KR20220157941A - 형질감염 효율의 개선 및/또는 단백질 발현 개선용 장치 및 이를 이용하는 방법 - Google Patents
형질감염 효율의 개선 및/또는 단백질 발현 개선용 장치 및 이를 이용하는 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220157941A KR20220157941A KR1020227028977A KR20227028977A KR20220157941A KR 20220157941 A KR20220157941 A KR 20220157941A KR 1020227028977 A KR1020227028977 A KR 1020227028977A KR 20227028977 A KR20227028977 A KR 20227028977A KR 20220157941 A KR20220157941 A KR 20220157941A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- transfection
- approximately
- cells
- pulsed electromagnetic
- electromagnetic signal
- Prior art date
Links
- 238000001890 transfection Methods 0.000 title claims abstract description 282
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 196
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims abstract description 44
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 title claims abstract description 28
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims abstract description 220
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 96
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 claims abstract description 65
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 96
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 69
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 39
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims description 39
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims description 39
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims description 39
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims description 33
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 claims description 33
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 229920002477 rna polymer Polymers 0.000 claims description 12
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 claims description 12
- 210000001744 T-lymphocyte Anatomy 0.000 claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 claims description 7
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000008177 pharmaceutical agent Substances 0.000 claims description 6
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 229940124597 therapeutic agent Drugs 0.000 claims description 6
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000012096 transfection reagent Substances 0.000 claims description 5
- 229960005486 vaccine Drugs 0.000 claims description 5
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 241000282412 Homo Species 0.000 claims description 3
- 210000003714 granulocyte Anatomy 0.000 claims description 3
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 claims description 3
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 claims description 3
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 claims description 3
- 108020004459 Small interfering RNA Proteins 0.000 claims description 2
- 108020004566 Transfer RNA Proteins 0.000 claims description 2
- 210000002540 macrophage Anatomy 0.000 claims description 2
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 claims description 2
- 108091070501 miRNA Proteins 0.000 claims description 2
- 239000000693 micelle Substances 0.000 claims description 2
- 239000002679 microRNA Substances 0.000 claims description 2
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 2
- 230000010474 transient expression Effects 0.000 claims description 2
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 claims 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 59
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 47
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 46
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 20
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 description 19
- 102000004144 Green Fluorescent Proteins Human genes 0.000 description 19
- 239000005090 green fluorescent protein Substances 0.000 description 19
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 18
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 15
- AOJJSUZBOXZQNB-TZSSRYMLSA-N Doxorubicin Chemical compound O([C@H]1C[C@@](O)(CC=2C(O)=C3C(=O)C=4C=CC=C(C=4C(=O)C3=C(O)C=21)OC)C(=O)CO)[C@H]1C[C@H](N)[C@H](O)[C@H](C)O1 AOJJSUZBOXZQNB-TZSSRYMLSA-N 0.000 description 14
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 14
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 14
- 238000001415 gene therapy Methods 0.000 description 12
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 12
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 12
- 241000242739 Renilla Species 0.000 description 11
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 10
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 10
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 10
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 9
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 9
- 238000001262 western blot Methods 0.000 description 9
- 108060001084 Luciferase Proteins 0.000 description 8
- 239000005089 Luciferase Substances 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 7
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 7
- 239000012124 Opti-MEM Substances 0.000 description 7
- 238000000692 Student's t-test Methods 0.000 description 7
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 7
- 229960004679 doxorubicin Drugs 0.000 description 7
- 239000012894 fetal calf serum Substances 0.000 description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 7
- 238000012353 t test Methods 0.000 description 7
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 6
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 102100025064 Cellular tumor antigen p53 Human genes 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 208000029742 colonic neoplasm Diseases 0.000 description 5
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 5
- 238000003670 luciferase enzyme activity assay Methods 0.000 description 5
- 229920001213 Polysorbate 20 Polymers 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 4
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 4
- 239000000256 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 241000699802 Cricetulus griseus Species 0.000 description 3
- 238000003718 Dual-Luciferase Reporter Assay System Methods 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010001336 Horseradish Peroxidase Proteins 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010029485 Protein Isoforms Proteins 0.000 description 3
- 102000001708 Protein Isoforms Human genes 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 210000001151 cytotoxic T lymphocyte Anatomy 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 210000001672 ovary Anatomy 0.000 description 3
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 3
- 238000011357 CAR T-cell therapy Methods 0.000 description 2
- 108010078791 Carrier Proteins Proteins 0.000 description 2
- 108010019670 Chimeric Antigen Receptors Proteins 0.000 description 2
- 206010009944 Colon cancer Diseases 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108090000331 Firefly luciferases Proteins 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 2
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 2
- 102100036973 X-ray repair cross-complementing protein 5 Human genes 0.000 description 2
- 101710124921 X-ray repair cross-complementing protein 5 Proteins 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 2
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N dithiothreitol Chemical compound SC[C@@H](O)[C@H](O)CS VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 2
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 210000002865 immune cell Anatomy 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 239000002502 liposome Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 231100000245 skin permeability Toxicity 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000007920 subcutaneous administration Methods 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013603 viral vector Substances 0.000 description 2
- 238000003260 vortexing Methods 0.000 description 2
- 101100028791 Caenorhabditis elegans pbs-5 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000282693 Cercopithecidae Species 0.000 description 1
- 108091007741 Chimeric antigen receptor T cells Proteins 0.000 description 1
- 241000701022 Cytomegalovirus Species 0.000 description 1
- 230000005778 DNA damage Effects 0.000 description 1
- 231100000277 DNA damage Toxicity 0.000 description 1
- 230000033616 DNA repair Effects 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000283074 Equus asinus Species 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 208000028782 Hereditary disease Diseases 0.000 description 1
- 108090000723 Insulin-Like Growth Factor I Proteins 0.000 description 1
- 239000007993 MOPS buffer Substances 0.000 description 1
- 208000024556 Mendelian disease Diseases 0.000 description 1
- NPPQSCRMBWNHMW-UHFFFAOYSA-N Meprobamate Chemical compound NC(=O)OCC(C)(CCC)COC(N)=O NPPQSCRMBWNHMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012901 Milli-Q water Substances 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 1
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 108700020796 Oncogene Proteins 0.000 description 1
- 229940022005 RNA vaccine Drugs 0.000 description 1
- 239000012979 RPMI medium Substances 0.000 description 1
- 108010052090 Renilla Luciferases Proteins 0.000 description 1
- 239000006146 Roswell Park Memorial Institute medium Substances 0.000 description 1
- 102000013275 Somatomedins Human genes 0.000 description 1
- 108091023040 Transcription factor Proteins 0.000 description 1
- 102000040945 Transcription factor Human genes 0.000 description 1
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 210000004102 animal cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 description 1
- 229940041181 antineoplastic drug Drugs 0.000 description 1
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- KBZOIRJILGZLEJ-LGYYRGKSSA-N argipressin Chemical compound C([C@H]1C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CSSC[C@@H](C(N[C@@H](CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)N1)=O)N)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCN=C(N)N)C(=O)NCC(N)=O)C1=CC=CC=C1 KBZOIRJILGZLEJ-LGYYRGKSSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 238000011130 autologous cell therapy Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- OWMVSZAMULFTJU-UHFFFAOYSA-N bis-tris Chemical compound OCCN(CCO)C(CO)(CO)CO OWMVSZAMULFTJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 239000012888 bovine serum Substances 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000002659 cell therapy Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000002716 delivery method Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000004520 electroporation Methods 0.000 description 1
- 239000011536 extraction buffer Substances 0.000 description 1
- 230000001605 fetal effect Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000012737 fresh medium Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 238000012239 gene modification Methods 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 210000004602 germ cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 210000002443 helper t lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 210000003494 hepatocyte Anatomy 0.000 description 1
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 208000032839 leukemia Diseases 0.000 description 1
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 238000003468 luciferase reporter gene assay Methods 0.000 description 1
- 108040007771 luciferin monooxygenase activity proteins Proteins 0.000 description 1
- 239000012139 lysis buffer Substances 0.000 description 1
- 108700021021 mRNA Vaccine Proteins 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007721 medicinal effect Effects 0.000 description 1
- 201000001441 melanoma Diseases 0.000 description 1
- 238000009126 molecular therapy Methods 0.000 description 1
- 229940126619 mouse monoclonal antibody Drugs 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 238000012261 overproduction Methods 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 235000010486 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000069 prophylactic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002731 protein assay Methods 0.000 description 1
- 238000000751 protein extraction Methods 0.000 description 1
- 230000000541 pulsatile effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012146 running buffer Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000002415 sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000010473 stable expression Effects 0.000 description 1
- 238000003153 stable transfection Methods 0.000 description 1
- 230000008467 tissue growth Effects 0.000 description 1
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 1
- 238000003146 transient transfection Methods 0.000 description 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 1
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
- 230000029812 viral genome replication Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/87—Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation
- C12N15/88—Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation using microencapsulation, e.g. using amphiphile liposome vesicle
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/06—Radiation therapy using light
- A61N5/0613—Apparatus adapted for a specific treatment
- A61N5/0624—Apparatus adapted for a specific treatment for eliminating microbes, germs, bacteria on or in the body
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N2/00—Magnetotherapy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
- C12M35/02—Electrical or electromagnetic means, e.g. for electroporation or for cell fusion
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N13/00—Treatment of microorganisms or enzymes with electrical or wave energy, e.g. magnetism, sonic waves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
- C12N15/85—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/87—Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
- C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
- C12N5/0602—Vertebrate cells
- C12N5/0634—Cells from the blood or the immune system
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/06—Radiation therapy using light
- A61N2005/0635—Radiation therapy using light characterised by the body area to be irradiated
- A61N2005/0643—Applicators, probes irradiating specific body areas in close proximity
- A61N2005/0645—Applicators worn by the patient
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/06—Radiation therapy using light
- A61N5/0601—Apparatus for use inside the body
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2310/00—Structure or type of the nucleic acid
- C12N2310/10—Type of nucleic acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2510/00—Genetically modified cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2529/00—Culture process characterised by the use of electromagnetic stimulation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
개선된 형질감염 효율 및/또는 단백질 발현용 장치 및 이를 이용하는 방법
진핵세포에서 형질감염 효율을 개선시키는 방법 및 장치가 제공된다. 상기 방법에는 형질감염에 적합한 적어도 하나의 양친매성(amphiphilic) 구조체와 연합된 작용제가 내포된 형질감염 혼합물을 제공하는 단계들이 내포된다. 상기 형질감염 혼합물을 하나 또는 그 이상의 진핵세포에 추가하여 형질감염 복합체를 형성하게 하고, 상기 형질감염 복합체는 형질감염 공정을 거쳐 하나 또는 그 이상의 형질감염된 세포를 형성하게 된다. 상기 방법에는 상기 방법에는 a)의 형질감염 복합체가 형성되기-전 단계 형질감염 혼합물에서, 단계 b)의 형질감염 복합체에서, 단계 c)의 형질감염 복합체에서 및/또는 단계 c)의 형질감염-후 형질감염된 세포 복합체에서 사전-결정된 주파수, 사전-결정된 펄스율, 또는 사전-결정된 파워중 임의의 것에서, 또는 이들의 임의의 조합에서 제공되는 펄스형 전자기 신호를 디렉팅하는 단계가 내포된다.
진핵세포에서 형질감염 효율을 개선시키는 방법 및 장치가 제공된다. 상기 방법에는 형질감염에 적합한 적어도 하나의 양친매성(amphiphilic) 구조체와 연합된 작용제가 내포된 형질감염 혼합물을 제공하는 단계들이 내포된다. 상기 형질감염 혼합물을 하나 또는 그 이상의 진핵세포에 추가하여 형질감염 복합체를 형성하게 하고, 상기 형질감염 복합체는 형질감염 공정을 거쳐 하나 또는 그 이상의 형질감염된 세포를 형성하게 된다. 상기 방법에는 상기 방법에는 a)의 형질감염 복합체가 형성되기-전 단계 형질감염 혼합물에서, 단계 b)의 형질감염 복합체에서, 단계 c)의 형질감염 복합체에서 및/또는 단계 c)의 형질감염-후 형질감염된 세포 복합체에서 사전-결정된 주파수, 사전-결정된 펄스율, 또는 사전-결정된 파워중 임의의 것에서, 또는 이들의 임의의 조합에서 제공되는 펄스형 전자기 신호를 디렉팅하는 단계가 내포된다.
Description
본 발명은 개선된 형질감염 효율 및/또는 단백질 발현을 이루기 위한 장치 및 이를 이용하는 방법에 관계한다. 상기 장치는 세포에서 단백질 발현을 개선시키고, 이를 이용하는 방법에 또한 이용될 수 있다.
다음 설명에서는 세포의 형질감염 개선을 허용하는 장치가 유전자 요법의 목적으로 어떻게 사용될 수 있는지에 대해 언급하지만, 당업자는 본 발명이 세포의 형질감염이 요구되는 임의의 목적 또는 적용, 이를 테면, 바이러스 벡터의 생산, 유전자 요법 또는 변형, 단백질 발현, 자가 세포 요법 및/또는 이와 유사한 것들에 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 장치 및 방법은 시험관내 세포, 생체-외 세포 및/또는 생체-내 세포와 관련하여 착수될 수 있음을 또한 인지할 것이다.
형질감염은 핵산이 진핵 세포로 도입되는 공정이다. 형질감염된 핵산이 연속적으로 발현될 수 있고, 딸(daughter) 세포로 전달될 수 있다는 점에서 형질감염은 안정할 수 있다. 대안으로, 형질감염은 일과성일 수 있으며, 이때 형질감염된 핵산은 형질감염 후 짧은 기간 동안만 발현되고, 딸 세포로 전달되지 않는다. 유전자 요법 분야에서 두 유형의 형질감염의 사용은 잘 알려져 있으며[1], 질환 치료를 위한 약물로 작용하도록 환자의 세포로 치료요법적으로 핵산 전달을 전달하는 용도에 중점을 둔다. 예를 들면, 그 목적은 치료하지 않을 경우, 환자가 유전자 관련된, 그리고 유전된 질환을 앓게 될 수 있는 환자의 결함 유전자를 대체하는 것일 수 있다. 실험실 환경에서, 불사화된 세포주는 일반적으로 플라스미드 형태의 외인성 유전자로 형질감염되는 경우가 많다. 형질감염 후, 이렇게 성공적으로 형질감염된 세포는 해당 외인성 유전자를 발현시킬 것이다.
일과성 형질감염에서, 외인성 유전자 (전형적으로 담체 이를 테면, 폴리에틸렌이민 (PEI) 안에 포집됨)는 세포 집단으로 도입될 것이다. 이들 세포 일부가 성공적으로 형질감염될 것이고, 해당 외인성 유전자를 발현시키기 시작할 것이다. 짧은 시간이 지나면, 발현 수준이 떨어지고, 이들 세포는 전형적으로 처리되거나, 이 시점에서 폐기된다.
안정적 형질감염에서, 이들 세포는 상기와 같이 형질감염된다. 이들 세포의 일부는 안정적 방식으로 해당 외인성 유전자를 통합할 것이다. 안정적으로 형질감염된 세포들은 해당 외인성 유전자의 발현에 기초하여 세포 집단으로부터 단리되고, 선별될 수 있고, 이들 세포는 증식되어 더 오랜 기간에 걸쳐 해당 외인성 유전자를 발현시키는 불사화된 세포주를 생산하게 된다.
선행 기술방법에서 형질감염 효율 (즉, 외인성 유전자로 성공적으로 형질감염된 세포의 비율)은 전형적으로 낮다. 세포주의 형질감염 효율성을 높이기 위해 다수 전략(가령, 전기천공, 형질감염을 위한 특화된 시약들, 및 기타)이 채택되었다. 임의의 주어진 형질감염 프로토콜의 형질감염 효율을 개선하기 위해, 형질감염 프로토콜을 더 개선시키기 위한 장치 및 방법이 필요하다.
환자 자신의 면역 세포의 유전자 서열을 조작하여 환자의 신체 내의 특정 암세포를 인지하여 이를 공격하는 세포로 변형시키는 것이 최근 개발되었다[2]. 환자의 세포를 유전적으로 조작하는 접근 방식을 '유전자 요법'이라고 한다. 암 치료를 위한, 한 때 유망한 유전자 요법의 방법은 T 세포의 유전자 조작으로써, T-세포가 암 조직 성장을 보다 효과적으로 표적화할 수 있도록 하는 키메라 항원 수용체를 발현하도록 한다. 이러한 세포는 키메라 항원 수용체 T-세포("CAR-T" 세포)로 알려져 있으며, 이 치료법은 "CAR-T 세포 요법"으로 알려져 있다. 면역 세포는 먼저 환자의 몸에서 제거된 다음, 이들 세포를 암을 찾는 킬러 세포로 전환시키는 생체외 형질감염 과정을 거친다. 그 다음, 상기 형질감염된 세포는 해당 환자의 암을 치료하기 위해 이 환자에게 다시-투여된다. 이들 세포의 형질감염은 전형적으로 외인성 유전 물질을 나노입자 또는 리포솜 담체와 같은 담체 분자와의 연합과 관련된 접근법을 사용하여 이루어진다.
통상적인 형질감염 과정의 예로는 표적 DNA를 인지질, 이중층 소포 또는 리포솜에 캡슐화시킨 다음, 진핵 세포 내로 투여하는 단계가 내포된다 [3]. 리포좀은 인지질로 구성되어 있기 때문에, 마찬가지로 인지질 이중층을 가지고 있는 진핵 세포막에 친화력이 있고, 따라서 이러한 시스템 융합이 있다. 따라서, 외부 DNA는 이러한 융합성 기전을 통해 진핵 세포로 전달되고, 이들 세포에 대한 염색체외 유전 정보가 될 수 있다. 단순한 기존의 형질감염 과정은 외인성 핵산(가령, 관심대상 유전자를 함유하는 DNA 플라스미드)을 양이온성 고분자(PEI)에 캡슐화하는 것과 관련된다[6]. 이러한 공정에는 잠재적으로 상당한 이점이 있지만, 이러한 기존 공정은 느리고, 형질감염 효율이 낮다. 이러한 방법들의 낮은 형질감염 효율은 낭비적이고, 시간 소모적이며, 따라서 비용이 많이 든다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 언급된 문제를 극복하도록, 진핵 세포에서 형질감염 효율 및/또는 단백질 발현을 개선시키는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 진핵 세포에서 형질감염 효율 및/또는 단백질 발현을 개선시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 형질감염을 강화시키는 장치 및/또는 이를 이용하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 동물 또는 인간에서 유전자 요법 및/또는 치료요법적 처치의 효과를 개선시키는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 동물 또는 인간에서 유전자 요법 및/또는 치료요법적 처치의 효과를 개선시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 바이러스 벡터 생산을 개선시키는 장치 및/또는 이를 이용하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 인간 및/또는 동물 세포에서 단백질 발현을 개선시키는 장치 및/또는 이를 이용하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 형질감염 물질의 제조 및/또는 적용 속도가 개선되도록 하는 것이고, 또 다른 목적은 형질감염된 세포의 수율을 증가시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 더 적은 비용으로 보다 표적화되고, 더 효율적인 방식으로 환자의 피부를 통해 작용제, 약물 및/또는 치료요법적 처리의 전달을 가능하게 하는 장치 및/또는 이의 사용 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 환자에게 작용제, 약물 및/또는 치료요법적 처리의 전달을 제공하는데 사용될 수 있는 장치 및/또는 사용 방법을 제공하는 것인데, 상기 장치는 쉽게 휴대할 수 있고, 및/또는 환자의 집에서 사용할 수 있다.
본 발명의 제 1 측면에 따르면 진핵세포에서 형질감염 효율을 개선시키는 방법이 제공되며, 전술한 방법에는 다음의 단계들이 내포된다:
a)
형질감염에 적합한 적어도 하나의 양친매성(amphiphilic) 구조체와 연합된 작용제가 내포된 형질감염 혼합물을 제공하는 단계;
b)
상기 형질감염 혼합물을 하나 또는 그 이상의 진핵세포로 도입시켜 형질감염 복합체를 만드는 단계;
c)
상기 형질감염 복합체를 형질감염 공정을 거치게 하여 하나 또는 그 이상의 형질감염된 세포가 형성되는 단계;
상기 방법에는 a)의 형질감염 복합체가 형성되기-전 단계 형질감염 혼합물에서, 단계 b)의 형질감염 복합체에서, 단계 c)의 형질감염 복합체에서 및/또는 단계 c)의 형질감염-후 형질감염된 세포 복합체에서 사전-결정된 주파수, 사전-결정된 펄스율, 그리고 사전-결정된 파워중 임의의 것에서, 또는 이들의 임의의 조합에서 제공되는 펄스형 전자기 신호를 디렉팅하는 단계가 내포되는 것을 특징으로 한다.
출원인은 형질감염 전, 후 및/또는 형질감염 동안 펄스형 전자기 (PEM) 신호의 투여로 상기 형질감염 공정에 의한 형질감염 효율 및/또는 단백질 발현 수율이 상당히 증가된다는 놀라운 사실을 발견하였다. 상기 형질감염율은 상당히 개선되고, 상기 작용제 및/또는 외인성 핵산을 함유하는 형질감염된 세포의 빈도도 강화된다. 따라서, 본 발명은 세포 생존력, 유전자 전달, 형질감염율 및/또는 단백질 생산을 개선시키는 비-침습성, 비-화학적 접근방식을 제공한다. 본 발명은 세포 외부 환경으로부터 세포 안 내부 환경으로의 세포-외 물질 또는 작용제의 수송을 향상시킨다.
본원에서 사용된 "펄스형 전자기 신호(pulsed electromagnetic signals)"라는 용어는 기준선에서 더 높거나 또는 더 낮은 값으로 진폭이 변한 다음, 이어서 기준선으로의 복귀 또는 실질적으로 기준선으로 복귀되는, 전자기 스펙트럼 범위의 신호의 시퀀스 또는 패턴으로 정의된다. 더욱 바람직하게는, 신호 진폭의 변화는 신속하고, 일시적이며, 반복 시퀀스로 발생한다. 하나의 예시에서, 상기 기준선은 전자기 신호 소스 또는 전송 수단으로부터 방출되는 전자기 신호의 부재를 나타낸다. 바람직하게는, 상기 기준선은 세포 및/또는 펄스 전자기 신호의 휴지(rest) 또는 이완(relaxation) 기간으로 간주된다.
바람직하게는, 상기 방법은 전적으로 시험관-내, 전적으로 생체-내, 또는 부분적으로 시험관-내 그리고 부분적으로 생체-내에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 상기 진핵세포는 시험관-내 형질감염되고, 시험관-내 하나 또는 그 이상의 목적 또는 적용에 이용될 수 있다. 추가 예시에서, 상기 진핵세포는 환자로부터 추출되고, 시험관-내 형질감염되고, 그 다음 다시 이 환자에게 다시-도입될 수 있다 (즉, "생체-외" 방법과 호환 지칭됨). 대안으로, 상기 형질감염 복합체가 환자에게 주사되거나, 그렇지 않으면 운송되고, 이 환자의 세포는 생체-내 형질감염될 수 있다.
바람직하게는, 상기 형질감염 혼합물 안에 작용제는 형질감염에 적합한 임의의 작용제, 및/또는 핵산, 약제학적 및/또는 치료요법적 작용제 또는 화합물중 임의의 것 또는 임의의 조합, 치료요법적 및/또는 약제학적 관심에 대한 작용제, 5 킬로달톤 미만의 소분자 또는 소분자 물질, 대략적으로 5 킬로달톤에 상응하는, 또는 이보다 더 큰 대분자 또는 대분자 물질, 하나 또는 그 이상의 단백질, 백신, 하나 또는 그 이상의 항체, 유기(organic) 작용제 및/또는 이와 유사한 것들이다.
용어 '약제학적 및/또는 치료요법적 작용제 또는 화합물'이란 바람직하게는, 특정된 의약 효과를 갖는, 임상에 배치되거나, 또는 배치하기 위해 개발 중인 화합물을 지칭한다.
용어 '치료요법적 및/또는 약제학적 관심 작용제'란 바람직하게는, 연구 및/또는 클리닉에서 사용을 위해 개발되었거나, 또는 사용하기 위해 조사 중인 화합물을 지칭한다. 이들 작용제 또는 화합물은 알려진 작용 기전을 가질 수 있지만, 임상적 적합성과 관련성은 입증되거나 또는 조사되지 않았을 수 있다. 일부 구체예들에서, 이들 작용제 또는 화합물의 작용 기전은 아직 밝혀지지 않았을 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 기저 기전은 이들 작용제 또는 화합물을 세포내로 잘 전달한다.
한 측면에서, 세포내 전달 방법이 제공되며, 전술한 방법은 다음을 포함한다:
a)
세포-내 전달에 적합한 적어도 하나의 양친매성 구조체에 연합된 작용제가 내포된 제 1 혼합뭉을 제공하고;
b)
상기 제1 혼합물을 하나 또는 그 이상의 진핵세포로 도입시켜, 상기 제1 혼합물과 전술한 하나 또는 그 이상의 진핵세포를 포함하는 제 2 혼합물을 형성하고;
c)
상기 제 2 혼합물은 적어도 하나의 양친매성 구조체와 연합된 작용제가 전술한 하나 또는 그 이상의 진핵세포로 전달되도록 하는 공정을 거치며;
상기 방법은
상기 제 2 혼합물이 생성되기 전, a)의 제 1 혼합물에서;
b)의 제 2 혼합물에서;
c)의 제 2 혼합물에서; 및/또는
단계 c) 이후 하나 또는 그 이상의 진핵세포에서 사전-결정된 주파수, 사전-결정된 펄스율, 또는 사전-결정된 파워중 임의의 하나, 또는 임의의 이들 조합에서 제공된 펄스형 전자기 신호의 디렉팅을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일부 구체예들에서, 상기 작용제는 핵산이거나, 또는 핵산을 포함하며, 형질감염은 상기 핵산을 하나 또는 그 이상의 진핵세포로 도입시키고, 따라서 이 세포(들)이 외인성 핵산 (예를 들면, 외인성 RNA, DNA, RNA/DNA 하이브리드 또는 전술한 핵산에 의해 발현되는 단백질, 또는 이를 인코드하는 유전자)을 발현시키는 공정을 지칭한다. 상기 작용제가 핵산을 포함하지 않는 다른 구체예들에서, 형질감염이란 용어 '세포내 전달'과 호환되며, 이 맥락에서 상기 작용제는 하나 또는 그 이상의 진핵세포의 세포 막을 통과하여 이 세포의 세포질로 전달된다는 의미다. 일부 구체예들에서, 특히, 상기 작용제가 핵산을 포함하지 않을 경우 이 방법은, 따라서, 막-경유 전달 방법으로 간주될 수 있다.
본원에서 기술된 임의의 측면 또는 구체예에서, 달리 명백하지 않는 한, 상기 방법은 형질감염, 세포내 전달 또는 막-경유 전달으로 간주될 수 있다.
본원에서 기술된 임의의 측면 또는 구체예에서, 달리 명백하지 않는 한, 상기 형질감염 혼합물은 제 1 혼합물로 기술될 수 있고, 및/또는 상기 형질감염 복합체는 제 2 혼합물로 기술될 수 있다. 이들 세포로 전달은 막-경유, 세포-내 또는 세포질-내 전달로 간주될 수 있다.
바람직하게는, 상기 작용제는 적어도 하나의 양친매성 구조체와 연합되는데, 이 경우 해당 양친매성 구조체 안에 함유되며, 이 작용제는 해당 양친매성 구조체와 복합체를 형성하고, 이 작용제는 해당 양친매성 구조체 안에 함유되며, 이 작용제는 해당 양친매성 구조체에 결합되거나 및/또는 이와 유사한 형태다.
한 구체예에서, 상기 진핵세포에는 흡착성 세포, 현탁 세포, 혈액 세포, 림프구, 과립구, T-세포 및/또는 이와 유사한 것들중 임의의 것 또는 임의의 조합이 내포될 수 있다.
일부 구체예들에서, 상기 진핵세포는 용액에 현탁되거나, 기질에 흡착되거나, 또는 현탁된 그리고 흡착된 세포의 혼합물이다.
일부 구체예들에서, 상기 진핵세포는 불사화된 세포이거나, 또는 불사화된 세포주로부터 파생된 세포다. 예를 들면, 중국 헴스터 난소 (CHO) 세포, 인간 배아 신장 (HEK) 세포, 인간 결장 종양 (HCT) 116 세포, 또는 Jurkat E6 세포.
일부 구체예들에서, 상기 진핵세포는 인간 또는 동물 대상체의 조직에 있는, 또는 이로부터 파생된 세포들이다. 예를 들면, 세포는 형질감염될 대상체로부터 추출할 수 있고, 그 다음 해당 대상체로 재-도입될 수 있다. 일부 구체예들에서, 상기 진핵세포는 대상체의 혈액으로부터 유도될 수 있다. 일부 구체예들에서, 상기 진핵세포는 T-세포, 림프구, 과립구, 대식세포 및/또는 기타 백색 혈액 세포다. 일부 구체예들에서, 상기 T-세포는 헬퍼 T-세포 또는 세포독성 T-세포중 임의의 것이거나, 또는 임의의 조합이다. 일부 구체예들에서, 상기 T-세포는 CD4+ 세포독성 T 림프구 및/또는 CD8+ 세포독성 T 림프구를 포함한다.
본 발명의 상기 장치 및 방법의 한 가지 예시적인 용도는 소위 'CAR-T' 세포 생성이 연루된 채택성 T-세포 요법 (ACT)이다. 이러한 기술에서, 상기 장치 및/또는 방법을 대상체로부터 유도된 T-세포 상에서 이용한다. 이들 세포를 배양하고, 시험관내 에서 형질감염시켜, 키메라 항원 수용체를 발현시키고, 그 다음 시험관내 에서 확장시킨 후, 해당 환자에게 재도입시킨다. 본 장치 및/또는 방법은 상기 형질감염 효율을 개선시키고, 따라서 더 높은 수율의 CAR-T 세포를 제공한다.
일부 구체예들에서, 상기 방법은 인간 또는 동물 신체 상에서 수행되는 치료 또는 외과술 방법이 아닐 수 있다. 일부 구체예들에서, 상기 방법은 인간의 생식선 유전적 정체성을 변형시키는 방법이 아닐 수 있다.
바람직하게는, 상기 방법에는 상기 핵산 또는 작용제와 상기 적어도 하나의 양친매성 구조체를 혼합하여, 형질감염 혼합물을 만드는 단계가 내포된다. 상기 핵산 또는 작용제가 양친매성 구조체와 일단 연합되면, 형질감염 혼합물이 형성된다.
한 구체예에서, 상기 적어도 하나의 양친매성 구조체에는 적어도 하나의 리포좀 물질 또는 비히클, 적어도 하나의 페길화된 리포좀 물질 또는 비히클, 미셀, 인지질 이중층, 양이온 폴리머, 폴리에틸렌이민 (PEI) 및/또는 이와 유사한 것들을 갖는 구조체중 임의의 것 또는 임의의 조합이 내포되거나, 또는 이로 구성된다.
예를 들면, 상기 양이온 폴리머는 Turbofect™ 일 수 있다.
바람직하게는, 상기 핵산은 데옥시리보핵산 (DNA), 리보핵산 (RNA)이며, 또는 DNA와 RNA의 조합 (예를 들면, DNA/RNA 하이브리드 올리고뉴클레오티드)을 포함한다. 상기 핵산이 RNA인 경우, 이 핵산은 mRNA, tRNA, siRNA, miRNA 및/또는 이와 유사한 것들일 수 있다.
한 구체예에서, 상기 핵산은 하나 또는 그 이상의 발현 벡터이거나, 또는 이를 포함한다. 예를 들면, 상기 하나 또는 그 이상의 발현 벡터는 하나 또는 그 이상의 진핵세포에서 발현시킬 의도의 하나 또는 그 이상의 외인성 유전자를 포함하는 하나 또는 그 이상의 DNA 플라스미드일 수 있다.
한 구체예에서, 상기 작용제가 핵산일 때, 상기 형질감염 공정으로 안정적 발현이 결과되며, 이는 상기 형질감염된 세포에서 형질감염된 핵산이 연속적으로 발현되고, 딸 세포로 계대된다.
한 구체예에서, 상기 작용제가 핵산일 때, 상기 형질감염 공정으로 일과성 발현이 되면, 상기 형질감염된 핵산은 상대적으로 짧은 기간 동안에만 발현되고, 따라서 딸 세포로 계대되지 않는다.
바람직하게는, 펄스형 전자기 신호를 디렉팅하는 단계는 실온 (이를 테면, 예를 들면, 20℃) 에서 실행되거나, 또는 실온 이상의 온도 또는 환자의 체온 (이를 테면, 예를 들면, 37℃에서)로 설정된 인큐베이터에서 실행된다.
한 구체예에서, 펄스형 전자기 신호를 디렉팅하는 단계는 사전-결정된 기간 동안 실행된다. 하나의 예시에서, 단계 a)에서 상기 형질감염 복합체가 형성되기 전, 형질감염된 혼합물에서 디렉팅될 때, 이들 세포가 펄스형 전자기 신호를 수용하는 시간은 대략적으로 15분이거나 또는 최대 15분이다. 그러나, 필요하다면, 더 길거나 또는 더 짧은 기간이 사용될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
한 구체예에서, 단계 c)에서 형질감염된 세포를 형성하기 위해 형질감염 복합체에 디렉팅될 때 및/또는 상기 형질감염 단계 후 디렉팅될 때, 이들 세포가 펄스형 전자기 신호를 수용하는 사전-결정된 기간은 대략적으로 1-4 시간이거나, 또는 이 사이의 기간이며, 더 바람직하게는, 대략적으로 3-4 시간이다. 그러나, 필요하다면, 더 길거나 또는 더 짧은 기간이 사용될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 한 구체예에서, 상기 사전-결정된 기간은 최대 16 시간, 또는 최대 24 시간일 수 있다.
한 구체예에서, 상기 형질감염은 역(reverse)-형질감염 (즉, 상기 진핵세포가 형질감염 혼합물로 도입되는)이다.
한 구체예에서, 상기 형질감염은 포워드(forwards)-형질감염 (즉, 상기 형질감염 혼합물이 진핵세포로 도입되는)이다.
바람직하게는, 상기 펄스형 전자기 신호는 하나 또는 그 이상의 전자 장치에 의해 생성된다.
바람직하게는, 상기 하나 또는 그 이상의 전자 장치에는 펄스형 전자기 신호를 생성하고 및/또는 사용 중 이를 전송하기 위한 전송 수단이 내포된다.
바람직하게는, 상기 전송 수단에는 하나 또는 그 이상의 전자 전송 칩들이 내포되며, 상기 하나 또는 그 이상의 전자 전송 칩들은 사용 시, 하나 또는 그 이상의 펄스형 전자기 신호를 생성하고, 방출하고, 및/또는 전송하도록 배열된다.
한 구체예에서, 전송 수단 또는 하나 이상의 전자 전송 칩에 대한 참조는 하나 또는 그 이상의 전송기, 하나 또는 그 이상의 전송기 및 하나 또는 그 이상의 수신기, 또는 하나 이상의 송수신기들이 내포될 수 있다. 따라서, 하나의 예시에서, 상기 펄스형 전자기 신호는 중앙 위치 또는 마스터 전송기로부터 전송될 수 있고, 후속 재-전송 또는 이로부터 방출을 위한 하나 또는 그 이상의 먼거리 및/또는 슬레이브(slave) 수신기 및/또는 송수신기로 받을 수 있다.
한 구체예에서, 상기 전자 장치는 단일 전송 수단 또는 전자 전송 칩을 갖는다. 이러한 단일 전송 수단 또는 전자 전송 칩은 하나의 예시에서, 조직 배양 플레이트로 펄스형 전자기 신호를 공급하는데 충분하다. 예시적인 하나의 구체예에서, 하나 또는 그 이상의 현탁된 세포를 함유하는 바이오리엑터에 부착되거나, 또는 통합된 단일 전송 수단 또는 전자 전송 칩이 제공된다. 이러한 바이오리엑터는 교반기로 현탁액을 교반시켜 작동되며, 배지에서 이렇게 현탁된 세포들은 전형적으로 전송 수단 또는 전자 전송 칩을 통과하고, 따라서 본 발명의 펄스형 전자기 신호에 노출될 것이다.
한 구체예에서, 상기 전자 장치는 두 개 또는 그 이상의 전송 수단 또는 전자 전송 칩을 갖는다. 바람직하게는, 상기 두 개 또는 그 이상의 전송 수단 또는 전자 전송 칩은 해당 전자 장치에서 서로 서로 사전-결정된 공간적 거리를 두고 배열된다.
바람직하게는, 이러한 사전-결정된 공간적 거리는 원하는 효과 (즉, 형질감염 효율을 증가)를 얻기 위한 및/또는 사용 시, 전자기 방사(radiation)/신호의 일정한 또는 실질적으로 일정한 분포를 제공하기 위한 충분한 신호 강도로 전자기 펄스형 신호로 펄스되는 하나 또는 그 이상의 항목 또는 줄질을 제공하게 한다.
바람직하게는, 상기 전자 장치는 사전-결정된 패턴 및/또는 어레이(array)에서 배열된 다수의 전송 수단 또는 전자 전송 칩을 갖는다.
단일 전송 수단 또는 전자 전송 칩이 본 발명의 유익한 장점을 제공하는데 충분한 하지만, 한편으로 다수의 전송 수단 또는 전자 전송 칩을 보유함으로써 상기 펄스형 전자기 신호는 최대 효과를 여전히 유지하면서 더 광범위한 표면 영역을 통하여 전달될 수 있다는 점을 발견했다. 고르게 분포된 전송 수단 또는 전자 전송 칩을 갖는 경우, 최적의 효과를 위한 충분한 적용 범위를 갖기 위해서는 18.5cm2 마다 적어도 하나의 칩이 이어야 한다.
일부 구체예들에서, 상기 장치는 하나 또는 그 이상의 전송 수단 또는 전자 전송 칩을 포함한다. 일부 구체예들에서, 상기 장치는 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 또는 10개 또는 그 이상의 전송 수단 또는 전자 전송 칩을 포함한다.
일부 구체예들에서, 상기 장치의 하우징 표면 또는 본원에서 정의된 품목의 표면적 대략적으로 105 ~ 115cm2, 상기 장치의 하우징 표면 또는 본원에서 정의된 품목의 표면 대략적으로 110cm2마다 한 개의 전송 수단 또는 전자 전송 칩이 있다.
일부 구체예들에서, 상기 장치의 하우징 표면 또는 본원에서 정의된 품목의 표면적 대략적으로 50 ~ 60cm2, 상기 장치의 하우징 표면 또는 본원에서 정의된 품목의 표면 대략적으로 55cm2 마다 한 개의 전송 수단 또는 전자 전송 칩이 있다.
일부 구체예들에서, 상기 장치의 하우징 표면 또는 본원에서 정의된 품목의 표면적 대략적으로 25 ~ 30cm2, 상기 장치의 하우징 표면 또는 본원에서 정의된 품목의 표면 대략적으로 27.5cm2 마다 한 개의 전송 수단 또는 전자 전송 칩이 있다.
일부 구체예들에서, 상기 장치의 하우징 표면 또는 본원에서 정의된 품목의 표면적 대략적으로 15 ~ 20cm2, 상기 장치의 하우징 표면 또는 본원에서 정의된 품목의 표면 대략적으로 18.5cm2 마다 한 개의 전송 수단 또는 전자 전송 칩이 있다.
일부 구체예들에서, 상기 장치의 하우징 표면 또는 본원에서 정의된 품목의 표면적 대략적으로 10 ~ 15cm2, 상기 장치의 하우징 표면 또는 본원에서 정의된 품목의 표면 대략적으로 12.2cm2 마다 한 개의 전송 수단 또는 전자 전송 칩이 있다.
본 명세서에 정의된 바와 같은 상기 품목은 바람직하게는, 세포 배양 플레이트, 플라스크, 롤러 병, 및 당업자에게 공지된 기타 용기들을 포함한다. 예를 들면, 하기에서 기술된 바와 같은 실험실 표준 마이크로플레이트, T25, T75, T125, T175, T225, 및 더 큰 세포 배양 플레이트. 상기 하나 또는 그 이상의 전송 수단 또는 전자 전송 칩은 사용 중인 장치에 배치된 이러한 용기의 표면적에 따라 및/또는 장치의 하우징 표면을 기반으로 사전- 결정된 공간 만큼 거리를 두도록 설정된다.
예시적인 구체예에서, 실험실 표준 마이크로플레이트가 배치될 때, 이 상치 안에는 6개의 전송 수단 또는 전자 전송 칩이 제공된다. 이들 실험실 표준 마이크로플레이트는 6-웰, 12-웰, 24-웰, 48-웰, 96-웰, 384-웰, 및 1536-웰 (및 그 이상) 플레이트로 제공된다. 이들 마이크로플레이트는 길이가 대략적으로 128mm이며, 폭은 85mm인, 일반적으로 표준화된 크기를 갖고, 따라서 해당 플레이트는 대략적으로 110cm2의 표면적을 갖는다. 따라서, 상기 예시적인 구체예에서, 6개 전송 수단 또는 전자 전송 칩은 본 발명에 따른 펄스형 전자기 신호로 이들중 임의의 유형을 제공하기 위한 최적의 사전-결정된 공간을 제공하기 위해 고르게 공간적으로 배치될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 전자 장치에는 6개의 전송 수단 또는 전자 전송 칩이 내포된다. 바람직하게는, 사용 시, 상기 전자 장치 상에 또는 이 장치와 관련하여 24-웰 플레이트가 배치될 때, 상기 6개의 전송 수단 또는 전자 전송 칩은 서로 사전-결정된 거리만큼 떨어져 배열되어 있고, 각 전송 수단 또는 칩은 충분히 강한 전자기 신호를 방출할 수 있거나, 및/또는 해당 플레이트의 4개 웰로 디렉팅된다.
더 바람직하게는, 상기 전송 수단 또는 전송 칩은 중앙 위치 또는 실질적으로 중앙 위치에서 이 24 웰 플레이트의 4개 웰에 인접하게 위치한다.
한 구체예에서, 하나 이상의 전송 수단 또는 전자 전송 칩이 요구될 경우, 이들 다수의 전송 수단 또는 전자 전송 칩의 공간두기는 최적화되어야만 한다. 각 전송 수단 또는 전자 전송 칩 간의 최적의 사전-결정된 공간을 얻기 위해, 상기 전송 수단 또는 전자 전송 칩은 사용될 전자기 방사(radiation) 주파수의 파장의 절반과 대등한 거리, 또는 실질적으로 대등한 거리에 위치해야 한다. 바람직하게는, 이 거리는 이 장치의 일부분으로 함께 이용될 두 개 또는 그 이상의 전송 수단 또는 전자 전송 칩의 임의의 방향 평면과 관련있는 것으로 간주되어야 한다. 예를 들면, 만약 파장이 12.4cm인 경우, 사용 시 최적의 전자기장을 생성하려면, 이 전송 칩들은 대략적으로 6.2cm 간격으로 배치해야 되어야 한다.
하나의 예시에서, 상기 사전-결정된 공간적 거리 = 파장/2이다.
하나의 예시에서, X -축 및/또는 Y-축에서 상기 사전-결정된 공간적 거리는 균등하게 이격된 그리드에서 각 전송 수단 또는 전자 전송 칩 간의 파장의 절반이다. 이러한 배열은 상쇄적 간섭 위험을 최소화시킨다.
한 구체예에서, 상기 전자 장치에는 하우징이 내포되며, 상기 하나 또는 그 이상의 전송 수단 또는 전송 칩은 전술한 하우징 내에 배치된다.
바람직하게는, 상기 하우징에는 사용 중인 펄스 전자기 신호를 수신하는 하나 이상의 품목에 대해 해당 하우징이 안정적인 방식으로 위치될 수 있도록 하는 적어도 하나의 편평한 표면 또는 평면의 표면이 내포된다. 대안으로, 상기 하우징에는 사용 중인 펄스 전자기 신호를 수신하는 하나 이상의 품목에 대해 해당 하우징이 안정적인 방식으로 위치될 수 있도록 하는 하나 또는 그 이상의 곡선 또는 비-평면적 표면이 내포될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 하우징의 적어도 하나의 표면에는 사용 중인 펄스 전자기 신호를 수신하는 상기 하나 또는 그 이상의 품목의 위치를 위한 하나 또는 그 이상의 리세스(recesses)가 내포된다.
하나의 예시에서, 상기 전자 장치는 실험실에서 사용하기 위한 형질감염 플레이트라고 지칭된다.
한 구체예에서, 상기 하우징에는 사용 중인 표면 상에 이 하우징이 직접 또는 간접적으로 지지될 수 있게 하는 베이스 표면이 내포된다. 더 바람직하게는, 상기 하우징에는 상기 베이스 표면에 대향하여 상부 표면이 내포된다. 바람직하게는, 상기 상부 표면은 사용시 펄스형 전자기 신호를 수신하는 하나 또는 그 이상의 품목이 배치될 수 있는 표면이다.
하나의 예시에서, 상기 하나 또는 그 이상의 품목은 진핵 세포가 배양될 수 있는, 당업자에게 공지된 세포 배양 플레이트 또는 플라스크일 수 있다.
한 구체예에서, 상기 전자 장치 및/또는 하우징은 용기, 반응 용기 및/또는 이와 유사한 것들의 외측 표면에 부착가능하다. 예를 들면, 상기 전자 장치 및/또는 하우징은 나사, 너트 및 볼트, 자석, 타이(ties), 클립, 스트랩, 상호-채결 부재(inter-engaging members), 접착제, 용접, 및/또는 이와 유사한 것들중 하나 또는 그 이상의 임의의 것 또는 임의의 조합을 비롯한, 하나 또는 그 이상의 부착 수단 또는 장치를 통하여 부착될 수 있다.
바람직하게는, 사용되는 하우징 또는 전자 장치 상에, 이들 안에, 또는 이들과 관련하여 배치될 때, 상기 하우징의 상부 표면 및/또는 상기 전송 수단과 상기 펄스형 전자기 신호를 수신하는 하나 또는 그 이상의 품목 간의 거리는 대략적으로 25cm 또는 그 미만, 20cm 또는 그 미만, 15cm 또는 그 미만, 10cm 또는 그 미만 또는 5cm 또는 그 미만이다. 더 바람직하게는, 상기 거리는 대략적으로 1cm이다.
바람직하게는, 상기 펄스형 전자기 신호는 사전-결정된 펄스 시퀀스로 제공된다.
한 구체예에서, 상기 전자 장치는 대략적으로 2.2-2.6GHz 범위의 주파수에서 펄스형 전자기 신호를 전송하도록 배열되고, 그리고 더 바람직하게는, 상기 펄스형 전자기 신호는 대략적으로 2.4 GHz +/-50MHz 또는 그 이상의 주파수, 바람직하게는, 2.45 GHz +/-50MHz의 주파수로 전달된다.
한 구체예에서, 상기 전자 장치는 2.4 ~ 2.4835GHz, 바람직하게는 2.45GHz +/- 50MHz의 산업, 과학 및 의료용 무선 주파수 대역 (ISM 대역) 범위 내의 주파수에서 펄스 전자기 신호를 전송하도록 배열된다.
바람직하게는, 상기 펄스형 전자기 신호는 대략적으로 50Hz 또는 그 미만, 더 바람직하게는, 대략적으로 25Hz 또는 그 미만, 그리고 여전히 더 바람직하게는, 대략적으로 15Hz 또는 그 미만의 주파수로 펄스형이다.
바람직하게는, 펄스형 전자기 신호의 각 펄스는 대략적으로 1ms~20ms 동안 지속된다. 더 바람직하게는, 각 펄스는 대략적으로 1ms 동안 지속된다.
바람직하게는, 펄스 간의 기간 ("휴지 주기" 또는 "이완 주기"로 지칭됨)은 대략적으로 66ms 또는 그 미만이다.
바람직하게는, 상기 펄스형 전자기 신호 듀티 사이클(duty cycle)은 2% 미만이다.
한 구체예에서, 상기 전자 장치에서 각 전송 수단 또는 칩에 의해 제공되는 전송 파워은 2dBm ~ +4dBm, 대략적으로 1mW, 대략적으로 2mW 또는 대략적으로 2.5119mW이다.
한 구체예에서, 상기 펄스형 전자기 신호의 사전-결정된 주파수는 대략적으로 2.2~2.6GHz, 2.4GHz +/- 50MHz 또는 2.45GHz +/-50MHz이며, 상기 사전-결정된 펄스율은 대략적으로 15Hz이거나, 또는 2% 미만의 듀티 사이클을 갖고, 그리고 상기 사전-결정된 파워는 +2dBm ~ +4dBm, 1mW, 2mW 또는 2.5119mW이다.
이론에 결부되지 않고, 본 발명의 장치 또는 방법에 사용되는 전자기파 또는 신호의 사용은 상대적으로 긴 휴식 또는 이완 주기를 갖는, 이의 쌍극자 주위에서 주기적으로 H2O를 회전시키기에 충분하다고 생각된다. H2O의 주기적인 회전은 인지질 이중층 및/또는 양친매성 구조에서 수소 결합을 방해하는 것으로 생각된다. 따라서, 세포막의 이러한 주기적 또는 간헐적 저-에너지 섭동은 일부 분자, 세포막 및/또는 양친매성 구조체 및 이들의 환경과의 상호작용, 이를 테면, 예를 들면 핵산 또는 양친매성 구성체와 관련된 작용제와의 상호작용 증가를 자극하는 것으로 생각된다. 이것은 세포막을 통한 작용제의 수송을 강화시켜, 하나 또는 그 이상의 진핵 세포에 의한 하나 또는 그 이상의 작용제 이를 테면, 핵산, 펩티드, 소분자 및 기타 작용제의 흡수를 증가시키는 것으로 생각된다. 따라서, 본 발명에 따른 형질감염 및/또는 세포-내 전달 공정은 매우 낮은 에너지 전자기 파 또는 신호를 이용하여 상당히 개선될 수 있음을 볼 수 있다. 펄스 전자기 신호들의 펄스 간의 비교적 긴 휴식 또는 이완 주기는 세포 무결성(integrity)을 유지시키는데 충분하다고 생각된다. 따라서, 본 발명의 맥락에서, 펄스 전자기 신호, 파동 또는 필드의 사용으로 세포막을 가로질러 분자의 개선된 수송을 제공하는 것으로 생각되며, 앞서 정의한 작용제의 보다 효율적인 형질감염 및/또는 세포내 전달로 이어진다.
바람직하게는, 0.45 ~ 0.55의 Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK)를 사용하여 상기 펄스형 전자기 신호가 전송된다.
바람직하게는, 상기 펄스형 전자기 신호는 무선 주파수 (RF) 데이터 신호다.
바람직하게는, 상기 펄스형 전자기 신호는 펄스 전자기 신호의 디지털 시퀀스다.
바람직하게는, 상기 무선 주파수 신호는 Bluetooth LE(BLE) 프로토콜의 광고 기능을 활용한다. 바람직하게는, 광고 RF 신호는 각각 주파수 2402MHz, 2426MHz, 2480MHz에 해당하는 채널 37, 38 및 39에 있다.
바람직하게는, 상기 펄스형 전자기 신호는 형질감염 혼합물, 형질감염 복합체 및/또는 형질감염-후 복합체로 구성되거나 또는 이를 포함하는 수성 매질로 디렉팅된다.
한 구체예에서, 상기 전자 장치에는 사용 시 이 장치에 전력을 공급하기 위한 전원 공급 수단이 내포된다. 바람직하게는, 전력 공급 수단에는 주요 전력 공급, 하나 또는 그 이상의 배터리, 파워 셀, 하나 또는 그 이상의 재충전가능한 배터리, 전기 제너레이터 수단 및/또는 이와 유사한 것들이 내포된다.
한 구체예에서, 상기 전자 장치에는 사용시 전자 장치 및/또는 전송 수단의 동작을 제어하기 위한 제어 수단이 내포된다.
한 구체예에서, 상기 전자 장치에는 하나 또는 그 이상의 회로 보드가 내포된다. 바람직하게는, 상기 전송 수단은 일반적으로 집적 회로의 형태의 하나 또는 그 이상의 회로 보드에 제공될 수 있고 및/또는 다른 구성 요소들, 예를 들어, 메모리 수단이 배치된다.
한 구체예에서, 상기 전자 장치에는 메모리 수단, 이를 테면, 메모리 장치, 데이터 저장 장치 및/또는 이와 유사한 것들이 내포된다.
바람직하게는, 상기 전자 장치의 다른 구성 요소에는 이 장치의 선택적인 작동에 필요한 하나 또는 그 이상의 구성 요소들과 그리고 활성화되면 펄스형 전자기 신호를 생성하기 위해 이 장치의 제어된 작동에 요구되는 요소들이 내포된다. 예를 들면, 사용 중인 장치의 하나 또는 그 이상의 조건, 작동 및/또는 하나 또는 그 이상의 매개변수를 사용자가 선택할 수 있도록 장치에 사용자 선택 수단이 제공될 수 있고; 하나 또는 그 이상의 설정, 선택 옵션 및/또는 이와 유사한 것들을 도시하는 디스플레이 수단이 제공될 수 있다.
한 구체예에서, 전술한 추가 구성요소들, 또는 전원 공급 수단에는 하나 또는 그 이상의 파워 쎌이 내포되며, 이것은 모두 하우징 내에 함유될 수 있다.
한 구체예에서, 전자 장치의 하우징은 해당 전자 장치가 용기와 체결되도록 또는 용기에 대해 위치할 수 있는 형태로 제공되고, 여기에서 사용시 전자기 신호에 노출될 재료 및/또는 하나 또는 그 이상의 품목이 위치한다.
한 구체예에서, 제어 수단에는 상기 펄스 전자기 신호의 신호 주파수, 신호 강도, 신호 파워, 신호 펄스율, 신호 펄스의 시간 주기 및/또는 이와 유사한 것들중 임의의 것 또는 임의의 조합을 사용자가 선택할 수 있도록 옵션이 내포된다. 한 구체예에서, 주파수, 강도, 파워, 맥박수, 펄스 시간 주기, 기타 매개변수 및/또는 이와 유사한 것들의 선택은 사용 시 펄스 전자기 신호 노출될 재료 및/또는 하나 또는 그 이상의 품목, 전술한 재료의 양, 사용을 위해 장치가 위치하는 용기의 크기 및/또는 기타 매개변수와 관련하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 것과 같은 펄스 신호에 노출된 세포는 펄스 기술이 사용되지 않고, 세포 덩어리가 관찰되는 형질감염과 대조적으로, 시험관내 형질감염 동안 이들 세포의 균일하거나 또는 실질적으로 균일한 분포 또는 분산을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 측면에 따르면, 진핵 세포에서 형질감염 효율을 개선시키는 장치가 제공되며, 전술한 장치에는 하우징, 사용시 사전-결정된 주파수, 사전-결정된 펄스율, 또는 사전-결정된 파워중 임의의 것 또는 임의의 조합에서 제공되는 펄스형 전자기 신호를 전송하도록 정렬된 전술한 하우징에 위치한 전송 수단, 사용시 적어도 상기 전송 수단의 작동을 제어하는 제어 수단, 그리고 사용시 상기 전송 수단 및/또는 제어 수단에 전력을 제공하는 전력 공급 수단이 내포된다.
바람직하게는, 상기 장치의 하나 또는 그 이상의 사전-결정된 매개변수는 해당 장치의 제조업체에 의해 미리 설정될 수 있고 및/또는 사용자의 요구 사항에 따라 사용자가 선택할 수 있다.
바람직하게는, 사용자가 선택 가능한 미리 결정된 매개변수 중 하나 또는 그 이상을 사용자가 선택할 때 상기 제어 수단 사용된다.
한 구체예에서, 상기 장치는 펄스 전자기 신호가 사람의 신체에서 형질감염 공정 개선용으로 사용되는 사람의 신체 부위를 향하도록 하기 위해 사람의 피부에 직접 또는 간접적으로 착용하도록 배열된다. 이 구체예에서, 상기 장치는 바람직하게는, 착용식 장치다.
한 구체예에서, 상기 장치가 사용자의 피부 또는 신체의 외부, 사용 시 사용자가 착용하는 의복 또는 품목의 내부 및/또는 외부, 및/또는 사람의 신체에서 일어나는 형질감염 과정을 개선하기 위한 이와 유사한 것들에 탈부착가능도록, 부착 수단은 이 장치 상에 제공되거나, 및/또는 이 장치와 연합될 수 있다.
예시적인 구체예에서, 상기 장치는 착용식 장치, 예를 들면, 암밴드(armband)이며, 이 암밴드는 예를 들면, 환자에게 투여되는 DNA 또는 RNA 백신 주사 부위에 바로 배치된다.
예시적인 구체예에서, 대상체에게 상기 백신을 주사하고, 이 주사 부위에 본 발명의 장치를 배치시키고, 이 주사 부위로 발명에 따른 펄스형 전자기 신호를 공급하는 것을 포함하는 백신 투여 방법이 있다.
바람직하게는, 장치 및/또는 상기 전송 수단 또는 하나 또는 그 이상의 전자 전송 칩이 상기 장치에 배열되어, 상기 펄스형 전자기 신호가 사용시 사용자의 피부 또는 신체로 디렉팅된다. 예를 들면, 상기 펄스형 전자기 신호는 상기 하우징의 제 1 표면을 통하여 디렉팅될 수 있고, 전술한 제 1 표면은 사용자의 피부와 직접 또는 간접 접촉하도록 배열된다.
한 구체예에서, 상기 장치는 인체에 이식할 수 있도록 배열된다. 예를 들면, 상기 장치는 치료가 필요한 사람의 신체 부위에 이식될 수 있다. 이 구체예에서 상기 장치는 바람직하게는, 임플란트다.
바람직하게는, 적어도 이 장치의 외부 케이싱은 사람의 신체에 이식하기에 적합한 재료로 코팅되거나, 및/또는 형성된다.
바람직하게는, 상기 부착 수단에는 스트랩, 타이, 목걸이, 펜던트, 벨트, 팔찌, 클립, 열쇠고리, 랜야드(lanyards), VELCRO®(후크 및 루프 고정), 프레스 스터드(press studs), 버튼, 버튼 홀, 접착제, 석고, 봉합사, 클립, 생체- 적합성 접착제 및/또는 이와 유사한 것들이 내포된다.
한 구체예에서, 상기 장치에는 사용 중인 사람에게 각각 형질감염될 형질감염 혼합물을 보유하거나 또는 함유하기 위한 적어도 하나의 보유 수단 또는 저장소가 제공된다.
바람직하게는, 상기 보유 수단 또는 저장소는 사용 중인 사람의 피부에 위치하거나, 및/또는 인접하여 위치할 수 있도록 장치에 배열된다. 상기 펄스형 전자기 신호는 사람의 피부를 통해 사람의 하나 또는 그 이상의 세포로의 작용제의 흡수 및/또는 형질감염을 개선하는 데 도움이 되도록 사람의 신체의 하나 또는 그 이상의 부분으로 디렉팅될 수 있다.
한 구체예에서, 펄스 전자기 신호를 사용자 피부로 디렉팅시키는 것은 사용 중인 형질감염 혼합물의 흡수를 증가 및/또는 개선할 수 있도록 사용자 피부의 투과성을 변형시키는 것으로 생각된다. 전형적으로, 피부 투과성 변형은 적어도 펄스 전자기 신호가 사용자의 피부로 디렉팅되는 기간 동안 발생한다. 전형적으로, 사용자 피부의 투과성 수정은 유지되지만, 펄스 전자기 신호 방출이 중단되면 시간이 지남에 따라 감소된다.
한 구체예에서, 펄스 전자기 신호의 강도 및 범위는 이 전자 장치의 하우징이 사용자 피부의 일부에 위치할 때, 펄스 전자기 신호가 피부를 통해 사용자의 신체를 통과하도록, 바람직하게는 전술한 사용자의 피부 부분에 바로 인접한 내부 영역에 적어도 인접하여 통과하는데 충분하다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 진핵세포에서 형질감염 효율을 증가시키는 방법 및/또는 진핵세포에서 형질감염 효율을 증가시키는 장치가 제공된다.
본 발명의 추가 측면에 따르면, 형질감염된 진핵세포에서 단백질 발현을 증가시키는 방법 및/또는 형질감염된 진핵세포에서 단백질 발현을 증가시키는 장치가 제공된다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 생체-내 유전자 요법을 제공하는 방법이 제공되며, 전술한 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
a)
형질감염에 적합한 적어도 하나의 양친매성(amphiphilic) 구조체와 연합된 작용제가 내포된 형질감염 혼합물을 제공하는 단계;
b)
상기 형질감염 혼합물을 환자에게 도입 또는 주사하여, 이 환자의 생체-내 하나 또는 그 이상의 세포가 상기 형질감염 혼합물에 의해 형질감염되는 단계;
상기 방법에는 단계 a)에서 상기 형질감염 혼합물을 디렉팅하거나 또는 주사하기 전 상기 형질감염 시약에서 , 단계 b)에서 해당 환자에게 형질감염 혼합물을 디렉팅하는 동안 또는 주사하는 동안 해당 환자에서 및/또는 b)에서 형질감염 후 환자에서 사전-결정된 주파수, 사전-결정된 펄스율, 그리고 사전 결정된 파워 중 임의의 것 또는 임의의 조합으로 펄스형 전자기 신호를 디렉팅하는 단계가 내포된다.
바람직하게는, 해당 환자에게 상기 형질감염 혼합물을 도입시키는 방법에는 경구, 경피, 피하 및/또는 및/또는 이와 유사한 것들이 내포된다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 시험관-내 유전자 요법을 제공하는 방법이 제공되며, 전술한 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
a)
형질감염에 적합한 적어도 하나의 양친매성(amphiphilic) 구조체와 연합된 작용제가 내포된 형질감염 혼합물을 제공하는 단계;
b)
이 방법 이전에, 해당 환자로부터 채취한 하나 또는 그 이상의 진핵 세포에 형질감염 혼합물을 첨가하여 형질감염 복합체를 형성하는 단계;
c)
상기 형질감염 복합체를 형질감염시켜 하나 또는 그 이상의 형질감염된 세포를 만드는 단계;
상기 방법에는 a)의 형질감염 복합체가 형성되기-전 단계 형질감염 혼합물에서, 단계 b)의 형질감염 복합체에서, 단계 c)의 형질감염 복합체에서 및/또는 단계 c)의 형질감염-후 형질감염된 세포 복합체에서 사전-결정된 빈도, 사전-결정된 펄스율, 그리고 사전-결정된 파워중 임의의 것에서, 또는 이들의 임의의 조합에서 제공되는 펄스형 전자기 신호를 디렉팅하는 단계가 내포되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 추가 측면에 따르면, 진핵세포에서 형질감염 효율을 개선시키는 방법이 제공되며, 전술한 방법에는 다음의 단계들이 내포된다:
a)
형질감염에 적합한 적어도 하나의 양친매성 구조체와 연합된 핵산이 내포된 형질감염 혼합물을 제공하는 단계;
b)
상기 형질감염 혼합물을 하나 또는 그 이상의 진핵세포로 추가하여 형질감염 복합체를 만드는 단계;
c)
상기 형질감염 복합체를 형질감염 공정을 거치게 하여 하나 또는 그 이상의 형질감염된 세포가 형성되는 단계;
상기 방법에는 a)의 형질감염 복합체가 형성되기-전 단계 형질감염 혼합물에서, 단계 b)의 형질감염 복합체에서, 단계 c)의 형질감염 복합체에서 및/또는 단계 c)의 형질감염-후 형질감염된 세포 복합체에서 사전-결정된 주파수, 사전-결정된 펄스율, 그리고 사전-결정된 파워중 임의의 것에서, 또는 이들의 임의의 조합에서 제공되는 펄스형 전자기 신호를 디렉팅하는 단계가 내포되는 것을 특징으로 한다.
환자의 세포가 상기 방법에 따라 형질감염되면, 필요에 따라 환자 또는 다른 환자에게 이들 세포를 선택적으로 다시-도입시킬 수 있다.
본 발명의 측면에 따르면, 진핵 세포에서 유전자 요법 준비를 지훤하기 위한 장치가 제공되며, 전술한 장치에는 하우징, 사용시 사전-결정된 주파수, 사전-결정된 펄스율, 또는 사전-결정된 파워중 임의의 것 또는 임의의 조합에서 제공되는 펄스형 전자기 신호를 전송하도록 정렬된 전술한 하우징에 위치한 전송 수단, 사용시 적어도 상기 전송 수단의 작동을 제어하는 제어 수단, 그리고 사용시 상기 전송 수단 및/또는 제어 수단에 전력을 제공하는 전력 공급 수단이 내포된다.
본 발명의 추가 측면에 따르면, 유전자 및/또는 단백질 발현를 변경시키는 방법에 제공되며, 전술한 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
-
하나 또는 그 이상의 진핵세포를 제공하는 단계;
상기 방법에는 전술한 하나 또는 그 이상의 진핵세포에서 유전자 발현 및/또는 단백질 발현을 변경시키기 위해 이들 진행 세포에서 사전-결정된 주파수, 사전-결정된 펄스율, 그리고 사전-결정된 파워중 임의의 것 또는 임의의 조합에서 펄스형 전자기 신호를 디렉팅하는 단계가 내포되는 것을 특징으로 한다.
한 구체예에서, 상기 방법은 암 세포를 사멸시키고, 건강한 세포 및 조직에서 DNA 복구를 증가시킨다.
한 구체예에서, 상기 장치는 환자에게 이식가능한, 이를 테면, 예를 들면, 암 조직을 치료하기 위해 암 조직에, 또는 암조직에 인접한 영역에 이식가능하다. 이 방법은 암 조직이 환자의 피부에서 더 멀리 떨어져 있는 경우에 유용할 수 있다.
한 구체예에서, 상기 장치는 환자에 의해 착용되고, 하나 또는 그 이상의 약제 또는 약물을 암 조직, 예를 들어, 흑색종과 같은 피하 종양 부근에 위치하는 조직으로 전달하거나, 및/또는 바이러스 치료를 위해 사용될 수 있다.
따라서, 한 구체예에서, 상기 장치는 환자의 피부를 통해 펄스형 전자기 신호를 전달하여, 세포의 DNA와 직접 상호작용하여 암세포의 세포사멸을 촉진하고, DNA 손상을 복구하기 위해 건강한 세포를 생성하는 데 사용할 수 있다.
한 구체예에서, 상기 장치는 항-바이러스 효과를 제공하기 위해 환자의 피부를 통해 펄스 전자기 신호를 전달하는 데 사용된다.
본 발명의 한 측면에서, 본원에 정의된 방법 중 임의의 하나의 방법을 사용하여 생산된 세포 또는 이의 자손이 제공된다.
본원에서 형질감염 효율의 개선에 대한 언급은 형질감염된 세포 수의 증가 및 형질감염 과정 후 세포 생존력의 증가 또는 유지를 지칭한다는 것을 주지해야 한다.
본 발명은 실험실 기반 환경에서 사용될 수 있거나 또는 산업 수준 환경에서 사용되도록 확장될 수 있음을 이해할 것이다.
이제 본 발명의 특정 구체예들이 첨부 도면을 참조하여 설명되고; 여기서
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 한 구체예에 따른 장치를 도시하며, 이때 상기 전자 장치에는 하나의 전송기 칩이 내포되며;
도 2는 한 구체예에서 본 발명에 따른 방법을 실행하는데 자용되는 도 1의 장치를 도시하며;
도 3은 본 발명의 한 구체예에서 장치를 도시하는데, 이때 상기 전자 장치에는 하나의 예시에서 상기 전자 장치에 이용될 수 있는 24개-웰 플레이트의 예와 함께, 6개 전송기 칩 어레이가 내포되며;
도 4a는 Turbofect 양친매성 구조체와 연합된 DNA 플라스미드를 사용한 부착성 CHO K1 세포의 형질감염 결과를 보여주며, 여기에서 단일 전자 송신기 칩을 포함하는 펄스 기술이 본 발명의 실시예에 따라 사용되었고;
도 4b는 Turbofect 양친매성 구조체와 연합된 DNA 플라스미드를 사용한 부착성 CHO K1 세포의 형질감염 결과를 보여주며, 여기에서 6개 전자 송신기 칩을 포함하는 펄스 기술이 본 발명의 실시예에 따라 사용되었고;
도 4c는 Turbofect 양친매성 구조체와 연합된 DNA 플라스미드를 사용한 부착성 HCT 116 세포의 형질감염 결과를 보여주며, 여기에서 펄스 기술이 본 발명의 실시예에 따라 사용되었고;
도 5a는 본 발명의 펄스 기술을 사용하여 PEI 양친매성 구조체와 연합되고, IGFBP3 프로모터가 있는 DNA 플라스미드를 사용하여, HCT 116 세포에서 형질감염된 결과를 보여주고;
도 5b는 본 발명의 펄스 기술을 사용하여 PEI 양친매성 구조체와 연합되고, SV40 프로모터가 있는 DNA 플라스미드를 사용하여, HCT 116 세포에서 형질감염된 결과를 보여주고;
도 6은 본 발명의 펄스 기술을 사용하여 PEI 양친매성 구조체와 결합된 플라스미드를 함유하는 녹색 형광 단백질(GFP)을 사용하여, 현탁된 HEK 293 Freestyle 세포에서 형질감염된 결과를 나타내는 그래프이고;
도 7은 본 발명의 펄스 기술을 사용하여 PEI 양친매성 구조체와 결합된 플라스미드를 함유하는 녹색 형광 단백질(GFP)을 사용하여, 현탁된 HEK 293 Freestyle 세포에서 형질감염된 결과를 더 나타내는 그래프이고;
도 8은 본 발명의 펄스 기술을 사용하여 TransIT2020 양친매성 구조체와 연합된 DNA 플라스미드를 사용하여, 현탁 Jurkat E6 세포에서 형질감염된 결과를 나타내는 그래프이며;
도 9a 및 9b는 본 발명의 구체예에 따른 장치 도면을 나타내고;
도 10a 및 10b는 본 발명의 추가 구체예에 따른 장치 도면을 나타내고;
도 11은 본 발명의 추가 구체예를 나타내고;
도 12a 및 12b은 본 발명의 또 다른 실시예의 입면도를 도시하고;
도 13은 본 발명의 청구범위를 뒷받침하는 출원인의 동시 계류 중인 특허 출원에서의 실험으로부터의 웨스턴 블롯을 보여주고;
도 14는 본 발명의 청구범위를 뒷받침하는 출원인의 동시 계류 중인 특허 출원에서의 실험으로부터의 추가 웨스턴 블롯을 보여준다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 한 구체예에 따른 장치를 도시하며, 이때 상기 전자 장치에는 하나의 전송기 칩이 내포되며;
도 2는 한 구체예에서 본 발명에 따른 방법을 실행하는데 자용되는 도 1의 장치를 도시하며;
도 3은 본 발명의 한 구체예에서 장치를 도시하는데, 이때 상기 전자 장치에는 하나의 예시에서 상기 전자 장치에 이용될 수 있는 24개-웰 플레이트의 예와 함께, 6개 전송기 칩 어레이가 내포되며;
도 4a는 Turbofect 양친매성 구조체와 연합된 DNA 플라스미드를 사용한 부착성 CHO K1 세포의 형질감염 결과를 보여주며, 여기에서 단일 전자 송신기 칩을 포함하는 펄스 기술이 본 발명의 실시예에 따라 사용되었고;
도 4b는 Turbofect 양친매성 구조체와 연합된 DNA 플라스미드를 사용한 부착성 CHO K1 세포의 형질감염 결과를 보여주며, 여기에서 6개 전자 송신기 칩을 포함하는 펄스 기술이 본 발명의 실시예에 따라 사용되었고;
도 4c는 Turbofect 양친매성 구조체와 연합된 DNA 플라스미드를 사용한 부착성 HCT 116 세포의 형질감염 결과를 보여주며, 여기에서 펄스 기술이 본 발명의 실시예에 따라 사용되었고;
도 5a는 본 발명의 펄스 기술을 사용하여 PEI 양친매성 구조체와 연합되고, IGFBP3 프로모터가 있는 DNA 플라스미드를 사용하여, HCT 116 세포에서 형질감염된 결과를 보여주고;
도 5b는 본 발명의 펄스 기술을 사용하여 PEI 양친매성 구조체와 연합되고, SV40 프로모터가 있는 DNA 플라스미드를 사용하여, HCT 116 세포에서 형질감염된 결과를 보여주고;
도 6은 본 발명의 펄스 기술을 사용하여 PEI 양친매성 구조체와 결합된 플라스미드를 함유하는 녹색 형광 단백질(GFP)을 사용하여, 현탁된 HEK 293 Freestyle 세포에서 형질감염된 결과를 나타내는 그래프이고;
도 7은 본 발명의 펄스 기술을 사용하여 PEI 양친매성 구조체와 결합된 플라스미드를 함유하는 녹색 형광 단백질(GFP)을 사용하여, 현탁된 HEK 293 Freestyle 세포에서 형질감염된 결과를 더 나타내는 그래프이고;
도 8은 본 발명의 펄스 기술을 사용하여 TransIT2020 양친매성 구조체와 연합된 DNA 플라스미드를 사용하여, 현탁 Jurkat E6 세포에서 형질감염된 결과를 나타내는 그래프이며;
도 9a 및 9b는 본 발명의 구체예에 따른 장치 도면을 나타내고;
도 10a 및 10b는 본 발명의 추가 구체예에 따른 장치 도면을 나타내고;
도 11은 본 발명의 추가 구체예를 나타내고;
도 12a 및 12b은 본 발명의 또 다른 실시예의 입면도를 도시하고;
도 13은 본 발명의 청구범위를 뒷받침하는 출원인의 동시 계류 중인 특허 출원에서의 실험으로부터의 웨스턴 블롯을 보여주고;
도 14는 본 발명의 청구범위를 뒷받침하는 출원인의 동시 계류 중인 특허 출원에서의 실험으로부터의 추가 웨스턴 블롯을 보여준다.
도 1a, 1b 및 도 2를 참조하면, 한 구체예에서 진핵 세포에서 형질감염 효율을 개선하는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 장치 2가 도시되어 있다.
장치 (2)는 사전-결정된 주파수, 사전-결정된 펄스율로, 사전-결정된 파워 수준에서 사전-결정된 기간 동안 펄스 전자기 신호를 방출할 수 있는 전자 장치의 형태이다. 상기 사전-결정된 매개변수는 제조업체에서 사전- 설정하거나 또는 필요에 따라 사용자가 선택할 수 있다. 상기 장치에 사용된 기술은 이하 "본 발명에 따른 펄스 기술"로 지칭된다.
장치(2)에는 하우징(4)이 내포된다. 이러한 특정 실시예에서, 상기 하우징(4)은 실험실 형질감염 플레이트의 형태이고, 베이스 표면(5), 베이스 표면(5)에 대향하는 상부 표면(7), 및 상부 및 베이스 표면(5,7) 사이에 위치한 하나 또는 그 이상의 측벽(9)이 내포된다.
상기 하우징(4)의 내부에는 작동 시 펄스형 전자기 신호가 생성되도록, 상호 연결된 집적 회로(8)가 있는 회로 보드(6)가 제공된다. 장치(2)의 선택적인 작동을 허용하도록 제어 유닛(10) 형태의 제어 수단이 제공된다. 데이터, 하나 이상의 작동 매개변수, 소프트웨어 및/또는 이와 유사한 것들이 저장되고, 필요할 때 검색될 수 메모리 장치(12)가 제공된다. 상기 제어 유닛에는 바람직하게는, 데이터 및/또는 이와 유사한 것들의 처리를 허용하는 마이크로-공정 수단이 내포된다.
상기 장치(2)에는 일반적으로 이 장치에 전력을 제공하기 위해 하나 또는 이상의 전력 쎌(14)이 또한 내포된다. 재충전 가능한 설비가 또한 선택적으로 제공되어, 전력 쎌(14)이 교체될 필요 없이, 원격 전원으로부터 재충전되도록 할 수 있다.
의도된 용도를 위해 임의의 적절한 형태로 하우징(4)이 제공될 수 있고, 예를 들어, 처리될 세포가 수용되는 용기의 내부 또는 외부와 함께 이 하우징이 위치될 수 있도록 결합 수단이 제공될 수 있음이 이해될 것이다. 대안으로, 상기 하우징은 처리될 세포들이 위치하는 용기의 일부로 형성될 수 있다. 여전히 대안으로, 상부 표면(7)은 이들 세포가 처리되거나 또는 위치되는 용기가 배치될 수 있는 평면 또는 평평한 표면을 제공할 수 있다. 여전히 추가적으로, 리세스(17)는 예를 들어, 배양 플라스크, 페트리 접시 또는 기타 배양 용기의 형태로 된 용기(16)의 배치를 안정적으로 뒷받침하도록 하우징의 상부 표면(7)에 형성될 수 있고, 이때 하우징(4)은 용기(16) 아래에 위치하여, 이 용기(16)는 리세스(17)에서 지지된다.
집적 회로(8)에는 사용 시 장치(2)로부터 펄스 전자기 신호가 방출되도록 배열된 전자 전송 칩이 내포된다. 더 구체적으로, 본 발명의 한 구체예에서, 상기 전자 전송 칩은 사용 중 리세스(17) 안에 위치한 용기(16)로부터 5cm 미만, 바람직하게는 대략 1cm로 이격되도록 배열된다. 이로써, 칩으로부터 방출된 전자기 신호가 사용 시 용기(16) 내에 위치한 세포로 디렉팅되게 한다.
본 발명의 장치는 실온 (즉, 대략적으로 20℃), 실온보다 낮은 온도, 이를 테면, 냉장 유닛에서 사용하도록 설계되고, 및/또는 실온 이상의 온도, 이를 테면, 예를 들면, 인큐베이터 유닛에서 이용될 수 있다.
한 구체예에서, 상기 제어 유닛(10)은 2.45GHz +/- 50MHz의 주파수, 15Hz의 펄스 주파수 및 대략 2mW의 전력에서 펄스 전자기 신호를 방출하도록 송신 칩을 제어하도록 프로그래밍된다. 펄스형 전자기 신호와 관련된 매개변수는 조정될 수 있고, 및/또는 필요에 따라 사용자가 선택할 수 있음을 인지할 것이다. 예를 들면, 펄스 전자기 신호가 방출되는 시간은 필요한 경우 사용자가 선택할 수 있다. 또한, 전력은 일반적으로 밀리와트 범위로 유지되지만, 사용 시 용기(16) 내에 포함된 쎌에 과도한 에너지를 공급하는 것을 방지하도록 조정될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 펄스형 신호는 1ms 동안 지속되며, 신호 간의 휴식 기간은 66ms이다. 이것은 2% 미만의 듀티 사이클을 제공한다.
하나의 예시에서, 상기 전자기 신호는 Bluetooth LE 프로토콜의 광고 기능을 사용하는 RF 신호이며, 0.45 ~ 0.55 사이의 GFSK를 사용하여 전송된다.
그러나, 산업, 의료 및 과학 주파수 대역(즉, 2.4 ~ 2.4835GHz, 바람직하게는 2.45GHz +/-50MHz)의 모든 주파수 전송은 사용 시 이 전자 장치에 의해 가능할 수 있다.
도 3을 참조하면, 추가 구체예에 따른 펄스형 전자기 신호를 제공하기 위한 장치(102)의 추가 예가 도시되어 있다. 도 1a-1b에서는 펄스 전자기 신호의 전송을 위한 단일 전자 칩을 포함하는 장치를 보여주는 반면, 도 3은 펄스 전자기 신호의 전송을 위한 6개의 전자 칩(104) 어레이를 갖는 장치(102)를 도시한다. 도 1a-1b에서와 동일한 특징을 설명하기 위해 동일한 참조 번호가 사용된다. 도 3은 전자 칩(104)이 장치(102)의 상단에 있는 것으로 도시하지만, 이것은 명확성을 위해 이와 같이 도시된 것이며, 이 칩(104)은 장치(102) 내에 실제로 함유된다.
6개의 전자 칩(104)은 장치(102)에서 이격된 거리로 제공된다. 칩 사이의 간격은 임의의 필요한 거리일 수 있지만, 그러나, 하나의 예시에서, 24-웰 셀 플레이트(106)가 사용 중인 장치의 상부 표면(7)에 위치하도록 칩들이 이격되어 있고, 한 개 전송 칩(104)은 이들 4개 웰의 중앙에 위치한다. 따라서, 각 전자 칩(102)은 펄스형 전자기 신호를 24-웰 셀 플레이트에서 4개의 웰로 디렉팅된다. 온/오프 작동 스위치(108)는 사용 시 이 장치를 온 상태와 오프 상태로 전환시키기 위해 해당 장치(102)에 제공된다.
본 발명에 따르면, 상기에서 기술된 장치는 형질감염 과정의 하나 또는 그 이상의 상이한 단계들에 관여하는 시약 및/또는 세포로 디렉팅되는 펄스형 전자기 신호를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 상기 장치는 펄스형 전자기 신호를 형질감염된 세포 또는 형질감염안된 세포로 또한 유도하여, 세포 단백질 발현을 향상시키는 데 사용할 수 있다. 본 발명의 펄스 기술은 전술한 바와 같이 유전자 요법, 세포 형질감염 및/또는 이와 유사한 것들과 같은 광범위하고, 상이한 적용 용도를 갖는다.
핵산, 이를 테면, DNA, RNA, DNA 플라스미드 및 이와 유사한 것들의 형태인 작용제가 양친매성 구조체, 이를 테면, 리포좀 비히클과 연합되어 제공되고, 상이한 유형의 진핵세포로 형질감염되는 경우, 상기 형질감염 공정의 상이한 단계들에서 본 발명의 펄스형 기술을 이용하면 형질감염 효율 공정을 상당히 증가시키고, 단백질 발현 수율도 상당히 증가시킬 수 있는 지를 보여주기 위한 실험을 출원인은 착수하였다.
단순화된 개요로서, 한 실시예에서, 진핵 세포 및 핵산(DNA, RNA 또는 이들의 작은 단편)의 리포솜 제형의 조합된 분산액을 포함하는 물질이 적합한 용기, 이를 데면, 배양 용기, 플라스크 또는 접시에 함유되고, 한 구체예에서 장치(2, 102) 상에 위치하면, 펄스형 전자기 신호가 이 장치로부터 방출되어, 해당 용기(16) 벽을 통하여 물질(20)로 디렉팅된다.
본 발명의 펄스형 기술은 형질감염이 일어나기 전, 형질감염 혼합물, 이를 테면, 예를 들면, 상기 핵산 및/또는 양친매성 구조체 상에서 이용될 수 있다. 본 발명의 펄스형 기술은 상기 형질감염 혼합물과 상기 진핵세포가 내포된 형질감염 복합체 상에서 또한 이용될 수 있거나, 또는 대안으로 이용될 수 있다. 추가적으로, 또는 여전히 대안으로, 세포에서 단백질 발현을 증가시키기 위해, 본 발명의 펄스형 기술은 형질감염이 일어난 세포에서, 및/또는 아직 형질감염되지 않은 진핵세포 이용될 수 있다.
본 발명을 구체화시키는데 이용된 다음의 실험에서, 본 발명의 동일한 펄스형 기술은 상이한 진핵세포주와 혼합하기-전 형질감염 혼합물 상에서 이용되었고, 및/또는 형질감염 공정 동안 형질감염 혼합물과 혼합된 진핵 세포주에서 이용되었다.
이 실험에서 이용된 핵산은 아르기닌 바소프레신 (AVP) 프로모터, 원숭이 바이러스 40 (SV40) 프로모터, 또는 인슐린 유사 성장 인자 결합 보호 3 (IGFBP3) 프로모터가 내포된 DNA 플라스미드 물질을 포함한다. 사이토메갈로바이러스 (Adluc) 플라스미드, 루시퍼라제 제어 벡터 (Renilla) 플라스미드 또는 녹색 형광 단백질 (GFP) 플라스미드가 또한 이용되었다.
본 실험에 이용된 양친매성 구조체는 양이온 폴리머 (Turbofect™) (Thermo Fisher, USA), 폴리에틸렌이민 (PEI) (Fisher Scientific, USA), 또는 TransIT2020 (Mirus Bio, USA)를 함유하는 형질감염 시약이었다.
본 실험에 이용된 세포주는 중국 헴스터 난소 - K1 (CHO) 세포 (흡착성 세포) (ATCC, USA -ATCC® CCL-61™), 인간 배아 신장 (HEK) 293 프리스타일 세포 (현탁 세포) (Thermo Fisher, USA), 인간 결장 종양 (HCT) 116 세포 (흡착성 세포) (ATCC, USA-ATCC® CCL-247™) 또는 Jurkat E6 (현탁 T-세포) (ECACC), UK)이었다.
상기 성분들을 이용한 세포 형질감염 과정의 효율을 확인하기 위하여 적절한 장비를 이용하여 루시퍼라제 활성 또는 녹색 형광 단백질의 양을 측정하였다.
선택된 DNA 플라스미드 물질은 형질감염 혼합물을 형성하는 공지 기술을 이용하여 양친매성 구조체와 복합되었다. 일부 실험들에서, 본 발명의 펄스형 기술을 이 형질감염 혼합물에 적용하였다. 그 다음, 상기 형질감염 혼합물 (펄스형 기술에 노출되거나, 또는 노출없이)은 형질감염 복합체를 형성하기 위해 적합한 세포 배양 용기에서 포유류 세포주들중 하나의 분산물에서 혼합된다. 그 다음, 이 세포 배양 용기를 본 발명의 장치 하우징에 두고, 사전-결정된 주기 동안 이미 전술한 바와 같은 상기 펄스형 기술을 적용하였다. 그 다음, 상기 펄스형 전자기 신호 방출을 중단시키고, 해당 물질이 평형에 도달하도록 하였다. 추가적으로, 본 발명의 펄스 기술이 없이 동일한 재료 및 혼합 요건을 동일하게 사용하여 대조군 실험이 또한 수행되었다.
실험에 사용된 방법론, 결과 및 밝혀진 사실에 대한 자세한 설명은 아래에 나와 있다.
방법론
실험 1 - Adluc 및 Renilla 플라스미드를 이용하고, 양친매성 구조체로 PEI 또는 Turbofect를 이용하여 흡착성 CHO K1 세포 및 HCT116 세포의 형질감염
PEI (Fisher Scientific, USA) 또는 Turbofect (Thermo Fisher, USA) 양친매성 구조체에서 Adluc 및 Renilla 플라스미드를 이용하여 흡착성 중국 헴스터 난소(CHO) K1 세포 (ATCC, USA) 및 HCT116 (인간 결장 암 세포주) (ATCC, USA)에서 형질감염 공정에 있어서 본 발명의 펄스형 기술의 효과를 확인하기 위해 본 실험이 착수되었다. 상기 펄스형 기술은 a) 오로지 형질감염 동안 상기 세포와 상기 형질감염 혼합물 (상기 형질감염 복합체); 그리고 b) 상기 세포와 함께 형질감염 복합체를 형성하기 전, 이 형질감염 혼합물, 그리고 상기 형질감염 공정 동안 형질감염 복합체에 적용되었다.
소모품
Opti-MEM™ I 환원된 혈청 배지 (Thermo Fisher, USA)
Dulbecco의 변형된 Eagle 배지 (DMEM) (Thermo Fisher, USA)
태아 송아지 혈청 (FCS) (Hyclone, USA)
2 x 24 웰 플레이트 Nunc (1.9cm2/웰) (Thermo Fisher, USA)
200ng의 AdLuc 플라스미드/웰 (플라스미드/DNA를 발현시키는 루시퍼라제) (Dundee University, UK에서 제작)
2ng Renilla 플라스미드/웰 (플라스미드/DNA를 발현시키는 루시퍼라제) (Dundee University, UK에서 제작)
Alfa Aesar™ 폴리에틸렌이민, 선형, M.W. 25,00 (PEI) (Fisher Scientific, USA)
Turbofect (Thermo Fisher, USA)
방법 단계
대조군 - PEI를 이용
1. 제 1 튜브에서 650 μL의 Opti-MEM 배지를 2.6μg의 AdLuc 플라스미드와 26ng의 Renilla 플라스미드와 혼합하였다;
2. 제 2 튜브에서 650μL의 Opti-MEM 배지를 7.88μg의 PEI와 혼합하였다;
3. Vortex-Genie 2, Model G560E, (Scientific Industries, USA)를 이용하여 최종 부피가 1.3mL인 혼합물을 얻을 때 까지 부드럽게 교반시키면서 제 2 튜브의 내용물을 제 1 튜브에 점적 방식으로 혼합했다;
4. 상기 형질감염 혼합물을 15분 동안 실온 (대략적으로 20℃)에서 항온처리하였다;
5. 그 다음, 100μL의 이러한 항온처리된 형질감염 혼합물을 두 개의 24-웰 플레이트 (플레이트 1 및 플레이트 2) 각각에 A1-A6로 라벨된 웰에 분배하였다. 이로써 형질감염 혼합물이 형성되었다.
발명 - 형질감염 복합체가 생성되기 전, 형질감염 혼합물에 PEI를 사용하는 펄스형 기술 사용
1. 그 다음, 상기 단계 1-3을 반복하였지만, 단계 4에서 - 형질감염 혼합물을 형성하는 혼합물은 본 발명에 따른 펄스형 전자기 신호 장치상에 제 1 튜브를 배치시킴으로써 15 분 동안 실온 (대략적으로 20℃)에서 항온처리되었다. 상기 펄스형 장치는 상기와 같이 작동된다 (즉, 펄스형 주파수 15Hz를 이용하여, 2.45GHz +/- 50MHz, 전력 2mW에서 작동된 펄스 장치).
2. 100μL의 이러한 항온처리된 펄스형 형질감염 혼합물을 두 개의 24-웰 플레이트 (플레이트 1 및 플레이트 2) 각각에 B1-B6로 라벨된 웰에 분배하였다;
대조군 - Turbofect 사용
1.
제 1 튜브에서 650 μL의 Opti-MEM 배지를 2.6μg의 AdLuc 플라스미드와 26ng의 Renilla 플라스미드와 혼합하였다;
2.
13 μL의 Turbofect를 추가하였고, Vortex-Genie 2, Model G560E, (Scientific Industries, USA)를 이용하여 볼텍싱함으로써 혼합시켰다;
3.
상기 형질감염 혼합물을 15분 동안 실온 (대략적으로 20℃)에서 항온처리하였다.
4.
100μL의 이러한 항온처리된 형질감염 혼합물을 두 개의 24-웰 플레이트 (플레이트 1 및 플레이트 2) 각각에 C1-C6로 라벨된 웰에 분배하였다;
발명 - 형질감염 복합체가 생성되기 전, 형질감염 혼합물에 Turbofect를 사용하는 펄스형 기술 사용
1.
Turbofect 대조군의 경우 상기 단계 1-2를 반복하였다. 단계 3에서 -형질감염 혼합물은 본 발명에 따른 펄스형 전자기 신호 장치상에 제 1 튜브를 배치시킴으로써 15분 동안 실온 (대략적으로 20℃)에서 항온처리되었다. 상기 펄스형 장치는 펄스형 주파수 15Hz를 이용하여, 2.45GHz +/- 50MHz, 전력 2mW에서 작동되었다.
2.
100. 100μL의 이러한 항온처리된 펄스형 형질감염 혼합물을 두 개의 24-웰 플레이트 (플레이트 1 및 플레이트 2) 각각에 D1-D6로 라벨된 웰에 분배하였다;
플레이트 1 및 플레이트 2에 추가된 세포주
-
플레이트 1 및 플레이트 2의 경우, 2x104 세포/웰로 2개의 24-웰 플레이트의 각 웰에 CHO K1 세포 또는 HCT116 세포를 추가함으로써 형질감염 복합체를 만들었고, 그 다음 Dulbecco 변형된 Eagle Medium (DMEM) + 10% 태아 송아지 혈청 (FCS)으로 최대 최종 부피 600μL로 만든다. 구체적으로, A1-A3,B1-B3, C1-C3 및 D1-D3에는 CHO K1 세포가 추가되었고; A4-A6, B4-B6, C4-C6 및 D4-D6에는 HCT 116 세포가 추가되었고;
-
플레이트 1 및 플레이트 2는 인큐베이터에서 37℃, 5% CO2에서 3 시간 항온처리되었다;
-
플레이트 1에서는 3시간 항온처리 단계 동안, 형질감염 복합체에 펄스 기술이 제공되지 않았으며, 한편 플레이트 2에는 항온처리 단계 동안 3시간 동안 본 발명에 따른 펄스형 기술이 적용되었다.
-
4시간 후, Turbofect 형질감염 시약을 함유하는 DMEM으로 웰의 상단을 채웠다.
-
각 실험 조건에 대한 3개의 웰의 평균값을 측정하여 기록하였다.
일부 경우에서, 위의 실험은 펄스 장치에 단일 송신기만 제공되는 첫 번째 유형의 펄스 기술을 사용하여 수행되었다(기술 1 펄스 기술). 일부 경우에서, 위의 실험은 펄스 장치에 여러 송신기 어레이가 사용된 두 번째 유형의 펄스 기술을 사용하여 수행되었습니다(기술 2 펄스 기술). 특히, 유형 2 펄스 기술을 사용한 실험에서는 6개의 송신기가 제공되었고, 플레이트가 펄스 장치에 위치할 때 24웰 플레이트의 4개 웰의 중앙 또는 실질적으로 중앙에 각 송신기가 배치되었다.
루시퍼라제 분석 프로토콜 - 듀얼-루시퍼라제 리포터 분석 시스템 (Promega, USA) 이용
다음 링크는 사용된 프로토콜을 제시하지만 이 프로토콜의 요약은 아래에 설명되어 있다. https://www.promega.co.uk/products/luciferase-assays/reporter-assays/dual_luciferase-reporter-assay-system/?catNum=E1910#protocols
방법 단계
1.
형질감염 실험이 일어난 지 24시간 후, 세포에서 배지를 제거하였다.
2.
세포를 인산염 완충된 염수(PBS)로 2회 세척하였다.
3.
100μL의 1 x Passive 용해 완충액(Promega, USA)을 세포에 첨가했다.
4.
Belly Dancer® Orbital Shaker(Sigma, Aldrich)에서 부드럽게 흔들면서, 이들 세포를 37℃에서 15분 동안 항온처리했다.
5.
각 웰로부터 10μL의 세포를 취하여, 백색 96 웰 플레이트에 두었다.
6.
듀얼-루시퍼라제 분석 시스템 프로토콜 (Promega, USA)을 이용하여 마이크로플레이트 광도계 LB 96V (EG & G Berthold, Germany)로 세포를 분석하였다.
7.
이 분석은 반딧불이 루시퍼라제 활성을 측정하기 위해 30μL 루시퍼라제 분석 시약 II (Promega, USA)를 주사하고, 그 다음 반딧불이 루시퍼라제를 차단시키기 위해 30μL Stop & Glo™ 시약을 주사하고, 그리고 renilla 루시퍼라제 활성을 측정함으로써 분석을 하였다.
8.
그 다음, 필요하다면, Western Blots을 행하기 위해, 용해된 추출물은 -20℃로 유지시켰다.
9.
세포의 형질감염 효율은 세포를 Incucyte® Live Cell Analysis System(Sartorius, Germany)에 72-96시간 동안 두어 수행하고, 형광을 매시간 측정한다. Excel®에서 데이터를 수집하고 분석했다.
실험 1의 결과
표 1은 기술 1 펄스 기술이 Turbofect 양친매성 구조체 및 관련 방법과 함께 사용된 CHO K1 세포 실험의 결과를 보여준다.
표 1 (기술 1 펄스형 기술)
대조군에 비해 펄스 기술에서 증가% - 178%
대조군에 비해 펄스 기술에서 평균 증가 배수 - 1.8
T-test - 0.024
표 2는 기술 2 펄스 기술이 Turbofect 양친매성 구조체 및 관련 방법과 함께 사용된 CHO K1 세포 실험의 결과를 보여준다.
표 2 (기술 2 펄스형 기술)
대조군에 비해 펄스 기술에서 증가 % - 232.7%
대조군에 비해 펄스 기술에서 평균 증가 배수 - 2.3
T-test - 0.044
표 3은 기술 3 펄스 기술이 Turbofect 양친매성 구조체 및 관련 방법과 함께 사용된 HCT 116 세포 실험의 결과를 보여준다.
표 3
대조군에 비해 펄스 기술에서 증가 % - 138.5%
대조군에 비해 펄스 기술에서 평균 증가 배수 - 1.4
T-test - 0.044
표 1 및 2, 그리고 도 4a 및 4b를 참고하면, Turbofect 양친매성 구축물과 관련된 CHO K1 세포의 형질감염 효율은 본 발명(Pulzar)에 따른 대조군 및 펄스 기술에 대해 표시된다. 각 조건에는 3개의 반복실험이 함유된다. 루시퍼라제 활성 (즉, 형질감염)의 척도로서 모든 세포에 대해 발광의 양이 측정되었다.
기술 1 펄스 기술을 사용한 CHO K1 세포의 형질감염 효율은 t-검정 값이 0.024이며, 평균 배수 증가가 1.8, 그리고 증가 %가 178.0으로, 대조군 세포와 비교하여 상당히 개선되었음을 볼 수 있을 것이다.
기술 2 펄스 기술을 사용한 CHO K1 세포의 형질감염 효율은 t-검정 값이 0.044이며, 평균 배수 증가가 2.3, 그리고 증가%가 232.7로, 대조군 세포와 비교하여 상당히 개선되었음을 볼 수 있을 것이다.
또한, 기술 2 펄스 기술(즉, 6개 전자 송신기 칩 어레이)로 수행된 실험이 기술 1 펄스 기술을 사용하여 수행한 실험보다 훨씬 더 나은 결과를 낳았음을 알 수 있다.
표 3 및 도 4c를 참조하면, Turbofect 양친매성 구조체와 관련된 HCT 116 세포의 형질감염 효율이 본 발명(Pulzar)에 따른 대조군 및 펄스 기술에 대해 표시된다. 각 조건에는 3개의 반복실험이 함유된다. 루시퍼라제 활성의 척도로서 모든 세포에 대해 발광의 양이 측정되었다.
펄스 기술을 사용한 HCT 116 세포의 형질감염 효율은 t-검정 값이 0.044이며, 배수 증가가 1.4, 그리고 증가%가 138.5로, 대조군 세포와 비교하여 상당히 개선되었음을 볼 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 펄스 기술은 펄스 기술을 사용하지 않은 경우와 비교하였을 때, 부착성 CHO K1 세포 및 HCT 116 세포에서 형질감염 효율을 유의미하게 증가시켰다고 결론지을 수 있다. 더욱이, 6개의 전자 전송기는 단일 전자 전송기만 사용된 경우와 비교하였을 때, 형질감염 효율을 더욱 증가시켰다.
실험 2 - IGFBP3 프로모터 함유하는 플라스미드 또는 SV40 프로모터 함유하는 플라스미드를 이용하고, 양친매성 구조체로 PEI를 이용한 흡착성 HCT 세포의 형질감염
실험 2는 PEI (Fisher Scientific, USA) 양친매성 구조체에서 IGFBP3 프로모터 또는 SV40 프로모터를 함유하는 Adluc 및 Renilla 플라스미드를 이용하여 흡착성 HCT116 (인간 Colon 암 세포주) (ATCC, USA)의 형질감염 공정에 있어서 본 발명의 펄스형 기술 효과를 확인하기 위해 착수되었다. 실험 2의 경우 실험 1의 방법을 따른다.
실험 2의 결과
표 4
표 4는 PEI 양친매성 구조체 및 관련 방법과 함께 IGFBP3 프로모터에 대한 HCT 116 세포 실험의 결과를 보여준다.
증가 배수%= 168.4991974
t.test p< 0.004154274
표 5
표 5는 PEI 양친매성 구조체 및 관련 방법과 함께 SV40 프로모터에 대한 HCT 116 세포 실험의 결과를 보여준다.
증가 배수%= 155.2371016
t.test p< 0.026953884
표 4 및 표 5, 그리고 도 5a 및 5b를 참고하면, HCT 116 세포에서 PEI 양친매성 구조체와 연합되며, IGFBP3 프로모터 또는 SV40 프로모터를 함유하는 DNA 플라스미드의 형질감염 효율이 본 발명(Pulzar)에 따른 대조군 및 펄스 기술에 대해 표시된다. 각 그래프는 두 가지 실험을 함유하는데, 이들은 3개의 리플레케이트이다. 루시퍼라제 활성의 척도로서 모든 세포에 대해 발광의 양이 측정되었다.
펄스 기술을 사용한 HCT 116 세포의 형질감염 효율 (IGFBP3 프로모터에 의해 나타낸)은 t-검정 값이 0.044이며, 배수 증가가 0.004, 그리고 증가 %가 168.5로, 대조군 세포와 비교하여 상당히 개선되었음을 볼 수 있을 것이다.
펄스 기술을 사용한 HCT 116 세포의 형질감염 효율 (SV40 프로모터에 의해 나타낸)은 t-검정 값이 0.044이며, 배수 증가가 0.027, 그리고 증가 %가 155.2로, 대조군 세포와 비교하여 상당히 개선되었음을 볼 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 펄스 기술은 펄스 기술을 사용하지 않은 경우와 비교하였을 때, 부착성 HCT 116 세포에서 형질감염 효율을 유의미하게 증가시켰다고 결론지을 수 있다.
실험 3 - GFP 플라스미드를 이용하고, 양친매성 구조체로 PEI를 현탁 HEK 293Freestyle 세포의 형질감염
PEI 양친매성 구조체 안에 녹색 형광 단백질 (GFP) 플라스미드를 이용하여 인간 배아 신장 (HEK) 현탁 세포 293-Freestyle의 형질감염 공정에 있어서 본 발명의 펄스형 기술의 효과를 확인하기 위해 본 실험이 착수되었다. 상기 펄스형 기술은 오로지 상기 형질감염 공정 동안에만 상기 세포와 상기 형질감염 혼합물에 적용되었다.
소모품
Opti-MEM™ I 환원된 혈청 배지 (Thermo Fisher, USA)
녹색 형광 단백질 (GFP) 플라스미드 (Dundee University, UK에서 제작)
293-Freestyle 현탁 세포 (Thermo Fisher, USA)
293-Free 발현 배지 (Sigma-Aldrich, USA)
Alfa Aesar™ 폴리에틸렌이민, 선형, M.W. 25,00 (PEI) (Fisher Scientific, USA)
펄스 기술이 시약 및 세포 혼합물에만 사용되는 경우 방법 단계
1.
형질감염 전날에 6x105-7x105 293-F 세포/mL를 씨딩한다.
2.
형질감염 당일 세포 수를 카운트하고, 필요한 경우 세포를 희석하여 106 세포/mL의 밀도를 갖도록 희석시킨다.
3.
플라스크당 15μg의 녹색 형광 단백질 (GFP) 플라스미드로 플라스크당 30μL의 293-Free 발현 배지를 형질감염시킨다.
4.
DNA:PEI 비율은 1:2를 이용한다.
5.
제작자의 지시에 따라 293-Free 발현 배지를 이용한다- 사용자 프로토콜 TB515 Rev. B 0411JN [4]
6.
DNA-형질감염 혼합물을 준비하기 위해:
-2.4mL의 Opti-MEM을 플라스크에 추가한다
-30μg의 GFP 플라스미드를 이 플라스크에 추가한다
-60μL의 293-Free 발현 배지를 추가한다
-이렇게 생성된 혼합물 부피를 2개의 125mL Erlennmeyer 플라스크에 나눠넣고, 각 플라스크는28.8mL의 293 발현 배지 안에 1x106 세포/mL를 함유한다;
두 개 별개 인큐베이터에서 125rpm에서 Bellydancer Orbital Shaker (Sigma, Aldrich) 상에서 37℃, 8% CO2에서 이들 두 개 플라스크를 항온처리한다. 인큐베이터 중 하나에서 본 발명에 따른 펄스형 기술을 사용하여 플라스크 중 하나를 3시간 동안 펄스하고, 두 번째 인큐베이터에서 펄스형 기술을 사용하지 않고, 다른 플라스크를 항온처리한다. 3 시간 후, 두 개 플라스크를 펄스형 기술이 없는 동일한 인큐베이터에 두고, 필요한 만큼 긴 시간에 걸쳐(본 실험의 경우 120시간) 시간 경과에 따른 형질감염 효율을 측정할 수 있다.
실험 3 결과
도 6은 여기에 설명된 펄스 기술 방법론을 사용한 실험에서 달성된 형질감염 효율의 최대 개선을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 펄스형 기술을 이용하여 형질감염 효율의 평균 개선을 나타낸다.
도 6 및 도 7을 참고하면, HEK 293 Freestyle 현탁 세포에서 PEI 양친매성 구조체와 연합된 GFP 플라스미드의 형질감염 효율이 본 발명(Pulzar)에 따른 대조군 및 펄스 기술에 대해 표시된다. Pulzar 노출과 Pulzar 없이(대조군) 노출된 경우는 도 6 및 도 7의 그래프에 시각화된 성장 곡선에 앞서 수행되었다.
펄스 기술을 사용하는 HEK 293 Freestyle Suspension Cells의 형질감염 효율(측정된 평균 녹색 형광의 양으로 표시)이 대조군 세포에 비해 크게 향상되었음을 알 수 있는데, 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, t-test 값은 0.05 미만이며, GFP 발현은 2.3배 이상의 피크 증가를 관찰하였다.
펄스 기술을 사용하는 HEK 293 Freestyle Suspension Cells의 형질감염 효율(측정된 평균 녹색 형광의 양으로 표시)이 대조군 세포에 비해 크게 향상되었음을 알 수 있는데, 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, t-test 값은 0.05 미만이며, GFP 발현은 50% 이상의 증가를 관찰하였다. 델타는 본 실험 기간 동안 GFP 발현의 증가 %를 표시하기 위해 계산되었다.
따라서, 본 발명의 펄스 기술은 펄스 기술을 사용하지 않은 경우와 비교하였을 때, HEK 293 Freestyle 현탁 세포에서 형질감염 효율을 유의미하게 증가시켰다고 결론지을 수 있다.
실험 4 - Adluc 및 Renilla 플라스미드를 이용하고, PEI 또는 TransIT2020을 양친매성 구조체로 이용하여 현탁 Jurkat E6 세포에서 형질감염
PEI (Fisher Scientific, USA) 또는 TransIT2020 (Mirus Bio, USA) 양친매성 구조체에서 Adluc 및 Renilla 플라스미드를 이용하여 Jurkat E6 세포 (인간 백혈병 T-세포 림프아구 세포) (European Collection of Authenticated Cell Cultures (ECACC), UK)에서 형질감염 공정에 있어서 본 발명의 펄스형 기술의 효과를 확인하기 위해 본 실험이 착수되었다. 상기 펄스형 기술은 a) 오로지 형질감염 동안 상기 세포와 상기 형질감염 혼합물 (상기 형질감염 복합체); 그리고 b) 상기 세포와 함께 형질감염 복합체를 형성하기 전, 이 형질감염 혼합물, 그리고 상기 형질감염 공정 동안 형질감염 복합체에 적용되었다.
소모품
Opti-MEM™ I 환원된 혈청 배지 (Thermo Fisher, USA)
태아 송아지 혈청 (FCS) (Hyclone, USA)
RPMI 배지 (Sigma-Aldrich, UK)
2 x 24 웰 플레이트 Nunc (1.9cm2/웰) (Thermo Fisher, USA)
1μg의 AdLuc 플라스미드/웰 (루시퍼라제 발현시키는 플라스미드/DNA) (Dundee University, UK에서 제작)
80ng Renilla 플라스미드/웰 (루시퍼라제 발현시키는 플라스미드/DNA) (Dundee University, UK에서 제작)
Alfa Aesar™ 폴리에틸렌이민, 선형, M.W. 25,00 (PEI) (Fisher Scientific, USA)
TransIT2020 (Mirus Bio, USA)
방법 단계
대조군 - PEI를 이용
1. 제 1 튜브에서 650 μL의 Opti-MEM 배지를 13μg의 AdLuc 플라스미드 및 1μg의 Renilla 플라스미드를 혼합하였다;
2. 제 2 튜브에서 650μL의 Opti-MEM 배지를 42μg의 PEI와 혼합하였다;
3. Vortex-Genie 2, Model G560E, (Scientific Industries, USA)를 이용하여 최종 부피가 1.3mL인 혼합물을 얻을 때 까지 부드럽게 교반시키면서 제 2 튜브의 내용물을 제 1 튜브에 점적 방식으로 혼합했다;
4. 상기 형질감염 혼합물을 15 분 동안 실온 (대략적으로 20℃)에서 항온처리하였다;
5. 그 다음, 100μL의 이러한 항온처리된 형질감염 혼합물을 두 개의 24-웰 플레이트 (플레이트 1 및 플레이트 2) 각각에 A1-A6로 라벨된 웰에 분배하였다. 이로써 형질감염 혼합물이 형성되었다.
발명 - 형질감염 복합체가 생성되기 전, 형질감염 혼합물에 PEI를 사용하는 펄스형 기술 사용
1. 그 다음, 상기 단계 1-3을 반복하였지만, 단계 4에서 - 형질감염 혼합물을 형성하는 혼합물은 본 발명에 따른 펄스형 전자기 신호 장치상에 제 1 튜브를 배치시킴으로써 15 분 동안 실온 (대략적으로 20℃)에서 항온처리되었다. 상기 펄스형 장치는 상기와 같이 작동된다 (즉, 펄스형 주파수 15Hz를 이용하여, 2.45GHz +/- 50MHz, 전력 2mW에서 작동된 펄스 장치).
2. 100μL의 이러한 항온처리된 펄스형 형질감염 혼합물을 두 개의 24-웰 플레이트 (플레이트 1 및 플레이트 2) 각각에 B1-B6로 라벨된 웰에 분배하였다;
대조군 - TransIT2020을 이용
5.
제 1 튜브에서 700 μL의 Opti-MEM 배지를 13μg의 AdLuc 플라스미드와 1μg의 Renilla 플라스미드와 혼합하였다;
6.
42μL의 TransIT2020를 추가하였고, Vortex-Genie 2, Model G560E, (Scientific Industries, USA)를 이용하여 볼텍싱함으로써 혼합시켰다;
7.
상기 형질감염 혼합물을 15 분 동안 실온 (대략적으로 20℃)에서 항온처리하였다.
8.
50μL의 이러한 항온처리된 형질감염 혼합물을 두 개의 24-웰 플레이트 (플레이트 1 및 플레이트 2) 각각에 C1-C6로 라벨된 웰에 분배하였다;
발명 - 형질감염 복합체가 생성되기 전, 형질감염 혼합물에 TransIT2020을 사용하는 펄스형 기술 사용
3.
TransIT2020 대조군의 경우 상기 단계 1-2를 반복하였다. 단계 3에서 -형질감염 혼합물은 본 발명에 따른 펄스형 전자기 신호 장치상에 제 1 튜브를 배치시킴으로써 15 분 동안 실온 (대략적으로 20℃)에서 항온처리되었다. 상기 펄스형 장치는 펄스형 주파수 15Hz를 이용하여, 2.45GHz +/- 50MHz, 전력 2mW에서 작동되었다.
4.
50μL의 이러한 항온처리된 펄스형 형질감염 혼합물을 두 개의 24-웰 플레이트 (플레이트 1 및 플레이트 2) 각각에 D1-D6로 라벨된 웰에 분배하였다;
플레이트 1 및 플레이트 2에 추가된 세포주
-
플레이트 1 및 플레이트 2의 경우, RPMI 및 10% FCS 안에 Jurkat E6 세포를 24-웰의 플레이트 두 개에서 각 웰에 웰당 2x105 세포로 추가하고, 그 다음 최대 최종 부피 600μL로 만들어서 형질감염 복합체가 만들어졌다.
-
플레이트 1 및 플레이트 2는 인큐베이터에서 37℃, 5% CO2에서 하룻밤 동안 항온처리되었다;
-
플레이트 1에서는 하룻밤 동안 항온처리 단계 동안, 형질감염 복합체에 펄스 기술이 제공되지 않았으며, 한편 플레이트 2에는 하룻밤 동안의 항온처리 단계 동안 3시간에 걸쳐 본 발명에 따른 펄스형 기술이 적용되었다.
-
각 실험 조건에 대한 3개의 웰의 평균값을 측정하여 기록하였다.
루시퍼라제 분석 프로토콜 - 듀얼-루시퍼라제 리포터 분석 시스템 (Promega, USA) 이용
방법 단계 - 상기에서 제시됨
실험 4에 대한 결과
표 6
표 6은 PEI 또는 TransIT2020 양친매성 구조체와 연합된 기술을 이용하여, AdLuc 및 Renilla 플라스미드에 대한 Jurkat E6 세포의 실험 결과를 나타낸다.
실험 A- 펄스 기술이 형질감염 복합체에만 적용된 경우 (즉, 일단 형질감염 혼합물이 세포에 첨가되었고, 항온처리하는 동안).
실험 B - 펄스형 기술이 상기 형질감염 혼합물에만 적용되는 경우 (Jurkat E6 세포를 추가하기 전).
실험 C - 펄스형 기술이 상기 형질감염 혼합물에 적용되었고(Jurkat E6 세포를 추가하기 전), 그리고 그 다음 상기 형질감염 복합체에도 적용된 경우 (즉, 일단 형질감염 혼합물이 세포에 첨가되었고, 항온처리하는 동안).
실험 4에 대한 결과
표 6과 도 8을 참고하면, 그래프의 각 막대는 3개 리플레케이트의 평균을 나타낸다. 상기 형질감염 복합체가 펄스 기술만을 받은 경우, 형질주입 효율이 1.7배 증가하는 것으로 관찰되었다. 상기 형질감염 혼합물만 펄스 기술만을 받은 경우, 형질주입 효율이 2.0배 증가하는 것으로 관찰되었다. 상기 형질감염 혼합물과 상기 형질감염 복합체 모두 펄스 기술만을 받은 경우, 형질주입 효율이 2.3배 증가하는 것으로 관찰되었다. 따라서, 본 발명에 따른 펄스 기술의 사용은 형질감염 혼합물 또는 형질감염 복합체에 단독으로 사용되는 경우 이들 둘 모두에서 형질감염 효율이 상당히 증가되었을 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 펄스 기술이 형질주입 혼합물과 형질주입 복합체 모두에 적용될 때 형질주입 효율의 추가 증가가 관찰되었다다고 결론을 내랄 수 있다.
본 발명의 한 구체예에서, 도 9a 및 9b에 나타낸 것과 같이, 환자에게 치료를 위한 하나 또는 그 이상의 치료요법적 방법을 제공하기 위한 하나 또는 그 이상의 작용제의 형질감염 효율 및/또는 세포-내 전달을 개선시키기 위해, 환자에게 약제학적 및/또는 치료요법적 작용제의 전달을 증가시키기 위해, 유전자 발현, 단백질 발현 및/또는 이와 유사한 것들의 발현을 증가 및/또는 감소시키기 위해, 전자 장치 형태의 장치(301)가 제공된다.
상기 장치 (301)는 이미 설명된 바와 같이, 사전-결정된 주파수, 사전-결정된 펄스율로, 사전-결정된 파워 수준에서 사전-결정된 기간 동안 펄스 전자기 신호를 방출할 수 있다. 그러나, 이 장치(301)는 펄스 전자기 신호가 사용 중인 환자의 신체로 디렉팅되도록 하기 위해 환자의 신체에 인접하게 착용될 수 있다. 상기 사전-결정된 매개변수는 제조업체에서 사전- 설정하거나 또는 필요에 따라 사용자가 선택할 수 있다.
상기 장치(301)에는 하우징 (302)이 내포되며, 여기에는 펄스형 신호 전송 시스템이 내포된다. 구체적으로, 이 실시예에서, 상기 펄스형 신호 전송 시스템에는 일반적으로 집적 회로의 일부로 제공되는 전자 전송 칩(304) 형태의 전송 수단을 가진 회로 보드(307)가 내포되며, 이는 상기 장치가 사용 중일 때 펄스 전자기 신호를 전송하게 된다.
하나의 예시에서, 상기 하우징에는 베이스 표면(303), 베이스 표면에 대향하는 상부 표면(311), 그리고 상부 표면과 베이스 표면(311, 303) 사이에 각각 위치된 하나 또는 그 이상의 측벽(313)이 내포된다.
장치(301)의 선택적인 작동을 허용하도록 제어 유닛(310) 형태의 제어 수단이 제공된다. 데이터, 하나 이상의 작동 매개변수, 소프트웨어 및/또는 이와 유사한 것들이 저장되고, 필요할 때 검색될 수 메모리 장치(306)가 제공된다. 상기 제어 유닛에는 바람직하게는, 데이터 및/또는 이와 유사한 것들의 처리를 허용하는 마이크로-공정 수단이 내포된다.
상기 장치(301)에는 이 장치에 전력을 제공하기 위해 하나 또는 이상의 전력 쎌(310)이 또한 내포될 수 있다. 재충전 가능한 설비가 또한 선택적으로 제공되어, 전력 쎌이 교체될 필요 없이, 원격 전원으로부터 재충전되도록 할 수 있다.
상기 전자 전송 칩(304)은 특정 방향 또는 사용 방향으로 장치(301)로부터 펄스형 전자기 신호를 방출하도록 하우징(302)에 배열된다. 펄스형 전자기 신호의 전송 방향은 일반적으로 장치(1)가 사용되는 목적에 따라 달라진다. 상기 장치가 사용자의 착용을 위해 사용되는 경우, 신호는 일반적으로 베이스 표면(303)을 통해 사용자를 향해 디렉팅된다.
본 발명의 한 구체예에서, 상기 전자 전송 칩은 사용 중인 사용자의 피부와 접촉하게 되는 하우징(302)의 표면으로부터 5cm 미만, 바람직하게는 대략적으로 1cm로 이격되도록 하우징(302)에 배열된다. 이를 통해 칩으로부터 방출되는 전자기 신호가 사용 중인 환자에게 전달될 수 있다.
본 발명의 장치는 실온 (즉, 대략적으로 20℃), 실온보다 낮은 온도, 및/또는 실온 이상의 온도, 이를 테면, 예를 들면, 환자의 체내에서 이용될 수 있도록 설계된다.
한 구체예에서, 상기 제어 유닛(310)은 2.45GHz +/- 50MHz의 주파수, 15Hz의 펄스 주파수 및 대략 2mW의 전력에서 펄스 전자기 신호를 방출하도록 송신 칩을 제어하도록 프로그래밍된다. 펄스형 전자기 신호와 관련된 매개변수는 조정될 수 있고, 및/또는 필요에 따라 사용자가 선택할 수 있음을 인지할 것이다. 예를 들면, 펄스 전자기 신호가 방출되는 시간은 필요한 경우 사용자가 선택할 수 있다. 또한, 전력은 일반적으로 밀리와트 범위로 유지되지만, 사용 시 용기(16) 내에 포함된 쎌에 과도한 에너지를 공급하는 것을 방지하도록 조정될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 펄스형 신호는 1ms 동안 지속되며, 신호 간의 휴식 기간은 66ms이다. 이것은 2% 미만의 듀티 사이클을 제공한다.
그러나, 산업, 의료 및 과학 주파수 대역(즉, 2.4 ~ 2.4835GHz, 바람직하게는 2.45GHz +/-50MHz)의 모든 주파수 전송은 사용 시 이 전자 장치에 의해 가능할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 전자기 신호는 Bluetooth LE 프로토콜의 광고 기능을 사용하는 RF 신호이며, 0.45 ~ 0.55 사이의 GFSK를 사용하여 전송된다. 그러나, 산업, 의료 및 과학 주파수 대역의 모든 주파수 전송은 사용 시 이 전자 장치에 의해 가능할 수 있다.
도 9a에 도시된 실시예에서, 장치가 사용자의 요구 사항에 따라 설정될 수 있도록 하기 위해, 특정 시퀀스의 펄스, 주파수, 타이밍 및/또는 펄스의 강도를 선택할 수 있도록 선별 수단(305)이 제공된다.
도 9a 및 도 9b에 나타낸 구체예에서, 상기 장치(301)는 환자의 피부(312)의 표면에 직접 배치시킨 것으로 도시되어 있다. 본 실시예에서, 장치(301)를 사용자의 신체에 탈착 가능하게 부착하기 위해 밴드(314) 형태의 부착 수단이 제공된다. 보다 구체적으로, 밴드(314)는 환자의 피부의 일부분 상의 필요한 위치에 하우징(302)을 고정하기 위해 환자의 팔 또는 팔다리를 에워싼다. 대안으로, 피부와 접촉하는 하우징의 베이스 표면(303)에는 필요한 위치에서 환자의 피부에 접착될 수 있도록 그 위에 접착 재료가 제공될 수 있다. 장치(301)가 사용 중에 작동될 때, 하우징(302)으로부터 방출된 펄스 전자기 신호(322)는 환자의 피부의 적어도 일부분으로, 가능하게는 더 나아가 환자의 신체의 조직(324) 및 세포로 전달된다.
본 발명의 또다른 구체예에서, 도 10a 및 도 10b에 나타낸 것과 같이, 상기 장치 하우징(302)은 약물- 전달 "패치"(325) (때때로, '경피 패치'로 지칭됨)의 상부에 위치되며, 이는 다시 사용자의 피부(312)의 일부분에 부착된다. 이 구체예에서, 펄스형 전자기 신호(322)는 하우징(302)으로부터 방출되고, 패치(325) 내로 그리고 제제 또는 약물(326)을 포함하는 패치의 부분을 통해 피부(312)로 디렉팅된다. 상기 약물은 사용자의 피부를 통과하여 사용자의 조직 및 세포(324)로 전달된다. 펄스 전자기 신호의 사용은 사용자의 피부를 통한 약물의 흡수 및 흡수를 향상시킨다. "약물"에 대한 언급은 필요에 따라, 임의의 작용제, 약제학적 작용제 및/또는 치료요법적 작용제를 의미할 수 있다.
본 발명의 또다른 구체예에서, 도 11에 나타낸 것과 같이, 상기 장치는 이식가능한 장치로 제공된다. 더 구체적으로, 장치의 하우징(302)은 사용자의 피부(312) 아래 및/또는 사용자의 조직(324)에 피하로 이식되는 멸균 외부 케이싱을 제공한다. 일단 이식되면, 장치는 이 장치로부터 펄스 전자기 신호(322)를 방출한다. 상기 임플란트는 신호(322)가 예를 들어, 암성 종양(328)을 향해 원하는 방향으로 방출되도록 위치된다.
본 발명의 여전히 추가 구체예에서, 도 12a 및 도 12b에 나타낸 것과 같이, 상기 장치는 펜던트(336)의 형태로 제공된다. 도면에서, 상기 펜던트는 환자 또는 사람(339)의 목/상부 흉부(338)의 높이에 펜던트를 위치시키기 위해 체인(337) 상에 착용되도록 배열된다. 상기 펄스 전자기 신호(322)는 도 12a의 화살표(341)로 표시된 바와 같이, 펜던트로부터 착용자의 신체로 디렉팅된다. 상기 펜던트(336)의 페이스(343)는 펜던트가 필요한 위치에 착용될 때, 그 사람에 가장 가깝게 위치될 수 있도록 배열된다.
하나의 예시에서, 본 발명의 장치는 바이러스 복제를 최소화하기 위해, 그리고 착용자에게 더 큰 면역학적 보호를 제공하기 위한 수단으로서 착용될 수 있다. 따라서, 이 구체예에서, 상기 펜던트(336)가 착용자의 목/상부 가슴 높이에서 착용될 때, 이 착용자의 중요한 호흡 구역의 면역에 부스트가 제공된다.
전형적으로, 어느 구체예이건 간에, 본 발명의 장치는 사전-결정된 위치에서 국소 및 집중 치료를 제공하도록 선택된 사용자의 피부 부분에 또는 인접하여 제공된다.
예를 들면, 만일 이 장치의 목적이 환자의 암성 종양에 대한 치료를 제공하는 것인 경우, 해당 장치는 예를 들어, 간, 신장, 유방 또는 뼈에 존재할 수 있는 인지된 암성 종양 부근에 위치하거나 또는 그 안에 이식될 수 있다. 대안으로, 만일 치료적 이점을 달성하거나 또는 감염 가능성을 제한하기 위해 또는 예방하기 위해 이 장치가 제공되는 경우, 해당 장치는 치료 또는 예방 효과가 가장 유익한 것으로 여겨지는 환자의 신체 부분, 이를 테면, 환자 또는 사람의 목 부위에 인접한 환자의 외부에 위치할 수 있다.
따라서, 만일 장치가 환자의 피부(312)에 직접 위치하는 경우, 펄스 전자기 신호는 피부를 통해 종양으로 방출되어, 해당 종양 세포의 상태를 변화시킨다. 예를 들어, 도 10a 및 도 10b에 표시된 것과 같이, 상기 장치를 패치 또는 기타 약물 운반 품목과 함께 사용하는 경우, 그러면 약물이 통상적으로 가능한 것보다 더 쉽게 환자의 피부를 통과할 수 있다. 상기 펄스형 전자기 신호는 피부 모공의 크기를 증가시키고, 이를 통해 약물이 통과할 수 있는 더 큰 공간을 허용하는 것으로 생각된다. 따라서, 약제학적 약물 또는 기타 작용제는 본 발명을 이용하여 더 효율적이고, 효과적으로 전달될 수 있다. 추가적으로, 현재 경피로 제공될 수 없는 약제학적 약물 또는 기타 작용제는 이제 본 발명의 방법을 사용하여 체내로 공급될 수 있다. 본 발명의 장치의 제공으로, 증가된 피부 투과성에 의해 약물의 전달을 향상시키고, 직접적인 치료 이점들이 제공된다.
상기 실시예들은 상이한 유형의 진핵 세포에서 양친매성 구성체와 연합된 핵산 형태의 작용제의 형질감염이, 형질감염 과정의 상이한 단계에서 본 발명의 펄스 기술에 노출된 후 상당히 개선됨을 보여주지만, 출원인은 하나 또는 그 이상의 약제학적 및/또는 치료요법적 작용제 또는 화합물, 5 킬로달톤 미만의 소분자 또는 소분자 물질, 대략적으로 5 킬로달톤에 대등한, 또는 이보다 더 큰 대분자 또는 대분자 물질, 하나 또는 그 이상의 단백질, 백신, 유기 작용제, 및/또는 하나 또는 그 이상의 항체가 양친매성 구조체와 연합될 때, 이들의 형질감염 및/또는 세포-내 전달은 본 발명의 펄스형 기술은 하나 또는 그 이상의 진핵세포에서 이들에게 본 발명의 펄스형 기술을 노출시킬 때 상당히 개선된다는 것을 예측하고, 예상한다. 이러한 기대 및 예측은 진핵세포에서 독소루비친 형태의 "네이키드 작용제" (양친매성 구조체와 연합안됨)의 세포-내 전달이 본 발명의 펄스형 기술에 노출될 경우 상당히 개선된다는 것을 보여준, 영국 특허 출원 GB2004411.1, GB2009297.9, GB20044112.9, 및 GB2009296.1의 우선권을 주장하는 공동-계류중인 출원인이 수집한 데이터에 기반되며, 이들 출원의 내용은 본원에 참고자료에 편입된다. 이러한 실험에 대한 데이터는 본 출원의 청구 범위의 범위에 대한 뒷받침하기 위해 아래에 재현된다. 본 출원인은 "네이키드 작용제"(즉, 양친매성 구성체와 연합되지 않음)가 사용될 때와 같이 이 작용제가 양친매성 구조체와 연합될 때, 형질감염 효율 및/또는 세포내 전달 개선과 동일하거나 유사한 기전을 예측한다. 이것은 본 발명에 따른 펄스 전자기파 또는 신호가 상대적으로 긴 휴지 또는 이완 기간을 갖는 쌍극자 주위에서 주기적으로 H2O를 회전시키기에 충분하다고 생각되기 때문이다. H2O의 주기적인 회전은 진핵 세포의 인지질 이중층 및/또는 세포 막에서 수소 결합을 방해하는 것으로 생각된다. 따라서, 세포막의 이러한 주기적 또는 간헐적 저-에너지 섭동은 작용제, 일부 분자, 및/또는 세포막 및 이들의 환경과의 상호작용, 이를 테면, 예를 들면 핵산과 세포 막과의 상호작용 증가를 자극하는 것으로 생각된다. 펄스 전자기 신호들의 펄스 간의 비교적 긴 휴식 또는 이완 주기는 세포 무결성을 유지시키는데 충분하다고 생각된다.
본 출원인의 동시-계류 중인 특허 출원에서 취한 다음 실험에서, 진핵 세포주에 첨가될 때 독소루비신 형태의 "네이키드 작용제"에 본 발명의 동일한 펄스 기술이 사용되었다.
처리 전 24시간 시점에, 인간 결장 종양 (HCT) 116 세포 (흡착성 세포) (ATCC, USA-ATCC® CCL-247™)를 Dulbecco 변형된 Eagle 배지 (DMEM) (Thermo Fisher, USA) + 10% 태아 소 혈청 (FBS) (Hyclone, USA)의 최종 용적 5mL에서 2개의 CELLSTAR® 6-웰 플레이트 (9.6cm2) 상에 웰당 3x105 세포의 밀로도 씨딩하였다.
이용된 네이키드 작용제는 순수 에탈올에서 독소루비친 (0.25μM) (Sigma Aldrich)이었고, 1 시간 처리 주기동안 해당 세포에 제공되었고, 37℃, 5% CO2에서 항온처리되었다.
처리 후, 이 배지를 제거하였고, 새로운 배지를 해당 세포에 추가하였다. 이들 플레이트중 하나는 37℃, 5% CO2에서 직접적으로 항온처리되었고, 상기 두 번째 플레이트는 상이한 인큐베이터에 위치시키고, 37℃, 5% CO2에서 본 발명의 펄스형 기술을 이용하여 펄스시켰다.
SDS-page에 의한 분석을 위해 처리 3시간, 6시간, 9시간, 16시간 또는 24시간 시점에 단백질 추출물을 수거하였다.
다음 Western Blot 프로토콜은 참고자료 [5]에 나와 있다.
웨스턴 블롯을 위한 단백질 추출물의 제조
1. 단백질 추출을 위해, 이들 세포를 얼음-냉각된 PBS로 두 차례 세척하였고, 그 다음 1X CompleteTM Protease Inhibitor Cocktail (Roche, Switzerland)가 보충된 NP-40 추출 완충액 (50mM Tris ph 7.5; 10% 글리세롤; 0.1% "NP-40 Alternative" (Merck Millipore, USA); 100mM NaCl; 0.2mM EDTA)에서 용해시켰다. 추출물을 초음파파쇄시키고 (20초, 20% 진폭), 단백질 농도는 BCATM Protein Assay Kit (ThermoFisher Scientific, USA)를 이용하여, 제조업자의 권장사항에 따라 측정되었다.
Western Blot 프로토콜
1. 단백질 추출물 (실험에 따라 15/20μg)을 0.1M 디티오트레이톨 (DTT) 및 1X LDS 완충액 (Invitrogen, USA)과 함께 보충하였고, NuPAGE 10% Bis-Tris 폴리아크릴아미드 겔 (Invitrogen, USA) 상에 로딩시키기 전, 10분간 95℃℃ 가열시켰다.
2. 단백질 샘플을 1X MOPS Running Buffer를 사용하여 전기영동(100V)에 의해 분리되시켰다. 단백질의 이동은 20% 메탄올이 보충된 1X Transfer Buffer에서 니트로셀룰로오스 막(Protran 0.1μm, GE Healthcare, USA)으로 12V에서 하룻밤 동안 수행되었다. 1X Transfer Buffer는 milli-Q 물의 1L 최종 부피에서144g의 글리신과 30g의 Tris-Base를 포함하는 10X Wet blot 용액에서 준비된다.
3. 막을 1차 항체(마우스 단일클론 항체 DO1)와 함께 하룻밤 동안 항온처리하기 전, PBS - 0.1% Tween20에 희석된 5% BSA에서 막을 30분 동안 차단시켰다. PBS-Tween20에서 15분 동안 세척한 후, 막을 상응하는 2차 항체(HRP 접합된 당나귀 항 마우스)와 함께 1시간 동안 항온처리하였다. HRP(Horse Radish Peroxidase)와 콘쥬게이트된 모든 이차 항체는 Jackson ImmunoResearch lab에서 구입하여, 5% BSA - PBS-Tween20에서 1:10000/1:15000 희석액(항체에 따라 다름)으로 사용했다.
항온처리가 끝나면, 해당 막을 PBS-Tween20으로 15분 동안 두 번 세척한 다음, PBS로 마지막 10분 세척했다. 화학 발광 신호는 Amersham ECL Western Blotting Detection System(Cytiva, USA)을 사용하여 HyperfilmTM ECL(Cytiva, USA)에서 감지했다.
결과
도 13을 참조하면, Western Blot에서 p53 단백질의 주요 아이소형(isoform)인 p53alpha는 본 발명의 펄스 기술로 처리된 후 상향 조절되었음을 알 수 있다. 효과는 약물을 첨가한 지 3시간 후에 관찰되었으며, 처리-후 24시간 시점에 가장 분명했다. p53의 다른 아이소형, 즉 d133p53alpha, d133p53beta 및 d160p53beta 또한, 독소루비신 처리 후 본 발명에 따른 펄스 기술의 효과 하에 더 상향조절되었다.Western Blot에서, 
를 마커로 사용하여 영향이 관찰되면 전리 방사선으로 인한 것이 아님을 확인했다. 
의 발현은 전리방사선이 존재할 때 변하며, 본 발명에 따른 펄스 기술과 대조군 부분 사이에 관찰된 변화가 없기 때문에, 본 발명의 펄스 기술은 전리 방사선을 방출하지 않는다고 결론지었다.
Ku80은 각 샘플의 동일한 농도가 각 웰에 로딩되도록 하기 위해 로딩 대조군으로 사용되었다. 동일한 농도의 Ku80은 Western Blot의 나머지 밴드를 비교할 수 있게 한다.
도 14를 참조하면, 다른 실험에서 일부 세포는 본 발명의 펄스 기술로 처리되었고, 일부 세포는 대조군으로서 독소루비신의 첨가 없이 5일 동안 본 발명의 펄스 기술을 제공받지 않았다. p53alpha 발현에서 변화는 관찰되지 않았다. 0.25μM 독소루비친을 이들 세포에게 1 시간 동안 추가하였을 때, 본 발명에 따른 펄스 기술의 효과 하에 있는 세포는 16시간 후 대조군과 비교하여 현저한 p53알파의 과잉 생산을 나타내었다.
결론적으로, 본 발명에 따른 펄스 기술로 세포를 처리하면, 다양한 p53 아이소형이 대조군과 비교하였을 때, 펄스 기술 군에서 더 많이 상향조절되기 때문에, 배지로부터 독소루비신을 흡수하는 세포의 능력이 증가한다는 분명한 증거가 있다. 펄스 기술 부분과 대조군 부분 사이에 방사선 마커 gH2AX가 변경되지 않은 채로 남아 있기 때문에, 이 효과는 전리 방사선에 의해 발생하지 않는다고 결론지을 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 항암제의 전달 증진과 펄스 기술의 직접 치료의 조합 효과는 p53 종양 유전자를 통한 복제 조절에 유익한 영향을 미치고 암 치료를 개선시킨다. 더욱이, 건강한 세포의 돌연변이되지 않은 p53에 대한 본 발명의 펄스 기술의 효과는 이들 세포의 복구를 증가시킨다.
참고자료
[1] - Gene Therapy - An Industry Coming Of Age - The Cell Culture Dish Inc. 2020 pages 1-49
[2] - Global Manufacturing of CAR T Cell Therapy - Bruce Levine et al; Molecular Therapy: Methods and Clinical Development, Vol. 4, March 207; 92-101; 2017 Novartis Pharmaceuticals Corp.
[3] Efficient Lipid-Mediated Transfection Of DNA Into Primary Rat Hepatocytes - Sheri L. Holmes et al; In Vitro Cell. Dev. Biol. 30; 347-351 - May 1995 - 1995 Society for In Vitro Biology.
[4] Novagen - User Protocol TB515 Rev. B0411JN - pages 1-4 - 293-Free Transfection Reagent (2011ⓒ EM Chemicals Inc).
[5] Bourdon et al., Genes Dev. 2005, PMID 16131611.
[6] Longo PA, Kavran JM, Kim MS, Leahy DJ. "Transient Mammalian Cell Transfection With Polyethylenimine (PEI). Methods Enzymol. 2013; 529-227-240. Doi:10.1016/B978-0-12-418687-3.00018-5.
Claims (31)
- 진핵세포에서 형질감염 효율을 개선시키는 방법에 있어서, 전술한 방법에는 다음의 단계들이 내포된, 방법:
d) 형질감염에 적합한 적어도 하나의 양친매성(amphiphilic) 구조체와 연합된 작용제가 내포된 형질감염 혼합물을 제공하는 단계;
e) 상기 형질감염 혼합물을 하나 또는 그 이상의 진핵세포로 도입시켜 형질감염 복합체를 만드는 단계;
f) 상기 형질감염 복합체를 형질감염 공정을 거치게 하여 하나 또는 그 이상의 형질감염된 세포가 형성되는 단계;
상기 방법에는 a)의 형질감염 복합체가 형성되기-전 단계 형질감염 혼합물에서, 단계 b)의 형질감염 복합체에서, 단계 c)의 형질감염 복합체에서 및/또는 단계 c)의 형질감염-후 형질감염된 세포 복합체에서 사전-결정된 주파수, 사전-결정된 펄스율, 또는 사전-결정된 파워중 임의의 것에서, 또는 이들의 임의의 조합에서 제공되는 펄스형 전자기 신호를 디렉팅하는 단계가 내포되는 것을 특징으로 한다. - 청구항 1에 있어서, 이때 상기 진핵세포는 용액에서 현탁되거나, 및/또는 기질에 흡착된, 방법.
- 전술한 항들중 임의의 한 항에 있어서 이때 상기 진핵세포는 불사화된 세포이거나, 또는 상기 세포는 인간 및/또는 동물 대상체의 조직으로부터 파생된, 방법.
- 청구항 3에 있어서, 이때 상기 진핵세포는 인간 및/또는 동물 대상체로부터 파생되며, 이들 세포는 T-세포, 림프구, 과립구 및/또는 대식세포를 포함하는, 방법.
- 전술한 항들중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 형질감염 혼합물 안에 작용제는 형질감염에 적합한 임의의 작용제, 및/또는 핵산, 약제학적 및/또는 치료요법적 작용제 또는 화합물중 임의의 것 또는 임의의 조합, 치료요법적 및/또는 약제학적 관심에 대한 작용제, 5 킬로달톤 미만의 소분자 또는 소분자 물질, 대략적으로 5 킬로달톤에 상응하는, 또는 이보다 더 큰 대분자 또는 대분자 물질, 하나 또는 그 이상의 단백질, 백신, 하나 또는 그 이상의 항체, 유기(organic) 작용제 또는 하나 또는 그 이상의 항체인, 방법.
- 전술한 항들중 임의의 한 항에 있어서, 이때 적어도 하나의 양친매성 구조체와 연합된 이 작용제는 이 양친매성 구조체 안에 함유되며, 이 작용제는 해당 양친매성 구조체와 복합체를 형성하고, 이 작용제는 해당 양친매성 구조체 안에 함유되며, 또는 이 작용제는 해당 양친매성 구조체에 결합되는, 방법.
- 전술한 항들중 임의의 한 항에 있어서 이때 상기 방법에는 상기 작용제를 상기 양친매성 구조체와 혼합시켜, 상기 형질감염 혼합물을 형성시키는 단계가 포함된, 방법.
- 전술한 항들중 임의의 한 항에 있어서, 이때 양친매성 구조체에는 적어도 하나의 리포좀 물질 또는 비히클, 적어도 하나의 페길화된 리포좀 물질 또는 비히클, 미셀, 인지질 이중층, 양이온 폴리머, 폴리에틸렌이민 (PEI)이 내포되거나, 또는 이로 구성된, 방법.
- 전술한 항들중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 작용제가 핵산일 때, 상기 핵산은 데옥시리보핵산 (DNA), 리보핵산 (RNA), DNA와 RNA의 조합, mRNA, tRNA, siRNA 또는 miRNA인, 방법.
- 전술한 항들중 임의의 한 항에 있어서 이때 상기 작용제는 하나 또는 그 이상의 발현 벡터이거나, 또는 이들중 하나 또는 그 이상의 발현 벡터가 내포된, 방법.
- 전술한 항들중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 작용제는 핵산이며, 상기 형질감염 공정으로 일과성 발현이 초래되며, 또는 이때 상기 작용제는 핵산이며, 상기 방법은 상기 형질감염 공정 후 이들 진핵세포중 하나 또는 그 이상을 단리시키는 단계, 상기 하나 또는 그 이상의 단리된 진핵세포 또는 이의 후손 세포에서 이들 작용제에 의해 인코드된 하나 또는 그 이상의 펩티드의 발현 수준을 테스트하는 단계, 그리고 이들 발현 수준에 근거하여 하나 또는 그 이상의 단리된 진핵세포 또는 후손을 선별하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 전술한 항들중 임의의 한 항에 있어서, 이때 펄스형 전자기 신호를 디렉팅하는 단계는 사전-결정된 시간 주기 동안 일어나는, 방법.
- 전술한 항들중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 펄스형 전자기 신호가 상기 형질감염 시약으로 디렉팅될 때 상기 사전-결정된 시간 주기는 대략적으로 15분이며; 및/또는 상기 펄스형 전자기 신호가 형질감염 동안, 또는 형질감염후 형질감염 혼합물로 디렉팅될 때 상기 사전-결정된 시간 주기는 대략적으로 1-4 시간인, 방법.
- 전술한 항들중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 펄스형 전자기 신호는 하나 또는 그 이상의 전자 장치에 의해 생성되며, 이때 상기 하나 또는 그 이상의 전자 장치에는 사용시 펄스형 전자기 신호를 생성시키거나 및/또는 이 장치로부터 펄스형 전자기 신호를 전달하는 전송 수단 또는 하나 또는 그 이상의 전자 전송 칩이 내포되며; 이때 각 전자 장치에는 단일 전송 수단 또는 전자 칩이 내포되며, 또는 각 전자 장치에는 임의선택적으로 다수의 전송 수단 또는 전자 칩이 내포되며, 이때 상기 전자 장치에는 다수의 전송 수단 또는 전자 전송 칩이 내포되고, 전술한 전송 수단 또는 전자 전송 칩들 각각은 서로 공간적으로 거리를 두고 배열되어, 전술한 공간적으로 이격된 거리는 상기 펄스형 전자기 신호 파장의 대략 절반에 대등하며; 또는 이때 상기 전자 장치에는 전술한 장치의 표면 또는 사용시 상기 전자 장치에 배치되는 하나 또는 그 이상의 품목의 표면 105 ~ 115 cm2 마다 전송 수단 또는 전자 전송 칩이 내포되고, 또는 이때 상기 전자 장치에는 6개의 전송 수단 또는 전자 전송 칩이 내포되며, 전술한 칩들은 이 장치에서 서로 공간적 거리를 두고 배치되어, 하나의 전송 수단 또는 전자 전송 칩은 24-웰 플레이트가 사용지 위치하는 전술한 전자 장치 상에 있거나, 또는 이에 대해 배지될 때, 이 플레이트의 웰중 4개 웰로 디렉팅되는, 방법.
- 전술한 항들중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 전송 수단과 사용시 펄스 전자기 신호를 수신하는 하나 또는 그 이상의 품목 간의 거리는 대략적으로 25cm 또는 그 미만, 대략적으로 20cm 또는 그 미만, 대략적으로 15cm 또는 그 미만, 대략적으로 10cm 또는 그 미만, 대략적으로 5cm 또는 그 미만, 또는 1cm 또는 그 미만에 대략적으로 대등한, 방법.
- 전술한 항들중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 펄스형 전자기 신호의 사전-결정된 주파수는 대략적으로 2.4GHz +/- 50MHz이며, 대략적으로 2.2-2.6GHz 사이이며, 대략적으로 2.4GHz +/- 50MHz이거나, 또는 대략적으로 2.45 GHz +/-50MHz이며, 이때 상기 펄스형 전자기 신호의 사전-결정된 펄스율은 대략적으로 50Hz 또는 그 미만이거나, 대략적으로 25Hz 또는 그 미만, 대략적으로 15Hz 또는 그 미만이거나 및/또는 2% 미만의 , 및/또는 이때 상기 펄스형 전자기 신호의 각 펄스는 대략적으로 1ms-20ms 동안 지속되거나, 또는 대략적으로 1ms이며, 임의선택적으로 이때 상기 펄스형 전자기 신호의 각 펄스 간에 휴지 주기는 대략적으로 66ms 또는 그 미만으로 지속되며, 및/또는 이때 각 전송 수단 또는 전자 전송 칩에 의해 제공되는 사전-결정된 파워는 대략적으로 +2dBm ~ +4dBm, 대략적으로 1mW, 대략적으로 2mW 또는 대략적으로 2.5119mW이며; 및/또는 이때 상기 펄스형 전자기 신호는 0.45 ~ 0.55의 Gaussian Frequency Shift Keying(GFSK)를 이용하여 전송되는, 방법.
- 전술한 항들중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 펄스형 전자기 신호의 사전-결정된 주파수는 2.4GHz +/- 50MHz 또는 2.45GHz +/- 50MHz이며, 이때 상기 사전-결정된 펄스율은 15Hz 또는 그 미만이거나, 및/또는 2% 미만의 듀티 사이클을 가지며, 이때 상기 사전-결정된 파워는 +2dBm ~ +4dBm, 대략적으로 1mW, 대략적으로 2mW 또는 대략적으로 2.5119mW이며, 그리고 임의선택적으로 이때 상기 작용제는 핵산이거나, 또는 상기 작용제에는 핵산이 내포된, 방법.
- 청구항 14에 있어서, 이때 상기 하나 또는 그 이상의 전자 장치에는 상기 전자 장치 및/또는 전송 수단의 작동 및/또는 하나 또는 그 이상의 매개변수를 제어하는 제어 수단, 사용시 상기 하나 또는 그 이상의 장치에 전력 공급을 위한 전력 공급 수단, 하나 또는 그 이상의 회로 보드, 여기에 데이터를 저장하는 메모리 수단, 사용자가 해당 장치의 작동, 하나 또는 그 이상의 조건 및/또는 하나 또는 그 이상의 매개변수를 선택할 수 있도록 사용자 선택 수단, 또는 하나 또는 그 이상의 설정을 표시하는, 또는 설정에 대한 옵션을 표시하는 디스플레이 수단중 임의의 것, 또는 임의의 조합이 내포된, 방법.
- 청구항 18에 있어서, 이때 사용자가 선택할 수 있는 해당 장치의 하나 또는 그 이상의 조건 또는 매개변수에는 신호 주파수, 신호 강도, 신호 또는 전송 파워, 각 펄스의 기간, 또는 신호 펄스 간의 휴지 주기, 펄스형 전자기 신호의 신호 펄스율중 임의의 것 또는 임의의 조합이 내포된, 방법.
- 진핵 세포에서 형질감염 효율을 개선시키는 장치에 있어서, 장치 전술한 장치에는 하우징, 사용시 사전-결정된 주파수, 사전-결정된 펄스율, 또는 사전-결정된 파워중 임의의 것 또는 임의의 조합에서 제공되는 펄스형 전자기 신호를 전송하도록 정렬된 전술한 하우징에 위치한 전송 수단, 사용시 적어도 상기 전송 수단의 작동을 제어하는 제어 수단, 그리고 사용시 상기 전송 수단 및/또는 제어 수단에 전력을 제공하는 전력 공급 수단이 내포된, 장치.
- 청구항 20에 있어서, 이때 상기 장치는 하나 또는 그 이상의 전송 수단 또는 전자 전송 칩, 또는 두 개 또는 그 이상의 전송 수단 또는 전자 전송 칩을 포함하는, 장치.
- 청구항 20 또는 청구항 21에 있어서, 이때 상기 장치는 전술한 장치의 하우징 표면 105 ~ 115 cm2당, 또는 사용시 이 장치에 위치될 하나 또는 그 이상의 품목의 표면 당 적어도 하나의 전송 수단 또는 전자 전송 칩을 포함하는, 장치.
- 청구항 20 ~ 22중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 장치에는 다수의 전송 수단 또는 전자 전송 칩이 내포되며, 전술한 전송 수단 또는 전자 전송 칩은 상기 펄스형 전자기 신호의 파장의 대략 절반에 대등하는 거리로 공간적으로 이격되도록 배열된, 장치.
- 청구항 20 ~ 23중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 펄스형 전자기 신호의 사전-결정된 주파수는 대략적으로 2.2-2.6GHz이며, 대략적으로 2.4GHz +/- 50MHz이거나, 또는 대략적으로 2.45 GHz +/- 50MHz이며, 및/또는 이때 상기 펄스형 전자기 신호의 사전-결정된 펄스율은 대략적으로 50Hz 또는 그 미만, 대략적으로 25Hz 또는 그 미만, 대략적으로 15Hz 또는 그 미만이고, 및/또는 2% 미만의 듀티 사이클을 갖고, 및/또는 이때 상기 펄스형 전자기 신호의 각 펄스는 대략적으로 1ms-20ms 동안 지속되거나, 또는 대략적으로 1ms 지속되며, 및/또는 이때 상기 펄스형 전자기 신호의 각 펄스간의 휴지 주기는 대략적으로 66ms 또는 그 미만 동안 지속되며, 및/또는 이때 전술한 펄스형 전자기 신호를 전송하는 각 전송 수단에 의해 제공되는 사전-결정된 파워는 대략적으로 +2dBm ~ +4dBm, 대략적으로 1mW, 대략적으로 2mW 또는 대략적으로 2.5119mW이며, 및/또는 이때 상기 펄스형 전자기 신호는 0.45 ~ 0.55의 Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK)를 이용하여 전송되는, 장치.
- 상기 장치 청구항 20 ~ 24중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 펄스형 전자기 신호의 사전-결정된 주파수는 2.2-2.6GHz, 2.4 GHz +/- 50MHz 또는 2.45GHz +/-50MHz이며, 이때 상기 사전-결정된 펄스율은 대략적으로 15Hz 또는 그 미만이며, 및/또는 2% 미만의 듀티 사이클을 갖고, 그리고 이때 각 전송 수단의 사전-결정된 파워는 +2dBm ~ +4dBm, 대략적으로 1mW, 대략적으로 2mW 또는 대략적으로 2.5119mW인, 장치.
- 청구항 20 ~ 25중 임의의 한 항에 있어서, 이때 사용 시 사용자에게 및/또는 인접하여 직접적으로 또는 간접적으로 이 장치의 탈착식 부착을 허용하기 위해 부착 수단이 제공되는, 장치.
- 청구항 26에 있어서, 이때 상기 부착 수단에는 스트랩, 타이, 목걸이, 펜던트, 벨트, 팔찌, 클립, 열쇠고리, 랜야드(lanyards), VELCRO®(후크 및 루프 고정), 프레스 스터드(press studs), 버튼, 버튼 홀, 접착제, 석고, 봉합사, 클립, 및/또는 생체- 적합성 접착제중 임의의 것 또는 이들의 임의의 조합이 내포된, 장치.
- 청구항 20 ~ 27중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 하우징은 외부 케이스를 포함하고, 이때 상기 장치의 외부 케이스는 이 장치를 사람의 신체로 이식하도록 하는, 또는 사용시 피부 아래 둘 수 있도록 허용되는 재료로 코팅되거나, 및/또는 형성된, 장치.
- 청구항 20~28중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 장치에는 사용시 하나 또는 그 이상의 진핵세포 또는 사람에게 형질감염되는 형질감염 혼합물을 유지 또는 함유하기 위한 적어도 하나의 보유 수단 또는 저장소가 제공되는, 장치.
- 청구항 29에 있어서, 이때 상기 보유 수단 또는 저장소는 사용시 형질감염될 사람의 피부 또는 하나 또는 그 이상의 진핵세포 상에 위치되거나, 또는 이에 인접하게 위치될 수 있도록 해당 장치 상에 배열되며, 상기 펄스형 전자기 신호는 사용시 작용제의 흡수 및/또는 형질감염의 개선을 도울 수 있도록 인간의 신체 및/또는 진핵 세포의 하나 또는 그 이상의 부위로 디렉팅되는, 장치.
- 청구항 1-19중 임의의 한 항에 따른 방법에 따라 만들어진 세포 또는 이의 자손.
Applications Claiming Priority (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB2004412.9 | 2020-03-26 | ||
| GBGB2004411.1A GB202004411D0 (en) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | Apparatus and method for the application of electromagnetic signals for anti-viral transdermal and/or treatment of a medical condition |
| GB2004411.1 | 2020-03-26 | ||
| GBGB2004412.9A GB202004412D0 (en) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | Method and apparatus for improvements to gene therapy |
| GBGB2009297.9A GB202009297D0 (en) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | Method and apparatus for improvements to gene therapy |
| GB2009296.1 | 2020-06-18 | ||
| GB2009297.9 | 2020-06-18 | ||
| GBGB2009296.1A GB202009296D0 (en) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | Apparatus and method for the application of electromagnetic signals for anti-viral, transdermal and/or direct treatment of a medical condition |
| PCT/GB2021/050737 WO2021191624A1 (en) | 2020-03-26 | 2021-03-25 | Apparatus for improved transfection efficiency and/or protein expression and method of use thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220157941A true KR20220157941A (ko) | 2022-11-29 |
Family
ID=75377829
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020227028977A KR20220157941A (ko) | 2020-03-26 | 2021-03-25 | 형질감염 효율의 개선 및/또는 단백질 발현 개선용 장치 및 이를 이용하는 방법 |
| KR1020227028982A KR20220157375A (ko) | 2020-03-26 | 2021-03-25 | 형질감염 효율 및/또는 진핵세포로 작용제의 세포내 전달 효율의 개선 및/또는 단백질 발현 개선용 장치 및 이를 이용하는 방법 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020227028982A KR20220157375A (ko) | 2020-03-26 | 2021-03-25 | 형질감염 효율 및/또는 진핵세포로 작용제의 세포내 전달 효율의 개선 및/또는 단백질 발현 개선용 장치 및 이를 이용하는 방법 |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20230159954A1 (ko) |
| EP (2) | EP4058135A1 (ko) |
| JP (2) | JP2023519316A (ko) |
| KR (2) | KR20220157941A (ko) |
| CN (2) | CN115315291A (ko) |
| AU (2) | AU2021245088A1 (ko) |
| BR (2) | BR112022017417A2 (ko) |
| CA (2) | CA3163155A1 (ko) |
| CL (2) | CL2022002575A1 (ko) |
| GB (2) | GB2606943A (ko) |
| IL (2) | IL296674A (ko) |
| MX (2) | MX2022009916A (ko) |
| WO (2) | WO2021191623A1 (ko) |
| ZA (2) | ZA202210031B (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024025825A1 (en) * | 2022-07-25 | 2024-02-01 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | Bioreactor systems and methods for electrically stimulating cells |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6152882A (en) * | 1999-01-26 | 2000-11-28 | Impulse Dynamics N.V. | Apparatus and method for chronic measurement of monophasic action potentials |
| US10947526B2 (en) * | 2014-07-03 | 2021-03-16 | Massachusetts Institute Of Technology | Microfluidic assay for rapid optimization of cell electroporation |
| US11547848B2 (en) * | 2018-06-21 | 2023-01-10 | Regenesis Biomedical, Inc. | High-power pulsed electromagnetic field applicator systems |
-
2021
- 2021-03-25 WO PCT/GB2021/050736 patent/WO2021191623A1/en active Application Filing
- 2021-03-25 AU AU2021245088A patent/AU2021245088A1/en active Pending
- 2021-03-25 WO PCT/GB2021/050737 patent/WO2021191624A1/en active Application Filing
- 2021-03-25 US US17/912,932 patent/US20230159954A1/en active Pending
- 2021-03-25 GB GB2210609.0A patent/GB2606943A/en active Pending
- 2021-03-25 CA CA3163155A patent/CA3163155A1/en active Pending
- 2021-03-25 KR KR1020227028977A patent/KR20220157941A/ko active Search and Examination
- 2021-03-25 AU AU2021242028A patent/AU2021242028A1/en active Pending
- 2021-03-25 CA CA3163153A patent/CA3163153A1/en active Pending
- 2021-03-25 CN CN202180023774.4A patent/CN115315291A/zh active Pending
- 2021-03-25 MX MX2022009916A patent/MX2022009916A/es unknown
- 2021-03-25 EP EP21717160.2A patent/EP4058135A1/en active Pending
- 2021-03-25 IL IL296674A patent/IL296674A/en unknown
- 2021-03-25 JP JP2022558184A patent/JP2023519316A/ja active Pending
- 2021-03-25 KR KR1020227028982A patent/KR20220157375A/ko unknown
- 2021-03-25 CN CN202180023758.5A patent/CN115361996A/zh active Pending
- 2021-03-25 JP JP2022558185A patent/JP2023519317A/ja active Pending
- 2021-03-25 GB GB2210608.2A patent/GB2606942A/en active Pending
- 2021-03-25 BR BR112022017417A patent/BR112022017417A2/pt unknown
- 2021-03-25 US US17/912,928 patent/US20230151386A1/en active Pending
- 2021-03-25 IL IL296677A patent/IL296677A/en unknown
- 2021-03-25 EP EP21716525.7A patent/EP4058134A1/en active Pending
- 2021-03-25 MX MX2022009917A patent/MX2022009917A/es unknown
- 2021-03-25 BR BR112022017859A patent/BR112022017859A2/pt unknown
-
2022
- 2022-09-08 ZA ZA2022/10031A patent/ZA202210031B/en unknown
- 2022-09-08 ZA ZA2022/10033A patent/ZA202210033B/en unknown
- 2022-09-22 CL CL2022002575A patent/CL2022002575A1/es unknown
- 2022-09-22 CL CL2022002577A patent/CL2022002577A1/es unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CL2022002575A1 (es) | 2023-04-21 |
| AU2021242028A1 (en) | 2022-07-14 |
| CL2022002577A1 (es) | 2023-07-07 |
| MX2022009917A (es) | 2022-09-09 |
| ZA202210033B (en) | 2023-04-26 |
| ZA202210031B (en) | 2023-04-26 |
| BR112022017859A2 (pt) | 2023-02-28 |
| GB2606943A (en) | 2022-11-23 |
| EP4058134A1 (en) | 2022-09-21 |
| GB2606942A (en) | 2022-11-23 |
| AU2021245088A1 (en) | 2022-07-14 |
| CN115315291A (zh) | 2022-11-08 |
| GB202210609D0 (en) | 2022-08-31 |
| JP2023519317A (ja) | 2023-05-10 |
| WO2021191624A1 (en) | 2021-09-30 |
| JP2023519316A (ja) | 2023-05-10 |
| CA3163153A1 (en) | 2021-09-30 |
| KR20220157375A (ko) | 2022-11-29 |
| GB202210608D0 (en) | 2022-08-31 |
| EP4058135A1 (en) | 2022-09-21 |
| CN115361996A (zh) | 2022-11-18 |
| BR112022017417A2 (pt) | 2022-11-22 |
| US20230159954A1 (en) | 2023-05-25 |
| CA3163155A1 (en) | 2021-09-30 |
| MX2022009916A (es) | 2022-09-09 |
| IL296677A (en) | 2022-11-01 |
| US20230151386A1 (en) | 2023-05-18 |
| IL296674A (en) | 2022-11-01 |
| WO2021191623A1 (en) | 2021-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jelonek et al. | The influence of ionizing radiation on exosome composition, secretion and intercellular communication | |
| Zheng et al. | Near-infrared light triggered upconversion optogenetic nanosystem for cancer therapy | |
| Somiya et al. | Real-time luminescence assay for cytoplasmic cargo delivery of extracellular vesicles | |
| Shah et al. | Photo-triggerable hydrogel–nanoparticle hybrid scaffolds for remotely controlled drug delivery | |
| US10279190B2 (en) | Treating disease with resonance generating electromagnetic fields | |
| He et al. | mRNA-activated multifunctional DNAzyme nanotweezer for intracellular mRNA sensing and gene therapy | |
| KR20220157941A (ko) | 형질감염 효율의 개선 및/또는 단백질 발현 개선용 장치 및 이를 이용하는 방법 | |
| US9315808B2 (en) | Cell-specifically effective molecules on the basis of siRNA and application kits for the production thereof and use thereof | |
| Liu et al. | Bulk electroporation for intracellular delivery directly driven by mechanical stimulus | |
| Takafuji et al. | Factors influencing the surface modification of mesenchymal stem cells with fluorescein-pegylated lipids | |
| CA2793521A1 (en) | Use of antisense gli1 for reducing the dosage of a therapeutic compound to treat needed to treat a cancer | |
| Yabushita et al. | Effects of electrochemotherapy on CaSki cells derived from a cervical squamous cell carcinoma | |
| CN110215448A (zh) | 一种含有转运蛋白抑制剂的药物、药物组合物及用途 | |
| Chen et al. | Augmentation of transgenic expression by ultrasound‑mediated liposome microbubble destruction | |
| Silbaugh et al. | Enhancing electroporation-induced liposomal drug release in suspension and solid phases | |
| Gong et al. | Scaling up of a Self‐Confined Catalytic Hybridization Circuit for Robust microRNA Imaging | |
| JPWO2021191624A5 (ko) | ||
| US20240181096A1 (en) | Method for loading immunocompetent cells with nanoparticles and/or a cytotoxic substance and immunocompetent cells for use in theranostic treatment | |
| Piperno-Neumann et al. | Transfer into a mesothelioma cell line of tumor suppressor gene p16 by cholesterol-based cationic lipids | |
| Wu | Implicated Role of Endocytosis in the Internalization and Intracellular Transport of Plasmid DNA During Electric Field-Mediated Gene Delivery | |
| EP4284396A1 (en) | Genetically engineered electrically-stimulated effector cells for in situ synthesis of proteins | |
| JPWO2021191623A5 (ko) | ||
| Anderson | Ultrasound Transfection A Gene Transfer Assay for Increased Cell Permeability without Impacting Cell Viability | |
| Gene | Selective Killing of Glioma Cell Lines Using an | |
| Hohenwarter | Distribution of RNAs via the exosomal pathway |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |