活性化SPの活性化カルボキシル基を、アミド結合の形成により、リポソームナノベシクルの脂質二分子膜に組み込まれているDMPE分子のアミノ基とカップリングさせて、治療剤がロードされた3つのリポソーム送達系LP1-(R)-SPを得た。図3は、LP1-(R)-SPの特徴付けダイヤグラムである。
この例では、治療剤がロードされているリポソームナノベシクルLP1-(R)-HA/Tatを薄膜分散法により調製する。上記のリポソーム送達系のナノベシクルの表面は、標的指向性リガンドヒアルロン酸(「HA」と略される)及び膜貫通ペプチド(Tat)により部分的に修飾されており、不安定プラーク又は不安定プラークに関連する疾患を予防及び/又は治療するための物質であるロスバスタチン(略称「R」により表わされる)がロードされている。
実施例1の方法によりLP1-(R)リポソームナノベシクルを調製した。
10mgのHA(約10KDaの分子量を有する)を超純水に完全に溶解し、5mgの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC.HCl)及び5mgのN-ヒドロキシスルホスクシンイミド(スルホ-NHS)カップリング剤を添加して、カルボキシル基を活性化した。溶液を室温で1時間撹拌した後、無水エタノールを添加して、活性化HAを沈殿させた。沈殿物を濾過し、エタノールで洗浄し、減圧下で乾燥して、活性化HAを得た。それを0.1mg mL-1水溶液に調剤した。
(1)アトルバスタチン(At)がロードされたリポソームナノディスクLP2-(At)の調製:
4mgの1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DMPC)、短鎖を有する1,2-ジ-n-ヘプタデカノイルホスファチジルコリン(DHPC)、ジミリストイルホスホエタノールアミン(DMPE)(モル比は7:2:1である)を計量し、薬物アトルバスタチン(At)(総薬物対脂質のモル比は1:10である)を添加し、その後10mLのクロロホルムで溶解した。有機溶媒を、ゆっくりとした回転蒸発(65℃水浴、90r/分、30分間)により除去して、容器の壁面に薄膜を形成した。10mLの水(濃度は1.0mg/mLである)を丸底フラスコに添加し、フラスコを、50℃の恒温水浴ケトルに設置し、粗リポソームナノディスク懸濁物が形成されるように、薄膜を完全に水和させた。粗リポソームナノディスク懸濁物を超音波槽で超音波処理し、その後懸濁物を、プローブ型超音波ソニケータ-で3分間さらに超音波処理した(振幅20、間隔3秒間)。微細化リポソームナノディスク懸濁物中の未封入薬物を、セファデックスカラムG-100により除去した。
1gのHA(約100KDaの分子量を有する)を超純水に完全に溶解し、0.1gの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC.HCl)及び0.12gのN-ヒドロキシスルホスクシンイミド(スルホ-NHS)カップリング剤を添加して、カルボキシル基を活性化した。溶液を室温で1時間撹拌した後、無水エタノールを添加して、活性化HAを沈殿させた。沈殿物を濾過し、エタノールで洗浄し、減圧下で乾燥して、活性化HAを得た。それを0.1mg mL-1水溶液に調剤し、0.2mLの溶液を、上記のステップ(1)で得られたリポソームナノディスク懸濁物に移して溶解し、活性化HAの活性化カルボキシル基を、アミド結合の形成により、PEG-NH2(分子量1000)のアミノ基及びリポソームナノディスクの脂質二分子膜に組み込まれているDMPE分子のアミノ基とカップリングさせて、治療剤がロードされた3つのリポソーム送達系LP2-(At)-HAを得た。図5は、LP2-(At)-HAの特徴付けダイヤグラムである。PEGを修飾する必要がない場合、PEG-NH2を添加する上記ステップを省略して、PEG修飾のないLP2-(At)-HAを得ることができる。
(1)アトルバスタチン(At)がロードされたリポソームナノディスクの調製:
実施例4の方法に従ってリポソームナノディスクを調製した。
1mgのSEPを超純水に完全に溶解し、0.5mgの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC.HCl)及び0.5mgのN-ヒドロキシスルホスクシンイミド(スルホ-NHS)カップリング剤を添加して、カルボキシル基を活性化した。溶液を室温で1時間撹拌した後、限外濾過及び遠心分離により活性化SEPを精製した。1mgのIM7を超純水に完全に溶解し、0.1mgの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC.HCl)及び0.1mgのN-ヒドロキシスルホスクシンイミド(スルホ-NHS)カップリング剤を添加して、カルボキシル基を活性化し、限外濾過及び遠心分離により活性化IM7を精製した。
(1)アトルバスタチン(At)及びマイクロRNA(miRNA-33a)がロードされたリポソームナノディスクLP2-(At)の調製:
4mgのDOTAP、短鎖を有する1,2-ジ-n-ヘプタデカノイルホスファチジルコリン(DHPC)、ジミリストイルホスホエタノールアミン(DMPE)を、7:2:1のモル比で計量し、薬物アトルバスタチン(At)(総薬物対脂質のモル比は1:10である)を添加し、その後10mLのクロロホルムで溶解した。有機溶媒を、ゆっくりとした回転蒸発(65℃水浴、90r/分、30分間)により除去して、容器の壁面に薄膜を形成した。10mLの水(濃度は1.0mg/mLである)を丸底フラスコに添加し、フラスコを、50℃の恒温水浴ケトルに設置し、粗リポソームナノディスク懸濁物が形成されるように、薄膜を完全に水和させた。粗リポソームナノディスク懸濁物を超音波槽で超音波処理し、その後懸濁物を、プローブ型超音波ソニケータ-で3分間さらに超音波処理して(振幅20、間隔3秒間)、微細化リポソームナノディスク懸濁物を得た。微細化リポソームナノディスク懸濁物中の未封入アトルバスタチンを、セファデックスカラムG-100により除去した。濾液を濃縮した後、ある量のマイクロRNA(miRNA-33a)を添加し、2時間インキュベートして、ナノディスクの表面に対するマイクロRNAの結合を促進した。産物を、後の使用のために4℃の低温で保存した。
7.1 金ナノ粒子(AuNP)の調製
100mLの1mM HAuCl4溶液を調製し、加熱して沸騰させ、1mLの新たに調製した0.1M水素化ホウ素ナトリウムを激しく撹拌しながら添加して、AuNPを得、限外濾過により溶液を精製し、溶液を濃縮して1mM AuNPを得た。
4mgの1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DMPC)、短鎖を有する1,2-ジ-n-ヘプタデカノイルホスファチジルコリン(DHPC)、ジミリストイルホスホエタノールアミン(DMPE)を7:2:1のモル比で計量し、薬物ロスバスタチン(R)(総薬物対脂質のモル比は1:10である)を添加し、その後10mLのクロロホルムで溶解した。有機溶媒を、ゆっくりとした回転蒸発(65℃水浴、90r/分、30分間)により除去して、容器の壁面に薄膜を形成した。フラスコを、50℃の恒温水浴ケトルに設置し、薄膜を30分間完全に水和させ、1mLの精製AuNP(1mM)溶液を添加した。粗リポソームナノディスク懸濁物を超音波槽で超音波処理し、その後懸濁物を、プローブ型超音波ソニケータ-で3分間さらに超音波処理した(振幅20、間隔3秒間)。微細化リポソームナノディスク懸濁物中の未封入ロスバスタチン及び未封入AuNPを、セファデックスカラムG-100により除去した。
1mgのOPNを超純水に完全に溶解し、0.5mgの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC.HCl)及び0.5mgのN-ヒドロキシスルホスクシンイミド(スルホ-NHS)カップリング剤を添加して、カルボキシル基を活性化した。溶液を室温で1時間撹拌した後、限外濾過及び遠心分離により活性化OPNを精製した。1.0mLのOPN溶液を精製LP2-(AuNP/R)溶液に溶解して、LP2-(AuNP/R)に対するOPNのカップリングを実現した。図8は、実施例7のLP2-(AuNP/R)-OPNの赤外線特徴付けダイヤグラムである。
8.1 磁性鉄ナノ粒子(Fe3O4 NP)の調製
100mLの10mM塩化第二鉄(FeCl3)溶液を調製し、10mLの新たに調製した0.1M水酸化アンモニウムを激しく撹拌しながら添加して、磁性鉄ナノ粒子(Fe3O4 NP)を得、この材料を外部磁場により精製した。溶液を濃縮し、それを純水に再分散させて、10mM Fe3O4 NPを調製した。
4mgのジステアロイルホスファチジルコリン(DSPC)、コレステロール、ジミリストイルホスホエタノールアミン(DMPE)(モル比は4:1:1である)を計量し、薬物デキサメタゾン(DXMS)(総薬物対脂質のモル比は1:10である)を添加し、その後10mLのクロロホルムで溶解した。有機溶媒を、ゆっくりとした回転蒸発(65℃水浴、90r/分、30分間)により除去して、容器の壁面に薄膜を形成した。10mLの精製1mM Fe3O4 NP溶液を添加し、フラスコを、50℃の恒温水浴ケトルに設置して、粗リポソームナノベシクル懸濁物が形成されるように、薄膜を完全に水和させた。粗リポソームナノベシクル懸濁物を超音波槽で超音波処理し、その後懸濁物を、プローブ型超音波ソニケータ-で3分間さらに超音波処理して(振幅20、間隔3秒間)、リポソームベシクルを完全に分散させることにより形成された分散系、つまり微細化リポソームベシクル懸濁物を得た。微細化リポソームナノベシクル懸濁物中の未封入薬物及び未封入Fe3O4 NPを、セファデックスカラムG-100により除去した。
1mgのHI44aを超純水に完全に溶解し、0.5mgの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC.HCl)及び0.5mgのN-ヒドロキシスルホスクシンイミド(スルホ-NHS)カップリング剤を添加して、カルボキシル基を活性化した。溶液を室温で1時間撹拌した後、限外濾過及び遠心分離により活性化HI44aを精製した。HI44a溶液を精製LP1-(Fe3O4/DXMS)溶液に溶解し、LP1-(Fe3O4/DXMS)に対するHI44aのカップリングを実現して、標的認識ナノ担体LP1-(Fe3O4/DXMS)-HI44aを得た。図9は、実施例8のLP1-(Fe3O4/DXMS)-HI44aの特徴付けダイヤグラムである。
9.1 磁性鉄ナノ粒子(Fe3O4 NP)の調製
磁性鉄ナノ粒子(Fe3O4 NP)を実施例8の方法に従って調製した。
4mgのジステアロイルホスファチジルコリン(DSPC)、コレステロール、ジミリストイルホスホエタノールアミン(DMPE)(モル比は4:1:1である)を計量した。有機溶媒を、ゆっくりとした回転蒸発(65℃水浴、90r/分、30分間)により除去して、容器の壁面に薄膜を形成した。10mLの精製1mM Fe3O4 NP溶液を添加し、フラスコを、50℃の恒温水浴ケトルに設置して、粗リポソームナノベシクル懸濁物が形成されるように、薄膜を完全に水和させた。粗リポソームナノベシクル懸濁物を超音波槽で超音波処理し、その後懸濁物を、プローブ型超音波ソニケータ-で3分間さらに超音波処理して(振幅20、間隔3秒間)、リポソームベシクルを完全に分散させることにより形成された分散系、つまり微細化リポソームベシクル懸濁物を得た。溶液を濃縮し、1mgのIL-10を添加し、室温で10時間インキュベートして、LP1-(Fe3O4/IL-10)を得た。微細化リポソームナノベシクル懸濁物中の未封入薬物をセファデックスカラムG-100により除去した。
1mgのHI44aを超純水に完全に溶解し、0.5mgの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC.HCl)及び0.5mgのN-ヒドロキシスルホスクシンイミド(スルホ-NHS)カップリング剤を添加して、カルボキシル基を活性化した。溶液を室温で1時間撹拌した後、限外濾過及び遠心分離により活性化HI44aを精製した。HI44a溶液を精製LP1-(Fe3O4/IL-10)溶液に溶解し、LP1-(Fe3O4/IL-10)に対するHI44aのカップリングを実現して、標的認識ナノ担体LP1-(Fe3O4/IL-10)-HI44aを得た。図10は、実施例9のLP1-(Fe3O4/IL-10)-HI44aの赤外線特徴付けダイヤグラムである。
10.1 アスピリン(Asp)及びクロピドグレル(Clo)がロードされたリポソームナノベシクルLP1-(Asp/Clo)の調製
4mgのジステアロイルホスファチジルコリン(DSPC)、コレステロール、ジミリストイルホスホエタノールアミン(DMPE)(モル比は4:1:1である)を計量し、薬物アスピリン(Asp)及びクロピドグレル(Clo)(薬物のモル比は1:1であり、総薬物対脂質のモル比は1:10である)を添加し、その後10mLのクロロホルムで溶解した。有機溶媒を、ゆっくりとした回転蒸発(65℃水浴、90r/分、30分間)により除去して、容器の壁面に薄膜を形成した。容器を、50℃の恒温水浴ケトルに設置して、粗リポソームナノベシクル懸濁物が形成されるように、薄膜を完全に水和させた。粗リポソームナノベシクル懸濁物を超音波浴で超音波処理し、その後懸濁物を、プローブ型超音波ソニケータ-で3分間さらに超音波処理した(振幅20、間隔3秒間)。微細化リポソームナノベシクル懸濁物中の未封入薬物を、セファデックスカラムG-100により除去した。
10mgのColを超純水に完全に溶解し、3mgの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC.HCl)及び3mgのN-ヒドロキシスルホスクシンイミド(スルホ-NHS)カップリング剤を添加して、カルボキシル基を活性化した。溶液を室温で1時間撹拌した後、限外濾過及び遠心分離により活性化Colを精製した。1.0mLの活性化Colを精製LP1-(Asp/Clo)溶液に溶解し、LP1-(Asp/Clo)に対するColのカップリングを実現して、標的認識リポソームベシクルLP1-(Asp/Clo)-Colを得た。図11は、実施例10のLP1-(Asp/Clo)-Colの赤外線特徴付けダイヤグラムである。
11.1 F-FDGがロードされたリポソームナノベシクル(LP1-(F-FDG))の調製
4mgのジステアロイルホスファチジルコリン(DSPC)、コレステロール、ジミリストイルホスホエタノールアミン(DMPE)(モル比は4:1:1である)を計量し、10mLのクロロホルムで溶解した。有機溶媒を、ゆっくりとした回転蒸発(65℃水浴、90r/分、30分間)により除去して、容器の壁面に薄膜を形成した。10mLの1mg mL-1 F-FDG溶液(総薬物対脂質のモル比は1:10である)を添加し、容器を、50℃の高温水浴ケトルに設置し、粗リポソームナノベシクル懸濁物が形成されるように、薄膜を完全に水和させた。粗リポソームナノベシクル懸濁物を超音波浴で超音波処理し、その後懸濁物を、プローブ型超音波ソニケータ-で3分間さらに超音波処理した(振幅20、間隔3秒間)。微細化リポソームナノベシクル懸濁物中の未封入薬物を、セファデックスカラムG-100により除去した。
1mgのOPNを超純水に完全に溶解し、0.5mgの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC.HCl)及び0.5mgのN-ヒドロキシスルホスクシンイミド(スルホ-NHS)カップリング剤を添加して、カルボキシル基を活性化した。溶液を室温で1時間撹拌した後、限外濾過及び遠心分離により活性化OPNを精製した。活性化OPNを精製LP1-(F-FDG)溶液に溶解し、LP1-(F-FDG)に対するOPNのカップリングを実現して、標的認識ナノ担体LP1-(F-FDG)-OPNを得た。図12は、実施例11のLP1-(F-FDG)-OPNの赤外線特徴付けダイヤグラムである。
この例では、実施例1で調製されている、治療剤がロードされたナノ担体送達系を例として挙げて、本発明の担体送達系が、安定的及び制御可能な特性を有し、したがって不安定プラーク又は不安定プラークに関連する疾患の診断、予防、及び治療に適切であることを証明する。
ロード薬物ロスバスタチン、アトルバスタチン、デキサメタゾン、アスピリン、クロピドグレル、及びフッ素18(18F)標識フルデオキシグルコースは、強い紫外線吸収特性を有し、したがってその含有量は、ロスバスタチン、アトルバスタチン、デキサメタゾン、アスピリン、クロピドグレル、フッ素18(18F)標識フルデオキシグルコースの紫外線吸収特性を共に使用することにより、HPLC-UV法(Waters 2487、Waters Corporation社、アメリカ合衆国を使用する)で決定することができる。標準定量化数式を、ロスバスタチン、アトルバスタチン、デキサメタゾン、アスピリン、クロピドグレル、フッ素18(18F)標識フルデオキシグルコース溶液の種々の濃度(X)対HPLCクロマトグラフィーピークのピーク面積(Y)を用いて確立した。
本発明の担体送達系LP1-(R)-HA、LP1-(R)-SP、LP1-(R)-HA/Tat、LP2-(At)-HA、LP2-(At)-SEP/IM7、LP2-(At/miRNA-33a)-IM7、LP2-(AuNP/R)-OPN、LP1-(Fe3O4/DXMS)-HI44a、LP1-(Fe3O4/IL-10)-HI44a、LP1-(Asp/Clo)-Col、LP1-(F-FDG)-OPNの流体力学的サイズを、レーザー粒子アナライザー(BI-Zeta Plus/90 Plus、Brookhaven Instruments Corporation社、アメリカ合衆国)で測定した。具体的な結果は表1に示されている。
ある品質の薬物懸濁物を取り出し、過剰メタノールに添加して還流し、そのロード薬物を抽出し、超音波抽出をさらに適用して、担体からの薬物放出を加速させた。得られた液体中の薬物含有量を、HPLC(Waters 2487、Waters Corporation社、アメリカ合衆国)で測定し、封入率を数式1に従って算出した。
薬物ロード率を決定するため方法は、算出方法がわずかに異なる以外は、封入率を決定するための方法と同様である。ある品質の薬物懸濁物を取り出し、過剰メタノールに添加して還流し、そのロード薬物を抽出し、超音波抽出をさらに適用して、担体からの薬物放出を加速させた。得られた液体中の薬物含有量を、HPLC(Waters 2487、Waters Corporation社、アメリカ合衆国)で測定し、封入率を以下の数式に従って算出した。
本発明のナノ担体送達系LP1-(R)-HA、LP1-(R)-SP、LP1-(R)-HA/Tat、LP2-(At)-HA、LP2-(At)-SEP/IM7、LP2-(At/miRNA-33a)-IM7、LP2-(AuNP/R)-OPN、LP1-(Fe3O4/DXMS)-HI44a、LP1-(Fe3O4/IL-10)-HI44a、LP1-(Asp/Clo)-Col、LP1-(F-FDG)-OPNを4℃で保存し、様々な時点でサンプリングした。それらの流体力学的サイズの変化を、レーザー粒子アナライザー(BI-Zeta Plus/90 Plus、Brookhaven Instruments Corporation社、アメリカ合衆国)で検出し、結果は図13に示されている。図13は、粒子サイズ安定性に対する長期保存の影響を示す図である。
本発明のナノ担体送達系LP1-(R)-HA、LP1-(R)-SP、LP1-(R)-HA/Tat、LP2-(At)-HA、LP2-(At)-SEP/IM7、LP2-(At/miRNA-33a)-IM7、LP2-(AuNP/R)-OPN、LP1-(Fe3O4/DXMS)-HI44a、LP1-(Fe3O4/IL-10)-HI44a、LP1-(Asp/Clo)-Col、LP1-(F-FDG)-OPNを4℃で保存し、様々な時点でサンプリングし、遊離薬物を限外濾過及び遠心分離により除去して、それらの封入率の変化を検出し、結果は図14に示されている。図14は、封入率に対する長期保存の影響を示す図である。
2mLの本発明のナノ担体送達系LP1-(R)-HA、LP1-(R)-SP、LP1-(R)-HA/Tat、LP2-(At)-HA、LP2-(At)-SEP/IM7、LP2-(At/miRNA-33a)-IM7、LP2-(AuNP/R)-OPN、LP1-(Fe3O4/DXMS)-HI44a、LP1-(Fe3O4/IL-10)-HI44a、LP1-(Asp/Clo)-Col、LP1-(F-FDG)-OPNを透析バッグに入れて密封した。その後、透析バッグを、50mLの放出培地(PBS溶液、pH=7.4)に入れ、37℃で120時間インキュベートした。2mLの放出液を様々な時点で取り出し、同じ容積のPBS溶液を補充した。放出液中の薬物含有量を、HPLC(Waters 2487、Waters Corporation社、アメリカ合衆国)で検出し、累積薬物放出率を数式3に従って算出した。
CRP:累積薬物放出率
Ve:放出液の置換容積、本明細書ではVeは2mLである
V0:放出系の放出液の容積、本明細書ではV0は50mLである
Ci:i回目の置換及びサンプリング時の放出液中の薬物濃度、単位はμg/mL
M薬物:セラソーム(cerasome)又はリポソーム送達系中の薬物の総質量、単位はμg
n:放出液の置換回数
Cn:放出液のn回目の置換後に測定された放出系中の薬物濃度
この例では、不安定プラークの内皮細胞の表面上のCD44の密度及びHAに対するその親和性を研究し、それにより、不安定プラークを標的とするための本発明の送達系の標的として、不安定プラーク内のCD44を選択することに関する実験的根拠を提供する。
アテローム性動脈硬化不安定プラークのマウスモデルを構築する。
SPFグレードApoE-/-マウス(10週齢、体重20±1g)を、実験動物として得る。マウスには、4週間にわたって、適応型高脂肪食(adaptive high-fat diet)(脂肪10%(w/w)、コレステロール2%(w/w)、コール酸ナトリウム0.5%(w/w)、残りは通常のマウス飼料)を与え、その後1%ペントバルビタールナトリウム(1mgのペントバルビタールナトリウムを100mlの生理食塩水に添加することにより調製された)を40mg/kgの用量で腹腔内注射することにより麻酔をかけた。その後、マウスを背臥位で外科用プレートに固定し、75%(v/v)アルコールで頸部の周りを消毒し、頸部皮膚を縦に切り、前頸部腺をざっくりと分離した。拍動左総頸動脈を気管の左側に観察することができる。総頚動脈を、分岐点まで注意深く分離した。長さ2.5mm及び内径0.3mmのシリコーンカニューレを、左総頚動脈の外側周囲に留置した。カニューレの近位及び遠位セグメントを狭窄させ、細糸で固定した。局所的に締め付けると、近位端での急速な血流が引き起こされて剪断力が増加し、したがって血管内膜が損傷する。頸動脈を再配置し、頸部皮膚を断続的に縫合した。手術は全て10×実体顕微鏡下で実施した。手術から覚醒したら、マウスをケージに戻し、周囲温度を20~25℃に維持し、光を12時間/12時間の明/暗サイクルで維持した。手術後4週目に、リポ多糖(LPS)(0.2mlのリン酸緩衝生理食塩水で1mg/kg、Sigma社、アメリカ合衆国)を、10週間にわたって週2回腹腔内注射して、慢性炎症を誘導した。手術後8週目に、マウスを、6時間/日、1週当たり5日、合計6週間にわたって50mlシリンジに入れ(十分な換気が確保されている)、拘束による精神的ストレスを誘発させた。アテローム性動脈硬化不安定プラークのマウスモデルは、手術後14週目に完成した。図16(a)及び(b)は、マウスアテローム性動脈硬化不安定プラークモデルの核磁気共鳴画像法の画像を示す。矢印が指している部分から、左頸動脈プラークが形成されていることを見ることができ、モデリングが成功していることが示唆される。右頸動脈を、比較のための正常動脈血管壁として使用することができる。
CD44の天然リガンドとしては、以下のものが挙げられる:HA、GAG、コラーゲン、ラミニン、フィブロネクチン、セレクチン、オステオポンチン(OPN)、及びモノクローナル抗体HI44a、HI313、A3D8、H90、IM7など。
モデルマウスの腹腔内マクロファージ及び動脈不安定プラーク内部のマクロファージを採取し、10mg/mlの濃度の、アミノフルオレセインで標識されたリガンド/抗体を添加し、試料を、5%CO2インキュベーターで37℃にて、DMEM(体積分率が10%の仔ウシ血清、100U/mlペニシリン、100U/mlストレプトマイシンを含む)で培養した。30分後、平均蛍光強度(MFI)を、フローサイトメトリー(CytoFLEX、Beckman Coulter社、アメリカ合衆国)で決定し、両細胞の表面に対するFL-HAの結合力積算値を算出した(リガンド/抗体に対する、プラーク外部のマクロファージの表面上のCD44の親和性を1とする)。結果は図19に示されている。
ヒアルロン酸(HA)及びセレクチン(SP)は、CD44のリガンドであり、不安定プラークを標的とすることができる。ロスバスタチン(R)は、プラークを縮小させることができ、膜貫通ペプチド(Tat)は、薬物の局所的な浸透及び凝集を増加させることができる。この例の目的は、動脈不安定プラークに対する、本発明に記載のLP1-(R)-HA、LP1-(R)-SP、LP1-(R)-HA/Tat担体送達系のインビボでの治療効果を検証することである。
(1)遊離ロスバスタチンの生理食塩溶液を調製し、治療剤がロードされたリポソームナノ担体送達系を、上記の実施例1~3に記載の方法により調製した。
SPFグレードApoE-/-マウス(42匹のマウス、5~6週齢、体重20±1g)を、実験動物として得た。マウスには、4週間にわたって、適応型高脂肪食(脂肪10%(w/w)、コレステロール2%(w/w)、コール酸ナトリウム0.5%(w/w)、残りは通常のマウス飼料)を与え、その後1%ペントバルビタールナトリウム(1mgのペントバルビタールナトリウムを100mlの生理食塩水に添加することにより調製)を40mg/kgの用量で腹腔内注射することにより麻酔をかけた。その後、マウスを背臥位で外科用プレートに固定し、75%(v/v)アルコールで頸部の周りを消毒し、頸部皮膚を縦に切り、前頸部腺をざっくりと分離した。拍動左総頸動脈を気管の左側に観察することができる。総頚動脈を、分岐点まで注意深く分離した。長さ2.5mm及び内径0.3mmのシリコーンカニューレを、左総頚動脈の外側周囲に留置した。カニューレの近位及び遠位セグメントを狭窄させ、細糸で固定した。局所的に締め付けると、近位端での急速な血流が引き起こされて剪断力が増加し、したがって血管の内膜が損傷する。頸動脈を再配置し、頸部皮膚を断続的に縫合した。手術は全て10×実体顕微鏡下で実施した。手術から覚醒したら、マウスをケージに戻し、周囲温度を20~25℃に維持し、光を12時間/12時間の明/暗サイクルで維持した。手術後4週目に、リポポリサッカリド(LPS)(0.2mlのリン酸緩衝生理食塩水で1mg/kg、Sigma社、アメリカ合衆国)を、10週間にわたって週2回腹腔内注射して、慢性炎症を誘導した。手術後8週目に、マウスを、6時間/日、1週当たり5日、合計6週間にわたって50mlシリンジに入れ(十分な換気が確保されている)、拘束による精神的ストレスを誘発させた。アテローム性動脈硬化不安定プラークのマウスモデルは、手術後14週目に完成した。
実験動物を、各群6匹マウスで以下の群に無作為に分けた。
不安定プラークモデルの対照群:この群の動物はいかなる治療処置も受けない。
ロスバスタチンの胃内投与群:体重1kg当たり10mgロスバスタチン用量の胃内投与による治療。
ロスバスタチンの静脈内投与群:体重1kg当たり0.66mgロスバスタチン用量の静脈内投与による治療。
LP1-(R)-HA群:体重1kg当たり0.66mgロスバスタチン用量の静脈内投与による治療。
LP1-(R)-SP群:体重1kg当たり0.66mgのロスバスタチン用量の静脈内投与による治療。
LP1-(R)-HA/Tat群:体重1kg当たり0.66mgロスバスタチン用量の静脈内投与による治療。
プラーク進行のパーセンテージ=(治療後プラーク面積-治療前のプラーク面積)/管腔面積。
図20は、動脈不安定プラークに対する、本発明の担体送達系LP1-(R)-HA、LP1-(R)-SP、LP1-(R)-HA/Tatのインビボでの治療効果を示す。図示されているように、高脂肪食給餌中(10日間)、対照群(いかなる治療もしない)のアテローム性動脈硬化症は36.23%進行した。ロスバスタチンの胃内投与は、プラークの進行を遅延させることができるが、それでも33.9%進行する。ロスバスタチンの静脈内投与も、プラークの進行を遅延させることができるが、それでも32.46%進行する。しかしながら、標的ナノ薬物送達療法は、プラークの進行を著しく阻害し、さらに縮小させ、プラーク容積を低下させた。LP1-(R)-HA群はプラークを10.87%消失させ、LP1-(R)-SPはプラークを8.74%消失させ、LP1-(R)-HA/Tat群はプラークを13.2%消失させた。
ヒアルロン酸(HA)及びIM7は、CD44のリガンドであり、不安定プラークを標的とすることができる。アトルバスタチン(At)はプラークを縮小させることができ、自己ペプチド(SEP)は、薬物の局所的な浸透及び凝集を増加させることができ、miRNA-33aは、コレステロール流出を増加させることができる。この例の目的は、動脈不安定プラークに対する、本発明に記載のLP2-(At)-HA、LP2-(At)-SEP/IM7、LP2-(At/miRNA-33a)-IM7担体送達系のインビボでの治療効果を検証することである。
(1)遊離アトルバスタチンの生理食塩溶液を調製し、治療剤がロードされたリポソームナノ担体送達系を、上記の実施例4~6に記載の方法により調製した。
実験動物を、各群6匹マウスで以下の群に無作為に分けた。
不安定プラークモデルの対照群:この群の動物はいかなる治療処置も受けない。
アトルバスタチンの胃内投与群:体重1kg当たり20mgアトルバスタチン用量の胃内投与による治療。
アトルバスタチンの静脈内投与群:体重1kg当たり1.2mgアトルバスタチン用量の静脈内投与による治療。
PEGを含まないLP2-(At)-HA群:体重1kg当たり1.2mgアトルバスタチン用量の静脈内投与による治療。
LP2-(At)-HA群:体重1kg当たり1.2mgアトルバスタチン用量の静脈内投与による治療。
LP2-(At)-IM7群:体重1kg当たり1.2mgアトルバスタチン用量の静脈内投与による治療。
LP2-(At)-SEP/IM7群:体重1kg当たり1.2mgアトルバスタチン用量の静脈内投与による治療。
LP2-(At/miRNA-33a)-IM7群:体重1kg当たり1.2mgアトルバスタチン用量の静脈内投与による治療。
プラーク進行のパーセンテージ=(治療後プラーク面積-治療前のプラーク面積)/管腔面積。
図21は、動脈不安定プラークに対する、本発明の担体送達系LP2-(At)-HA、LP2-(At)-SEP/IM7、LP2-(At/miRNA-33a)-IM7のインビボでの治療効果を示す。図示されているように、高脂肪食給餌中(10日間)、対照群(いかなる治療もしない)のアテローム性動脈硬化症は34.87%進行した。アトルバスタチンの胃内投与は、プラークの進行を遅延させることができるが、それでも33.21%進行する。アトルバスタチンの静脈内投与も、プラークの進行を遅延させることができるが、それでも32.98%進行した。しかしながら、標的ナノ薬物送達療法は、プラークの進行を著しく阻害し、さらに縮小させ、プラーク容積を低下させた。PEGを含まないLP2-(At)-HA群は、プラークを6.9%消失させ、LP2-(At)-HA群は、プラークを12.65%消失させ、LP2-(At)-IM7群はプラークを5.1%消失させ、LP2-(At)-SEP/IM7は、プラークを12.43%消失させ、LP2-(At/miRNA-33a)-IM7t群は、プラークを14.22%消失させた。
オステオポンチン(OPN)は、CD44のリガンドであり、不安定プラークを標的とすることができる。ロスバスタチン(R)はプラークを縮小させることができ、ナノ金(Au NP)はCTトレーサーである。この例の目的は、動脈不安定プラークに対する、本発明に記載されているCTトレーサー及びロスバスタチンがロードされたナノ担体送達系のインビボでのトレース効果及び治療効果を検証することである。
(1)遊離ロスバスタチンの生理食塩溶液を調製し、CTトレーサー及び治療剤がロードされたリポソームナノ担体送達系を、上記の実施例7に記載の方法により調製した。
実験動物を、各群6匹マウスで以下の群に無作為に分けた。
遊離ナノ金群:ナノ金の用量は0.1mg/kg体重だった。
LP2-(AuNP/R)-OPN群:ナノ金の用量は0.1mg/kg体重だった。
LP2-(イオプロミド)-OPN群:イオプロミドの用量は0.1mg/kg体重だった。
LP2-(イオジキサノール)-OPN群:イオジキサノールの用量は0.1mg/kg体重だった。
LP2-(ヨードフルオロアルコール)-OPN群:ヨードフルオロアルコールの用量は0.1mg/kg体重だった。
実験動物を、各群6匹マウスで以下の群に無作為に分けた。
不安定プラークモデルの対照群:この群の動物はいかなる治療処置も受けない。
ロスバスタチンの胃内投与群:体重1kg当たり10mgロスバスタチン用量の胃内投与による治療。
ロスバスタチンの静脈内投与群:体重1kg当たり0.67mgロスバスタチン用量の静脈内投与による治療。
LP2-(AuNP/R)-OPN群:体重1kg当たり0.67mgロスバスタチン用量の静脈内投与による治療。
プラーク進行のパーセンテージ=(治療後プラーク面積-治療前のプラーク面積)/管腔面積。
図22は、動脈不安定プラークに対する、トレーサーがロードされた本発明のリポソーム送達系のインビボでのトレース効果を示す。図示されているように、遊離ナノ金粒子は、マウスの動脈不安定プラークに対してある程度のトレース効果を示す。遊離ナノ金粒子と比較して、ナノ金、イオプロミド、イオジキサノール、ヨードフルオロアルコールを、標的指向性リポソーム送達系に製剤化すると、不安定プラークに対するトレース効果が有意に向上される。要約すると、その表面が標的指向性リガンドで修飾されている本発明のリポソーム送達系での投与は、遊離ナノ金粒子の投与と比較して、不安定プラークに対するナノ金の認識効果を向上させ、より良好なトレース効果をもたらすことができる。
モノクローナル抗体(HI44a)は、CD44のリガンドであり、不安定プラークを標的とすることができる。デキサメタゾン(DXMS)は抗炎症効果及びプラーク進行阻害効果を有し、Fe3O4はMRIトレーサーである。この例の目的は、動脈不安定プラークに対する、本発明に記載されているMRIトレーサー及びデキサメタゾンがロードされたナノ担体送達系のインビボでのトレース効果及び治療効果を検証することである。加えて、ガドテル酸メグルミン、ガドジアミド、及びガドペンテト酸も、標的MRIトレース効果を示すナノ調製物へと調製することができる。
実験動物を、各群6匹マウスで以下の群に無作為に分けた。
遊離Fe3O4群:Fe3O4の用量は0.1mg/kg体重だった。
LP1-(Fe3O4/DXMS)-HI44a群:Fe3O4の用量は0.1mg/kg体重だった。
LP1-(Fe3O4/IL-10)-HI44a群:Fe3O4の用量は0.1mg/kg体重だった。
LP1-(ガドテル酸メグルミン)-HI44a群:ガドテル酸メグルミンの用量は0.1mg/kg体重だった。
LP1-(ガドジアミド)-HI44a群:ガドジアミドの用量は0.1mg/kg体重だった。
LP1-(ガドペンテト酸)-HI44a群:ガドペンテト酸の用量は0.1mg/kg体重だった。
実験動物を、各群6匹マウスで以下の群に無作為に分けた。
不安定プラークモデルの対照群:この群の動物はいかなる治療処置も受けない。
LP1-(Fe3O4/DXMS)-HI44a群:体重1kg当たり0.1mgデキサメタゾン用量の静脈内投与による治療。
LP1-(Fe3O4/IL-10)-HI44a群:体重1kg当たり0.1μmol IL-10用量の静脈内投与による治療。
プラーク進行のパーセンテージ=(治療後プラーク面積-治療前のプラーク面積)/管腔面積。
図24は、動脈不安定プラークに対する、トレーサーがロードされた本発明のリポソーム送達系のインビボでのトレース効果を示す。図示されているように、遊離Fe3O4粒子は、マウスの動脈不安定プラークに対してある程度のトレース効果を示す。遊離Fe3O4粒子と比較して、Fe3O4を、標的指向性リポソーム送達系に製剤化すると、不安定プラークに対するトレース効果が非常に有意に向上する。また、他のMRIナノ造影剤を使用すると、不安定プラークのトレース効果は非常に良好である。要約すると、その表面が標的指向性リガンドで修飾されている本発明のリポソーム送達系での投与は、遊離MRIトレーサーの投与と比較して、不安定プラークに対するナノ金の認識効果を有意に向上させ、より良好なトレース効果をもたらすことができる。
アスピリン(Asp)及びクロピドグレル(Clo)は抗血小板薬であり、心血管イベントに由来する血小板凝集及び死亡率を低減することができる。この例の目的は、動脈不安定プラークに対する、本発明に記載のLP1-(Asp/Clo)-Col担体送達系のインビボでの治療効果を検証することである。
(1)遊離アスピリン及びクロピドグレルの生理食塩溶液を調製し、治療剤がロードされたリポソームナノ担体送達系を、上記の実施例10に記載の方法により調製した。
実験動物を、各群10匹マウスで以下の群に無作為に分割した。
不安定プラークモデルの対照群:この群の動物はいかなる治療処置も受けない。
アスピリン及びクロピドグレルの胃内投与群:体重1kg当たり100mgアスピリン及び体重1kg当たり75mgクロピドグレルの用量の胃内投与による治療。
LP1-(Asp/Clo)-Col群:体重1kg当たり10mgアスピリン及び体重1kg当たり7.5mgクロピドグレルの用量の静脈内投与による治療。
図26は、動脈不安定プラークに対する、本発明の担体送達系LP1-(Asp/Clo)-Colのインビボでの治療効果を示す。図示されているように、対照群(いかなる治療もしない)のマウス死亡率は、50%だった。アスピリン及びクロピドグレルの胃内投与は、死亡率を30%に低減させることができる。LP1-(Asp/Clo)-Col療法は死亡率を10%に低減させることができる。出血時間の点では、LP1-(Asp/Clo)-Col群は、有意に延長を示さなかったが、アスピリン及びクロピドグレルの胃内投与は、マウスの出血時間を有意に長期化させた。
オステオポンチン(OPN)は、CD44のリガンドであり、不安定プラークを標的とすることができる。ロスバスタチン(R)は、プラークを縮小させることができ、フッ素18(18F)標識フルデオキシグルコース(F-FDG)は、放射性同位体トレーサーである。この例の目的は、動脈不安定プラークに対する、本発明に記載されている放射性同位体トレーサーがロードされたリポソームナノ担体送達系のインビボでのトレース効果及び治療効果を検証することである。
(1)遊離ロスバスタチンの生理食塩溶液を調製し、放射性同位体トレーサー及び治療剤がロードされたリポソームナノ担体送達系を、上記の実施例11に記載の方法により調製した。
実験動物を、各群6匹マウスで以下の群に無作為に分割した。
遊離F-FDG群:F-FDGの用量は2mSv/kg体重だった。
LP1-(F-FDG)-OPN群:F-FDGの用量は2mSv/kg体重だった。
LP1-(99mTc)-OPN群:99mTcの用量は2mSv/kg体重だった。
LP1-(I-131)-OPN群:I-131の用量は2mSv/kg体重だった。
図27は、動脈不安定プラークに対する、放射性同位体トレーサーがロードされた本発明のリポソーム送達系のインビボでのトレース効果を示す。図示されているように、遊離F-FDGは、マウスの動脈不安定プラークに対していかなるトレース効果も示さない。遊離F-FDGと比較して、テクネチウム99(99mTc)、ヨウ素131(I-131)を、標的指向性リポソーム送達系に製剤化すると、不安定プラークに対するトレース効果が非常に有意に向上する。要約すると、その表面が標的指向性リガンドで修飾されている本発明のリポソーム送達系での投与は、遊離F-FDGと比較して、不安定プラークに対するナノ金の認識効果を有意に向上させ、より良好なトレース効果をもたらすことができる。
Claims (17)
- 不安定プラーク又は前記不安定プラークに関連する疾患の診断、予防、及び/又は治療に使用するためのリポソームナノ担体送達系であって、前記ナノ担体の表面は、標的指向性リガンドにより部分的に修飾されており、前記標的指向性リガンドが、前記不安定プラークの細胞表面上のCD44分子と特異的に結合することが可能なリガンドであり、
前記標的指向性リガンドが、不安定プラークの細胞表面上のCD44分子と特異的に結合することが可能なヒアルロン酸及びヒアルロン酸誘導体から選択され、
前記ヒアルロン酸が、1~20KDaの範囲の分子量を有し、
ナノ担体に、不安定プラーク又は前記不安定プラークに関連する疾患を診断、予防、及び/又は治療するための物質がロードされている、
前記リポソームナノ担体送達系。 - 前記ナノ担体の表面には他の修飾がさらに施されており、前記他の修飾が、PEG、膜貫通ペプチド、及び自己ペプチドからなる群から選択される1又は2以上による修飾であることを特徴とする、請求項1に記載のナノ担体送達系。
- リポソーム担体が、小型単層ベシクル、大型単層ベシクル、及び多層ベシクルからなる群から選択されることを特徴とする、請求項1又は2に記載のナノ担体送達系。
- 不安定プラーク又は前記不安定プラークに関連する疾患を診断するための前記物質が、トレーサーであり、並びに、
前記トレーサーが、CTトレーサー、MRIトレーサー、及び放射性同位体トレーサーから選択されることを特徴とする、
請求項1~3のいずれか一項に記載のナノ担体送達系。 - 前記CTトレーサーが、ヨウ素に基づくナノスケール造影剤、金に基づくナノスケール造影剤、酸化タンタルに基づくナノスケール造影剤、ビスマスに基づくナノスケール造影剤、ランタニドに基づくナノスケール造影剤、若しくは類似の構造を有する他のトレーサーから選択され;並びに/又は、
前記MRIトレーサーが、縦緩和造影剤及び横緩和造影剤から選択され;並びに、
前記MRIトレーサーが、常磁性造影剤、強磁性造影剤、及び超常磁性体造影剤から選択され;並びに/又は、
前記放射性同位体トレーサーが、炭素14(14C)、炭素13(13C)、リン32(32P)、硫黄35(35S)、ヨウ素131(131I)、水素3(3H)、テクネチウム99(99Tc)、及びフッ素18(18F)により標識されたフルデオキシグルコースから選択される;
ことを特徴とする、請求項4に記載のナノ担体送達系。 - 前記CTトレーサーが、イオヘキソール、イオカルム酸、イオベルソール、イオジキサノール、イオプロミド、イオビトリドール、イオメプロール、イオパミドール、イオキシラン、アセトリゾ酸、イオジパミド、イオベンザム酸、イオグリカム酸、ジアトリゾ酸、イオタラム酸ナトリウム、パントパック、イオパノ酸、ヨードアルフィオン酸、アセトリゾ酸ナトリウム、ヨードメタム酸ナトリウム、プロピリオドン、ジオドン、イオトロラン、イオピドール、エンドグラフィン、イオタラム酸、ジアトリゾ酸メグルミン、メトリゾ酸、メトリザミド、ヨウ素化油、若しくはエチオジン化油、又は類似の構造を有する他のトレーサーから選択され;並びに/又は、
前記MRIトレーサーが、Gd-DTPA及び直鎖状、環状ポリアミンポリカルボキシレートキレート剤及びそのマンガンポルフィリンキレート剤、巨大分子ガドリニウムキレート剤、生体巨大分子修飾ガドリニウムキレート剤、葉酸修飾ガドリニウムキレート剤、デンドリマー造影剤、リポソーム修飾造影剤、並びにガドリニウム含有フラーレン、若しくは類似の構造を有する他のトレーサーから選択され;並びに、前記MRIトレーサーが、ガドペンテト酸ジメグルミン、ガドテル酸メグルミン、ガドベン酸ジメグルミン、ガドジアミド、クエン酸鉄アンモニウム発泡性顆粒、常磁性酸化鉄(Fe3O4 NP)、若しくは類似の構造を有する他のトレーサーから選択され;並びに/又は、
前記放射性同位体トレーサーが、フッ素18標識フルデオキシグルコースである、
請求項4又は5に記載のナノ担体送達系。 - 不安定プラーク又は前記不安定プラークに関連する疾患を診断、予防、及び/又は治療するための物質が、薬物、ポリペプチド、核酸、及びサイトカインからなる群から選択される1又は2以上であることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載のナノ担体送達系。
- ナノ担体送達系に、CD44活性化因子がロードされることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載のナノ担体送達系。
- 前記CD44活性化因子が、CD44抗体mAb、IL5、IL12、IL18、TNF-α、又はLPSである、請求項8に記載のナノ担体送達系。
- 前記ナノ担体に、不安定プラーク又は前記不安定プラークに関連する疾患を診断するための物質、不安定プラーク又は前記不安定プラークに関連する疾患を予防及び/又は治療するための物質、任意でCD44活性化因子、並びに、任意で、不安定プラークの細胞表面上のCD44分子と特異的に結合することが可能な低分子ヒアルロン酸又はヒアルロン酸誘導体が同時にロードされていることを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載のナノ担体送達系。
- 物質が、不安定プラーク又は前記不安定プラークに関連する疾患を予防及び/又は治療するための物質であり;
不安定プラーク又は前記不安定プラークに関連する疾患を予防及び/又は治療するための前記物質が、スタチン、フィブレート、抗血小板薬、PCSK9阻害剤、抗凝固薬、アンギオテンシン変換酵素阻害剤(ACEI)、カルシウムイオンアンタゴニスト、MMP阻害剤、β受容体遮断剤、グルココルチコイド、及び他の抗炎症性物質、及び上記の薬物又は上記の物質の活性調製物を含む、それらの薬学的に許容される塩、並びに内在性抗炎症サイトカインからなる群から選択される1又は2以上である;
ことを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載のナノ担体送達系。 - 不安定プラーク又は前記不安定プラークに関連する疾患を予防及び/又は治療するための前記物質が、ロバスタチン;アトルバスタチン;ロスバスタチン;フルバスタチン;ピタバスタチン;プラバスタチン;ベザフィブレート;シプロフィブレート;クロフィブレート;ゲムフィブロジル;フェノフィブレート;プロブコール;抗PCSK9抗体;アリロクマブ;ボコシズマブ;RG7652;LY3015014;及びLGT-209;又は、アドネクチン;アンチセンスRNAiオリゴヌクレオチド;マイクロRNA-33a、マイクロRNA-27a/b、マイクロRNA-106b、マイクロRNA-302、マイクロRNA-758、マイクロRNA-10b、マイクロRNA-19b、マイクロRNA-26、マイクロRNA-93、マイクロRNA-128-2、マイクロRNA-144、マイクロRNA-145アンチセンス鎖;及びそれらの核酸類似体;アスピリン;アセメタシン;トロキセルチン;ジピリダモール;シロスタゾール;塩酸チクロピジン;オザグレルナトリウム;クロピドグレル;プラスグレル;シロスタゾール;ベラプロストナトリウム;チカグレロール;カングレロール;チロフィバン;エプチフィバチド;アブシキシマブ;未分画ヘパリン;クレキサン;フラキシパリン;フォンダパリヌクスナトリウム;ワルファリン;ダビガトラン;リバーロキサバン;アピキサバン;エドキサバン;ビバリルジン;エノキサパリン;ダルテパリン;アルデパリン;ビスヒドロキシクマリン;硝酸クマリン;クエン酸ナトリウム;ヒルジン;アルガトロバン;ベナゼプリル;カプトプリル;エナラプリル;ペリンドプリル;ホシノプリル;リシノプリル;モエキシプリル;シラザプリル;ペリンドプリル;キナプリル;ラミプリル;トランドラプリル;カンデサルタン;エプロサルタン;イルベサルタン;ロサルタン;テルミサルタン;バルサルタン;オルメサルタン;タソサルタン;ニフェジピン;ニカルジピン;ニトレンジピン;アムロジピン;ニモジピン;ニソルジピン;ニルバジピン;イスラジピン;フェロジピン;ラシジピン;ジルチアゼム;ベラパミル;クロルヘキシジン;ミノサイクリン;MMI-166;メトプロロール;アテノロール;ビソプロロール;プロプラノロール;カルベジロール;バチマスタット;マリマスタット;プリノマスタット;BMS-279251;BAY 12-9566;TAA211;AAJ996A;ナセトラピブ;エバセトラピブ;トルセトラピブ;ダルセトラピブ;プレドニゾン;メチルプレドニゾロン;ベータメタゾン;ジプロピオン酸ベクロメタゾン;ジプロスパン;プレドニゾロン;ヒドロコルチゾン;デキサメタゾン;及びそれらの有効な断片又は薬学的に許容される塩類からなる群から選択される1又は2以上である、請求項11に記載のナノ担体送達系。
- 請求項1~12のいずれか一項に記載の不安定プラークを標的とするためのナノ担体送達系を調製するための方法であって、
(1)適正量のリン脂質分子を適切な有機溶媒に溶解し、薄膜水和法によりリポソームナノ担体を調製するステップ;
(2)不安定プラーク又は前記不安定プラークに関連する疾患を診断、予防、及び/又は治療するための水溶性物質を含んでいてもよい水性媒体を、ステップ(1)で得られたナノ担体送達系に添加して粗懸濁物を形成するステップ;
(3)標的指向性リガンドを適切な緩衝溶液溶媒に溶解し、ステップ(2)で得られた担体分子を、反応のために前記標的指向性リガンド溶液に添加して、ナノ担体送達系を得るステップ;
(4)ステップ(3)で得られた前記粗懸濁物に含まれる、前記不安定プラーク又は前記不安定プラークに関連する疾患を診断、予防、及び/又は治療するための未ロード物質を透析により除去して、ロード済ナノ担体送達系を得る任意のステップ
を含むことを特徴とする、前記方法。 - 請求項1~12のいずれか一項に記載のナノ担体送達系及び薬学的に許容される担体を含むことを特徴とする医薬。
- 請求項1~12のいずれか一項に記載のナノ担体送達系を含むことを特徴とする診断用調製物。
- 不安定プラークが、易破裂性プラーク、易びらん化プラーク、及び部分的石灰化結節性病変からなる群から選択される1又は2以上である;
ことを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載のナノ担体送達系。 - 前記不安定プラークに関連する疾患が、アテローム性動脈硬化症、冠動脈硬化性心疾患(急性冠症候群、無症候性心筋虚血-潜在性冠動脈心疾患、狭心症、心筋梗塞、虚血性心疾患、突然死、及びステント内再狭窄を含む)、脳動脈硬化症(脳卒中を含む)、末梢血管アテローム性動脈硬化症(末梢動脈閉塞性疾患、網膜の動脈硬化症、頸動脈アテローム性動脈硬化症、腎臓アテローム性動脈硬化症、下肢アテローム性動脈硬化症、上肢アテローム性動脈硬化症、及びアテローム性動脈硬化インポテンスを含む)、大動脈解離、血管腫、血栓塞栓症、心不全、及び心原性ショックからなる群から選択される1又は2以上である、
請求項16に記載のナノ担体送達系。
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