KR102354882B1 - 친수성 제1 블록, 소수성 제2 블록, 및 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 블록 공중합체 - Google Patents

친수성 제1 블록, 소수성 제2 블록, 및 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 블록 공중합체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친수성 제1 블록, 소수성 제2 블록, 및 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 블록 공중합체에 관한 것이다.

Description

친수성 제1 블록, 소수성 제2 블록, 및 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 블록 공중합체 {Block copolymer comprising a first hydrophilic block, a second hydrophobic block, and a functional group capable of specifically binding to thiol}
본 발명은 친수성 제1 블록, 소수성 제2 블록, 및 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 블록 공중합체에 관한 것이다.
현대 인류의 대표적인 난치성 질환인 암을 치료하기 위한 치료 방법으로 널리 알려져 있는 항암 화학 치료 및 방사성 치료는 환자의 신체 전반에 걸쳐 약리 작용을 비특이적으로 일으키기 때문에, 치료의 효율이 좋지 않고 환자에게 다양한 부작용을 야기하는 문제점을 가지고 있다.
이를 해소하기 위해 최근에는 인체의 면역작용을 기반으로 하는 새로운 치료 방법이 대두되고 있다. 그 중에서도 T 세포와 자연살해세포는 암 세포를 정확하게 인식하고 공격하는 특이적인 기작을 가지고 있어, 기존의 항암 화학/방사선 요법과는 다르게 정상 세포에는 손상을 가하지 않고 암을 치료할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.
하지만 면역세포 그 자체만으로는 암세포의 유전적 변이를 통한 면역 회피, 개별 면역세포의 독성 부족 등으로 인해 암의 완전한 치료에 도달하기 어려웠다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 항암 화학 약물이 면역세포와 동시에 암에 작용하도록 하여 치료의 효율을 높이는 방법이 필요하며, 항암 화학 약물이 정상 조직에 작용하는 것을 막기 위한 지능성 약물 전달 시스템의 개발 역시 필요하다.
본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 친수성 제1 블록; pH 4.5 내지 7의 조건에서 분해되거나 양이온성을 띠는 단위를 포함하는 소수성 제2 블록; 및 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 블록 공중합체를 제조하였으며, 상기 블록 공중합체는 면역세포 표면에 존재하는 티올에 부착될 수 있으며, 약물을 담지하고 산성 조건에서만 약물을 방출하여 면역세포의 작용을 증강시킬 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 담지된 약물이 면역세포와 동시에 작용할 수 있게 하여 암 질병 또는 질환이나 각종 감염의 예방 또는 치료가 가능한 블록 공중합체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면 친수성 제1 블록; 소수성 제2 블록; 및 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하며, 상기 소수성 제2 블록은 pH 4.5 내지 7의 조건에서 분해되는 단위를 주쇄에 포함하거나, pH 4.5 내지 7의 조건에서 양이온성을 띠는 단위를 주쇄 또는 측쇄에 포함하거나, 둘 모두를 포함하는 것인 블록 공중합체를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 블록 공중합체를 포함하는 나노 입자를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 나노입자 및 약물을 포함하는 약물 전달체를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 약물 전달체 및 면역 세포를 포함하는 개질된 세포를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 블록 공중합체 및 항암 약물을 포함하는 항암용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 블록 공중합체, 약물, 및 면역 세포를 포함하는 항암용 또는 감염 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 블록 공중합체는 면역 세포 표면에 존재하는 티올과 특이적으로 결합할 수 있으며 면역 세포가 유발하는 산성 조건에서만 구조적 변화를 일으켜 약물을 방출할 수 있으므로, 담지된 약물의 비특이적인 부작용을 억제하면서도 면역 세포의 항암 또는 감염 예방 또는 치료 능력을 화학 치료 요법을 통해 증강시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 공중합체가 체내 투여 시 일으키는 반응을 모사한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 공중합체 내의 친수성 제1 블록의 합성 반응도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 공중합체 내의 친수성 제1 블록의 합성에 따른 중간 화합물 및 최종 화합물의 1H-NMR 스펙트럼이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 공중합체 내의 소수성 제2 블록의 합성 반응도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 공중합체 내의 소수성 제2 블록의 합성에 따른 중간 화합물 및 최종 화합물의 1H-NMR 스펙트럼이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달체에 대한 pH 조건에 따른 평균 수화 크기를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달체에 대한 pH 조건에 따른 투과 전자 현미경 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달체에 대한 pH 조건에 따른 약물 방출 거동 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달체가 세포에 부착된 형광 이미지이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달체가 자연살해세포에 부착되어 암세포를 인식하고 공격하는 것을 촬영한 형광 이미지이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달체의 세포 독성 평가 결과이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달체의 암세포 사멸 효과를 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달체를 암 동물모델에 투여하였을 때, IFN-γ 수치를 측정한 그래프이다.
도 15 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달체를 암 동물모델에 투여하여 전이성 종양형성 억제 효과를 평가한 결과이다.
본 발명의 일 측면은, 낮은 pH에서 구조적 변형이 일어나는 블록 공중합체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는 친수성 제1 블록; 소수성 제2 블록; 및 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하며, 상기 소수성 제2 블록은 pH 4.5 내지 7의 조건에서 분해되는 단위를 주쇄에 포함하거나, pH 4.5 내지 7의 조건에서 양이온성을 띠는 단위를 주쇄 또는 측쇄에 포함하거나, 둘 모두를 포함하는 것인, 블록 공중합체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 친수성 제1 블록은 물에 대한 용해도가 높은 중합체를 의미할 수 있다. 예컨대, 친수성 제1 블록은 중합체로서 상온에서 물에 용해되었을 때 탁도(turbidity)를 나타내지 않는 것일 수 있다. 또한, 친수성 제1 블록은 폴리(비닐 알코올), 폴리(비닐 피롤리돈), 폴리(아크릴아미드), 폴리(옥사졸린), 폴리(에테르), 또는 이의 공중합체를 포함할 수 있다. 구체적으로, 친수성 제1 블록은 폴리(에테르)로서 폴리(에틸렌 글리콜), 덱스트란, 만난, 풀루란, 셀룰로오스, 또는 이의 공중합체를 포함할 수 있으며, 더욱 구체적으로, 폴리(에틸렌 글리콜)을 포함할 수 있다.
또한, 친수성 제1 블록은 하기 화학식 1로 표시되는 단위를 포함하거나, 이로 실질적으로 구성되거나, 또는 이로 구성될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112019130307817-pat00001
상기 식에서, D1은 C1 또는 C2 알킬렌기이고, D2 및 D3는 각각 독립적으로 수소; 할로겐; 히드록시기; 및 메틸기에서 선택된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 소수성 제2 블록은 물에 대한 용해도가 낮은 중합체를 의미할 수 있다. 예컨대, 소수성 제2 블록은 상온에서 물에 용해되었을 때 탁도를 나타내는 것일 수 있다. 또한, 상기 소수성 제2 블록은 pH 4.5 내지 7의 조건에서 분해되는 단위를 주쇄에 포함하거나, pH 4.5 내지 7의 조건에서 양이온성을 띠는 단위를 주쇄 또는 측쇄에 포함하거나, 둘 모두를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 소수성 제2 블록은 pH 5.8 내지 6.8의 조건에서 분해되는 단위를 주쇄에 포함하거나, pH 5.8 내지 6.8의 조건에서 양이온성을 띠는 단위를 주쇄 또는 측쇄에 포함하거나, 둘 모두를 포함할 수 있다. 여기서, 산성 조건, 예컨대, pH 4.5 내지 7.0 또는 pH 5.8 내지 6.8의 조건에서 양이온성을 띠는 단위는 짝산의 pKa 가 4.5 내지 7.0 또는 5.8 내지 6.8인 것일 수 있다. 또한, 여기서, 산성 조건에서 분해되는 단위 또는 양이온성을 띠는 단위는 산성이 아닌 조건, 예컨대, pH 7.0 초과 또는 pH 6.8 초과의 조건에서는 분해되지 않거나 양이온성을 띠지 않는 것일 수 있다.
이러한 산성 조건에서 분해되는 단위 또는 양이온성을 띠는 단위를 포함함으로써, 본 발명의 블록 공중합체는 산성 조건, 예컨대, pH 4.5 내지 7.0 또는 pH 5.8 내지 6.8의 조건에서 소수성기가 양이온성을 띠게 됨에 따라 친수성/소수성 균형(hydrophilic/hydrophobic balance)이 깨져 구조적 변화를 일으킬 수 있고, 또는 소수성기가 분해됨에 따라 구조적 변화를 일으킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예의 블록 공중합체는 약물을 담지할 경우 산성 조건에서 선택적으로 약물을 방출하는 특징을 가질 수 있다. 특히, 상기 블록 공중합체를 개체에 투여할 경우, 개체 내에 이미 존재하는 면역 세포, 또는 개체에 추가로 투입된 면역 세포에 결합하여, 면역 세포가 작용할 때에 형성하게 되는 산성 환경에서 선택적으로 약물을 방출할 수 있으므로, 본 발명의 블록 공중합체는 담지된 약물의 비특이적인 부작용을 억제하면서도 면역 세포의 능력을 증강시킬 수 있다.
구체적으로, 소수성 제2 블록에서, 산성 조건, 예컨대, pH 4.5 내지 7.0 또는 pH 5.8 내지 6.8의 조건에서 분해되는 단위를 포함하는 중합체는 폴리(락티드), 폴리(글리콜리드), 폴리(아세탈), 폴리(케탈), 폴리(아미노 에스테르), 또는 이의 공중합체를 포함할 수 있다. 또한, 산성 조건, 예컨대, pH 4.5 내지 7.0 또는 pH 5.8 내지 6.8의 조건에서 양이온성을 띠는 단위를 포함하는 중합체는 폴리(에틸렌 이민), 폴리(프로필렌 이민), 폴리(아미노 에스테르), 폴리(아미도아민), 폴리(디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트), 폴리(라이신), 키토산(chitosan), 젤라틴, 또는 이의 공중합체를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 소수성 제2 블록은 산성 조건에서 분해되는 단위 및 양이온성을 띠는 단위를 모두 포함하는 중합체로서 폴리(아미노 에스테르)를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 소수성 제2 블록은 하기 화학식 2로 표시되는 단위를 포함하거나, 이로 실질적으로 구성되거나, 또는 이로 구성될 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112019130307817-pat00002
상기 식에서, A1 및 A3는 각각 독립적으로 C1 내지 C5의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기; C2 내지 C5의 직쇄형 또는 분지형 알케닐렌기; 및 C2 내지 C5의 직쇄형 또는 분지형 알키닐렌기에서 선택되고, A2는 C1 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기; C2 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알케닐렌기; 및 C2 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알키닐렌기에서 선택되며, B1 및 B3는 각각 독립적으로 C1 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기; C2 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알케닐렌기; 및 C2 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알키닐렌기에서 선택되고, B2 및 B4는 각각 독립적으로 수소; 할로겐; C1 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알킬기; C2 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알케닐기; C2 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알키닐기; C1 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기; C2 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알케닐렌기; 및 C2 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알키닐렌기에서 선택되며, B1 및 B2는 서로 연결되어 C3 내지 C20의 지환족 또는 방향족 고리를 형성할 수 있고, B3 및 B4는 서로 연결되어 C3 내지 C20의 지환족 또는 방향족 고리를 형성할 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 식에서, A1 및 A3는 각각 독립적으로 C1 내지 C5의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기일 수 있다. A2는 C1 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기일 수 있다. B1 및 B3는 각각 독립적으로 C1 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기일 수 있다. B2 및 B4는 각각 독립적으로 수소; C1 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알킬기; 및 C1 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기에서 선택될 수 있다. B1 및 B2는 서로 연결되어 C4 내지 C10의 지환족 고리를 형성할 수 있다. B3 및 B4는 서로 연결되어 C4 내지 C10의 지환족 고리를 형성할 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 식에서, A1 및 A3는 각각 독립적으로 C1 내지 C5의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기이고, A2는 C1 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기이며, B1 및 B3는 각각 독립적으로 C1 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기이고, B2 및 B4는 각각 독립적으로 수소; C1 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알킬기; 및 C1 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기에서 선택되며, B1 및 B2는 서로 연결되어 C4 내지 C10의 지환족 고리를 형성할 수 있고, B3 및 B4는 서로 연결되어 C4 내지 C10의 지환족 고리를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기는 예컨대 디설파이드기, 말레이미드기, 알케닐기, 알키닐기, 또는 이의 조합일 수 있다. 또는, 디설파이드기의 유도체, 말레이미드기의 유도체, 알케닐기의 유도체, 알키닐기의 유도체, 또는 이의 조합일 수 있다. 여기서, 디설파이드기의 유도체란 디설파이드기에 보호기가 결합된 작용기를 의미할 수 있다. 여기서, 알케닐기 또는 알키닐기는 다른 설명이 없는 한 각각 2 내지 60의 탄소수의 이중결합 또는 삼중결합을 가지며, 직쇄형 또는 측쇄형 사슬기를 포함하는 작용기를 의미할 수 있으나, 여기에 제한되는 것은 아니다. 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기는 구체적으로 말레이미드기 또는 이의 유도체일 수 있다.
더욱 구체적으로, 본 발명의 일 실시예의 블록 공중합체는 친수성 제1 블록으로서 폴리(에테르)를 포함하고, 소수성 제2 블록으로서 폴리(아미노 에스테르)를 포함하며, 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로, 본 발명의 일 실시예의 블록 공중합체는 상술한 화학식 1로 표시되는 단위를 포함하는 친수성 제1 블록과, 상술한 화학식 2로 표시되는 단위를 포함하는 소수성 제2 블록을 포함하며, 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함할 수 있다.
예컨대, 블록 공중합체는 하기 화학식 3으로 표시되며, 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함할 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112019130307817-pat00003
상기 식에서, A1 내지 A3 및 B1 내지 B4는 화학식 2에 관해 설명한 바와 같으며, D1 내지 D3는 화학식 1에 관해 설명한 바와 같다. L1은 링커이고, p 및 q는 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이다. 구체적으로, p 및 q는 각각 독립적으로 5 내지 100의 정수일 수 있다. 더욱 구체적으로, p는 10 내지 80의 정수, 또는 20 내지 70의 정수이고, q는 1 내지 30의 정수, 또는 5 내지 25의 정수일 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않는다. 또한, p / q는 (1 : 5) 내지 (5 : 1)일 수 있다. 구체적으로, p / q는 (1 : 1) 내지 (5 : 1)일 수 있다.
한편, 링커 L1은 친수성 제1 블록과 소수성 제2 블록을 연결할 수 있으며, 본 발명의 블록 공중합체의 효과를 저해하지 않는 한 특별히 제한되지 않는다. 링커 L1의 분자량 또한 본 발명의 블록 공중합체의 효과를 저해하지 않는 한 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 10 내지 2,000 Da, 10 내지 1,800 Da, 10 내지 1,600 Da, 또는 20 내지 1,000 Da일 수 있다. 링커 L1은 2 이상의 중합체를 연결하기 위해 통상적으로 사용되는 화합물/관능기로부터 유래된 구조를 가질 수 있다. 예컨대, L1은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112019130307817-pat00004
상기 식에서, B3 및 B4는 화학식 2에서 설명한 바와 같으며, E1은 아민과 반응할 수 있는 작용기에서 유래된 단위이다.
상기 아민과 반응할 수 있는 작용기로는 예컨대 알케닐기, 알키닐기, 또는 아크릴레이트기가 있으며, 아민과 반응할 수 있는 작용기에서 유래된 단위는 예컨대 *-C2H4-*, *-C2H2-*, *-OOC-C2H4-*일 수 있다. 그러나, L1의 구조는 이에 특별히 제한되지 않는다.
달리, 예컨대, 블록 공중합체는 하기 화학식 5로 표시되며, 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함할 수 있다.
[화학식 5]
Figure 112019130307817-pat00005
상기 식에서, A1 내지 A3 및 B1 내지 B4는 화학식 2에 관해 설명한 바와 같고, D1 내지 D3은 화학식 1에 관해 설명한 바와 같으며, L1은 화학식 4에 관해 설명한 바와 같다. 또한, D1 및 D4는 각각 독립적으로 C1 또는 C2 알킬렌기이고, D2, D3, D5, 및 D6는 각각 독립적으로 수소; 할로겐; 히드록시기; 및 메틸기에서 선택되며, L2는 링커이고, p, q, 및 r은 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수, 또는 5 내지 100의 정수일 수 있다. 구체적으로, (p + r) / q 는 (1 : 10) 내지 (10 : 1)일 수 있으며, (1 : 5) 내지 (10 : 1), (1 : 3) 내지 (10 : 1), 또는 (1 : 1) 내지 (10 : 1)일 수 있다.
한편, 링커 L2는, L1과 마찬가지로, 친수성 제1 블록과 소수성 제2 블록을 연결할 수 있으며, 본 발명의 블록 공중합체의 효과를 저해하지 않는 한 특별히 제한되지 않는다. 링커 L2의 분자량 또한 L1에 관해 설명한 바와 같으며, 링커 L2는 2 이상의 중합체를 연결하기 위해 통상적으로 사용되는 화합물/관능기로부터 유래된 구조를 가질 수 있다. 예컨대, L2는 하기 화학식 6으로 표시될 수 있다.
[화학식 6]
Figure 112019130307817-pat00006
상기 식에서, B1는 C1 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기; C2 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알케닐렌기; 및 C2 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알키닐렌기에서 선택되고, B2는 수소; 할로겐; C1 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알킬기; C2 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알케닐기; C2 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알키닐기; C1 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기; C2 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알케닐렌기; 및 C2 내지 C10의 직쇄형 또는 분지형 알키닐렌기에서 선택되며, E2는 아민과 반응할 수 있는 작용기에서 유래된 단위이고, B1 및 B2는 서로 연결되어 C3 내지 C20의 지환족 또는 방향족 고리를 형성할 수 있다. B1 및 B2는 화학식 2에서 설명한 바와 같다.
상기 아민과 반응할 수 있는 작용기로는 예컨대 알케닐기, 알키닐기, 또는 아크릴레이트기가 있으며, 아민과 반응할 수 있는 작용기에서 유래된 단위는 예컨대 *-C2H4-*, *-C2H2-*, *-OOC-C2H4-*일 수 있다. 그러나, L2의 구조는 이에 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블록 공중합체는, 구체적으로, 하기 화학식 7로 표시될 수 있다.
[화학식 7]
Figure 112019130307817-pat00007
p 및 r은 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수, 5 내지 100의 정수, 5 내지 90의 정수, 10 내지 80의 정수, 20 내지 65의 정수, 또는 30 내지 60의 정수일 수 있으며, q는 1 내지 60의 정수, 1 내지 45의 정수, 1 내지 30의 정수, 5 내지 45의 정수, 또는 5 내지 30의 정수일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 공중합체는, 상기 블록 공중합체의 총 중량을 기준으로, 친수성 제1 블록을 1 내지 99 중량%, 또는 1 내지 80 중량%, 20 내지 60 중량%로 포함할 수 있다. 구체적으로, 친수성 제1 블록을 20 내지 55 중량%, 25 내지 60 중량%, 25 내지 55 중량%, 25 내지 50 중량%, 30 내지 55 중량%, 30 내지 50 중량%, 30 내지 45 중량%, 35 내지 50 중량%, 또는 35 내지 45 중량%로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 블록 공중합체의 총 중량을 기준으로, 소수성 제2 블록을 1 내지 99 중량%, 또는 10 내지 90 중량%, 또는 40 내지 80 중량%로 포함할 수 있으며, 구체적으로, 40 내지 75 중량%, 45 내지 80 중량%, 45 내지 75 중량%, 45 내지 70 중량%, 50 내지 75 중량%, 50 내지 70 중량%, 50 내지 65 중량%, 55 내지 70 중량%, 또는 55 내지 65 중량%로 포함할 수 있다. 한편, 블록 공중합체의 총 중량을 기준으로, 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 0.01 내지 10 중량%, 또는 0.01 내지 5 중량%로 포함할 수 있고, 구체적으로, 0.05 내지 5 중량%, 0.1 내지 5 중량%, 0.5 내지 5 중량%, 또는 1 내지 4 중량%로 포함할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 공중합체는, 상기 블록 공중합체의 총 중량을 기준으로, 친수성 제1 블록으로서 폴리(에테르) 또는 화학식 1로 표시되는 단위를 1 내지 99 중량%, 또는 1 내지 80 중량%, 또는 20 내지 60 중량%, 구체적으로, 20 내지 55 중량%, 25 내지 60 중량%, 25 내지 55 중량%, 25 내지 50 중량%, 30 내지 55 중량%, 30 내지 50 중량%, 30 내지 45 중량%, 35 내지 50 중량%, 또는 35 내지 45 중량%로 포함할 수 있다. 상기 일 실시예에 따른 블록 공중합체는, 상기 블록 공중합체의 총 중량을 기준으로, 소수성 제2 블록으로서 폴리(아미노에스테르) 또는 화학식 2로 표시되는 단위를 1 내지 99 중량%, 또는 10 내지 90 중량%, 또는 40 내지 80 중량%, 구체적으로, 40 내지 75 중량%, 45 내지 80 중량%, 45 내지 75 중량%, 45 내지 70 중량%, 50 내지 75 중량%, 50 내지 70 중량%, 50 내지 65 중량%, 55 내지 70 중량%, 또는 55 내지 65 중량%로 포함할 수 있다. 또한, 상기 일 실시예에 따른 블록 공중합체는, 상기 블록 공중합체의 총 중량을 기준으로, 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기로서 디설파이드기, 말레이미드기, 알케닐기, 또는 알키닐기를 0.01 내지 10 중량%, 또는 0.01 내지 5 중량%, 구체적으로, 0.05 내지 5 중량%, 0.1 내지 5 중량%, 0.5 내지 5 중량%, 또는 1 내지 4 중량%로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 공중합체에 포함되는 친수성 제1 블록은, 상기 친수성 제1 블록의 총 중량을 기준으로, 폴리(에테르) 또는 화학식 1로 표시되는 단위를 10 내지 100 중량%로 포함할 수 있고, 구체적으로, 30 내지 100 중량%, 50 내지 100 중량%, 60 내지 100 중량%, 70 내지 100 중량%, 80 내지 100 중량%, 90 내지 100 중량%로 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 블록 공중합체에 포함되는 소수성 제2 블록은, 상기 소수성 제2 블록의 총 중량을 기준으로, 폴리(아미노 에스테르) 또는 화학식 2로 표시되는 단위를 10 내지 100 중량%로 포함할 수 있고, 구체적으로, 30 내지 100 중량%, 50 내지 100 중량%, 60 내지 100 중량%, 70 내지 100 중량%, 80 내지 100 중량%, 90 내지 100 중량%로 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 공중합체에서, 소수성 제2 블록의 총 중량에 대한 친수성 제1 블록의 총 중량의 비율은, (1 : 20) 내지 (20 : 1)일 수 있으며, 구체적으로, (1 : 10) 내지 (10 : 1), (1 : 10) 내지 (5 : 1), (1 : 5) 내지 (5: 1), (1 : 5) 내지 (3 : 1), (1 : 5) 내지 (2 : 1), 또는 (1 : 5) 내지 (1 : 1)일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 공중합체는 친수성 블록과 소수성 블록을 각각 하나씩 포함하여 이중 블록 공중합체일 수 있고, 친수성 블록 또는 소수성 블록을 둘 이상 포함하여 삼중, 사중, 또는 오중 이상의 블록 공중합체일 수 있다. 예컨대, 상기 블록 공중합체는 친수성 제1 블록 - 소수성 제2 블록의 구조를 가질 수 있고, 또는 친수성 제1 블록 - 소수성 제2 블록 - 친수성 제1 블록의 구조나 소수성 제2 블록 - 친수성 제1 블록 - 소수성 제2 블록의 구조를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 공중합체는, 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기가, 상기 블록 공중합체의 주쇄, 측쇄, 말단, 또는 이의 조합에, 직접 또는 링커를 통해 연결되는 것일 수 있다. 구체적으로, 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기가 블록 공중합체의 말단, 예컨대, 친수성 제1 블록으로서 폴리(에테르)의 에테르기나, 소수성 제2 블록의 폴리(아미노 에스테르)의 아민기 또는 에스테르기에, 링커를 통해 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블록 공중합체는 전체 분자량이 1,000 내지 50,000 Da일 수 있으며, 구체적으로, 2,000 내지 45,000 Da, 3,000 내지 40,000 Da, 4,000 내지 30,000 Da, 또는 5,000 내지 20,000 Da일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 상술한 블록 공중합체를 포함하는 나노 입자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 블록 공중합체는 소수성 블록의 자기조립을 통해 마이셀(micelle) 구조의 나노 입자를 형성할 수 있으며, 친수성 블록과 소수성 블록을 모두 포함하고 있어 개체내 또는 수중에서 소수성 블록의 자기조립을 통해 핵을 형성하고, 반면 친수성 블록은 물과 닿는 표면을 형성할 수 있다. 마이셀이란, 일정 농도 이상에서 모인 집합체로서, 양친성(amphiphilic) 분자들이 균일한 크기와 모양으로 응집된 구조체를 의미할 수 있다. 상기 나노 입자 또는 마이셀은 구형(sphere)에서부터, 타원체형(ellipsoid), 원통형(cylinder), 고리형(ring), 라멜라형(lamella) 등의 다양한 형상일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면은, 상술한 나노 입자 및 약물을 포함하는, 약물 전달체를 제공하는 것이다. 상기 나노 입자는 블록 공중합체로 형성된 마이셀 구조를 가질 수 있으며, 소수성 블록이 응집되어 형성한 마이셀의 핵에 소수성 약물을 담지할 수 있다.
상기 약물 전달체는 50 내지 1,000 nm의 평균 입경을 가질 수 있으며, 더욱 구체적으로, 100 내지 200 nm의 평균 입경을 가질 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않는다. 일 예로, 약물 전달체에 독소루비신이 포함될 경우, 약물 전달체는 중성 pH에서 20 내지 400 nm의 평균 입경을 가질 수 있으며, 더욱 구체적으로, 100 내지 200 nm의 평균 입경을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 해당 범위의 평균 입경을 가지는 약물 전달체는 개체내 투여되어 혈류를 타고 흐르는 동안 나노 입자 구조, 또는 마이셀 구조가 붕괴되거나 분해되지 않으며 세포 표면에 용이하게 부착할 수 있다.
이때, 상기 약물은 상술한 블록 공중합체를 포함하는 나노 입자의 내핵에 담지될 정도의 친수성/소수성 특성을 띠는 한 제한되지 않는다. 이러한 약물은 소수성이거나 약한 친수성일 수 있으며, 예컨대, 상온에서 물에 대한 용해도가 20 mg/mL 이하일 수 있다. 여기서, 상기 약물은 항암제, 증식억제 또는 화학치료 약물, 진통제, 항염증제, 구충제, 항부정맥제, 항세균제, 항바이러스제, 항응고제, 우울증치료제, 당뇨병치료제, 간질치료제, 항곰팡이제, 항통풍제, 고혈압치료제, 말라리아치료제, 편두통 치료제, 항무스카린제, 항신생물제, 발기부전 개선제, 면역억제제, 항원충제, 갑상선 치료제, 항불안제, 진정제, 최면제, 신경이완제, β-차단제, 강심제, 코르티코스테로이드, 이뇨제, 파킨슨병치료제, 위장관제, 히스타민 수용체 길항제, 각질용해제, 지질 조정제, 협심증 치료제, Cox-2 억제제, 류코트리엔 억제제, 매크로라이드, 근육이완제, 영양제, 마약성 진통제, 단백질분해제 억제제, 성호르몬, 자극제, 근육 이완제, 항삼투제, 비만치료제, 인지기능 항진제, 요실금치료제, 양성 전립선 비대 치료제, 필수 지방산, 및 비필수 지방산, 및 이의 조합에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 예로, 상기 약물은 소수성 또는 약한 친수성 항암 약물로서, 독소루비신(Doxorubicin), 시스플라틴(cisplatin), 에토포사이드(etoposide), 파클리탁셀(paclitaxel)，도세탁셀(doxetaxel), 캄토테신(camptothecin), 포도필록특신(podophyllotoxin), 사이클로포스파마이드(cyclophosphamide), 악티노마이신(actinomycin), 메토트렉세이트(methotrexate), 탈리도마이드(thalidomide), 엘로티닙(eriotinib), 게피티닙(gefitinib), 캠토세신(camptothecin)， 타목시펜(Tamoxifen), 아나스테로졸(Anastrozole)， 플로타미드(Flutamide), 졸레드로네이트(Zoledronate)， 빈크리스틴(Vincristine)， 레티노익산(retinoic acid), 클로람부실(chlorambucil)， 빈블라스틴(Vinblastin)， 프레드니손(Prednisone), 테스토스테론(Testosterone)， 이부프로펜(ibuprofen)， 나프로센(naproxen), 인도메타신(indomethacin)， 페닐부타존(phenylbutazone), 덱사메타손(dexamethasone)， 셀레콕시브(celecoxib), 발데콕시브(valdecoxib)， 니메슐리드(nimesulide), 코르티코스테로이드(corticosteroid), 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 약물 전달체는 비자연 유래 담체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 약물 전달체는 생체활성물질을 더 포함함으로써, 암과 관련된 질환을 치료하는 것에 있어 더욱 효과를 높일 수 있다. 이러한 생체활성물질은 질병의 치료, 치유, 예방 또는 진단 등에 사용되는 물질을 의미하고, 그 예로는 세포, 성장인자 및 호르몬과 같은 단백질 또는 펩타이드, 핵산, 세포외기질 물질 및 의약적 치료기능을 가지는 약물 등을 들 수 있다.
상기 약물 전달체에 담지되는 생체활성물질로서 약물의 예는 항생제, 소염제, 항바이러스제, 항균제 등을 들 수 있다. 항생제로는 테트라사이클린, 미노사이클린, 독시사이클린, 오플록사신, 레보플록사신, 시프로플록사신, 클라리스로마이신, 에리쓰로마이신, 세파클러, 세포탁심, 이미페넴, 페니실린, 겐타마이신, 스트렙토마이신, 반코마이신 등의 유도체 및 혼합물에서 선택되는 항생제를 예시할 수 있다. 소염제로는 인도메타신, 이부프로펜, 케토프로펜, 피록시캄, 플루비프로펜, 디클로페낙 등의 유도체 및 혼합물에서 선택되는 소염제를 예시할 수 있다. 항바이러스제로는 아시콜로버, 로바빈 등의 유도체 및 혼합물에서 선택되는 항바이러스제를 예시할 수 있다. 항균제로는 케토코나졸, 이트라코나졸, 플루코나졸, 암포테리신-B, 그리세오 풀빈 등의 유도체 및 혼합물에서 선택되는 항균제를 예시할 수 있다.
또한, 상기 약물 전달체에 담지하거나 결합하여 생체 내로 전달할 수 있는 단백질, 펩타이드에는 질병을 치료 또는 예방할 목적으로 사용되는 호르몬, 사이토카인, 효소, 항체, 성장인자, 전사조절인자, 혈액인자, 백신, 구조단백질, 리간드 단백질, 다당류 및 수용체, 세포표면항원, 수용체 길항물질과 같은 다양한 생리활성 펩타이드, 이들의 유도체 및 유사체를 예시할 수 있다. 구체적으로, 골 성장인자, 간 성장호르몬, 성장호르몬 방출 호르몬과 펩타이드, 인터페론류와 인터페론 수용체류(예: 인터페론-알파, -베타 및 -감마, 수용성 타입 I 인터페론 수용체 등), 과립구 콜로니 자극인자(G-CSF), 과립구-마크로파지 콜로니 자극인자(GM-CSF), 글루카콘-유사 펩타이드류(GLP-1 등), 지프로테인 관련된 수용체(G-protein-coupled receptor), 인터루킨류(예: 인터루킨-1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9 등)와 인터루킨 수용체류(예: IL-1 수용체, IL-4 수용체 등), 효소류(예: 글루코세레브로시데이즈(glucocerebrosidase), 이두로네이트-2-설파테이즈(iduronate-2-sulfatase), 알파-갈락토시데이즈-A, 아갈시데이즈-알파(agalsidase alpha), -베타, 알파-L-이두로니데이즈(alpha-L-iduronidase), 키티네이즈(chitinase), 뷰티릴콜린에스터데이즈(butyrylcholinesterase), 리페이즈(lipase), 글루타메이트 디카르복실레이즈(glutamate decarboxylase), 이미글루세레이즈(imiglucerase), 유리케이즈(uricase), 혈소판-활성인자 아세틸하이드롤레이즈(platelet-activating factor acetylhydrolase), 중성 엔도펩티데이즈(neutralendopeptidase), 마이엘로퍼옥시데이즈(myeloperoxidase) 등), 인터루킨 및 사이토카인 결합 단백질류(예: IL-18bp, TNF-결합 단백질 등), 마크로파지 활성인자, 마크로파지 펩타이드, B 세포인자, T 세포인자, 단백질 A, 알러지 억제인자, 종양괴사인자(TNF, Tumor Necrosis Factor) 알파 억제인자, 세포 괴사 당단백질, 면역독소, 림포독소, 종양 괴사인자, 종양 억제인자, 전이 성장인자, 알파-1 안티트립신, 알부민, 알파-락트알부민(alpha-lactalbumin), 아포리포단백질-E, 적혈구 생성인자, 고 당쇄화 적혈구 생성인자, 안지오포이에틴류(angiopoietin), 헤모글로빈, 트롬빈(thrombin), 트롬빈 수용체 활성 펩타이드, 트롬보모듈린(thrombomodulin), 혈액인자, 혈액인자 a, 혈액인자 XIII, 플라즈미노겐 활성인자, 피브린-결합 펩타이드, 유로키네이즈, 스트렙토키네이즈, 히루딘(hirudin), 단백질 C, C-반응성 단백질, 레닌 억제제, 콜라게네이즈 억제제, 수퍼옥사이드 디스 뮤테이즈, 렙틴, 혈소판 유래 성장인자, 상피세포 성장인자, 표피세포 성장인자, 안지오스타틴(angiostatin), 안지오텐신(angiotensin), 골 형성 성장인자, 골 형성 촉진 단백질(bonemorphogenic protein), 칼시토닌, 인슐린, 아트리오펩틴, 연골 유도인자, 엘카토닌(elcatonin), 결합조직 활성인자, 조직인자 경로 억제제(tissue factor pathway inhibitor), 여포 자극 호르몬, 황체 형성 호르몬, 황체 형성 호르몬 방출 호르몬, 신경 성장인자류(예: 신경 성장인자, 모양체 신경영양인자(cilliary neurotrophic factor), 악소제네시스 인자-1(axogenesis factor-1), 뇌-나트륨 이뇨 펩타이드(brain-natriuretic peptide), 신경교 유래 신경영양인자(glial derived neurotrophic factor), 네트린(netrin), 중성구 억제인자(neurophil inhibitor factor), 신경영양인자, 뉴트린(neuturin) 등), 부갑상선호르몬, 릴랙신, 시크레틴, 소마토메딘, 인슐린 유사 성장인자, 부신피질 호르몬, 글루카곤, 콜레시스토키닌, 췌장 폴리펩타이드, 가스트린 방출 펩타이드, 코티코트로핀 방출인자, 갑상선 자극호르몬, 오토탁신(autotaxin), 락토페린(lactoferrin), 미오스타틴(myostatin), 수용체류(예: TNFR(P75), TNFR(P55), IL-1 수용체, VEGF 수용체, B 세포 활성인자 수용체 등), 수용체 길항물질(예: IL1-Ra 등), 세포표면항원(예: CD 2, 3, 4, 5, 7, 11a, 11b, 18, 19, 20, 23, 25, 33, 38, 40, 45, 69등), 단일클론 항체, 다중클론 항체, 항체 단편류(예: scFv, Fab, Fab', F(ab')2 및 Fd), 바이러스 유래 백신 항원 등을 예시할 수 있다.
상기 약물 전달체에 물리적으로 담지 혹은 화학적으로 결합하여 생체 내로 전달할 수 있는 핵산으로는 DNA, RNA, PNA, 올리고뉴클레오티드 등을 예시할 수 있다.
상기 약물 전달체에 물리적으로 생체활성물질을 담지하여 생체 내로 전달할 수 있는 세포에는 줄기세포, 섬유아세포, 혈관내피세포, 평활근세포, 신경세포, 연골세포, 골세포, 피부세포, 슈반세포 등을 예시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달체는 그 평균 직경이 25 내지 400 nm, 또는 50 내지 200 nm일 수 있다. 예컨대, 화학식 4 또는 5로 표시되는 블록 공중합체를 포함하는 나노 입자에 약물로서 독소루비신을 담지하여 약물 전달체를 형성할 경우, 상기 나노 입자의 평균 직경은 100 내지 200 nm일 수 있으며, 독소루비신 봉입율은 상기 나노 입자의 총 중량을 기준으로 5 내지 10 중량%로 높을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달체의 예시적인 작용을 도 1을 통해 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 항암 약물을 담지한 일 실시예의 블록 공중합체를 포함하는 약물 전달체(마이셀 형태)는 블록 공중합체에 포함되는, 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기(도시하지 않음)를 통해 면역 세포인 자연살해세포(natural killer cell)의 표면에 부착되어 면역 세포를 증강시키고, 증강된 면역 세포가 암세포를 인식하여 공격을 시작하게 되면 주변 환경이 산성으로 변하게 되면서 구조적 변화를 일으켜 상기 마이셀에 담지된 항암 약물이 방출되어 암세포의 사멸을 유도할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달체는 독성이 강한 항암 약물을 암세포 인근으로 정확히 전달할 수 있으므로, 항암 효과가 크나 비특이적인 독성으로 인해 부작용이 커 한계가 있던 화학적 항암 약물을 이용할 수 있으며, 더불어 항암 치료 효율 및 능력을 최대화할 수 있는 효과를 가진다. 또한, 일 실시예에 따른 약물 전달체는 면역 세포에 부착되어 혈류를 타고 흐르는 동안은 주변의 중성 환경에 의해 약물의 방출이 억제되어, 담지된 항암 약물에 의한 전신 독성을 회피할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상술한 블록 공중합체 및 약물을 포함하는 약물 전달체가 면역 세포 표면에 결합된 개질된 세포를 제공하는 것이다. 상기 개질된 세포는 상술한 비자연 유래 담체 및/또는 생체활성물질을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 면역 세포는 예컨대, T 세포, 자연살해세포, 수지상 세포(DC), 마크로파지, 마이크로글리아 세포, 및 이의 조합에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 면역 세포는 그 표면에 티올기를 포함하여, 일 실시예의 블록 공중합체와, 그에 포함되는 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 통해 결합됨으로써, 효과가 증강될 수 있다. 구체적으로, 상기 면역 세포는, T 세포 및 자연살해세포와 같이, 면역 시냅스를 형성하고 lytic granule을 방출하여 세포 살해 작용을 하는 것일 수 있다. 또한, 상기 면역세포는 면역 시냅스 인근에서 암 세포를 공격하는 동안 산성화되는 특징을 가질 수 있다. 상기 면역세포의 이러한 특성으로 인해, 암 세포 주변의 산성 환경에 감응하여, 일 실시예의 블록 공중합체의 소수성 제2 블록이 분해되거나 양이온화됨으로써, 블록 공중합체에 담지된 약물이 방출될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 상술한 블록 공중합체 및 항암 약물을 포함하는 항암용 약학적 조성물을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 또 다른 측면은, 상술한 블록 공중합체, 약물, 및 면역 세포를 포함하는 항암용 또는 감염 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
상기 암은 결장암, 폐암, 비소세포성 폐암, 골암, 췌장암, 피부암, 두부암, 경부암, 피부 흑색종, 안구내 흑색종, 자궁암, 난소암, 직장암, 위암, 항문부근암, 유방암, 나팔관암종, 자궁내막암종, 자궁경부암종, 질암종, 음문암종, 호지킨병(Hodgkin's disease), 식도암, 소장암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 백혈병, 급성 백혈병, 림프구 림프종, 방광암, 신장암, 수뇨관암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, 및 중추신경계(CNS; central nervous system) 종양에서 선택된 것일 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에서 약학적 조성물이란, 특정한 목적을 위해 투여되는 조성물을 의미한다. 본 발명의 목적상, 본 발명의 약학적 조성물은 암 질환이나 질병, 또는 감염을 예방하거나 치료하는 목적으로 사용되고, 이에 관여하는 단백질 및 약학적으로 허용 가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다. 또한, 상술한 비자연 유래 담체 및/또는 생체활성물질을 더 포함할 수 있다.
상기 약학적으로 허용 가능한 담체 또는 부형제는 정부의 규제부에 의해 승인된 것이나, 또는 척추 동물, 그리고 보다 특별하게는 인간에게 사용을 위한 정부 또는 기타 일반적으로 승인된 약전에서 리스트된 것을 의미한다.
비경구적인 투여에 적절하도록 약학적 조성물은 유성 또는 수성 담체를 갖는 현탁액, 용액 또는 에멀젼의 형태로 제조될 수 있고, 고체 또는 반고체의 형태로 제조될 수 있으며, 현탁제, 안정화제, 용해제 및/또는 분산제와 같은 제형화제를 포함할 수 있다. 본 형태는 멸균될 수 있고, 액체일 수 있다. 이것은 제조 및 저장의 조건 하에서 안정할 수 있고, 세균이나 곰팡이와 같은 미생물의 오염 작용에 대해 보존될 수 있다. 대안적으로, 약학적 조성물은 사용 전에 적절한 담체와 재구성을 위해 멸균 분말 형태일 수 있다. 약학적 조성물은 단위-복용량 형태로, 마이크로니들 패치에, 앰플에, 또는 기타 단위-복용량 용기에, 또는 다-복용량 용기에 존재할 수 있다. 또한, 약학적 조성물은 단지 멸균 액체 담체, 예컨대, 사용 바로 전에 주사용 물의 부가함을 요하는 동결-건조된(냉동건조) 상태로 보관될 수 있다. 즉시 주사용액 및 현탁액은 멸균 분말, 그래뉼 또는 타블렛으로 제조될 수 있다.
몇몇 비제한적인 실시형태에 있어서, 본 발명의 약학적 조성물은 액체로 제형화될 수 있고, 또는 액체 속에 미립구의 형태로 포함될 수 있다. 어떤 비 제한적인 실시형태에 있어서, 본 발명의 약학 조성물은 약학적으로 허용될 수 있는 화합물 및/또는 혼합물을 0.001 내지 100,000 U/kg 사이의 농도로 포함한다. 또한 어떤 비제한적인 실시형태에 있어서, 본 발명의 약학적 조성물에 적절한 부형제는 보존제, 현탁제, 안정화제, 염료, 완충제, 항균제, 항진균제, 및 등장화제, 예컨대, 설탕 또는 염화나트륨을 포함한다. 상기 안정화제는 보존 수명을 증가하기 위해 본 발명의 약학적 조성물에 선택적으로 사용된 화합물을 언급한다. 비제한적인 실시에 있어서, 안정화제는 당, 아미노산, 화합물, 또는 폴리머일 수 있다. 약학적 조성물은 하나 또는 그 이상의 약학적으로 허용될 수 있는 담체를 포함할 수 있다. 담체는 용매 또는 분산 배지일 수 있다. 약학적으로 허용될 수 있는 담체의 비제한적인 예는 물, 식염수, 에탄올, 폴리올(예, 글리세롤, 프로필렌 글리콜 및 액체 폴리에틸렌 글리콜), 오일, 및 이들의 적절한 혼합물을 포함한다. 또한 비경구용 제형은 멸균될 수 있다. 멸균 기술의 비제한적인 예는 세균-억제 필터를 통한 여과, 터미날 멸균화, 멸균 제제의 합체, 방사선 조사, 멸균 가스 조사, 가열, 진공 건조 및 동결 건조를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서 투여란, 어떠한 적절한 방법으로 환자에게 본 발명의 조성물을 도입하는 것을 의미하며, 본 발명의 조성물의 투여경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여 투여될 수 있다. 경구 투여, 복강 내 투여, 정맥 내 투여, 근육 내 투여, 피하 투여, 피내 투여, 비내 투여, 폐내 투여, 직장내 투여, 강내 투여, 또는 경막 내 투여가 이루어질 수 있으나, 본 발명의 약물 전달체를 포함하는 약학 조성물의 경우, 세포에 부착되어 화학요법 및 면역요법 모두를 수행해야 하므로 비경구 투여 적용이 바람직하며 주사제로 투여될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상술한 블록 공중합체 및 항암 약물을 개체에 투여하여 암 질환 또는 질병을 예방하거나 치료하는 방법을 제공하는 것이다. 상기 예방 또는 치료 방법은 상술한 블록 공중합체 및 약물을 포함하는 약학적 조성물을 약제학적 유효량으로 개체에 동시에 투여하여 수행될 수 있으며, 달리, 블록 공중합체와 약물을 시차를 두고 개체에 투여하여 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상술한 블록 공중합체, 약물, 및 면역 세포를 투여하여 암 질환이나 질병, 또는 감염을 예방하거나 치료하는 방법을 제공하는 것이다. 상기 예방 또는 치료 방법은 상술한 블록 공중합체, 약물 및 면역 세포를 포함하는 약학적 조성물을 개체에 약제학적 유효량으로 동시에 투여하는 것을 포함할 수 있으며, 달리, 블록 공중합체, 약물, 및 면역 세포를 시차를 두고 개체에 투여하여 수행될 수 있다.
본 발명에서 유효량은 암 질환의 종류, 질환의 중증도, 조성물에 함유된 유효 성분 및 다른 성분의 종류 및 함량, 제형의 종류 및 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자에 따라 조절될 수 있다.
본 발명에서 개체는 인간과 소, 말, 양, 돼지, 염소, 낙타, 영양 또는 개 등을 포함한 포유동물을 의미할 수 있으며, 인간을 제외한 포유동물을 의미할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면은 상술한 블록 공중합체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 블록 공중합체를 제조하는 방법은, S1) 친수성 제1 블록을 포함하는 친수성 중합체를 소수성 제2 블록을 포함하는 소수성 중합체와 반응시키는 단계; 및 S2) 친수성 중합체 또는 소수성 중합체에 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 화합물을 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 제조방법의 각 단계는 순서가 변경될 수 있다.
S1 단계는 친수성 중합체 및 소수성 중합체 중 하나에 제1 유도 작용기를 도입하는 단계; 및 제1 유도 작용기가 도입된 친수성 중합체 및 소수성 중합체 중 하나를, 소수성 중합체 및 친수성 중합체 중 다른 하나와 반응시키는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.
또한, S2 단계는 친수성 중합체 및 소수성 중합체 중 하나에 제2 유도 작용기를 도입하는 단계; 및 제2 유도 작용기가 도입된 친수성 중합체 및 소수성 중합체 중 하나를, 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 화합물과 반응시키는 단계를 포함하여 수행될 수 있다. 이 때, 제2 유도 작용기를 도입하는 단계는 S1 단계 전에 수행될 수도 있다. 또한, S2 단계는 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 화합물에 제3 유도 작용기를 도입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 일 실시예에 따른 블록 공중합체의 제조방법은, S1-1) 친수성 제1 블록을 포함하는 친수성 중합체에 제1 유도 작용기 및 제2 유도 작용기를 도입하는 단계; S1-2) 제1 유도 작용기 및 제2 유도 작용기를 포함하는 친수성 중합체를, 소수성 제2 블록을 포함하는 소수성 중합체와 제1 유도 작용기를 통해 반응시키는 단계; S2-1) 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 화합물에 제3 유도 작용기를 도입하는 단계; S2-2) 친수성 중합체, 소수성 중합체, 또는 이의 조합에, 제3 유도 작용기가 도입된 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 화합물을, 제3 유도 작용기를 통해 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제조방법의 각 단계는 순서가 변경될 수 있다. 예컨대, S2-1 단계가 S1-1 단계 전에 수행될 수 있다.
상기 친수성 중합체는 상술한 친수성 제1 블록을 포함하며, 친수성을 띠는 중합체를 의미한다. 친수성 중합체의 수평균분자량(Mn)은 특별한 제한이 없으나, 500 내지 5,000 g/mol, 구체적으로, 1,000 내지 3,000 g/mol, 또는 1,500 내지 2,500 g/mol일 수 있다. 친수성 중합체의 수평균분자량이 500 g/mol 미만이거나 반대로 5,000 g/mol을 초과하는 경우, 특정 pH 조건에서 친수성/소수성 균형에 의한 자기조합을 통해 마이셀을 형성하는 것이 어려울 수 있으며, 또는 마이셀이 형성되더라도 물에 용해되어 붕괴되거나 반대로 침전될 수 있다. 친수성 중합체는 예컨대 폴리에틸렌글리콜 계열 중합체일 수 있다.
상기 소수성 중합체는 상술한 소수성 제2 블록을 포함하며, 소수성을 띠는 중합체를 의미한다. 소수성 중합체의 수평균분자량(Mn)도 마찬가지로 특별한 제한이 없으나, 1,500 내지 27,000 g/mol, 3,000 내지 13,000 g/mol, 또는 3,000 내지 10,000 g/mol, 또는 4,500 내지 8,500 g/mol일 수 있다. 소수성 중합체는 예컨대 폴리(아미노 에스테르), 폴리(아미도아민), 폴리(아미노에스테르)(아미도아민)일 수 있다. 이들은 중합체 내에 존재하는 아민기로 인해 pH 조건에 따라 물에 대한 용해도가 달라지는 특성을 가지므로, pH 조건 변화에 따라 마이셀 구조를 형성하거나 또는 붕괴할 수 있다. 소수성 중합체는 당 업계에서 통상적으로 알려진 방법에 따라 제조될 수 있으며, 예컨대, 미첼반응을 통하여 비스아크릴레이트 화합물 또는 비스아크릴아마이드 화합물에 아민 계열 화합물을 중합시켜 얻을 수도 있다.
상기 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 화합물은 상술한 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 화합물을 의미한다. 구체적으로, 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 화합물은 디설파이드, 말레이미드, 알켄, 알킨 등일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 화합물은 말레이미드 또는 말레이미드 알킨일 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않는다.
상기 제1 유도 작용기는 친수성 중합체와 소수성 중합체를 연결하기 위해 친수성 중합체 또는 소수성 중합체에 도입되기 위한 작용기를 의미하며, 이러한 제1 유도 작용기는 친수성 중합체 또는 소수성 중합체에 존재하는 작용기의 종류에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예컨대, 친수성 중합체가 히드록시기를 포함하고, 소수성 중합체가 아민기를 포함할 경우, 소수성 중합체의 아민기와 반응할 수 있도록, 친수성 중합체의 히드록시기 위치에 제1 유도 작용기로서 알케닐기, 알키닐기, 또는 아크릴레이트기를 도입할 수 있으며, 이들은 라디칼 중합에 의해 친수성 중합체와 소수성 중합체를 연결/공중합시킬 수 있다. 또한, 용매의 선택 및 중합온도 등을 고려하면, 알케닐기, 알키닐기, 또는 아크릴레이트기와 같은 제1 유도 작용기는 친수성 중합체 및 소수성 중합체 중에, 친수성 중합체에 도입하는 것이 용이할 수 있다.
상기 제2 유도 작용기는 친수성 중합체 또는 소수성 중합체를 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 화합물과 연결하기 위해 친수성 중합체 또는 소수성 중합체에 도입되기 위한 작용기를 의미하며, 이는 친수성 중합체 또는 소수성 중합체에 존재하는 작용기와 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기의 종류에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예컨대, 친수성 중합체가 히드록시기를 포함할 경우, 친수성 중합체의 히드록시기 위치에 제2 유도 작용기로서 아자이드기를 도입할 수 있다.
상기 제3 유도 작용기는 친수성 중합체 또는 소수성 중합체를 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 화합물과 연결하기 위해 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 화합물에 도입되기 위한 작용기를 의미하며, 이는 친수성 중합체 또는 소수성 중합체에 존재하는 작용기와 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기의 종류에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예컨대, 친수성 중합체 또는 소수성 중합체에 아자이드기가 존재할 경우, 티올기와 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 화합물에 제3 유도 작용기로서 알케닐기, 알키닐기, 아크릴레이트기, 또는 디설파이드기를 도입할 수 있다. 이 중 알케닐기와 아자이드기는 click chemistry를 통해 반응이 이루어지는 등, 반응 조건이 매우 간단하여 단순한 과정을 통해 쉽게 반응을 진행시킬 수 있다는 장점이 있으나, 이에 특별히 제한되지 않는다.
상기 S1 단계에서, 친수성 중합체와 소수성 중합체의 반응 중량비는 (1 : 20) 내지 (20 : 1), 구체적으로 (1 : 10) 내지 (10 : 1), (1 : 10) 내지 (5 : 1), (1 : 5) 내지 (5: 1), (1 : 5) 내지 (3 : 1), (1 : 5) 내지 (2 : 1), 또는 (1 : 5) 내지 (1 : 1)일 수 있다. 상기 반응 중량비가 해당 범위를 벗어나는 경우에는 최종 블록 공중합체 내 소수성 블록이 너무 적어서 마이셀을 형성하지 못하고 용해되어 있는 상태로 존재하거나 소수성 블록이 너무 많아 마이셀을 형성하지 못하고 침전될 수 있다. 또한, 친수성 중합체와 소수성 중합체의 반응 몰비는 (1 : 5) 내지 (5 : 1)일 수 있으며, 구체적으로 (1 : 4) 내지 (4 : 1), (1 : 3) 내지 (3 : 1), (1 : 2) 내지 (3 : 1), 또는 (1 : 1) 내지 (3 : 1)일 수 있다. 상기 반응 몰비를 조절함으로써 이중 블록 공중합체, 삼중 블록공중합체 또는 그 이상의 다양한 블록 형태를 형성할 수 있다.
상기 제조방법에 따라 제조된 공중합체의 분자량 범위는 특별한 제한은 없으나, 1,000 내지 50,000 g/mol일 수 있으며, 구체적으로, 2,000 내지 45,000 g/mol, 3,000 내지 40,000 g/mol, 4,000 내지 30,000 g/mol, 또는 5,000 내지 20,000 g/mol일 수 있다. 분자량이 1,000 g/mol 미만인 경우 특정 pH에서 블록 공중합체 마이셀이 형성되기 어려울 뿐만 아니라 형성되더라도 물에 용해되어 붕괴되기 쉽다. 또한, 분자량이 50,000 g/mol을 초과하는 경우 친수성/소수성의 밸런스가 깨져 특정 pH에서 마이셀이 형성하지 못하고 침전될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예는, 상술한 블록 공중합체를 준비하는 단계; 상기 블록 공중합체, 용매, 및 수용액을 혼합하여 나노 입자를 형성하는 단계를 포함하는, 블록 공중합체를 포함하는 나노 입자의 제조방법을 제공한다. 예컨대, 상기 나노 입자를 형성하는 단계는 상기 블록 공중합체 및 용매를 먼저 혼합한 후, 수용액을 혼합하여 마이셀을 형성하여 수행될 수 있다.
상기 용매는 톨루엔, 클로로포름, 테트라하이드로퓨란, 다이메틸 설폭사이드, 다이메틸 포름아마이드, 메틸렌 클로라이드 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 마이셀을 형성하는 단계는 교반, 가열, 초음파 주사, 유화법을 이용한 용매증발법, 매트릭스 형성 또는 유기용매를 이용한 투석법 등의 방법을 단독 또는 병행하여 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 상술한 블록 공중합체를 준비하는 단계; 상기 블록 공중합체 및 약물을 혼합하여 약물 전달체를 형성하는 단계를 포함하는, 상술한 블록 공중합체 및 약물을 포함하는 약물 전달체의 제조방법을 제공한다. 예컨대, 상기 약물 전달체를 형성하는 단계는 상기 블록 공중합체, 약물, 및 용매를 먼저 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 상기 혼합물에 수용액을 첨가하여 마이셀을 형성하여 수행될 수 있다. 상기 용매 및 마이셀 형성 방법은 상술한 바와 같다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는, 상술한 블록 공중합체를 준비하는 단계; 상기 블록 공중합체, 약물, 및 면역세포를 혼합하여 개질된 세포를 형성하는 단계를 포함하는, 상술한 약물 전달체 및 면역세포를 포함하는 개질된 세포의 제조방법을 제공한다. 예컨대, 상기 개질된 세포를 형성하는 단계는 상기 블록 공중합체 및 약물을 포함하는 나노 입자를 형성한 후 면역세포를 혼합하여 수행될 수 있다. 면역세포의 표면에 존재하는 티올기와, 상기 나노 입자의 표면에 노출되는 티올과 특이적으로 결합하는 작용기가 결합하여, 개질된 세포를 형성할 수 있다. 상기 용매 및 나노 입자 형성 방법은 상술한 바와 같다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1. 블록 공중합체 및 약물 전달체의 합성 및 특성 평가
실시예 1.1. 블록 공중합체 중 친수성 제1 블록을 포함하는 친수성 중합체의 합성
친수성 제1 블록, 소수성 제2 블록, 및 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하는 블록 공중합체를 합성하기 위해, 먼저 친수성 블록을 포함하는 친수성 중합체로 작용하는 acrylate-PEG-N3를 도 2와 같은 방법으로 합성하였다. 먼저, 분자량 2,000 Da인 PEG(10.000 g; 5.0 mmol)를 차가운 CH2Cl2 160 mL에 용해시킨 뒤, 20 mL의 CH2Cl2에 용해시킨 Ag2O(1.738 g; 7.5 mmol)와 KI(0.332 g; 2.0 mmol), TsCl(1 g; 5.25 mmol)을 강하게 저어주며 첨가하였다. 이 반응은 2시간 동안 질소 대기에서 진행되었으며, 반응의 생성물은 실리카겔에 의해 걸러졌다. 이 반응 생성물에서 용매를 제거한 뒤 재결정하여 순수한 tosylate-PEG-OH(화합물 1)를 수득하였다. 이 반응의 수득률은 81%로 측정되었다.
이후 tosylate-PEG-OH(화합물 1)(4.000 g; 1.86 mmol)에 NaN3(0.605 g; 9.3 mmol)를 40 mL DMF 용매 하에서 첨가하고, 65℃ 온도에서 18시간 동안 저어주었다. 실온으로 온도를 낮춘 후 DMF를 진공 조건 하에서 제거한 뒤 CH2Cl2에 녹인 후 실리카 겔에 통과시켜 HO-PEG-N3(화합물 2)를 얻었다. 이 반응의 수득률은 76%로 측정되었다.
마지막으로 이렇게 얻은 HO-PEG-N3(화합물 2)(2.0 g, 0.980 mmol)를 차가운 CH2Cl2 15 mL에 TEA(0.397 mL; 3.980 mmol)와 함께 녹였다. 이 혼합물에 acryloyl chloride(0.266 mL; 2.940 mmol)을 15 mL CH2Cl2에 녹인 용액을 질소 대기 하에서 한 방울씩 천천히 첨가하였다. 모든 첨가가 끝난 후 반응물은 서서히 실온으로 식을 수 있도록 24시간 동안 질소 대기 하에서 저어주었다. 용매를 진공으로 제거한 뒤 남은 반응물을 THF 용매에 다시 녹여 Et3N·HCl 염을 제거한 뒤, diethyl ether에 침전을 통해 최종 생성물 acrylate-PEG-N3(화합물 3)를 수득하였다. 이 반응의 수득률은 75%로 측정되었다.
상기 화합물 1 내지 3에 대한 1H NMR(CDCl3)의 결과는 도 3에 나타냈다.
실시예 1.2. 블록 공중합체 중 소수성 제2 블록을 포함하는 소수성 중합체의 합성
지속적으로 블록 공중합체를 합성하기 위해, 소수성 제2 블록을 포함하는 소수성 중합체로 작용하는 분자량 10,000 Da의 Mal-PEG-PBAE-PEG-Mal가 도 4와 같은 방법으로 합성되었다.
먼저, TMDP(4,4'-trimethylenedipiperidine)(M1, 0.542 g; 2.578 mmol)과 HDDA(hexane-1,6-diyl diacrylate)(M2, 0.500 g; 2.210 mmol)를 10 mL의 무수 CH2Cl2에 용해시킨 후, 2일간 40℃에서 중합을 진행하였으며, 이로부터 poly(β-aminoester)(PBAE)(화합물 4)를 합성하였다. 상기 화합물 4에 대한 1H NMR(CDCl3)의 결과는 도 5에 나타냈다.
실시예 1.3. 블록 공중합체의 합성
이후 상기 실시예 1.1에서 합성된 acrylate-PEG-N3(화합물 3)(0.794 g; 0.382 mmol)를 2 mL 무수 CH2Cl2에 용해하여 반응에 첨가하였다. 2일간 40℃에서 반응을 진행한 결과, N3-PEG-PBAE-PEG-N3(화합물 5)가 합성되었고 이는 diethyl ether에 대한 침전으로 정제되었다. 이 반응의 수득률은 93%로 측정되었다.
마지막으로 copper mediated click chemistry를 통해 alkyne-maleimide(0.032 g; 0.230 mmol)를 N3-PEG-PBAE-PEG-N3(화합물 5)(0.500 g, 0.045 mmol)에 부착하였다. 두 반응물을 10 mL DMF에 1-(prop-2-ynyl)-1H-pyrrole-2,5-dione(0.008 g, 0.045 mmol)과 함께 용해하였고, 질소를 주입하는 환경 하에서 30분간 반응하였다. 이후 질소 대기 하에서 CuBr(0.007 g; 0.045 mmol)을 첨가하였고, 24시간 동안 45℃에서 click chemistry가 진행되었다. 이후 실리카 겔에 통과시켜 구리 촉매를 제거하였고 diethyl ether에 침전하여 Mal-PEG-PBAE-PEG-Mal 공중합체(화합물 6)를 수득하였다.
상기 화합물 5 및 6에 대한 1H NMR(CDCl3)의 결과는 도 5에 나타냈다.
실시예 1.4. 약물 전달체의 형성
상기 블록 공중합체 및 약물을 포함하는 약물 전달체(ReMi)를 형성하기 위해, 상기 실시예 1.3에서 합성된 100 mg의 Mal-PEG-PBAE-PEG-Mal 공중합체(화합물 6)를 4 mL DMSO에 용해하였고, 50 μg/mL 농도의 항암 약물 독소루비신(Doxorubicin; DOX)을 첨가하였다. 이후 혼합물을 강하게 섞어주는 동안 20 mL의 증류수를 한 방울씩 첨가하였고, 이후 30분간 더 저어주었다. 이 용액은 3,500 Da 크기의 투석 멤브레인을 통해 증류수에 대하여 투석되었다. 이렇게 얻어진 ReMi는 동결건조하여 보관하였다.
실시예 1.5. 산성도가 증가하면 형광이 증가하는 지시 비드의 합성
아민기로 개질화된 폴리스티렌 비드(200 nm, 5.68x1011 particles)와 SPDP(succinimidyl 3-(2-pyridyldithio)propionate)(1.16 mg; 3.7248 μmol)을 5 mL DMSO에 녹인 후 30분간 상온에서 흔들면서 반응시켰다. 이후 10 mM TCEP(tris(2-carboxyethyl)phosphine)(1.43 mg; 5 μmol)을 첨가한 뒤 30분 동안 상온에서 섞어주었다. 이후 pHrodo-Maleimide 형광체 (0.6 mg, 0.65 μmol)을 첨가하여 1시간 동안 상온 암조건에서 섞어주었다. 이후 잔여 아민 잔기를 제거하기 위해 NHS-PEG-Maleimide(5000 Da; 31.04 mg; 6.208 μmol)를 첨가하여 24시간 동안 상온 암조건에서 반응시켰다. 이렇게 합성이 완료된 비드를 4000 rpm으로 2분간 원심분리한 뒤 상층액을 제거하여 지시 비드를 수득하였다.
실시예 1.6. 약물 전달체의 특성 분석
상기 실시예 1.4에서 형성된 약물 전달체(ReMi)가 pH 변화에 따라 자극 감응성을 가지는지 확인하기 위해, pH 11, pH 7.5, 및 pH 5.5 조건, 그리고 pH 7.5 상태로 3일간 방치된 조건에서 동역학적 광산란 장비(Dynamic light scattering; DLS)를 이용해 평균 수화 크기 분포를 계산하여 도 6에 나타냈다.
도 6에 나타낸 바와 같이, ReMi는 산성 조건에서만 분해되어 수화 크기가 감소하는 것을 확인하였고, 3일동안 방치된 후에도 크기를 유지하는 것으로부터 일상 조건에서 안정함을 확인하였다. 이 결과는 도 7에 나타낸 투과 전자 현미경 이미지로도 확인할 수 있었다.
실시예 1.7. 약물 전달체의 약물 방출 제어 특성 분석
상기 실시예 1.4에서 형성된 약물 전달체(ReMi)가 pH 변화에 따라 약물의 방출 거동이 변화하는지 확인하기 위해, pH에 따른 ReMi의 약물 방출 거동을 독소루비신(DOX)의 특징적인 형광 파장(ex = 495 nm; ex = 595 nm)에서 형광을 측정하여 확인하였다. pH가 각각 7.5와 5.5로 설정된 수용액 조건에 ReMi을 투여하고 투석을 통해 방출되는 DOX의 형광 세기를 형광 광도계를 통해 측정하여 도 8에 나타냈다.
상기 도 8를 통해 산성 환경에서는 ReMi에서 48시간 이내에 70%의 약물이 방출되는 것을 확인하였고, 중성 조건에서는 같은 시간 동안 20% 내외의 약물만이 외부로 방출되는 것을 확인하였다.
실시예 1.8. 약물 전달체의 세포 부착 특성 분석
상기 실시예 1.4에서 형성된 약물 전달체(ReMi)가 면역세포에 성공적으로 부착될 수 있음을 확인하기 위해, ReMi를 자연살해세포(NK cell; natural killer cell)와 함께 배양한 뒤, 30분 후 세포를 채취하여 현미경 시료를 제작하였다. 이렇게 제작한 현미경 시료를 형광현미경으로 관찰하여 도 9에 나타냈다.
상기 도 9에 나타낸 바와 같이, ReMi가 성공적으로 면역세포 표면에 부착하였음을 확인하였다.
실시예 2. 약물 전달체를 이용한 암세포 인식 및 공격 여부 확인
상기 실시예 1.4에서 형성된 약물 전달체(ReMi)를 자연살해세포 표면에 부착시킨 후, 4시간 동안 연속하여 형광 현미경 이미지를 촬영하였으며, 이의 이미지를 도 10 및 도 11에 나타냈다. 이때 자연살해세포의 표면은 상기 실시예 1.5에 따라 제조된 산성도가 높아질수록 형광의 세기가 증가하는 지시 비드로 개질하였다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 암세포를 공격하는 자연살해세포에 의해 주변 환경의 산성도가 점차 높아지는 것을 확인하였다.
도 11에 나타낸 바와 같이 항암 약물이 담지된 ReMi를 4시간 동안 연속하여 형광현미경으로 관찰한 결과, 자연살해세포가 암세포를 인식하고 공격함을 시작으로 ReMi에서 항암 약물인 독소루비신이 방출되는 것을 형광의 세기가 증가함을 통해 확인하였다.
즉, 암세포를 인식하고 공격하는 면역세포의 주변 산성도가 증가하고 이를 통해 약물 전달체에서 약물이 방출될 수 있음을 확인하였다.
실시예 3. 약물 전달체의 안정성 평가
세포 독성 평가를 통해 약물 전달체의 안정성을 확인하였다. 8,000개의 A549-LUC 세포, 또는 24,000개의 NK-92MI 세포를 96-well 세포 배양 플레이트에 분주 후 1일 동안 배양하였다. 이후 0.3 μM 독소루비신을 담지하고 있는 ReMi 20 μL를 각 well에 첨가하고 12시간 동안 배양하였다. 그 다음 MTS 세포 독성 평가 방법을 통해 세포의 사멸 여부를 확인하여 도 12에 나타냈다.
도 12에 나타낸 바와 같이, ReMi는 그 자체만으로는 암세포와 자연살해세포를 손상시키지 않음을 확인하였다.
실시예 4. 약물 전달체에 의해 증강된 면역세포 항암 작용 효과 확인
세포 독성 평가를 통해 약물 전달체에 의해 증강된 면역세포의 항암 작용을 확인하였다. 8,000개의 A549-LUC 세포를 96-well 세포 배양 플레이트에 분주 후 1일 동안 배양하였다. 그 다음, well당 1x103 cell의 밀도로 A549-LUC 세포를 분주하고, 하기 표 1에 나타낸 조건대로 시료를 각 well에 첨가하여 12시간 동안 배양하였다. 이후 MTS 세포 독성 평가 방법을 통해 세포의 사멸 여부를 확인하여 도 13에 나타냈다. 이때 도 13에 나타낸 결과는 독소루비신과 자연살해세포를 공동 투여하였을 때(DOX+NK)의 항암 능력을 100%로 하고, 또 PBS만을 처리하였을 때의 항암 능력을 0%로 환산하여 그래프로 나타낸 것이며, ReMi는 상기 실시예 1.4에서 제조된, 0.3 μM 독소루비신을 담지하고 있는 것을 이용하였으며, ReNK는 ReMi가 부착된 자연살해세포를 의미한다.
시료명 ReMi의 투여량 자연살해세포의 투여밀도 DOX 처리 농도 Ciliobrevin D 처리 농도
PBS - - - -
DOX - - 0.3 μM -
DOX+NK - 2.4x104 cell / well 0.3 μM -
ReMi 20 μL - 0.3 μM -
NK - 2.4x104 cell / well - -
NK+CD - 2.4x104 cell / well - 100 μM
ReNK 20 μL 2.4x104 cell / well 0.3 μM -
ReNK+CD 20 μL 2.4x104 cell / well 0.3 μM 100 μM
도 13에 나타낸 바와 같이, 자연살해세포의 lytic granule 형성을 억제하는 Ciliobrevin D(CD)를 투여하면(NK+CD 또는 ReNK+CD) 자연살해세포의 전반적인 항암 능력이 저하됨을 확인하였으며, 이는 lytic granule에 의해 약물 전달이 실현되는 시스템의 당위성을 잘 설명한다. 한편, ReNK의 경우 70%에 해당하는 항암 능력을 나타내는 것을 확인하였고, 이를 통해 항암 면역 요법과 항암 화학 요법의 동시 전달이 효율적임을 확인하였으며, 약물을 담지한 약물 전달체를 자연살해세포에 부착하여 투여할 경우, 면역 요법 및 화학 요법의 약물 전달 시스템을 동시에 구현 가능하므로 항암 효과가 높아지는 것을 확인했다.
실시예 5. 동물모델을 통한 약물 전달체의 항암 작용 효과 확인
암컷 Balb/c-nu/nu 마우스들에 A549-LUC 세포를 1 X 107 cells/mouse로 정맥 주사 접종하였다. 1일 후에 하기 표 2와 같은 조건으로 실험군마다 다른 샘플을 정맥 주사하였고, 다시 1일 후에 쥐의 심장혈을 채혈하여 혈장 내의 IFN-γ 수치를 ELISA로 측정하여 도 14에 나타냈다. 여기서, ReNK는 ReMi가 부착된 자연살해세포를 의미하며, ReMi는 상기 실시예 1.4에서 제조된, 0.3 μM 독소루비신을 담지하고 있는 것을 이용하였다. 또한, IFN-γ는 면역 사이토카인으로, IFN-γ가 높을수록 암 세포 독성이 높은 것을 의미한다.
시료명 자연살해세포의 투여밀도 DOX 처리 농도
PBS - -
DOX - 1 mg/kg
DOX+NK 1x107 cell 1 mg/kg
NK 1x107 cell -
ReNK 1x107 cell 0.65 mg/kg
도 14에 나타낸 바와 같이, ReNK를 암세포가 투여된 쥐에 투여하였을 때에 유의미하게 IFN-γ 수치가 증가하는 것을 확인하였고, 이는 자연살해세포의 세포 독성이 활발하게 나타나고 있음을 의미한다. 또한, 본 in vivo 실험에서 ReNK는 실시예 4의 in vitro 실험과 달리 NK+DOX보다도 현저히 우수한 결과를 나타내는데, 이는 약물 전달체가 자연살해세포에 부착되어 암세포를 표적화하여 약물을 방출함에 따른 것으로 이해된다. 따라서, ReMi는 자연살해세포에 부착되어 자연살해세포를 강화하고 이로써 항암 작용 효과를 현저히 높이는 것을 확인하였다.
실시예 6. 동물모델을 통한 약물 전달체의 전이성 종양형성 억제 효과 확인
암컷 Balb/c-nu/nu 마우스들에 A549-LUC 세포를 1 X 107 cells/mouse로 정맥 주사 접종하였다. 1일 후에 상기 표 2와 같은 조건으로 실험군마다 다른 샘플을 정맥 주사하였고, 투여 후 3주간 암의 성장을 위해 사육되었다. 이후 일부의 마우스들은 luciferase를 복강 주사한 뒤 안락사하여 폐를 채취한 뒤, in vivo imaging system을 통해 A549-LUC의 발광을 도 15와 같이 측정하여, 정량화하여 도 16에 나타냈다. 다른 일부의 마우스들은 마취된 상태로 양성자 단층 촬영(PET) 이미지를 얻어 도 17에 나타냈으며, 이후 안락사하여 폐를 채취한 뒤 ex vivo 양성자 단층 촬영 이미지를 획득하여 도 18에 나타냈다. 도 17 및 도 18의 이미지를 정량화하여 도 19에 나타냈다.
도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, ReNK를 투여한 실험군이 다른 실험군에 비해 암의 크기가 현저히 작음을 확인하여, 전이성 종양형성 억제 효과가 우수함을 확인하였다.
또한 도 17 내지 도 19에 나타낸 바와 같이, 역시 ReNK를 투여한 실험군이 다른 실험군에 비해 암 세포의 발광이 낮음으로써 in vivo 및 ex vivo 모두에서 면역세포를 강화하여 전이성 종양의 형성이 억제되는 것을 확인하였다.
상기 실시예 1 내지 6의 결과로부터, 본 발명의 약물 전달체가 마이셀 구조로 자연살해세포 표면에 부착되어 암세포 살상 능력이 우수한 강한 면역세포로 변화시키는 것을 확인하였으며, 이와 같이 강한 면역세포에 의해 항암 효과가 우수하다는 것을 알 수 있었다.

Claims (32)

  1. 삭제
  2. 삭제
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  7. 삭제
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  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 친수성 제1 블록; 소수성 제2 블록; 및 티올과 특이적으로 결합할 수 있는 작용기를 포함하며, 하기 화학식 7로 표시되는, 블록 공중합체:
    [화학식 7]
    Figure 112021125412248-pat00015

    p 및 r은 각각 독립적으로 5 내지 100의 정수이며, q는 1 내지 60의 정수임.
  25. 제24항에 따른 블록 공중합체를 포함하는 나노 입자.
  26. 제25항에 따른 나노 입자 및 약물을 포함하는 약물 전달체.
  27. 제26항에 있어서, 상기 약물은 항암제, 증식억제 또는 화학치료 약물, 진통제, 항염증제, 구충제, 항부정맥제, 항세균제, 항바이러스제, 항응고제, 우울증치료제, 당뇨병치료제, 간질치료제, 항곰팡이제, 항통풍제, 고혈압치료제, 말라리아치료제, 편두통 치료제, 항무스카린제, 항신생물제, 발기부전 개선제, 면역억제제, 항원충제, 갑상선 치료제, 항불안제, 진정제, 최면제, 신경이완제, β-차단제, 강심제, 코르티코스테로이드, 이뇨제, 파킨슨병치료제, 위장관제, 히스타민 수용체 길항제, 각질용해제, 지질 조정제, 협심증 치료제, Cox-2 억제제, 류코트리엔 억제제, 매크로라이드, 근육이완제, 영양제, 마약성 진통제, 단백질분해제 억제제, 성호르몬, 자극제, 근육 이완제, 항삼투제, 비만치료제, 인지기능 항진제, 요실금치료제, 양성 전립선 비대 치료제, 필수 지방산, 및 비필수 지방산, 및 이의 조합에서 선택되는 것인, 약물 전달체.
  28. 제26항에 따른 약물 전달체 및 면역 세포를 포함하는 개질된 세포.
  29. 제28항에 있어서, 상기 면역 세포는 T 세포, 자연살해세포, 수지상 세포(DC), 마크로파지, 마이크로글리아 세포, 및 이의 조합에서 선택되는 것인, 개질된 세포.
  30. 제24항에 따른 블록 공중합체 및 항암 약물을 포함하는 항암용 약학적 조성물.
  31. 제30항에 있어서, 상기 암은 결장암, 폐암, 비소세포성 폐암, 골암, 췌장암, 피부암, 두부암, 경부암, 피부 흑색종, 안구내 흑색종, 자궁암, 난소암, 직장암, 위암, 항문부근암, 유방암, 나팔관암종, 자궁내막암종, 자궁경부암종, 질암종, 음문암종, 호지킨병(Hodgkin's disease), 식도암, 소장암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 백혈병, 급성 백혈병, 림프구 림프종, 방광암, 신장암, 수뇨관암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, 및 중추신경계(CNS; central nervous system) 종양에서 선택되는 것인, 항암용 약학적 조성물.
  32. 제24항에 따른 블록 공중합체, 약물, 및 면역 세포를 포함하는 항암용 또는 감염 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2019407590B2 (en) * 2018-12-17 2022-08-04 Gi Cell, Inc. Block copolymer comprising hydrophilic first block, hydrophobic second block, and functional group capable of specifically binding to thiol

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013079381A (ja) 2007-05-03 2013-05-02 Sungkyunkwan Univ Foundation For Corporate Collaboration ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体及びその製造方法、並びにそれを用いた薬物伝達体

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HUP9900662A3 (en) * 1995-08-10 2006-04-28 Kataoka Kazunori Block polymer having functional groups at both ends
KR100574341B1 (ko) * 2003-11-18 2006-04-26 학교법인 성균관대학 썰폰아마이드 이용 ｐＨ 민감성 블록공중합체의 제조 방법및 그에 의한 블록공중합체와 마이셀
KR100732013B1 (ko) * 2005-03-18 2007-06-25 성균관대학교산학협력단 ｐＨ 민감성 블록 공중합체 및 이를 이용한 고분자 마이셀
KR100665672B1 (ko) * 2005-04-13 2007-01-09 성균관대학교산학협력단 새로운 온도 및 ｐＨ 민감성 블록 공중합체 및 이를 이용한고분자 하이드로겔
JP2009534309A (ja) 2006-03-31 2009-09-24 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 治療剤の標的化送達のためのシステム
WO2008124632A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-16 Massachusetts Institute Of Technology Amphiphilic compound assisted nanoparticles for targeted delivery
KR20080095130A (ko) * 2007-04-23 2008-10-28 한국과학기술연구원 ｐＨ 민감성 블록공중합체를 이용한 약물전달체 제조 및응용
KR100941774B1 (ko) * 2007-09-06 2010-02-11 성균관대학교산학협력단 인체안전성이 우수한 온도 및 피에치 민감성 블록공중합체및 이의 제조방법과 이를 이용한 약물전달체
US10750738B2 (en) 2008-01-31 2020-08-25 Transmedics, Inc. Systems and methods for ex vivo lung care
US20110151566A1 (en) 2009-12-23 2011-06-23 James Hedrick Biodegradable polymers, complexes thereof for gene therapeutics and drug delivery, and methods related thereto
KR101586866B1 (ko) * 2010-04-14 2016-01-21 가톨릭대학교 산학협력단 약물 전달을 위한 ｐＨ-민감성 나노입자 및 이의 제조방법
WO2012040513A1 (en) 2010-09-22 2012-03-29 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Compositions and methods for the delivery of beta lapachone
KR101386176B1 (ko) * 2010-11-12 2014-04-18 성균관대학교산학협력단 피에이치 민감성 폴리머좀 및 이의 제조방법
US9511152B2 (en) * 2012-04-05 2016-12-06 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Multicolored pH-activatable fluorescence nanoplatform
CN103316354A (zh) * 2013-05-27 2013-09-25 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 肿瘤靶向多肽-聚乙二醇-聚乳酸复合物及制备方法和应用
KR101554703B1 (ko) * 2014-02-21 2015-09-23 전북대학교산학협력단 벤조일옥시신남알데히드-폴리에틸렌글리콜 결합 마이셀에 아연 프로토포르피린을 담지한 pH 감응형 항암 전구약물 및 이의 제조방법
US20160331845A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-17 The Johns Hopkins University Compositions of nucleic acid-containing nanoparticles for in vivo delivery
CN204824845U (zh) 2015-06-23 2015-12-02 首都师范大学 酶参与化学振荡的小型开放式反应器
AU2016295602B2 (en) * 2015-07-22 2019-11-14 Gnt Biotech & Medicals Corporation PH-sensitive linkers for delivering a therapeutic agent
KR102023058B1 (ko) * 2016-03-25 2019-09-19 사회복지법인 삼성생명공익재단 이중 이온 pH-민감성 공중합체를 이용한 허혈성 뇌질환 치료용 약물 전달체
EP3530291A1 (en) * 2018-02-27 2019-08-28 Universite De Geneve Bi-functionalizable amphiphilic diblock copolymers, conjugates and uses thereof
AU2019407590B2 (en) * 2018-12-17 2022-08-04 Gi Cell, Inc. Block copolymer comprising hydrophilic first block, hydrophobic second block, and functional group capable of specifically binding to thiol

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013079381A (ja) 2007-05-03 2013-05-02 Sungkyunkwan Univ Foundation For Corporate Collaboration ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体及びその製造方法、並びにそれを用いた薬物伝達体

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