KR20140038288A - 표적화된 리포솜 - Google Patents

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KR20140038288A
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cancer
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cationic liposome
melphalan
temozolomide
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KR1020130018724A
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에이치. 장 에스더
상수 김
레이트 안토니나
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조지타운 유니버시티
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Abstract

본 발명은 약물 전달의 분야, 구체적으로 양이온성 리포솜-기반의 약물 전달의 분야의 것이다. 실시형태에서, 본 발명은 리포솜의 뇌 종양을 비롯한 종양으로의 전달에 유용한 리간드-표적화된(예컨대, 항체- 또는 항체 단편-표적화된) 리포솜의 제조 방법을 제공한다. 실시형태에서, 리포솜은 원발성 또는 전이성 뇌 종양의 치료를 위해 테모졸로마이드를 혈액-뇌 장벽을 가로질러 전달한다. 리포솜으로 치료될 수 있는 추가의 암은 신경내분비 종양, 흑색종, 전립선, 두경부, 난소, 폐, 간, 유방, 비뇨생식기, 위, 결장직장, 자궁경부, 지방육종, 횡문근육종, 융모막암종, 췌장, 망막모세포종 및 기타 유형의 암을 포함한다. 다른 실시형태에서, 리포솜은 다발성 골수종, 혈액의 다른 종양 또는 다른 고형 종양의 치료를 위해 멜팔란을 전달한다. 또 다른 실시형태에서, 리포솜은 유기인계 중독의 치료를 위해 아트로핀을 비롯한 다른 약물을 전달할 수 있다.

Description

표적화된 리포솜{Targeted liposomes}
본 발명은 약물 전달 분야에 있으며, 구체적으로는 양이온성 리포솜-기반의 약물 전달의 분야에 있다. 실시형태에서, 본 발명은 리포솜의 뇌 종양을 비롯한 종양으로의 전달에 유용한 리간드-표적화된(예컨대, 항체- 또는 항체 단편-표적화된) 리포솜의 제조 방법을 제공한다. 실시형태에서, 리포솜은 원발성 또는 전이성 뇌 종양의 치료를 위하여 혈액-뇌 장벽을 가로질러 테모졸로마이드(temozolomide)를 전달한다. 리포솜으로 치료될 수 있는 추가의 암에는 신경내분비 종양, 흑색종, 전립선, 두경부, 난소, 폐, 간, 유방, 비뇨생식기, 위, 결장직장, 자궁경부, 지방육종, 횡문근육종, 융모막암종, 췌장, 망막모세포종, 다발성 골수종 및 기타 유형의 암이 포함된다. 다른 실시형태에서, 리포솜은 다발성 골수종, 다른 혈액 종양 또는 다른 고형 종양의 치료를 위해 멜팔란(melphalan)을 전달한다. 또 다른 실시형태에서, 리포솜은 혈액-뇌 장벽을 가로질러 다른 약물, 예컨대 아트로핀(atropine), 페메트렉세드(pemetrexed) 또는 이리노테칸(irinotecan)을 전달할 수 있다.
원발성 뇌 종양, 및 특히 신경교종은 가장 치료하기 어려운 암 중의 하나이다. 원발성 종양에 더하여, 다양한 원발성 공급원[대부분 폐(60%), 유방(20%) 및 흑색종(10%)]으로부터의 전이성 뇌암이 년간 150,000명이 넘는 환자에서 진단된다(문헌[Newton H and Malkin M (2010) Neurologic Complications of Systemic Cancer and Antineoplastic Therapy. Informa Healthcare]). 따라서, 뇌암을 위한 개선된 치료법이 절실히 필요하며, 이는 미국 국립 암센터가 뇌암을 그의 상위 5개 자금 우선사항 중 하나로 둔 사실에 의해 확인된다. 약물 발견 및 표적화된 치료법의 개발에서의 최근의 발전에도 불구하고, 지난 수년에 걸친 뇌암 환자의 예후에서의 향상의 결여는 대부분 치료제가 혈액-뇌 장벽(BBB)을 가로지를 수 없는 것 때문이다(문헌[Blakeley, J. (2008): Drug delivery to brain tumors. Current Neurology & Neuroscience Reports, 8:235-241]).
다형성 교모세포종(glioblastoma multiforme, GBM)을 위한 현행의 치료법의 표준은 외과적 절제에 이은, 방사선요법 및 테모졸로마이드(TMZ)를 사용한 화학요법이다. 2세대 알킬화(메틸화)제인 TMZ는 세포독성 DNA 손상을 야기하며, 악성 뇌교종(AA)의 치료를 위해서도 승인되어 있으며, 다른 비-CNS 고형 종양으로부터의 뇌 전이의 치료를 위해 임상 시험 중에 있다. 활성의 메카니즘 및 약리학적 특성이 최근에 검토되었다(문헌[Tentori L and Graziani G (2009) Recent Approaches to Improve the Antitumor Efficacy of Temozolomide. Current Medicinal Chemistry 16: pp 245-257]; 및 문헌[Mrugala MM, Adair J and Kiem H P (2010) Temozolomide: Expanding Its Role in Brain Cancer. Drugs of Today 46: pp 833-846]). TMZ는 비교적 잘 용인되나(문헌[Jiang G, Wei Z P, Pei D S, Xin Y, Liu Y Q and Zheng J N (2011) A Novel Approach to Overcome Temozolomide Resistance in Glioma and Melanoma: Inactivation of MGMT by Gene Therapy. Biochemical and Biophysical Research Communications 406: pp 311-314]), 골수억제, 호중구감소증(neutropenia) 및 혈소판 감소증은 그의 부작용 중 하나이며, 치료 용량은 이들에 의해 제한된다. 또한, 확장된 TMZ 투여 요법이 림프구감소증 및 기회 감염을 야기하는 것으로 관찰되었다(문헌[Tentori L and Graziani G (2009) Recent Approaches to Improve the Antitumor Efficacy of Temozolomide. Current Medicinal Chemistry 16: pp 245-257]). 경구 투여된 TMZ의 비-종양 특이적 흡수로부터 야기되는 광범위한 조직 분포는 이들 부작용의 주요 원인이다. 따라서, TMZ의 종양-표적화된 전달은 이들 부작용을 감소시키는 데 도움이 될 수 있다.
TMZ는 GBM 환자의 하위집단에서 생존 이익을 나타내었으나, 이러한 증가 중앙값은 단독의 방사선치료에 비하여 오직 2.5개월이다(문헌[Chamberlain MC (2010) Temozolomide: Therapeutic Limitations in the Treatment of Adult High-Grade Gliomas. Expert Review of Neurotherapeutics 10: pp 1537-1544]). 또한, 최근의 연구에 의해, GBM 환자의 60 내지 75% 및 AA 환자의 50%가 TMZ로부터 이익을 얻지 않음이 나타났다(문헌[Chamberlain MC (2010) Temozolomide: Therapeutic Limitations in the Treatment of Adult High-Grade Gliomas. Expert Review of Neurotherapeutics 10: pp 1537-1544]). 화학요법의 실패는 짧은 순환 반감기, p-당단백질에 의한 종양으로부터의 약물의 유출, 약물에 대한 종양의 내성 및 혈액-뇌 장벽을 가로지르지 못함을 비롯한 많은 인자에 기인할 수 있다. TMZ에 대한 내성의 주요 메카니즘은 O6-메틸구아닌-DNA-메틸 트랜스퍼라제(MGMT)의 과발현인데, 이는 O6-구아닌 부가물을 제거함으로써 TMZ-유도된 DNA 손상을 수선한다(문헌[Mrugala MM, Adair J and Kiem H P (2010) Temozolomide: Expanding Its Role in Brain Cancer. Drugs of Today 46: pp 833-846]). 따라서, 예를 들어, p53 종양 억제자 유전자의 종양 특이적 전달을 통하여 MGMT 활성을 하향 조절하기 위한 수단은 TMZ의 치료 효과를 증진시킬 것이다.
따라서, 뇌 및 기타 암의 치료를 위한 새로운 치료법을 개발하는 것이 시급하게 요구된다. 본 발명은 테모졸로마이드의 전달을 위한 양이온성-리포솜-기반의 약물 전달 시스템을 제공함으로써 이들 요구를 충족시킨다.
실시형태에서, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법이 제공된다. 이러한 방법은 적절하게는 에탄올 중의 하나 이상의 양이온성 지질을 포함하는 지질 용액을 제조하는 단계, 테모졸로마이드의 용액을 제조하는 단계, 지질 용액을 테모졸로마이드의 용액과 혼합하는 단계, 지질 및 테모졸로마이드의 혼합물을 수용액 내로 주입하여, 이에 의해 테모졸로마이드 양이온성 리포솜을 형성하는 단계 및 테모졸로마이드 양이온성 리포솜을 리간드와 혼합하여, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜을 형성하는 단계로서, 상기 리간드가 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트(conjugate)되지는 않는 것인 단계를 포함한다.
리간드는 적절하게는 단쇄 Fv 항체 단편, 예컨대 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)를 비롯한 항체, 항체 단편 또는 단백질이다.
테모졸로마이드의 용액은 적절하게는 다이메틸 설폭사이드(DMSO) 중에서 제조된다. 테모졸로마이드의 용액은 적절하게는 약 1mM 내지 약 200mM, 또는 약 50mM 내지 약 200mM의 농도로 제조된다.
실시형태에서, 지질 용액은 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함한다.
지질:테모졸로마이드의 몰비는 적절하게는 약 0.1:1 내지 약 5:1, 더욱 적절하게는 약 0.5:1 내지 약 2:1 또는 약 1:1이다. 리포솜의 농도는 적절하게는 약 1mM 내지 약 2mM, 또는 약 2mM 내지 약 10mM이다.
실시형태에서, 리간드:지질의 중량비는 약 0.01:1 내지 약 0.5:1, 더욱 적절하게는 약 0.3:1 내지 약 0.4:1이다. 실시형태에서, TfRscFv:지질의 중량비는 약 0.33:1이다.
적절하게는, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법이 제공된다. 실시형태에서, 상기 방법은 에탄올 중에서 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 지질 용액을 제조하는 단계, 테모졸로마이드의 용액을 제조하는 단계, 지질 용액을 테모졸로마이드의 용액과 혼합하는 단계, 지질 및 테모졸로마이드의 혼합물을 수용액 내로 주입하여, 이에 의해, 테모졸로마이드 양이온성 리포솜을 형성하는 단계, 및 테모졸로마이드 양이온성 리포솜을 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)와 혼합하여, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체를 형성하는 단계로서, 상기 TfRscFv가 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 것인 단계를 포함한다.
다른 실시형태에서, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법이 제공된다. 실시형태에서, 상기 방법은 에탄올 중에서 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 지질 용액을 제조하는 단계, 멜팔란의 용액을 제조하는 단계, 지질 용액을 멜팔란의 용액과 혼합하는 단계, 지질 및 멜팔란의 혼합물을 수용액 내로 주입하여, 이에 의해 멜팔란 양이온성 리포솜을 형성하는 단계, 및 멜팔란 양이온성 리포솜을 예컨대 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)를 포함하는 리간드와 혼합하여, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체를 형성하는 단계로서, 상기 리간드(예컨대, TfRscFv)가 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 것인 단계를 포함한다.
추가의 실시형태에서, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는 환자에서의 암의 치료 방법이 제공된다. 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체는 적절하게는 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 양이온성 리포솜, 테모졸로마이드 및 상기 양이온성 리포솜과 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 리간드를 포함한다.
추가의 실시형태에서, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는 환자에서의 암의 치료 방법이 제공된다. 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체는 적절하게는 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 양이온성 리포솜, 멜팔란 및 상기 양이온성 리포솜과 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 리간드를 포함한다.
실시형태에서, 투여는 정맥내(IV), 종양내(IT), 병변내(IL), 에어로졸, 경피(percutaneous), 경구, 내시경, 국소, 근육내(IM), 피내(ID), 안내(IO), 복강내(IP), 설하(SL), 경피(transdermal, TD), 비내(IN), 뇌내(IC), 장기내(예컨대, 간내), 서방형 삽입물 또는 피하 투여, 또는 삼투압 펌프 또는 기계식 펌프를 사용한 투여를 통한 것이다.
치료될 암은 적절하게는 뇌암, 예컨대 신경교종 또는 성상세포종이다.
다른 실시형태에서, 치료될 암은 전이성 뇌 종양, 신경내분비 종양, 흑색종, 전립선, 두경부, 난소, 폐, 간, 유방, 비뇨생식기, 위, 결장직장, 자궁경부, 지방육종, 횡문근육종, 융모막암종, 췌장, 망막모세포종, 다발성 골수종 및 기타 유형의 암이다.
다른 실시형태에서, 리포솜은 다발성 골수종의 치료를 위하여 멜팔란을 전달한다.
다른 실시형태에서, 리포솜은 다른 약물, 예컨대 아트로핀, 페메트렉세드 또는 이리노테칸 및/또는 그들의 유도체를 전달할 수 있다.
실시형태에서, 상기 방법은 표적화된 테모졸로마이드, 멜팔란, 아트로핀, 페메트렉세드 또는 이리노테칸 양이온성 리포솜 복합체와 병용하여 환자에게 추가의 치료법을 시행하는 단계를 추가로 포함한다. 추가의 치료법은 적절하게는 화학치료제, 소분자의 투여, 방사선요법 또는 핵산-기반의 치료법을 포함한다. 실시형태에서, 핵산-기반의 치료법은 야생형 p53을 발현하는 플라스미드 DNA를 포함하는 양이온성 리포솜 복합체의 투여를 포함한다. 실시형태에서, 추가의 치료법은 암 세포에서 MGMT의 영향을 하향조절하거나, 변경시키거나 다르게는 무효화시키는 임의의 분자의 투여를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 추가의 치료법은 아세틸콜린의 생성, 또는 아세틸콜린의 아세틸콜린 수용체로의 결합을 방해하는 임의의 분자의 투여를 포함한다.
실시형태에서, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는 환자에서의 뇌암의 치료 방법이 제공된다. 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체는 적절하게는 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 양이온성 리포솜, 테모졸로마이드 및 상기 양이온성 리포솜과 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)를 포함한다.
또한, 적절하게는 본 명세서에 기재된 방법에 의해 제조된 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는 환자에서의 암의 치료 방법이 제공된다.
다른 실시형태에서, 표적화된 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는 환자에서의 다발성 골수종의 치료 방법이 제공된다. 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체는 적절하게는 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 양이온성 리포솜, 멜팔란 및 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)를 포함한다.
다른 실시형태에서, 표적화된 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는 환자에서의 임의의 암의 치료 방법이 제공된다. 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체는 적절하게는 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 양이온성 리포솜, 멜팔란 및 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)를 포함한다.
또한, 적절하게는 본 명세서에 기재된 방법에 의해 제조된 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는 환자에서의 암의 치료 방법이 제공된다.
또한, 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 양이온성 리포솜, 야생형 p53을 발현하는 플라스미드 DNA 및 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)를 포함하는 양이온성 리포솜 복합체; 및 테모졸로마이드를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는 환자에서의 뇌암의 치료 방법이 제공된다.
실시형태의 추가의 실시형태, 특징 및 이점뿐 아니라 다양한 실시형태의 구조 및 운영이 첨부된 도면을 참고하여 하기에 상세하게 기재된다.
도 1은 U251 세포 생존 대 유리 TMZ 및 본 명세서에 기재된 바와 같은 TMZ를 포함하는 3가지 양이온성 리포솜에 대한 TMZ의 농도를 보여주는 도면;
도 2는 U87 세포 생존 대 유리 TMZ 및 본 명세서에 기재된 바와 같은 TMZ를 포함하는 양이온성 리포솜에 대한 TMZ의 농도를 보여주는 도면;
도 3a는 T98G 세포 생존 대 유리 TMZ 및 본 명세서에 기재된 바와 같은 TMZ를 포함하는 표적화된 양이온성 리포솜에 대한 TMZ의 농도를 보여주는 도면;
도 3b는 KMS-11 세포 생존 대 유리 TMZ 및 본 명세서에 기재된 바와 같은 TMZ를 포함하는 표적화된 양이온성 리포솜에 대한 TMZ의 농도를 보여주는 도면;
도 4a는 마에스트로(Maestro)(상표명) 생체 내 형광 영상화 시스템을 사용한 뇌 종양의 형광 세기를 보여주는 도면;
도 4b는 유리 TMZ 및 scL-TMZ로의 처리에 대하여 반응하는 U87MG-luc2 교모세포종 종양 이식편의 핵자기 공명 영상법(MRI) 영상;
도 5는 유리 TMZ 또는 scL-TMZ로의 처리 후에 MRI로 측정된 뇌 종양의 크기를 보여주는 도면;
도 6은 유리 TMZ 및 scL-TMZ로 치료된 마우스의 생물발광 영상화를 보여주는 도면;
도 7은 유리 TMZ 및 scL-TMZ로 치료된 마우스의 추가의 생물발광 영상화를 보여주는 도면;
도 8은 유리 TMZ 및 scL-TMZ로 치료된 마우스의 생물발광 신호 세기의 정량화를 보여주는 도면;
도 9는 유리 TMZ 및 scL-TMZ로 치료된 마우스의 생물발광 신호 세기의 정량화를 보여주는 도면;
도 10은 유리 TMZ 및 scL-TMZ로의 치료 동안 및 그 후의 마우스의 체중 측정치를 보여주는 도면;
도 11은 유리 TMZ 및 scL-TMZ로 치료된 동물의 장기간 생존을 증명하는 카플란-마이어 플롯(Kaplan-Meier plot)을 보여주는 도면;
도 12는 상이한 용량의 유리 TMZ 및 scL-TMZ로 치료된 동물에 대한 장기간 생존을 증명하는 카플란-마이어 플롯을 보여주는 도면;
도 13은 유리 TMZ 및 scL-TMZ의 효과를 증명하는 뇌 종양의 중량을 보여주는 도면;
도 14는 뇌 종양으로부터 분리된 단일 세포의 절단된 카스파제(caspase)-3 항체 염색에 의해 결정시 세포자멸사의 수준에 대한 유세포 분석 결과를 보여주는 도면;
도 15는 유리 TMZ 및 scL-TMZ로 치료된 마우스에 대한 종양 크기를 보여주는 도면;
도 16은 유리 TMZ 및 scL-TMZ로 치료된 마우스의 체중을 보여주는 도면;
도 17은 피하 T98G 이종이식 종양으로부터 분리된 CD133+ CSC 및 CD133- 비-CSC의 TUNEL 염색을 보여주는 도면;
도 18은 피하 T98G 뇌 종양으로부터의 SSEA-1+ CSC의 절단된 카스파제-3 항체 염색에 의해 평가된 세포자멸사의 수준을 보여주는 도면;
도 19는 T98G 세포 생존 대 유리 TMZ, 본 명세서에 기재된 바와 같은 scL-TMZ 및 p53 유전자를 발현하는 표적화된 양이온성 리포솜과 함께 scL-TMZ의 조합물에 대한 TMZ의 농도를 보여주는 도면;
도 20은 전신 투여된 scL-6FAM-ODN의 U251 이종이식 뇌 종양으로의 종양-표적화된 전달을 보여주는 도면;
도 21은 전신 투여 후에 U251 이종이식 종양으로부터 분리된 CD133+ 및 CD133- 비-CSC 세포에서의 scL-전달된 6FAM-ODN 흡수의 유세포분석을 보여주는 도면;
도 22는 전신 투여 후의 scL-전달된 ODN에 의한 IC GBM에서의 CSC의 종양 특이적 표적화를 보여주는 도면;
도 23은 TMZ의 세포로의 첨가 후의 XTT 검정 및 IC50 값을 보여주는 도면;
도 24는 SGT-53 + TMZ의 조합물의 상승 효과를 보여주는 제노겐(Xenogen)을 사용한 U87 IC 종양의 생물발광 영상화를 보여주는 도면;
도 25는 IC U87 GBM 상에서의 SGT-53 + TMZ의 상승 효과를 보여주는 도면;
도 26은 전신 투여된 scL-p53 + TMZ의 조합물의 상승 효과를 보여주는 도면;
도 27은 TMZ 치료에 대한 SGT-53 감수성이 GBM의 IC U87 모델에서 생존을 유의하게 증가시키는 것을 증명하는 카플란-마이어 플롯을 보여주는 도면;
도 28은 TMZ 치료에 대한 SGT-53 감수성이 GBM의 IC TMZ 내성 모델(T98G 세포)에서 생존을 유의하게 증가시키는 것을 증명하는 카플란-마이어 플롯을 보여주는 도면;
도 29는 나타낸 바와 같은 치료-후 세포자멸사에 있는 종양 세포의 백분율을 보여주는 도면;
도 30은 전신 복합 p53 유전자 요법에 의한 T98G TMZ-내성 뇌 종양 세포 및 SQ 이종이식 종양에서의 MGMT 발현의 하향 조절을 보여주는 도면;
도 31은 전신 복합 p53 유전자 요법에 의한 T98G TMZ-내성 두개내 뇌 종양에서의 MGMT 발현의 하향 조절을 보여주는 도면;
도 32는 scL-p53에 대한 제안된 투여 스케쥴을 보여주는 도면;
도 33은 KMS-11 세포 생존 대 유리 MEL 및 본 명세서에 기재된 바와 같은 MEL을 포함하는 표적화된 양이온성 리포솜에 대한 MEL의 농도를 보여주는 도면;
도 34는 캡슐화되지 않은 MEL과, 표적화 부분이 없는 Lip/MEL 및 전체 scL/MEL 복합체뿐 아니라 리포솜 단독의 비교를 보여주는 도면;
도 35는 캡슐화되지 않은 MEL과, 신선한 scL/MEL 복합체 및 동결건조된 scL/MEL 복합체의 비교를 보여주는 도면;
도 36은 KMS-11 세포 상의 표적화된 p53 치료법의 효과를 보여주는 도면; 및
도 37은 KMS-11 세포 상의 유리 단독(캡슐화되지 않은) MEL, scL/MEL 단독, 또는 유리(캡슐화되지 않은) 또는 scL 캡슐화된 MEL + scL-p53의 조합물의 효과를 보여주는 도면이다.
본 명세서에 나타내고 기재된 특정 구현예가 예일 뿐이며, 본 출원서의 범주를 어떠한 방식으로든 다르게 제한하는 것으로 의도되지 않는 것이 인식되어야 한다.
본 명세서에서 언급된 공개된 특허, 특허 출원서, 웹사이트, 회사 명칭 및 과학 문헌은 각각이 구체적으로 그리고 개별적으로 참고로 포함되는 것을 나타내는 것과 동일한 범위로 그들 전문이 참고로 본 명세서에 포함된다. 본 명세서에 언급된 임의의 참고문헌과 본 명세서의 상세한 설명의 특정 교시 간의 임의의 상충은 후자에 유리하게 해결될 것이다. 이와 같이, 단어 또는 어구의 해당 분야에 알려진 정의와 본 명세서의 상세한 설명에 구체적으로 교시된 바와 같은 단어 또는 어구의 정의 간의 임의의 상충은 후자에 유리하게 해결될 것이다.
또한, 본 명세서에 사용되는 단수형 "하나의(a 또는 an)" 및 "상기(the)"는 특별히 문맥에서 명백히 달리 나타내지 않는 한 이들이 언급하는 용어들의 복수 형태를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "약"은 대략, 정도, 거의 또는 ~쯤을 의미한다. 용어 "약"이 수치 범위와 함께 사용되는 경우, 이는 열거된 수치의 초과 및 미만의 경계를 연장함으로써 그 범위를 한정한다. 일반적으로, 용어 "약"은 본 명세서에서 언급된 수치의 20% 변화를 갖는 초과 및 미만의 수치로 한정하는 것으로 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 및 과학적 용어는 달리 정의되지 않는 한, 본 출원서가 속한 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 의미를 갖는다. 당업자에게 알려져 있는 다양한 방법 및 재료가 본 명세서에서 참조된다.
실시형태에서, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은 적절하게는 에탄올 중에서 하나 이상의 양이온성 지질을 포함하는 지질 용액을 제조하는 단계를 포함한다. 테모졸로마이드의 용액을 제조한다. 지질 용액을 테모졸로마이드의 용액과 혼합한다. 양이온성 지질 및 테모졸로마이드의 혼합물을 수용액 내로 주입하여, 이에 의해 테모졸로마이드 양이온성 리포솜을 형성한다. 이어서, 테모졸로마이드 양이온성 리포솜을 리간드와 혼합하여, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체를 형성한다. 상기 리간드는 적절하게는 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나, 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는다.
실시형태에서, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은 적절하게는 에탄올 중에서 하나 이상의 양이온성 지질을 포함하는 지질 용액을 제조하는 단계를 포함한다. 멜팔란의 용액을 적절하게는 멜팔란의 용해를 조장하기에 충분한 염산을 함유하는 무수 에탄올 중에서 제조한다. 지질 용액을 멜팔란의 용액과 혼합한다. 양이온성 지질 및 멜팔란의 혼합물을 수용액 내로 주입하여, 이에 의해 멜팔란 양이온성 리포솜을 형성한다. 이어서, 멜팔란 양이온성 리포솜을 리간드와 혼합하여, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체를 형성한다. 상기 리간드는 적절하게는 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나, 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는다.
실시형태에서, 표적화된 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은 적절하게는 에탄올 중에서 하나 이상의 양이온성 지질을 포함하는 지질 용액을 제조하는 단계를 포함한다. 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 용액을 적절한 용매, 예컨대 무수 에탄올, DMSO, 물 또는 완충 용액, 예컨대 인산염 완충액 또는 HEPES 완충액 또는 TRIS 완충액 중에서 제조한다. 지질 용액을 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 용액과 혼합한다. 양이온성 지질 및 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 혼합물을 수용액 내로 주입하여, 이에 의해 양이온성 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드 리포솜을 형성한다. 이어서, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드 양이온성 리포솜을 리간드와 혼합하여, 표적화된 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드 양이온성 리포솜 복합체를 형성한다. 상기 리간드는 적절하게는 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나, 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는다.
용어 "복합체", "나노복합체", "리포솜 복합체" 및 "양이온성 리포솜 복합체"는 본 발명의 양이온성 리포솜을 지칭하기 위하여 상호교환적으로 사용된다.
본 명세서에서 기재되는 테모졸로마이드는 세포독성 DNA 손상을 야기하는 2세대 알킬화(메틸화)제이며, 또한 악성 뇌교종(AA)의 치료를 위해 승인되었다. 하기에 나타낸 테모졸로마이드의 구조는 하기의 실험식을 갖는다: C6H6N6O2.
Figure pat00001
실시형태에서, 테모졸로마이드의 염, 예컨대 HCl 염도 또한 본 명세서에 기재된 방법에서 사용될 수 있다.
테모졸로마이드(TMZ)의 용액은 적절하게는 다이메틸 설폭사이드(DMSO) 또는 다른 적절한 용매 중에서 제조한다. TMZ의 용액을 임의의 원하는 농도로 제조할 수 있다. 실시형태에서, 용액 중의 TMZ의 농도는 약 0.1mM 내지 약 500mM, 더욱 적절하게는 약 1mM 내지 약 200mM, 약 50mM 내지 약 200mM, 약 50mM 내지 약 100mM, 또는 약 50mM, 약 60mM, 약 70mM, 약 80mM, 약 90mM, 약 100mM, 약 110mM, 약 120mM, 약 130mM, 약 140mM, 약 150mM, 약 160mM, 약 170mM, 약 180mM 또는 약 200mM이다.
멜팔란은 나이트로겐 머스타드(nitrogen mustard) 알킬화제의 부류에 속하는 항신생물제(antineoplastic agent)이다. 알킬화제는 알킬기(CnH2n+1)를 DNA에 부가한다. 이는 이미다졸 고리의 7번 질소 원자에서 DNA의 구아닌 염기에 알킬기를 부착시킨다. 하기에 나타낸 멜팔란의 구조는 하기의 실험식을 갖는다: C13H18Cl2N2O2.
Figure pat00002
멜팔란의 용액은 적절하게는 멜팔란 또는 다른 적절한 용매의 용해를 조장하기에 충분한 염산을 함유하는 무수 에탄올 중에 제조한다. 멜팔란의 용액을 임의의 원하는 농도로 제조할 수 있다. 실시형태에서, 용액 중의 멜팔란의 농도는 약 0.1mM 내지 약 500mM, 더욱 적절하게는 약 1mM 내지 약 200mM, 약 50mM 내지 약 200mM, 약 50mM 내지 약 100mM 또는 약 50mM, 약 60mM, 약 70mM, 약 80mM, 약 90mM, 약 100mM, 약 110mM, 약 120mM, 약 130mM, 약 140mM, 약 150mM, 약 160mM, 약 170mM, 약 180mM 또는 약 200mM이다.
적절하게는, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 용액을 적절한 용매, 예컨대 무수 에탄올, DMSO, 물 또는 완충 용액, 예컨대 인산염 완충액 또는 HEPES 완충액 또는 TRIS 완충액 중에서 제조한다. 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 용액을 임의의 원하는 농도로 제조할 수 있다. 실시형태에서, 용액 중의 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 농도는 약 0.1mM 내지 약 500mM, 더욱 적절하게는 약 1mM 내지 약 200mM, 약 50mM 내지 약 200mM, 약 50mM 내지 약 100mM, 또는 약 50mM, 약 60mM, 약 70mM, 약 80mM, 약 90mM, 약 100mM, 약 110mM, 약 120mM, 약 130mM, 약 140mM, 약 150mM, 약 160mM, 약 170mM, 약 180mM 또는 약 200mM이다.
다양한 지질이 본 명세서에 기재된 방법에서 유용하다. PCT 출원 공개 공보 WO99/25320호에는 몇몇 양이온성 리포솜의 제제가 기술되어 있다. 적절한 리포솜의 예로는 포스파티딜콜린(PC), 포스파티딜세린(PS)뿐 아니라, 다이올레오일트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 다이올레오일포스파티딜에탄올아민(DOPE) 및/또는 콜레스테롤(chol)의 혼합물; 다이메틸다이옥타데실암모늄 브로마이드(DDAB) 및 DOPE 및/또는 chol의 혼합물이 포함된다. 지질의 비는 TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 페메트렉세드 또는 이리노테칸의 로딩 및 특정 표적 세포 유형에서의 흡수의 효율이 최적화되도록 변하게 할 수 있다. 리포솜은 하나 이상의 양이온성 지질 및 하나 이상의 중성 또는 헬퍼(helper) 지질의 혼합물을 포함할 수 있다. 양이온성 지질(들) 대 중성 또는 헬퍼 지질(들)의 바람직한 비는 약 1:(0.5-3), 바람직하게는 1:(1-2)이다 (몰비). 본 명세서에 기재된 양이온성 리포솜의 제조에서 사용하기 위한 예시적인 지질은 당업계에 잘 알려져 있으며, 예를 들어, 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함한다.
본 명세서에 기재된 방법의 실시에서 유용한 다양한 지질의 비의 예에는 하기의 것이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다:
LipA DOTAP/DOPE 1:1 몰비
LipB DDAB/DOPE 1:1 몰비
LipC DDAB/DOPE 1:2 몰비
LipD DOTAP/Chol 1:1 몰비
LipE DDAB/Chol 1:1 몰비
LipG DOTAP/DOPE/Chol 2:1:1 몰비
LipH DDAB/DOPE/Chol 2:1:1 몰비
(DOTAP = 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판, DDAB = 다이메틸다이옥타데실암모늄 브로마이드; DOPE = 다이올레오일포스파티딜에탄올아민; chol = 콜레스테롤).
본 명세서에서 사용되는 지질은 적절하게는 본 명세서에 기재된 복합체를 제조하기 전에, 에탄올(예컨대, 무수 에탄올) 중에서 제조한다.
복합체의 지질 성분의 에탄올 중의 용해성에 따라, DMSO 또는 다른 적절한 용매 중에 용해된 적절한 양의 TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드를 지질 혼합물에 첨가한다. 지질 혼합물을 적절하게는 TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 첨가 전에, 그리고 그 동안에 약 50 내지 60℃의 온도로 유지한다.
리포솜을 제조하기 위하여, 지질 및 TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 용액을 수용액 내로 주입하여, 리포솜을 형성한다. 본 명세서에서 사용되는 "주입된"은 지질 및 TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 용액을 수용액에 강제 동원하거나, 이에 이르게 하는 것을 의미한다. 수용액은 적절하게는 물이지만, 추가의 완충액 및 염이 수용액에 존재할 수 있다. 실시형태에서, 내독소가 없는 LAL 시약 수(적절하게는 내독소 함량이 0.005 EU/㎖ 미만)(바이오휘태커(BioWhittaker))이다. 주입은 적절하게는 주사기 또는 유사 장치를 사용하여 수행하여 리포솜이 생성된다. 실시형태에서, 수용액을 지질/TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드 용액의 첨가 동안 빠르게 교반하여, 리포솜 형성을 촉진시킨다.
압출 또는 초음파분해가 본 명세서에 기재된 방법에 따라 원하는 크기 및 제타 포텐셜(Zeta Potential) 특징을 갖는 리포솜을 형성하는데 필요하지 않는 것이 예기치 않게 관찰되었다. 실시형태에서, 리포솜의 초음파분해 및/또는 압출은 특별히 개시된 방법으로부터 배제된다. 추가의 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 표적화된 양이온성 리포솜의 제조 방법은 적절하게는 열거된 요소로 이루어지거나 본질적으로 이로 이루어진다. 이러한 실시형태에서, 압출과 같은 단계의 부가는 이러한 방법에 대한 재료 변경으로 여겨지며, 이에 따라, 본질적으로 기재된 요소로 이루어진 이러한 방법으로부터 특별히 배제한다.
지질(클로로포름 중의)을 함께 혼합하고, 건조될 때까지 증발시키고, 용액 중의 약물을 함유하는 물로 재구성함에 의한 리포솜의 제조(약물의 리포솜 캡슐화를 위한 통상의 절차)는 균질한 집단을 생성하지 않았다. 광산란에 의한 측정은 불량한 결과를 제공하며, 품질 보고는 누적 부합 오차(cumulant fit error)가 높음을 나타내었으며, 이에 따라, 데이터 품질은 누적 분석에 매우 불량하였고, 시료는 누적 분석에 대하여 매우 다분산이었다. 이러한 제제에 대한 Z-평균(d-㎚)은 743.9㎚였다(수평균).
이어서, 본 명세서에 기재된 주입 방법에 따라 형성된 테모졸로마이드, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드 양이온성 리포솜을 리간드와 혼합하여, 표적화된 테모졸로마이드, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드 양이온성 리포솜을 형성한다. 기재된 바와 같이, 리간드는 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나, 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는다. 다른 실시형태에서, 리간드는 양이온성 리포솜에 화학적으로 컨쥬게이트될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "리간드"는 양이온성 리포솜에 화학적으로 컨쥬게이트되거나, 또는 이와 직접 회합(associated)/복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지 않을 수 있는 임의의 적절한 표적화 부분을 지칭한다. 리간드가 양이온성 리포솜과 직접 회합/복합체화되는 실시형태에서, 링커, 스페이서(spacer) 또는 다른 가교 분자가 리간드를 리포솜에 복합체화하기 위해 사용되지 않는다. 본 발명의 실시에서 사용하기 위한 예시적인 리간드는 단백질(예컨대, 트랜스페린 또는 엽산), 펩티드(예컨대, L-37pA), 항체, 항체 단편(Fab' 단편 및 단쇄 Fv 단편(scFv) 포함) 및 당(예컨대, 갈락토스)뿐 아니라 다른 표적화 분자를 포함하나 이에 한정되지 않는다.
예시적인 실시형태에서, 전체 항체 또는 항체 단편을 리간드로 사용하여 본 발명의 복합체를 만들 수 있다. 적절한 실시형태에서, 항체의 Fab 단편 및 단쇄 Fv 단편을 포함하는 항체 단편을 사용한다. 적절한 하나의 항체는 항-트랜스페린 수용체(항-TfR) 단클론성(monoclonal) 항체이며, 적절한 항체 단편은 항-TfR 단클론성 항체를 기반으로 한 scFv(TfRscFv)이다. scFv는 분자량 근사치 26,000의 단쇄 폴리펩티드로서 이러한 MAb에 의해 인식되는 TfR의 에피토프에 대한 완전한 항체 결합 부위를 함유한다. scFv는 중쇄 및 경쇄로부터의 VH 및 VL 가변 도메인 성분을 각각 적절하게 설계된 펩티드와 연결시킴으로써 형성되며, 상기 펩티드는 VH-펩티드-VL 또는 VL-펩티드-VH 중 어느 하나의 순서로 제1 가변 영역의 C-말단과 제2 가변 영역의 N-말단을 가교결합시킨다. 추가의 리간드, 예컨대 본 명세서에 기재된 것은 또한 본 발명의 실시에서 사용될 수 있다.
일 실시형태에서, 시스테인 부분을 scFv의 C-말단에 첨가한다. 이론에 의해 제한하고자 하는 것은 아니지만, 유리 설프하이드릴기를 제공하는 시스테인은 화학적으로 컨쥬게이트된 실시형태 및 화학적으로 컨쥬게이트되지 않은 실시형태 둘 모두에서, 항체와 리포솜 간의 복합체의 형성을 증가시킬 수 있는 것으로 여겨진다. 시스테인과 함께, 또는 이것 없이, 단백질은 이. 콜라이(E. coli) 봉입체에서 발현된 다음, 리폴딩되어(refolded), 활성 형태의 항체 단편이 생성될 수 있다.
적절한 리간드, 예컨대 단백질/펩티드, 항체 또는 항체 단편은 표적 세포의 표면 및 바람직하게는 표적 세포 상에서 차등적으로 발현되는 수용체에 결합할 것들이다. 리간드를 실온에서, 그리고 약 1:10(0.01:1) 내지 약 1:50, 적절하게는 약 1:20 내지 약 1:40(w:w)의 범위의 리간드(예컨대, 단백질, 항체 또는 항체 단편):지질 비(중량:중량)로 양이온성 리포솜과 혼합한다. 리간드:지질의 중량비는 적절하게는 약 0.01:1 내지 약 0.5:1, 약 0.3:1 내지 약 0.4:1, 또는 약 0.33:1이며, 이들 범위 내의 임의의 비가 포함된다. 리간드(예컨대, 단백질/펩티드, 항체 또는 항체 단편) 및 리포솜을 단기간, 전형적으로 약 10 내지 15분 동안 실온에서 인큐베이션되게 한다.
리포솜 복합체의 크기는 맬번 제타사이저(Malvern Zetasizer)(등록 상표) 3000 또는 맬번 제타사이저(등록 상표) 나노(NANO)-ZS를 사용하여 동적 광산란에 의해 측정시 전형적으로 약 5 내지 1000㎚의 범위 내에 있다. 개시내용의 전문이 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 공개 제2003/0044407호 및 미국 특허 출원 제11/520,796호를 참조하길 바란다. 리포솜의 크기는 단일의 피크로 나타나며, 이는 균질한 크기 분포를 나타낸다. 더욱 적절하게, 리간드의 첨가 전에 리포솜 복합체의 크기는 약 5㎚ 내지 약 500㎚, 약 5㎚ 내지 약 300㎚, 약 5㎚ 내지 약 200㎚, 약 5㎚ 내지 약 100㎚, 약 10㎚ 내지 약 70㎚, 또는 약 20㎚ 내지 약 60㎚의 범위 내에 있다. 리간드의 첨가 후의 리포솜 복합체의 크기는 적절하게는 약 5㎚ 내지 약 800㎚, 약 10㎚ 내지 약 500㎚, 약 20㎚ 내지 약 400㎚, 약 20㎚ 내지 약 200㎚, 또는 약 30㎚ 내지 약 200㎚의 범위 내에 있다.
본 명세서에 기재된 리포솜은 적절하게는 양의 제타 포텐셜을 갖는다. 리간드의 첨가 전의 리포솜의 제타 포텐셜은 적절하게는 약 1㎷ 내지 약 200㎷, 약 1㎷ 내지 약 100㎷, 약 10㎷ 내지 약 100㎷, 약 20㎷ 내지 약 60㎷, 또는 약 30㎷ 내지 약 50㎷이다. 리간드의 첨가 후의 리포솜의 적절한 제타 포텐셜은 약 1㎷ 내지 약 200㎷, 약 1㎷ 내지 약 100㎷, 약 10㎷ 내지 약 80㎷, 약 10㎷ 내지 약 60㎷ 또는 약 25㎷ 내지 약 50㎷이다.
실시형태에서, 본 명세서에 기재된 복합체를 형성하는데 사용된 리포솜은 입체적으로 안정화된 리포솜이다. 입체적으로 안정화된 리포솜은 친수성 폴리머, 예컨대 PEG, 폴리(2-에틸아크릴산), 또는 폴리(n-아이소프로필아크릴아미드)(PNIPAM)가 통합된 리포솜이다. 이러한 변형된 리포솜이 특히 유용할 수 있는데, 이는 변형된 리포솜이 전형적으로 그렇게 변형되지 않은 비교가능한 리포솜만큼 빠르게 세망내피계에 의해 혈류로부터 제거되지 않기 때문이다. 본 발명의 입체적으로 안정화된 리포솜 복합체를 제조하기 위하여, 테모졸로마이드, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드를 포함하는 양이온성 리포솜을 상술된 바와 같이 제조한다. 이러한 리포솜에 생리적으로 허용되는 완충액 중의 PEG 폴리머의 용액을 약 0.1:100(PEG의 n㏖:리포솜의 n㏖), 적절하게는 약 0.5:50, 예를 들어, 약 1:40(PEG의 n㏖:리포솜의 n㏖) 비로 첨가한다. 생성된 용액을 폴리머가 리포솜 복합체로 통합되게 하기에 충분한 시간 동안 실온에서 인큐베이션시킨다. 리간드(예컨대, 단백질/펩티드, 항체 또는 항체 단편)는 이어서, 실온에서, 그리고 약 1:5 내지 약 1:40(w:w)의 범위의 리간드(예컨대, 단백질):지질 비로, 안정화된 리포솜 복합체와 혼합한다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 리간드(예컨대, 단백질/펩티드, 항체 또는 항체 단편)는 적절하게 리간드와 리포솜 사이의 상호작용(예컨대, 정전기, 반데르발스 또는 다른 화학적으로 컨쥬게이트되지 않는 상호작용)을 통하여 리포솜과 직접 회합(복합체화)된다. 일반적으로, 화학적으로 컨쥬게이트되지 않는 경우, 리간드와 리포솜을 부착시키는데 링커 또는 스페이서 분자(예컨대, 폴리머 또는 다른 분자)를 사용하지 않는다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 추가의 실시형태에서, 리간드(예컨대, 단백질/펩티드, 항체 또는 항체 단편)는 예를 들어, 말레이미딜기 또는 다른 설프하이드릴-반응성기를 함유하는 양이온성 리포솜과 리간드(예컨대, 단백질/펩티드, 항체 또는 항체 단편) 상의 황 원자 간의 화학적 상호작용을 통하여 양이온성 리포솜에 화학적으로 컨쥬게이트된다. 이러한 직접적인 화학적 컨쥬게이션 방법은 미국 특허 출원 제09/914,046호(출원일: 2001년 10월 1일)에 기재되어 있으며, 그 개시내용은 그 전문이 본 명세서에 참고로 포함된다.
상기 방법 및 리포솜에 사용하기 위한 지질:테모졸로마이드의 적절한 비가 본 명세서에 기재된다. 예시적인 실시형태에서, 지질:테모졸로마이드의 몰비는 약 0.1:1 내지 약 1:100, 약 0.05:1 내지 약 1:50, 약 1:1 내지 약 1:20, 약 2:1 내지 약 10:0.1, 약 0.5:1 내지 약 2:1 또는 약 1:1이다.
상기 방법 및 리포솜에 사용하기 위한 지질:멜팔란의 적절한 비가 본 명세서에 기재된다. 예시적인 실시형태에서, 지질:멜팔란의 몰비는 약 0.1:1 내지 약 1:100, 약 0.05:1 내지 약 1:50, 약 1:1 내지 약 1:20, 약 2:1 내지 약 10:0.1, 약 0.5:1 내지 약 2:1 또는 약 1:1이다.
상기 방법 및 리포솜에 사용하기 위한 지질:아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 적절한 비가 본 명세서에 기재된다. 예시적인 실시형태에서, 지질:아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 몰비는 약 0.1:1 내지 약 1:100, 약 0.05:1 내지 약 1:50, 약 1:1 내지 약 1:20, 약 2:1 내지 약 10:0.1, 약 0.5:1 내지 약 2:1 또는 약 1:1이다.
TMZ 리포솜에 대한 캡슐화 효능은 적절하게는 약 20% 내지 약 100%, 약 20% 내지 약 80%, 약 20 % 내지 약 60% 또는 약 20% 내지 약 55%의 캡슐화된 TMZ의 범위 내에 있다. 이는 리포솜 중의 TMZ의 캡슐화를 위한 에탄올 주입 방법의 예기치 않은 놀라운 결과이다.
멜팔란 리포솜에 대한 캡슐화 효능은 적절하게는 약 20% 내지 약 100%, 약 20% 내지 약 80%, 약 20 % 내지 약 60% 또는 약 20% 내지 약 40%의 캡슐화된 멜팔란의 범위 내에 있다. 이는 리포솜 중의 멜팔란의 캡슐화를 위한 에탄올 주입 방법의 예기치 않은 놀라운 결과이다.
아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드 리포솜에 대한 캡슐화 효능은 적절하게는 약 20% 내지 약 100%, 약 20% 내지 약 80%, 약 20% 내지 약 60% 또는 약 20% 내지 약 40%의 캡슐화된 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 범위 내에 있다. 이는 리포솜 중의 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 캡슐화를 위한 에탄올 주입 방법의 예기치 않은 놀라운 결과이다.
추가의 실시형태에서, 리포솜은 또한 리포솜과 회합된 엔도솜 파괴 펩티드(endosomal disrupting peptide), 예컨대 시그마-게노시스(Sigma-Genosys)(미국 텍사스주 우드랜드)에 의해 제조된 K[K(H)KKK]5-K(H)KKC(HoKC)(HK)(서열 번호 1) 펩티드를 포함할 수 있다. 엔도솜 파괴 펩티드 HoKC는 세포의 세포질 내의 TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 페메트렉세드 또는 이리노테칸의 분비에 도움을 줄 수 있다. 이러한 실시형태에서, 리포솜은 또한 적절하게는 전체 지질의 5몰 퍼센트로, MPB-DOPE를 포함한다. HoKC 펩티드(K[K(H)KKK]5-K(H)KKC)가 말단 시스테인을 지니기 때문에, MPB-DOPE는 펩티드의 리포솜으로의 컨쥬게이션을 가능하게 하도록 포함된다. 말레이미드기를 지니는 양이온성 리포솜(Lip-MPB)과 펩티드 간의 커플링 반응을 사용하여 Lip-HoKC 리포솜을 제조하였다. 시스테인 상에 유리 티올기를 갖는 펩티드의 0.1mmol의 분액(aliquot)을 10mM HEPES, pH 7.4 중의 2mmol의 Lip-MPB 용액에 첨가하고, 실온에서 2시간 동안 회전시켰다(20 내지 30rpm).
본 발명에 따라 제조한 리포솜 복합체를 생체 내 투여를 위한 약리학적으로 허용되는 제형으로 제형화할 수 있다. 복합체는 약리학적으로 양립할 수 있는 비히클 또는 담체와 조합될 수 있다. 조성물은 예를 들어, 복합체 중의 TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 투여에 의해 도움이 될 포유동뮬, 예컨대 인간 환자로의 정맥내 투여를 위하여 제형화될 수 있다. 복합체는 그들이 정맥내 투여 후에 신체의 도처에 분포되도록 적절하게 크기가 바뀐다. 대안적으로, 복합체는 다른 투여 경로, 예컨대 종양내(IT), 병변내(IL), 설하(SL), 에어로졸, 경피(percutaneous), 경구, 내시경, 국소, 근육내(IM), 피내(ID), 안내(IO), 복강내(IP), 경피(transdermal, TD), 비내(IN), 뇌내(IC), 장기내(예컨대, 간내), 서방형 삽입물 또는 피하 투여, 또는 삼투압 펌프 또는 기계식 펌프를 사용한 투여를 통해 전달될 수 있다. 이러한 방법을 통한 전달을 위한 제형의 제조 및 이러한 방법을 사용한 전달이 해당 분야에 널리 공지되어 있다.
복합체는 지질의 선택 및 비, 리간드(예컨대, 단백질/펩티드, 항체 또는 항체 단편) 대 리포솜의 비, 리간드 및 리포솜 대 TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 비 및 리간드의 선택을 통해 표적 세포 유형을 위해 최적화될 수 있다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 복합체는 TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 전달에 사용하기 위한 키트의 형태로 제공될 수 있다. 적절한 키트는 개별적으로, 적절한 용기, 표적화된 TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드 양이온성 리포솜 복합체(적절하게는 건조된, 동결건조된 분말) 및 적절한 완충액을 포함할 수 있다. 성분을 적절한 순서로 멸균 조건 하에서 혼합하고, 일반적으로 제조 후 약 30분 내지 약 24시간의 합리적인 기간 내에 환자에게 투여할 수 있다. 리포솜은 적절하게는 적절한 완충액, 삼투성 조절제 등과 함께 주사용 멸균수 중에서 제조한다. 완전한 복합체는 적절하게는 건조된 분말(동결건조)로 제형화된다(예컨대, 그 개시내용의 전문이 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 공개 제2005/0002998호 참조).
본 발명의 양이온성 리포솜 복합체는 적절하게는 그들의 표면 상에 항-트랜스페린 수용체 단쇄 항체 분자(TfRscFv)를 포함한다. 이러한 표적화 분자가 혈액-뇌 장벽을 가로지르는 전달 및 뇌암 세포로의 표적화된 전달을 증가시키는 것으로 결정되었다. 또한, 표적화된 리포솜을 사용하여 신체 내의 다른 암을 치료하고, 다른 약물을 전달할 수 있다.
또한, 본 명세서에 기재된 방법에 따라 제조된 양이온성 리포솜 복합체가 제공된다. 예를 들어, 양이온성 리포솜, 리간드(예컨대, 단백질/펩티드, 항체 또는 항체 단편) 및 TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 페메트렉세드 또는 이리노테칸을 포함하는 리간드-표적화된(예컨대, 단백질/펩티드, 항체- 또는 항체 단편-표적화된) 양이온성 리포솜 복합체가 제공되며, 여기서, 리간드는 양이온성 리포솜과 직접 복합체화/회합되나, 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지 않는다.
TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드는 양이온성 리포솜(즉, 리포솜의 친수성, 수성 내부) 내에 캡슐화되거나, 양이온성 리포솜의 탄화수소 쇄 영역 내에 함유되거나, 양이온성 리포솜(예컨대, 헤드-그룹(head-group) 영역)의 내측 또는 외측 단층과 회합되거나 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 본 발명의 양이온성 리포솜은 적절하게는 단층 리포솜(즉, 단일의 2층)이지만, 몇몇의 동심의 2층을 포함하는 다층 리포솜도 또한 사용될 수 있다. 본 발명의 단일의 2층 양이온성 리포솜은 TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드가 캡슐화될 수 있는 내부 수성 체적을 포함한다. 또한, 그들은 TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드가 함유될 수 있는 탄화수소 쇄 영역(즉, 지질의 지질 쇄 영역)을 갖는 단일의 2층을 포함한다. 또한, TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드가 리포솜 막(즉, 지질의 헤드-그룹 영역)의 내측 단층 및/또는 외측 단층 중 어느 하나 또는 둘 모두와 복합체화되거나 회합될 수 있다. 추가의 실시형태에서, TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드는 본 발명의 양이온성 리포솜 복합체의 임의의 또는 모든 이들 영역 내에 캡슐화/회합/복합체화될 수 있다.
추가의 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 리간드-표적화된 양이온성 리포솜 복합체를 포함하는 약제학적 조성물이 제공된다. 적절한 실시형태에서, 약제학적 조성물은 하나 이상의 항균제(예컨대, 암포테리신 B, 클로레트라사이클린, 젠타마이신, 네오마이신), 하나 이상의 보존제(예컨대, 염화벤제토늄, EDTA, 포름알데히드, 2-페녹시에탄올), 하나 이상의 완충액(예컨대, 인산염 완충액, 붕산나트륨, 염화나트륨), 하나 이상의 계면활성제(폴리소르베이트 20, 80), 하나 이상의 단백질 안정화제(예컨대, 알부민, 락토스, 글루탐산칼륨), 당, 예컨대 수크로스 또는 덱스트로스 및 애쥬번트(adjuvant)(예컨대, 수산화알루미늄, 인산알루미늄)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 부형제를 추가로 포함한다. 추가의 부형제는 당업계에 널리 공지되어 있으며, 본 발명의 실시에서 용이하게 사용될 수 있다.
또한, 양이온성 리포솜, 리간드(예컨대, 단백질/펩티드, 항체 또는 항체 단편) 및 TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드를 포함하는 제1 리간드-표적화된 양이온성 리포솜 복합체를 포함하는 약제학적 조성물이 제공되며, 여기서, 리간드는 양이온성 리포솜과 직접 복합체화/회합되나, 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는다. 추가의 실시형태에서, 리간드는 양이온성 리포솜에 화학적으로 컨쥬게이트될 수 있다. 또한, 약제학적 조성물은 적절하게는 양이온성 리포솜, 리간드(예컨대, 단백질/펩티드, 항체 또는 항체 단편) 및 하나 이상의 핵산 분자(플라스미드 DNA, siRNA 또는 안티센스 핵산을 포함)를 포함하는 제2 리간드-표적화된 양이온성 리포솜 복합체를 포함하며, 리간드는 양이온성 리포솜과 직접 복합체화/회합되나, 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는다. (개시내용의 전문이 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제7,780,822호 및 미국 특허 출원 공개 제2007/0065449호를 참고한다.) 추가의 실시형태에서, 조성물은 또한 리간드(예컨대, 단백질/펩티드, 항체 또는 항체 단편) 및 하나 이상의 소분자(개시내용의 전문이 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 공개 제2007/0231378호 참조) 또는 하나 이상의 조영제(개시내용의 전문이 본 명세서에서 참고로 포함되는 미국 특허 출원 공개 제2007/0134154호 참조)를 포함하는 리간드-표적화된 양이온성 리포솜 복합체를 포함할 수 있으며, 리간드는 양이온성 리포솜과 직접 복합체화/회합되나, 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는다. 추가의 실시형태에서, 리간드는 이러한 조성물 중의 양이온성 리포솜에 화학적으로 컨쥬게이트될 수 있다.
또한, 양이온성 리포솜, 리간드(예컨대, 단백질/펩티드, 항체 또는 항체 단편) 및 TMZ, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드를 포함하는 제1 리간드-표적화된 양이온성 리포솜 복합체를 포함하는 약제학적 조성물이 제공되며, 여기서, 리간드는 양이온성 리포솜과 직접 복합체화/회합되나, 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는다. 추가의 실시형태에서, 리간드는 양이온성 리포솜에 화학적으로 컨쥬게이트될 수 있다. 또한, 약제학적 조성물은 적절하게는 양이온성 리포솜, 리간드(예컨대, 단백질/펩티드, 항체 또는 항체 단편) 및 하나 이상의 핵산 분자(플라스미드 DNA, siRNA 또는 안티센스 핵산 포함), 하나 이상의 소분자 또는 하나 이상의 조영제(초상자성 산화철 또는 가돌리늄 포함)를 포함하는 제2 리간드-표적화된 양이온성 리포솜 복합체를 포함하며, 여기서, 핵산 분자, 소분자 또는 조영제는 암 세포 내에서 MGMT의 효과를 하향 조절하거나 변경시키거나 다르게는 무효화시킨다.
추가의 실시형태에서, 환자에서의 암의 치료 방법이 제공된다. 이러한 방법은 적절하게는 본 명세서에 기재된 표적화된 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함한다. 복합체는 적절하게는 본 명세서에 기재된 방법에 따라 제조된다.
실시형태에서, 치료 방법은 표적화된 테모졸로마이드 또는 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하며, 여기서, 양이온성 리포솜 복합체는 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 양이온성 리포솜, 테모졸로마이드 또는 멜팔란 및 양이온성 리포솜과 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 리간드를 포함한다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 리간드는 적절하게는 단쇄 Fv 항체 단편을 비롯한 항체, 항체 단편 또는 단백질이다. 예시적인 실시형태에서, 단쇄 Fv 항체 단편은 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)이다.
또한, 표적화된 아트로핀 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는 환자에서의 유기인계 중독(즉, 신경 가스 중독)의 치료 방법이 제공되며, 여기서, 표적화된 아트로핀 양이온성 리포솜 복합체는 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 양이온성 리포솜, 아트로핀 및 양이온성 리포솜과 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 리간드를 포함한다. 예시적인 리간드가 본 명세서에 기재된다.
테모졸로마이드는 적절하게는 약 1㎎/㎡ 내지 약 1000㎎/㎡의 용량, 더욱 적절하게는 약 10㎎/㎡ 내지 약 500㎎/㎡ 또는 약 50㎎/㎡ 내지 약 400㎎/㎡, 약 80㎎/㎡ 내지 약 300㎎/㎡, 약 50㎎/㎡ 내지 약 250㎎/㎡, 약 50㎎/㎡ 내지 약 250㎎/㎡ 또는 약 50㎎/㎡, 약 60㎎/㎡, 약 70㎎/㎡, 약 80㎎/㎡, 약 90㎎/㎡, 약 100㎎/㎡, 약 110㎎/㎡, 약 120㎎/㎡, 약 130㎎/㎡, 약 140㎎/㎡, 약 150㎎/㎡, 약 160㎎/㎡, 약 170㎎/㎡, 약 180㎎/㎡, 약 190㎎/㎡, 약 200㎎/㎡, 약 210㎎/㎡, 약 220㎎/㎡, 약 230㎎/㎡, 약 240㎎/㎡, 약 250㎎/㎡, 약 260㎎/㎡, 약 270㎎/㎡, 약 280㎎/㎡, 약 290㎎/㎡ 또는 약 300㎎/㎡의 용량으로 본 명세서에 기재된 방법을 사용하여 환자에게 투여된다.
멜팔란은 적절하게는 약 1㎎/㎡ 내지 약 500㎎/㎡의 용량, 더욱 적절하게는 약 1㎎/㎡ 내지 약 100㎎/㎡ 또는 약 1㎎/㎡ 내지 약 50㎎/㎡, 약 1㎎/㎡ 내지 약 30㎎/㎡, 약 5㎎/㎡ 내지 약 20㎎/㎡ 또는 약 6㎎/㎡ 내지 약 16㎎/㎡ 또는 약 1㎎/㎡, 약 2㎎/㎡, 약 3㎎/㎡, 약 4㎎/㎡, 약 5㎎/㎡, 약 6㎎/㎡, 약 7㎎/㎡, 약 8㎎/㎡, 약 9㎎/㎡, 약 10㎎/㎡, 약 11㎎/㎡, 약 12㎎/㎡, 약 13㎎/㎡, 약 14㎎/㎡, 약 15㎎/㎡, 약 16㎎/㎡, 약 17㎎/㎡, 약 18㎎/㎡, 약 19㎎/㎡, 약 20㎎/㎡, 약 21㎎/㎡, 약 22㎎/㎡, 약 23㎎/㎡, 약 24㎎/㎡ 또는 약 25㎎/㎡의 용량으로 본 명세서에 기재된 방법을 사용하여 환자에게 투여된다.
아트로핀, 이리노테칸 또는 페레트렉스드는 적절하게는 약 1㎎/㎡ 내지 약 1000㎎/㎡의 용량, 더욱 적절하게는 약 10㎎/㎡ 내지 약 500㎎/㎡ 또는 약 50㎎/㎡ 내지 약 400㎎/㎡, 약 80㎎/㎡ 내지 약 300㎎/㎡, 약 100㎎/㎡ 내지 약 250㎎/㎡ 또는 약 50㎎/㎡, 약 60㎎/㎡, 약 70㎎/㎡, 약 80㎎/㎡, 약 90㎎/㎡, 약 100㎎/㎡, 약 110㎎/㎡, 약 120㎎/㎡, 약 130㎎/㎡, 약 140㎎/㎡, 약 150㎎/㎡, 약 160㎎/㎡, 약 170㎎/㎡, 약 180㎎/㎡, 약 190㎎/㎡, 약 200㎎/㎡, 약 210㎎/㎡, 약 220㎎/㎡, 약 230㎎/㎡, 약 240㎎/㎡, 약 250㎎/㎡, 약 260㎎/㎡, 약 270㎎/㎡, 약 280㎎/㎡, 약 290㎎/㎡ 또는 약 300㎎/㎡의 용량으로 본 명세서에 기재된 방법을 사용하여 환자에게 투여된다.
실시형태에서, 아트로핀은 약 0.01㎎ 내지 약 100㎎의 용량, 더욱 적절하게는 약 0.1㎎ 내지 약 50㎎ 또는 약 1㎎ 내지 약 40㎎, 약 1㎎ 내지 약 30㎎, 약 1㎎ 내지 약 20㎎, 약 1㎎ 내지 약 10㎎, 약 2㎎ 내지 약 6㎎, 또는 약 1㎎, 약 2㎎, 약 3㎎, 약 4㎎, 약 5㎎, 약 6㎎, 약 7㎎, 약 8㎎, 약 9㎎, 약 10㎎, 약 11㎎, 약 12㎎, 약 13㎎, 약 14㎎, 약 15㎎, 약 16㎎, 약 17㎎, 약 18㎎, 약 19㎎ 또는 약 20㎎의 용량으로 본 명세서에 기재된 방법을 사용하여 환자에게(적절하게는 근육내) 투여된다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 방법에 사용하기 위한 양이온성 리포솜 중의 지질:테모졸로마이드, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 몰비는 약 0.1:1 내지 약 5:1이다. 더욱 적절하게는 양이온성 리포솜 중의 지질: 테모졸로마이드, 멜팔란, 아트로핀, 이리노테칸 또는 페메트렉세드의 몰비는 약 0.1:1 내지 약 1:100, 약 0.05:1 내지 약 1:50, 약 1:1 내지 약 1:20, 약 2:1 내지 약 10:0.1, 약 0.5:1 내지 약 2:1 또는 약 1:1이다.
본 명세서에 기재된 방법에 사용하기 위한 리간드:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비는 적절하게는 약 0.01:1 내지 약 0.5:1이다. 리간드:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비는 약 0.01:1 내지 약 0.5:1, 약 0.3:1 내지 약 0.4:1 또는 약 0.33:1이며, 이들 범위 내의 임의의 비가 포함된다.
적절한 투여 방법은 정맥내(IV), 종양내(IT), 병변내(IL), 에어로졸, 경피(percutaneous), 경구, 내시경, 국소, 근육내(IM), 설하(SL), 피내(ID), 안내(IO), 복강내(IP), 경피(transdermal, TD), 비내(IN), 뇌내(IC), 장기내(예컨대, 간내), 서방형 삽입물 또는 피하 투여, 또는 삼투압 펌프 또는 기계식 펌프를 사용한 투여를 통한 것을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 그들은 볼루스(bolus)로 또는 주입으로 투여될 수 있다. 추가의 실시형태에서, 리간드는 본 명세서에 기재되거나 해당 분야에 공지되어 있는 다양한 방법을 사용하여 양이온성 리포솜에 화학적으로 컨쥬게이트될 수 있다.
본 명세서에 기재된 방법을 사용하여 치료될 수 있는 예시적인 암에는 두경부암, 유방암, 전립선암, 췌장암, 신경교종 또는 성상세포종을 포함하는 뇌암, 신경내분비 종양, 자궁경부암, 폐암, 간암, 지방육종, 횡문근육종, 융모막암종, 흑색종, 망막모세포종, 난소암, 비뇨생식기 암, 위암, 결장직장암, 다발성 골수종 및 혈액의 암이 포함되나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 기재된 방법에 의해 제조된 표적화된 양이온성 리포솜이 혈액-뇌 장벽을 가로지를 수 있다는 것이 놀랍게도 관찰되었다. 일반적으로, 이러한 장벽은 뇌의 암 및 기타 질환 또는 병상을 치료하도록 고안된 치료, 또는 약물을 뇌에 전달하도록 고안된 기타 치료에 대한 중요한 방해요인이다. 따라서, 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 방법은 일반적으로 약물을 혈액-뇌 장벽을 가로질러 전달하기 위한 신경교종을 비롯한 뇌암의 성공적인 치료에 유용하다.
다른 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 방법은 또한 유기인계 중독을 위한 치료로 사용될 수 있다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 개시된 방법에 의해 제조된 표적화된 양이온성 리포솜이 캡슐화되지 않은 TMZ 표준물질에 대하여 내성이 있는 종양 세포를 표적화하기에 충분한 TMZ를 효율적으로 전달하여, 활성화된 MGMT 때문일 수 있는 그들의 내재적 내성을 극복하여, 이제 이들 종양 세포가 TMZ에 반응성이게 할 수 있는 것이 놀랍게도 관찰되었다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 개시된 방법에 의해 제조된 표적화된 양이온성 리포솜이 표적화된 양이온성 리포솜 없이 투여되는 TMZ의 사멸 효과에 대하여 내성이 있는 종양 세포에서 세포사(세포자멸사)를 유도할 수 있는 것이 놀랍게도 관찰되었다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 개시된 방법에 의해 제조된 표적화된 양이온성 리포솜이 표적화된 양이온성 리포솜 없이 투여되는 TMZ에 대한 그들의 반응과 관계 없이, 암 줄기 세포(CSC)뿐 아니라 종양 내의 분화된 암 세포(비-CSC)에서 세포자멸사를 유도할 수 있음이 놀랍게도 관찰되었다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 개시된 방법에 의해 제조된 표적화된 양이온성 리포솜에 의해 유도되는 세포자멸사의 수준이 종양에서의 분화된 암 세포(비-CSC)보다 암 줄기 세포(CSC)에서 비교적 더 큰 것이 놀랍게도 관찰되었다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 개시된 방법에 의해 제조되는 표적화된 양이온성 리포솜으로의 종양의 치료가 종양 성장 억제를 유도할 뿐 아니라, 종양 억제를 야기하며, 이러한 반응이 심지어 치료가 종료된 후에도 유지될 수 있는 것이 놀랍게도 관찰되었다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 개시된 방법에 의해 제조되는 표적화된 양이온성 리포솜으로의 종양 세포의 치료가 종양 성장 억제를 유도할 뿐 아니라, 종양 억제를 야기하며, 이러한 반응이 심지어 치료가 종료된 후에도 유지될 수 있는 것이 놀랍게도 관찰되었다.
적절한 실시형태에서, 상기 방법은 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체와 병용하여 환자에게 추가의 치료법을 시행하는 것을 추가로 포함한다. 사용될 수 있는 예시적인 치료법은 화학치료제, 소분자의 투여, 방사선요법 또는 핵산-기반의 치료법을 포함한다. 예시적인 화학치료제는 도세탁셀, 미톡산트론, 독소루비신 및 젬시타빈을 포함한다. 예시적인 소분자는 이마티닙 메실레이트(글리벡(GLEEVEC)(상표명)), 에를로티닙 하이드로클로라이드(타세바(TARCEVA)(상표명)), 수니티닙 말레이트(SU11248, 수텐트(SUTENT)(상표명)) 및 제피티닙(이레사(IRESSA)(상표명))를 포함하나 이에 한정되지 않는다. 예시적인 핵산-기반의 치료법(종양 억제자 유전자, 안티센스 올리고뉴클레오타이드 또는 siRNA를 포함)은 각각의 개시내용의 전문이 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 공개 제2007/0065499호 및 미국 특허 제7,780,882호에 개시된 것들을 포함한다. 적절한 실시형태에서, 핵산-기반의 치료법은 미국 특허 제7,780,882호에 기재된 바와 같이, wtp53 유전자를 암호화하는 플라스미드 DNA를 포함하며, TfRscFv(scL-p53)를 통해 표적화되는 양이온성 리포솜 복합체의 투여를 포함한다.
또한, 미국 특허 제7,780,882호에 기재된 바와 같은 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는 환자의 뇌암의 치료 방법이 제공된다. 복합체는 적절하게는 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 양이온성 리포솜, 야생형 p53을 발현하는 플라스미드 DNA 및 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)를 포함한다. 상기 방법은 추가로 적절하게는 양이온성 리포솜 복합체의 투여와 동시에 또는 그 후에 테모졸로마이드를 투여하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 기재된 방법 및 응용에 대한 기타 적절한 변형 및 개조가 본 발명 또는 이의 임의의 실시형태의 범주를 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다는 것이 관련 분야의 당업자에게 쉽게 명백할 것이다. 본 발명이 상세하게 기술되었고, 설명의 목적으로만 본 명세서에 포함되고 본 발명을 한정하도록 의도되지 않는 하기의 실시예를 참조로 본 발명이 더욱 명확하게 이해될 것이다.
실시예 1
테모졸로마이드를 포함하는 양이온성 리포솜의 제조
재료:
DOTAP(1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판, 염산염)
아반티 폴라 리피즈, 인코포레이티드(Avanti Polar Lipids, Inc.)로부터 수득, 카달로그 번호 890890E, 분자량 698.55
농도: 25㎎/㎖ 에탄올 용액
사용 전에 지질을 무수 에탄올을 사용하여 20㎎/㎖로 희석
DOPE(1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민)
아반티 폴라 리피즈, 인코포레이티드로부터 수득, 카달로그 번호 850725E, 분자량 744.04
농도: 25㎎/㎖ 에탄올 용액
사용 전에 지질을 무수 에탄올을 사용하여 20㎎/㎖로 희석
테모졸로마이드(TMZ, 분자량 194.15), 분말
시그마(Sigma)로부터 수득, 카달로그 번호 T2577 - 100㎎
TMZ를 순수 DMSO 중에 원하는 농도로 희석. 예컨대, 19.415㎎/㎖ = 100mM의 TMZ; 28㎎/㎖ = 144.218mM의 TMZ
내독소가 없는 초순수 LAL 시약 수(예컨대, 바이오휘태커, 카달로그 번호 W50-500, 0.005 EU/㎖ 미만의 내독소)
주입기: 22 게이지 주사바늘(부품 번호 81365)가 있는 해밀턴 기밀 주사기(Hamilton Gastight Syringe) 1㎖(해밀턴 번호 81230)
절차:
1) 신선한 TMZ 용액을 DMSO 중에 고속에서 5 내지 10분 동안 볼텍싱(vortexing)시킴으로써 원하는 농도로 용해시켜 제조한다(투명해야 함). 용액을 지질과 혼합하기 위해 사용할 때까지 실온으로 유지시킨다.
2) 지질 용액을 37℃에서 10 내지 15분 동안 둔다. 이어서, 지질 용액을 5분 동안 65℃ 수조에 두면서 가끔 진탕시킨다.
3) Lip-TMZ를 제조하기 위하여: 교반 막대가 있는 갈색 유리병을 50℃ 내지 60℃로 설정한 핫 플레이트(hot plate) 상에 둔다. 스플래싱(splashing) 없이 고속에서 교반하면서, 지질 및 TMZ를 하기의 순서로 병에 첨가한다. 본 명세서에 기재된 바와 다른 성분비 및 농도가 하기에 나타낸 바와 동일한 프로토콜을 사용하여 제조될 수 있음을 주목해야 한다.
0.5: 1(Lip: TMZ) 몰비를 위해(제형 중의 2mM TMZ)
DOTAP (20㎎/㎖의) 87.5㎕ = 2.5μ㏖ 또는 1.75㎎
DOPE (20㎎/㎖의) 93.75㎕ = 2.5μ㏖ 또는 1.875㎎
TMZ-HCl 용액, (19.41㎎/㎖의) 100㎕ = 10μ㏖을 첨가한다.
3가지 모두를 첨가한 후에 3분 동안 계속 교반한다.
1: 1(Lip: TMZ) 몰비를 위해(제형 중의 2mM TMZ)
DOTAP (20㎎/㎖의) 175㎕ = 5μ㏖ 또는 3.5㎎
DOPE (20㎎/㎖의) 187.5㎕ = 5μ㏖ 또는 3.75㎎
TMZ-HCl 용액, (19.41㎎/㎖의) 100㎕ = 10μ㏖을 첨가한다.
3가지 모두를 첨가한 후에 3분 동안 계속 교반한다.
1: 1(Lip: TMZ) 몰비를 위해(제형 중의 8mM TMZ)
DOTAP (25㎎/㎖의) 560㎕ = 20μ㏖ 또는 14㎎
DOPE (25㎎/㎖의) 600㎕ = 20μ㏖ 또는 15㎎
TMZ 용액, (28㎎/㎖의) 277.36㎕ = 40μ㏖을 첨가한다.
3가지 모두를 첨가한 후에 3분 동안 계속 교반한다.
2: 1(Lip: TMZ) 몰비를 위해(제형 중의 2mM TMZ)
DOTAP (20㎎/㎖의) 350㎕ = 10μ㏖ 또는 7㎎
DOPE (20㎎/㎖의) 375㎕ = 10μ㏖ 또는 7.5㎎
TMZ-HCl 용액, (19.41㎎/㎖의) 100㎕ = 10μ㏖을 첨가한다.
3가지 모두를 첨가한 후에 3분 동안 계속 교반한다.
4) 4㎖의 LAL 수를 교반 막대가 있는 갈색 유리병 내에서, 수조에서 65℃로 가온시킨다. 지질-TMZ 용액의 첨가 직전에, 병을 핫 플레이트(50℃ 내지 60℃)로 옮긴다. 물을 몇 초 동안 스플래싱 없이 고속에서 교반하여, 교반 막대로부터의 버블(bubble)을 제거한다.
5) 물을 핫 플레이트에 유지한다. 지질 첨가 동안 물을 고속에서(스플래싱 없이) 계속 교반한다. 상기와 같은 지질 및 TMZ를 혼합한 후에, 가능한 한 바로, 그리고 가능한 한 신속하게, 주입용 해밀턴 주사기를 사용하여 혼합물을 핫 플레이트(50℃ 내지 60℃) 상의 온수로, 볼텍싱의 중심으로 직접 주입한다. 느슨하게 덮고, 지질 혼합물의 첨가 후에 1분 동안 고속에서(스플래싱 없이) 계속 교반한다.
6) 유리병을 실온 교반 플레이트로 옮기고, 느슨하게 덮인 용액이 20 내지 25℃(실온)로 냉각될 때까지 천천히 계속 교반한다.
7) 실온 LAL 수를 사용하여 부피를 5㎖로 조정한다.
8) 필요에 따라, 0.22㎛ 포어 밀렉스(Milex) GV 필터를 사용하여 용액을 여과한다.
9) 필요에 따라, 입자 크기 및 제타 포텐셜을 측정한다.
이들 제조 방법의 결과는 입자 크기가 약 20 내지 60㎚이며, 제타 포텐셜이 약 30 내지 50㎷인 TMZ 및 리포솜의 대략 30 내지 40% 이상의 로딩, 적절하게는 50 내지 55% 이상의 로딩을 나타낸다.
실시예 2
화학적 컨쥬게이션이 없는 scL-TMZ의 제조(단순 혼합에 의함)
실시예 1에 기재된 절차에 따라 제조된 TMZ-포함 양이온성 리포솜을 사용하여, 본 명세서에 기재된 바와 같은 리간드 표적화된 TMZ 양이온성 리포솜 복합체를 성분의 단순한 혼합에 의해, 화학적 컨쥬게이션 없이 제조한다. 복합체의 제조를 하기의 일반적 절차에 따랐다:
리포솜-물(또는 완충액)에, 적절한 양의 표적화 부분을 원하는 비를 제공하도록 첨가하고, 5 내지 10초의 온건한 역전에 의해 혼합한다. 표적화 부분은 트랜스페린 또는 엽산 또는 다른 단백질을 포함하나 이에 한정되지 않는 리간드일 수 있다. 또한, 이는 트랜스페린 또는 HER-2 수용체를 포함하나 이에 한정되지 않는 세포 표면 수용체를 표적으로 하는 항체 또는 항체 단편일 수 있다(예컨대, TfRscFv). 이러한 혼합물은 10 내지 15분 동안 실온에서 유지시킨다(대략 5분 후에 5 내지 10초 동안 다시 조심스럽게 역전시킨다). 원하는 최종 부피를 제공하기 위하여, 표적화 부분-Lip-TMZ 혼합물을 원하는 부피를 제공하는데 필요한 임의의 부피(아무 것도 포함하지 않는)의 물(적절하게는 탈이온수) 또는 Tris 완충액, HEPES 완충액 또는 인산염 완충된 염수를 포함하나 이에 한정되지 않는 임의의 pH의 완충액과 혼합하고, 5 내지 10초 동안 조심스럽게 역전시켜 혼합한다. 이러한 혼합물을 10 내지 15분 동안 실온에서 유지시킨다(대략 5분 후에 5 내지 10초 동안 다시 조심스럽게 역전시킨다).
전형적으로, 시험관 내 검정에서 사용하기 위하여, 최종 복합체 중의 TMZ의 양은 웰당 약 1μM 내지 30μM의 범위인 것이 바람직하며; 생체 내 이용을 위해서는, 주입당 약 1㎎/㎏ 내지 약 50㎎/㎏의 TMZ를 제공하는 것이 바람직하다. 생체 내에서 사용하기 위하여, 덱스트로스 또는 수크로스를 마지막에 약 1 내지 50%(V: V) 덱스트로스 또는 수크로스, 적절하게는 5% 덱스트로스 또는 10% 수크로스의 최종 농도로 첨가하고, 5 내지 10초 동안 온건한 역전에 의해 혼합한다. 이러한 혼합물을 10 내지 15분 동안 실온에서 유지시킨다(대략 5분 후에 5 내지 10초 동안 다시 조심스럽게 역전시킨다).
1: 30(항체 단편: 리포솜, w: w) 및 1: 1 리포솜: TMZ(몰비)의 적절한 비의 특정 실시예는 하기와 같다: 대략 700㎕의 최종 농도를 위하여, 25㎎/㎏/주입의 TMZ 농도에서, 319㎕의 Lip: TMZ(8mM 스톡)를 305㎕의 항체 단편(0.2㎎/㎖의 항-트랜스페린 수용체 단쇄 항체 단편[TfRscFv] 농도에서)과 혼합한다. 마지막 단계로, 6㎕의 물 또는 완충액 및 70㎕의 50% 덱스트로스를 첨가하거나, 또는 물 또는 완충액을 첨가하지 않고, 140㎕의 50% 수크로스를 첨가한다.
1: 30(항체 단편: 리포솜, w: w) 및 1: 1 리포솜: TMZ(몰비)의 바람직한 비에서의 제2 특정 실시예는 하기와 같다: 대략 1.8㎖의 최종 부피를 위하여, 25㎎/㎏/주입의 TMZ 농도에서, 1276㎕의 Lip: TMZ(2mM 스톡)를 305㎕의 항체 단편(0.2㎎/㎖의 항-트랜스페린 수용체 단쇄 항체 단편[TfRscFv] 농도에서)과 혼합한다. 마지막 단계로, 39㎕의 물 또는 완충액을 첨가하고, 180㎕의 50% 덱스트로스를 첨가한다.
1: 30(항체 단편: 리포솜, w: w) 및 1: 1 리포솜: TMZ(몰비)의 바람직한 비에서의 다른 특정 실시예는 하기와 같다: 대략 400㎕의 최종 부피를 위하여, 5㎎/㎏/주입의 TMZ 농도에서, 280㎕의 Lip: TMZ(2mM 스톡)를 64㎕의 항체 단편(0.2㎎/㎖의 항-트랜스페린 수용체 단쇄 항체 단편[TfRscFv] 농도에서)과 혼합한다. 마지막 단계로, 16.5㎕의 물 또는 완충액을 첨가하고, 40㎕의 50% 덱스트로스를 첨가한다.
상기 방법에 의해 제조된 최종 복합체의 크기(수 평균)는 약 10 내지 800㎚, 적절하게는 약 20 내지 400㎚, 가장 적절하게는 약 25 내지 200㎚이며, 제타 포텐셜은 맬번 제타사이저 ZS를 사용하여 동적 광산란에 의해 결정시, 약 1 내지 100㎷, 더욱 적절하게는 10 내지 60㎷, 가장 적절하게는 25 내지 50㎷이다. 이러한 크기는 종양 모세혈관상을 통과하거나 혈액 뇌 장벽을 가로질러 효율적으로 이동하여, 종양 세포에 도달하기에 충분히 작다.
실시예 3
테모졸로마이드를 포함하는 표적화된 양이온성 리포솜의 시험관 내 효능
인간 다형성 교모세포종(GBM) 세포주 U87MG 및 T98G를 ATCC(미국 버지니아주 머내서스)로부터 수득하였다. U87은 IV급 교모세포종으로부터 유래되며, wtp53을 지닌다(문헌[Van Meir EG, Kikuchi T, Tada M, Li H, Diserens A C, Wojcik B E, Huang H J S, Friedmann T, Detribolet N and Cavenee W K (1994) Analysis of the P53 Gene and Its Expression in Human Glioblastoma Cells. Cancer Research 54: pp 649-652]). 루시퍼라제 유전자를 안정적으로 발현하는 버전의 U87MG를 생체 내 연구에서 사용하기 위하여 캘리퍼 라이프 사이언스즈(Caliper Life Sciences)로부터 수득하였으며, 상기 생체 내 연구에서, 종양 성장 및 반응은 아이비스(IVIS)(등록 상표) 영상화 시스템, 제노겐에 의해 모니터링할 것이다. 인간 GBM 세포주 U251을 국립 암 협회, 암 치료 및 진단 종양 레포지터리 분과-프레더릭(프레더릭, MD)으로부터 수득하였다. 세포를 10% 열-불활성화 우태아혈청(미국 캘리포니아주 타자나 소재의 오메가 사이언티픽(Omega Scientific)), 2mmol/ℓ L-글루타민(미국 버지니아주 머내서스 소재의 메디아테크) 및 50㎍/㎖의 각각의 페니실린, 스트렙토마이신 및 네오마이신(PSN)이 보충된 변형된 IMEM(미국 뉴욕주 그랜드 아일랜드 소재의 집코(Gibco); U87 및 U87MG-luc2 세포), MEM(미국 버지니아주 머내서스 소재의 메디아테크(Mediatech); T98G 세포), 또는 RPMI 1640 배지(집코; U251 세포)에서, 5% CO2 분위기 하에 37℃에서 유지시켰다. 세포를 트리플 익스프레스(TrypLE Express)(집코)를 사용한 트립신처리에 의해 다음의 계대 또는 추가의 실험 전까지 70 내지 80% 컨플루언스(confluence)로 성장시켰다. 소듐 3'-[1-(페닐아미노-카보닐)-3, 4-테트라졸륨]-비스 (4-메톡시-6-나이트로)벤젠 설포네이트(XTT)를 폴리사이언스즈(Polysciences)(미국 펜실베니아주 워링턴)로부터 구매하였다.
인간 다발성 골수종 세포주 KMS-11을 10% 열-불활성화 우태아혈청, 2mmol/ℓ L-글루타민 및 50㎍/㎖의 각각의 페니실린, 스트렙토마이신 및 네오마이신(PSN)이 보충된 RPMI 1640 배지에서 5% CO2 분위기 하에 37℃에서 유지시켰다. 세포를 다음의 계대 또는 추가의 실험 전까지 70 내지 80% 컨플루언스로 성장시켰다. 이들 세포는 단층이 아닌 현탁액 중에 성장한다.
U87MG는 TMZ에 대하여 감수성인 것으로 분류된다(문헌[Patil R, Portilla-Arias J, Ding H, Inoue S, Konda B, Hu J W, Wawrowsky K A, Shin P K, Black K L, Holler E and Ljubimova J Y (2010) Temozolomide Delivery to Tumor Cells by a Multifunctional Nano Vehicle Based on Poly(Beta-L-Malic Acid) Pharmaceutical Research 27: pp 2317-2329]). 이는 GBM의 동위(orthotopic) 마우스 모델에서 잘 확립되어 있다(문헌[Liu Y, Lang F, Xie X, Prabhu S, Xu J, Sampath D, Aldape K, Fuller G and Puduvalli V K (2011) Efficacy of Adenovirally Expressed Soluble TRAIL in Human Glioma Organotypic Slice Culture and Glioma Xenografts. Cell Death & Disease 2]). U87MG 세포는 5×105개 세포를 무흉선 누스 마우스에 두개 내로 주사하는 경우, 재생에 의해 10일 내에 종양이 발생된다. 마우스는 30 내지 40일 내에 종양 부하(tumor burden)로 쓰러진다. 또한, T98G는 인간 교모세포종으로부터 분리된다. 그러나, 이러한 세포주는 TMZ에 대하여 내성이 있으며(문헌[Patil R, Portilla-Arias J, Ding H, Inoue S, Konda B, Hu J W, Wawrowsky K A, Shin P K, Black K L, Holler E and Ljubimova J Y (2010) Temozolomide Delivery to Tumor Cells by a Multifunctional Nano Vehicle Based on Poly(Beta-L-Malic Acid). Pharmaceutical Research 27: pp 2317-2329]), 돌연변이 형태의 p53 유전자를 지니는 것으로 알려져 있다(문헌[Van Meir EG, Kikuchi T, Tada M, Li H, Diserens A C, Wojcik B E, Huang H J S, Friedmann T, Detribolet N and Cavenee W K (1994) Analysis of the P53 Gene and Its Expression in Human Glioblastoma Cells. Cancer Research 54: pp 649-652]). T98G 이종이식 종양은 매트리겔(Matrigel)(상표명)에서의 5 내지 10×106개 세포의 피하 접종을 통해 유도된다(문헌[Torres S, Lorente M, Rodriguez-Fornes F, Hernandez-Tiedra S, Salazar M, Garcia-Taboada E, Barcia J, Guzman M and Velasco G (2011) A Combined Preclinical Therapy of Cannabinoids and Temozolomide Against Glioma. Molecular Cancer Therapeutics 10: pp 90-103]). 둘 모두의 세포주는 상승된 TfR 발현을 갖는다(문헌[Sang H, Kelley P Y, Hatton J D and Shew J Y (1989) Proto-Oncogene Abnormalities and Their Relationship to Tumorigenicity in Some Human Glioblastomas. Journal of Neurosurgery 71: pp 83-90]).
표준 유리(캡슐화되지 않은) TMZ; 및 리간드 미결합(unliganded) TMZ-함유 리포솜(Lip-TMZ)의 효능을 비교하기 위한 연구를 수행하였다. Lip-TMZ를 2mM의 리포솜 농도를 사용하여 실시예 1에서 상술된 바와 같이 제조하였다. Lip-TMZ 분자의 제타 포텐셜은 35.6 내지 40.1㎷ 범위였다. 사용되는 TMZ 농도는 1 내지 약 250μM로 달라졌다. 리포솜 대 TMZ의 비는 0.5: 1, 1: 1 또는 2: 1(몰비)이었다.
인간 뇌종양 유래의 U251 세포를 96-웰 플레이트에서 웰당 2×103개로 3벌로 플레이팅하였다. 하룻밤 인큐베이션 후에, 배지를 100㎕의 지정된 농도의 Lip-TMZ 또는 유리 TMZ 중 어느 하나가 위에 놓인 무-혈청 배지로 대체하고, 5시간 동안 인큐베이션시킨 다음, 우태아혈청을 보충하였다. 추가 91시간 동안의 인큐베이션 후에, 세포 생존력을 이전에 기재된 바와 같은 XTT 검정에 의해 측정하였다(문헌[Rait A, Pirollo KF, Rait V, et al. Inhibitory effects of the combination of HER-2 antisense oligonucleotide and chemotherapeutic agents used for the treatment of human breast cancer. Cancer Gene Ther 2001;8: 728-39]). 세포 생존력과 상호관련이 있는 포르마잔 흡광도를 마이크로플레이트 판독기(미국 캘리포니아주 허큘러스 소재의 바이오-라드(Bio-Rad))를 사용하여 450㎚에서 측정하였다. 50% 세포 사멸을 야기하는 약물 농도인 IC50 값을 약물 농도 대 생존 세포의 분율의 로그 그래프로부터 보간하였다.
도 1은 인간 뇌종양(GBM) 세포주 U251에서, 본 명세서에 기재된 바와 같은 리포솜 캡슐화된 TMZ로의 시험관 내 처리는 유리 TMZ의 효과에 비하여, 인간 GBM 세포에서의 IC50 값의 유의한 감소를 야기하였다. 반면, 세포를 처리하기 위해 사용된 TMZ의 농도에서, 캡슐화되지 않은 TMZ는 사실상 세포 사멸 효과를 갖지 않았으며, 리포솜 내에 캡슐화되는 경우 50%의 세포가 각각 0.5: 1, 1: 1 및 2: 1의 Lip/TMZ 몰비에서, 오직 46.3μM, 28.8μM 및 16μM의 TMZ 농도에서만 사멸하였다. Lip 대 TMZ의 비가 높으면, 세포 사멸 효과의 증가가 더 커지며, 더 낮은 IC50 값을 제공한다. 캡슐화되지 않은 유리 TMZ가 환자에서 종양을 치료하기 위하여 가장 통상적으로 사용되는 약물의 형태임이 당업자에게 잘 알려져 있다.
1: 1 및 2: 1의 리포솜 대 TMZ의 몰비에서 유리 TMZ 및 Lip-TMZ를 비교하는 인간 GBM 종양 세포주 U87을 사용한 유사한 결과를 도 2에 나타내었다. 다시 말하면, 캡슐화되지 않은 TMZ는 이들 뇌종양 세포에서 사실상 세포 사멸 효과를 갖지 않는다. 대조적으로, 본 발명의 방법을 사용하여 1: 1 또는 2: 1(Lip: TMZ)의 몰비로 리포솜 내에 캡슐화되는 경우, 각각 오직 11.4 및 21.5μM의 TMZ 농도가 유의한 종양 세포 사멸을 야기하였다.
실시예 4
유리(캡슐화되지 않은) TMZ에 비한 종양 세포에서의 scL-TMZ의 증가된 효과
scL-TMZ 복합체를 표적화 부분으로서 항-트랜스페린 수용체 단쇄 항체 단편(TfRscFv), 1: 1의 Lip: TMZ 몰비(크기 = 46.2㎚; 제타 포텐셜 = 42.5㎷)(리포솜 농도 = 2mM) 및 1: 30(w: w)의 TfRscFv 대 리포솜 비를 사용하여 실시예 1 및 2에서 상술된 바와 같이 제조하였다. scL-TMZ 복합체의 크기는 약 27.5㎚였다. scL-TMZ의 시험관 내 세포 사멸 능력을 XTT 검정을 사용하여 TMZ 내성 인간 뇌종양 세포주 T98G에서 캡슐화되지 않은 유리 TMZ와 비교하였다.
도 3a는 종양 표적화 scL-TMZ 복합체가 유리 TMZ에 비해 유의하게 향상된 항-암 효능을 가짐을 보여준다. 유리 TMZ는 IC50 값이 1000μM 초과였다. 대조적으로, 본 명세서에 기재된 방법에 따라 제조되고, 종양-표적화 복합체의 수단에 의해 종양 세포에 전달하는 경우, 20배 이상 더 적은 TMZ가 암 세포를 효율적으로 사멸시킨다. 이는 이러한 GBM 세포주가 TMZ의 사멸 효과에 내성이 있는 것으로 당업계에 널리 공지되어 있기 때문에, 특히 유의한 것이다. 이러한 내성의 역전은 표적화 리간드(단백질, 항체 또는 항체 단편)의 세포 상의 그의 수용체로의 결합의 수단에 의한 종양 세포로의 효율적인 전달 및 TMZ 페이로드(payload)의 흡수 및 수동의 수단을 통한 또는 수용체 매개의 엔도시토시스와 같은 활성 수송 메카니즘을 통한 흡수의 촉발에 기인한다. 이러한 과정은 종양 세포가 TMZ에 의해 야기되는 DNA 손상(예컨대, MGMT의 상향조절)을 수선하는 메카니즘 및/또는 TMZ를 세포 밖으로 분출시키기 위한 메카니즘을 압도하는 약물이 세포를 "범람"하게 한다. 이에 따라, 세포는 세포는 사멸한다.
본 명세서에 기재된 표적화된 양이온성 리포솜을 통한 TMZ의 종양-표적화 전달의 결과로서의 많은 영향이 존재한다.
1) 증가된 효능은 향상된 항-종양 효과를 보기 위해 환자에게 전달될 더 적은 약물 요구를 의미한다.
2) 종양-특이적 전달(종양 특이성)에 의해 약물이 비-표적 세포에 의해 흡수되지 않을 것이기 때문에, 현재 TMZ와 관련된 유해한 부작용이 감소될 것이다.
3) TMZ의 종양 세포로의 효율적인 전달에 의해 뇌종양(GBM 및 성상세포종) 및 전립선암, 다발성 골수종, 폐암, 간암, 난소암, 췌장암, 두경부암, 신장암, 위암 및 흑색종을 포함하나 이에 한정되지 않는 기타 암 유형의 유의한 집단에서 내재하는 TMZ에 대한 내성이 극복된다. 이러한 내성의 역전은 항암 치료로서의 TMZ에 대한 사용 범주를 넓힌다.
도 3b는 본 발명의 방법이 뇌종양 세포의 TMZ로의 감작화에 제한되지 않음을 나타낸다. 다발성 골수종 세포주 KMS-11에서 scL-TMZ의 사멸 효과를 유리(캡슐화되지 않은) TMZ의 사멸 효과와 비교하였다. scL-TMZ 복합체를 표적화 부분으로서 항-트랜스페린 수용체 단쇄 항체 단편(TfRscFv), 1: 1의 지질: TMZ 몰비(리포솜 농도 = 8mM) 및 1: 30(w: w)의 TfRscFv 대 리포솜 비를 사용하여 상술된 바와 같이 상이한 증가하는 용량의 TMZ(0 내지 100μM TMZ)와 함께 제조하였다. scL-TMZ 복합체의 크기는 약 143㎚였다. 다발성 골수종 세포주 KMS-11에서 scL-TMZ의 시험관 내 세포 사멸 능력을 캡슐화되지 않은 유리 TMZ와 비교하였다. 트랜스펙션(transfection)을 수행하고, 트랜스펙션 48시간 후에, KMS-11 세포의 생존력을 평가하였다. TMZ는 다발성 골수종을 치료하기 위하여 이전에 사용되지 않았으며, 이에 따라 scL 복합체에서의 캡슐화에 의한 TMZ의 이들 세포로의 전달이 심지어 매우 낮은 농도(25μM)의 TMZ에서, 유의한 세포사를 야기하였음은 매우 놀라운 것이다.
상술된 동일한 방법 및 절차를 사용하여 Lip-TMZ 및 scL-TMZ를 제조하고, 또한 생성된 scL-TMZ 나노복합체를 사용하여 전립선(DU145), 폐(A549), 난소(Hey-A8), 췌장(PANC-1) 및 간세포 암종(HEP-G2) 세포를 트랜스펙션시켰다. 모든 경우에, TMZ가 scL 나노복합체에 캡슐화되는 경우, 현재의 표준 전달 방법인 유리(캡슐화되지 않은) TMZ와 비교 시, TMZ에 대한 종양 세포 반응의 유의한 증가가 있었다.
실시예 5
혈액 뇌 장벽을 가로지르는 TfRscFV 리포솜
TfRscFv 표적화된 리포솜(scL) 복합체(scL)가 정맥내 주사 후에 혈액-뇌 장벽(BBB)을 가로지르고 종양을 표적화할 수 있는지를 결정하기 위한 연구를 수행하였다. 뇌종양을 5×105개 U87 세포의 두개내 접종에 의해 누드 마우스에서 유도하였다. 3주 후에, 마우스에 복합체화되지 않은 유리 Cy5-ODN, scL-Cy5-ODN, 또는 리간드 미결합 Lip-Cy5-ODN(표적화 부분이 없는; unL-Cy5-ODN)(25㎍/마우스)(2마리 마우스/그룹)을 정맥내 주사하였다. 주사 24시간 후에, 마우스를 안락사시키고, 마에스트로(상표명) 생체 내 형광 영상화 시스템을 사용하여 종양-함유 뇌를 영상화하였다. 뇌종양의 형광 세기를 마에스트로(상표명) 소프트웨어를 사용하여 비교하였다. scL-Cy5-ODN의 정맥내 주사에 의해 뇌종양에서 특이적으로 강력한 형광 신호가 야기되었다(도 4a). 대조적으로, 유리 Cy5-ODN 또는 unL-Cy5-ODN 중 어느 하나의 주사 후에 오직 적은 수준의 형광이 종양에서 관찰되었다. 이러한 결과는 BBB를 가로지르며, 페이로드를 뇌종양에 효율적으로 전달하는 scL의 능력을 증명한다.
실시예 6
캡슐화되지 않은 유리 TMZ에 비한 뇌암의 동물 모델에서의 scL-TMZ의 효능
루시퍼라제 유전자를 안정적으로 지니는 U87MG-luc2 세포의 정위 접종에 의해 두개내 GBM 종양을 5 내지 6주령 암컷 무흉선 누드 마우스에서 유도하였다. 접종 7 내지 10일 후에, 종양을 제노겐 IVIS 생체 내 영상화 시스템(캘리퍼 라이프 사이언스즈)을 사용하여 생물발광에 의해 평가하고, 마우스를 균등하게 처리군으로 나누었다. 치료를 무작위 추출일에 개시하였다(0일). 동물에 5㎎/㎏(/주사/마우스)의 단독의 TMZ 또는 TfRscFv-표적화된 TMZ 양이온성 리포솜 복합체(scL-TMZ)를 꼬리 정맥을 통해 정맥내(i.v.) 주사하였다. scL-TMZ 복합체를 표적화 부분으로서 항-트랜스페린 수용체 단쇄 항체 단편(TfRscFv), 1: 1의 Lip: TMZ 몰비(리포솜 농도 = 2mM) 및 1: 30(w: w)의 TfRscFv 대 리포솜 비를 사용하여 실시예 1 및 2에서 상술된 바와 같이 제조하였다. 마우스에 각각의 시약을 5주 동안 주마다 2회 주사하였다. 대조군 동물(비히클)에는 리포솜만을 제공하였다(TMZ 없음, TfRscFv 없음). 이러한 연구 동안에 마우스에 정맥내 주사되는 scL-TMZ 복합체의 크기는 평균 약 100.5 + 14.7㎚(수 평균)(평균 + 표준 오차)인 것으로 관찰되었다.
생체 내 효율의 평가: 치료에 대한 생체 내 반응을 종양 성장의 변화, 체중의 변화 및 전반적인 생존에 기초하여 평가하였다. 종양 성장은 치료 전, 치료 동안 및 치료 후의 지정일에, 제노겐 IVIS 생체 내 영상화 시스템을 사용하여 생물발광 영상화(BLI)에 의해 모니터링하였다. U87MG-luc2 세포가 루시퍼라제 유전자를 발현하도록 유전자 조작하였으며, 루시퍼라제 유전자는 기질 루시페린으로 처리시 생물발광 신호의 방출을 야기한다. 종양 크기/성장의 척도인 뇌종양의 생물발광 세기를 측정하고, 처리군들 간에 비교하였다. 치료의 중도(마우스의 각각의 시약으로의 치료를 제공하고 3주 후)에, 모든 동물을 자기 공명 영상화(MRI)에 의해 스캐닝하여 뇌종양을 평가하였다. 동물 영상화를 호흡 연동(respiratory gated)(바이오팩 피지올로지컬 데이터 모니터(BioPac Physiological Data Monitor)) T1-가중(Weighted), 2차원 터보 멀티-슬라이스 멀티-에코(Turbo Multi-slice Multi-echo) 영상화 시퀀스를 사용하여 브루커 바이옵신(Bruker Biopsin)(미국 매사추세츠주 빌러리카)과 함께 7T로 행하였다. 종양 체적을 MRI 스캔으로부터 계산하고, 처리군 간에 비교하였다. 체중 변화를 매주 모니터링하였다. 전반적인 생존을 기록하고, 카플란-마이어 방법에 의해 플롯팅하였다.
도 4b는 두개내 U87MG-luc2 교모세포종 종양 이종이식편 상의 scL-TMZ 및 캡슐화되지 않은 유리 TMZ의 생체 내 항-종양 효능의 비교를 보여준다. 치료 시작 전에, 그리고 다시 마우스에 3주의 치료(6회의 주사)를 제공한 후에 MRI를 사용하여 뇌종양을 영상화하였다. 윤곽을 나타낸 영역은 교모세포종 종양을 나타낸다. 이러한 3주 기간에 걸쳐, 대조군 마우스에서의 종양은 예상된 바와 같이 유의하게 더 크게 성장하였다. 이러한 세포주가 TMZ에 대하여 반응성인 것으로 공지되어 있기 때문에, 유리 TMZ를 제공한 마우스에서 일부 종양 성장 억제가 예상되며, 이것이 분명하였다. 그러나, scL-TMZ를 제공한 동물에서, 심지어 이러한 짧은 치료 기간에 걸쳐, 종양 성장 억제가 분명할 뿐 아니라, 종양 억제도 또한 발생되었으며, 이는 치료제로서의 scL-TMZ의 증가된 효율성을 나타낸다. 이는 예상치 않은 결과였다.
모든 3개의 군의 동물에서의 종양 크기의 비교는 도 5에 그래프로 나타내었으며, scL-TMZ로 치료한 마우스의 지속적인 급격한 반응 및 작은 종양 크기가 나타났다.
도 6은 치료-전으로부터 치료 기간 및 치료-후 수행되는 각 군으로부터의 대표적인 동물의 제노겐을 통한 BLI 영상화를 보여준다. 종양 크기와 상호관련되는 생물발광 신호의 세기를 컬러 맵으로 나타내었다: 적색 색상 = 보다 강한 신호, 보라색 색상 = 보다 약한 신호. 뇌종양을 위한 현행의 투여 방법인 유리 TMZ는 종양의 성장을 약 2.5주 동안 조절할 수 있었다. 그러나, 일단 치료가 5주 후에 끝나면, 유의한 종양 성장이 발생하였다. 사실상, 재발은 심지어 치료 31일에도 명백하였다. 대조적으로, scL-TMZ로 치료된 동물에서, 치료 내내 및 치료 후에, 종양 성장 억제가 유지될 뿐 아니라, 치료 마지막 후 적어도 2주 지속되는 종양 퇴행의 예기치 않은 결과(51일 참조)가 관찰되었다. 도 7은 결과의 추가의 비교를 보여준다. 도 6에서 마우스로부터의 BLI 신호 세기의 그래프 표현은 도 8에 나타나 있다(그래프 하부의 막대는 치료 기간을 나타낸다). 각 그룹 내의 모든 마우스에 대한 시간에 따른 신호 세기의 유사한 플롯은 도 9에 제공되어 있다. 본 명세서에서, scL-TMZ 처리군에서 치료의 마지막 후에 종양 재발의 결여의 예기치 않은 결과가 다시 분명하다. 이는 종양 재발이 뇌암을 포함하는 모든 유형의 암의 공통의 문제이기 때문에, 예상치 못한 것이다.
scL-TMZ 치료의 독성의 결여는 치료 동안 및 치료-후의 체중 측정에 의해 나타난다(도 10). 비히클(21일) 및 유리 TMZ(51일) 그룹의 동물의 체중의 급격한 감소는 진행된 병태에 의해 야기된다. 이들 다른 그룹에 비하여, scL-TMZ로 치료된 동물은 실험 과정에 걸쳐 체중의 감소가 분명하지 않았으며, 심지어 마지막에는 체중이 증가되었다. 이는 이러한 방법의 독성의 결여를 나타낸다.
이러한 실험에서 동물의 장기간 생존을 카플란 마이어 플롯에서 나타내었다(도 11). 비히클 그룹의 모든 마우스는 30일에 사망하였다. 유리 TMZ가 대조군에 비하여 이들 마우스의 수명을 연장시켰지만, 유리 TMZ 그룹에 비하여 scL-TMZ로의 치료 후에 장기간 생존에서 유의한 증가가 있었다.
제2 실험에서, 본 명세서에 기재된 바와 같이 제조된 scL-TMZ의 주마다의 상이한 용량/주사 횟수를 비교하였다. U87MG-luc2 교모세포종 두개내 이종이식 종양을 갖는 마우스의 그룹에 꼬리 정맥 내로 매주 2.5㎎/㎏의 1회 주사; 매주 5㎎/㎏의 1회 주사; 또는 매주 5㎎/㎏의 2회 주사로, scL-TMZ를 5주 동안 주사하고, 생존을 결정하였다. 도 12의 카플란-마이어 플롯은 용량 의존적 반응을 보여주며, 심지어 5㎎/㎏의 용량에서의 단일의 주사도 두개내 뇌종양을 갖는 마우스의 수명을 연장시킬 수 있음을 보여준다. 추가로, 더 낮은 용량의 TMZ의 주사는 또한 매주의 주사 횟수가 증가된다면, 효과적일 수 있다.
결과 요약: scL-캡슐화된 TMZ로의 정맥내 치료는 유리 TMZ로의 치료에 비하여, 두개내 U87MG-luc2 GBM 종양 이종이식 모델에서 MRI 또는 BLI 중 어느 하나에 의해 모니터링되는 종양 성장에 대한 강력한 억제를 야기하였으며, 생존을 연장시켰다. 그러나, 유리 TMZ 치료 동물의 독성에 비하여, scL-TMZ 치료된 동물에서 체중 변화에 의해 평가되는 유의하게 증가된 독성은 관찰되지 않았다. 또한, 치료가 종료된 후 적어도 2주 동안의 종양 퇴행을 포함하는 종양 반응의 유지는 예상치 못한 결과였다.
실시예 7
암 줄기 세포 및 분화된 암 세포에서의 scL-TMZ에 의한 세포자멸사의 생체 내 유도
두개내 U87MG-luc2 종양을 상술된 바와 같은 5 내지 6주령 암컷 무흉선 누드 마우스에서 유도하였다. 접종 3주 후에, 종양을 갖는 마우스를 무작위로 그룹으로 나누고, 치료를 시작하였다. 동물에 꼬리 정맥을 통해 5㎎/㎏(/주사/마우스)의 단독의 TMZ 또는 종양 표적화 리포솜 복합체에 캡슐화된 TMZ를 정맥 내로 주사하였다. scL-TMZ 복합체를 표적화 부분으로서 항-트랜스페린 수용체 단쇄 항체 단편(TfRscFv), 1: 1의 Lip: TMZ 몰비(리포솜 농도 = 2mM) 및 1: 30(w: w)의 TfRscFv 대 리포솜 비를 사용하여 상술된 바와 같이 제조하였다. 대조군 동물(비히클)에는 단독의 리포솜(TMZ 없음, TfRscFv 없음)을 제공하였다. 상술된 바와 같이 제조된, 이러한 연구 동안 마우스 내로 정맥내 주사된 scL-TMZ 리포솜의 크기는 평균 85.5 + 4.96㎚(수 평균)(평균 + S.E.)인 것으로 관찰되었다.
마우스를 매주 2회 치료하였다. 3회의 주사를 제공한 후에, 모든 동물을 안락사시키고, 뇌를 수집하였다. 뇌종양을 정상의 뇌 조직으로부터 조심스럽게 해부하고, 칭량하였다. 생체 내 항-종양 효능을 세포자멸사의 수준을 평가함으로써 평가하였다. 종양을 칭량한 후에, 단일-세포 현탁액을 1㎎/㎖ 콜라게나제(로슈(Roche)) 및 2mmol/ℓ DNase I(시그마)을 함유한 행크스 평형 용액(Hank's balanced solution)에서의 37℃에서 1시간의 콜라게나제 분해에 의해 종양으로부터 수득하였다. 분별된 세포를 70-㎛ 세포 스트레이너(strainer)(미국 펜실베니아주 피츠버그 소재의 피셔 사이언티픽(Fisher Scientific))를 통과시키고 PBS로 세정하였다. 세포자멸사의 수준을 결정하기 위하여, 단일의 세포를 절단된 카스파제-3(미국 매사추세츠주 댄버스 소재의 셀 시그널링 테크놀로지(Cell Signaling Technology)) 및 인간 CD133(밀테니이 바이오테크(Miltenyi Biotec))에 대한 항체로 염색하였다. 표지된 세포를 BD FACS 아리아(Aria) 유세포분석기(미국 캘리포니아주 새너 제이 소재의 비디 바이오사이언스즈(BD Biosciences)) 상에서의 형광-활성화된 세포 분류(FACS)에 의해 분석하였다.
생체 내 효능의 평가: 항-종양 효능을 두개내 U87MG-luc2 뇌종양에서의 세포자멸사의 유도를 측정함으로써 평가하였다. 비히클(오직 리포솜, TMZ 없음, TfRscFv 없음), 캡슐화되지 않은 유리 TMZ 또는 scL-TMZ의 3회의 정맥내 주사 후의 뇌종양의 중량은 도 13에 나타나 있다. 예기치 않게, 심지어 오직 3회의 주사 후에도, 유리 TMZ 및 scL-TMZ 간의 종양 크기의 차이가 명백하다.
암 줄기 세포(CSC)는 종종 종양 재발 및 화학요법에 대한 내성의 원인이 된다. 종양 성장 억제 및 심지어는 퇴행이 scL-TMZ로의 치료의 마지막 후에 관찰되었던 상술된 예상치 못한 관찰 때문에(그러나 유리 TMZ에서는 그렇지 않음), 세포자멸사의 수준을 암 줄기 세포뿐 아니라 이들 종양 내의 분화된 암 세포(비-CSC)에서 평가하였다. 도 14는 뇌종양으로부터 분리된 단일의 세포의 절단된 카스파제-3 항체 염색에 의해 결정된 바와 같은 세포자멸사의 수준에 대한 유세포분석의 결과를 보여준다. GBM 암 줄기 세포(CSC)의 마커인 CD133을 사용하여 CSC를 분화된 암 세포로부터 구분하였다. CSC 집단(CD133+)은 유리 TMZ에 비하여 세포자멸사를 겪는 세포의 백분율의 유의한 증가를 명백하게 보여준다. 따라서, scL-TMZ는 CSC를 표적화하고 효율적으로 트랜스펙션시켜, 유의한 종양 세포사를 야기할 수 있다.
결과 요약: 두개내 U87MG-luc2 GBM 종양 이종이식 모델에서, scL-TMZ로의 정맥내 치료는 유리 TMZ로 치료된 종양 중량에 비한 종양 중량에 의해 증명되는 종양 성장의 유의한 억제를 야기하였다. 또한, scL-TMZ로의 정맥내 치료는 CD133- 분화된 암 세포에서뿐만 아니라 CD133+ CSC에서도 유의하게 증가된 세포자멸사의 유도를 야기하였다.
실시예 8
TMZ 내성 뇌암 세포주 T98G 피하 이종이식 종양에서의 scL-TMZ의 생체 내 효능
T98G GBM 종양 세포는 TMZ로의 치료에 대하여 내성이 있는 것으로 공지되어 있다. TMZ-내성 GBM 종양 모델을 위하여, 피하 T98G 이종이식을 사용하였다. T98G 이종이식 종양을 마우스마다 2개의 부위, 꼬리 위의 하부 등(lower back) 상에서의 매트리겔 콜라겐 기저막(미국 캘리포니아주 새너 제이 소재의 비디 바이오사이언스즈)에 현탁화된 T98G 세포 또는 종양 입자의 피하 주사에 의하여 암컷 무흉선 누드 마우스에서 유도하였다. 피하 T98G 종양이 약 100 내지 300㎣에 도달하는 경우, 마우스를 무작위로 그룹으로 나누고, 25 또는 66㎎/㎏(/주사/마우스)의 유리 TMZ, 또는 25㎎/㎏(/주사/마우스)의 종양 표적화 복합체 내에 캡슐화된 TMZ(1: 1 몰비)를 정맥내 주사하였다. scL-TMZ 복합체를 표적화 부분으로서 항-트랜스페린 수용체 단쇄 항체 단편(TfRscFv), 1: 1의 Lip: TMZ 몰비(리포솜 농도 = 8mM) 및 1: 30(w: w)의 TfRscFv 대 리포솜 비를 사용하여 상술된 바와 같이 제조하였다. 대조군 동물(비히클)에는 단독의 리포솜(TMZ 없음, TfRscFv 없음)을 제공하였다. 상술된 방법에 의해 제조된, 이러한 연구 동안 마우스 내로 정맥내 주사된 scL-TMZ 복합체의 크기는 평균 130.8 + 13.5㎚(수 평균)(평균 + S.E.)인 것으로 관찰되었다. 마우스를 연속 5일 동안 1일 1회 치료하였다. 이들을 마지막 주사 48시간 후에 안락사시키고, 종양을 수집하였다. 치료를 0일에 시작하였다.
생체 내 효능의 평가: 유리 TMZ 또는 scL-TMZ 복합체 중 어느 하나로의 치료에 대한 T98G 피하 종양의 생체 내 반응을 종양 성장의 변화, 체중 변화 및 세포자멸사의 유도에 기초하여 평가하였다. 각 종양의 크기를 측정하고, ㎣ 단위의 종양 부피(L×W×H)를 시간에 대하여 플롯팅하였다. 또한, 체중 변화를 주사 동안 모니터링하였다. TUNEL 검정에 의한 세포자멸사 또는 유세포분석을 사용한 절단된 카스파제-3 염색의 수준을 평가함으로써 생체 내 효능을 추가로 평가하였다. 마지막 주사 48시간 후에, 마우스를 안락사시키고, 종양을 수집하였다. 단일-세포 분리를 상술된 바와 같이 수행하였다. 세포자멸사의 수준을 결정하기 위하여, 단일의 세포를 TUNEL 검정을 위해, 또는 절단된 카스파제-3, 인간 CD133 및 SSEA-1에 대한 항체를 사용하여 염색하였다. SSEA-1은 GBM 종양 내의 CSC에 대한 마커인 것으로 공지되어 있다. 표지된 세포를 FACS에 의해 분석하였다.
이러한 짧은 기간에 걸친 종양의 종양 크기(㎣ 단위의 체적)는 도 15에 나타나 있다. 본 명세서에서, 다시 둘 모두 25㎎/㎏로 투여되는 유리 TMZ 및 scL-TMZ 복합체를 제공한 동물 간의 이들 TMZ 내성 종양의 성장의 유의한 차이가 존재하며, 여기서, 유의한 종양 성장 억제가 존재한다. T98G 종양이 TMZ에 대하여 내성이 있는 것으로 공지되어 있음에 따라, TMZ가 종양 성장을 조절할 수 있는 것은 신규하며, 예상치 못한 것이다. 시험관 내에서의 사용을 위해 상술된 바와 같이, 이러한 내성의 역전은 표적화 리간드(단백질, 항체 또는 항체 단편)의 세포 상의 그의 수용체로의 결합의 수단에 의한 TMZ 페이로드의 종양 세포로의 효율적인 전달 및 흡수, 및 수동의 수단 또는 수용체 매개의 엔도시토시스와 같은 활성 수송 메카니즘 중 어느 하나를 통한 흡수의 촉발에 기인한다. 이러한 과정은 종양 세포가 TMZ에 의해 야기되는 DNA 손상을 수선하는 메카니즘(예컨대, MGMT의 상향조절) 및/또는 TMZ를 세포 밖으로 분출시키기 위한 메카니즘을 압도하는 약물이 세포를 "범람"하게 한다. 따라서, 종양 세포 및 결과적으로 종양은 사멸한다. 이러한 생체 내 데이터에 기초하여, 동일한 메카니즘이 생체 내에서 작동하며, 이에 따라 현재 TMZ에 대하여 내성이 있는 종양을 포함하는 뇌종양 및 기타 종양을 위한 항암제로서의 scL-TMZ 복합체의 유력한 용도가 증명된다. 정맥내 투여된 scL-TMZ의 독성의 결여는 이러한 짧은 실험 기간에 걸친 체중의 최소의 변화에 의해 나타난다(도 16).
66㎎/㎏(/주사/마우스)의 유리 TMZ 또는 25㎎/㎏(/주사/마우스)의 종양 표적화 복합체에 캡슐화된 TMZ가 정맥내 주사된 동물로부터의 종양에서의 세포자멸사의 수준을 피하 T98G 이종이식 종양으로부터 분리된 CD133+ CSC 및 CD133- 비-CSC의 TUNEL 염색에 의해 주사 8시간 후에 평가하였다. 도 17에 나타낸 바와 같이, 심지어 동물을 scL에 캡슐화된 TMZ의 양에 비하여 2배 초과의 용량의 유리 TMZ로 치료하였지만, scL-TMZ에 의해 유도되는 세포자멸사의 수준은 비-CSC에서 5배 넘게 더 높았으며, CSC에서는 8배 더 높았다.
세포자멸사의 수준을 동일한 피하 T98G 뇌종양으로부터의 SSEA-1+ CSC의 절단된 카스파제-3 항체 염색에 의해 측정하는 경우 유사한 결과를 수득하였다(도 18). CSC의 다른 마커인 SSEA-1을 사용하여, 분화된 암 세포로부터 CSC를 구분하였다. 또한, 본 명세서에서, 심지어 2배 초과의 유리 TMZ의 양을 투여할지라도 scL-TMZ는 유리 TMZ보다 5배(SSEA-1-) 및 9.5배(SSEA-1+) 더 높은 수준의 세포자멸사를 유도하였다.
결과 요약: 유리 TMZ로의 치료에 비하여, scL-TMZ(동일하거나 심지어 더 낮은 용량의 TMZ)로의 정맥내 치료가 TMZ-내성 T98G 종양 이종이식에 대하여 유의하게 증가된 성장 억제를 야기하였다. 그러나, 유리 TMZ 치료된 동물의 것에 비하여, scL-TMZ 치료된 동물에서 체중 변화에 기초한 유의하게 증가된 독성이 관찰되지 않았다. 또한, scL-TMZ로의 정맥내 치료가 CD133- 및 SSEA-1-분화된 암 세포뿐 아니라 CD133+ 또는 SSEA-1+ CSC에서 유의하게 증가된 수준의 세포자멸사를 야기하였다.
이들 결과는 scL에 의한 TMZ의 전달이 대규모 세포자멸사를 유도할 수 있으며, 이러한 약물에 대한 종양 세포(뇌, 다발성 골수종, 폐암, 전립선암, 간암, 난소암, 췌장암, 두경부암, 신장암, 흑색종, 위암을 포함하나 이에 한정되지 않음)의 내재적 내성을 극복할 수 있음을 증명한다.
실시예 9
TMZ-내성 종양에 대한 병용 요법
제1 화학치료제 테모졸로마이드(TMZ)가 뇌종양 환자에서 유익함을 나타내었지만, 이는 또한, 골수억제를 포함하는 유의한 치료적 용량을 제한하는 독성을 갖는다(문헌[Villano JL, Seery T E and Bressler L R (2009) Temozolomide in Malignant Gliomas: Current Use and Future Targets. Cancer Chemotherapy and Pharmacology 64: pp 647-655]). 따라서, 뇌 내의 종양 세포에 특이적으로 그리고 효율적으로 전달되고 이에 의해 취해져, 이에 의해 비-특이적 독성이 감소되도록 하는 TMZ의 종양 표적화 방법은 현재 이러한 약물의 이용에 대한 후보인 환자에게 유의한 이익을 가질 것이다.
그러나, 종양 세포에게 효율적으로 전달되긴 하지만, 교모세포종 및 다른 뇌암에 대한 광범위한 TMZ의 사용에 대한 하나의 유의한 단점은 상당한 비율의 종양이 TMZ에 대하여 내성이 있다는 점이다. 이는 주로, O6-메틸구아닌-DNA-메틸 트랜스퍼라제(MGMT)의 과발현에 기인하며, 이는 O6-구아닌 부가물을 제거하여, TMZ의 치료적 활성을 무효화시킴으로써 TMZ-유도된 DNA 손상을 수선한다(문헌[Mrugala MM, Adair J and Kiem H P (2010) Temozolomide: Expanding Its Role in Brain Cancer. Drugs of Today 46: pp 833-846]). 따라서, 이러한 내성을 극복하기 위한 방법을 개발해야 한다.
유전자 요법을 위한 종양-표적화 scL-p53 나노복합체
개시내용의 전문이 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제7,780,822호에 기재된 바와 같이, wtp53 유전자를 암호화하는 플라스미드 DNA를 지니며, TfRscFv를 통해 표적화된 전달 시스템(scL-p53)을 성공적으로 개발하였다. 또한, scL-p53은 화학요법/방사선요법과 병용하여 사용하여, 이들 표준 치료 방식에 대한 종양 반응을 증가시키기 위해 개발되었다.
비록 TMZ가 뇌종양의 치료를 위한 제1의 화학치료제이지만, GBM 환자의 오직 소정의 하위그룹만이 이러한 약물에 반응한다. 스투프(Stupp) 등의 연구(문헌[Stupp R, Hegi M E, Mason W P, van den Bent M J, Taphoorn M J B, Janzer R C, Ludwin S K, Allgeier A, Fisher B, Belanger K, Hau P, Brandes A A, Gijtenbeek J, Marosi C, Vecht C J, Mokhtari K, Wesseling P, Villa S, Eisenhauer E, Gorlia T, Weller M, Lacombe D, Cairncross J G and Mirimanoff R O (2009) Effects of Radiotherapy With Concomitant and Adjuvant Temozolomide Versus Radiotherapy Alone on Survival in Glioblastoma in a Randomised Phase III Study: 5-Year Analysis of the EORTC-NCIC Trial. Lancet Oncology 10: pp 459-466])뿐 아니라, 헤지(Hegi) 등의 연구(Hegi ME, Diserens A, Gorlia T, Hamou M, de Tribolet N, Weller M, Kros J M, Hainfellner J A, Mason W, Mariani L, Bromberg J E C, Hau P, Mirimanoff R O, Cairncross J G, Janzer R C and Stupp R (2005) MGMT Gene Silencing and Benefit From Temozolomide in Glioblastoma. New England Journal of Medicine 352: pp 997-1003])에 기초하여, 2가지 별개의 환자의 그룹을 TMZ 치료에 대한 반응에 관하여 확인하였다: 더 나은 예후를 갖는 하향조절된 MGMT 프로모터를 갖는 환자의 그룹 및 불량한 예후를 갖는 활성 MGMT 프로모터를 갖는 환자의 그룹.
따라서, MGMT를 하향조절하는 수단의 개발은 TMZ에 반응하는 환자의 수를 증가시킬 것이다. wtp53 발현의 증가가 DNA 수선 유전자, 예컨대 MGMT의 발현을 하향 조절시킬 수 있음을 나타내는 많은 보고가 존재한다(문헌[Bocangel D, Sengupta S, Mitra S, Bhakat K.K (2009) P53-Mediated Down-Regulation of the Human DNA Repair Gene O6-Methylguanine-DNA Methyltransferase (MGMT) Via Interaction With Sp1 Transcription Factor. Anticancer Research]; 문헌[Harris LC, Remack J S, Houghton P J and Brent T P (1996) Wild-Type P53 Suppresses Transcription of the Human O6-Methylguanine-DNA Methyltransferase Gene. Cancer Research 56: pp 2029-2032]; 문헌[Srivenugopal KS, Shou J, Mullapudi S R S, Lang F F, Rao J S and Ali-Osman F (2001) Enforced Expression of Wild-Type P53 Curtails the Transcription of the O6-Methylguanine-DNA Methyltransferase Gene in Human Tumor Cells and Enhances Their Sensitivity to Alkylating Agents. Clinical Cancer Research 7: pp 1398-1409]). 원발성 종양 및 전이성 종양을 효율적으로 표적화하며, BBB를 가로지르는 것으로 보이는 scL-p53 나노복합체의 사용은 상당한 비율의 GBM 및 기타 종양에서 관찰되는 TMZ에 대한 MGMT 유도된 내성을 극복하여, 원발성 및 전이성 뇌종양 환자에서 사용하고 그 환자의 예후를 개선시키기 위한 이러한 약물의 적용을 넓히는 효과적인 수단일 것이다. 더욱이, TMZ는 또한 췌장암, 신경내분비 종양 및 호흡소화관암을 포함하는 다른 비-뇌 불응성(refractory) 또는 진행성 악성종에서의 사용을 위해 평가되었기 때문에(문헌[Tentori L and Graziani G (2009) Recent Approaches to Improve the Antitumor Efficacy of Temozolomide. Current Medicinal Chemistry 16: pp 245-257]), scL-p53으로의 치료는 TMZ가 다양한 암에 대한 효과적인 치료제일 가능성을 증가시킬 것이다.
scL-TMZ 및 scL-p53 병용 요법
scL-TMZ 및 scL-p53의 병용이 본 명세서에 기재되어 있다. 단일요법(monotherapy)으로 사용하기 위한 scL-TMZ의 개발은 현재 TMZ 치료에 대한 후보인 환자에게 유익할 것이다. 그러나, 병용 방법은 훨씬 더 큰 치료능을 가질 것이다. scL-p53에 기인한 감소된 종양 내성은 scL-TMZ의 종양-표적화 전달로부터 야기되는 향상된 특성과 함께, 현재는 TMZ에 비반응성인 뇌종양(및 가능하게는 다른 암)의 반응성으로의 전환을 야기할 것이다. 따라서, 이러한 방법은 GBM 및 다른 암의 치료를 위한 신규하며, 독성이 더 적고, 더욱 효과적인 치료 요법으로 개발될 가능성을 갖는다.
실험 방법
scL-TMZ, 단독의 둘 모두를 사용하여, 그리고 scL-p53과 병용하는 경우, GBM에 대한 신규하며, 더욱 효과적인 치료 요법의 개발을 증명하기 위한 실험을 설계하였다.
인간 뇌종양 세포주 및 생체 내 모델
인간 뇌암 세포주 U87MG 및 T98G가 상술되어 있다. 루시퍼라제 유전자를 안정적으로 발현하는 버전의 U87MG를 생체내 연구에서 사용하기 위하여 캘리퍼 라이프 사이언스즈로부터 수득하였으며, 여기서, 종양 성장 및 반응은 IVIS(등록 상표) 영상화 시스템 제노겐에 의해 모니터링될 것이다.
영상화 프로토콜
뇌종양을 위한 MR 영상화는 100　가우스/㎝ 마이크로이미징 구배가 장착된 20㎝ 보어(bore)가 있는 7T 브루커 바이옵신(미국 매사추세츠주 빌러리카) 수평 분광기/이미저(imager) 상에서 수행하고, 파라비젼(Paravision) 4.0 소프트웨어에 의해 구동할 것이다. 영상화 프로토콜은 이전에 기재된 바와 같은 고속 증대 3차원 영상화 시퀀스가 있는 T1-가중된 터보 고속 수집이다(문헌[Haggerty T, Credle J, Rodriguez O, Wills J, Oaks A W, Masliah E and Sidhu A (2011) Hyperphosphorylated Tau in an Alpha-Synuclein-Overexpressing Transgenic Model of Parkinson's Disease. European Journal of Neuroscience 33: pp 1598-1610]).
단독의 scL-TMZ 및 scL-p53과의 병용의 생체 내 효능의 증명
이들 연구에서, U87-Luc 정위 두개내(TMZ 감수성) 및 T98G(TMZ 내성) 피하 종양 모델을 사용하여 종양 성장 및/또는 퇴행에서의 단독의 scL-TMZ 및 scL-p53과의 병용의 효과를 시험할 것이다. 비록 U87MG가 wtp53을 갖지만, U87 두개내 종양을 scL-p53 및 유리 TMZ의 조합물로 치료하는 경우, 생체 내 반응의 증가가 관찰되는 것을 주목해야 한다. 마우스의 그룹(6마리 마우스/그룹/종양 모델)에 단독의 유리 TMZ, 단독의 scL-TMZ, 단독의 scL-p53, scL-p53 + 유리 TMZ 또는 scL-TMZ의 정맥(꼬리 정맥) 내 주사를 제공할 것이다. 미처리 마우스를 대조군으로 삼을 것이다. p53 용량은 30㎍/마우스/주사일 것이며, TMZ는 5㎎/㎏으로 사용할 것이다. 둘 모두의 치료를 5주 동안 매주 2회 투여할 것이다. 종양 성장 억제/퇴행을 T98G에 대해서는 크기에 의해, 그리고 종양 체적을 MRI에 의해 결정할 두개내 종양에 대해서는 제노겐을 사용하여 평가할 것이다. 제노겐/MRI 영상화를 치료 전에, 치료 동안 주마다 1회, 그리고, 치료가 종료된 직후에 행할 것이다. 치료의 중도에, 종양 및 다양한 정상 장기 및 조직을 각 그룹의 3마리의 마우스로부터 취하고 코드화할 것이다. 각 조직의 절반을 목표 II에 기재된 분석을 위해 사용할 것이며, 나머지는 세포자멸사의 마커(Tunnel, 카스파제-3) 및 증식 마커 Ki67을 위해 조직학에 의해 시험할 것이다. 치료 종료 1일 후에, 3마리의 마우스를 인도적으로 안락사시키고, 상용의 CRO(미국 미들랜드 록빌 소재의 바이오릴라이언스(BioReliance))에 의해 검시하여, TMZ와 관련된 림프구감소증 효과 및 골수독성의 차이를 구할 것이다.
시험관 내 결과
scLp53으로의 치료가 MGMT 활성을 하향 조절하고, TMZ 내성 뇌종양을 이러한 약물을 대하여 감작화시킬 수 있다는 가설을 시험하기 위하여, 예비 XTT 세포 생존 검정을 수행하였다. TMZ 내성 T98G 세포를 96-웰 플레이트에서 웰당 2×103개 세포로 플레이팅하고, 유리 TMZ 또는 scL-TMZ 중 어느 하나와 병용한 scL-p53으로 트랜스펙션시켰다. 또한, 세포를 유리 TMZ 만으로 또는 scL-TMZ 만으로 트랜스펙션시켰다. XTT 검정을 90시간 후에 수행하고, IC50 값(50% 성장 억제를 제공하는 농도)을 결정하였다. 유리 TMZ 또는 scL 복합화된 TMZ와 조합된 scL-p53으로의 트랜스펙션에 의해 이러한 공지되어 있는 TMZ 내성 세포주에서 단일의 제제 TMZ에 비해 증가된 반응 수준이 야기되었다(문헌[Patil R, Portilla-Arias J, Ding H, Inoue S, Konda B, Hu J W, Wawrowsky K A, Shin P K, Black K L, Holler E and Ljubimova J Y (2010) Temozolomide Delivery to Tumor Cells by a Multifunctional Nano Vehicle Based on Poly(Beta-L-Malic Acid). Pharmaceutical Research 27: pp 2317-2329])(도 19). 더욱이, 단독의 유리 TMZ에 비하여, scL-TMZ 나노복합체로의 트랜스펙션에 의해 약물에 대한 유의한 수준의 화학감작(chemosensitization)이 야기되었다.
실시예 10
마우스 뇌종양 모델에서 전신 투여된 scL-복합체에 의한 암 줄기 세포의 생체 내 표적화
인간 뇌종양 이종이식을 U251 세포의 피하 접종에 의해 누드 마우스에서 유도하였다. 3주 후에, 마우스에 복합체화되지 않은 유리 6FAM-ODN, scL-6FAM-ODN(scL-ODN), 또는 리간드 미결합 Lip-6FAM-ODN(표적화 부분이 없는 리포솜)(LIP-ODN) 중 어느 하나로 투여되는 6FAM-ODN(100㎍/마우스)을 정맥내 주사하였다. 주사 24시간 후에, 종양을 마에스트로(상표명) 생체 내 형광 영상화 시스템을 사용하여 영상화하여, 종양 내의 형광의 수준을 결정하였다. 마에스트로(상표명) 영상화 후에, 단일의 세포를 효소 분해에 의해 종양으로부터 분리하고, CD133+(암 줄기 세포(CSC)) 및 CD133-(비-CSC) 세포에서의 6FAM-ODN 흡수량을 FACS에 의해 분석하고 정량화하였다. 유리 6FAM-ODN 및 리간드 미결합 Lip-ODN 둘 모두의 전신 투여에 의해, 존재하더라도 종양 내에서 아주 적은 형광이 야기되었다. 대조적으로, scL-ODN 나노복합체를 제공한 마우스로부터의 종양에서 강력한 형광 신호가 분명하였다(도 20).
더욱 중요한 것은, 이러한 유의한 차이가 또한 CSC의 트랜스펙션 효율에서 반영되었다는 점이다(도 21). 10% 미만의 CSC 및 비-CSC 세포가 유리 또는 리간드 미결합 6FAM-ODN으로 트랜스펙션된 한편, 60% 초과의 CSC 및 비-CSC 세포 집단 둘 모두는 정맥 내 주사 후에 페이로드의 존재를 나타냈다. 회색 히스토그램은 미처리 대조군을 나타낸다. 이러한 관찰은 전신 투여와 함께, 본 명세서에 기재된 scL 전달 시스템이 생체 내에서 CSC를 표적화하고, 페이로드를 이에 효과적으로 전달할 수 있음을 확인시켜 준다.
실시예 11
전신 투여 후의 scL-전달된 ODN에 의한 IC GBM에서의 CSC의 종양 특이적 표적화
도 22는 두개내 U87MG-luc2 다형성 교모세포종(GBM) 뇌종양의 동물 모델에서의 종양-표적화 복합체, 비-표적화 복합체 및 전달 시스템이 없는 페이로드 그 자체에 의해 전달되는 페이로드의 생체 내 전달 효능의 비교를 보여준다. 형광 표지된(Cy5) 올리고뉴클레오타이드(Cy5-ODN)를 종양 표적화된 복합체(scL-Cy5-ODN)(미국 특허 제7,780,882호에 기재된 바와 같이 제조) 또는 종양-표적화 리간드가 없는 복합체(Lip-Cy5-ODN)에서 캡슐화하였다. Cy5-ODN(유리 또는 표적화 부분과 함께 또는 이것 없이 캡슐화된)의 25가지의 미생물을 U87MG-luc2 두개내 종양이 있는 각 동물에게 정맥내 주사하였다. 주사 60시간 후에, 동물을 안락사시키고, 종양을 수집하여, 암 줄기 세포에 대한 마커, 즉, CD133 및 SSEA를 사용하는 유세포분석에 의해 이들 두개내 종양 내의 암 줄기 세포(CSC)로의 전달의 효율을 평가하였으며, CD133 및 SSEA는 둘 모두 일반적인 CSC의 마커(CD133+) 및 뇌종양의 CSC의 마커(SSEA-1+)인 것으로 당업자에게 공지되어 있다. 단일의 세포를 뇌종양으로부터 분리하였으며, CSC 마커 항체(CD133+ 또는 SSEA-1+)로의 염색 후에 FACS 분석으로 처리하였다. 도 22의 각 히스토그램의 곡선의 이동은 암 줄기 세포에서의 Cy5-ODN의 흡수를 나타낸다. scL-Cy5-ODN을 제공한 마우스로부터 분리된 CSC를 나타내는 곡선만이 유의한 이동을 나타내었으며, 이는 유리 Cy5-ODN 또는 Lip-Cy5-ODN(표적화 부분이 없는) 중 어느 것도 뇌종양에서 CSC를 효과적으로 트랜스펙션시키지 않았음을 나타낸다.
실시예 12
scL-p53에 의한 테모졸로마이드(TMZ)에 대한 뇌종양 세포의 시험관 내 감작화
제1 화학치료제, TMZ에 대하여 뇌종양 세포를 감작화시키기 위한 scL 전달된 wtp53의 능력을 평가하기 위하여, 인간 뇌종양 유래의 U87 및 U251 세포를 단독의 TMZ 또는 TMZ + scL-p53의 조합물로 처리하였다(미국 특허 제7,780,882호에 기재된 바와 같이 제조). 또한, 대조군으로서, 세포를 pSCMVp53 플라스미드를 작제하기 위해 사용되는 동일하나 p53 삽입물이 없는 벡터를 지니는 scL 전달 시스템(scL-vec) 및 TMZ의 조합물로 처리하였다. 세포를 96-웰 플레이트에서 플레이팅하고, 24시간 후에, scL-p53 또는 scL-vec로 처리하였다. 트랜스펙션 6시간 후에, 증가하는 농도의 TMZ를 첨가하였다. XTT 검정을 TMZ의 웰로의 첨가 144시간 후에 수행하고, IC50 값(50% 성장 억제를 제공하는 농도)을 결정하였다. 이들 2가지 세포주가 TMZ에 대하여 감수성이 있는 것으로 알려져 있기 때문에, 단독의 TMZ에 대하여 일부 반응이 존재하였음은 예상치 못한 것은 아니었다. 그러나, 도 23에 나타낸 바와 같이, 둘 모두의 세포주에 대하여 단독의 TMZ와 비교하는 경우, 세포를 scL 전달 시스템에 의해 전달되는 wtp53으로 트랜스펙션시키는 경우에 TMZ에 대한 감작화의 유의한 증가가 존재하였다. 최소의 감작화 내지 감작화 없음(각각, U87 및 U251)이 빈 벡터(empty vector)를 지니는 복합체와 함께 관찰되었으며, 이는 효과가 p53 때문이며, 전달 시스템 때문이 아님을 나타낸다.
그러나, TMZ에 반응하는 뇌종양 환자의 오직 소정의 하위집단으로서, 이러한 화학치료제에 대한 TMZ 내성 종양을 감작화시키는 scL-p53의 능력을 평가하는 것이 더욱 결정적이었다. 따라서, 제1 화학치료제에 대하여 TMZ 내성 뇌종양 세포를 감작화시키기 위한 scL 전달된 wtp53의 능력을 평가하기 위하여, 인간 뇌종양 유래의 LN-18 및 T98G 세포를 단독의 TMZ 또는 TMZ + scL-p53의 조합물로 처리하였다(도 23). 또한, 대조군으로서, 세포를 pSCMVp53 플라스미드를 작제하기 위하여 사용되는 동일하나 p53 삽입물이 없는 벡터를 지니는 scL 전달 시스템(scL-vec) 및 TMZ의 조합물로 처리하였다. 세포를 96-웰 플레이트에서 플레이팅하고, 24시간 후에 scL-p53 또는 scL-vec으로 처리하였다. 트랜스펙션 24시간 후에, TMZ를 증가하는 농도로 첨가하였다. XTT 검정을 TMZ의 웰로의 첨가 72시간 후에 수행하고, IC50 값(50% 성장 억제를 제공하는 농도)을 결정하였다. LN-18 세포를 사용한 도 23에 나타낸 바와 같이, scL-p53으로의 트랜스펙션 후에, 이들 TMZ 내성 세포는 이제 심지어 매우 낮은 용량의 TMZ에 대해서도 반응성이다. 50% 초과의 세포가 단독의 TMZ에 비하여 약 50μM 만큼 낮은 용량의 TMZ에서 사멸하였으며, 여기서, 약 1000μM의 용량까지 유의한 세포사가 관찰되지 않았다. T98G 세포를 사용하여(도 23), 비록 scL-p53으로의 처리 후의 LN-18처럼 TMZ에 대하여 반응성이 아니지만, 이들 고도의 내성 세포는 또한 이러한 약물의 사멸 효과에 대하여 감작화되었다. TMZ에 대한 노출 전에 scL-p53으로 치료한 세포는 IC50이 600μM이며, 오직 TMZ만을 제공한 세포는 TMZ 용량이 약 2000μM일 때까지 IC50에 도달하지 않았다. 상기와 같이, 대조군 scL-vec로의 트랜스펙션 후의 TMZ에 대한 세포의 반응에는 최소의 효과가 있거나 효과가 없었으며, 이는 이들 내성 세포주에서의 반응이 wtp53의 존재 때문임을 나타낸다.
실시예 13
전신 투여된 scL-p53에 의한 테모졸로마이드(TMZ)에 대한 뇌종양 세포의 생체 내 감작화
scL-p53 + TMZ의 조합물로의 전신 치료에 의해 유도된 뇌암의 두개내(IC) 마우스 모델에서의 종양 퇴행
미국 특허 제7,780,882호에 기재된 바와 같이 제조된 scL-p53의 전신 투여에 의한 IC 뇌종양의 TMZ에 대한 감작화에 의해 유도되는 종양 성장 억제를 시험하기 위한 실험을 수행하였다. U87MG-luc 세포를 두개내 접종함으로써 U87MG-Luc 이종이식 뇌종양을 누드 마우스에서 유도하였다. 캘리퍼 라이프 사이언스즈로부터 수득된 이러한 세포주를 루시퍼라제 유전자를 안정적으로 발현하도록 변형시켰다. 접종 10일 후에, 종양을 갖는 동물에 꼬리 정맥으로 단독의 TMZ(5.0㎎/㎏/주사), 단독의 scL-p53(30㎍ DNA/마우스/주사) 또는 scL-p53과 조합된 TMZ를 정맥내 주사하였다. 대조군으로서, 하나의 그룹에 PBS(비히클)를 제공하였다. 모든 정맥내 주사를 총 10회까지 2회/주로 투여하였다. 종양 반응을 평가하기 위하여, 생물발광 영상화(BLI)를 IVIS(등록 상표) 시스템의 제노겐을 사용하여 수행하였다. 도 24는 다양한 그룹의 생체 내 항-종양 효능의 비교이다. 종양 크기와 상호관련이 있는 생물발광 신호를 컬러 맵으로 나타내었다: 적색 색상(스케일 바(scale bar)의 상측) = 보다 강한 신호, 보라색 색상(스케일 바의 하측) = 보다 약한 신호. 제노긴 리빙 이미징(등록 상표) 소프트웨어를 사용하여 그룹들 간의 종양 크기/성장의 척도인 뇌종양의 생물발광 세기를 비교하고, 도 25에서 시간에 대하여 플롯팅하였다. 수평의 막대는 치료 기간을 나타낸다(마지막 치료 = 24일).
단독의 TMZ 및 단독의 scL-p53이 치료 동안 IC 종양 성장에서 다소 적은 효과를 가졌지만, 둘 모두의 그룹에서 종양은 치료의 마지막 후에 크기가 급격하게 증가되었다. 대조적으로, scL-p53 및 TMZ의 조합물을 제공한 마우스의 그룹에서의 종양은 치료 동안 종양 성장 억제뿐 아니라 치료 퇴행을 나타내었다. 더욱 유의하게는, 이러한 퇴행은 치료가 종료된 후에 20일 넘게 지속되었다.
또한, 생물발광 관찰을 확인하기 위하여, 마우스에 3주의 치료를 제공하기 전과 후에 마우스를 MRI에 의해 조영제 없이 영상화하였다. 생물발광에 의해 병용 치료 그룹에서 관찰된 종양 퇴행도 또한 여기서 관찰되었다. 도 26에서, 윤곽은 교모세포종 종양을 나타낸다. 단일 제제 치료 그룹에서 명백한 것처럼, 치료 후의 크기의 증가 대신에, scL-p53 및 TMZ 둘 모두를 제공한 이들 동물에서 임의의 잔류 종양이 거의 검출가능하지 않음이 명백하다. 따라서, 이러한 실험은 scL-전달된 wtp53이 GBM 종양을 TMZ에 대하여 감작화시켜, 단지 종양 성장 억제만이 아니라 유의한 종양 반응(퇴행)을 야기할 수 있음을 증명한다.
scL-p53 및 TMZ의 조합물로의 치료 후에 두개내 GBM 종양을 갖는 마우스의 유의하게 증가된 생존
상기 실험이 치료 후의 퇴행을 포함하는 유의한 종양 반응을 나타냄에 따라, 생존에서의 이러한 병용 치료의 효과를 다음으로 평가하였다. U87MG-Luc 이종이식 뇌종양을 상술된 바와 같이 누드 마우스에서 유도하였다. 접종 10일 후에, 종양을 갖는 동물에 단독의 TMZ(25.0㎎/㎏/주사), 단독의 scL-p53(30㎍ DNA/마우스/주사)(미국 특허 제7,780,882호에 기재된 바와 같이 제조) 또는 scL-p53과 조합된 TMZ를 꼬리 정맥 내로 정맥 내 주사하였다. 대조군으로서, 하나의 그룹에 PBS(비히클)를 제공하였다. 모든 정맥내 주사를 총 10회 주사까지 2회/주로 투여하였다. 동물을 2 내지 3회/주에 모니터링하고, 빈사 시에 안락사시켰다. 카플란-마이어 방법에 의해 분석된 결과를 도 27 및 하기의 표 1에 나타내었다. 도 27의 회색 막대는 치료 기간을 나타낸다. 단독의 TMZ가 이러한 TMZ 반응성 세포주에서 소정의 기간 동안 생존을 연장시킬 수 있었지만, 모든 마우스는 약 155일에 그들의 종양으로 쓰러졌으며, 생존 중앙값은 112일이었다. 그러나, scL-p53의 치료 요법으로의 첨가에 의해 생존 시간이 상당히 연장되었다. 이들 동물에서, 60%의 마우스는 210일에 여전히 생존하였다. 따라서, 이러한 병용 요법을 제공한 마우스에 대한 생존 연장%는 미처리 마우스의 것의 740배 초과, 단독의 scL-p53의 것의 500배 및 단독의 TMZ의 것의 대략 2배였다. 따라서, scL-p53의 TMZ를 사용한 치료로의 부가에 의해 장기간 생존의 유의한 증가가 야기되었다.
치료 n 생존 중앙값(일) 생존 연장(%)* 로그 랭크(log rank) P-값
미치료 4 25 - -
scL-p53 5 35 40 0.0117
TMZ 5 112 348 0.0088
TMZ + scL-p53 5 210 초과 740 초과 0.0058
*미치료 GBM 이종이식의 생존 중앙값의 비로 결정
scL-p53 및 TMZ의 조합물로의 치료 후의 TMZ 내성 두개내 GBM 종양을 갖는 마우스의 유의하게 증가된 생존
상술된 시험관 내 연구에 의해, TMZ 내성 뇌종양 세포의 트랜스펙션이 scL-p53의 트랜스펙션에 의해 TMZ에 감작화될 수 있었음이 나타났다. 따라서, TMZ 내성 인간 GBM 세포주 T98G로부터 유래된 두개내 종양을 갖는 마우스의 생존을 평가하기 위한 연구를 수행하였다. 무흉선 누드 마우스에 T98G 인간 교모세포종 세포주를 두개내 접종하였다. 접종 10일 후에, 동물을 MRI에 의해 영상화하고, 균등하게 3개의 그룹으로 나누었다. 영상화 직후에 치료를 시작하였다. 동물을 연속 14일 동안 1일에 1회 100㎎/㎡의 TMZ로 정맥내 치료하거나, 2주 동안 1주에 2회 scL-p53(30㎍ DNA/주사)(미국 특허 제7,780,882호에 기재된 바와 같이 제조)을 정맥내 투여하거나, 둘 모두의 조합으로 치료하였다. 생존을 모니터링하였다. 카플란-마이어 방법에 의해 분석된 결과를 도 28에 나타내었다. 14일의 마우스 생존수/그룹을 각 그룹에 대하여 나타내었다. 이러한 2주의 치료 시간에 걸쳐, 단일의 제제로서 TMZ 또는 scL-p53을 제공하는 2개의 그룹에서 유의한 수의 동물이 그들의 질환으로 쓰러졌다. 대조적으로, 병용 요법을 제공한 5마리의 마우스 중 4마리는 여전히 생존하였다. 따라서, 이러한 소규모 효능 실험에 의해, 시험관 내 데이터가 확인되었으며, scL-p53으로의 치료가 이전에 TMZ에 대하여 내성인 GBM 종양을 감작화시킬 수 있음이 나타났다.
실시예 14
scL-p53 및 TMZ의 조합물에 의한 두개내 뇌종양의 세포자멸사 증가
종양 억제자 p53은 세포자멸사 경로에서 역할을 수행하는 것으로 공지되어 있다. scL-p53 및 TMZ의 조합물과 함께 관찰된, 종양 세포 반응의 증가 및 동물 생존의 증가의 원인이 되는 메카니즘의 평가를 시작하기 위하여, 다양한 치료 후에 두개내 U87MG-luc2 뇌종양에서 유도되는 세포자멸사의 수준을 아넥신 V-FITC 및 유세포분석을 사용하여 결정하였다. U87MG-luc2 뇌종양을 상술된 바와 같이 유도하였다. 세포의 접종 10일 후에, 마우스를 단독의 TMZ(5㎎/㎏/주사/마우스, 1주에 2회 주사), 단독의 scL-p53(30㎍ DNA/주사/마우스, 1주에 2회 주사)(미국 특허 제7,780,882호에 기재된 바와 같이 제조) 또는 scL-p53 및 유리 TMZ의 조합물 중 어느 하나로 치료하였다. 각 동물에 총 3회의 주사를 제공한 후에, 동물을 안락사시키고, 단일의 세포 집단을 종양으로부터 분리하고, 아넥신 V 검정으로 처리하였다.
도 29에 나타낸 바와 같이, 어느 하나의 단독의 치료에 비하여 scL-p53 및 TMZ의 조합물로의 치료 후에 세포자멸사에서의 종양 세포의 백분율의 유의한 증가가 있다. 따라서, 이들 결과는 전신 투여된 scL-p53의 IC 종양에 의한 흡수가 화학치료제 TMZ에 대한 증가된 세포자멸사 반응을 야기함을 나타낸다.
실시예 15
TMZ 내성 GBM 종양의 scL-p53로의 처리는 시험관 내 및 생체 내에서 MGMT 발현을 하향 조절한다
TMZ에 대한 내성의 주요 메카니즘은 O6-구아닌 부가물을 제거함으로써 TMZ-유도된 DNA 손상을 수선하는 O6-메틸구아닌-DNA-메틸 트랜스퍼라제(MGMT)의 과발현이다. 따라서, MGMT 활성을 하향 조절하는 수단은 TMZ의 치료 효과를 증가시킬 것이다. 많은 보고에 의해, wtp53 발현의 증가가 DNA 수선 유전자, 예컨대 MGMT의 발현을 하향 조절시키며, 종양 세포의 알킬화제, 예컨대 TMZ에 대한 감수성을 증가시킬 수 있음이 나타났다. 상기 실시예에 기재된 시험관 내 및 생체 내 데이터에 의해, scL-p53으로의 치료가 뇌종양 세포에서 TMZ에 대한 내성을 역전시킬 수 있음이 나타났다. 이러한 감작화를 위한 하나의 가능한 메카니즘은 MGMT의 p53 의존성 하향 조절이다. scL-전달된 wtp53의 흡수를 시험하여, 이것이 시험관 내의 TMZ-내성 T98G 인간 교모세포종 세포 및 생체 내의 피하 이종이식 종양 내의 MGMT 발현의 수준에서 효과를 가졌는지를 결정하였다. T98G 세포를 scL-p53(미국 특허 제7,780,882호에 기재된 바와 같이 제조)으로 트랜스펙션시켰다. 트랜스펙션 16 및 24시간 후에, 세포를 수집하고, 단백질을 분리하고, 40㎍의 전체 단백질을 Nu-PAGE 프리캐스트(Precast) 4-12% 기울기 겔을 사용하여 전기영동으로 분별하고, 나이트로셀룰로스 멤브레인으로 옮기고, 웨스턴 블롯 분석에 의한 MGMT 및 GAPDH의 발현을 위하여 프로빙하였다. 신호를 ECL 시약에 의해 검출하였다(도 30).
도 30에 나타낸 생체 내 실험을 위하여, scL-p53(30㎍ DNA/주사/마우스)을 24시간 기간에 걸쳐 3회 정맥내 주사하였다. 마지막 scL-p53 치료 후 16 및 24시간에, 마우스를 안락사시키고, 종양을 수집하고, 단백질을 추출하였다. 4마리의 마우스를 각 시점에 수집하였다. 대조군으로서의 하나의 그룹에는 SGT-53을 제공하지 않았다. 40㎍의 전체 단백질을 Nu-PAGE 프리캐스트 4-12% 기울기 겔을 사용하여 전기영동으로 분별하고, 나이트로셀룰로스 멤브레인으로 옮기고, 웨스턴 블롯 분석에 의한 MGMT 및 GAPDH의 발현을 위하여 프로빙하였다. 신호를 ECL 시약에 의해 검출하였다.
시험관 내에서, 16시간까지 MGMT 발현의 완전한 하향 조절이 있었으며, 이는 트랜스펙션 24시간 후만큼 길게 지속되었다. 유사하게, 생체 내 연구에서, MGMT의 발현의 유의한 감소가 16시간에 명백하였으며, 2마리의 동물에서 단백질이 사실상 제거되었다. 마지막 주사 24시간 후까지, MGMT의 사실상 완전한 하향 조절이 SGT-53으로 치료한 모든 마우스에서 명백하였다. GAPDH 단백질의 일관된 발현에 의해 동일한 단백질 로딩이 증명되었다. 세포자멸사 경로에서의 외인성 SGT 전달된 wtp53의 긍정적인 효과와 함께, 이들 종양에서 TMZ에 의해 유도되는 DNA 손상을 수선하기 위한 MGMT의 결여는 아마도 T98G가 TMZ의 사멸 효과에 대한 내성을 극복하는데 역할을 수행할 것이다.
유사한 결과가 T98G를 갖는 두개내 종양 모델에서 수득된 것이 더욱 유의하다(도 31). 이러한 실험에서, scL-p53(30㎍ DNA/마우스)을 오직 1회 정맥내 주사하였다. scL-p53 주사 후 16시간 내지 72시간 사이의 다양한 시점에, 마우스를 안락사시키고, 종양을 수집하고, 단백질을 추출하였다. 대조군(UT)으로서 하나의 그룹에는 SGT-53을 제공하지 않았다. 40㎍의 전체 단백질을 Nu-PAGE 프리캐스트 4-12% 기울기 겔을 사용하여 전기영동으로 분별하고, 나이트로셀룰로스 멤브레인으로 옮기고, 웨스턴 블롯 분석에 의한 p53, MGMT 및 GAPDH의 발현을 위하여 프로빙하였다. 신호를 ECL 시약에 의해 검출하였다.
단일의 scL-p53 정맥내 주사 16시간 및 24시간 후에, UT 동물에 비한 p53 단백질의 수준의 증가가 명백하였으며, 이는 외인성 p53의 존재를 나타낸다. 43시간 및 72시간까지 이러한 신호는 UT 대조군의 수준과 유사한 수준으로 다시 감소하였다. 더욱 중요한 것은, 피하 종양에서 관찰된 바와 같이, 이들 두개내 종양에서, MGMT 발현의 유의한 감소가 scL-p53으로의 치료 43시간 및 72시간 후에 관찰되었다는 것이다. 관찰된 MGMT 신호의 감소의 이러한 시기는 DNA 수선 메카니즘의 간섭에 의한 세포의 TMZ에 대한 감작화에서의 p53의 활성의 메카니즘과 일치한다.
실시예 16
교모세포종 또는 신경교육종 환자에서의 scL-p53 및 TMZ의 병용 치료
테모졸로마이드의 표준 투여는 21일 동안의 일일 용량의 테모졸로마이드를 필요로 한다. 바람직한 실시형태에서, scL-p53의 유력한 화학감작의 효율을 최적화하기 위하여, scL-p53 치료는 테모졸로마이드 치료 1일 전에 시작할 것이다. 사전-임상 연구에 의해, scL-p53 복합체에 의해 전달되는 wtp53 종양 억제자 유전자가 화학치료제에 대하여 종양을 감작화시키는 기능을 하여, 이들을 약물에 대하여 더욱 반응성이게 만드는 것으로 나타났다. 따라서, 테모졸로마이드가 투여되는 경우 scL-p53의 혜택을 갖도록 p53이 발현되는 것이 중요하다. 도면에 나타낸 제안된 스케쥴을 사용하여, scL-p53은 테모졸로마이드 치료의 시작 시에 발현된다.
대안적인 실시형태에서, 2가지 scL-p53 치료는 테모졸로마이드 치료의 시작 전에 투여될 것이다. 본 명세서에서, scL-p53은 1일에 시작하여, 도 33의 표에 나타낸 동일한 스케쥴로 투여할 것이다. 그러나, 처음의 TMZ 치료는 6일까지 이루어지지 않을 것이다. 테모졸로마이드는 21일 동안(6일 내지 26일) 1일에 100 내지 250㎎/㎡(주말 포함)로 경구 투여할 것이다.
실시예 17
멜팔란(MEL)을 포함하는 표적화된 양이온성 리포솜의 제조
재료:
DOTAP(1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판, 염산염)
- 아반티 폴라 리피즈, 인코포레이티드로부터 수득, 카달로그 번호 890890E, 분자량 698.55
- 농도: 25㎎/㎖ 에탄올 용액
사용 전에 지질을 무수 에탄올을 사용하여 20㎎/㎖로 희석
DOPE(1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민)
- 아반티 폴라 리피즈, 인코포레이티드로부터 수득, 카달로그 번호 850725E, 분자량 744.04
- 농도: 25㎎/㎖ 에탄올 용액
사용 전에 지질을 무수 에탄올을 사용하여 20㎎/㎖로 희석
멜팔란 하이드로클로라이드(Mel), 분말(분자량 = 341.7)
- 시그마로부터 수득, M2011 - 100㎎
- 용해를 보조하기 위하여 10 내지 15㎕의 6N HCl을 사용하여 무수 에탄올에 50㎎/㎖의 농도로 희석
내독소가 없는 초순수 LAL 시약 수(예컨대, 바이오휘태커, 카달로그 번호 W50-500, 0.005 EU/㎖ 미만의 내독소)
주입기: 22 게이지 주사바늘(부품 번호 81365)이 있는 해밀턴 밀봉 주사기, 1㎖(해밀턴 번호 81230),
절차:
1. Mel을 용해될 때까지 고속에서 볼텍싱시킴으로써 6N HCl(약 10 내지 15㎕)을 첨가하여, 무수 에탄올에 50㎎/㎖(146.3mM)의 농도로 용해시켜, 각 시간에 신선한 Mel 용액을 제조한다(투명해야 함). 지질과 혼합하기 위해 사용할 때까지 실온으로 유지시킨다(하기 단계 3).
2. 지질 용액을 37℃에서 10 내지 15분 동안 두고, 이어서, 지질 용액을 5분 동안 65℃ 수조에 두면서 가끔 진탕시킨다.
3. Lip-Mel을 제조하기 위하여: 교반 막대가 있는 갈색 유리병을 50℃ 내지 60℃로 설정한 핫 플레이트 상에 둔다. 스플래싱 없이 고속에서 교반하면서, 지질 및 Mel을 하기의 순서로 병에 첨가한다(중요):
1: 1(Lip: Mel) 몰비를 위해
DOTAP (20㎎/㎖의) 175㎕ = 5μ㏖ 또는 3.5㎎
DOPE (20㎎/㎖의) 187.5㎕ = 5μ㏖ 또는 3.75㎎
Mel 용액, (50㎎/㎖의) 68.3㎕ = 10μ㏖을 첨가한다.
3가지 모두를 첨가한 후에 3분 동안 계속 교반한다.
4. 동시에, 교반 막대가 있는 갈색 유리병 내에서, 4,569㎕의 LAL 수를 수조에서 65℃로 가온시킨다. 지질-Mel 용액의 첨가 직전에, 병을 핫 플레이트(50℃ 내지 60℃)로 옮긴다. 물을 몇 초 동안 스플래싱 없이 고속에서 교반하여, 교반 막대로부터의 버블을 제거한다.
5. 물을 핫 플레이트에 유지한다. 지질 첨가 동안 물을 고속에서(스플래싱 없이) 계속 교반한다. 상기와 같은 지질 및 Mel을 혼합한 후에(단계 2), 가능한 한 바로, 그리고 가능한 한 신속하게, 주입용 해밀턴 주사기를 사용하여 혼합물을 핫 플레이트(50℃ 내지 60℃) 상의 온수로, 볼텍싱의 중심으로 직접 주입한다. 느슨하게 덮고, 지질 혼합물의 첨가 후에 1분 동안 고속에서(스플래싱 없이) 계속 교반한다.
6. 유리병을 실온 교반 플레이트로 옮기고, 느슨하게 덮인 용액이 20 내지 25℃(실온)로 냉각될 때까지 천천히 계속 교반한다.
7. 실온 LAL 수를 사용하여 부피를 5㎖로 조정한다.
8. 0.22㎛ 포어 밀렉스 GV 필터를 사용하여 용액을 여과한다.
9. 필요에 따라, 입자 크기 및 제타 포텐셜을 측정한다.
이들 제조 방법의 결과는 입자 크기가 약 20-60㎚이며, 제타 포텐셜이 약 10 내지 50㎷인 리포솜을 나타낸다.
실시예 18
화학적 컨쥬게이션 없이 멜팔란을 함유하는 표적화된 양이온성 리포솜(scL/MEL)의 제조(단순 혼합에 의함)
상술된 절차에 따라 제조된 MEL-포함 양이온성 리포솜을 사용하여, 본 명세서에 기재된 바와 같은 리간드 표적화된 MEL 양이온성 리포솜 복합체를 성분의 단순한 혼합에 의해, 화학적 컨쥬게이션 없이 제조한다. 복합체의 제조를 하기의 일반적 절차에 따랐다:
리포솜-물(또는 완충액)에, 적절한 양의 표적화 부분을 원하는 비를 제공하도록 첨가하고, 5 내지 10초의 온건한 역전에 의해 혼합한다. 표적화 부분은 트랜스페린 또는 엽산 또는 다른 단백질을 포함하나 이에 한정되지 않는 리간드일 수 있다. 또한, 이는 트랜스페린 또는 HER-2 수용체를 포함하나 이에 한정되지 않는 세포 표면 수용체를 표적으로 하는 항체 또는 항체 단편일 수 있다(예컨대, TfRscFv). 이러한 혼합물은 10 내지 15분 동안 실온에서 유지시킨다(대략 5분 후에 5 내지 10초 동안 다시 조심스럽게 역전시킨다). 원하는 최종 부피를 제공하기 위하여, 표적화 부분-Lip-MEL 혼합물을 원하는 부피를 제공하는데 필요한 임의의 부피(아무 것도 포함하지 않는)의 물(적절하게는 탈이온수) 또는 Tris 완충액, HEPES 완충액 또는 인산염 완충된 염수를 포함하나 이에 한정되지 않는 임의의 pH의 완충액과 혼합하고, 5 내지 10초 동안 조심스럽게 역전시켜 혼합한다. 이러한 혼합물을 10 내지 15분 동안 실온에서 유지시킨다(대략 5분 후에 5 내지 10초 동안 다시 조심스럽게 역전시킨다).
전형적으로, 시험관 내 검정에서 사용하기 위하여, 최종 복합체 중의 TMZ의 양은 웰당 약 1μM 내지 30μM의 범위인 것이 바람직하며; 생체 내 이용을 위해서는, 주입당 약 1㎎/㎏ 내지 약 50㎎/㎏의 TMZ를 제공하는 것이 바람직하다. 생체 내에서 사용하기 위하여, 덱스트로스 또는 수크로스를 마지막에 약 1-50%(V: V) 덱스트로스 또는 수크로스, 적절하게는 5% 덱스트로스 또는 10% 수크로스의 최종 농도로 첨가하고, 5 내지 10초 동안 온건한 역전에 의해 혼합한다. 이러한 혼합물을 10 내지 15분 동안 실온에서 유지시킨다(대략 5분 후에 5 내지 10초 동안 다시 온건하게 역전시킨다).
1: 30(항체 단편: 리포솜, w: w) 및 1: 1 리포솜: MEL(몰비)의 적절한 비의 시험관 내 트랜스펙션을 위한 특정 실시예는 하기와 같다: 대략 600㎕의 최종 부피를 위하여, 250㎕의 Lip: TMZ(2mM 스톡)를 56.7㎕의 항체 단편(0.21㎎/㎖의 항-트랜스페린 수용체 단쇄 항체 단편[TfRscFv] 농도에서)과 혼합한다. 293.3㎕의 물 또는 완충액을 첨가한다.
상기 방법에 의해 제조된 최종 복합체의 크기(수 평균)는 약 10 내지 800㎚, 적절하게는 약 15 내지 400㎚, 가장 적절하게는 약 20 내지 200㎚이며, 제타 포텐셜은 맬번 제타사이저 ZS를 사용하여 동적 광산란에 의해 결정시, 약 1 내지 100㎷, 더욱 적절하게는 5 내지 60㎷, 가장 적절하게는 10 내지 50㎷이다. 이러한 크기는 종양 모세혈관상을 통과하거나 혈액 뇌 장벽을 가로질러 효율적으로 이동하여, 종양 세포에 도달하기에 충분히 작다.
또한, 덱스트로스 또는 수크로스(1 내지 50%, 부피 대 부피)를 함유하는 상술된 바와 같이 제조된 복합체를 건조 시까지 동결건조시키고, 실온, 2 내지 8℃ 또는 -20 내지 -80℃에서 보관할 수 있다. 시료를 사용 전에 물로 재구성하였다. 재구성 후의 최종 동결건조된 복합체의 크기(수 평균)는 약 10 내지 800㎚, 적절하게는 약 15 내지 400㎚, 더욱 적절하게는 약 20 내지 200㎚, 가장 적절하게는 50 내지 150㎚이며, 제타 포텐셜은 맬번 제타사이저 ZS를 사용하여 동적 광산란에 의해 결정시, 약 1 내지 100㎷, 더욱 적절하게는 5 내지 60㎷, 가장 적절하게는 10 내지 50㎷이다. 이들 복합체는 원래 생물학적 활성의 80% 이상을 유지한다.
실시예 19
유리(캡슐화되지 않은) MEL에 비한 종양 세포에서의 지질/MEL의 증가된 효과
scL/MEL 나노복합체를 표적화 부분으로서 항-트랜스페린 수용체 단쇄 항체 단편(TfRscFv), 1: 1 및 0.75: 1의 Lip: MEL 몰비(크기 = 각각 30 및 25㎚)(리포솜 농도 = 2mM) 및 1: 30(w: w)의 TfRscFv 대 리포솜 비를 사용하여 상술된 바와 같이 제조하였다. scL/MEL 나노복합체의 크기는 각각 45 및 57㎚였다. scL/MEL의 시험관 내 세포 사멸 능력을 KMS-11 세포에서 캡슐화되지 않은 유리 MEL과 비교하였다.
이들 시험관 내 세포 생존 연구를 위하여, 인간 다발성 골수종 세포주 KMS-11을 사용하였다. 이들은 비-부착 세포이며, 현탁액에서 성장한다. 2.6㎖의 무혈청 배지 중의 4×105개 세포를 1시간 동안 400㎕의 scL/MEL(어느 하나의 비에서) 또는 캡슐화되지 않은 MEL과 함께 멸균 50㎖ 원심분리용 튜브에서 인큐베이션시켰다. 이러한 인큐베이션 후에, 배지에 우태아혈청을 10%(0.3㎖/튜브)의 최종 농도로 보충하였다. 추가 47시간 동안의 인큐베이션 후에, 세포 생존력을 세포의 트립판 블루(Trypan Blue) 계수에 의해 측정하였다. 이를 달성하기 위하여, 2㎖ 에펜도르프 튜브(eppendorf tube)에서, 1부의 트립판 블루 용액을 1부의 세포 현탁액(1: 1 희석)과 혼합하였다(예를 들어, 200㎕의 트립판 블루를 200㎕의 세포 현탁액과 혼합). 혈구계수기 및 현미경을 사용하여, 생세포(미염색) 및 죽은 세포(염색)의 수를 계수하였다. 0.1㎣당 세포의 평균 개수를 계산하고, ㎖당 세포의 개수를 측정하였다. 생세포의 백분율을 하기와 같이 계산하였다:
생세포% = (생세포의 개수/세포의 개수) * 100
결과를 플롯팅하고, 각각 50% 및 30% 세포 사멸을 야기하는 약물 농도인 IC50 및 IC30 값을 약물 농도 대 생세포의 백분율의 그래프로부터 보간하였다.
도 33은 MEL이 리포솜에 캡슐화된 종양 표적화 scL/MEL 나노 복합체가 캡슐화되지 않은 MEL에 비하여 유의하게 향상된 항암 효능을 가짐을 보여준다. 캡슐화되지 않은 MEL은 IC50 값이 17.6μM이다. 대조적으로, 본 발명의 방법을 통해 1: 1 몰비의 리포솜 대 MEL로 리포솜에 캡슐화되고, 본 발명의 종양-표적화 나노복합체의 수단에 의하여 종양 세포로 전달되는 경우, 대략 2배 더 적은 MEL이 암 세포를 효과적으로 사멸시킬 것이다(9.6μM의 IC50). 또한, 비록 급격한 것은 아니지만, Lip/MEL을 0.75: 1(몰비)의 리포솜: Mel 비에서 제조하는 경우, 캡슐화되지 않은 MEL과 scL/MEL 간의 IC50 값의 30%의 감소가 존재하였다. 단독의 리포솜으로의 트랜스펙션에 의해 임의의 유의한 세포 사멸이 야기되지 않았으며(IC50 > 33μM), 이는 scL/MEL로 관찰되는 감작화가 리포솜에 의한 비-특이적 세포 사멸의 결과가 아님을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 방법에서 사용되는 경우, 다양한 상이한 몰비의 리포솜 대 멜팔란은 소정의 화합물을 야기할 것이며, 이 화합물은 본 발명의 방법을 사용하여 단순 혼합에 의해, 그리고 화학적 컨쥬게이션 없이 표적화 부분과 복합체화되는 경우, 다발성 골수종 세포에 대한 예기치 않은 증가된 효능을 갖는 복합체를 야기할 것이다.
캡슐화되지 않은 MEL을 표적화 부분이 없는 본 명세서에 기재된 바와 같은 Lip/MEL, 및 완전한 scL/MEL 나노복합체뿐 아니라 단독의 리포솜과 비교하는 도 34에 유사한 결과가 나타나 있다. Lip/MEL 및 scL/MEL을 1: 1의 리포솜 대 MEL의 몰비(리포솜 농도 = 2mM)로 실시예 1 및 2에 기재된 바와 같이 제조하였다. 항-트랜스페린 수용체 단쇄 항체 단편(TfRscFv)을 표적화 부분으로 사용하고, 1: 30(w: w)의 TfRscFv 대 리포솜 비를 사용하였다. 다시 한번, 단독의 리포솜은 이들 다발성 골수종 세포에서 사실상 세포 사멸 효과를 갖지 않는다. 대조적으로, 심지어 표적화 부분 없이, 본 발명의 방법을 사용하여 1: 1(Lip: MEL)의 몰비로 리포솜 내에 캡슐화되는 경우, 유리(캡슐화되지 않은) MEL에 비하여 IC50 값의 유의한 증가가 있었다. 이러한 수준의 감작화는 전체 scL/Mel 복합체를 사용하는 경우 훨씬 더 컸다(거의 2배). 본 발명의 방법을 통한 리포솜 내의 캡슐화 후의 다발성 골수종 세포의 이러한 감작화 수준이 예상되지 않는다.
실시예 20
동결건조 및 재구성 후의 scL/MEL의 생물학적 활성의 유지
수크로스(최종 농도 = 10%)를 함유하는 scL/MEL 복합체를 표적화 부분으로서 항-트랜스페린 수용체 단쇄 항체 단편(TfRscFv), 1: 1의 Lip: TMZ 몰비(크기 = 21㎚)(리포솜 농도 = 2mM) 및 1: 30(w: w)의 TfRscFv 대 리포솜 비를 사용하여 상술된 바와 같이 제조하였다. 이후에, 이러한 복합체를 동결건조시키고, 시료를 2 내지 8℃에서 데시케이터(desiccator)에 보관하였다. 1주의 보관 후에, 동결건조된 scL/Mel 복합체를 내독소가 없는 물로 재구성하고, 이를 사용하여 상술된 바와 같은 KMS-11 세포를 트랜스펙션시켰다. 재구성된 scL/MEL의 크기는 신선하게 제조되는 경우 본 발명의 방법에 의해 제조되는 복합체의 바람직한 크기 범위 내의, 56㎚(수 평균)였다. 따라서, 동결건조는 복합체의 크기를 유의하게 변경시키지 않았다. 동결건조된/재구성된 scL/MEL의 세포 사멸능을 신선하게 제조된 scL/MEL 및 유리(캡슐화되지 않은) MEL과 비교하였다. 결과가 도 35에 나타나 있다. 신선하게 제조된 scL/MEL 나노복합체 및 동결건조된 scL/MEL 나노복합체에 대한 IC50 및 IC20 값 둘 모두는 사실상 동일하다. 따라서, 이러한 동결건조된 복합체도 또한 그의 생물학적 활성의 80% 이상을 유지할 수 있다.
실시예 21
scL/MEL 및 종양 억제자 유전자 p53의 병용 요법
종양 억제자 p53 경로의 회복 또는 활성화는 다발성 골수종 세포에서 세포자멸사(예정된 세포사)를 유도하는 것으로 보인다(문헌[Ludwig H, Beksac M, Blade J, Boccadoro M, Cavenagh J, Cavo M, et al. CurrentmM treatment strategies with novel agents: a European perspective. Oncologist 2010; 15(1): 6-25]; 문헌[Hurt EM, Thomas SB, Peng B, Farrar WL. Reversal of p53 epigenetic silencing in multiple myeloma permits apoptosis by a p53 activator. Cancer Biology & Therapy 2006;5: 1154-60]). 또한, 다발성 골수종 질환의 분자적 원인을 조사하는 연구에 의해, 골수종 세포가 종종 건강한(즉, 돌연변이되지 않은) p53 유전자를 가지나, 매우 적은 p53 단백질을 갖는 것으로 나타났다. p53 수준의 회복은 다발성 골수종 세포의 성장을 늦추며, 그들의 사멸을 야기한다. 따라서, p53 유전자 요법은 다발성 골수종을 위한 타당한 치료 전략이다.
유전자 요법을 위한 종양-표적화 scL-p53 나노복합체
개시내용 전문이 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제7,780,822호에 기재된 바와 같이, wtp53 유전자를 암호화하는 플라스미드 DNA를 지니며 TfRscFv를 통해 표적화된 전달 시스템(scL-p53)을 성공적으로 개발하였다. scL-p53의 전신 투여는 많은 상이한 종양 유형에서 높은 수준의 wtp53 발현을 야기한다. 또한, 세포자멸사를 유도함으로써 이들 표준 치료 양상에 대한 종양 반응을 증가시키기 위하여 화학요법/방사선요법과 병용하기 위한 scL-p53이 개발되었다.
wtp53을 원발성 및 전이성 종양 둘 모두에 효율적으로 표적화하고, 효율적으로 전달하는 것으로 보이는 scL-p53 나노복합체의 사용은 다발성 골수종 세포에서 p53 단백질의 수준을 증가시키기 위한 효율적인 수단일 것이다.
scL/MEL 및 scL-p53 병용 요법
scL/MEL 및 scL-p53의 조합물의 사용이 본 명세서에 기재된다. 단일요법으로 사용하기 위한 scL-MEL의 개발은 본 발명자들이 현재 치료를 위해 사용되는 형태의 캡슐화되지 않은 MEL과 비교 시, scL/MEL로의 치료 후에 다발성 골수종 세포사의 예기치 않게 높은 증가를 나타냈다는 점에서, 환자에게 유익할 것이다. 그러나, 다발성 골수종 세포에서의 p53의 발현 증가도 또한 치료능을 가짐에 따라, 병용 방법은 훨씬 더 큰 치료능을 가질 것이다.
실험 방법
scL-p53과 병용하는 경우, scL/MEL의 사용과 함께 다발성 골수종에 대한 신규하며, 더욱 효과적인 치료 요법의 개발을 증명하기 위한 실험을 설계하였다.
시험관 내 결과
scL-p53으로의 치료가 다발성 골수종 세포사를 야기할 수 있다는 가설을 시험하기 위하여, 예비 세포 생존력 검정을 상술된 바와 같이 수행하였다. 상술된 인간 다발성 골수종 세포주 KMS-11을 단독의 scL-p53으로 트랜스펙션시켰다. scL-p53을 미국 특허 제7,780,822호에 기재된 바와 같은 정의된 순서의 성분의 단순한 혼합에 의해 제조하였다. 복합체를 정상 인간 wtp53 유전자를 암호화하는 증가하는 용량의 플라스미드로 제조하였다. 플라스미드 DNA 용량은 0 내지 1.3㎍ DNA 범위였다. KMS-11 세포를 상술된 동일한 절차를 사용하여 트랜스펙션시켰다. 생존가능한 세포의 백분율을 트랜스펙션 24시간 후에 결정하고, IC50 및 IC20 값을 결정하였다. scL-p53으로의 트랜스펙션은 용량-의존적 세포사 수준을 야기하였으며, 이는 다발성 골수종 세포에서의 wtp53의 발현 증가가 그 자체로 유의한 수준의 세포사를 야기할 수 있음을 나타낸다(도 36). 이는 예상치 못한 것이었는데, 이는 다발성 골수종에서의 p53 발현의 조절에 관한 분야의 보고가 모두 추가의 활성화제를 사용하거나, 간접적으로, 직접적이지 않게, 다른 단백질의 발현을 차단함으로써 p53에 영향을 미치는 것이기 때문이다.
둘 모두가 그들 자체의 세포사 수준을 증가시키는 것으로 보이는 scL/MEL 및 scL-p53의 조합물을 동시에 트랜스펙션시켜, 이러한 병용 요법에 대한 KMS-11 세포의 반응을 평가하였다. KMS-11 세포를 상술된 절차를 사용하여 트랜스펙션시켰다. scL/MEL을 표적화 부분으로서 항-트랜스페린 수용체 단쇄 항체 단편(TfRscFv), 1: 1의 Lip: TMZ 몰비(리포솜 농도 = 2mM) 및 1: 30(w: w)의 TfRscFv 대 리포솜 비를 사용하여 상술된 바와 같이 제조하였다. 세포(튜브당 4×105개)를 증가하는 용량의 MEL을 함유하는 상이한 scL/MEL 복합체로 트랜스펙션시켰다. scL-p53을 이전에 기재된 바와 같이 제조하였다(미국 특허 제7,780,822호). 모든 트랜스펙션을 위해 사용된 DNA 용량은 0.2㎍/4×105개 세포였다. 이러한 용량은 도 36으로부터의 데이터에 기초하며, 여기서, IC20은 대략 0.2㎍의 용량인 것으로 관찰되었다. IC20을 사용하여 2가지 치료의 상가적 효과 또는 상승 효과의 검출을 가능하게 하였다. KMS-11 세포를 단독의 유리(캡슐화되지 않은) MEL, 단독의 scL/MEL 또는 유리(캡슐화되지 않은) 또는 scL 캡슐화된 MEL + scL-p53의 조합물로 트랜스펙션시켰다(도 37).
단독의 유리 MEL과 비교하는 경우, scL/Mel 복합체로의 트랜스펙션이 약물에 대한 유의한 수준의 화학감작을 야기하였다. 더욱이, 유리 또는 scL 복합체화된 MEL 중 어느 하나와 병용하는 경우, scL-p53의 부가는 이러한 화학치료제에 대한 KMS-11 세포의 반응을 유의하게 향상시킬 수 있었으며, scL/MEL 및 scL-p53의 조합물이 가장 효과적이었다. 치료제로 사용되는 표준 형태인 캡슐화되지 않은 MEL의 IC50에 비하여(IC50 = 10.9), scL/MEL + scL-p53의 IC50은 세포사의 2배 더 큰 증가인 4.57이었다.
이들 연구가 시험관 내에서 수행되지만, scL/Mel 및 scL-p53이 인간 환자에게 조합하여 전신 투여되는 경우, 유사한 결과(증가된 다발성 골수종 세포사)가 또한 일어날 것임이 충분히 예상된다. scL-p53의 용량은 5주 동안 매주 2회 주입과 함께, 2.4 내지 3.6㎎/주입인 것으로 예상된다. scL/MEL은 4회의 투여에 대하여 2주 간격의 6 내지 16㎎/㎡의 용량의 단일의 정맥내 주입으로 투여될 것이다.
본 명세서에서 관찰되는 조합물의 예상치 않은 상승 수준은 인간 환자에서 다발성 골수종의 치료를 위한 신규한 치료 양상으로서 이러한 병용 방법의 능력을 나타낸다.
실시예 22
아트로핀을 포함하는 양이온성 리포솜의 제조
재료:
DOTAP(1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판, 염산염)
- 아반티 폴라 리피즈, 인코포레이티드로부터 수득, 카달로그 번호 890890E, 분자량 698.55
- 농도: 25㎎/㎖ 에탄올 용액
- 사용 전에 지질을 무수 에탄올을 사용하여 20㎎/㎖로 희석
DOPE(1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민)
- 아반티 폴라 리피즈, 인코포레이티드로부터 수득, 카달로그 번호 850725E, 분자량 744.04
- 농도: 25㎎/㎖ 에탄올 용액
- 사용 전에 지질을 무수 에탄올을 사용하여 20㎎/㎖로 희석
아트로핀, 분말(분자량 = 289.37)
- 시그마로부터 수득
- 무수 에탄올에 100mM의 농도로 희석
내독소가 없는 초순수 LAL 시약 수(예컨대, 바이오휘태커, 카달로그 번호 W50-500, 0.005 EU/㎖ 미만의 내독소)
주입기: 22 게이지 주사바늘(부품 번호 81365)이 있는 해밀턴 밀봉 주사기, 1㎖(해밀턴 번호 81230)
절차:
1. 아트로핀을 용해될 때까지 고속에서 볼텍싱시킴으로써 무수 에탄올에 100mM의 농도로 용해시켜, 각 시간에 신선한 아트로핀 용액을 제조한다(투명해야 함). 사용할 때까지 실온으로 유지하여, 지질과 혼합한다(하기 단계 3).
2. 지질 용액을 37℃에서 10 내지 15분 동안 두고, 이어서, 지질 용액을 5분 동안 65℃ 수조에 두면서 가끔 진탕시킨다.
3. Lip-아트로핀을 제조하기 위하여: 교반 막대가 있는 갈색 유리병을 50℃ 내지 60℃로 설정한 핫 플레이트 상에 둔다. 스플래싱 없이 고속에서 교반하면서, 지질 및 아트로핀을 하기의 순서로 병에 첨가한다(중요):
1: 1(Lip: 아트로핀) 몰비를 위해
DOTAP (20㎎/㎖의) 175㎕ = 5μ㏖ 또는 3.5㎎
DOPE (20㎎/㎖의) 187.5㎕ = 5μ㏖ 또는 3.75㎎
아트로핀 용액, (100mM의) 100㎕ = 10μ㏖을 첨가한다.
3가지 모두를 첨가한 후에 3분 동안 계속 교반한다.
4. 동시에, 교반 막대가 있는 갈색 유리병 내에서, 4,569㎕의 LAL 수를 수조에서 65℃로 가온시킨다. 지질-아트로핀 용액의 첨가 직전에, 병을 핫 플레이트(50℃ 내지 60℃)로 옮긴다. 물을 몇 초 동안 스플래싱 없이 고속에서 교반하여, 교반 막대로부터의 버블을 제거한다.
5. 물을 핫 플레이트에 유지한다. 지질 첨가 동안 물을 고속에서(스플래싱 없이) 계속 교반한다. 상기와 같은 지질 및 아트로핀을 혼합한 후에(단계 2), 가능한 한 바로, 그리고 가능한 한 신속하게, 주입용 해밀턴 주사기를 사용하여 혼합물을 핫 플레이트(50℃ 내지 60℃) 상의 온수로, 볼텍싱의 중심으로 직접 주입한다. 느슨하게 덮고, 지질 혼합물의 첨가 후에 1분 동안 고속에서(스플래싱 없이) 계속 교반한다.
6. 유리병을 실온 교반 플레이트로 옮기고, 느슨하게 덮인 용액이 20 내지 25℃(실온)로 냉각될 때까지 천천히 계속 교반한다.
7. 실온 LAL 수를 사용하여 부피를 5㎖로 조정한다.
8. 0.22㎛ 포어 밀렉스 GV 필터를 사용하여 용액을 여과한다.
9. 필요에 따라, 입자 크기 및 제타 포텐셜을 측정한다.
이들 제조 방법의 결과는 입자 크기가 약 20-100㎚이며, 제타 포텐셜이 약 10 내지 50㎷인 리포솜을 나타낸다.
실시예 23
화학적 컨쥬게이션 없이 아트로핀을 함유하는 표적화된 양이온성 리포솜의 제조(단순 혼합에 의함)
상술된 절차에 따라 제조된 아트로핀-포함 양이온성 리포솜을 사용하여, 본 명세서에 기재된 바와 같은 리간드 표적화된 아트로핀 양이온성 리포솜 복합체를 성분의 단순한 혼합에 의해, 화학적 컨쥬게이션 없이 제조한다. 복합체의 제조를 하기의 일반적 절차에 따랐다.
리포솜-물(또는 완충액)에, 적절한 양의 표적화 부분을 원하는 비를 제공하도록 첨가하고, 5 내지 10초의 온건한 역전에 의해 혼합한다. 표적화 부분은 트랜스페린 또는 엽산 또는 다른 단백질을 포함하나 이에 한정되지 않는 리간드일 수 있다. 또한, 이는 트랜스페린 또는 HER-2 수용체를 포함하나 이에 한정되지 않는 세포 표면 수용체를 표적으로 하는 항체 또는 항체 단편일 수 있다(예컨대, TfRscFv). 이러한 혼합물은 10 내지 15분 동안 실온에서 유지시킨다(대략 5분 후에 5 내지 10초 동안 다시 온건하게 역전시킨다). 원하는 최종 부피를 제공하기 위하여, 표적화 부분-Lip-아트로핀 혼합물을 원하는 부피를 제공하는데 필요한 임의의 부피(아무 것도 포함하지 않는)의 물(적절하게는 탈이온수) 또는 Tris 완충액, HEPES 완충액 또는 인산염 완충된 염수를 포함하나 이에 한정되지 않는 임의의 pH의 완충액과 혼합하고, 5 내지 10초 동안 온건하게 역전시켜 혼합한다. 이러한 혼합물을 10 내지 15분 동안 실온에서 유지시킨다(대략 5분 후에 5 내지 10초 동안 다시 조심스럽게 역전시킨다).
생체 내에서의 사용을 위하여, 덱스트로스 또는 수크로스를 마지막에, 약 1 내지 50%(V: V)의 덱스트로스 또는 수크로스, 적절하게는 5% 덱스트로스 또는 10% 수크로스의 최종 농도로 첨가하고, 온건한 역전에 의해 5 내지 10초 동안 혼합한다. 이러한 혼합물을 실온에서 10 내지 15분 동안 유지시킨다(대략 5분 후에 5 내지 10초 동안 다시 온건하게 역전시킴).
상기 방법으로 제조된 최종 복합체의 크기(수 평균)는 약 10 내지 800㎚, 적절하게는 약 15 내지 400㎚, 가장 적절하게는 약 20 내지 200㎚이며, 제타 포텐셜은 맬번 제타사이저 ZS를 사용하여 동적 광산란에 의해 결정시, 약 1 내지 100㎷, 더욱 적절하게는 5 내지 60㎷, 가장 적절하게는 10 내지 50㎷이다. 이러한 크기는 종양 모세혈관상을 통과하거나 혈액 뇌 장벽을 가로질러 효율적으로 이동하기에 충분히 작다.
본 명세서에 기재된 방법 및 응용에 대한 다른 적절한 변형 및 개조가 임의의 실시형태의 범주로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있음이 관련 분야의 숙련자에게 명백할 것이다.
특정 실시형태가 본 명세서에 예시되고 기재되어 있지만, 특허청구범위가 기재되고 나타낸 부분의 특정 형태 또는 배열에 제한되지 않음이 이해되어야 한다. 상세한 설명에서, 예시적인 실시형태가 개시되어 있으며, 특정 용어가 사용되지만, 이들은 제한의 목적 없이, 일반적이고 서술적 의미로 사용된다. 실시형태의 변형 및 개조가 상기 교시의 범주에서 가능하다. 따라서, 실시형태가 구체적으로 기재된 것과 다르게 실시될 수 있음이 이해되어야 한다.
본 명세서에 언급된 모든 공개문헌, 특허 및 특허 출원서는 본 명세서에 각각의 개별 공개문헌, 특허 또는 특허출원서가 구체적으로 그리고 개별적으로 참고로 포함되는 것과 동일한 범위로 본 명세서에 참고로 포함된다.

Claims (161)

  1. 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체(targeted temozolomide cationic liposome complex)를 제조하는 방법으로서,
    (a) 에탄올 중에서 하나 이상의 양이온성 지질을 포함하는 지질 용액을 제조하는 단계;
    (b) 테모졸로마이드의 용액을 제조하는 단계;
    (c) 상기 지질 용액을 상기 테모졸로마이드의 용액과 혼합하는 단계;
    (d) 상기 지질 및 테모졸로마이드의 혼합물을 수용액 내로 주입하여, 이에 의해 테모졸로마이드 양이온성 리포솜을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 테모졸로마이드 양이온성 리포솜을 리간드와 혼합하여, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜을 형성하는 단계로서, 상기 리간드가 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나, 이에 화학적으로 컨쥬게이트(conjugate)되지는 않는 것인 단계를 포함하는, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리간드가 항체, 항체 단편 또는 단백질인 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 리간드가 단쇄 Fv 항체 단편인 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 단쇄 Fv 항체 단편이 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)인 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 테모졸로마이드 용액이 다이메틸 설폭사이드(DMSO) 중에서 제조되는 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 지질 용액이 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 테모졸로마이드의 용액이 약 1mM 내지 약 200mM의 농도로 제조되는 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 테모졸로마이드의 용액이 약 50mM 내지 약 200mM의 농도로 제조되는 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 지질:테모졸로마이드의 몰비가 약 0.1:1 내지 약 5:1인 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 지질:테모졸로마이드의 몰비가 약 0.5:1 내지 약 2:1인 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 지질:테모졸로마이드의 몰비가 약 1:1인 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 리간드:지질의 중량비가 약 0.01:1 내지 약 0.5:1인 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 리간드:지질의 중량비가 약 0.3:1 내지 약 0.4:1인 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  14. 제4항에 있어서, 상기 TfRscFv:지질의 중량비가 약 0.33:1인 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  15. 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체를 제조하는 방법으로서,
    (a) 에탄올 중에서 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 지질 용액을 제조하는 단계;
    (b) 테모졸로마이드의 용액을 제조하는 단계;
    (c) 상기 지질 용액을 상기 테모졸로마이드의 용액과 혼합하는 단계;
    (d) 상기 지질 및 테모졸로마이드의 혼합물을 수용액 내로 주입하여, 이에 의해 테모졸로마이드 양이온성 리포솜을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 테모졸로마이드 양이온성 리포솜을 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)와 혼합하여, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체를 형성하는 단계로서, 상기 TfRscFv가 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나, 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 것인 단계를 포함하는, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 테모졸로마이드의 용액이 다이메틸 설폭사이드(DMSO) 중에서 제조되는 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 테모졸로마이드의 용액이 약 1mM 내지 약 200mM의 농도로 제조되는 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 테모졸로마이드의 용액이 약 50mM 내지 약 200mM의 농도로 제조되는 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 지질:테모졸로마이드의 몰비가 약 0.1:1 내지 약 5:1인 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 지질:테모졸로마이드의 몰비가 약 0.5:1 내지 약 2:1인 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 지질:테모졸로마이드의 몰비가 약 1:1인 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  22. 제15항에 있어서, 상기 TfRscFv:지질의 중량비가 약 0.01:1 내지 약 0.5:1인 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 TfRscFv:지질의 중량비가 약 0.3:1 내지 약 0.4:1인 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 TfRscFv:지질의 중량비가 약 0.33:1인 것인, 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  25. 환자에서 암을 치료하는 방법으로서,
    (a) 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 양이온성 리포솜;
    (b) 테모졸로마이드; 및
    (c) 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 리간드를 포함하는 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는, 암의 치료 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 리간드가 항체, 항체 단편 또는 단백질인 것인, 암의 치료 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 리간드가 단쇄 Fv 항체 단편인 것인, 암의 치료 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 단쇄 Fv 항체 단편이 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)인 것인, 암의 치료 방법.
  29. 제25항에 있어서, 상기 테모졸로마이드가 약 10㎎/㎡ 내지 약 500㎎/㎡의 용량으로 환자에게 투여되는 것인, 암의 치료 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 테모졸로마이드가 약 50㎎/㎡ 내지 약 250㎎/㎡의 용량으로 환자에게 투여되는 것인, 암의 치료 방법.
  31. 제25항에 있어서, 상기 양이온성 리포솜 중의 지질:테모졸로마이드의 몰비가 약 0.1:1 내지 약 5:1인 것인, 암의 치료 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 양이온성 리포솜 중의 지질:테모졸로마이드의 몰비가 약 0.5:1 내지 약 2:1인 것인, 암의 치료 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 양이온성 리포솜 중의 지질:테모졸로마이드의 몰비가 약 1:1인 것인, 암의 치료 방법.
  34. 제25항에 있어서, 상기 리간드:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비가 약 0.01:1 내지 약 0.5:1인 것인, 암의 치료 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 리간드:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비가 약 0.3:1 내지 약 0.4:1인 것인, 암의 치료 방법.
  36. 제28항에 있어서, 상기 TfRscFv:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비가 약 0.33:1인 것인, 암의 치료 방법.
  37. 제25항에 있어서, 상기 투여가 정맥내(IV), 종양내(IT), 병변내(IL), 설하(SL), 에어로졸, 경피(percutaneous), 경구, 내시경, 국소, 근육내(IM), 피내(ID), 안내(IO), 복강내(IP), 경피(transdermal, TD), 비내(IN), 뇌내(IC), 장기내(예컨대, 간내), 서방형 삽입물 또는 피하 투여, 또는 삼투압 펌프 또는 기계식 펌프를 사용한 투여를 통한 것인, 암의 치료 방법.
  38. 제25항에 있어서, 상기 암이 두경부암, 유방암, 전립선암, 췌장암, 뇌암, 신경내분비암, 자궁경부암, 폐암, 간암, 지방육종, 횡문근육종, 융모막암종, 흑색종, 망막모세포종, 난소암, 비뇨생식기 암, 위암, 결장직장암, 다발성 골수종 또는 혈액의 암인 것인, 암의 치료 방법.
  39. 제38항에 있어서, 상기 뇌암이 신경교종, 성상세포종 또는 교모세포종인 것인, 암의 치료 방법.
  40. 제25항에 있어서, 상기 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체와 병용하여 추가의 치료법을 환자에게 시행하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 암의 치료 방법.
  41. 제40항에 있어서, 상기 추가의 치료법이 화학치료제, 소분자의 투여, 방사선요법 또는 핵산-기반의 치료법을 포함하는 것인, 암의 치료 방법.
  42. 제41항에 있어서, 상기 핵산-기반의 치료법이 야생형 p53을 발현하는 플라스미드 DNA를 포함하는 양이온성 리포솜 복합체의 투여를 포함하는 것인, 암의 치료 방법.
  43. 환자에서 뇌암을 치료하는 방법으로서,
    (a) 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 양이온성 리포솜;
    (b) 테모졸로마이드; 및
    (c) 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)를 포함하는 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는, 뇌암의 치료 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 테모졸로마이드가 약 10㎎/㎡ 내지 약 500㎎/㎡의 용량으로 환자에게 투여되는 것인, 뇌암의 치료 방법.
  45. 제44항에 있어서, 상기 테모졸로마이드가 약 100㎎/㎡ 내지 약 250㎎/㎡의 용량으로 환자에게 투여되는 것인, 뇌암의 치료 방법.
  46. 제43항에 있어서, 상기 양이온성 리포솜 중의 지질:테모졸로마이드의 몰비가 약 0.1:1 내지 약 5:1인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  47. 제46항에 있어서, 상기 양이온성 리포솜 중의 지질:테모졸로마이드의 몰비가 약 0.5:1 내지 약 2:1인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  48. 제47항에 있어서, 상기 양이온성 리포솜 중의 지질:테모졸로마이드의 몰비가 약 1:1인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  49. 제43항에 있어서, 상기 TfRscFv:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비가 약 0.01:1 내지 약 0.5:1인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  50. 제49항에 있어서, 상기 TfRscFv:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비가 약 0.3:1 내지 약 0.4:1인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  51. 제50항에 있어서, 상기 TfRscFv:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비가 약 0.33:1인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  52. 제43항에 있어서, 상기 투여가 정맥내(IV), 종양내(IT), 병변내(IL), 에어로졸, 경피(percutaneous), 경구, 내시경, 국소, 근육내(IM), 피내(ID), 설하(SL), 안내(IO), 복강내(IP), 경피(TD), 비내(IN), 뇌내(IC), 장기내(예컨대, 간내), 서방형 삽입물 또는 피하 투여, 또는 삼투압 펌프 또는 기계식 펌프를 사용한 투여를 통한 것인, 뇌암의 치료 방법.
  53. 제43항에 있어서, 상기 뇌암이 신경교종, 성상세포종 또는 교모세포종인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  54. 제1항의 방법에 의해 제조된 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는, 암의 치료 방법.
  55. 제54항에 있어서, 상기 리간드가 항체, 항체 단편 또는 단백질인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  56. 제55항에 있어서, 상기 리간드가 단쇄 Fv 항체 단편인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  57. 제56항에 있어서, 상기 단쇄 Fv 항체 단편이 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  58. 제54항에 있어서, 상기 테모졸로마이드가 약 10㎎/㎡ 내지 약 500㎎/㎡의 용량으로 환자에게 투여되는 방법.
  59. 제58항에 있어서, 상기 테모졸로마이드가 약 50㎎/㎡ 내지 약 250㎎/㎡의 용량으로 환자에게 투여되는 것인, 뇌암의 치료 방법.
  60. 제54항에 있어서, 상기 지질:테모졸로마이드의 몰비가 약 0.1:1 내지 약 5:1인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  61. 제57항에 있어서, 상기 지질:테모졸로마이드의 몰비가 약 0.5:1 내지 약 2:1인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  62. 제60항에 있어서, 상기 지질:테모졸로마이드의 몰비가 약 1:1인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  63. 제54항에 있어서, 상기 리간드:지질의 중량비가 약 0.01:1 내지 약 0.5:1인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  64. 제63항에 있어서, 상기 리간드:지질의 중량비가 약 0.3:1 내지 약 0.4:1인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  65. 제54항에 있어서, 상기 투여가 정맥내(IV), 종양내(IT), 병변내(IL), 에어로졸, 경피(percutaneous), 경구, 내시경, 국소, 근육내(IM), 피내(ID), 설하(SL), 안내(IO), 복강내(IP), 경피(TD), 비내(IN), 뇌내(IC), 장기내(예컨대, 간내), 서방형 삽입물 또는 피하 투여, 또는 삼투압 펌프 또는 기계식 펌프를 사용한 투여를 통한 것인, 뇌암의 치료 방법.
  66. 제54항에 있어서, 상기 암이 두경부암, 유방암, 전립선암, 췌장암, 뇌암, 신경내분비암, 자궁경부암, 폐암, 간암, 지방육종, 횡문근육종, 융모막암종, 흑색종, 망막모세포종, 난소암, 비뇨생식기 암, 위암, 결장직장암, 다발성 골수종 또는 혈액의 암인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  67. 제66항에 있어서, 상기 뇌암이 신경교종, 성상세포종 또는 교모세포종인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  68. 제54항에 있어서, 상기 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체와 병용하여 추가의 치료법을 환자에게 시행하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 뇌암의 치료 방법.
  69. 제68항에 있어서, 상기 추가의 치료법이 화학치료제, 소분자의 투여, 방사선요법 또는 핵산-기반의 치료법을 포함하는 것인, 뇌암의 치료 방법.
  70. 제69항에 있어서, 상기 핵산-기반의 치료법이 야생형 p53을 발현하는 플라스미드 DNA를 포함하는 양이온성 리포솜 복합체의 투여를 포함하는 것인, 뇌암의 치료 방법.
  71. 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체를 제조하는 방법으로서,
    (a) 에탄올 중에서 하나 이상의 양이온성 지질을 포함하는 지질 용액을 제조하는 단계;
    (b) 멜팔란(melphalan)의 용액을 제조하는 단계;
    (c) 상기 지질 용액을 상기 멜팔란의 용액과 혼합하는 단계;
    (d) 상기 지질 및 멜팔란의 혼합물을 수용액 내로 주입하여, 이에 의해 멜팔란 양이온성 리포솜을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 멜팔란 양이온성 리포솜을 리간드와 혼합하여, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜을 형성하는 단계로서, 상기 리간드가 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나, 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 것인 단계를 포함하는, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  72. 제71항에 있어서, 상기 리간드가 항체, 항체 단편 또는 단백질인 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  73. 제72항에 있어서, 상기 리간드가 단쇄 Fv 항체 단편인 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  74. 제73항에 있어서, 상기 단쇄 Fv 항체 단편이 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)인 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  75. 제71항에 있어서, 상기 멜팔란 용액이 무수 에탄올 + 염산 중에서 제조되는 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  76. 제71항에 있어서, 상기 지질 용액이 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  77. 제71항에 있어서, 상기 멜팔란의 용액이 약 1mM 내지 약 200mM의 농도로 제조되는 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  78. 제77항에 있어서, 상기 멜팔란의 용액이 약 50mM 내지 약 200mM의 농도로 제조되는 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  79. 제71항에 있어서, 상기 지질:멜팔란의 몰비가 약 0.1:1 내지 약 5:1인 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  80. 제79항에 있어서, 상기 지질:멜팔란의 몰비가 약 0.5:1 내지 약 2:1인 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  81. 제80항에 있어서, 상기 지질:멜팔란의 몰비가 약 1:1인 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  82. 제71항에 있어서, 상기 리간드:지질의 중량비가 약 0.01:1 내지 약 0.5:1인 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  83. 제82항에 있어서, 상기 리간드:지질의 중량비가 약 0.3:1 내지 약 0.4:1인 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  84. 제74항에 있어서, 상기 TfRscFv:지질의 중량비가 약 0.33:1인 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  85. 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체를 제조하는 방법으로서,
    (a) 에탄올 중에서 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 지질 용액을 제조하는 단계;
    (b) 멜팔란의 용액을 제조하는 단계;
    (c) 상기 지질 용액을 상기 멜팔란의 용액과 혼합하는 단계;
    (d) 상기 지질 및 멜팔란의 혼합물을 수용액 내로 주입하여, 이에 의해 멜팔란 양이온성 리포솜을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 멜팔란 양이온성 리포솜을 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)와 혼합하여, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체를 형성하는 단계로서, 상기 TfRscFv가 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나, 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 것인 단계를 포함하는, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  86. 제85항에 있어서, 상기 멜팔란의 용액이 무수 에탄올 + 염산 중에서 제조되는 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  87. 제85항에 있어서, 상기 멜팔란의 용액이 약 1mM 내지 약 200mM의 농도로 제조되는 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  88. 제87항에 있어서, 상기 멜팔란의 용액이 약 50mM 내지 약 200mM의 농도로 제조되는 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  89. 제88항에 있어서, 상기 멜팔란의 용액이 약 145mM 내지 약 150mM의 농도로 제조되는 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  90. 제85항에 있어서, 상기 지질:멜팔란의 몰비가 약 0.1:1 내지 약 5:1인 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  91. 제90항에 있어서, 상기 지질:멜팔란의 몰비가 약 0.5:1 내지 약 2:1인 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  92. 제91항에 있어서, 상기 지질:멜팔란의 몰비가 약 1:1인 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  93. 제85항에 있어서, 상기 TfRscFv:지질의 중량비가 약 0.01:1 내지 약 0.5:1인 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  94. 제93항에 있어서, 상기 TfRscFv:지질의 중량비가 약 0.3:1 내지 약 0.4:1인 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  95. 제93항에 있어서, 상기 TfRscFv:지질의 중량비가 약 0.33:1인 것인, 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체의 제조 방법.
  96. 환자에서 암을 치료하는 방법으로서,
    (a) 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 양이온성 리포솜;
    (b) 멜팔란; 및
    (c) 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 리간드를 포함하는 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는, 암의 치료 방법.
  97. 제96항에 있어서, 상기 리간드가 항체, 항체 단편 또는 단백질인 것인, 암의 치료 방법.
  98. 제97항에 있어서, 상기 리간드가 단쇄 Fv 항체 단편인 것인, 암의 치료 방법.
  99. 제98항에 있어서, 상기 단쇄 Fv 항체 단편이 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)인 것인, 암의 치료 방법.
  100. 제96항에 있어서, 상기 멜팔란이 약 1㎎/㎡ 내지 약 100㎎/㎡의 용량으로 환자에게 투여되는 것인, 암의 치료 방법.
  101. 제100항에 있어서, 상기 멜팔란이 약 5㎎/㎡ 내지 약 20㎎/㎡의 용량으로 환자에게 투여되는 것인, 암의 치료 방법.
  102. 제96항에 있어서, 상기 양이온성 리포솜 중의 지질:멜팔란의 몰비가 약 0.1:1 내지 약 5:1인 것인, 암의 치료 방법.
  103. 제102항에 있어서, 상기 양이온성 리포솜 중의 지질:멜팔란의 몰비가 약 0.5:1 내지 약 2:1인 것인, 암의 치료 방법.
  104. 제103항에 있어서, 상기 양이온성 리포솜 중의 지질:멜팔란의 몰비가 약 1:1인 것인, 암의 치료 방법.
  105. 제96항에 있어서, 상기 리간드:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비가 약 0.01:1 내지 약 0.5:1인 것인, 암의 치료 방법.
  106. 제105항에 있어서, 상기 리간드:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비가 약 0.3:1 내지 약 0.4:1인 것인, 암의 치료 방법.
  107. 제99항에 있어서, 상기 TfRscFv:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비가 약 0.33:1인 것인, 암의 치료 방법.
  108. 제96항에 있어서, 상기 투여가 정맥내(IV), 종양내(IT), 병변내(IL), 설하(SL), 에어로졸, 경피(percutaneous), 경구, 내시경, 국소, 근육내(IM), 피내(ID), 안내(IO), 복강내(IP), 경피(TD), 비내(IN), 뇌내(IC), 장기내(예컨대, 간내), 서방형 삽입물 또는 피하 투여, 또는 삼투압 펌프 또는 기계식 펌프를 사용한 투여를 통한 것인, 암의 치료 방법.
  109. 제96항에 있어서, 상기 암이 두경부암, 유방암, 전립선암, 췌장암, 뇌암, 신경내분비암, 자궁경부암, 폐암, 간암, 지방육종, 횡문근육종, 융모막암종, 흑색종, 망막모세포종, 난소암, 비뇨생식기 암, 위암, 결장직장암, 다발성 골수종 또는 혈액의 암인 것인, 암의 치료 방법.
  110. 제109항에 있어서, 상기 암이 다발성 골수종인 것인, 암의 치료 방법.
  111. 제96항에 있어서, 상기 표적화된 테모졸로마이드 양이온성 리포솜 복합체와 병용하여 추가의 치료법을 환자에게 시행하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 암의 치료 방법.
  112. 제111항에 있어서, 상기 추가의 치료법이 화학치료제, 소분자의 투여, 방사선요법 또는 핵산-기반의 치료법을 포함하는 것인, 암의 치료 방법.
  113. 제112항에 있어서, 상기 핵산-기반의 치료법이 야생형 p53을 발현하는 플라스미드 DNA를 포함하는 양이온성 리포솜 복합체의 투여를 포함하는 것인, 암의 치료 방법.
  114. 환자에서 암을 치료하는 방법으로서,
    (a) 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 양이온성 리포솜;
    (b) 멜팔란; 및
    (c) 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)를 포함하는 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는, 암의 치료 방법.
  115. 제114항에 있어서, 상기 멜팔란이 약 1㎎/㎡ 내지 약 100㎎/㎡의 용량으로 환자에게 투여되는 것인, 암의 치료 방법.
  116. 제115항에 있어서, 상기 멜팔란이 약 5㎎/㎡ 내지 약 20㎎/㎡의 용량으로 환자에게 투여되는 것인, 암의 치료 방법.
  117. 제114항에 있어서, 상기 양이온성 리포솜 중의 지질:멜팔란의 몰비가 약 0.1:1 내지 약 5:1인 것인, 암의 치료 방법.
  118. 제117항에 있어서, 상기 양이온성 리포솜 중의 지질:멜팔란의 몰비가 약 0.5:1 내지 약 2:1인 것인, 암의 치료 방법.
  119. 제118항에 있어서, 상기 양이온성 리포솜 중의 지질:멜팔란의 몰비가 약 1:1인 것인, 암의 치료 방법.
  120. 제114항에 있어서, 상기 TfRscFv:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비가 약 0.01:1 내지 약 0.5:1인 것인, 암의 치료 방법.
  121. 제120항에 있어서, 상기 TfRscFv:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비가 약 0.3:1 내지 약 0.4:1인 것인, 암의 치료 방법.
  122. 제121항에 있어서, 상기 TfRscFv:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비가 약 0.33:1인 것인, 암의 치료 방법.
  123. 제114항에 있어서, 상기 투여가 정맥내(IV), 종양내(IT), 병변내(IL), 에어로졸, 경피(percutaneous), 경구, 내시경, 국소, 근육내(IM), 피내(ID), 설하(SL), 안내(IO), 복강내(IP), 경피(TD), 비내(IN), 뇌내(IC), 장기내(예컨대, 간내), 서방형 삽입물 또는 피하 투여, 또는 삼투압 펌프 또는 기계식 펌프를 사용한 투여를 통한 것인, 암의 치료 방법.
  124. 제114항에 있어서, 상기 암이 다발성 골수종인 것인, 암의 치료 방법.
  125. 제71항의 방법에 의해 제조된 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는, 암의 치료 방법.
  126. 제125항에 있어서, 상기 리간드가 항체, 항체 단편 또는 단백질인 것인, 암의 치료 방법.
  127. 제126항에 있어서, 상기 리간드가 단쇄 Fv 항체 단편인 것인, 암의 치료 방법.
  128. 제127항에 있어서, 상기 단쇄 Fv 항체 단편이 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)인 것인, 암의 치료 방법.
  129. 제125항에 있어서, 상기 멜팔란이 약 1㎎/㎡ 내지 약 100㎎/㎡의 용량으로 환자에게 투여되는 것인, 암의 치료 방법.
  130. 제129항에 있어서, 상기 멜팔란이 약 5㎎/㎡ 내지 약 20㎎/㎡의 용량으로 환자에게 투여되는 것인, 암의 치료 방법.
  131. 제125항에 있어서, 상기 지질:멜팔란의 몰비가 약 0.1:1 내지 약 5:1인 것인, 암의 치료 방법.
  132. 제128항에 있어서, 상기 지질:멜팔란의 몰비가 약 0.5:1 내지 약 2:1인 것인, 암의 치료 방법.
  133. 제131항에 있어서, 상기 지질:멜팔란의 몰비가 약 1:1인 것인, 암의 치료 방법.
  134. 제125항에 있어서, 상기 리간드:지질의 중량비가 약 0.01:1 내지 약 0.5:1인 것인, 암의 치료 방법.
  135. 제134항에 있어서, 상기 리간드:지질의 중량비가 약 0.3:1 내지 약 0.4:1인 것인, 암의 치료 방법.
  136. 제125항에 있어서, 상기 투여가 정맥내(IV), 종양내(IT), 병변내(IL), 에어로졸, 경피(percutaneous), 경구, 내시경, 국소, 근육내(IM), 피내(ID), 설하(SL), 안내(IO), 복강내(IP), 경피(TD), 비내(IN), 뇌내(IC), 장기내(예컨대, 간내), 서방형 삽입물 또는 피하 투여, 또는 삼투압 펌프 또는 기계식 펌프를 사용한 투여를 통한 것인, 암의 치료 방법.
  137. 제125항에 있어서, 상기 암이 두경부암, 유방암, 전립선암, 췌장암, 뇌암, 신경내분비암, 자궁경부암, 폐암, 간암, 지방육종, 횡문근육종, 융모막암종, 흑색종, 망막모세포종, 난소암, 비뇨생식기 암, 위암, 결장직장암, 다발성 골수종 또는 혈액의 암인 것인, 암의 치료 방법.
  138. 제137항에 있어서, 상기 암이 다발성 골수종인 것인, 암의 치료 방법.
  139. 제125항에 있어서, 상기 표적화된 멜팔란 양이온성 리포솜 복합체와 병용하여 추가의 치료법을 환자에게 시행하는 단계를 추가로 포함하는, 암의 치료 방법.
  140. 제139항에 있어서, 상기 추가의 치료법이 화학치료제, 소분자의 투여, 방사선요법 또는 핵산-기반의 치료법을 포함하는 것인, 암의 치료 방법.
  141. 제140항에 있어서, 상기 핵산-기반의 치료법이 야생형 p53을 발현하는 플라스미드 DNA를 포함하는 양이온성 리포솜 복합체의 투여를 포함하는 것인, 암의 치료 방법.
  142. 환자의 뇌암을 치료하는 방법으로서,
    (a) (1) 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 양이온성 리포솜,
    (2) 야생형 p53을 발현하는 플라스미드 DNA, 및
    (3) 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)를 포함하는 양이온성 리포솜 복합체; 및
    (b) 테모졸로마이드를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는, 뇌암의 치료 방법.
  143. 제142항에 있어서, 상기 테모졸로마이드가 상기 양이온성 리포솜 복합체와 동시에 또는 그 후에 투여되는 것인, 뇌암의 치료 방법.
  144. 제142항에 있어서, 상기 테모졸로마이드가 약 10㎎/㎡ 내지 약 500㎎/㎡의 용량으로 환자에게 투여되는 것인, 뇌암의 치료 방법.
  145. 제144항에 있어서, 상기 테모졸로마이드가 약 100㎎/㎡ 내지 약 250㎎/㎡의 용량으로 환자에게 투여되는 것인, 뇌암의 치료 방법.
  146. 제142항에 있어서, 상기 투여가 정맥내(IV), 종양내(IT), 병변내(IL), 에어로졸, 경피(percutaneous), 경구, 내시경, 국소, 근육내(IM), 피내(ID), 설하(SL), 안내(IO), 복강내(IP), 경피(TD), 비내(IN), 뇌내(IC), 장기내(예컨대, 간내), 서방형 삽입물 또는 피하 투여, 또는 삼투압 펌프 또는 기계식 펌프를 사용한 투여를 통한 것인, 뇌암의 치료 방법.
  147. 제142항에 있어서, 상기 뇌암이 신경교종, 성상세포종 또는 교모세포종인 것인, 뇌암의 치료 방법.
  148. 환자에서 유기인계 중독을 치료하는 방법으로서,
    (a) 1,2-다이올레오일-3-트라이메틸암모늄 프로판(DOTAP) 및 1,2-다이올레오일-sn-글라이세로-3-포스포에탄올아민(DOPE)을 포함하는 양이온성 리포솜;
    (b) 아트로핀(atropine); 및
    (c) 상기 양이온성 리포솜과 직접 복합체화되나 이에 화학적으로 컨쥬게이트되지는 않는 리간드를 포함하는 표적화된 아트로핀 양이온성 리포솜 복합체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하는, 유기인계 중독의 치료 방법.
  149. 제148항에 있어서, 상기 리간드가 항체, 항체 단편 또는 단백질인 것인, 유기인계 중독의 치료 방법.
  150. 제149항에 있어서, 상기 리간드가 단쇄 Fv 항체 단편인 것인, 유기인계 중독의 치료 방법.
  151. 제150항에 있어서, 상기 단쇄 Fv 항체 단편이 항-트랜스페린 수용체 단쇄 Fv(TfRscFv)인 것인, 유기인계 중독의 치료 방법.
  152. 제148항에 있어서, 상기 아트로핀이 약 1㎎ 내지 약 10㎎의 용량으로 환자에게 투여되는 것인, 유기인계 중독의 치료 방법.
  153. 제152항에 있어서, 상기 아트로핀이 약 2㎎ 내지 약 6㎎의 용량으로 환자에게 투여되는 것인, 유기인계 중독의 치료 방법.
  154. 제148항에 있어서, 상기 양이온성 리포솜 중의 지질:아트로핀의 몰비가 약 0.1:1 내지 약 5:1인 것인, 유기인계 중독의 치료 방법.
  155. 제154항에 있어서, 상기 양이온성 리포솜 중의 지질:아트로핀의 몰비가 약 0.5:1 내지 약 2:1인 것인, 유기인계 중독의 치료 방법.
  156. 제155항에 있어서, 상기 양이온성 리포솜 중의 지질:아트로핀의 몰비가 약 1:1인 것인, 유기인계 중독의 치료 방법.
  157. 제148항에 있어서, 상기 리간드:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비가 약 0.01:1 내지 약 0.5:1인 것인, 유기인계 중독의 치료 방법.
  158. 제157항에 있어서, 상기 리간드:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비가 약 0.3:1 내지 약 0.4:1인 것인, 유기인계 중독의 치료 방법.
  159. 제151항에 있어서, 상기 TfRscFv:양이온성 리포솜 중의 지질의 중량비가 약 0.33:1인 것인, 유기인계 중독의 치료 방법.
  160. 제148항에 있어서, 상기 투여가 정맥내(IV), 종양내(IT), 병변내(IL), 설하(SL), 에어로졸, 경피(percutaneous), 경구, 내시경, 국소, 근육내(IM), 피내(ID), 안내(IO), 복강내(IP), 경피(TD), 비내(IN), 뇌내(IC), 장기내(예컨대, 간내), 서방형 삽입물 또는 피하 투여, 또는 삼투압 펌프 또는 기계식 펌프를 사용한 투여를 통한 것인, 유기인계 중독의 치료 방법.
  161. 제148항에 있어서, 상기 리포솜이 혈액-뇌 장벽을 가로지르는 것인, 유기인계 중독의 치료 방법.
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