KR20150135334A - 약물 전달을 위한 변형된 폴리(베타-아미노 에스테르) - Google Patents

약물 전달을 위한 변형된 폴리(베타-아미노 에스테르) Download PDF

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Abstract

하나 이상의 올리고펩티드로 변형된 폴리(베타-아미노 에스테르) (PBAE)인 중합체가 개시된다. 이러한 중합체는 의학 분야를 비롯한, 중합체가 유용한 것으로 발견된 임의의 분야에, 특히 약물 전달에 사용될 수 있다. 이러한 중합체는 폴리뉴클레오티드, 예컨대 DNA, RNA 및 siRNA, 소분자 또는 단백질을 전달하는데 특히 유용하다. 상기 중합체 및 활성제를 포함하는 조성물, 작용제를 상기 중합체의 매트릭스 내에 캡슐화하는 방법, 및 의약에 사용하기 위한 상기 중합체 및 조성물이 또한 개시된다.

Description

약물 전달을 위한 변형된 폴리(베타-아미노 에스테르) {MODIFIED POLY(BETA-AMINO ESTER)S FOR DRUG DELIVERY}
본 발명은 활성제의 전달에서 사용하기에 적합한 중합체에 관한 것이다. 본 발명은 이러한 중합체를 포함하는 나노입자, 및 그의 제조 방법에 또한 관련된다.
DNA 및 RNA와 같은 폴리뉴클레오티드를 전달하는 안전하고 효율적인 벡터의 결여가 여전히 유전자 요법의 성공에 대한 주요 핸디캡이다 (Luo, D. & Saltzman, W.M. Synthetic DNA delivery systems. Nature Biotech. 18, 33-37 (2000); Kamimura K. et al, Advances in Gene Delivery Systems. Pharmaceut. Med. 25, 293-306 (2011); Miele E. et al, Nanoparticle-based delivery of small interfering RNA: challenges for cancer therapy. Int. J. Nanomedicine 7, 3637-3657 (2012)). 폴리뉴클레오티드 전달을 위한 대부분의 프로토콜은 바이러스 벡터를 이용하고, 이는 고도로 효율적인 전달 시스템이다. 그러나, 바이러스 벡터는 안전성 위험, 한정된 폴리뉴클레오티드 보유 용량, 및 대규모 생산을 위한 고비용을 포함하는 특정한 단점이 있다. 비-바이러스 벡터는 높은 패킹(packing) 용량, 용이한 생산, 낮은 독성 및 면역원성을 포함하는 잠재적인 장점을 제공하지만, 바이러스 벡터보다 덜 효율적이다 (Mintzer, M. A. & Simanek, E.E. Nonviral vectors for gene delivery. Chem. Rev. 109, 259-302 (2009)).
생분해성 폴리(β-아미노 에스테르) (PBAE)가 DNA 및 RNA 둘 다를 개별적인 나노미터 크기의 입자로 축합시킬 수 있는 잠재적인 비-바이러스 폴리뉴클레오티드 전달 벡터로서 기술되었다 (Green, J.J. et al. Acc. Chem Res. 41, 749-759 (2008)). PBAE의 말단에서의 1급 아민으로의 화학적 변형 (하기 반응식 1 참조)이 상업적인 형질감염제, 예컨대 리포펙타민(Lipofectamine) 2000, 퓨진(Fugene) 및 폴리에틸렌이민 (PEI)보다 더 높은 형질감염 효율을 생성시키는 것으로 나타났다 (Zugates, G.T. et al. Bioconjugate Chem. 18, 1887-1896 (2007); Green, J.J. et al. Nano letters 8, 3126-3130 (2008); WO02/31025A2).
Figure pct00001
폴리뉴클레오티드를 효율적으로 형질감염시키는데 사용될 수 있고 경제적으로 제조될 수 있는 개선된 비-독성, 생분해성, 생체적합성 중합체가 계속 요구된다. 이같은 중합체는 유전자 요법에서의 DNA 및 RNA의 패키징 및 전달에서, 그리고 다른 진단제, 치료제 및 예방제의 패키징 및 전달을 위해 유용할 것이다.
특히, 혈행에서의 안정성이 불량한 짧은 폴리뉴클레오티드, 특히 siRNA 및 마이크로RNA (miRNA)를 효율적으로 형질감염시키는데 사용될 수 있는 중합체가 요구된다. 기존의 중합체성 폴리뉴클레오티드 전달 벡터는 siRNA 및 miRNA를 이러한 서열들의 비교적 짧은 길이로 인해 높은 부하량(loading)으로 캡슐화할 수 없다. 또한, 다수의 기존의 siRNA 및 miRNA용 중합체성 전달 벡터는 세포독성이다.
본 발명은 약물 전달, 특히 폴리뉴클레오티드 전달; 조직 조작 및 생체재료를 포함하는 다양한 의학 용도에 유용한 신규 말단-변형 PBAE를 제공한다. 특히 본 발명은 PBAE의 의학 용도에 관한 것이다. 본 발명은 본 발명의 말단-변형 중합체와 폴리뉴클레오티드의 복합체, 본 발명의 중합체를 포함하는 약물 전달 장치 (예를 들어, 마이크로입자, 나노입자), 말단-변형 중합체를 제조하는 방법, 및 본 발명의 말단-변형 중합체를 사용하는 방법을 또한 제공한다.
이러한 시스템의 폴리에스테르 성질은 그의 높은 생분해성 및 감소된 독성으로 인해 매력적인 생체적합성 프로파일을 초래한다. 따라서, 이러한 중합체는 암, 단생류 질환, 혈관 질환 및 감염성 질환과 같은 다수의 질환의 치료에서의 비-바이러스 폴리뉴클레오티드 전달 벡터로서의 용도가 있다. 이러한 폴리뉴클레오티드 전달 벡터의 또 다른 용도는 세포성 및 생리학적 환경에서의 유전자 기능 또는 조절을 연구하기 위한 도구로서의 시험관내 연구이다.
제1 측면에서, 본 발명은 하기 화학식 I의 중합체 또는 그의 제약상 허용되는 염을 제공한다.
<화학식 I>
Figure pct00002
상기 식에서,
L1 및 L2는
Figure pct00003
, O, S, NRx 및 결합으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고; 여기서 Rx는 수소, 할로겐, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 시클로알케닐, 헤테로알킬, 헤테로시클로알킬, 아실, 아릴 또는 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
L3은 알킬렌, 알케닐렌, 헤테로알킬렌, 헤테로알케닐렌, 아릴렌 또는 헤테로아릴렌으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
L4는
Figure pct00004
로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
L5는 알킬렌, 알케닐렌, 헤테로알킬렌, 헤테로알케닐렌, 아릴렌 또는 헤테로아릴렌으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
R1 및 R2는 올리고펩티드 및 Ry로부터 독립적으로 선택되고;
R1 및 R2 중 하나 이상은 올리고펩티드이고;
여기서 Ry는 수소, 할로겐, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 시클로알케닐, 헤테로알킬, 헤테로시클로알킬, 아실, 아릴 또는 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고;
각각의 R3은 수소, 할로겐, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 시클로알케닐, 헤테로알킬, 헤테로시클로알킬, 아실, 아릴 또는 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
n은 5 내지 10,000의 정수이다.
제2 측면에서, 본 발명은
L1 및 L2가
Figure pct00005
, O, S, NRx 및 결합으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고; 여기서 Rx가 수소, 할로겐, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 시클로알케닐, 헤테로알킬, 헤테로시클로알킬, 아실, 아릴 또는 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
적어도 1개 경우의 L3이
Figure pct00006
이고,
T1이
Figure pct00007
이고,
T2가 H, 알킬 또는
Figure pct00008
로부터 선택되고;
LT가
Figure pct00009
, O, S, NRx 및 결합으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고; 여기서 Rx가 수소, 할로겐, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 시클로알케닐, 헤테로알킬, 헤테로시클로알킬, 아실, 아릴 또는 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
나머지 L3 기가 알킬렌, 알케닐렌, 헤테로알킬렌, 헤테로알케닐렌, 아릴렌 또는 헤테로아릴렌으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
L4가
Figure pct00010
로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
L5가 알킬렌, 알케닐렌, 헤테로알킬렌, 헤테로알케닐렌, 아릴렌 또는 헤테로아릴렌으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
R1, R2 및 RT가 올리고펩티드 및 Ry로부터 독립적으로 선택되고;
R1, R2 및 RT 중 하나 이상이 올리고펩티드이고;
여기서 Ry가 수소, 할로겐, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 시클로알케닐, 헤테로알킬, 헤테로시클로알킬, 아실, 아릴 또는 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고;
각각의 R3이 수소, 할로겐, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 시클로알케닐, 헤테로알킬, 헤테로시클로알킬, 아실, 아릴 또는 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
n이 5 내지 10,000의 정수인
화학식 I의 중합체 또는 그의 제약상 허용되는 염을 제공한다.
따라서 본 발명은 하나 이상의 올리고펩티드로 말단-변형 PBAE를 제공한다. 이러한 PBAE는 폴리뉴클레오티드에 대한 우수한 축합제 및/또는 표적화 리간드로서 작용하여 세포 흡수 및 형질감염 효율을 강화시킨다. 이러한 중합체는 세포에 폴리뉴클레오티드를 전달하는 것을 개선시킬 수 있는 생분해성 기가 있고, 공지된 PBAE 및 상업적인 형질감염제와 비교하여 시험관 내에서 높은 형질감염 효율 및 감소된 세포독성을 나타냈다.
화학식 I의 중합체는 화학식 II의 디아크릴레이트 단량체와 화학식 L4H2의 치환된 아민이 반응하여 화학식 III의 아크릴레이트 말단 중간체가 형성되는 것에 의해 제조될 수 있다.
Figure pct00011
그 후, R1L1 및 R2L2 기가 말단 아크릴레이트 기와의 반응에 의해 부가되어, 화학식 I의 중합체가 형성될 수 있다.
Figure pct00012
본 발명에 따른 중합체에서, 각각의 L1 및 L2 (및 제2 측면에서의 LT)는 말단-변형기 R1 및 R2의 PBAE 중합체로의 커플링을 용이하게 하도록 선택된다. 예를 들어 말단-변형기가 말단 시스테인 잔기를 포함하는 올리고펩티드인 경우에, 각각의 L1 및 L2 (및 제2 측면에서의 LT)는 결합일 수 있다.
본 발명의 제2 측면에서, LT는 말단-변형기 RT의 PBAE 중합체로의 커플링을 용이하게 하도록 선택된다. 예를 들어 말단-변형기가 말단 시스테인 잔기를 포함하는 올리고펩티드인 경우에, LT는 결합일 수 있다.
본 발명에 따른 중합체에서, Rx는 수소, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 시클로알케닐, 헤테로알킬 및 헤테로시클로알킬로 이루어진 군으로부터, 예를 들어 수소, 알킬 및 시클로알킬로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택될 수 있다.
본 발명에 따르면, "올리고펩티드"는 펩티드 결합으로 함께 연결된 일련의 3개 이상의 아미노산을 포함한다. 이같은 펩티드는 바람직하게는 천연 아미노산만 함유하지만, 관련 기술 분야에 공지된 바와 같은 비-천연 아미노산 (즉, 천연에서 발생하지 않지만 폴리펩티드 사슬 내로 혼입될 수 있는 화합물) 및/또는 아미노산 유사체가 대안적으로 사용될 수 있다. 또한, 예를 들어 탄수화물 기, 포스페이트 기, 파르네실 기, 이소파르네실 기, 지방산 기 또는 접합용 링커와 같은 화학 물질(chemical entity)의 부가, 관능화, 또는 기타 변형 등에 의해, 이같은 펩티드 내의 아미노산 중 하나 이상이 변형될 수 있다. 본 발명의 중합체 내의 올리고펩티드는 전형적으로 3 내지 20개의 아미노산 잔기, 더욱 바람직하게는 3 내지 10개의 아미노산 잔기, 더욱 바람직하게는 3 내지 6개의 아미노산 잔기를 포함한다. 대안적으로, 본 발명의 중합체 내의 올리고펩티드는 4 내지 20개의 아미노산 잔기, 더욱 바람직하게는 4 내지 10개의 아미노산 잔기, 더욱 바람직하게는 4 내지 6개의 아미노산 잔기를 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 pH 7에서 알짜 양전하를 갖는 화학식 I의 중합체를 추가로 제공한다. 상기 또는 각각의 올리고펩티드는 pH 7에서 양으로 하전되는 천연 발생 아미노산, 즉, 리신, 아르기닌 및 히스티딘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 폴리리신, 폴리아르기닌 또는 폴리히스티딘으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 이들 각각은 시스테인으로 종결될 수 있다.
한 실시양태에서, 상기 또는 각각의 올리고펩티드는 바람직하게는 하기 화학식 IV의 화합물이다.
<화학식 IV>
Figure pct00013
상기 식에서, p는 2 내지 19, 전형적으로는 3 내지 9 또는 3 내지 5의 정수이고, Ra는 각 경우에 H2NC(=NH)-NH(CH2)3-, H2N(CH2)4- 또는 (1H-이미다졸-4-일)-CH2-로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상기 또는 각각의 올리고펩티드가 화학식 IV의 화합물인 경우에, 상기 또는 각각의 올리고펩티드를 중합체에 연결시키는 L1 및/또는 L2 (및/또는 제2 측면에서의 LT)는 결합이고, 말단 시스테인 잔기가 상기 또는 각각의 올리고펩티드를 화학식 III의 아크릴레이트 말단 중간체에 커플링시키는 수단을 제공한다. 티올 관능기는 이중 결합에 대한 더 빠르고, 더욱 효율적이며, 더욱 쉽게 제어되는 부가를 제공한다. 대조적으로, 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 커플링을 위한 아민 관능기에서 종결되는 경우, 과량의 이러한 화합물이 커플링 단계에서 요구된다.
본 발명은 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 pH 7에서 알짜 음전하를 갖는 화학식 I의 중합체를 추가로 제공한다. 상기 또는 각각의 올리고펩티드는 pH 7에서 음으로 하전되는 천연 발생 아미노산, 즉, 아스파르트산 및 글루탐산을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 폴리아스파르트산 및 폴리글루탐산으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 이들 각각은 시스테인으로 종결될 수 있다. 이러한 실시양태에서, 상기 또는 각각의 올리고펩티드는 p는 2 내지 19, 전형적으로는 3 내지 9 또는 3 내지 5의 정수이고, Ra는 HO2C(CH2)2- 또는 HO2C-CH2-인 화학식 IV의 화합물일 수 있다. 이러한 경우에, 상기 또는 각각의 올리고펩티드를 중합체에 연결시키는 L1 및/또는 L2는 결합이고, 말단 시스테인 잔기가 상기 또는 각각의 올리고펩티드를 화학식 IV의 아크릴레이트 말단 중간체에 커플링시키는 수단을 제공한다.
대안적으로, 상기 또는 각각의 올리고펩티드는 pH 7에서 음으로 하전되는 천연 발생 아미노산 및 pH 7에서 양으로 하전되는 천연 발생 아미노산의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 소수성인 화학식 I의 중합체를 추가로 제공한다. 상기 또는 각각의 올리고펩티드는 발린, 류신, 이소류신, 메티오닌, 트립토판, 페닐알라닌, 시스테인, 티로신 및 알라닌과 같은 소수성인 천연 발생 아미노산을 포함할 수 있고, 특히 상기 또는 각각의 올리고펩티드는 발린, 류신, 이소류신, 메티오닌, 트립토판 및 페닐알라닌을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 친수성인 화학식 I의 중합체를 추가로 제공한다. 상기 또는 각각의 올리고펩티드는 세린, 트레오닌, 시스테인, 아스파라긴 및 글루타민과 같은 친수성인 천연 발생 아미노산을 포함할 수 있고, pH 7에서 하전되는 천연 발생 아미노산을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, R1 및 R2 둘 다가 올리고펩티드인 화학식 I의 중합체, 및 R1 및 R2 중 하나가 올리고펩티드이고 R1 및 R2 중 하나가 Ry인 화학식 I의 중합체가 제공된다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, R1 및 R2 중 하나가 Ry인 경우, Ry는 바람직하게는 수소, -(CH2)mNH2, -(CH2)mNHMe, -(CH2)mOH, -(CH2)mCH3, -(CH2)2(OCH2CH2)mNH2, -(CH2)2(OCH2CH2)mOH 및 -(CH2)2(OCH2CH2)mCH3으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 m은 1 내지 20, 예를 들어 1 내지 5의 정수이다. 바람직하게는, Ry는 -(CH2)mNH2, -(CH2)mNHMe 및 -(CH2)2(OCH2CH2)mNH2로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, L1이 NH 또는 NRx이고, R1 및 R2 중 하나가 Ry인 경우, Ry는 R3과 상이하다.
본 발명의 중합체는 비대칭일 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 제1 측면에 따른 중합체에서, R1 및 R2 중 하나는 올리고펩티드일 수 있고, 다른 하나는 Ry일 수 있다. 대안적으로, R1 및 R2가 각각 상이한 올리고펩티드일 수 있다. 본 발명의 제2 측면에 따른 중합체에서, R1, R2, 및 1개 또는 2개 경우의 R5로부터 선택된 하나 이상이 올리고펩티드일 수 있고, R1, R2, 및 1개 또는 2개 경우의 RT로부터 선택된 나머지 기들이 Ry일 수 있다. 대안적으로, R1, R2, 및 1개 또는 2개 경우의 RT 각각이 상이한 올리고펩티드일 수 있다.
본 발명가들은 비대칭 중합체가 폴리뉴클레오티드 전달 효율이 더 높다는 것을 발현하였다. 예를 들어, R1 및 R2 중 하나가 CysArgArgArg이고 다른 하나가 H2N(CH2)3CH(CH3)CH2NH2로부터 유래된 것인 본 발명의 제1 측면에 따른 중합체는, R1 및 R2 둘 다가 CysArgArgArg인 중합체, 및 R1 및 R2 둘 다가 H2N(CH2)3CH(CH3)CH2NH2로부터 유래된 중합체 둘 다보다 폴리뉴클레오티드 전달 효율이 더 높다.
본 발명에 따른 중합체에서, L3 및 L5는 알킬렌, 알케닐렌, 헤테로알킬렌 또는 헤테로알케닐렌 및 폴리에틸렌 글리콜 링커로부터 독립적으로 선택된다. 상기 알킬렌, 알케닐렌, 헤테로알킬렌 또는 헤테로알케닐렌 모이어티는 탄소 원자 1-20개, 바람직하게는 탄소 원자 1-12개, 더욱 바람직하게는 탄소 원자 1-6개의 것일 수 있다. 상기 폴리에틸렌 글리콜 링커는 3 내지 25개의 원자의 길이, 바람직하게는 3 내지 18개의 원자의 길이일 수 있다.
임의로, L3 및/또는 L5 내의 하나 이상의 탄소 원자가 -S-S-로 교체될 수 있다. 중합체 주쇄 내에 하나 이상의 디술피드 결합을 포함하는 것은 표적 세포 내부에서의 치료 폴리뉴클레오티드의 효율적인 언패킹(unpacking)을 허용한다.
본 발명에 따른 중합체에서, 각각의 R3은 수소, -(CH2)pNH2, -(CH2)pNHMe, -(CH2)pOH, -(CH2)pCH3, -(CH2)2(OCH2CH2)qNH2, -(CH2)2(OCH2CH2)qOH 및 -(CH2)2(OCH2CH2)qCH3으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택될 수 있으며, 여기서 p는 1 내지 20, 예를 들어 1 내지 5의 정수이고, q는 1 내지 10, 예를 들어 1 내지 5의 정수이다.
상기 화학식 I 또는 II에서, n은 바람직하게는 5 내지 1000, 더욱 바람직하게는 20 내지 500이다. 화학식 I 또는 II의 중합체의 분자량은 바람직하게는 1,000 내지 100,000 g/mol, 더욱 바람직하게는 2,000 내지 50,000 g/mol, 더욱 바람직하게는 5,000 내지 40,000 g/mol이다.
본 발명의 특정 화합물은 특정한 기하 또는 입체이성질체 형태로 존재할 수 있다. 본 발명은 시스- 및 트랜스-이성질체, R- 및 S-거울상체, 부분입체이성질체, (D)-이성질체, (L)-이성질체, 그의 라세미 혼합물, 및 그의 기타 혼합물을 포함하는 모든 이같은 화합물을 본 발명의 범주 내에 속하는 것으로서 구상한다. 추가적인 비대칭 탄소 원자가 알킬 기와 같은 치환체 내에 존재할 수 있다. 모든 이같은 이성질체, 뿐만 아니라 그의 혼합물이 본 발명에 포함되도록 의도된다.
임의의 다양한 이성질체 비를 함유하는 이성질체 혼합물이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 예를 들어, 2개의 이성질체만이 조합되는 경우, 50:50, 60:40, 70:30, 80:20, 90: 10, 95:5, 96:4, 97:3, 98:2 또는 99:1 이성질체 비를 함유하는 혼합물 모두가 본 발명에 의해 구상된다. 더욱 복합적인 이성질체 혼합물에 대해 유사한 비가 구상된다는 것을 관련 분야의 통상의 기술자는 쉽게 인지할 것이다.
화학적 기
"할로겐" (또는 "할로")이라는 용어는 플루오린, 염소, 브로민 및 아이오딘을 포함한다.
"알킬"이라는 용어는 1가의 선형 또는 분지형, 포화, 비-시클릭(acyclic) 탄화수소 기를 포함한다. 한 실시양태에서, 알킬은 C1- 10알킬이고, 또 다른 실시양태에서는 C1- 6알킬이며, 또 다른 실시양태에서는 C1- 4알킬, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필 또는 t-부틸 기이다. 알킬이 치환될 수 있다.
"시클로알킬"이라는 용어는 1가의 포화 시클릭 탄화수소 기를 포함한다. 한 실시양태에서, 시클로알킬은 C3- 10시클로알킬이고, 또 다른 실시양태에서는 C3- 6시클로알킬, 예컨대 시클로펜틸 및 시클로헥실이다. 시클로알킬이 치환될 수 있다.
"알콕시"라는 용어는 알킬-O-를 의미한다.
"알킬아미노"라는 용어는 알킬-NH-를 의미한다.
"알킬티오"라는 용어는 알킬-S(O)t-)를 의미하며, 여기서 t는 하기에 정의되어 있다.
"알케닐"이라는 용어는 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합이 있고, 한 실시양태에서는 탄소-탄소 삼중 결합이 없는, 1가의 선형 또는 분지형, 불포화, 비-시클릭 탄화수소 기를 포함한다. 한 실시양태에서, 알케닐은 C2- 10알케닐이고, 또 다른 실시양태에서는 C2- 6알케닐이며, 또 다른 실시양태에서는 C2- 4알케닐이다. 알케닐이 치환될 수 있다.
"시클로알케닐"이라는 용어는 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합이 있고, 한 실시양태에서는 탄소-탄소 삼중 결합이 없는, 1가의 부분적으로 불포화된 시클릭 탄화수소 기를 포함한다. 한 실시양태에서, 시클로알케닐은 C3- 10시클로알케닐이고, 또 다른 실시양태에서는 C5- 10시클로알케닐, 예를 들어 시클로헥세닐 또는 벤조시클로헥실이다. 시클로알케닐이 치환될 수 있다.
"알키닐"이라는 용어는 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합이 있고, 한 실시양태에서는 탄소-탄소 이중 결합이 없는, 1가의 선형 또는 분지형, 불포화, 비-시클릭 탄화수소 기를 포함한다. 한 실시양태에서, 알키닐은 C2- 10알키닐이고, 또 다른 실시양태에서는 C2- 6알키닐이며, 또 다른 실시양태에서는 C2- 4알키닐이다. 알키닐이 치환될 수 있다.
"알킬렌"이라는 용어는 2가의 선형 또는 분지형, 포화, 비-시클릭 탄화수소 기를 포함한다. 한 실시양태에서, 알킬렌은 C1- 10알킬렌이고, 또 다른 실시양태에서는 C1- 6알킬렌이며, 또 다른 실시양태에서는 C1- 4알킬렌, 예컨대 메틸렌, 에틸렌, n-프로필렌, i-프로필렌 또는 t-부틸렌 기이다. 알킬렌이 치환될 수 있다.
"알케닐렌"이라는 용어는 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합이 있고, 한 실시양태에서는 탄소-탄소 삼중 결합이 없는, 2가의 선형 또는 분지형, 불포화, 비-시클릭 탄화수소 기를 포함한다. 한 실시양태에서, 알케닐렌은 C2- 10알케닐렌이고, 또 다른 실시양태에서는 C2- 6알케닐렌이며, 또 다른 실시양태에서는 C2- 4알케닐렌이다. 알케닐렌이 치환될 수 있다.
"헤테로알킬"이라는 용어는 20개 이하의 탄소 원자, 한 실시양태에서는 10개 이하의 탄소 원자, 한 실시양태에서는 2개 이하의 탄소 원자, 또 다른 실시양태에서는 1개의 탄소 원자가 각각 독립적으로 O, S(O)t 또는 N으로 교체되며, 단 알킬 탄소 원자 중 하나 이상이 잔존하는 알킬 기, 예를 들어 C1- 65알킬 기, C1- 17알킬 기 또는 C1- 10알킬 기를 포함한다. 헤테로알킬 기는 C-연결 또는 헤테로-연결될 수 있고, 즉 나머지 분자에 탄소 원자를 통해 또는 O, S(O)t 또는 N을 통해 연결될 수 있으며, 여기서 t는 하기에 정의되어 있다. 헤테로알킬이 치환될 수 있다.
"헤테로시클로알킬"이라는 용어는 10개 이하의 탄소 원자, 한 실시양태에서는 2개 이하의 탄소 원자, 또 다른 실시양태에서는 1개의 탄소 원자가 각각 독립적으로 O, S(O)t 또는 N으로 교체되며, 단 시클로알킬 탄소 원자 중 하나 이상이 잔존하는 시클로알킬 기를 포함한다. 헤테로시클로알킬 기의 예는 옥시라닐, 티아라닐, 아지리디닐, 옥세타닐, 티아타닐, 아제티디닐, 테트라히드로푸라닐, 테트라히드로티오페닐, 피롤리디닐, 테트라히드로피라닐, 테트라히드로티오피라닐, 피페리디닐, 1,4-디옥사닐, 1,4-옥사티아닐, 모르폴리닐, 1,4-디티아닐, 피페라지닐, 1,4-아자티아닐, 옥세파닐, 티에파닐, 아제파닐, 1,4-디옥세파닐, 1,4-옥사티에파닐, 1,4-옥사아제파닐, 1,4-디티에파닐, 1,4-티에아제파닐 및 1,4-디아제파닐을 포함한다. 헤테로시클로알킬 기는 C-연결 또는 N-연결될 수 있고, 즉 나머지 분자에 탄소 원자를 통해 또는 질소 원자를 통해 연결될 수 있다. 헤테로시클로알킬이 치환될 수 있다.
"헤테로알케닐"이라는 용어는 20개 이하의 탄소 원자, 한 실시양태에서는 10개 이하의 탄소 원자, 한 실시양태에서는 2개 이하의 탄소 원자, 또 다른 실시양태에서는 1개의 탄소 원자가 각각 독립적으로 O, S(O)t 또는 N으로 교체되며, 단 알케닐 탄소 원자 중 하나 이상이 잔존하는 알케닐 기, 예를 들어 C1- 65알케닐 기, C1-17알케닐 기 또는 C1- 10알케닐 기를 포함한다. 헤테로알케닐 기는 C-연결 또는 헤테로-연결될 수 있고, 즉 나머지 분자에 탄소 원자를 통해 또는 O, S(O)t 또는 N 을 통해 연결될 수 있다. 헤테로알케닐이 치환될 수 있다
"헤테로시클로알케닐"이라는 용어는 3개 이하의 탄소 원자, 한 실시양태에서는 2개 이하의 탄소 원자, 또 다른 실시양태에서는 1개의 탄소 원자가 각각 독립적으로 O, S(O)t 또는 N으로 교체되며, 단 시클로알케닐 탄소 원자 중 하나 이상이 잔존하는 시클로알케닐 기를 포함한다. 헤테로시클로알케닐 기의 예는 3,4-디히드로-2H-피라닐, 5-6-디히드로-2H-피라닐, 2H-피라닐, 1,2,3,4-테트라히드로피리디닐 및 1,2,5,6-테트라히드로피리디닐을 포함한다. 헤테로시클로알케닐 기는 C-연결 또는 N-연결될 수 있고, 즉 나머지 분자에 탄소 원자를 통해 또는 질소 원자를 통해 연결될 수 있다. 헤테로시클로알케닐이 치환될 수 있다.
"헤테로알키닐"이라는 용어는 20개 이하의 탄소 원자, 한 실시양태에서는 10개 이하의 탄소 원자, 한 실시양태에서는 2개 이하의 탄소 원자, 또 다른 실시양태에서는 1개의 탄소 원자가 각각 독립적으로 O, S(O)t 또는 N으로 교체되며, 단 알키닐 탄소 원자 중 하나 이상이 잔존하는 알키닐 기, 예를 들어 C1- 65알키닐 기, C1-17알키닐 기 또는 C1- 10알키닐 기를 포함한다. 헤테로알키닐 기는 C-연결 또는 헤테로-연결될 수 있고, 즉 나머지 분자에 탄소 원자를 통해 또는 O, S(O)t 또는 N 을 통해 연결될 수 있다. 헤테로알키닐이 치환될 수 있다.
"헤테로알킬렌"이라는 용어는 20개 이하의 탄소 원자, 한 실시양태에서는 10개 이하의 탄소 원자, 한 실시양태에서는 2개 이하의 탄소 원자, 또 다른 실시양태에서는 1개의 탄소 원자가 각각 독립적으로 O, S(O)t 또는 N으로 교체되며, 단 알킬렌 탄소 원자 중 하나 이상이 잔존하는 알킬렌 기, 예를 들어 C1- 65알킬렌 기, C1-17알킬렌 기 또는 C1- 10알킬렌 기를 포함한다. 헤테로알키닐렌이 치환될 수 있다.
"헤테로알케닐렌"이라는 용어는 20개 이하의 탄소 원자, 한 실시양태에서는 10개 이하의 탄소 원자, 한 실시양태에서는 2개 이하의 탄소 원자, 또 다른 실시양태에서는 1개의 탄소 원자가 각각 독립적으로 O, S(O)t 또는 N으로 교체되며, 단 알케닐렌 탄소 원자 중 하나 이상이 잔존하는 알케닐렌 기, 예를 들어 C1- 65알케닐렌 기, C1- 17알케닐렌 기 또는 C1- 10알케닐렌 기를 포함한다. 헤테로알케닐렌이 치환될 수 있다.
"아릴"이라는 용어는 1가의 방향족, 시클릭 탄화수소 기, 예컨대 페닐 또는 나프틸 (예를 들어, 1-나프틸 또는 2-나프틸)을 포함한다. 일반적으로, 아릴 기는 모노시클릭 또는 폴리시클릭 융합 고리 방향족 기일 수 있다. 바람직한 아릴은 C6-C14아릴이다. 아릴이 치환될 수 있다.
아릴 기의 기타 예는 아세안트릴렌, 아세나프틸렌, 아세페난트릴렌, 안트라센, 아줄렌, 크리센, 코로넨, 플루오란텐, 플루오렌, as-인다센, s-인다센, 인덴, 나프탈렌, 오발렌, 페릴렌, 페날렌, 페난트렌, 피센, 플레이아덴, 피렌, 피란트렌 및 루비센의 1가 유도체이다.
"아릴알킬"이라는 용어는 아릴 기로 치환된 알킬, 예를 들어 벤질을 의미한다.
"헤테로아릴"이라는 용어는 하나 이상의 탄소 원자가 O, S, N 및 NRN로부터 독립적으로 선택된 헤테로원자로 각각 교체된 아릴 기를 포함하며, 여기서 RN은 하기에 정의되어 있고, 한 실시양태에서는 H 또는 알킬 (예를 들어, C1-6알킬)이다. 헤테로아릴이 치환될 수 있다.
일반적으로, 헤테로아릴 기는 모노시클릭 또는 폴리시클릭 (예를 들어 비시클릭) 융합 고리 헤테로방향족 기일 수 있다. 전형적으로, 헤테로아릴 기는 5-14개의 고리 구성원 (바람직하게는 5-10개의 구성원)을 함유하고, 이때 1개, 2개, 3개 또는 4개의 고리 구성원이 독립적으로 O, S, N 및 NRN으로부터 선택된다. 한 실시양태에서, 헤테로아릴 기는 5원, 6원, 9원 또는 10원, 예를 들어 5-원 모노시클릭, 6-원 모노시클릭, 9-원 융합 고리 비시클릭 또는 10-원 융합 고리 비시클릭일 수 있다.
모노시클릭 헤테로방향족 기는 5-6개의 고리 구성원을 함유하고, 이때 1개, 2개, 3개 또는 4개의 고리 구성원이 독립적으로 O, S, N 및 NRN으로부터 선택된 헤테로방향족 기를 포함한다.
한 실시양태에서, 5-원 모노시클릭 헤테로아릴 기는 -NRN- 기, -O- 원자 또는 -S- 원자인 고리 구성원 1개를 함유하고, =N- 원자인 고리 구성원 1-3개 (예를 들어 1개 또는 2개의 고리 구성원)를 임의로 함유한다 (이때 5개의 고리 구성원 중 나머지는 탄소 원자임).
5-원 모노시클릭 헤테로아릴 기의 예는 피롤릴, 푸라닐, 티오페닐, 피라졸릴, 이미다졸릴, 이속사졸릴, 옥사졸릴, 이소티아졸릴, 티아졸릴, 1,2,3 트리아졸릴, 1,2,4 트리아졸릴, 1,2,3 옥사디아졸릴, 1,2,4 옥사디아졸릴, 1,2,5 옥사디아졸릴, 1,3,4 옥사디아졸릴, 1,3,4 티아디아졸릴, 피리딜, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 1,3,5 트리아지닐, 1,2,4 트리아지닐, 1,2,3 트리아지닐 및 테트라졸릴이다.
6-원 모노시클릭 헤테로아릴 기의 예는 피리디닐, 피리다지닐, 피리미디닐 및 피라지닐이다.
한 실시양태에서, 6-원 모노시클릭 헤테로아릴 기는 =N- 원자인 고리 구성원 1개 또는 2개를 함유한다 (이때 6개의 고리 구성원 중 나머지는 탄소 원자임).
비시클릭 헤테로방향족 기는 9-14개의 고리 구성원을 함유하고, 이때 1개, 2개, 3개, 4개 또는 이를 초과하는 개수의 고리 구성원이 독립적으로 O, S, N 또는 NRN으로부터 선택된 융합-고리 헤테로방향족 기를 포함한다.
한 실시양태에서, 9-원 비시클릭 헤테로아릴 기는 -NRN- 기, -O- 원자 또는 -S- 원자인 고리 구성원 1개를 함유하고, =N- 원자인 고리 구성원 1-3개 (예를 들어 1개 또는 2개의 고리 구성원)를 임의로 함유한다 (이때 9개의 고리 구성원 중 나머지는 탄소 원자임).
9-원 융합-고리 비시클릭 헤테로아릴 기의 예는 벤조푸라닐, 벤조티오페닐, 인돌릴, 벤즈이미다졸릴, 인다졸릴, 벤조트리아졸릴, 피롤로[2,3-b]피리디닐, 피롤로[2,3-c]피리디닐, 피롤로[3,2-c]피리디닐, 피롤로[3,2b]피리디닐, 이미다조[4,5-b]피리디닐, 이미다조[4,5-c]피리디닐, 피라졸로[4,3-d]피리디닐, 피라졸로[4,3-c]피리디닐, 피라졸로[3,4-c]피리디닐, 피라졸로[3,4-b]피리디닐, 이소인돌릴, 인다졸릴, 푸리닐, 인돌리니닐, 이미다조[1,2-a]피리디닐, 이미다조[1,5-a]피리디닐, 피라졸로[1,2-a]피리디닐, 피롤로[1,2-b]피리다지닐 및 이미다조[1,2-c]피리미디닐이다.
한 실시양태에서, 10-원 비시클릭 헤테로아릴 기는 =N- 원자인 고리 구성원 1-3개를 함유한다 (이때 10개의 고리 구성원 중 나머지는 탄소 원자임).
10-원 융합-고리 비시클릭 헤테로아릴 기의 예는 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 프탈라지닐, 1,6-나프티리디닐, 1,7-나프티리디닐, 1,8-나프티리디닐, 1,5-나프티리디닐, 2,6-나프티리디닐, 2,7-나프티리디닐, 피리도[3,2-d]피리미디닐, 피리도[4,3-d]피리미디닐, 피리도[3,4-d]피리미디닐, 피리도[2,3-d]피리미디닐, 피리도[2,3-b]피라지닐, 피리도[3,4-b]피라지닐, 피리미도[5,4-d]피리미디닐, 피라지노[2,3-b]피라지닐 및 피리미도[4,5-d]피리미디닐이다.
"헤테로아릴알킬"이라는 용어는 헤테로아릴 기로 치환된 알킬을 의미한다.
아실 기의 예는 알킬-C(=O)-, 시클로알킬-C(=O)-, 알케닐-C(=O)-, 시클로알케닐-C(=O)-, 헤테로알킬-C(=O)-, 헤테로시클로알킬-C(=O)-, 아릴-C(=O)- 또는 헤테로아릴-C(=O)-, 특히 알킬-C(=O)- 및 아릴-C(=O)-을 포함한다
달리 명시적으로 지시되지 않는 한, 아릴알킬과 같이 기들의 조합이 본원에서 하나의 모이어티로서 지칭되는 경우, 이에 의해 모이어티가 나머지 분자에 부착되는 원자를 마지막에 언급된 기가 함유한다.
알킬 기 또는 기타 기의 탄소 원자가 O, S(O)t 또는 N으로 교체되는 것이 언급되는 경우, 하기의 것들이 의도된다:
Figure pct00014
이
Figure pct00015
로 교체됨;
-CH=가 -N=으로 교체됨;
≡C-H가 ≡N으로 교체됨; 또는
-CH2-가 -O-, -S(O)t- 또는 -NRN-으로 교체됨.
설명을 위해, 상기 언급된 헤테로원자 함유 기 (예컨대 헤테로알킬 등)과 관련하여, 탄소 원자의 개수가 제공되는 경우, 예를 들어 C3- 6헤테로알킬의 경우, 3-6개의 사슬 탄소 원자 중 하나 이상이 O, S(O)t 또는 N으로 교체된 C3- 6알킬을 기초로 하는 기가 의도된다. 따라서, C3- 6헤테로알킬 기는 예를 들어 3-6개 미만의 사슬 탄소 원자를 함유할 것이다.
상기 언급된 경우에, RN은 H, 알킬, 시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, -C(O)-알킬, -C(O)-아릴, -C(O)-헤테로아릴, -S(O)t-알킬, -S(O)t-아릴 또는 -S(O)t-헤테로아릴이다. RN은 특히 H, 알킬 (예를 들어 C1- 6알킬) 또는 시클로알킬 (예를 들어 C3-6시클로알킬)일 수 있다.
상기 언급된 경우에, t는 독립적으로 0, 1 또는 2, 예를 들어 2이다. 전형적으로, t는 0이다.
2개 이상의 치환될 수 있는 위치가 기에 있는 경우, 이러한 기가 알킬렌 또는 헤테로알킬렌 사슬의 양쪽 단부에 의해 치환되어 시클릭 모이어티를 형성할 수 있다.
본 발명의 화합물의 임의로 치환된 기 (예를 들어 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 알케닐, 시클로알케닐, 알키닐, 알킬렌, 알케닐렌, 헤테로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로알케닐, 헤테로시클로알케닐, 헤테로알키닐, 헤테로알킬렌, 헤테로알케닐렌, 아릴, 아릴알킬, 아릴헤테로알킬, 헤테로아릴, 헤테로아릴알킬 또는 헤테로아릴헤테로알킬 기 등)는 치환될 수 있거나 또는 치환되지 않을 수 있고, 한 실시양태에서 치환되지 않을 수 있다. 전형적으로, 치환은 1개의 수소 원자의 1개의 치환체 기로의 개념적 치환을 수반하거나, 또는 =O에 의한 치환의 경우에는 2개의 수소 원자를 수반한다.
치환되는 경우에, 일반적으로 1 내지 3개의 치환체가 있을 것이고, 한 실시양태에서는 1개 또는 2개의 치환체, 한 실시양태에서는 1개의 치환체가 있을 것이다.
임의적인 치환체(들)은 독립적으로 할로겐, 트리할로메틸, 트리할로에틸, -OH, -NH2, -NO2, -CN, -N+(C1- 6알킬)2O-, -CO2H, -CO2C1 - 6알킬, -SO3H, -SOC1 - 6알킬, -SO2C1-6알킬, -SO3C1 - 6알킬, -OC(=O)OC1 - 6알킬, -C(=O)H, -C(=O)C1- 6알킬, -OC(=O)C1 - 6알킬, =O, -NH(C1- 6알킬), -N(C1- 6알킬)2, -C(=O)NH2, -C(=O)N(C1- 6알킬)2, -N(C1-6알킬)C(=O)O(C1-6알킬), -N(C1-6알킬)C(=O)N(C1-6알킬)2, -OC(=O)N(C1-6알킬)2, -N(C1-6알킬)C(=O)C1-6알킬, -C(=S)N(C1- 6알킬)2, -N(C1-6알킬)C(=S)C1 - 6알킬, -SO2N(C1-6알킬)2, -N(C1-6알킬)SO2C1-6알킬, -N(C1-6알킬)C(=S)N(C1-6알킬)2, -N(C1-6알킬)SO2N(C1-6알킬)2, -C1-6알킬, -C1- 6헤테로알킬, -C3- 6시클로알킬, -C3- 6헤테로시클로알킬, -C2- 6알케닐, -C2-6헤테로알케닐, -C3- 6시클로알케닐, -C3- 6헤테로시클로알케닐, -C2- 6알키닐, -C2- 6헤테로알키닐, -Zu-C1- 6알킬, -Zu-C3- 6시클로알킬, -Zu-C2- 6알케닐, -Zu-C3- 6시클로알케닐 또는 -Zu-C2-6알키닐이며, 여기서 Zu는 독립적으로 O, S, NH 또는 N(C1- 6알킬)이다.
또 다른 실시양태에서, 임의적 치환체는 독립적으로 할로겐, 트리할로메틸, 트리할로에틸, -NO2, -CN, -N+(C1- 6알킬)2O-, -CO2H, -SO3H, -SOC1 - 6알킬, -SO2C1 - 6알킬, -C(=O)H, -C(=O)C1- 6알킬, =O, -N(C1- 6알킬)2, -C(=O)NH2, -C1- 6알킬, -C3- 6시클로알킬, -C3-6헤테로시클로알킬, -ZuC1 - 6알킬 또는 -Zu-C3- 6시클로알킬이며, 여기서 Zu는 상기 정의되어 있다.
또 다른 실시양태에서, 임의적 치환체는 독립적으로 할로겐, 트리할로메틸, -NO2, -CN, -CO2H, -C(=O)C1- 6알킬, =O, -N(C1- 6알킬)2, -C(=O)NH2, -C1- 6알킬, -C3- 6시클로알킬, -C3- 6헤테로시클로알킬, -ZuC1 - 6알킬 또는 -Zu-C3- 6시클로알킬이며, 여기서 Zu는 상기에 정의되어 있다.
또 다른 실시양태에서, 임의적 치환체는 독립적으로 할로겐, -NO2, -CN, -CO2H, =O, -N(C1- 6알킬)2, -C1- 6알킬, -C3- 6시클로알킬 또는 -C3- 6헤테로시클로알킬이다.
또 다른 실시양태에서, 임의적 치환체는 독립적으로 할로겐, -OH, NH2, NH(C1-6알킬), -N(C1- 6알킬)2, -C1- 6알킬, -C3- 6시클로알킬 또는 -C3- 6헤테로시클로알킬이다.
본원에 사용된 바와 같이, "본 발명의 중합체" 및 "화학식 I의 중합체" 등의 용어는 그의 제약상 허용되는 유도체 및 그의 다형체, 이성질체 및 동위원소로 표지된 변이체를 포함한다.
"제약상 허용되는 유도체"라는 용어는 화학식 I의 화합물의 임의의 제약상 허용되는 염, 용매화물, 수화물 또는 전구약물을 포함한다. 한 실시양태에서, 제약상 허용되는 유도체는 화학식 I의 화합물의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 수화물이다.
"제약상 허용되는 염"이라는 용어는 무기 또는 유기 산 및 염기를 포함하는 제약상 허용되는 비-독성 산 또는 염기로부터 제조된 염을 포함한다.
염기성 기, 예를 들어 아미노 기를 함유하는 화학식 I의 화합물이 산과 함께 제약상 허용되는 염을 형성할 수 있다. 한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물의 제약상 허용되는 산 부가 염은 무기 산, 예컨대 할로겐화수소산 (예를 들어, 염화수소산, 브로민화수소산 및 아이오딘화수소산), 황산, 질산 및 인산의 염을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물의 제약상 허용되는 산 부가 염은 유기 산, 예컨대 지방족, 방향족, 카르복실 및 술폰 클래스의 유기 산의 염을 포함하지만, 이에 한정되지 않고, 이러한 산의 예는 지방족 모노카르복실산, 예컨대 포름산, 아세트산, 프로피온산 또는 부티르산; 지방족 히드록시 산, 예컨대 락트산, 시트르산, 타르타르산 또는 말산; 디카르복실산, 예컨대 말레산 또는 숙신산; 방향족 카르복실산, 예컨대 벤조산, p-클로로벤조산, 페닐아세트산, 디페닐아세트산 또는 트리페닐아세트산; 방향족 히드록실 산, 예컨대 o-히드록시벤조산, p-히드록시벤조산, 1-히드록시나프탈렌-2-카르복실산 또는 3-히드록시나프탈렌-2-카르복실산; 및 술폰산, 예컨대 메탄술폰산, 에탄술폰산 또는 벤젠술폰산을 포함한다. 또 다른 화학식 I의 화합물의 제약상 허용되는 산 부가 염은 글리콜산, 글루쿠론산, 푸론산, 글루탐산, 안트라닐산, 살리실산, 만델산, 엠본산 (파모산), 판토텐산, 스테아르산, 술파닐산, 알겐산 및 갈락투론산의 염을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 화학식 I의 화합물이 다수의 염기성 기를 포함하는 경우, 다중 센터가 양성자화되어 다중 염, 예를 들어 화학식 I의 화합물의 디- 또는 트리-염을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본원에서 정의된 바와 같은 화학식 I의 화합물의 할로겐화수소산 염은 모노히드로할라이드, 디히드로할라이드 또는 트리할로할라이드 등일 수 있다. 한 실시양태에서, 이러한 염은 상기 개시된 산 중 임의의 것의 부가로부터 생성된 것들을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 화학식 I의 화합물의 한 실시양태에서, 2개의 염기성 기가 산 부가 염을 형성한다. 추가적인 실시양태에서, 2개의 부가 염 카운터이온이 동일한 종이고, 예를 들어 디히드로클로라이드, 디히드로술피드 등이다. 전형적으로, 제약상 허용되는 염은 히드로클로라이드 염, 예컨대 디히드로클로라이드 염이다.
산성 기, 예를 들어 카르복실 기를 함유하는 화학식 I의 화합물이 염기와 함께 제약상 허용되는 염을 형성할 수 있다. 한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물의 제약상 허용되는 염기성 염은 금속 염, 예컨대 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염 (예를 들어, 나트륨, 칼륨, 마그네슘 또는 칼슘 염) 및 아연 또는 알루미늄 염을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물의 제약상 허용되는 염기성 염은 암모니아 또는 제약상 허용되는 유기 아민 또는 헤테로시클릭 염기, 예컨대 에탄올아민 (예를 들어 디에탄올아민), 벤질아민, N-메틸-글루카민, 아미노산 (예를 들어 리신) 또는 피리딘으로 형성된 염을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
산 또는 염기의 반염(hemisalt), 예를 들어 헤미술페이트 염이 또한 형성될 수 있다.
관련 기술 분야에 주지된 방법에 의해 화학식 I의 화합물의 제약상 허용되는 염이 제조될 수 있다.
제약상 허용되는 염의 리뷰를 위해, 문헌 [Stahl and Wermuth, Handbook of Pharmaceutical Salts: Properties, Selection and Use (Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2002)]을 참조한다.
본 발명의 화합물은 용매화되지 않은 형태 및 용매화된 형태 둘 다로 존재할 수 있다. "용매화물"이라는 용어는 본 발명의 화합물 및 하나 이상의 제약상 허용되는 용매 분자, 예컨대 물 또는 C1-6 알콜, 예를 들어 에탄올을 포함하는 분자 복합체를 포함한다. "수화물"이라는 용어는 용매가 물인 "용매화물"을 의미한다.
본 발명의 화합물은 무정형 내지 결정질 형태의 고체 상태로 존재할 수 있다. 모든 이같은 고체 형태가 본 발명에 포함된다.
본 발명의 화합물은 시스- 및 트랜스-형태, E- 및 Z-형태, R-, S- 및 메조(meso)-형태, 케토- 및 에놀-형태를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 하나 이상의 기하, 광학, 거울상체, 부분입체이성질체 및 토토머 형태로 존재할 수 있다. 모든 이같은 이성질체 형태가 본 발명에 포함된다. 이성질체 형태는 이성질체 면에서 순수하거나 강화된 형태, 뿐만 아니라 이성질체들의 혼합물 (예를 들어, 라세미 또는 부분입체이성질체 혼합물)로 존재할 수 있다.
본 발명은 하나 이상의 원자가 원자 번호는 동일하지만 원자 질량 또는 질량수는 자연에서 일반적으로 발견되는 원자 질량 또는 질량수와 상이한 원자로 교체된, 제약상 허용되는 동위원소로 표지된 화학식 I의 화합물을 포함한다.
본 발명의 화합물에 포함되는데 적합한 동위원소의 예는 수소의 동위원소, 예컨대 2H 및 3H, 탄소의 동위원소, 예컨대 11C, 13C 및 14C, 염소의 동위원소, 예컨대 36Cl, 플루오린의 동위원소, 예컨대 18F, 아이오딘의 동위원소, 예컨대 123I 및 125I, 질소의 동위원소, 예컨대 13N 및 15N, 산소의 동위원소, 예컨대 15O, 17O 및 18O, 인의 동위원소, 예컨대 32P, 및 황의 동위원소, 예컨대 35S를 포함한다. 특정한 동위원소로 표지된 화학식 I의 화합물, 예를 들어 방사성 동위원소가 혼입된 화합물이 약물 및/또는 기질 조직 분포 연구에서 유용하다. 방사성 동위원소 3H 및 14C가 그의 혼입 용이성 및 준비된 검출 수단 면에서 이러한 목적에 특히 유용하다.
양전자 방출 동위원소, 예컨대 11C, 18F, 15O 및 13N으로의 치환이 기질 수용체 점유를 검사하기 위한 양전자 방출 단층촬영 (PET) 연구에서 유용할 수 있다.
통상의 기술자에게 공지된 통상적인 기술에 의해 또는 이전에 사용된 표지되지 않은 시약 대신에 동위원소로 표지된 적합한 시약을 사용하여 본원에 기술된 것과 유사한 공정에 의해 동위원소로 표지된 화학식 I의 화합물이 일반적으로 제조될 수 있다.
본원에 기술된 바와 같이, 중합체가 임의 개수의 치환체 또는 관능 모이어티로 치환될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본원에 사용된 바와 같은 치환된 ("임의로"라는 용어가 선행하든지 아니든지 간에) 및 치환체라는 용어는, 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 모든 원자의 원자가가 유지되는 것을 조건으로 한 관능기를 또 다른 관능기로 변화시키는 능력을 지칭한다. 임의의 소정의 구조 내의 1개를 초과하는 위치가 상술된 군으로부터 선택된 1개를 초과하는 치환체로 치환될 수 있는 경우, 치환체는 모든 위치에서 동일하거나 상이할 수 있다. 또한 치환체가 추가로 치환될 수 있다 (예를 들어, 아릴 기 치환체가 자신을 제외한 또 다른 치환기, 예컨대 또 다른 아릴 기를 지닐 수 있고, 이는 하나 이상의 위치에서 플루오린으로 추가로 치환됨).
본원에 사용된 바와 같은 티오히드록실 또는 티올이라는 용어는 화학식 -SH의 기를 지칭한다.
본 발명은 활성제 및 화학식 I의 중합체를 포함하는 조성물을 추가로 제공한다. 조성물은 활성제 및 중합체를 함유하는 나노입자 및/또는 마이크로입자를 포함할 수 있다. 조성물은 2개 이상의 상이한, 화학식 I에 정의된 바와 같은 중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 R1 및 R2가 둘 다 CysLysLysLys인 화학식 I의 중합체 및 R1 및 R2가 둘 다 CysHisHisHis인 화학식 I의 중합체를 포함할 수 있다.
활성제는 폴리뉴클레오티드, 단백질 또는 소분자일 수 있다. 전형적으로, 활성제는 폴리뉴클레오티드이다. 폴리뉴클레오티드는 DNA, RNA, siRNA 및 miRNA로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 siRNA 및 miRNA로 이루어진 군으로부터 선택된다. 한 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 DNA, RNA 및 siRNA로 이루어진 군으로부터 선택된다.
전형적으로, 폴리뉴클레오티드는 3개 이상의 뉴클레오티드를 포함한다. 바람직하게는, 폴리뉴클레오티드는 길이가 뉴클레오티드 20-30개이고, 더욱 바람직하게는 길이가 뉴클레오티드 20-25개이며, 예를 들어 길이가 뉴클레오티드 22개이다.
폴리뉴클레오티드는 천연 뉴클레오시드 (즉, 아데노신, 티미딘, 구아노신, 사이티딘, 유리딘, 이노신, 크산토신, 데옥시아데노신, 데옥시티미딘, 데옥시구아노신, 데옥시이노신, 및 데옥시사이티딘), 뉴클레오시드 유사체 (예를 들어, 2-아미노아데노신, 2-티오티미딘, 이노신, 피롤로-피리미딘, 3-메틸 아데노신, C5-프로피닐사이티딘, C5-프로피닐유리딘, C5-브로모유리딘, C5-플루오로유리딘, C5-요오도유리딘, C5-메틸사이티딘, 7-데아자아데노신, 7-데아자구아노신, 8-옥소아데노신, 8-옥소구아노신, O(6)-메틸구아닌, 및 2-티오사이티딘), 또는 그의 혼합물로부터 유래될 수 있다. 뉴클레오티드는 화학적으로 변형된 염기, 생물학적으로 변형된 염기 (예를 들어, 메틸화 염기), 개재(intercalated) 염기, 미변형 또는 변형 당 (예를 들어, 2'-플루오로리보스, 리보스, 2'-데옥시리보스, 아라비노스 및 헥소스), 및/또는 미변형 또는 변형 포스페이트 기 (예를 들어, 포스포로티오에이트 및 5'-N-포스포르아미다이트 연결)로부터 유래될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "소분자"라는 용어는 천연 발생이든 또는 인공적으로 생성되었든 (예를 들어, 화학적 합성을 통해), 분자량이 비교적 낮고 단백질, 폴리펩티드 또는 폴리뉴클레오티드가 아닌 유기 화합물을 지칭한다. 전형적으로, 소분자는 분자량이 약 1500 g/mol 미만이다.
본 발명의 나노입자의 추가적인 논의가 이어진다. 이러한 논의가 마이크로입자에 동등하게 적용된다는 것이 이해될 것이다.
나노입자는 폴리뉴클레오티드, 및 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 pH 7에서 알짜 양전하를 갖는 화학식 I의 중합체를 포함할 수 있다. 양으로 하전된 올리고펩티드가 나노입자 형성 공정 동안 음으로 하전된 폴리뉴클레오티드와 상호작용하고, 나노입자 내의 폴리뉴클레오티드의 캡슐화를 용이하게 한다.
나노입자는 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 pH 7에서 알짜 음전하를 갖는 화학식 I 또는 II의 중합체, 및 pH 7에서 알짜 양전하를 갖는 활성제를 포함할 수 있다. 음으로 하전된 올리고펩티드가 나노입자 형성 공정 동안 양으로 하전된 활성제와 상호작용하고, 나노입자 내의 활성제의 캡슐화를 용이하게 한다.
임의로 나노입자는 상이한 본 발명의 중합체들의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 나노입자는 하기를 포함할 수 있다:
(a) 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 pH 7에서 알짜 양전하를 갖는 화학식 I 또는 II의 중합체; 및
(b) 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 pH 7에서 알짜 음전하를 갖는 화학식 I 또는 II의 중합체.
따라서, 본 발명은 상기 중합체 (a) 및 (b)의 비율을 변형시킴으로써 표면 순전하가 변할 수 있는 나노입자를 제공한다. (a) 대 (b)의 비는 중량 기준으로 1:99, 5:95, 10:90, 25:75, 50:50, 75:25, 90:10, 95:5, 또는 99:1일 수 있다.
이같은 나노입자는 약물 및 폴리뉴클레오티드 캡슐화 둘 다에 적절하고, 개선된 약리학적 성질을 나타낸다.
pH 7에서의 알짜 음전하를 갖는 올리고펩티드들로 변형된 중합체들의 집단을 포함하는 것은 더 짧은 DNA 및 RNA 서열의 나노침전에 의해 캡슐화를 용이하게 한다. 더 짧은 DNA 및 RNA 서열은 관련 기술 분야에 공지된 PBAE와의 나노침전 단계에서 사용될 때 더 긴 서열보다 더 낮은 캡슐화 효율 및/또는 더 낮은 절대 부하량을 나타낸다. 본 발명가들은 다른 다가음이온 종, 예컨대 본원에 기술된 음으로 하전된 중합체를 첨가하는 것이 중합체 및 폴리뉴클레오티드를 함유하는 생성된 나노입자의 나노침전 공정 동안의 어셈블리를 돕는다는 것을 발견하였다.
이는 길이가 염기쌍 약 20 내지 30개이고 신체 내에서의 순환 동안 불안정한 짧은 폴리뉴클레오티드, 예컨대 siRNA 및 miRNA 서열의 캡슐화에 특히 유용하다. 나노입자 내로의 짧은 폴리뉴클레오티드, 예컨대 siRNA 및 miRNA의 혼입은 그의 더 낮은 전하로 인해 기존에 난점을 제시하였다.
본 발명가들은 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 pH 7에서 알짜 양전하를 갖는 화학식 I 또는 화학식 II에 따른 중합체를 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 pH 7에서 알짜 음전하를 갖는 화학식 I 또는 화학식 II에 따른 중합체와 함께 사용하는 것이 짧은 폴리뉴클레오티드, 예컨대 siRNA 및 miRNA를 높은 캡슐화 효율 및 높은 부하량으로 나노입자 내로 적재하는 것을 허용한다는 것을 발견하였다. 추가로, 상기 기술된 2가지 유형의 중합체를 사용하는 것은 짧은 폴리뉴클레오티드의 분해를 방지하고, 더욱 효율적인 형질감염을 허용한다. 양으로 하전된 올리고뉴클레오티드가 음으로 하전된 폴리뉴클레오티드를 "둘러싸고", 음으로 하전된 올리고뉴클레오티드가 양으로 하전된 올리고뉴클레오티드를 "둘러싸서", 과량의 전하를 중화하는 것으로 생각된다 (본 발명가들이 "외투 효과"로 지칭함).
추가로, pH 7에서의 알짜 음전하를 갖는 올리고펩티드로 변형된 중합체를 포함하는 것은 복잡한 신체 장벽, 예컨대 장 및 폐 점막을 통과하여 나노입자를 전달하는 것을 용이하게 하는데, 표면 순전하 변화가 이러한 장벽과의 상호작용 동안 변할 수 있기 때문이다.
본 발명의 나노입자는 높은 활성제 함량 및 높은 캡슐화 효율로 형성될 수 있다.
본원에서, 활성제 캡슐화 효율은 활성제-함유 나노입자의 제조 방법에서 사용된 전체 활성제의 중량 백분율로서의 나노입자 내로 혼입된 활성제를 지칭한다. 이는 전형적으로 95％ 이하이고, 더욱 전형적으로는 70％ 내지 95％이다.
본원에서, 활성제 포획율은 활성제가 적재된 나노입자 내의 활성제의 중량 백분율을 지칭한다. 활성제 포획율은 바람직하게는 2 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 5 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 10 중량％ 이상이고, 전형적으로는 2 중량％ 내지 20 중량％이며, 더욱 바람직하게는 5 중량％ 내지 20 중량％, 더욱 바람직하게는 10 중량％ 내지 20 중량％의 범위이다.
조성물이 나노입자를 포함하는 경우, 바람직하게는, 나노입자는 조성물의 약 1 중량％ 내지 약 90 중량％를 구성한다. 더욱 바람직하게는, 나노입자는 조성물의 약 5 중량％ 내지 약 50 중량％, 더욱 바람직하게는, 약 10％ 내지 약 30％를 구성한다. 조성물은 비히클을 추가로 포함할 수 있다. 비히클은 관련 기술 분야에 공지된 바와 같은 임의의 제약상 허용되는 희석제 또는 부형제일 수 있다. 비히클은 전형적으로 약리학적으로 불활성이다. 바람직하게는, 비히클은 극성 액체이다. 특히 바람직한 비히클은 물, 및 염 및/또는 완충제를 함유하는 생리학적으로 허용되는 수용액, 예를 들어 염수 또는 포스페이트-완충 염수를 포함한다. 임의로, 비히클은 생물학적 유체이다. 보관을 위해 또는 폐 또는 코 투여용 분말, 주사용 현탁물을 위한 분말, 또는 경구 투여용 정제 또는 캡슐제를 제공하기 위해, 예를 들어 동결건조, 증발 또는 원심분리에 의해 액체 비히클이 제거될 수 있다.
활성제(들)는 나노입자 내에 또는 나노입자의 표면 상에 존재할 수 있다. 전형적으로, 나노입자는 나노입자 내에 존재한다. 활성제(들)와 나노입자 사이의 상호작용은 전형적으로 비-공유결합성이고, 예를 들어 수소 결합, 정전기 상호작용 또는 물리적 캡슐화이다. 전형적으로, 상호작용은 정전기 상호작용이다.
나노입자는 생체적합성이고, 그의 사용 환경에 충분히 저항성이어서, 원하는 표적에 도달하여 원하는 생리학적 효과를 달성할 수 있도록 포유동물 신체 내로의 진입 후에 충분한 양의 나노입자가 실질적으로 무손상으로 유지된다. 본원에 기술된 중합체는 생체적합성이고, 바람직하게는 생분해성이다.
본원에서, '생분해성'이라는 용어는 불리한 응답을 야기하지 않으면서 살아 있는 대상체 내로 삽입 또는 주입될 수 있는 물질을 기술한다. 예를 들어, 이는 적절하게 제어될 수 없는 면역계에 의한 염증 또는 급성 거부를 야기하지 않는다. "생체적합성"은 상대적인 용어이며, 살아 있는 조직과 고도로 상용성인 물질에 대해서도 어느 정도의 면역 응답이 예상되어야 한다는 것이 이해될 것이다. 물질의 생체적합성을 평가하는 시험관내 테스트는 이를 세포에 노출시키는 것이고, 생체적합성 물질은 전형적으로 중등도의 농도 (예를 들어, 29 ㎍/104개의 세포)에서 유의한 세포 사망 (예를 들어, > 20％)을 초래하지 않을 것이다.
본원에서, '생분해성'이라는 용어는 유의한 독성 효과 없이 세포에 의해 재사용되거나 제거될 수 있는 단량체 및/또는 기타 비-중합체성 모이어티를 형성하도록 생리학적 환경에서 분해되는 중합체를 기술한다. 분해는 예를 들어 효소 활성 또는 세포 기구에 의한 생물학적 분해일 수 있거나, 또는 화학적 분해, 전형적으로는 생리학적 조건 하에 일어나는 화학 공정일 수 있다. 중합체의 분해는 사용된 중합체 또는 공중합체에 따라 다양한 속도로 발생하고, 반감기가 대략적으로 수일, 수주, 수개월, 또는 수년일 수 있다. 바람직하게는 성분들이 생체 내에서 염증 또는 기타 유해 효과를 유도하지 않는다. 특정한 바람직한 실시양태에서, 생분해성 화합물을 분해하기 위해 의존하는 화학 반응은 촉매되지 않는다.
본원에서, '나노입자'라는 용어는 직경이 약 1 내지 약 1000 nm인 고체 입자를 지칭한다. 본원에서, '마이크로입자'라는 용어는 직경이 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛인 고체 입자를 지칭한다. 관련 기술 분야에 공지된 방법, 바람직하게는 동적 광 산란으로 본 발명의 나노입자의 평균 직경을 결정할 수 있다. 특히, 본 발명은 표준 테스트 방법 ISO 22412:2008 (누적률 방법 A.1.3.2)에 따라, 여과수로 적합하게 희석된 샘플 및 적합한 장치, 예컨대 말베른 인스트루먼츠(Malvern Instruments) (영국)의 제타사이저(Zetasizer)™ 장치를 사용하여 90°의 산란 각도 및 25℃의 온도에서 동적 광 산란으로 분석했을 때 직경이 약 1 내지 약 1000 nm인 고체 입자인 나노입자에 관한 것이다. 입자의 직경이 x nm라고 했을 때, 일반적으로 이러한 평균 주위에 입자가 분포될 것이지만, 입자 개수의 적어도 50％ (예를 들어 >60％, >70％, >80％, >90％, 또는 이를 초과하는 값)는 직경이 x±20％ 범위 내일 것이다.
바람직하게는, 나노입자의 직경은 약 10 내지 약 1000 nm, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 약 500 nm, 더욱 바람직하게는 약 50 내지 약 400 nm, 더욱 바람직하게는 약 50 내지 약 150 nm이다. 대안적으로, 나노입자의 직경은 약 1 내지 약 100 nm이다. 한 실시양태에서, 투과 전자 현미경으로 결정시에, 나노입자는 10％ 미만, 바람직하게는 5％ 미만, 바람직하게는 1％ 미만의 응집도를 나타내고, 바람직하게는 나노입자는 실질적으로 응집되지 않는다.
본 발명은 작용제를 제공하는 단계; 중합체를 제공하는 단계; 및 작용제와 중합체를 적합한 조건 하에 접촉시켜 나노입자를 형성시키는 단계를 포함하는, 작용제를 화학식 I 또는 화학식 II의 중합체의 매트릭스 내에 캡슐화하여 나노입자를 형성시키는 방법을 추가로 제공한다. 특히, 작용제 및 중합체가 원하는 비를 수득하는데 적합한 농도로 용액에서 혼합되고, 격렬하게 혼합된 후, 약 37℃의 오븐에서 약 30분 동안 인큐베이션될 수 있다.
본 발명은 하기 반응식 2에 제시된 바와 같이 화학식 II의 화합물 (여기서, L3은 상기 정의된 바와 같음)을 화학식 L4H2 (여기서, L4는 상기 정의된 바와 같음)의 1급 아민과 반응시켜 화학식 II의 중합체를 생성시키는 단계를 포함하는, 화학식 I의 중합체를 합성하는 방법을 추가로 제공한다.
Figure pct00016
화학식 III의 화합물이 화학식 IV의 화합물과 추가로 반응하여 하기 화학식 V의 화합물이 형성된다.
<화학식 V>
Figure pct00017
상기 식에서, p 및 Ra는 독립적으로 각 경우에 상기 정의된 목록으로부터 선택된다. 일부 경우에, 각 경우의 p는 동일하고, Ra 기는 황 연결로부터 시작되는 Ra 기의 서열이 화합물의 각각의 말단에서 동일하도록 선택되며, 즉 p 및 Ra는 중합체가 L4 주위에서 2겹 대칭을 갖도록 선택된다.
상기 단계에 대해 대안적으로, 화학식 III의 화합물이 화학식 H2NRy (여기서, Ry는 상기 정의된 바와 같음)의 화합물, 및 화학식 IV의 화합물과 추가로 반응하고, 생성된 혼합물이 분리되어, 하기 화학식 VI의 화합물이 수득된다.
<화학식 VI>
Figure pct00018
상기 식에서, Ra는 각 경우에 상기 정의된 목록으로부터 독립적으로 선택되고, p는 상기 정의된 바와 같다.
올리고펩티드를 화학식 III의 화합물에 부착시키는 추가적인 방법을 통상의 기술자가 이용할 수 있을 것임이 인지될 것이고, 이러한 통상의 기술자는 화학식 III의 말단 아크릴레이트 기에서의 반응에 적합한 친핵체를 알 것이다.
도 1은 여러 올리고펩티드 말단-변형 PBAE 및 pGFP 플라스미드를 50:1 비 (w/w)로 사용하여 제조된 중합체-DNA 복합체의 유체역학적 직경 및 제타 전위를 나타낸다.
도 2는 DNA와 복합체를 형성한 올리고펩티드 말단-변형 PBAE 및 기준 중합체의 아가로스 겔 전기영동 분석을 나타낸다.
도 3은 올리고펩티드 말단-변형 PBAE 및 기준 중합체의 완충 용량을 나타낸다.
도 4는 여러 올리고펩티드 말단-변형 PBAE 및 기준 중합체로 형질감염된 (a) cos-7, (b) hnDf 및 (c) HaCaT 세포에서의 GFP 발현의 유동 세포측정법 분석을 나타낸다.
도 5는 여러 올리고펩티드 말단-변형 PBAE로 형질감염된 cos-7 세포의 생존율을 나타낸다.
도 6은 여러 올리고펩티드 말단-변형 PBAE 및 GFP-특이적 siRNA를 200:1 비 (w/w)로 사용하여 제조된 중합체-siRNA 복합체의 유체역학적 직경 및 제타 전위를 나타낸다.
도 7은 여러 올리고펩티드 말단-변형 PBAE를 사용하여 GFP-특이적 siRNA로 형질감염된 MDA-MB-231/GFP 세포에서의 GFP 발현 침묵화의 유동 세포측정법 분석을 나타낸다.
도 8은 200:1 (w/w)의 최종 중합체:단백질 비로 글루탐산 및 및 리신 말단-변형 PBAE를 사용한 소 인슐린의 캡슐화 정도를 나타낸다.
하기의 실시예에 의해 본 발명이 추가로 설명된다. 실시예는 설명의 목적만을 위한 것이고, 상기 기술된 바와 같은 본 발명을 한정하도록 의도되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 세부사항의 변형이 이루어질 수 있다.
실시예
물질
시약 및 용매를 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich) 및 판레악(Panreac)으로부터 수득하였고, 달리 언급되지 않는 한 제공된 대로 사용하였다. 플라스미드 pmaxGFP (3486 bp)는 아막사(Amaxa)로부터 수득되었다. 세포주는 ATCC (버지니아주 머내서스)로부터 수득되었고, 깁코(Gibco)로부터 수득된, 10％ 소 태아 혈청, 100 유닛/ml 페니실린, 100 ug/mL 스트렙토마이신, 0.1 mM MEM 비-필수 아미노산 (NEAA), 2 mM L-글루타민을 함유하는 완전 DMEM 내에서 37℃, 5％ CO2 대기에서 유지되었다.
실시예 1: PBAE 중합체의 합성
문헌 (예를 들어, 문헌 [Montserrat, N. et al. J. Biol. Chem. 286, 12417-12428 (2011)])에 기술된 하기의 2-단계 절차에 따라 폴리(β-아미노에스테르)를 합성하였다. 먼저, 1급 아민과 디아크릴레이트 (1:1.2 몰비의 아민:디아크릴레이트)의 부가 반응에 의해 아크릴레이트-말단 중합체를 합성하였다. 마지막으로, 생성된 아크릴레이트-말단 중합체의 여러 종류의 아민- 및 티올-보유 모이어티로의 단부-캡핑(capping) 변형에 의해 PBAE를 수득하였다. 합성된 구조를 1H-NMR 및 FT-IR 분석으로 확인하였다. NMR 스펙트럼을 400 MHz 베리안(Varian) (베리안 NMR 인스트루먼츠(Varian NMR Instruments), 일리노이주 클래런던 힐스)에서 기록하였고 및 메탄올-d4를 용매로 사용하였다. 메탄올을 증발 필름에서 용매로 사용하여, KBr 빔스플리터(beamsplitter)와 함께 니콜렛 마그나(Nicolet Magna) 560 (써모 피셔 사이언티픽(Thermo Fisher Scientific), 매사추세츠주 월섬)을 사용하여 IR 스펙트럼을 수득하였다. 2개의 GPC 울트라스티라겔(Ultrastyragel) 칼럼, 103 및 104 Å (5 ㎛ 혼합, 300 mm × 19 mm, 워터스 밀리포어 코포레이션(Waters Millipore Corporation) (미국 매사추세츠주 밀포드))이 장착된 휴렛-패커드(Hewlett-Packard) 1050 시리즈 HPLC 시스템 및 이동상으로서의 THF에서 분자량 결정을 수행하였다. 폴리스티렌 표준물질의 체류 시간과의 비교에 의해 분자량을 계산하였다.
실시예 2: 아크릴레이트 말단 중간체의 합성
1,4-부탄디올 디아크릴레이트 (8.96 g, 4.07×10-2 몰) 및 5-아미노-1-펜타놀 (3.5 g, 3.39×10-2 몰)을 바이알에서 혼합하였다. 혼합물을 90℃에서 24h 동안 교반한 후, 실온으로 냉각시켜, 약간 황색의 점성 고체인 아크릴레이트 말단 중간체 (C32로 지정됨)가 형성되었다. 중간체 C32를 4℃에서 보관한 후, 후속 단계에서 사용하였다.
Figure pct00019
실시예 3 (비교): 1급 아민으로 말단-변형 PBAE의 합성
1급 아민으로 말단-변형 PBAE를 문헌 [Zugates, G.T. et al. Bioconjugate Chem. 18, 1887-1896 (2007)]에 정의된 바와 같이 제조하였다. THF (2 ml) 내의 중간체 C32 (1 g, 0.5 mmol)의 용액을 THF (8 ml) 내의 1,5-디아미노-2-메틸-펜탄 (0.24 g, 0.271 ml, 2 mmol)의 용액과 혼합하였다. 혼합물을 실온에서 밤새 교반한 후, 디에틸 에테르 (100 ml)에서 침전시키고, 최종적으로 진공에서 건조시켰다.
Figure pct00020
실시예 4 (비교): 1급 아민으로 말단-변형 PBAE의 추가적인 합성
디아민 말단-변형 폴리(β-아미노에스테르)인 B3을 다른 곳에 기술된 절차를 따라 합성하였다 (Zugates, G.T. et al. Bioconj. Chem. 18 1887-1896 (2007), Yang, F. et al., Proc. Natl Acad. Sci. USA. 107 3317-3322 (2010), Sunshine, J.C. Biomacromolecules 12 3592-3600 (2011)). 간략하게, 5-아미노-1-펜타놀 (3.44 g, 33 mmol) 및 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 (7.93 g, 40 mmol)를 자기 교반 하에 90℃에서 24시간 동안 중합시켰다. 생성된 아크릴레이트-말단 중합체 C32 (1 g, 0.4 mmol) 및 2-메틸-1,5-펜탄디아민 (0.23 g, 0.27 mL, 2 mmol)을 테트라히드로푸란에 용해시키고, 실온에서 밤새 교반하였다. 생성된 디아민 말단-변형 중합체 B3을 디에틸 에테르에서의 침전으로 단리하고, 진공 하에 건조시켰다.
Figure pct00021
실시예 5: 올리고펩티드로 단부 변형 PBAE의 합성
일반적으로, 올리고펩티드-변형 PBAE를 하기와 같이 수득하였다: 아크릴레이트-말단 중합체 C32 또는 C32SS 및 아민- 또는 티올-말단 올리고펩티드 (예를 들어, HS-Cys-Arg-Arg-Arg (CR3), H2N-Arg-Arg-Arg (R3) 또는 HS-Cys-Glu-Glu-Glu (CE3) - 표준 1-문자 코드를 사용하여 기타 올리고펩티드가 유사한 약어에 의해 지시됨)를 DMSO에서 1:2 몰비로 혼합하였다. 혼합물을 실온에서 밤새 교반하고, 생성된 중합체를 디에틸 에테르:아세톤 (3:1)에서의 침전에 의해 수득하였다.
(a) 트리-아르기닌 말단-변형 PBAE를 수득하기 위한 하기의 합성 절차가 예로서 제시된다: 중간체 C32를 상기 실시예 1에 기술된 바와 같이 제조하였다. DMSO (2 ml) 내의 중간체 C32 (0.15 g, 0.075 mmol)의 용액을 각각 1:2의 적합한 몰비의 상응하는 DMSO (1 mL) 내의 올리고펩티드 (Cys-Arg-Arg-Arg (CR3; 0.11 g, 0.15 mmol)의 용액과 혼합하였다. 혼합물을 실온에서 밤새 교반한 후, 디에틸 에테르/아세톤 (3:1)에서 침전시켰다.
Figure pct00022
Figure pct00023
(b) 트리-리신 변형 올리고펩티드 (K3C-C32-CK3)가 동일한 프로토콜에 따라 제조되었고, 하기와 같이 특성화되었다:
Figure pct00024
(c) 트리-히스티딘 변형 올리고펩티드 (H3C-C32-CH3)가 동일한 프로토콜에 따라 제조되었고, 하기와 같이 특성화되었다:
Figure pct00025
실시예 6: 비대칭 단부 변형이 있는 PBAE의 합성
일반적으로, 비대칭 올리고펩티드-변형 PBAE를 하기와 같이 수득하였다: 아크릴레이트-말단 중합체 C32 (또는 C32SS) 및 아민- 또는 티올-말단 올리고펩티드 (예를 들어, CR3, R3 또는 CE3)를 DMSO에서 1:1 몰비로 혼합하였다. 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. 등몰량의 제2 아민- 또는 티올-말단 올리고펩티드, 또는 1급 아민을 첨가하고, 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. 생성된 비대칭 PBAE 중합체를 디에틸 에테르/아세톤 (3:1)에서의 침전에 의해 수득하였다.
비대칭 말단-변형 B3-C32-CR3 PBAE를 수득하기 위한 하기의 합성 절차가 예로서 제시된다: DMSO (2 mL) 내의 중간체 C32 (0.15 g, 0.075 mmol)의 용액을 상응하는 DMSO (1 ml) 내의 올리고펩티드 Cys-Arg-Arg-Arg (CR3; 0.055 g, 0.075 mmol)의 용액과 혼합하고, 실온에서 밤새 교반하였다. 이어서, 2-메틸-1,5-펜탄디아민 (0.017 g, 0.02 ml, 0.15 mmol)을 DMSO에서 실온에서 4시간 동안 혼합물에 첨가하였다. 디에틸 에테르/아세톤 (3:1)에서의 밤새 침전시킴으로써 비대칭 말단-변형 중합체 B3-C32-CR3과 B3-C32-B3 및 R3C-C32-CR3의 혼합물이 수득되었다. 혼합물을 추가적인 정제 없이 사용할 수 있거나, 또는 비대칭 말단-변형 중합체 B3-C32-CR3을 표준 방법에 의해 혼합물로부터 분리할 수 있다.
Figure pct00026
실시예 7: 화합물의 라이브러리
1급 아민을 디아크릴레이트에 첨가한 후의 말단-변형에 의해 여러 올리고펩티드 말단-변형 PBAE의 라이브러리가 합성되었다. 화학식 I에 따라, 표 1에 제시된 올리고펩티드 말단-변형 PBAE가 합성되었다.
<표 1> 올리고펩티드 말단-변형 PBAE의 라이브러리
Figure pct00027
Figure pct00028
실시예 8: 중합체-DNA 복합체의 형성 및 특성화
모든 중합체의 모액이 DMSO (100 mg/ml)에서 제조되었다. 이러한 중합체 용액을 원하는 비의 중합체-DNA (w/w)를 수득하도록 적합한 농도로 희석하였다 (25 mM 아세테이트 완충제 pH 5.0). 그 후, 100 ㎕의 희석된 중합체를 100 ㎕의 플라스미드 DNA (아세테이트 완충제 25 mM pH 5.0 내의 60 ㎍/mL)에 첨가하고, 수초 동안 격렬하게 와동으로 혼합한 후, 37℃의 오븐에서 30분 동안 인큐베이션하였다. 생성된 나노입자를 나노입자 특성화를 위해 포스페이트 완충 염수에서 희석시켰다. 중합체-DNA 복합체를 동적 광 산란 (제타사이저 나노 zs90, 말베른 인스트루먼츠)을 사용하여 크기 및 제타 전위의 관점에서 특성화하였다. 결과가 도 1에서 제시된다.
아가로스 겔 전기영동에 의해 나노입자를 또한 특성화하였다. 플라스미드 지연을 평가하기 위해, 여러 w/w 비의 0.48 ㎍의 pGFP를 함유하는 PBAE-DNA 복합체를 아가로스 겔 (0.8％, 1 ㎍/mL 에티듐 브로마이드 함유)의 웰에 첨가하였다. 샘플을 60 V에서 45분 동안 러닝(running)시켜 (아펠렉스(Apelex) PS 305, 프랑스), 플라스미드 지연을 분석하고, UV 조명으로 가시화하였다. 결과가 도 2에서 제시된다.
실시예 9: 양성자 스폰지 효과
양성자 스폰지 효과는 엔도솜 탈출을 용이하게 하는 것으로 나타났고, 완충 용량이 높은 중합체에 의해 매개되어, 형질감염 효율 증가를 초래하는 현상이다 (Varkouhi, A.K. et al, J. Control. Rel. 151 220-228 (2011).). 일반적으로, 구조 내에 3급 아민이 있는 중합체는 5.0 내지 7.5의 엔도솜 pH 범위에서 완충 효과를 나타내고, 이는 엔도솜 파괴를 초래하는 삼투압 증가를 야기한다 (Behr, J. Chimia 2 34-36 (1997)). 양성자 스폰지 효과에 따라, 새롭게 합성된 폴리(β-아미노 에스테르)의 완충 용량이 중합체 용액의 산 적정에 의해 결정되었다 (도 2).
중합체의 완충제 용량을 산-염기 적정에 의해 결정하였다. 간략하게, 중합체를 1 mg/mL의 최종 농도로 염화나트륨 수용액 (150 mM)에 용해시켰다. 생성된 중합체 용액을 수산화나트륨으로 pH 10으로 조정하였다. 10 ㎕ 분취량의 염산 (0.1 M)을 단계적으로 첨가함으로서 적정 곡선을 결정하였다. pH 2에 도달할 때까지 각각의 첨가 후에 pH 계량기 (크리슨 베이직(Crison Basic) 20+, 크리슨 인스트루먼츠(Crison Instruments))로 pH를 측정하였다. 중합체를 함유하지 않은 용액을 대조군으로서 적정하였다. 결과가 도 3에서 제시된다.
먼저, 폴리(β-아미노 에스테르) B3의 완충 효과를 결정하였고, 이는 pH 5.8까지 적합한 완충 용량을 나타냈다. 히스티딘-말단 폴리(β-아미노 에스테르)로 최고 완충 용량이 관찰되었고, 이는 7.5 내지 5.3의 pH 범위에서 높은 완충을 실연하였다. 리신-변형 폴리(β-아미노 에스테르)는 pH 5.9까지 적합한 완충 용량을 나타냈다. 대조적으로, 아르기닌 올리고펩티드로 단부-캡핑된 폴리(β-아미노 에스테르)는 7.4 내지 6.4 범위에서 제한된 완충 용량을 나타낼 뿐이었다. 모든 중합체가 동일한 아크릴레이트-말단 예비중합체 C32로부터 분기되었기 때문에, 관찰된 추가적인 완충 용량은 아민-풍부 말단으로부터 초래된다.
실시예 10: 형질감염 효율
녹색 형광 단백질 (pGFP)을 코딩하는 플라스미드를 세포에 전달하는 효율을 평가함으로써 본 발명의 중합체 및 공지된 중합체의 형질감염 효율을 비교하였다.
플라스미드 pGFP로의 세포 형질감염: HaCaT, hnDf, cos-7, A549 및 HeLa 세포에서 pGFP 플라스미드를 사용하여 세포 형질감염을 수행하였다. 이러한 세포주들은 ATCC (버지니아주 머내서스)로부터 수득되었고, 10％ 소 태아 혈청, 100 유닛/ml 페니실린, 100 ㎍/mL 스트렙토마이신, 0.1 mM MEM 비-필수 아미노산 (NEAA), 2 mM L-글루타민을 함유하는 완전 DMEM 내에서 37℃, 5％ CO2 대기에서 유지되었다.
세포를 96웰 플레이트에 10,000개의 세포/웰로 시딩(seeding)하고, 약 80-90％ 전면성장까지 밤새 인큐베이션한 후, 형질감염 실험을 수행하였다. 50:1의 중합체:플라스미드 비의 pGFP 플라스미드를 사용하여 상기 기술된 바와 같이 중합체-DNA 복합체를 제조하였다. 폴리플렉스(polyplex)를 무혈청 배지에서 희석하고, 0.6 ㎍ pGFP/웰의 최종 플라스미드 농도로 세포에 첨가하였다. 세포를 3h 동안 37℃, 5％ CO2 대기에서 인큐베이션하였다. 이어서, 세포를 PBS로 1회 세정하고, 완전 DMEM을 첨가하였다. 48h 후, 세포를 수확하고, 유동 세포측정법으로 GFP 발현에 대해 분석하였다. GFP 발현을 음성 대조군 (미처리 세포) 및 양성 대조군으로서의 진쥬스(GeneJuice)® (메르크 카게아아(Merck KGaA), 독일) 및 B3-C32-B3에 대해 비교하였다. 결과가 도 4a-c에서 제시되고, 이때 R/H, K/H 및 R/K는 R3C-C32-CR3, K3C-C32-CK3 또는 H3C-C32-CH3 PBAE의 1:1 혼합물 (w/w)을 나타낸다.
실시예 11: 세포독성
MTS 검정법 (셀타이터 96® 수성 단일 용액 세포 증식 검정법(CellTiter 96® AQueous One Solution Cell Proliferation Assay), 프로메가 코포레이션(Promega Corporation) (미국))을 사용하여 본 출원에 기술된 중합체로 형질감염된 cos-7 세포의 생존율을 평가하였다. 제조사가 지시한 바와 같이 MTS 검정법을 사용하여 형질감염 48h 후에 세포 생존율을 평가하였다. 간략하게, 세포를 실시예 5에서의 것과 유사한 방법으로 pGFP로 형질감염시켰다. 형질감염 48h 후에, 배지를 제거하고, 세포를 PBS로 세정하고, MTS (20％ v/v)가 보충된 완전 배지를 첨가하였다. 세포를 37℃에서 인큐베이션하고, 마이크로플레이트 판독기를 사용하여 490 nm에서 흡광도를 측정하였다. 미처리 세포에 비교된 상대적 백분율로서 세포 생존율이 표현되었다. 결과가 도 5에서 제시되고, 이때 R/H, K/H 및 R/K는 R3C-C32-CR3, K3C-C32-CK3 또는 H3C-C32-CH3 PBAE의 1:1 혼합물 (w/w)을 나타낸다.
실시예 12: 유전자- 침묵화 검정법
본 발명의 중합체의 siRNA 전달 효율을 안정적인 GFP 리포터 세포주에서 GFP-특이적 siRNA를 사용하여 평가하였다.
중합체-siRNA 복합체의 제조: 중합체의 모액을 DMSO (100 mg/ml)에서 제조하였다. 이러한 중합체 용액을 원하는 비의 중합체-siRNA (w/w)를 수득하도록 적합한 농도로 희석하였다 (25 mM 아세테이트 완충제 pH 5.0). 그 후, 100 ㎕의 적합하게 희석된 중합체를 100 ㎕의 GFP-특이적 siRNA (아세테이트 완충제 25 mM pH 5.0 내의 10 ㎍/mL; 써모사이언티픽 다마콘 GFP 듀플렉스 I(ThermoScientific Dharmacon GFP Duplex I))에 첨가하고, 수초 동안 격렬하게 와동으로 혼합한 후, 37℃에서 30분 동안 인큐베이션하였다. 생성된 복합체를 나노입자 특성화를 위해 포스페이트 완충 염수에서 희석시켰다. 중합체-siRNA 복합체를 동적 광 산란 (제타사이저 나노 zs90, 말베른 인스트루먼츠)을 사용하여 크기 및 제타 전위의 관점에서 특성화하였다. 결과가 도 6에서 제시되고, 이때 K/H 및 K/R은 R3C-C32-CR3, K3C-C32-CK3 또는 H3C-C32-CH3 PBAE의 60:40 혼합물 (w/w)을 나타내고, K/E 및 K/D는 K3C-C32-CK3 및 D3C-C32-CD3 또는 E3C-C32-CE3 PBAE의 70:30 혼합물 (w/w)을 나타낸다.
GFP-특이적 siRNA로의 세포 형질감염: MDA-MB-231/GFP 세포 (셀 바이오랩스 인크(Cell Biolabs Inc.))에서 GFP-특이적 siRNA를 사용하여 세포 형질감염을 수행하였다. 세포를 10％ 소 태아 혈청, 100 유닛/ml 페니실린, 100 ㎍/mL 스트렙토마이신을 함유하는 완전 DMEM 내에서 37℃, 5％ CO2 대기에서 유지시켰다.
간략하게, 세포를 96웰 플레이트에 10,000개의 세포/웰로 시딩하고, 약 80-90％ 전면성장까지 밤새 인큐베이션한 후, 형질감염 실험을 수행하였다. 200:1의 중합체:siRNA 비의 GFP-특이적 siRNA를 사용하여 상기 기술된 바와 같이 중합체-siRNA 복합체를 제조하였다. 폴리플렉스를 무혈청 배지에서 희석하고, 50 nM siRNA/웰의 최종 플라스미드 농도로 세포에 첨가하였다. 세포를 3h 동안 37℃, 5％ CO2 대기에서 인큐베이션하였다. 이어서, 세포를 PBS로 1회 세정하고, 완전 DMEM을 첨가하였다. 48h 후, 세포를 수확하고, 유동 세포측정법으로 GFP 침묵화에 대해 분석하였다. GFP 발현의 침묵화를 음성 대조군 (미처리 세포) 및 양성 대조군으로서의 INTERFERin™ (폴리플러스 트랜스펙션(PolyPlus Transfection)™) 및 B3에 대해 비교하였다. 결과가 도 7에서 제시되고, 이때 R/H, K/H 및 R/K는 R3C-C32-CR3, K3C-C32-CK3 또는 H3C-C32-CH3 PBAE 1:1 혼합물 (w/w)을 나타내고, SS(R/H), SS(K/H) 및 SS(R/K)는 R3C-C32SS-CR3, K3C-C32SS-CK3 또는 H3C-C32SS-CH3 PBAE의 1:1 혼합물 (w/w)을 나타낸다.
실시예 13: 글루탐산 및 리신 말단-변형 PBAE를 사용한 소 인슐린의 캡슐화
본 발명의 중합체의 캡슐화 효율을 소 인슐린 (시그마 알드리치)을 사용하여 평가하였다. 간략하게, 200:1의 최종 중합체:단백질 비를 달성하도록, 글루탐산 말단-변형 PBAE E3C-C32-CE3 (16.7 ㎕, 60 mg/mL)을 소 인슐린의 용액 (1 mL, HEPES 완충제 (100 mM 및 pH 7.2) 내의 0.01 mg/mL)에 첨가하였고, 리신 말단-변형 PBAE K3C-C32-CK3 (10 ㎕, 100 mg/mL)이 이어졌다. 혼합물을 30분 동안 실온에서 인큐베이션하였다. 인슐린-함유 나노입자를 캡슐화되지 않은 인슐린으로부터 분리하기 위해, 생성된 나노입자를 센트리콘(Centricon) 장치 (10 KDa 차단값, 머크 밀리포어(Merck Millipore)를 사용하여 원심분리하였다. 바이신코닌산 검정법 (BCA 단백질 검정법 시약, 써모사이언티픽)을 사용하여 캡슐화되지 않은 인슐린을 결정하고, 원래의 인슐린 용액과 비교함으로써, 캡슐화 정도를 계산하였다. 결과가 도 8에서 제시되고, 이때 NP1 및 NP2는 독립적인 중복물이다.

Claims (24)

  1. 하기 화학식 I의 중합체 또는 그의 제약상 허용되는 염.
    <화학식 I>
    Figure pct00029

    상기 식에서,
    각각의 L1 및 L2는
    Figure pct00030
    , O, S, NRx 및 결합으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고; 여기서 Rx는 수소, 할로겐, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 시클로알케닐, 헤테로알킬, 헤테로시클로알킬, 아실, 아릴 또는 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
    L3은 알킬렌, 알케닐렌, 헤테로알킬렌, 헤테로알케닐렌, 아릴렌 또는 헤테로아릴렌으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
    L4는
    Figure pct00031
    로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    L5는 알킬렌, 알케닐렌, 헤테로알킬렌, 헤테로알케닐렌, 아릴렌 또는 헤테로아릴렌으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
    R1 및 R2는 올리고펩티드 및 Ry로부터 독립적으로 선택되고;
    R1 및 R2 중 하나 이상은 올리고펩티드이고;
    여기서 Ry는 수소, 할로겐, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 시클로알케닐, 헤테로알킬, 헤테로시클로알킬, 아실, 아릴 또는 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    각각의 R3은 수소, 할로겐, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 시클로알케닐, 헤테로알킬, 헤테로시클로알킬, 아실, 아릴 또는 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
    n은 5 내지 10,000의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 3 내지 20개의 아미노산 잔기를 포함하는 것인 중합체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 pH 7에서 알짜 양전하를 갖는 것인 중합체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 리신, 아르기닌 및 히스티딘으로 이루어진 군으로부터 선택된 아미노산 잔기를 포함하는 것인 중합체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 하기 화학식 VII의 화합물인 중합체.
    <화학식 VII>
    Figure pct00032

    상기 식에서, p는 2 내지 19의 정수이고, Ra는 각 경우에 H2NC(=NH)-NH(CH2)3-, H2N(CH2)4- 또는 (1H-이미다졸-4-일)-CH2-로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  6. 제1항에 있어서, 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 pH 7에서 알짜 음전하를 갖는 것인 중합체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 또는 각각의 올리고펩티드가 하기 화학식 VII의 화합물인 중합체.
    <화학식 VIII>
    Figure pct00033

    상기 식에서, p는 2 내지 19의 정수이고, Ra는 각 경우에 HO2C(CH2)2- 또는 HO2C-CH2-로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, R1 및 R2가 둘 다 올리고펩티드인 중합체.
  9. 제8항에 있어서, R1 및 R2가 상이한 올리고펩티드인 중합체.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, R1 및 R2 중 하나가 올리고펩티드이고, R1 및 R2 중 하나가 Ry인 중합체.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, n이 1 내지 20인 중합체.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, Ry가 수소, -(CH2)mNH2, -(CH2)mNHMe, -(CH2)mOH, -(CH2)mCH3, -(CH2)2(OCH2CH2)mNH2, -(CH2)2(OCH2CH2)mOH 또는 -(CH2)2(OCH2CH2)mCH3으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 m은 1 내지 20의 정수인 중합체.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 L3이 -C1-10 알킬렌- (S-S)q-C1-10 알킬렌-으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며, 여기서 q는 0 또는 1인 중합체.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 R3이 수소, C1-6 알킬, C1-6 알케닐, C1-6 알키닐, C1-6 히드록시알킬, 히드록실, C1-6 알콕시, 할로겐, 아릴, 헤테로시클릭, 헤테로아릴, 시아노, -O2C-C1- 6알킬, 카르바모일, -CO2H, -CO2-C1- 6알킬, C1-6 알킬티오에테르, 티올 또는 우레이도로부터 독립적으로 선택된 것인 중합체.
  15. 활성제 및 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 중합체를 포함하는 조성물.
  16. 제15항에 있어서, 활성제가 폴리뉴클레오티드인 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 폴리뉴클레오티드가 siRNA 또는 miRNA인 조성물.
  18. 제16항에 있어서, 폴리뉴클레오티드가 20-30개의 뉴클레오티드 길이인 조성물.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리뉴클레오티드 및 중합체를 함유하는 나노입자를 포함하는 조성물.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가 제3항에 따른 중합체 및 제6항에 따른 중합체를 포함하는 것인 조성물.
  21. 작용제를 제공하는 단계; 중합체를 제공하는 단계; 및 작용제와 중합체를 적합한 조건 하에 접촉시켜 나노입자를 형성시키는 단계를 포함하는, 작용제를 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 중합체의 매트릭스 내에 캡슐화하여 나노입자를 형성시키는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 작용제가 DNA, RNA, siRNA 및 miRNA로부터 선택된 폴리뉴클레오티드, 소분자 또는 단백질인 방법.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 접촉 단계가 (a) 작용제 및 중합체의 혼합물을 분무 건조시키는 것, (b) 이중 유화 용매 증발 기술, 또는 (c) 상 반전 기술을 포함하는 것인 방법.
  24. 의약에 사용하기 위한, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 중합체 또는 제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 조성물.
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