KR20230085222A - Sod-1 발현을 조절하기 위한 조성물 - Google Patents

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KR20230085222A
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에릭 이. 스웨이즈
트레이시 콜
홀리 코르다시에비치
수잔 엠. 프레이어
토마스 피. 콘돈
에드워드 완세비치
트리샤 록하트
티모시 비커스
프리얌 싱
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바이오젠 엠에이 인코포레이티드
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Abstract

SOD-1 mRNA 및 단백질 발현을 감소시키기 위한 안티센스 화합물 및 방법이 본원에 개시된다. 당해 방법, 화합물, 및 조성물은 SOD-1 연관된 질환, 장애, 및 병태를 치료, 예방 또는 완화하는데 유용하다. 당해 SOD-1 연관된 질환은 근위축성 경화증 (ALS)를 포함한다.

Description

SOD-1 발현을 조절하기 위한 조성물{COMPOSITIONS FOR MODULATING SOD-1 EXPRESSION}
서열 목록
서열 목록 본원은 전자 형태의 서열목록과 함께 출원되었다. 서열목록은 그 크기가 320 Kb인 파일명 BIOL0240WOSEQ_ST25.pdf (2015년 3월 30일에 만들어짐)로서 제공되어 있다. 서열목록의 전자 형태의 정보는 본원에 그 전체가 참고로 편입되어 있다.
분야
동물에서 과산화물제거효소(superoxide dismutase) 1, 가용성 (SOD-1) mRNA 및 단백질의 발현을 감소시키기 위한 방법, 화합물, 및 조성물이 본원에서 제공된다. 그러한 방법은, 동물에서 SOD-1의 발현을 억제함으로써, 근위축성 측색 경화증 (ALS)를 포함하는 신경퇴행성 질환을 치료, 예방, 또는 완화하는데 유용하다.
가용성 SOD-1 효소 (또한 Cu/Zn 과산화물제거효소로도 알려짐)은, 초과산화물의 과산화수소 (H2O2)로의 불균화(dismutation)를 촉진시킴으로써 생체분자의 산화적 손상에 대한 방어를 제공하는, 과산화물제거효소 중 하나이다 (Fridovich, Annu. Rev. Biochem., 1995, 64, 97-112). 초과산화물 음이온 (O2-)은 미토콘드리아 내의 산화적 인산화의 오류에 의하여 주로 생성되는, 잠재적으로 유해한 세포성 부산물이다 (Turrens, J. Physiol. 2003, 552, 335-344)
SOD-1 유전자 내의 돌연변이는, 근위축성 측색 경화증 (ALS, 또한 루게릭(Lou Gehrig) 질환으로도 알려짐)의 우성유전 형태와 연관되며, 이 장애는 상부 및 하부 운동 뉴런의 선택적 퇴행에 의하여 특징화된다 (Rowland, N. Engl. J. Med. 2001, 344, 1688-1700). SOD1 유전자 내의 가족성 ALS 및 미스센스 돌연변이 간의 긴밀한 유전적 연결이 있다 (Rosen, Nature, 1993, 362, 59-62). 돌연변이체 SOD1의 독성은, 활성 효소 (핵 내의 기능 상실), 즉 ALS 발병에 수반될 수 있는 과정으로부터 핵 보호를 감소시키는 초기 미스폴딩 (기능의 증가)로부터 야기되는 것으로 알려져 있다. Mol. Genet. 2007, 16, 1604-1618).
ALS는 임의의 시점에서, 약 30,000명의 미국인에게 영향을 미치는 파괴적인 진행성 신경퇴행성 질환이다. ALS 내의 운동 뉴런의 진행성 퇴행은 결국 사망을 야기한다. 운동 뉴런이 사멸할 경우, 근육 운동을 개시 및 조절하는 뇌의 기능은 상실된다. 수의근 작용이 계속 영향을 받으면서, 상기 질환의 말기 환자는 완전히 마비될 수 있다.
현재, 그러한 신경퇴행성 질환을 치료하기 위한 수용가능한 선택사항에 대한 부족하다. 따라서, 본원에서는 그러한 질환에 치료 방법을 제공하기 위한 목적이 존재한다.
요약
과산화물제거효소 1, 가용성 (SOD-1) mRNA 및 단백질의 발현을 조절하기 위한 방법, 화합물, 및 조성물이 본원에서 제공된다. 특정 구현예에서, SOD-1 mRNA 및 단백질의 발현을 조절하기 위한 화합물은 안티센스 화합물이다. 특정 구현예에서, 안티센스 화합물은 변형된 올리고뉴클레오티드이다.
특정 구현예에서, 조절은 세포 또는 조직에서 발생할 수 있다. 특정 구현예에서, 상기 세포 또는 조직은 동물 내의 것이다. 특정 구현예에서, 동물은 인간이다. 특정 구현예에서, SOD-1 mRNA 수준은 감소된다. 특정 구현예에서, SOD-1 단백질 수준은 감소된다. 그러한 감소는 시간-의존적 방식 또는 투여량-의존적 방식으로 발생할 수 있다.
질환, 장애, 및 병태를 예방, 치료, 및 완화하는데 유용한 방법, 화합물, 및 조성물이 또한 제공된다. 특정 구현예에서, 그러한 SOD-1 연관된 질환, 장애, 및 병태는 신경퇴행성 질환이다. 특정 구현예에서, 그러한 신경퇴행성 질환, 장애, 및 병태는 근위축성 측색 경화증 (ALS)를 포함한다.
그러한 질환, 장애, 및 병태는 하나 이상의 위험인자, 원인 또는 결과를 공통적으로 가질 수 있다. ALS의 발달에 대한 특정 위험 인자 및 원인은 노화, 개인 또는 가족력, 또는 유전적 소인을 포함한다. 그러나, ALS 사례의 다수는 산발적이고, 위험 인자가 알려지지 않았다. ALS의 발병과 연관된 특정 증상 및 결과는 비제한적으로 하기를 포함한다: 연축, 경련, 근육의 수축 및 경직 (강직(spasticity)), 팔 또는 다리에 영향을 미치는 근육 약화, 불분명하고 비성인 언어능력, 보행의 어려움, 저작 또는 삼킴의 어려움 (연하곤란(dysphagia)), 단어 말하기 또는 형성의 어려움(구음장애(dysarthria)), 약화 또는 위축, 강직, 과잉 반사 (반사항진증(hyperreflexia)), 및 바빈스키 신호의 존재. ALS의 과정으로서, 하기를 포함하는 증상 및 결과가 발생할 수 있다: 사지의 약화 (아마도 수축, 근육 경련, 및 과잉 및 속화된 반사를 동반함); 저작, 삼킴, 및 호흡 관련 문제; 유연(drooling), 궁극적으로는 마비; 및 사망.
특정 구현예에서, 치료 방법은 SOD-1 안티센스 화합물을 이를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함한다. 특정 구현예에서, 치료 방법은 SOD-1 변형된 올리고뉴클레오티드를 이를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함한다.
전술된 일반적인 설명 및 하기 상세한 설명 모두는 단지 예시적이고 설명적인 것이며, 청구될 때 본 발명을 제한하지 않음이 이해되어야 한다. 본원에서, 단수의 사용은 달리 구체적으로 언급되지 않으면 복수를 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, "또는"의 사용은 달리 언급되지 않으면 "및/또는"를 의미한다. 또한, 본원에서 사용된 바와 같이, "및"의 사용은 다른 식으로 명시되지 않는 한, "및/또는"을 의미한다. 더욱이, 용어 "포함하는" 뿐만 아니라 다른 형태, 예컨대 "포함한다" 및 "포함된"의 사용은 제한적인 것이 아니다. 또한, 용어들 예컨대 "요소" 또는 "성분"은, 달리 구체적으로 언급되지 않으면 하나의 단위를 포함하는 요소 및 성분 둘 모두 및 1 초과의 하부단위를 포함하는 요소 및 성분을 포함한다. 또한, 본원에 기술된 모든 서열은, 달리 기술되지 않으면, 5’ 내지 3’으로 열거된다.
본원에 사용된 섹션 제목은 단지 조직상의 목적을 위한 것이며 기재된 요지를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 허용되는 경우에, 모든 특허, 특허출원, 공개된 특허출원 및 다른 저널 출판물을 포함하여 (단, 이들로 제한되지는 않는다) 본 출원에서 인용된 모든 문서, 또는 문서의 일부분, 유전자 은행 (GENBANK) 수탁 번호 및 국립 바이오테크롤로지 정보 센터 (NCBI) 및 본 명세서에서 전체적으로 언급된 다른 데이터와 같은 데이터베이스를 통해 수득될 수 있는 관련된 서열 정보는 그 전체로, 또한 본원에서 거론된 문서의 일부분에 대한 참고로 포함된다.
정의
구체적인 정의가 제공되지 않는 한, 본 명세서에 기술된 분석 화학, 합성 유기 화학, 및 의학 및 약제학적 화학과 관련하여 이용된 명명법, 및 이의 절차 및 기술은 본 기술분야에서 잘 알려지고 통상적으로 사용되는 것들이다. 표준 기술 화학적 합성, 및 화학적 분석을 위해 사용될 수 있다.
달리 지적되지 않으면, 하기 용어들은 하기 의미를 갖는다:
"2’-데옥시뉴클레오시드” (또한 2’-데옥시리보뉴클레오시드)는 자연 발생 데옥시리보뉴클레오시드 (DNA)에서 발견되는 바와 같이, 2'-H 푸라노실 당 모이어티를 포함하는 뉴클레오시드를 의미한다. 특정 구현예에서, 2'-데옥시뉴클레오시드는 변형된 핵염기를 포함할 수 있거나 RNA 핵염기 (예를 들면, 우라실)를 포함할 수 있다.
"2’-데옥시리보오스 당”은 자연 발생 데옥시리보뉴클레오시드 (DNA)에서 발견되는 바와 같이, 2'-H 푸라노실 당 모이어티를 의미한다.
“2'-O-메톡시에틸" (또한 2'-MOE 및 2'- OCH2CH2-OCH3 및 MOE 및 2’-O-메톡시에틸리보오스)은 푸라노스 환의 2' 위치의 O-메톡시에틸 변형을 나타낸다. 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당은 변형된 당이다.
"2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 뉴클레오시드" (또한 2'-MOE 뉴클레오시드)는 2'-MOE-메톡시에틸 변형된 당 모이어티를 포함하는 뉴클레오시드를 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, "2'-치환된 뉴클레오시드"는 H 또는 OH 이외의 푸라노스 환의 2' 위치에서 치환체를 포함하는 뉴클레오시드를 의미한다. 특정 구현예에서, 2' 치환된 뉴클레오시드는 이환식 당 변형을 갖은 뉴클레오시드를 포함한다.
"5-메틸시토신"은 5' 위치에 부착된 메틸 기에 의해서 변형된 시토신을 의미한다. 5-메틸시토신은 변형된 핵염기이다.
"약"은 값의 ±10% 이내인 것을 의미한다. 예를 들어, "화합물은 SOD-1 억제의 적어도 약 50%만큼 영향을 미칠 수 있다"라고 언급된 경우에, 이것은 SOD-1 수준이 45% 및 55% 범위 내로 억제될 수 있음을 시사한다. "수반하여 투여된다"는 둘 다의 약물학적 효과가 환자에게서 동시에 나타나도록 하는 임의의 방식으로의 두 가지 약제학적 제제의 공동-투여를 나타낸다. 수반되는 투여는 두 가지 약제학적 제제를 단일 약제학적 조성물로, 단일 투약형으로, 또는 동일한 투여 경로에 의해서 투여할 것을 필요로 하지 않는다. 두 가지 약제학적 제제의 효과는 그들 자체가 동시에 나타날 필요는 없다. 효과는 일정 기간 동안 단지 중첩될 필요는 있고 동일한 시(공)간에 걸칠 필요는 없다.
"투여하는"은 약제학적 제제를 동물에게 제공하는 것을 의미하며, 의료 전문가에 의한 투여 및 자가-투여를 포함하지만 이들로 제한되지는 않는다.
"완화"는 병태 또는 질환의 중증도의 적어도 하나의 지표를 감경, 둔화, 정지, 또는 반전시키는 것을 의미한다. 지표의 중증도는 본 기술분야에서 숙련된 전문가에게 공지되어 있는 주관적 또는 객관적 척도에 의해서 결정될 수 있다.
"동물"은 마우스, 래트, 토끼, 개, 고양이, 돼지, 및 원숭이 및 침팬지를 포함한 (단, 이들로 제한되지는 않는다) 비-인간 영장류를 포함하는 (단, 이들로 제한되지는 않는다) 인간 또는 비-인간 동물을 나타낸다.
"항체"는 일부 경우에서 항원과 특이적으로 반응함으로써 특징화되는 분자를 지칭하며, 여기서 항체 및 항원은 각각 다른 용어에서 정의된다. 항체는 완전한 항체 분자 또는 이의 임의의 단편 또는 영역, 예컨대 중쇄, 경쇄, Fab 영역, 및 Fc 영역을 지칭할 수 있다.
"안티센스 활성"은 안티센스 화합물의 이의 표적 핵산에 대한 혼성화에 기인할 수 있는 임의의 검출 가능하거나 측정 가능한 활성을 의미한다. 특정 구현예에서, 안티센스 활성은 표적 핵산 또는 이러한 표적 핵산에 의해서 암호화된 단백질의 양 또는 발현의 감소이다.
"안티센스 화합물"은 수소 결합을 통해서 표적 핵산에 대한 혼성화를 겪을 수 있는 올리고머 화합물을 의미한다. 안티센스 화합물의 예시는 단일 가닥 및 이중 가닥 화합물, 예컨대 안티센스 올리고뉴클레오티드, siRNA, shRNA, ssRNA, 및 점유도-기반 화합물을 포함한다.
"안티센스 억제"는 안티센스 화합물의 부재 하에서의 표적 핵산 수준 또는 표적 단백질 수준에 비해, 표적 핵산에 대해 상보적인 안티센스 화합물의 존재 하에서의 표적 핵산 수준 또는 표적 단백질 수준의 감소를 의미한다.
"안티센스 기전"은 표적 핵산을 갖는 화합물의 혼성화를 포함하는 모든 기전이며, 여기서 상기 혼성화의 결과 또는 효과는 예를 들어 전사 또는 스플라이싱을 포함하는 세포 기작의 수반된 스톨링(stalling)을 갖는 표적 저하 또는 표적 점유이다.
"안티센스 올리고뉴클레오티드"는 표적 핵산의 상응하는 분절에 대한 혼성화를 허용하는 핵염기 서열을 갖는 단일-가닥 올리고뉴클레오티드를 의미한다.
"염기 상보성"은 표적 핵산 (즉, 혼성화)에서의 상응하는 핵염기를 갖는 올리고뉴클레오티드의 핵염기의 정확한 염기 짝짓기에 대한 능력을 지칭하며, 이는 상응하는 핵염기 사이의 왓슨-크릭, 후그스텐 또는 역방향 후그스텐 수소 결합에 의하여 매개된다.
"이환식 당"은 두 개의 원자의 가교화 (bridging)에 의해서 변형된 푸라노스 환을 의미한다. 이환식 당은 변형된 당이다.
"이환식 핵산" 또는 "BNA"는 뉴클레오시드 또는 뉴클레오티드를 나타내며, 여기에서 뉴클레오시드 또는 뉴클레오티드의 푸라노스 부분은 푸라노스 환 상의 두 개의 탄소 원자를 연결하는 가교를 포함하여 이환식 환계를 형성한다.
"캡 (cap) 구조" 또는 "말단 캡 모이어티"는 안티센스 화합물의 임의의 하나의 말단에 포함된 화학적 변형을 의미한다.
"cEt" 또는 "제한된 에틸” 또는 “cEt 변형된 당”은 4'-탄소 및 2' 탄소를 연결하는 가교를 포함하는 당 모이어티를 갖는 이환식 뉴클레오시드를 의미하며, 이때 상기 가교는 하기 화학식을 갖는다: 4’-CH(CH3)-O-2’. cEt 변형된 당은 변형된 당이다.
"cEt 변형된 뉴클레오시드"는 4'-탄소 및 2' 탄소를 연결하는 가교를 포함하는 당 모이어티를 갖는 이환식 뉴클레오시드를 의미하며, 이때 상기 가교는 하기 화학식을 갖는다: 4’-CH(CH3)-O-2’. cEt 변형된 당은 변형된 당이다.
"화학적으로 구분되는 영역"은 특정 점에서 동일한 안티센스 화합물의 또 다른 영역과 화학적으로 상이한 안티센스 화합물의 영역을 나타낸다. 예를 들어, 2'-O-메톡시에틸 뉴클레오시드를 갖는 영역은 2'-O-메톡시에틸 변형이 없는 뉴클레오시드를 갖는 영역과 화학적으로 구분된다.
"키메라 안티센스 화합물"은 적어도 두 개의 화학적으로 구분되는 영역을 갖고, 각 위치는 다수의 하부단위를 갖는 안티센스 화합물을 의미한다.
"공동-투여"는 개체에게 두 개 이상의 약제학적 제제를 투여하는 것을 의미한다. 두 개 또는 그 이상의 약제학적 제제는 단일 약제학적 조성물 내에 존재할 수 있거나, 별개의 약제학적 조성물 내에 존재할 수 있다. 두 개 또는 그 이상의 약제학적 제제 각각은 동일하거나 상이한 투여 경로를 통해서 투여될 수 있다. 공동-투여는 병행 또는 순차적 투여를 포함한다.
"상보성"은 제1 핵산과 제2 핵산의 핵염기 사이의 짝짓기 능력을 의미한다.
본 명세서 전체에서, "포함하다" 또는 이것의 변형인 "포함하는" 등의 용어는 언급된 요소, 정수 또는 단계, 또는 요소들, 정수들 또는 단계들의 집합들을 포함한다는 뜻이나, 그 밖의 다른 요소, 정수, 또는 단계, 또는 요소들, 정수들 또는 단계들의 집합들이 배제된다는 뜻이 아님이 이해될 것이다.
"인접 핵염기"는 서로에 대해 바로 인접한 핵염기를 의미한다.
"설계" 또는 "~하도록 설계된"은 선택된 핵산 분자와 특이적으로 혼성화하는 올리고머 화합물을 설계하는 과정을 지칭한다.
"희석제"는 약물학적 활성을 결여하고 있지만, 약제학적으로 필요하거나 바람직한 조성물 내의 성분을 의미한다. 예를 들어, 주사용 약물 내의 희석제는 액체, 예를 들어, 식염수일 수 있다.
"용량"은 단일 투여에서, 또는 명시된 기간 동안에 제공된 약제학적 제제의 명시된 양을 의미한다. 특정 구현예에서, 용량은 하나, 둘 또는 그 이상의 볼러스 (boluses), 정제, 또는 주사제로 투여될 수 있다. 예를 들어, 피하 투여를 원하는 특정 구현예에서, 원하는 용량은 단일 주사에 의해서 쉽게 수용되지 않는 용적을 필요로 하며, 따라서 두 개 또는 그 이상의 주사제를 사용하여 원하는 용량을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 약제는 장시간에 걸쳐 또는 연속적으로 주입에 의해 투여된다. 용량은 시간, 일, 주, 또는 개월 당 약제학적 제제의 양으로 언급될 수 있다.
병태를 치료 또는 예방의, 또는 이의 활성을 조절하는 맥락에서 "효과적인 양"은 그러한 조절, 치료, 또는 예방을 필요로 하는 대상체에 약제학적 제제의 그와 같은 양을, 그러한 병태의 치료 또는 예방 또는 개선을 위하여, 또는 그러한 병태의 효과 조절에 대해 효과적인, 단일 투여 또는 일련의 것 중 부분으로 투여하는 것을 의미한다. 유효량은 치료될 개체의 건강 및 신체 조건, 치료될 개체의 분류군, 조성물의 제형, 개체의 의학적 병태의 평가, 및 그 밖의 다른 관련된 인자에 따라 개체들 사이에서 달라질 수 있다.
"효능"은 원하는 효과를 생성하는 능력을 의미한다.
"발현"은 유전자 암호화된 정보가 세포 내에서 존재 및 작동하는 구조로 전환되는 모든 기능을 포함한다. 그러한 구조는 비제한적으로 전사 및 번역의 생성물을 포함한다.
"완전히 상보적" 또는 "100% 상보적"은 제1 핵산의 핵염기 각각이 제2 핵산 내에 상보적인 핵염기를 갖는 것을 의미한다. 특정 구현예에서, 제1 핵산은 안티센스 화합물이고, 표적 핵산은 제2 핵산이다.
"갭머 (gapmer)"는 RNase H 분해를 지지하는 다수의 뉴클레오시드를 갖는 내부 영역이 하나 이상의 뉴클레오시드를 갖는 외부 영역들 사이에 배치된 키메라 안티센스 화합물을 의미하며, 여기에서 내부 영역을 구성하는 뉴클레오시드는 외부 영역을 구성하는 뉴클레오시드 또는 뉴클레오시드들과 화학적으로 구분된다. 내부 영역은 "갭"으로 지칭될 수 있으며, 외부 영역은 "윙 (wing)"으로 지칭될 수 있다.
"갭-한정된 (gap-narrowed)"은 1 내지 6 개의 뉴클레오시드를 갖는 5' 및 3' 윙 분절들 사이에, 및 이들에 바로 인접하여 배치된 9개 이하의 인접 2'-데옥시리보뉴클레오시드의 갭 분절을 갖는 키메라 안티센스 화합물을 의미한다.
"갭-확장된 (gap-widened)"은 1 내지 6 개의 뉴클레오시드를 갖는 5' 및 3' 윙 분절들 사이에, 및 이들에 바로 인접하여 배치된 12 개 또는 그 이상의 인접 2'-데옥시리보뉴클레오시드의 갭 분절을 갖는 키메라 안티센스 화합물을 의미한다.
"혼성화"는 상보적 핵산 분자의 어닐링 (annealing)을 의미한다. 특정 구현예에서, 상보적 핵산 분자는 비제한적으로 안티센스 화합물 및 표적 핵산을 포함한다. 특정 구현예에서, 상보적 핵산 분자는 비제한적으로 올리고뉴클레오티드 및 핵산 표적을 포함한다.
"SOD-1 연관된 질환을 갖는 동물을 동정하는 것"은 SOD-1 연관된 질환으로 진단되었거나 SOD-1 연관된 질환을 발병할 소인이 있는 동물을 동정하는 것을 의미한다. SOD-1 연관된 질환을 발병할 소인이 있는 개체는 노화, 개인 또는 가족력, 또는 유전적 소인 중 하나 이상의 SOD-1 연관된 질환 소인을 포함하는, SOD-1 연관된 질환 발병에 대한 하나 이상의 위험 인자를 갖는 개체를 포함한다. 그러한 동정은 개체의 병력 및 표준 임상 시험 또는 평가, 예컨대 유전자 시험을 평가하는 단계를 포함하는 임의의 방법에 의하여 수반될 수 있다.
"바로 인접한"은 바로 인접한 요소들 사이에 개입성 요소가 없는 것을 의미한다.
"개체" 는 치료 또는 치료법을 위해서 선택된 인간 또는 비-인간 동물을 의미한다.
"SOD-1 억제"는 SOD-1 mRNA 및/또는 단백질의 발현 수준을 감소시키는 것을 의미한다. 특정 구현예에서, SOD-1 mRNA 및/또는 단백질 수준은, SOD-1 안티센스 화합물, 예컨대 변형된 올리고뉴클레오티드의 부재 하에서 SOD-1 mRNA 및/또는 단백질 수준의 발현과 비교하여, SOD-1을 표적화하는 안티센스 올리고뉴클레오티드를 포함하는 SOD-1 표적화하는 변형된 화합물의 존재 하에서 억제된다.
"발현 또는 활성을 억제하는"은 발현 또는 활성의 감소 또는 차단을 나타내며, 반드시 발현 또는 활성의 전체 제거를 나타내지는 않는다.
"뉴클레오시드간 연결"은 뉴클레오시드들 사이의 화학적 결합을 나타낸다.
"연결된 뉴클레오시드"는 뉴클레오시드간 연결에 의하여 함께 연결된 인접한 뉴클레오시드를 의미한다.
"미스매치 (mismatch)" 또는 "비-상보적 핵염기"는 제1 핵산의 핵염기가 제2 또는 표적 핵산의 상응하는 핵염기와 짝짓기 할 수 없는 경우를 나타낸다.
“혼합 골격”은 적어도 2개의 상이한 뉴클레오시드간 연결을 포함하는, 뉴클레오시드간 연결의 패턴을 의미한다. 예를 들어, 혼합 골격을 갖는 올리고뉴클레오티드는 적어도 하나의 포스포디에스테르 연결 및 적어도 하나의 포스포로티오에이트 연결을 포함할 수 있다.
"변형된 뉴클레오시드간 연결"은 자연 발생 뉴클레오시드간 결합 (, 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 결합)으로부터의 치환 또는 임의의 변화를 지칭한다.
"변형된 핵염기"는 아데닌, 시토신, 구아닌, 티미딘, 또는 우라실 이외의 임의의 핵염기를 의미한다. "비변형된 핵염기"는 퓨린 염기인 아데닌 (A) 및 구아닌 (G), 및 피리미딘 염기인 티민 (T), 시토신 (C), 및 우라실 (U)을 의미한다.
"변형된 뉴클레오시드"는 독립적으로, 변형된 당 모이어티 및/또는 변형된 핵염기를 갖는 뉴클레오시드를 의미한다.
"변형된 뉴클레오티드"는 독립적으로, 변형된 당 모이어티, 변형된 뉴클레오시드간 연결, 및/또는 변형된 핵염기를 갖는 뉴클레오티드를 의미한다.
"변형된 올리고뉴클레오티드"는 적어도 하나의 뉴클레오시드간 연결, 변형된 당, 및/또는 변형된 핵염기를 포함하는 올리고뉴클레오티드를 의미한다.
"변형된 당"은 천연 당 모이어티로부터의 치환 및/또는 임의의 변화를 나타낸다.
"모노머"는 올리고머의 단일 단위를 의미한다. 모노머는 비제한적으로 자연 발생하거나, 변형된 뉴클레오시드 및 뉴클레오티드를 포함한다.
"모티프"는 안티센스 화합물 내에서 비변형 및 변형된 뉴클레오시드의 패턴을 의미한다.
"천연 당 모이어티"는 DNA (2'-H) 또는 RNA (2'-OH)에서 발견되는 당 모이어티를 의미한다.
"자연 발생 뉴클레오시드간 연결"은 3' 내지 5' 포스포디에스테르 연결을 의미한다.
"비-상보적 핵염기"는 다른 하나와 수소 결합을 형성하거나 달리 혼성화를 지지하지 않는 핵염기 쌍을 지칭한다.
"핵산"은 모노머 뉴클레오티드로 구성된 분자를 지칭한다. 핵산에는 비제한적으로, 리보핵산 (RNA), 데옥시리보핵산 (DNA), 단일-가닥 핵산, 이중-가닥 핵산, 소형 개입성 리보핵산 (siRNA), 및 마이크로RNA (miRNA)가 포함된다.
"핵염기"는 또 다른 핵산의 염기와 짝짓기 할 수 있는 헤테로환 모이어티를 의미한다.
"핵염기 상보성"은, 또 하나의 핵염기와 염기 짝짓기할 수 있는 핵염기를 지칭한다. 예를 들면, DNA에서, 아데닌 (A)은 티민 (T)에 대해 상보적이다. 예를 들면, RNA에서, 아데닌 (A)은 우라실 (U)에 대해 상보적이다. 특정 구현예에서, 상보적 핵염기는 그것의 표적 핵산의 핵염기와 염기 짝짓기할 수 있는 안티센스 화합물의 핵염기를 지칭한다. 예를 들면, 안티센스 화합물의 특정 위치에 있는 핵염기가 표적 핵산의 특정 위치에서 핵염기와 수소 결합할 수 있다면, 이때 올리고뉴클레오티드와 표적 핵산 사아의 수소 결합의 위치는 핵염기쌍에서 상보적인 것으로 간주된다.
"핵염기 서열"은 임의의 당, 연결 및/또는 핵염기 변형에 독립적인 인접 핵염기의 순서를 의미한다.
"뉴클레오시드"는 당에 연결된 핵염기를 의미한다.
"뉴클레오시드 모방체"는 당 또는 당 및 염기, 및 반드시는 아니지만 예를 들어, 모르폴리노, 사이클로헥세닐, 사이클로헥실, 테트라하이드로피라닐, 바이사이클로 또는 트리사이클로 당 모방체, 예를 들어, 비-푸라노스 당 단위를 갖는 뉴클레오시드 모방체와 같은 올리고머 화합물의 하나 또는 그 이상의 위치에서의 연결을 대체시키기 위해서 사용된 이들 구조를 포함한다. 뉴클레오티드 모방체는 뉴클레오시드 및 하나 이상의 위치에서의 연결을, 예를 들어, 펩티드 핵산 또는 모르폴리노 (-N(H)-C(=O)-O- 또는 다른 비-포스포디에스테르 연결에 의해서 연결된 모르폴리노)와 같은 올리고머 화합물로 대체하기 위하여 사용된 이들 구조를 포함한다. "당 대용물"은 조금 더 넓은 용어 "뉴클레오시드 모방체"와 중복되나, 오직 당 단위 (푸라노스 환)의 대체를 지시하도록 의도된다. 본원에 제공된 테트라하이드로피라닐 환은 당 대용물의 예로 예시되고, 이때 푸라노스 당 그룹은 테트라하이드로피라닐 환계로 대체되었다. "모방체"는 당, 핵염기, 및/또는 뉴클레오시드간 연결을 대신하는 그룹을 지칭한다. 일반적으로, 모방체는 당 또는 당-뉴클레오시드간 연결 조합에서 사용되고, 핵염기는 선택된 표적으로의 혼성화를 위하여 유지된다.
"뉴클레오티드"는 뉴클레오시드의 당 부분에 공유적으로 연결된 인산기를 갖는 뉴클레오시드를 의미한다.
"오프-타겟 효과"는 의도된 표적 핵산 이외의 유전자의 RNA 또는 단백질 발현 조절과 연관된 원하지 않거나 유해한 생물학적 효과를 지칭한다.
"올리고머 화합물" 또는 "올리고머"는 적어도 하나의 핵산 분자의 영역에 혼성화할 수 있는, 연결된 모노머 하부단위의 중합체를 의미한다.
"올리고뉴클레오티드"는 각각 서로 독립적으로 변형되거나 비변형될 수 있는 연결된 뉴클레오시드의 중합체를 의미한다.
"비경구 투여"는 주사 (예컨대 볼러스 주사) 또는 주입을 통한 투여를 의미한다. 비경구 투여에는 피하 투여, 정맥내 투여, 근육내 투여, 동맥내 투여, 복강내 투여, 또는 두개내 투여, 예를 들어, 척추강내 또는 뇌실내 투여가 포함된다.
"펩티드"는 아미드 결합에 의해 적어도 두 개의 아미노산을 연결시킴으로써 형성된 분자를 의미한다. 제한 없이, 본원에서 사용된 바와 같이, 펩티드는 폴리펩티드 및 단백질을 지칭한다.
"약제학적 제제"는 개체에게 투여하였을 때 치료학적 이점을 제공하는 물질을 의미한다. 예를 들어, 특정 구현예에서, SOD-1에 대해서 표적화된 변형된 올리고뉴클레오티드가 약제이다.
"약제학적 조성물"은 대상체에게 투여하는데 적합한 물질의 혼합물을 의미한다. 예를 들어, 약제학적 조성물은 변형된 올리고뉴클레오티드 및 멸균 수용액을 포함할 수 있다.
"약제학적으로 허용가능한 유도체"는 본 명세서에 기술된 화합물의 약제학적으로 허용가능한 염, 콘주게이트, 전구약물 (prodrug) 또는 이성질체를 포괄한다.
"약제학적으로 허용가능한 염"은 안티센스 화합물의 생리적으로 및 약제학적으로 허용가능한 염, , 친계 올리고뉴클레오티드의 원하는 생물학적 활성을 유지하며, 원치 않는 독물학적 효과를 그에 부여하지 않는 염을 의미한다.
"포스포로티오에이트 연결"은 포스포디에스테르 결합이 비-가교화 산소 원자들 중의 하나를 황 원자로 대체시킴으로써 변형된 뉴클레오시드들 사이의 연결을 의미한다. 포스포로티오에이트 연결은 변형된 뉴클레오시드간 연결이다.
"부분"은 핵산의 인접 (, 연결된) 핵염기의 정의된 수를 의미한다. 특정 구현예에서, 구분은 표적 핵산의 인접 핵염기의 정의된 수이다. 특정 구현예에서, 부분은 안티센스 화합물의 인접 핵염기의 정의된 수를 의미한다.
"예방하다"는 질환, 장애 또는 병태의 시작 또는 발생을 몇 분으로부터 무한대까지의 기간 동안 지연시키거나 미연에 방지하는 것을 나타낸다.
"전구약물"은 내인성 효소 또는 다른 화학물질 및/또는 조건의 작용에 의해 신체 또는 이의 세포 내에서 활성 형태 (, 약물)로 전환되는 불활성 형태로 제조된 치료제를 의미한다.
"예방학적 유효량"은 예방학적 또는 방지적 이점을 동물에게 제공하는 약제학적 제제의 양을 의미한다.
"영역"은 적어도 하나의 식별가능한 구조, 기능 또는 특성을 갖는 표적 핵산의 부분으로서 정의된다.
"리보뉴클레오티드"는 뉴클레오티드의 당 부분의 2' 위치에 하이드록시를 갖는 뉴클레오티드를 의미한다. 리보뉴클레오티드는 다양한 치환체 중의 임의의 것에 의해서나 변형될 수 있다.
"염"은 안티센스 화합물의 생리적으로 및 약제학적으로 허용가능한 염, 즉, 친계 올리고뉴클레오티드의 원하는 생물학적 활성을 유지하며, 원치 않는 독물학적 효과를 그에 부여하지 않는 염을 의미한다.
"분절"은 표적 핵산 내의 더 작거나 아-부분의 영역으로서 정의된다.
본원에 기술된 "짧아진" 또는 "절단된" 버전의 올리고뉴클레오티드 SOD-1 ght는 1, 또는 2 이상의 결실된 뉴클레오시드를 갖는다.
"부작용"은 원하는 효과 이외에 치료에 기인하는 생리적 반응을 의미한다. 특정 구현예에서, 부작용은 비제한적으로 주사 부위 반응, 간 기능 시험 이상, 신장 기능 이상, 간 독성, 신장 독성, 중추신경계 이상, 근병증, 및 권태감을 포함한다.
"단일-가닥 올리고뉴클레오티드"는 상보적 가닥에 혼성화되지 않은 올리고뉴클레오티드를 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, "부위"는 표적 핵산 내의 특별한 핵염기 위치로 정의된다.
"진행 지연"은 질환의 발병에서의 감소를 의미한다.
“SOD-1”는, 인간 유전자 과산화물제거효소 1, 가용성 (SOD-1)을 포함하는, 포유동물 유전자 과산화물제거효소 1, 가용성 (SOD-1)을 의미한다.
"SOD-1 연관된 질환"은 임의의 SOD-1 핵산 또는 이의 발현 생성물과 연관된 임의의 질환을 의미한다. 그러한 질환은 신경퇴행성 질환을 포함할 수 있다. 그러한 신경퇴행성 질환은 근위축성 측색 경화증 (ALS)을 포함할 수 있다.
"SOD-1 mRNA"는 SOD-1를 암호화하는 임의의 DNA 서열의 메신저 RNA 발현 생성물을 의미한다.
"SOD-1 핵산"은 SOD-1를 암호화하는 임의의 핵산을 의미한다. 예를 들어, 특정 구현예에서, SOD-1 핵산은 SOD-1을 암호화한 DNA 서열, SOD-1을 암호화한 DNA (인트론 및 엑손을 포함하는 게놈 DNA를 포함)로부터 전사된 RNA 서열, 및 SOD-1을 암호화한 mRNA 서열을 포함한다. "SOD-1 mRNA"는 SOD-1 단백질을 암호화한 mRNA를 의미한다.
"SOD-1 단백질"은 SOD-1 핵산의 폴리펩티드 발현 생성물을 의미한다.
"특이적으로 혼성화할 수 있는"은 특이적 결합이 바람직한 조건 하에서, 즉 생체내 검정 및 치료학적 치료의 경우에 생리적 조건 하에서, 비-표적 핵산에 대해서는 최소의 효과를 나타내거나 효과를 나타내지 않으면서, 올리고뉴클레오티드 및 표적 핵산 사이에서 원하는 효과를 유도하기에 충분한 정도의 상보성을 갖는 안티센스 화합물을 지칭한다.
"엄격한 혼성화 조건" 또는 "엄격한 조건"은 올리고머 화합물이 이의 표적 서열에 혼성화하나, 다른 서열의 최소 수로 혼성화할 것인 조건을 의미한다.
"대상체"는 치료 또는 치료법을 위해서 선택된 인간 또는 비-인간 동물을 의미한다.
“당 화학성질 모티프”는 적어도 2개의 상이한 당 변형을 포함하는 당 변형의 패턴을 의미한다. 예를 들어, 혼합 골격을 갖는 올리고뉴클레오티드는 적어도 하나의 2’-O-메톡시에틸 변형된 뉴클레오시드 및/또는 하나의 cEt 변형된 뉴클레오시드, 및/또는 하나의 2’-데옥시뉴클레오시드를 포함할 수 있다.
"표적"은 이의 조절을 원하는 단백질을 지칭한다.
"표적 유전자"는 표적을 암호화하는 유전자를 지칭한다.
"표적화" 또는 "표적화된"은 표적 핵산에 특이적으로 혼성화하여 원하는 효과를 유도할 것인, 안티센스 화합물의 설계 및 선택의 과정을 의미한다.
"표적 핵산", "표적 RNA", "표적 RNA 전사체" 및 "핵산 전사체"는 모두 안티센스 화합물에 의해서 표적화될 수 있는 핵산을 나타낸다.
"표적 영역"은 하나 이상의 활성 안티센스 화합물이 표적화된 표적 핵산 영역의 부분을 의미한다.
"표적 분절"은 안티센스 화합물이 표적화되는 표적 핵산의 뉴클레오티드의 서열을 의미한다. "5' 표적 부위"는 표적 분절의 5'-최말단 뉴클레오티드를 의미한다. "3' 표적 부위"는 표적 분절의 3'-모스트 뉴클레오티드를 나타낸다.
"치료적 유효량"은 개체에게 치료학적 이점을 제공하는 약제학적 제제의 양을 의미한다.
"치료하다" 또는 "치료하는" 또는 "치료"는 질환 또는 병태의 변경 또는 개선을 달성하기 위해서 조성물을 투여하는 것을 지칭한다.
"비변형된 핵염기"는 퓨린 염기인 아데닌 (A) 및 구아닌 (G), 및 피리미딘 염기인 티민 (T), 시토신 (C), 및 우라실 (U)을 의미한다.
"비변형 뉴클레오티드"는 자연 발생 핵염기, 당 모이어티, 및 뉴클레오시드간 연결으로 구성된 뉴클레오티드를 의미한다. 특정 구현예에서, 비변형 뉴클레오티드는 RNA 뉴클레오티드 (, β-D-리보뉴클레오시드) 또는 DNA 뉴클레오티드 (즉, β-D-데옥시리보뉴클레오시드)이다.
"윙 분절"은 예컨대 증진된 억제 활성, 표적 핵산에 대한 증가된 결합 친화도, 또는 생체내 뉴클레아제에 의한 저하에 대한 내성과 같은 올리고뉴클레오티드 특성을 부여하기 위하여 변형된 다수의 뉴클레오시드를 의미한다.
특정 구현예
특정 구현예는 SOD-1 mRNA 및 단백질 발현을 억제하기 위한 방법, 화합물, 및 조성물을 제공한다. 특정 구현예는 SOD-1 mRNA 및 단백질 수준을 감소시키기 위한 방법, 화합물, 및 조성물을 제공한다.
특정 구현예는 SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물을 제공한다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산은 유전자은행 수탁 번호 NM_000454.4 (서열번호: 1과 같이 본원에 포함), 뉴클레오티드 18693000 내지 18704000로부터 절단된 유전자 은행 수탁 번호 NT_011512.10 (본원에서 서열 번호: 2와 같이 포함), 및 뉴클레오티드 2258000 내지 2271000로부터 절단된 유전자 은행 수탁 번호 NW_001114168.1 (본원에서 서열 번호: 3과 같이 포함)의 상보체에서 제시된 서열이다.
특정 구현예는 이를 필요로 하는 개체에서 SOD-1와 연관된 질환, 장애 및 병태의 치료, 예방, 또는 완화를 위한 방법을 제공한다. SOD-1 연관된 질환, 장애 또는 병태의 치료, 예방, 또는 완화용 약제의 제조를 위한 방법이 또한 고려된다. SOD-1 연관된 질환, 장애, 및 병태는 신경퇴행성 질환을 포함한다. 특정 구현예에서, SOD-1 연관된 질환은 근위축성 측색 경화증 (ALS)를 포함한다.
구현예 1. 12 내지 30 개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진, 서열 번호: 118-1461의 핵염기 서열 중 임의의 것의 적어도 8개, 적어도 9개, 적어도 10개, 적어도 11개, 적어도 12개, 적어도 13개, 적어도 14개, 적어도 15개, 적어도 16개, 적어도 17개, 적어도 18개, 적어도 19개, 또는 적어도 20개의 인접 핵염기를 포함하는 핵염기 서열을 갖는 변형된 올리고뉴클레오티드를 포함하는 화합물.
구현예 2. 12 내지 30 개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진, 서열 번호: 15, 21, 23, 47, 54, 및 67의 핵염기 서열 중 임의의 것의 적어도 8개, 적어도 9개, 적어도 10개, 적어도 11개, 적어도 12개, 적어도 13개, 적어도 14개, 적어도 15개, 적어도 16개, 적어도 17개, 적어도 18개, 적어도 19개, 또는 적어도 20개의 인접 핵염기를 포함하는 핵염기 서열을 갖는 변형된 올리고뉴클레오티드를 포함하고, 여기서 적어도 하나의 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 연결인, 화합물.
구현예 3. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는 혼합 골격을 갖는다.
구현예 4. 구현예 3에 있어서, 상기 혼합 골격 모티프는 하기 중 임의의 것이다:
sossssssssoooss,
sooossssssssoss,
sooosssssssssoss,
soosssssssssooss,
sooossssssssooss,
sooosssssssssooss,
sooossssssssssooss,
sooosssssssssssooos,
soooossssssssssooss,
sooosssssssssssooss,
sososssssssssssosos, 및
sooossssssssssoooss, 여기서
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 5. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는 하기 중 임의의 당 화학성질 모티프를 갖는다:
ekddddddddekekee,
kekeddddddddekek,
eeeedddddddddkkee,
eeeeddddddddekeke,
eeeeddddddddkekee,
eeeeddddddddkkeee,
eeeeeddddddddkkee,
eeeekddddddddkeee,
eeeekdddddddkeeee,
eeekddddddddkeeee,
eeekkdddddddkkeee,
eekkdddddddddkkee,
eekkddddddddeeeee,
eekkddddddddkkeee,
ekekddddddddeeeee,
ekekddddddddkekee, 및
kekeddddddddeeeee, 여기서
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이다.
구현예 6. 선행 구현예 중 어느 한 화합물에 있어서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드의 핵염기 서열은 서열 번호: 1 또는 2에 적어도 80%, 적어도 81%, 적어도 82%, 적어도 83%, 적어도 84%, 적어도 85%, 적어도 86%, 적어도 87%, 적어도 88%, 적어도 89%, 적어도 90%, 적어도 91%, 적어도 92%, 적어도 93%, 적어도 94%, 적어도 95%, 적어도 96%, 적어도 97%, 적어도 98%, 적어도 99%, 또는 100% 상보적이다.
구현예 7. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 단일 가닥 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물.
구현예 8. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 적어도 하나의 뉴클레오시드간 연결은 변형된 뉴클레오시드간 연결인, 화합물.
구현예 9. 구현예 8에 있어서, 적어도 하나의 변형된 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결인 화합물.
구현예 10. 구현예 9에 있어서, 각각의 변형된 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결인 화합물.
구현예 11. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 적어도 하나의 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결인, 화합물.
구현예 12. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 적어도 하나의 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이고, 적어도 하나의 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 연결인 화합물.
구현예 13. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 적어도 하나의 뉴클레오시드는 변형된 핵염기를 포함하는, 화합물.
구현예 14. 구현예 13에 있어서, 상기 변형된 핵염기는 5-메틸시토신인, 화합물.
구현예 15. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드의 적어도 하나의 뉴클레오시드는 변형된 당을 포함하는, 화합물.
구현예 16. 구현예 15에 있어서, 상기 적어도 하나의 변형된 당은 이환식 당인, 화합물.
구현예 17. 구현예 16에 있어서, 상기 이환식 당은 당 4’-CH2-N(R)-O-2’ 가교의 2' 및 4' 위치 사이에서 화학적 연결을 포함하며, 이때 R은 독립적으로, H, C1-C12 알킬, 또는 보호기인, 화합물.
구현예 18. 구현예 17에 있어서, 상기 이환식 당은 4’-CH2-N(R)-O-2’ 가교를 포함하며, 이때 R은 독립적으로, H, C1-C12 알킬, 또는 보호기인, 화합물.
구현예 19. 구현예 15에 있어서, 적어도 하나의 변형된 당은 2'-O-메톡시에틸 기를 포함하는, 화합물.
구현예 20. 구현예 15에 있어서, 상기 적어도 하나의 변형된 당은 2’-O(CH2)2-OCH3 기를 포함하는, 화합물.
구현예 21. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는:
10개의 연결된 데옥시뉴클레오시드로 이루어진 갭 분절;
5개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진 5' 윙 분절; 및
5개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진 3' 윙 분절을 포함하고;
여기서 상기 갭 분절은 상기 5' 윙 분절과 상기 3' 윙 분절 사이에 배치되고, 그리고 각각의 윙 분절의 각 뉴클레오시드는 변형된 당을 포함한다.
구현예 22. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는:
9개의 연결된 데옥시뉴클레오시드로 이루어진 갭 분절;
5개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진 5' 윙 분절; 및
5개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진 3' 윙 분절을 포함하고;
여기서 상기 갭 분절은 상기 5' 윙 분절과 상기 3' 윙 분절 사이에 배치되고, 그리고 각각의 윙 분절의 각 뉴클레오시드는 변형된 당을 포함한다.
구현예 23. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는:
8개의 연결된 데옥시뉴클레오시드로 이루어진 갭 분절;
5개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진 5' 윙 분절; 및
5개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진 3' 윙 분절을 포함하고;
여기서 상기 갭 분절은 상기 5' 윙 분절과 상기 3' 윙 분절 사이에 배치되고, 그리고 각각의 윙 분절의 각 뉴클레오시드는 변형된 당을 포함한다.
구현예 24. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는:
8개의 연결된 데옥시뉴클레오시드로 이루어진 갭 분절;
4개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진 5' 윙 분절; 및
5개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진 3' 윙 분절을 포함하고;
여기서 상기 갭 분절은 상기 5' 윙 분절과 상기 3' 윙 분절 사이에 배치되고, 그리고 각각의 윙 분절의 각 뉴클레오시드는 변형된 당을 포함한다.
구현예 25. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는:
8개의 연결된 데옥시뉴클레오시드로 이루어진 갭 분절;
5개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진 5' 윙 분절; 및
7개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진 3' 윙 분절을 포함하고;
여기서 상기 갭 분절은 상기 5' 윙 분절과 상기 3' 윙 분절 사이에 배치되고, 그리고 각각의 윙 분절의 각 뉴클레오시드는 변형된 당을 포함한다.
구현예 26. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는:
8개의 연결된 데옥시뉴클레오시드로 이루어진 갭 분절;
6개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진 5' 윙 분절; 및
6개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진 3' 윙 분절을 포함하고;
여기서 상기 갭 분절은 상기 5' 윙 분절과 상기 3' 윙 분절 사이에 배치되고, 그리고 각각의 윙 분절의 각 뉴클레오시드는 변형된 당을 포함한다.
구현예 27. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는:
9개의 연결된 데옥시뉴클레오시드로 이루어진 갭 분절;
6개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진 5' 윙 분절; 및
5개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진 3' 윙 분절을 포함하고;
여기서 상기 갭 분절은 상기 5' 윙 분절과 상기 3' 윙 분절 사이에 배치되고, 그리고 각각의 윙 분절의 각 뉴클레오시드는 변형된 당을 포함한다.
구현예 28. 선행 구현예들 중 어느 하나에서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어진, 화합물.
구현예 29. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물.
Figure pat00001
구현예 30. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물.
Figure pat00002
구현예 31. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물.
Figure pat00003
구현예 32. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물.
Figure pat00004
구현예 33. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물.
Figure pat00005
구현예 34. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물.
Figure pat00006
구현예 35. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물.
Figure pat00007
구현예 36. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물.
Figure pat00008
구현예 37. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된 화합물로서: mCes Aeo Ges Geo Aes Tds Ads mCds Ads Tds Tds Tds mCds Tds Ads mCeo Aes Geo mCes Te; 여기서
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 38. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물: Tes Teo Aeo Aes Tds Gds Tds Tds Tds Ads Tds mCds Ako Gko Ges Aes Te; 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 39. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물. Ges Geo Aeo Teo Ads mCds Ads Tds Tds Tds mCds Tds Ads mCko Aks Ges mCe; 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 40. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물. Ges Geo Aeo Teo Aes mCds Ads Tds Tds Tds mCds Tds Ads mCko Aks Ges mCe; 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 41. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물. Ges Geo Aeo Teo Aks mCds Ads Tds Tds Tds mCds Tds Ads mCko Aes Ges mCe; 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 42. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물. Aes Gko Teo Gks Tds Tds Tds Ads Ads Tds Gds Tds Tko Teo Aks Tes mCe; 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 43. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물. Aes Gko Teo Gks Tds Tds Tds Ads Ads Tds Gds Tds Teo Teo Aes Tes mCe; 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 44. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물. Aes Geo Tko Gks Tds Tds Tds Ads Ads Tds Gds Tds Teo Teo Aes Tes mCe; 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 45. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된 화합물로서: mCes mCeo Geo Teo mCeo Gds mCds mCds mCds Tds Tds mCds Ads Gds mCds Aeo mCeo Ges mCes Ae; 여기서
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 46. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된 화합물로서: mCes mCeo Geo Teo mCes Gds mCds mCds mCds Tds Tds mCds Ads Ges mCeo Aeo mCeo Ges mCes Ae; 여기서
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 47. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된 화합물로서: mCes mCeo Geo Teo mCes Gds mCds mCds mCds Tds Tds mCds Ads Gds mCds Aeo mCeo Geo mCes Ae; 여기서
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 48. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물: Aes mCeo Aeo mCeo mCes Tds Tds mCds Ads mCds Tds Gds Gds Tds mCds mCeo Aeo Teo Tes Ae, 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 49. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물: Ges Geo mCeo Geo Aes Tds mCds mCds mCds Ads Ads Tds Tds Ads mCds Aeo mCeo mCeo Aes mCe, 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 50. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물: Ges Geo mCeo Geo Aes Tes mCds mCds mCds Ads Ads Tds Tds Ads mCeo Aeo mCeo mCes Aes mCe, 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 51. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물: Ges Geo mCeo Geo Aes Tds mCds mCds mCds Ads Ads Tds Tds Aes mCeo Aeo mCeo mCes Aes mCe, 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 52. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물: Ges Geo mCeo Geo Aeo Tes mCds mCds mCds Ads Ads Tds Tds Ads mCds Aeo mCeo mCes Aes mCe, 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 53. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물: Ges Teo mCeo Geo mCes mCds mCds Tds Tds mCds Ads Gds mCds Ads mCds Geo mCeo Aeo mCes Ae, 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 54. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물: Tes mCeo Geo mCeo mCes mCds Tds Tds mCds Ads Gds mCds Ads mCds Gds mCeo Aeo mCeo Aes mCe, 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 55. 하기 화학식에 따른 변형된 올리고뉴클레오티드로 구성된, 화합물: Ges Aes Aes Aes Tes Tds Gds Ads Tds Gds Ads Tds Gds mCds mCds mCes Tes Ges mCes Ae, 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고, 그리고
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 56. 선행 구현예 중 어느 하나의 화합물 또는 이의 염 및 약제학적으로 허용가능한 담체 또는 희석제 중 적어도 하나를 포함하는 조성물.
구현예 57. 동물에게 선행 구현예 중 어느 하나의 화합물 또는 조성물의 임의의 것을 투여하는 단계를 포함하는 방법.
구현예 58. 구현예 57에 있어서, 상기 동물은 인간인 방법.
구현예 59. 구현예 57에 있어서, 상기 화합물의 투여는 SOD-1 연관된 질환을 예방, 치료, 완화 또는 이의 진행을 지연시키는, 방법.
구현예 60. 구현예 59에 있어서, 상기 SOD-1 연관된 질환은 신경퇴행성 질환인 방법.
구현예 61. 구현예 60에 있어서, 상기 SOD-1 연관된 질환은 ALS인 방법.
구현예 62. 신경퇴행성 장애를 치료하기 위한 약제의 제조를 위한 선행 구현예들 중 어느 하나의 화합물 또는 조성물의 용도.
구현예 63. ALS를 치료하기 위한 약제의 제조를 위한 선행 구현예들 중 어느 하나의 화합물 또는 조성물의 용도.
구현예 64. 선행 구현예 중 어느 하나의 화합물 또는 조성물에 있어서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는 서열 번호: 21의 핵염기 서열을 갖지 않는, 화합물 또는 조성물.
구현예 65. 선행 구현예 중 어느 하나의 화합물 또는 조성물에 있어서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는 서열 번호: 21-118의 임의의 핵염기 서열을 갖지 않는, 화합물 또는 조성물.
구현예 66. 12 내지 30 개의 연결된 뉴클레오시드로 이루어지고, 핵염기 서열을 갖는 변형된 올리고뉴클레오티드를 포함하는 화합물로서, 상기 핵염기 서열은 서열 번호: 1의 뉴클레오티드 665 내지 684의 핵염기의 동등한 수에 상보적인 적어도 12의 인접 핵염기 부분을 포함하는, 화합물. 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는 서열번호: 1에 대해 적어도 80% 상보적인 화합물.
구현예 67. 구현예 66에 있어서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는 서열번호: 1에 대해 적어도 100% 상보적인 화합물.
구현예 68. 구현예 66에 있어서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는 단일 가닥 변형된 올리고뉴클레오티드인, 화합물.
구현예 69. 구현예 66 내지 68 중 어느 하나에서, 적어도 하나의 뉴클레오시드간 연결은 변형된 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 70. 구현예 69에 있어서, 적어도 하나의 변형된 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결인 화합물.
구현예 71. 청구항 70에 있어서, 각각의 변형된 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결인 화합물.
구현예 72. 구현예 66 내지 69 중 어느 하나에서, 적어도 하나의 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
구현예 73. 구현예 66-71 및 72-73 중 어느 하나에서, 적어도 하나의 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 결합이고, 적어도 하나의 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 결합인 화합물.
구현예 74. 구현예 66 내지 73 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 뉴클레오시드는 변형된 핵염기를 포함하는, 화합물.
구현예 75. 구현예 74 있어서, 상기 변형된 핵염기는 5-메틸시토신인, 화합물.
구현예 76. 구현예 66 내지 75 중 어느 하나에 있어서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드의 적어도 하나의 뉴클레오시드는 변형된 당을 포함하는, 화합물.
구현예 77. 구현예 76에 있어서, 상기 적어도 하나의 변형된 당은 이환식 당인, 화합물.
구현예 78. 구현예 77에 있어서, 상기 이환식 당은 4’-CH(R)-O-2’가교를 포함하며, 이때 R은 독립적으로, H, C1-C12 알킬, 또는 보호기인, 화합물.
구현예 79. 구현예 78에 있어서, R은 메틸인 화합물.
구현예 80. 구현예 78에 있어서, R은 H인 화합물.
구현예 81. 구현예 76에 있어서, 적어도 하나의 변형된 당은 2'-O-메톡시에틸 기를 포함하는, 화합물.
안티센스 화합물
올리고머 화합물은, 비제한적으로, 올리고뉴클레오티드, 올리고뉴클레오티드, 올리고뉴클레오티드 유사체, 올리고뉴클레오티드 모방체, 안티센스 화합물, 안티센스 올리고뉴클레오티드, 변형된 올리고뉴클레오티드, 및 siRNA를 포함한다. 올리고머 화합물은 표적 핵산에 대한 "안티센스"일 수 있고, 이것은 수소 결합을 통해 표적 핵산에 대한 혼성화를 경험할 수 있다는 것을 의미한다.
특정 구현예에서, 안티센스 화합물은, 5'에서 3' 방향으로 쓰여질 때, 그것이 표적화된 표적 핵산의 표적 분절의 역보체를 포함하는 핵염기 서열을 갖는다. 그와 같은 특정 구현예에서, 올리고뉴클레오티드는, 5'에서 3' 방향으로 쓰여질 때, 그것이 표적화된 표적 핵산의 표적 분절의 역보체를 포함하는 핵염기 서열을 갖는다.
특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 12 내지 30 개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 12 내지 25 개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 12 내지 22 개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 14 내지 20 개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 15 내지 25 개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 18 내지 22 개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 19 내지 21 개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, 안티센스 화합물은 길이가 8 내지 80개, 12 내지 50개, 13 내지 30개, 13 내지 50개, 14 내지 30개, 14 내지 50개, 15 내지 30개, 15 내지 50개, 16 내지 30개, 16 내지 50개, 17 내지 30개, 17 내지 50개, 18 내지 30개, 18 내지 50개, 19 내지 30개, 19 내지 50개, 또는 20 내지 30개 연결된 하부단위이다.
특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 12개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 13개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 14개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 15개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 16개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 17개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 18개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 19개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 20개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 21개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 22개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 23개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 24개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 25개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 26개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 27개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 28개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 29개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 30개의 하부단위이다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 그 길이가 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 또는 80개 연결된 하부단위 또는 상기 값 중 임의의 2개에 의하여 정의된 범위 내이다. 특정 구현예에서, 안티센스 화합물은 변형된 올리고뉴클레오티드이고, 상기 연결된 하부단위는 뉴클레오시드이다.
특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 올리고뉴클레오티드는 단축되거나 절단될 수 있다. 예를 들어, 단일 하부단위는 5' 말단 (5' 절단), 또는 대안적으로 3' 말단 (3' 절단)로부터 결실될 수 있다. SOD-1 핵산에 표적화된 단축된 또는 절단된 안티센스 화합물은 상기 안티센스 화합물의 5' 말단으로부터 결실된 2 개의 하부단위를 가질 수 있고, 또는 대안적으로 이의 3' 말단으로부터 결실된 2개의 하부단위를 가질 수 있다. 대안적으로, 결실된 뉴클레오시드는, 예를 들면, 5' 말단으로부터 결실된 하나의 뉴클레오시드 및 3' 말단로부터 결실된 하나의 뉴클레오시드를 갖는 안티센스 화합물에서 변형된 올리고뉴클레오티드를 통해 분산될 수 있다.
단일 부가적 하부단위가 늘어난 안티센스 화합물에서 존재할 때, 부가적 하부단위는 안티센스 화합물의 5' 또는 3' 말단에서 위치할 수 있다. 2 개 이상의 부가적 하부단위가 존재할 때, 부가된 하부단위는, 예를 들면, 안티센스 화합물의 5' 말단 (5' 부가), 또는 대안적으로 3' 말단 (3' 부가)에 부가된 2개의 하부단위를 갖는 안티센스 화합물에서 서로 인접할 수 있다. 대안적으로, 부가된 뉴클레오시드는, 예를 들면, 5' 말단에 부가된 하나의 뉴클레오시드 및 3' 말단에 부가된 하나의 하부단위를 갖는 올리고뉴클레오티드에서 안티센스 화합물을 통해 분산될 수 있다.
안티센스 화합물, 예컨대 변형된 올리고뉴클레오티드의 길이를 증가 또는 감소시키고/시키거나 활성을 제거하지 않으면서 미스매치 염기를 도입할 수 있다. 예를 들면, Woolf et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:7305-7309, 1992)에서, 길이가 13-25 핵염기인 일련의 올리고뉴클레오티드는 그것의 능력에 대해 시험되어 난모세포 주입 모델에서 표적 RNA의 절단을 유도했다. 올리고뉴클레오티드의 말단 근처의 8 또는 11 미스매치 염기를 가지며 그 길이가 25개 핵염기인 올리고뉴클레오티드는 미스매치를 함유하지 않는 올리고뉴클레오티드보다 더 적을지라도 표적 mRNA의 직접적인 특이적 절단이 가능했다. 마찬가지로, 표적 특이적 절단은 1 또는 3 미스매치를 갖는 것을 포함하는 13개 핵염기 올리고뉴클레오티드를 사용하여 달성되었다.
Gautschi 등 (J.Natl. Cancer Inst. 93:463-471, March 2001)는 bcl-2 및 bcl-xL 둘 다의 시험관내생체내 발현을 감소시키기 위해 bcl-2 mRNA에 대해100% 상보성을 가지며 bcl-xL mRNA에 대한 3 개의 미스매치를 갖는 올리고뉴클레오티드의 능력을 예증했다. 더욱이, 이러한 올리고뉴클레오티드는 생체내 강력한 항-종양 활성을 예증했다.
Maher 및 Dolnick (Nuc. Acid. Res. 16:3341-3358,1988) 는 토끼 망상적혈구 검정에서 인간 DHFR의 번역을 저지하는 그것의 능력에 대한, 각각의 탠덤 올리고뉴클레오티드의 2개 또는 3개 서열로 구성된, 일련의 탠덤 14 핵염기 올리고뉴클레오티드 및, 28 및 42 핵염기 올리고뉴클레오티드를 시험했다. 각각의 3 개의 14 핵염기 올리고뉴클레오티드 단독은 28 또는 42 핵염기 올리고뉴클레오티드보다 더 보통의 수준일지라도 번역을 억제할 수 있었다.
안티센스 화합물 모티프
특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 안티센스 화합물 특성 예컨대 증진된 억제 활성, 증가된 표적 핵산에 대한 결합 친화도, 또는 생체내 뉴클레아제에 의한 분해에 대한 내성을 부여하기 위해 패턴, 또는 모티프에서 배열된 화학적으로 변형된 하부단위를 갖는다.
키메라 안티센스 화합물은 전형적으로 뉴클레아제 분해에 대한 증가된 내성, 증가된 세포 흡수, 표적 핵산의 증가된 결합 친화도, 및/또는 증가된 억제 활성을 부여하기 위해 변형된 적어도 하나의 영역을 함유한다. 키메라 안티센스 화합물의 제 2 영역은 RNA:DNA 이중나선의 RNA 가닥을 절단하는 세포 엔도뉴클레아제 RNase H의 기질로서 임의로 쓰일 수 있다.
갭머 모티프를 갖는 안티센스 화합물은 키메라 안티센스 화합물로 간주된다. 갭머에서 RNaseH 절단을 지지하는 복수의 뉴클레오티드를 갖는 내부 영역은 내부 영역의 뉴클레오시드로부터 화학적으로 뚜렷한 복수의 뉴클레오티드를 갖는 외부 영역 사이에 배치된다. 갭머 모티프를 갖는 올리고뉴클레오티드의 경우에, 갭 분절은 일반적으로 엔도뉴클레아제 절단의 기질로서 쓰이지만, 윙 분절은 변형된 뉴클레오시드를 포함한다. 특정 구현예에서, 갭머의 영역은 각각의 뚜렷한 영역을 포함하는 당 모이어티의 유형에 의해 분화된다. 갭머의 영역을 분화시키기 위해 사용된 당 모이어티의 유형은 일부 구현예에서 하기를 포함할 수 있다: β-D-리보뉴클레오시드, β-D-데옥시리보뉴클레오시드, 2'-변형된 뉴클레오시드 (그와 같은 2'-변형된 뉴클레오시드는 기타 중에서 2'-MOE 2’-O-CH3 및 를 포함할 수 있다), 및 이환식 당 변형된 뉴클레오시드 (그와 같은 이환식 당 변형된 뉴클레오시드는 4’-(CH2)n-O-2’가교 (여기서 n=1 또는 n=2 및 4’-CH2-O-CH2-2’)을 갖는 것을 포함할 수 있다). 특정 구현예에서, 윙은, 예를 들면 2'-MOE를 포함하는 몇 개의 변형된 당 모이어티를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 윙은 몇 개의 변형된 및 비변형된 당 모이어티를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 윙은 2'-MOE 뉴클레오시드, 및 2'-데옥시뉴클레오시드의 다양한 조합을 포함할 수 있다.
각각의 뚜렷한 영역은 균일한 당 모이어티, 변이체, 또는 교대 당 모이어티를 포함할 수 있다. 윙-갭-윙 모티프는 "X-Y-Z"로서 빈번히 기재되고, 여기서 "X"는 5'-윙의 길이를 나타내고, "Y"는 갭의 길이를 나타내고, "Z"는 3'-윙의 길이를 나타낸다. "X" 및 "Z"는 균일한, 변이체, 또는 교대 당 모이어티를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, "X" 및 "Y"는 하나 이상의 2'-데옥시뉴클레오시드를 포함할 수 있다. "Y"는 2'-데옥시뉴클레오시드를 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "X-Y-Z"로서 기재된 갭머는, 갭이 각각의 5'-윙 및 3' 윙에 바로 인접하여 배치되는 정도의 배치를 갖는다. 따라서, 개재(intervening) 뉴클레오티드는 5'-윙 및 갭, 또는 갭 및 3'-윙 사이에 존재하지 않는다. 본원에 기재된 안티센스 화합물의 임의의 것은 갭머 모티프를 가질 수 있다. 특정 구현예에서, "X" 및 "Z"는 동일하고, 다른 구현예에서 y는 상이하다.
특정 구현예에서, 본원에 제공된 갭머는 예를 들어 5-10-5의 모티프를 갖는 20 량체(20 - mers)를 포함한다.
특정 구현예에서, 본원에 제공된 갭머는 예를 들어 5-9-5의 모티프를 갖는 19량체(19 - mers)를 포함한다.
특정 구현예에서, 본원에 제공된 갭머는 예를 들어 5-8-5의 모티프를 갖는 18량체(18 - mers)를 포함한다.
특정 구현예에서, 본원에 제공된 갭머는 예를 들어 4-8-5의 모티프를 갖는 18량체(18 - mers)를 포함한다.
특정 구현예에서, 본원에 제공된 갭머는 예를 들어 5-8-7의 모티프를 갖는 18량체(18 - mers)를 포함한다.
특정 구현예에서, 본원에 제공된 갭머는 예를 들어 6-8-6의 모티프를 갖는 18량체(18 - mers)를 포함한다.
특정 구현예에서, 본원에 제공된 갭머는 예를 들어 6-8-5의 모티프를 갖는 18량체(18 - mers)를 포함한다.
특정 구현예에서, 변형된 올리고뉴클레오티드는 적어도 하나의 2’-O-메톡시에틸 변형된 뉴클레오시드, 적어도 하나의 cEt 변형된 뉴클레오시드, 및 적어도 하나의 2’-데옥시뉴클레오시드를 함유한다. 특정 구현예에서, 상기 변형된 올리고뉴클레오티드는 하기 중 임의의 당 화학성질 모티프를 갖는다:
ekddddddddekekee
kekeddddddddekek
eeeedddddddddkkee
eeeeddddddddekeke
eeeeddddddddkekee
eeeeddddddddkkeee
eeeeeddddddddkkee
eeeekddddddddkeee
eeeekdddddddkeeee
eeekddddddddkeeee
eeekkdddddddkkeee
eekkdddddddddkkee
eekkddddddddeeeee
eekkddddddddkkeee
ekekddddddddeeeee
ekekddddddddkekee
kekeddddddddeeeee, 여기서
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이다.
표적 핵산, 표적 영역 및 뉴클레오티드 서열
SOD-1를 암호화하는 뉴클레오티드 서열은 비제한적으로 하기를 포함한다: 유전자은행 수탁 번호 NM_000454.4 (서열번호: 1과 같이 본원에 포함), 뉴클레오티드 18693000 내지 18704000로부터 절단된 유전자 은행 수탁 번호 NT_011512.10 (본원에서 서열 번호: 2와 같이 포함), 및 뉴클레오티드 2258000 내지 2271000로부터 절단된 유전자 은행 수탁 번호 NW_001114168.1 (본원에서 서열 번호: 3과 같이 포함)의 상보체.
본원에 함유된 실시예에서 각각의 서열 번호로 제시된 서열은 당 모이어티, 뉴클레오시드간 연결, 또는 핵염기에 대한 임의의 변형에 독립적인 것으로 이해된다. 그것으로서, 서열 번호에 의해 정의된 안티센스 화합물은 당 모이어티, 뉴클레오시드간 연결, 또는 핵염기에 대한 하나 이상의 변형을 독립적으로 포함할 수 있다. ISIS 번호 (Isis No)에 의해 기재된 안티센스 화합물은 핵염기 서열 및 모티프의 조합을 나타낸다.
특정 구현예에서, 표적 영역은 표적 핵산의 구조적으로 정의된 영역이다. 예를 들면, 표적 영역은 3' UTR, 5' UTR, 엑손, 인트론, 엑손/인트론 결합, 암호화 영역, 번역 개시 영역, 번역 종결 영역, 또는 다른 정의된 핵산 영역을 포함할 수 있다. SOD-1에 대한 구조적으로 정의된 영역은 서열 데이타베이스 예컨대 NCBI로부터의 승인 번호에 의해 수득될 수 있고 그와 같은 정보는 본원에 참고로 포함되어 있다. 특정 구현예에서, 표적 영역은 표적 영역 내의 하나의 표적 분절의 5' 표적 부위로부터 표적 영역 내의 또 하나의 표적 분절의 3' 표적 부위로의 서열을 포함할 수 있다.
표적화는 안티센스 화합물이 혼성화하는 적어도 하나의 표적 분절의 결정을 포함하고, 이로써 원하는 효과가 발생한다. 특정 구현예에서, 원하는 효과는 mRNA 표적 핵산 수준의 감소이다. 특정 구현예에서, 원하는 효과는 표적 핵산 또는 표적 핵산과 연관된 표현형 변화에 의해 암호화된 단백질의 수준의 감소이다.
표적 영역은 하나 이상의 표적 분절을 함유할 수 있다. 표적 영역 내의 다중 표적 분절은 중첩될 수 있다. 대안적으로, 이들은 비-중첩성일 수 있다. 특정 구현예에서, 표적 영역 내의 표적 분절은 약 300개 이하의 뉴클레오티드에 의해 분리된다. 특정 구현예에서, 표적 영역 내의 표적 분절은 표적 핵산 상의 약 250, 200, 150, 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 또는 10 또는 그 이하의 뉴클레오티드이고, 이전의 값의 임의의 2개에 의해 정의된 범위인 수많은 뉴클레오티드에 의해 분리된다. 특정 구현예에서, 표적 영역 내의 표적 분절은 표적 핵산 상의 약 5개 이하의 뉴클레오티드에 의해 분리된다. 특정 구현예에서, 표적 분절은 인접한다. 본원에서 열거된 5' 표적 부위 또는 3' 표적 부위의 임의의 것인 개시 핵산을 갖는 범위에 의해 정의된 표적 영역이 고려된다.
적당한 표적 분절은 5' UTR, 암호화 영역, 3' UTR, 인트론, 엑손, 또는 엑손/인트론 접합 내에서 발견될 수 있다. 개시 코돈 또는 정지 코돈을 함유하는 표적 분절은 또한 적당한 표적 분절이다. 적당한 표적 분절은 특정의 구조적으로 정의된 영역 예컨대 개시 코돈 또는 정지 코돈을 명시적으로 제외할 수 있다.
적당한 표적 분절의 결정은 게놈 도처의 다른 서열에 대한 표적 핵산의 서열의 비교를 포함할 수 있다. 예를 들면, BLAST 알고리즘은 상이한 핵산 중에서 유사성의 영역을 확인하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 비교는 선택된 표적 핵산 이외의 서열 (즉, 비-표적 또는 오프-타겟(off-target) 서열)과 비특이적 방식으로 혼성화할 수 있는 안티센스 화합물의 서열의 선택을 예방할 수 있다.
활성 표적 영역 내의 안티센스 화합물의 활성의 변화 (예를 들면, 표적 핵산 수준의 퍼센트 감소에 의해 정의된 바와 같이) 가 있을 수 있다. 특정 구현예에서, SOD-1 mRNA 수준의 감소는 SOD-1 발현의 억제를 가리킨다. SOD-1 단백질의 수준 감소는 또한 표적 mRNA 발현의 억제를 가리킨다. 표현형 변화는 SOD-1 발현의 억제를 가리킨다. 신경학적 기능에서의 개선은 SOD-1 발현의 억제를 가리킨다. 운동 기능에서의 개선은 SOD-1 발현의 억제를 가리킨다.
혼성화
일부 구현예에서, 혼성화는 본원에 개시된 안티센스 화합물 및 SOD-1 핵산 사이에서 발생한다. 혼성화의 가장 일반적인 기전은 핵산 분자의 상보적 핵염기 사이의 수소 결합 (예를 들면, 왓슨-크릭(Watson-Crick), 후그스텐(Hoogsteen) 또는 역전된 후그스텐(Hoogsteen) 수소 결합)을 수반한다.
혼성화는 가변 조건 하에서 발생할 수 있다. 엄격한 조건은 서열-의존적이고 혼성화될 핵산 분자의 성질 및 조성에 의해 결정된다.
서열이 표적 핵산과 특이적으로 혼성화할 수 있는 지를 측정하는 방법은 당해기술에 공지되어 있다. 특정 구현예에서, 본원에서 제공된 안티센스 화합물은 SOD-1 핵산과 특이적으로 혼성화할 수 있다.
상보성
안티센스 화합물 및 표적 핵산은, 충분한 수의 안티센스 화합물의 핵염기가 표적 핵산의 상응하는 핵염기와 수소결합하여 이로써 원하는 효과가 발생할 수 있을 때 (예를 들면, 표적 핵산, 예컨대 SOD-1 핵산의 안티센스 억제), 서로 상보적이다.
안티센스 화합물 및 SOD-1 핵산 사이에서의 비-상보적 핵염기는, 상기 안티센스 화합물이 표적 핵산에 특이적으로 혼성화 가능하도록 남아있는 경우 용인될 수 있다. 더욱이, 안티센스 화합물은 SOD-1 핵산의 하나 이상의 분절 상에서 혼성될 수 있고 이로써 개재 또는 인접한 분절은 혼성화 사건 (예를 들면, 루프 구조, 미스매치 또는 헤어핀 구조)에 관여되지 않는다.
특정 구현예에서, 본원에서 제공된 안티센스 화합물, 또는 명시된 이의 부분은 SOD-1 핵산, 표적 영역, 표적 분절, 또는 명시된 이의 부분에 대해 적어도, 70%, 80%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 또는 100% 상보적이다. 표적 핵산을 갖는 안티센스 화합물의 퍼센트 상보성은 일상적인 방법을 사용하여 결정될 수 있다.
예를 들면, 20개 안티센스 화합물의 핵염기 중 18개는 표적 영역에 대해 상보적이고 따라서 특이적으로 혼성화하는, 안티센스 화합물은 90 퍼센트 상보성을 나타낼 것이다. 이러한 예시에서, 잔류 비-상보적 핵염기는 무리를 이루거나 상보적 핵염기와 함께 사이에 산재될 수 있고, 서로 또는 상보적 핵염기에 인접할 필요가 없다. 그것으로서, 표적 핵산에 완전한 상보성을 갖는 2 개의 영역에 의해 플랭킹된 4 개의 비-상보적 핵염기를 갖는 길이가 18개의 핵염기인 안티센스 화합물은 표적 핵산에 77.8% 전체 상보성을 가질 것이며, 따라서 본 발명의 범위 내에 있을 것이다. 표적 핵산의 영역을 갖는 안티센스 화합물의 퍼센트 상보성은 당해기술에서 공지된 BLAST 프로그램 (기본적 국소 정렬 연구 도구) 및 PowerBLAST 프로그램을 사용하여 일상적으로 결정될 수 있다 (Altschul 등, J. Mol. Biol., 1990, 215, 403 410; Zhang 및 Madden, Genome Res., 1997, 7, 649 656). 퍼센트 상동성, 서열 동일성 또는 상보성은 Smith 및 Waterman (Adv. Appl. Math., 1981, 2, 482 489)의 알고리즘을 사용하는 디폴트 세팅을 사용하여, 예를 들면, 갭(Gap) 프로그램(Wisconsin Sequence Analysis Package, Version 8 for Unix, Genetics Computer Group, University Research Park, Madison Wis.)에 의해 측정될 수 있다.
특정 구현예에서, 본원에서 제공된 안티센스 화합물, 또는 이의 명시된 부분은 표적 핵산, 또는 명시된 이의 부분에 대해 완전 상보적 (, 100% 상보적)이다. 예를 들면, 안티센스 화합물은 SOD-1 핵산, 또는 이의 표적 영역, 또는 표적 분절 또는 표적 서열에 대해 완전히 상보적일 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "완전히 상보적"은, 안티센스 화합물의 각각의 핵염기가 표적 핵산의 상응하는 핵염기와 정확한 염기 짝짓기를 할수 있다는 것을 의미한다. 예를 들면, 20 핵염기 안티센스 화합물은, 안티센스 화합물에 대해 완전 상보적인 표적 핵산의 상응하는 20 핵염기 부분이 있는 한, 400 핵염기 길이인 표적 서열에 대해 완전 상보적이다. 완전 상보성은 제 1 및/또는 제 2 핵산의 명시된 부분을 참조하여 또한 사용될 수 있다. 예를 들면, 30 핵염기 안티센스 화합물의 20 핵염기 부분은 400개 핵염기 길이인 표적 서열에 대해 "완전히 상보적"일 수 있다. 30 핵염기 올리고뉴클레오티드의 20 핵염기 부분은, 표적 서열이 상응하는 20 핵염기 부분을 갖고, 이때 각각의 핵염기가 안티센스 화합물의 20 핵염기 부분에 대해 상보적이라면, 표적 서열에 대해 완전히 상보적이다. 동시에, 전체 30 핵염기 안티센스 화합물은, 안티센스 화합물의 잔류 10개 핵염기가 표적 서열에 대해 또한 상보적인지에 따라 표적 서열에 대해 또한 완전히 상보적이거나 그렇지 않을 수 있다.
비-상보적 핵염기의 위치는 안티센스 화합물의 5' 말단 또는 3' 말단에 있을 수 있다. 대안적으로, 비-상보적 핵염기 또는 핵염기들은 안티센스 화합물의 내부 위치에 있을 수 있다. 두개 이상의 비-상보적 핵염기가 존재할 때, 이들은 인접하거나(즉, 연결되거나), 또는 비-인접할 수 있다. 일 구현예에서, 비-상보적 핵염기는 갭머 올리고뉴클레오티드의 윙 분절에 위치한다.
특정 구현예에서, 길이가 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20개이거나, 또는 최대로 상기 길이인 안티센스 화합물은 표적 핵산, 예컨대 SOD-1 핵산, 또는 명시된 이의 부분에 대해 4 이하, 3 이하, 2 이하, 또는 1 이하의 비-상보적 핵염기(들)을 포함한다.
특정 구현예에서, 길이가 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 또는 30개이거나, 또는 최대로 상기 길이인 안티센스 화합물은 표적 핵산, 예컨대 SOD-1 핵산, 또는 명시된 이의 부분에 대해 6 이하, 5 이하, 4 이하, 3 이하, 2 이하, 또는 1 이하의 비-상보적 핵염기(들)을 포함한다.
본원에서 제공된 안티센스 화합물은 또한 표적 핵산의 부분에 대해 상보적인 것을 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, "부분"은 표적 핵산의 영역 또는 분절 내의 정의된 수의 인접한 (즉, 연결된) 핵염기를 의미한다. "부분"은 또한 정의된 수의 안티센스 화합물의 인접한 핵염기를 의미할 수 있다. 특정 구현예에서, 안티센스 화합물은 표적 분절의 적어도 8 핵염기 부분에 대해 상보적이다. 특정 구현예에서, 안티센스 화합물은 표적 분절의 적어도 9 핵염기 부분에 대해 상보적이다. 특정 구현예에서, 안티센스 화합물은 표적 분절의 적어도 10 핵염기 부분에 대해 상보적이다. 특정 구현예에서, 안티센스 화합물은 표적 분절의 적어도 11 핵염기 부분에 대해 상보적이다. 특정 구현예에서, 안티센스 화합물은 표적 분절의 적어도 12 핵염기 부분에 대해 상보적이다. 특정 구현예에서, 안티센스 화합물은 표적 분절의 적어도 13 핵염기 부분에 대해 상보적이다. 특정 구현예에서, 안티센스 화합물은 표적 분절의 적어도 14 핵염기 부분에 대해 상보적이다. 특정 구현예에서, 안티센스 화합물은 표적 분절의 적어도 15 핵염기 부분에 대해 상보적이다. 표적 분절의 적어도 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 또는 그 초과, 또는 이들 값의 임의의 2 개에 의해 정의된 범위의 핵염기 부분에 대해 상보적인 안티센스 화합물이 또한 고려된다.
동일성
본원에서 제공된 안티센스 화합물은 특정한 뉴클레오티드 서열, 서열 번호, 또는 특정 ISIS 번호로 나타내는 화합물, 또는 이의 부분에 대한 정의된 퍼센트 동일성을 또한 가질 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 안티센스 화합물은, 동일한 핵염기 짝짓기 능력을 갖는다면, 본원에 개시된 서열과 동일하다. 예를 들면, 우라실 및 티미딘 둘 다 아데닌과 쌍을 이루므로, 개시된 DNA 서열에서 티미딘 대신에 우라실을 함유하는 RNA가 DNA 서열과 동일한 것으로 간주된다. 본원에 기재된 안티센스 화합물 뿐만 아니라 본원에서 제공된 안티센스 화합물에 대해 비-동일한 염기를 갖는 화합물의 단축된 및 늘어난 버전이 또한 고려된다. 비-동일한 염기는 안티센스 화합물에 도처에서 분산되거나 서로 인접할 수 있다. 안티센스 화합물의 퍼센트 동일성은 비교되는 서열에 대해 동일한 염기 짝짓기를 갖는 염기의 수에 따라 산출된다.
특정 구현예에서, 안티센스 화합물, 또는 이의 부분은, 본원에 개시된 안티센스 화합물 또는 서열 번호, 또는 이의 부분의 하나 이상과 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 96%, 적어도 97%, 적어도 98%, 적어도 99% 또는 100% 동일하다.
특정 구현예에서, 안티센스 화합물의 부분은 표적 핵산 부분과 동등 길이 부분으로 비교된다. 특정 구현예에서, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 또는 25 핵염기 부분은 표적 핵산 부분과 동등 길이 부분과 비교된다.
특정 구현예에서, 올리고뉴클레오티드의 부분은 표적 핵산 부분과 동등 길이 부분과 비교된다. 특정 구현예에서, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 또는 25 핵염기 부분은 표적 핵산 부분과 동등 길이 부분과 비교된다.
변형
뉴클레오시드는 염기-당 조합이다. 뉴클레오시드의 핵염기 (또한 염기로서 공지됨) 부분은 보통 헤테로환 염기 모이어티이다. 뉴클레오티드는 뉴클레오시드의 당 부분에 공유 연결된 인산기를 추가로 포함하는 뉴클레오시드이다. 펜토푸라노실 당을 포함하는 뉴클레오시드에 대해, 인산기는 당의 2', 3' 또는 5' 하이드록실 모이어티에 연결될 수 있다. 올리고뉴클레오티드는 서로에 대한 인접한 뉴클레오시드의 공유연결을 통해 형성되어, 선형 폴리머 올리고뉴클레오티드를 형성한다. 올리고뉴클레오티드 구조 내에, 인산기는 통상적으로 올리고뉴클레오티드의 뉴클레오시드간 연결을 형성하는 것으로 간주된다.
안티센스 화합물에 대한 변형은 뉴클레오시드간 연결, 당 모이어티, 또는 핵염기에 대한 치환 또는 변화를 포괄한다. 변형된 안티센스 화합물은 바람직한 특성 예컨대, 예를 들면, 증진된 세포 흡수, 핵산 표적에 대한 증진된 친화도, 뉴클레아제의 존재에서의 증가된 안정성, 또는 증가된 억제 활성 때문에 원산 형태와 비교하여 종종 바람직하다.
화학적으로 변형된 뉴클레오시드는 그것의 표적 핵산에 대해, 단축된 또는 절단된 올리고뉴클레오티드의 결합 친화도를 증가시키기 위해 또한 이용될 수 있다. 결과적으로, 비교할만한 결과는 그와 같은 화학적으로 변형된 뉴클레오시드를 갖는 더 짧은 안티센스 화합물로 종종 수득될 수 있다.
변형된 뉴클레오시드간 연결
RNA 및 DNA의 "자연 발생 뉴클레오시드간 연결"은 3' 내지 5' 포스포디에스테르 연결을 의미한다. 하나 이상의 변형된, 즉 비-자연 발생, 뉴클레오시드간 연결을 갖는 안티센스 화합물은 바람직한 특성 예컨대, 예를 들면, 증진된 세포 흡수, 표적 핵산에 대한 증진된 친화도, 및 뉴클레아제의 존재에서 증가된 안정성 때문에 자연 발생 뉴클레오시드간 연결을 갖는 안티센스 화합물과 비교하여 종종 선택된다.
변형된 뉴클레오시드간 연결을 갖는 올리고뉴클레오티드는 인 원자를 보유하는 뉴클레오시드간 연결 뿐만 아니라 인 원자를 갖지 않는 뉴클레오시드간 연결을 포함한다. 대표적인 인을 함유하는 뉴클레오시드간 연결은, 비제한적으로, 포스포디에스테르, 포스포트리에스테르, 메틸포스포네이트, 포스포르아미데이트, 및 포스포로티오에이트를 포함한다. 인-함유 및 비-인-함유 연결의 제조 방법은 공지되어 있다.
특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 변형된 올리고뉴클레오티드는 하나 이상의 변형된 뉴클레오시드간 연결을 포함한다. 특정 구현예에서, 변형된 뉴클레오시드간 연결은 안티센스 화합물 도처에 산재된다. 특정 구현예에서, 변형된 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이다. 특정 구현예에서, 변형된 올리고뉴클레오티드의 각각의 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이다.
특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 변형된 올리고뉴클레오티드는 하나 이상의 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결을 포함한다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 변형된 올리고뉴클레오티드는 적어도 하나의 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결 및 적어도 하나의 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결을 포함한다. 특정 구현예에서, 변형된 올리고뉴클레오티드는 하기 중 혼합된 골격 모티프를 갖는다:
sossssssssoooss,
sooossssssssoss,
sooosssssssssoss,
soosssssssssooss,
sooossssssssooss,
sooosssssssssooss,
sooossssssssssooss,
sooosssssssssssooos,
soooossssssssssooss,
sooosssssssssssooss,
sososssssssssssosos, 및
sooossssssssssoooss, 여기서
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
변형된 당 모이어티
안티센스 화합물은 임의로 하나 이상의 뉴클레오시드를 함유할 수 있으며, 여기서 당 그룹은 변형되었던 것이다. 그와 같은 당 변형된 뉴클레오시드는 안티센스 화합물에 대한 증진된 뉴클레아제 안정성, 증가된 결합 친화도, 또는 일부 다른 유익한 생물학적 특성을 부여할 수 있다. 특정 구현예에서, 뉴클레오시드는 화학적으로 변형된 리보푸라노스 환 모이어티를 포함한다. 화학적으로 변형된 리보푸라노스 환의 예는 비제한적으로 하기를 포함한다: 치환체 그룹의 부가 (5' 및 2' 치환체 그룹, 이환식 핵산 (BNA)를 형성하기 위한 비-제미널(geminal) 환 원자의 가교, 리보실 환 산소 원자의 S, N(R), 또는 C(R1)(R2)의 교체 포함) (R, R1 및 R2 각각은 독립적으로 H, C1-C12 알킬 또는 보호기로부터 선택된다) 및 이들의 조합. 화학적으로 변형된 당의 예시는 하기를 포함한다: 2'-F-5'-메틸 치환된 뉴클레오시드 (참고, PCT 국제 출원 WO 2008/101157, 다른 개시된 5', 2'-비스 치환된 뉴클레오시드에 대해 8/21/08에 공개됨), 또는 2'-위치에서 추가 치환에 의해 S에 의한 리보실 환 산소 원자의 교체 (참고, 공개된 미국 특허 출원 US2005/0130923, 2005년 6월 16일에 공개됨), 또는 대안적으로, BNA의 5'-치환 (참고, PCT 국제 출원 WO 2007/134181, 11/22/07에 공개됨, LNA는, 예를 들면, 5'-메틸 또는 5'-비닐기으로 치환됨).
변형된 당 모이어티를 갖는 뉴클레오시드의 예는 5'-비닐, 5'-메틸 (R 또는 S), 4'-S, 2'-F, 2'-OCH3, 2’-OCH2CH3, 2’-OCH2CH2F 및 2'-O(CH2)2OCH3 치환체 그룹을 포함하는 뉴클레오시드를 비제한적으로 포함한다. 2' 위치에서의 치환체는 알릴, 아미노, 아지도, 티오, O-알릴, O-C1-C10 알킬, OCF3,OCH2F,O(CH2)2SCH3,O(CH2)2-O-N(Rm)(Rn),O-CH2-C(=O)-N(Rm)(Rn), 및 O-CH2-C(=O)-N(Rl)-(CH2)2-N(Rm)(Rn)로부터 또한 선택될 수 있고, 여기서 각각의 Rl, Rm 및 Rn은 독립적으로, H 또는 치환된 또는 비치환된 C1-C10 알킬이다.
본원에서 사용된 바와 같이, "이환식 뉴클레오시드"는 이환식 당 모이어티를 포함하는 변형된 뉴클레오시드를 의미한다. 이환식 핵산 (BNA)의 예는 4' 및 2' 리보실 환 원자 사이의 가교를 포함하는 뉴클레오시드를 비제한적으로 포함한다. 특정 구현예에서, 본원에서 제공된 안티센스 화합물은 하나 이상의 BNA 뉴클레오시드를 포함하고, 여기서 상기 가교는 하기 화학식을 포함한다: 4'-(CH2)-O-2'(LNA); 4'-(CH2)-S-2'; 4'-(CH2)2-O-2'(ENA); 4'-CH(CH3)-O-2' 및 4'-CH(CH2OCH3)-O-2'(및 이의 유사체, 참고: 미국 특허 7,399,845 (2008년 7월 15일 발행); 4'-C(CH3)(CH3)-O-2' (및 이의 유사체, 참고: PCT/US2008/068922 (2009년 1월 8일에 공보된 WO/2009/006478과 같이 공보됨)); 4'-CH2-N(OCH3)-2' (및 이의 유사체, 참고: PCT/US2008/064591 (2008년 12월 11일에 공보된 WO/2008/150729와 같이 공보됨)); 4'-CH2-O-N(CH3)-2' (참고: 공보된 미국 특허 출원 US2004-0171570 (2004년 9월 2일에 공보됨)); 4'-CH2-N(R)-O-2’(여기서 R은 H, C1-C12 알킬, 또는 보호기임) (참고: 미국 특허 7,427,672 (2008년 9월 23일 발행됨)); 4'-CH2-C(H)(CH3)-2' (참고: Chattopadhyaya et al., J. Org. Chem., 2009, 74, 118-134); 및 4'-CH2-C(=CH2)-2' (및 이의 유사체, 참고: PCT/US2008/066154 (2008년 12월 8일 공보된 WO 2008/154401과 같이 공보됨)).
추가의 이환식 뉴클레오시드는 하기 공보된 문헌에 보고된다: 예를 들어, 참고: Srivastava et al., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129(26) 8362-8379; Frieden et al., Nucleic Acids Research, 2003, 21, 6365-6372; Elayadi et al., Curr. Opinion Invens. Drugs, 2001, 2, 558-561; Braasch et al., Chem. Biol., 2001, 8, 1-7; Orum et al., Curr. Opinion Mol. Ther., 2001, 3, 239-243; Wahlestedt et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2000, 97, 5633-5638; Singh et al., Chem. Commun., 1998, 4, 455-456; Koshkin et al., Tetrahedron, 1998, 54, 3607-3630; Kumar et al., Bioorg. Med. Chem. Lett., 1998, 8, 2219-2222; Singh et al., J. Org. Chem., 1998, 63, 10035-10039; 미국 특허 번호: 7,399,845; 7,053,207; 7,034,133; 6,794,499; 6,770,748; 6,670,461; 6,525,191; 6,268,490; 미국 특허 공보 번호: US2008-0039618; US2007-0287831; US2004-0171570; 미국 특허 출원 시리즈 번호: 12/129,154; 61/099,844; 61/097,787; 61/086,231; 61/056,564; 61/026,998; 61/026,995; 60/989,574; 국제 출원 WO 2007/134181; WO 2005/021570; WO 2004/106356; WO 94/14226; 및 PCT 국제 출원 번호: PCT/US2008/068922; PCT/US2008/066154; 및 PCT/US2008/064591. 각각의 상기 이환식 뉴클레오시드는 예를 들면 α-L-리보푸라노스 및 β-D-리보푸라노스를 포함하는 하나 이상의 입체화학적 당 배치를 갖도록 제조될 수 있다 (참고 PCT 국제 출원 PCT/DK98/00393, WO 99/14226로서 1999년 3월 25일 공개).
본원에서 사용된 바와 같이, "단환식 뉴클레오시드"는 이환식 당 모이어티가 아닌 변형된 당 모이어티를 포함하는 뉴클레오시드를 의미한다. 특정 구현예에서, 뉴클레오시드의 당 모이어티, 또는 당 모이어티 유사체는 임의의 위치에서 변형 또는 치환될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, "4'-2' 이환식 뉴클레오시드" 또는 "4' 내지 2' 이환식 뉴클레오시드"는 당 환의 2' 탄소 원자 및 4' 탄소 원자를 연결하는 가교를 포함하는 푸라노스 환을 포함하는 이환식 뉴클레오시드를 의미한다.
특정 구현예에서, BNA 뉴클레오시드의 이환식 당 모이어티는, 비제한적으로, 펜토푸라노실 당 모이어티의 4' 및 2' 탄소 원자 사이의 적어도 하나의 가교를 갖는 화합물을 포함하고, 여기서 그와 같은 가교는 독립적으로, [C(Ra)(Rb)]n-,C(Ra)=C(Rb)-,C(Ra)=N-,C(=NRa)-,-C(=O)-,-C(=S)-,-O-,-Si(Ra)2-,-S(=O)x-,및 N(Ra)-로부터 독립적으로 선택된 1개 또는 1 내지 4개의 연결된 기를 포함하며; 여기서 x는 0, 1, 또는 2이고; n은 1, 2, 3, 또는 4이고, 각각의 Ra 및 Rb는, 독립적으로, H, 보호기, 하이드록실, C1-C12 알킬, 치환된 C1-C12 알킬, C2-C12 알케닐, 치환된 C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, 치환된 C2-C12 알키닐, C5-C20 아릴, 치환된 C5-C20 아릴, 헤테로환 라디칼, 치환된 헤테로환 라디칼, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, C5-C7 지환족 라디칼, 치환된 C5-C7 지환족 라디칼, 할로겐, OJ1, NJ1J2, SJ1, N3, COOJ1, 아실 (C(=O)-H), 치환된 아실, CN, 설포닐 (S(=O)2-J1), 또는 설폭실 (S(=O)-J1)이고; 그리고
각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H, C1-C12 알킬, 치환된 C1-C12 알킬, C2-C12 알케닐, 치환된 C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, 치환된 C2-C12 알키닐, C5-C20 아릴, 치환된 C5-C20 아릴, 아실 (C(=O)-H), 치환된 아실, 헤테로환 라디칼, 치환된 헤테로환 라디칼, C1-C12 아미노알킬, 치환된 C1-C12 아미노알킬, 또는 보호기이다.
특정 구현예에서, 이환식 당 모이어티의 가교는, [C(Ra)(Rb)]n-,[C(Ra)(Rb)]n-O-,C(RaRb)-N(R)-O-또는 C(RaRb)-O-N(R)-이다. 특정 구현예에서, 가교는 4'-CH2-2',4'-(CH2)2-2',4'-(CH2)3-2',4'-CH2-O-2',4'-(CH2)2-O-2',4'-CH2-O-N(R)-2'및 4'-CH2-N(R)-O-2'- 이고, 이때 각각의 R은 독립적으로, H, 보호기, 또는 C1-C12 알킬이다.
특정 구현예에서, 이환식 뉴클레오시드는 이성질체 배치에 의하여 추가로 정의된다. 예를 들어, 4'-(CH2)-O-2' 가교를 포함하는 뉴클레오시드는, α-L 배위 또는 β-D 배위일 수 있다. 이전에, α-L-메틸렌옥시 (4'-CH2-O-2') BNA’는 안티센스 활성을 보여준 안티센스 올리고뉴클레오티드에 통합되었다 (Frieden et al., Nucleic Acids Research, 2003, 21,6365-6372).
특정 구현예에서, 이환식 뉴클레오시드는 4’내지 2'의 가교를 갖는 것을 포함하고 여기서 이러한 가교는, 제한 없이, α-L-4'-(CH2)-O-2',β-D-4'-CH2-O-2',4'-(CH2)2-O-2', 4'-CH2-O-N(R)-2', 4'-CH2-N(R)-O-2',4'-CH(CH3)-O-2', 4'-CH2-S-2',4'-CH2-N(R)-2', 4'-CH2-CH(CH3)-2', 및 4'-(CH2)3-2를 포함하고, 여기서 R은 H, 보호기 또는 C1-C12 알킬이다.
특정 구현예에서, 이환식 뉴클레오시드는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pat00009
식 중:
Bx는 헤테로환 염기 모이어티이고;
-Qa-Qb-Qc- 는 -CH2-N(Rc)-CH2-,-C(=O)-N(Rc)-CH2-,-CH2-O-N(Rc)-,-CH2-N(Rc)-O-또는 -N(Rc)-O-CH2 이고;
Rc는 C1-C12 알킬 또는 아미노 보호기이고; 그리고
Ta 및 Tb 각각은, 독립적으로 H, 하이드록실 보호기, 콘주게이트 그룹, 반응성 인 그룹, 인 모이어티, 또는 지지 매질에 대한 공유 부착(covalent attachment)이다.
특정 구현예에서, 이환식 뉴클레오시드는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pat00010
식 중:
Bx는 헤테로환 염기 모이어티이고;
Ta 및 Tb 각각은, 독립적으로 H, 하이드록실 보호기, 콘주게이트 그룹, 반응성 인 그룹, 인 모이어티, 또는 지지 매질에 대한 공유 부착(covalent attachment)이고;
Za는 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C1-C6 알킬, 치환된 C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알키닐, 아실, 치환된 아실, 치환된 아미드, 티올, 또는 치환된 티올이다.
일 구현예에서, 각각의 치환된 그룹은, 독립적으로, 할로겐, 옥소, 하이드록실, OJc,NJcJd,SJc,N3,OC(=X)Jc, 및 NJeC(=X)NJcJd로부터 독립적으로 선택된 치환체 그룹으로 단일 또는 다중 치환되고, 여기서 각각의 Jc, Jd 및 Je는, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 또는 치환된 C1-C6 알킬이고 X는 O 또는 NJc이다.
특정 구현예에서, 이환식 뉴클레오시드는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pat00011
식 중:
Bx는 헤테로환 염기 모이어티이고;
Ta 및 Tb 각각은, 독립적으로 H, 하이드록실 보호기, 콘주게이트 그룹, 반응성 인 그룹, 인 모이어티, 또는 지지 매질에 대한 공유 부착(covalent attachment)이고;
Zb는 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C1-C6 알킬, 치환된 C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알키닐, 또는 치환된 아실 (C(=O)-)이다.
특정 구현예에서, 이환식 뉴클레오시드는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pat00012
식 중:
Bx는 헤테로환 염기 모이어티이고;
Ta 및 Tb 각각은, 독립적으로 H, 하이드록실 보호기, 콘주게이트 그룹, 반응성 인 그룹, 인 모이어티, 또는 지지 매질에 대한 공유 부착(covalent attachment)이고;
Rd는 C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐, 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고;
각각의 qa, qb, qc 및 qd는 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕실, 치환된 C1-C6알콕실, 아실, 치환된 아실, C1-C6 아미노알킬 또는 치환된 C1-C6 아미노알킬이다;
특정 구현예에서, 이환식 뉴클레오시드는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pat00013
식 중:
Bx는 헤테로환 염기 모이어티이고;
Ta 및 Tb 각각은, 독립적으로 H, 하이드록실 보호기, 콘주게이트 그룹, 반응성 인 그룹, 인 모이어티, 또는 지지 매질에 대한 공유 부착(covalent attachment)이고;
qa, qb, qe 및 qf 각각은, 독립적으로, 수소, 할로겐, C1-C12 알킬, 치환된 C1-C12 알킬, C2-C12 알케닐, 치환된 C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, 치환된 C2-C12 알키닐, C1-C12 알콕시, 치환된 C1-C12 알콕시, OJj,SJj,SOJj,SO2Jj,NJjJk,N3,CN,C(=O)OJj,C(=O)NJjJk,C(=O)Jj,O-C(=O)NJjJk,N(H)C(=NH)NJjJk,N(H)C(=O)NJjJk또는 N(H)C(=S)NJjJk이고;
또는 qe및 qf는 함께 =C(qg)(qh)이고;
qg 및 qh 각각은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C12 알킬, 또는 치환된 C1-C12 알킬이다.
4'-CH2-O-2' 가교를 가지는 아데닌, 시토신, 구아닌, 5-메틸-시토신, 티민 및 우라실 이환식 뉴클레오시드의 합성 및 제조와 함께, 이들의 올리고머화, 및 핵산 인식 특성이 설명되어 있다 (Koshkin et al., Tetrahedron,1998,54,3607-3630). 이환식 뉴클레오시드의 합성이 WO 98/39352 및 WO 99/14226에 또한 설명되어 있다.
4’ 내지 2' 가교 기, 예컨대, 4'-CH2-O-2' 및 4'-CH2-S-2' 를 갖는 다양한 이환식 뉴클레오시드의 유사체가 또한 제조되었다 (Kumar etal.,Bioorg.Med.Chem. Lett.,1998,8,2219-2222). 핵산 중합효소에 대한 기질로서 사용하기 위한 이환식 뉴클레오시드를 포함하는 올리고데옥시리보뉴클레오티드 이중구조의 제조가 또한 설명되어 있다 (Wengel et al., WO 99/14226). 더욱이, 2'-아미노-BNA, 신규 형태적으로 제한된 고-친화도 올리고뉴클레오티드 유사체의 합성은 당해기술에 기재되었다 (참고: Singh et al., J. Org. Chem., 1998, 63, 10035-10039). 또한, 2'-아미노- 및 2'-메틸아미노-BNA'가 제조되었고 상보적 RNA 및 DNA 가닥을 갖는 그것의 이중나선의 열 안정성은 이전에 보고되었다.
특정 구현예에서, 이환식 뉴클레오시드는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pat00014
식 중:
Bx는 헤테로환 염기 모이어티이고;
Ta 및 Tb 각각은, 독립적으로 H, 하이드록실 보호기, 콘주게이트 그룹, 반응성 인 그룹, 인 모이어티, 또는 지지 매질에 대한 공유 부착(covalent attachment)이고;
qi, qj, qk 및 ql 각각은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C12 알킬, 치환된 C1-C12 알킬, C2-C12 알케닐, 치환된 C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, 치환된 C2-C12 알키닐, C1-C12 알콕실, 치환된 C1-C12 알콕실, OJj, SJj, SOJj, SO2Jj, NJjJk, N3, CN,C(=O)OJj, C(=O)NJjJk, C(=O)Jj, O-C(=O)NJjJk, N(H)C(=NH)NJjJk, N(H)C(=O)NJjJk 또는 N(H)C(=S)NJjJk이고; 그리고
qi 및 qj 또는 ql 및 qk는 함께 =C(qg)(qh)이고, 여기서 qg 및 qh은 각각 독립적으로 H, 할로겐, C1-C12 알킬 또는 치환된 C1-C12 알킬이다.
4'-(CH2)3-2' 가교를 갖는 하나의 탄소환 이환식 뉴클레오시드 및 알케닐 유사체 가교 4'-CH=CH-CH2-2’가 기재되었다 (참고: Frier etal., Nucleic Acids Research, 1997, 25(22), 4429-4443 및 Albaek etal., J.Org. Chem., 2006, 71, 7731-7740). 탄소환 이환식 뉴클레오시드의 합성 및 제조는 그것의 올리고머화 및 생화학적 연구와 함께 또한 기재되었다 (참고, 예를 들면: Srivastava et al., J. Am. Chem. Soc. 2007, 129(26),8362-8379).
특정 구현예에서, 이환식 뉴클레오시드는, 비제한적으로, (A) α-L-메틸렌옥시 (4'-CH2-O-2') BNA, (B) β-D-메틸렌옥시 (4'-CH2-O-2') BNA, (C) 에틸렌옥시 (4'-(CH2)2-O-2') BNA, (D) 아미노옥시 (4'-CH2-O-N(R)-2') BNA, (E) 옥시아미노 (4'-CH2-N(R)-O-2') BNA, 및 (F) 메틸(메틸렌옥시) (4'-CH(CH3)-O-2') BNA, (또한 제한된 에틸 또는 cEt로 지칭됨), (G) 메틸렌-티오 (4'-CH2-S-2') BNA, (H) 메틸렌-아미노 (4'-CH2-N(R)-2') BNA, (I) 메틸 탄소환식 (4'-CH2-CH(CH3)-2') BNA, (J) 프로필렌 탄소환식 (4'-(CH2)3-2') BNA 및 (K) 비닐 BNA를, 이하에서 묘사된 바와 같이 포함한다.
Figure pat00015
여기서 Bx는 염기 모이어티이고, R은, 독립적으로, H, 보호기 또는 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이다.
본원에서 사용된 바와 같이, "변형된 테트라하이드로피란 뉴클레오시드" 또는 "변형된 THP 뉴클레오시드"는 노말 뉴클레오시드에서 펜토푸라노실 잔기를 대체하기 위해 치환된 6-원 테트라하이드로피란 "당"을 갖는 뉴클레오시드를 의미하고, 당 대용물로 지칭될 수 있다. 변형된 THP 뉴클레오시드는, 비제한적으로, 하기를 포함한다: 헥시톨 핵산 (HNA), 아니톨 핵산 (ANA), 만니톨 핵산 (MNA)로서 본 분야에서 불리는 것들 (참고 Leumann, Bioorg. Med. Chem., 2002, 10, 841-854) 또는 플루오로 HNA (F-HNA) (하기 예시된 바와 같이 테트라하이드로피라닐 환계를 갖는다).
Figure pat00016
특정 구현예에서, 당 대용물은 하기 화학식으로부터 선택된다:
Figure pat00017
식 중:
Bx는 헤테로환 염기 모이어티이고;
T3 및 T4 각각은, 독립적으로, 테트라하이드로피란 뉴클레오시드 유사체를 올리고머 화합물에 연결시키는 뉴클레오시드간 연결기이거나 T3 및 T4 중 하나는 테트라하이드로피란 뉴클레오시드 유사체를 올리고머 화합물 또는 올리고뉴클레오티드에 연결시키는 뉴클레오시드간 연결기이고, 그리고 T3 및 T4 중 다른 것은 H, 하이드록실 보호기, 연결된 콘주게이트 그룹, 또는 5' 또는 3'-말단기이고;
q1, q2, q3, q4, q5, q6 및 q7은 각각 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고; 그리고
R1 및 R2 중 하나는 수소이고, 다른 하나는 하기로부터 선택되고: 할로겐, 치환된 또는 비치환된 알콕시, NJ1J2,SJ1,N3,OC(=X)J1,OC(=X)NJ1J2,NJ3C(=X)NJ1J2 및 CN; 여기서 X는 O, S 또는 NJ1이고, 그리고 각각의 J1,J2 및 J3 은 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이다.
특정 구현예에서, q1, q2, q3, q4, q5, q6 및 q7는 각각 H이다. 특정 구현예에서, q1, q2, q3, q4, q5, q6 및 q7 중 적어도 하나는 H이외의 것이다. 특정 구현예에서, q1, q2, q3, q4, q5, q6 및 q7 중 적어도 하나는 메틸이다. 특정 구현예에서, R1 및 R2 중 하나가 F인 THP 뉴클레오시드가 제공된다. 특정 구현예에서, R1은 플루오로이고 R2는 H이며; R1은 메톡시이고 R2는 H이며, 그리고 R1은 메톡시에톡시이고 R2는 H이다.
특정 구현예에서, 당 대용물은 5개 초과의 원자를 갖고 1개 초과의 헤테로원자를 갖는 환을 포함한다. 예를 들어, 모르폴리노 변형된 당 모이어티를 포함하는 뉴클레오시드 및 올리고머 화합물에서의 그들의 용도가 보고되었다 (예를 들어 참고: Braasch et al.,Biochemistry, 2002, 41, 4503-4510; 및 미국 특허 5,698,685; 5,166,315; 5,185,444; 및 5,034,506). 본원에서 사용된 바와 같이, "모르폴리노"는 하기 구조를 갖는 당 대용물을 의미한다:
Figure pat00018
.
특정 구현예에서, 모르폴리노는, 상기 모르폴리노 구조로부터의 다양한 치환체 그룹을 첨가하거나 변경시킴으로써 변형될 수 있다. 그와 같은 당 대용물은 본원에서 "변형된 모르폴리노"라 칭한다.
하기와 같은 변형의 조합이 또한 비제한적으로 제공된다: 2'-F-5'-메틸 치환된 뉴클레오시드 (참고 다른 개시된 5', 2'-비스 치환된 뉴클레오시드에 대해 8/21/08에 공개된 PCT 국제 출원 WO 2008/101157) 및 2'-위치에서의 리보실 환 산소 원자 대신에 S에 의한 대체 및 추가 치환 (참고 2005년 6월 16일에 공개된 미국 특허 출원 US2005-0130923) 또는 대안적으로 이환식 핵산의 5'-치환 (참고 11/22/07에 공개된 PCT 국제 출원 WO 2007/134181, 여기서 4'-CH2-O-2’ 이환식 뉴클레오시드는 5' 위치에서 5'-메틸 또는 5'-비닐기로 추가로 치환된다). 탄소환 이환식 뉴클레오시드의 합성 및 제조는 그것의 올리고머화 및 생화학적 연구와 함께 또한 기재되었다 (참고, 예를 들면, Srivastava et al., J. Am. Chem. Soc. 2007, 129(26), 8362-8379).
특정 구현예에서, 안티센스 화합물은 자연 발생 뉴클레오시드에서 펜토푸라노실 잔기 대신에 6-원 사이클로헥세닐을 가지는 뉴클레오시드인 하나 이상의 변형된 사이클로헥세닐 뉴클레오시드를 포함한다. 변형된 사이클로헥시닐 뉴클레오시드는 당업계에서 다음에 기술된 것들을 비제한적으로 포함한다 (예를 들어 일반적으로 보유된, 다음 참고: 공개된 PCT 출원 WO 2010/036696 (2010년 4월 10일 발표), Robeyns et al., J. Am. Chem. Soc., 2008, 130(6), 1979-1984;
Figure pat00019
et al., Tetrahedron Letters, 2007, 48, 3621-3623; Nauwelaerts et al., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129(30), 9340-9348; Gu et al.,, Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids, 2005, 24(5-7), 993-998; Nauwelaerts et al., Nucleic Acids Research, 2005, 33(8), 2452-2463; Robeyns et al., Acta Crystallographica, Section F: Structural Biology and Crystallization Communications, 2005, F61(6), 585-586; Gu et al., Tetrahedron, 2004, 60(9), 2111-2123; Gu et al., Oligonucleotides, 2003, 13(6), 479-489; Wang et al., J. Org. Chem., 2003, 68, 4499-4505; Verbeure et al., Nucleic Acids Research, 2001, 29(24), 4941-4947; Wang et al., J. Org. Chem., 2001, 66, 8478-82; Wang et al., Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids, 2001, 20(4-7), 785-788; Wang et al., J. Am. Chem., 2000, 122, 8595-8602; 공개 PCT 출원, WO 06/047842; 및 공개 PCT 출원 WO 01/049687; 각각의 내용은 본원에 그 전체가 참고로 편입되어 있다). 특정 변형된 사이클로헥세닐 뉴클레오시드는 하기 화학식 X를 가진다.
Figure pat00020
여기서 화학식 X의 적어도 하나의 사이클로헥세닐 뉴클레오시드 유사체의 각각에 대하여 독립적으로:
Bx는 헤테로환 염기 모이어티이고;
T3 및 T4 각각은, 독립적으로, 사이클로헥세닐 뉴클레오시드 유사체를 안티센스 화합물에 연결시키는 뉴클레오시드간 연결기이거나 T3 및 T4 중 하나는 테트라하이드로피란 뉴클레오시드 유사체를 안티센스 화합물에 연결시키는 뉴클레오시드간 연결기이고, 그리고 T3 및 T4 중 다른 것은 H, 하이드록실 보호기, 연결된 콘주게이트 그룹, 또는 5' 또는 3'-말단기이고; 그리고
q1, q2, q3, q4, q5, q6, q7, q8 및 q9 는 각각 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐 또는 다른 당 치환체 그룹이다.
많은 다른 단환식, 이환식 및 삼환식 환계가 당업계에 공지되어 있고, 본 명세서에 제공된 바와 같은 올리고머 화합물로의 혼입을 위하여 뉴클레오시드를 변형시키도록 이용될 수 있는 당 대용물로서 적절하다 (예를 들어, 하기 리뷰 논문 참고: Leumann, Christian J. Bioorg. & Med. Chem., 2002, 10, 841-854). 그러한 환 시스템은 활성을 더욱 증진시키기 위하여 다양한 추가적인 치환을 거칠 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, "2'-변형된 당"은 2' 위치에서 변형된 푸라노실 당을 의미한다. 특정 구현예에서, 그러한 변형은 하기를 비제한적으로 포함하는 치환체로부터 선택된다: 치환된 및 비치환된 알콕시, 치환된 및 비치환된 티오알킬, 치환된 및 비치환된 아미노 알킬, 치환된 및 비치환된 알킬, 치환된 및 비치환된 알릴, 및 치환된 및 비치환된 알키닐을 비제한적으로 포함하는 할라이드. 특정 구현예에서, 2' 변형은 하기를 비제한적으로 포함하는 치환체로부터 선택된다: O[(CH2)nO]mCH3, O(CH2)nNH2, O(CH2)nCH3, O(CH2)nF, O(CH2)nONH2, OCH2C(=O)N(H)CH3, 및 O(CH2)nON[(CH2)nCH3]2, 여기서 n 및 m은 1 내지 약 10이다. 다른 2’-치환체 그룹은 또한 하기로부터 선택될 수 있다: C1-C12 알킬; 치환된 알킬; 알케닐; 알키닐; 알카릴; 아랄킬; O-알카릴 또는 O-아랄킬; SH, SCH3, OCN, Cl, Br, CN, F, CF3, OCF3, SOCH3, SO2CH3, ONO2, NO2, N3, NH2, 헤테로사이클로알킬; 헤테로사이클로알카릴; 아미노알킬아미노; 폴리알킬아미노; 치환된 실릴; RNA 절단 그룹; 리포터 그룹; 삽입제; 약력학적 특성을 개선하는 그룹; 및 안티센스 화합물의 약동학적 특성을 개선하는 그룹, 및 유사한 특성을 갖는 다른 치환체. 특정 구현예에서, 변형된 뉴클레오시드는 2'-MOE 측쇄를 포함한다 (참고: Baker etal., J.Biol. Chem., 1997, 272, 11944-12000). 그와 같은 2'-MOE 치환은 비변형된 뉴클레오시드 및 다른 변형된 뉴클레오시드, 예컨대 2'-O-메틸, O-프로필, 및 O-아미노프로필과 비교하여 개선된 결합 친화도를 갖는 것으로 기재되었다. 2'-MOE 치환체를 갖는 올리고뉴클레오티드는 또한 생체내 사용을 위해 유망한 특징을 갖는 유전자 발현의 안티센스 억제제인 것으로 보여졌다 (참고, Martin, Helv. Chim. Acta, 1995, 78, 486-504; Altmann et al., Chimia, 1996, 50, 168-176; Altmann et al., Biochem. Soc. Trans., 1996, 24, 630-637; 및 Altmann et al., Nucleosides Nucleotides, 1997, 16, 917-926).
본원에서 사용된 바와 같이, "2'-변형된" 또는 "2'-치환된"은 H 또는 OH 이외의 2' 위치에서 치환체를 포함하는 당을 포함하는 뉴클레오시드를 의미한다. 2'-변형된 뉴클레오시드는, 비제한적으로, 이환식 뉴클레오시드를 포함하고, 여기서 당 환의 2 개의 탄소 원자를 연결하는 가교는 당 환의 2' 탄소 및 다른 탄소; 그리고 뉴클레오시드를 비-가교 2' 치환체, 예컨대 알릴, 아미노, 아지도, 티오, O-알릴, O-C1-C10 알킬, -OCF3, O-(CH2)2-O-CH3, 2'-O(CH2)2SCH3, O-(CH2)2-O-N(Rm)(Rn), 또는 O-CH2-C(=O)-N(Rm)(Rn)와 연결하고, 여기서 각각의 Rm 및 Rn은, 독립적으로, H 또는 치환된 또는 비치환된 C1-C10 알킬이다. 2'-변형된 뉴클레오시드는 예를 들면, 당의 다른 위치에서 및/또는 핵염기에서 다른 변형을 추가로 포함할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, "2'-F"는 당 환의 2' 위치에서 플루오로 기를 포함하는 당을 포함하는 뉴클레오시드를 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, "2'-OMe" 또는 "2’-OCH3","2'-O-메틸", 또는 “2’-메톡시” 각각은 당 환의 2' 위치에서 -OCH3 기를 포함하는 당을 포함하는 뉴클레오시드를 지칭한다.
본원에서 사용된 바와 같이, "MOE" 또는 "2'-MOE" 또는 "2'-OCH2CH2OCH3" 또는 "2'-O-메톡시에틸" 각각은 당 환의 2' 위치에서 -OCH2CH2OCH3 기를 포함하는 당을 포함하는 뉴클레오시드를 지칭한다.
변형된 당류의 제조 방법은 당해분야의 숙련가에게 잘 공지되어 있다. 이러한 변형 당의 제조를 교시하는 일부 대표적인 미국 특허는, 제한 없이, 미국 제4,981,957호; 제5,118,800호; 제5,319,080호; 제5,359,044호; 제5,393,878호; 제5,446,137호; 제5,466,786호; 제5,514,785호; 제5,519,134호; 제5,567,811호; 제5,576,427호; 제5,591,722호; 제5,597,909호; 제5,610,300호; 제5,627,053호; 제5,639,873호; 제5,646,265호; 제5,670,633호; 제5,700,920호; 제5,792,847호 및 제6,600,032호 및 2005년 6월 2일에 출원되고 2005년 12월 22일에 WO 2005/121371로서 공개된 국제 출원 PCT/US 2005/019219를 포함하고, 이들 각각은 그 전체가 본 명세서에 참고로 편입된다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "올리고뉴클레오티드"는 복수의 연결된 뉴클레오시드를 포함하는 화합물을 지칭한다. 특정 구현예에서, 복수의 뉴클레오시드 중 하나 이상이 변형된다. 특정 구현예에서, 올리고뉴클레오티드는 하나 이상의 리보뉴클레오시드(RNA) 및/또는 데옥시리보뉴클레오시드(DNA)를 포함한다.
변형된 당 모이어티를 갖는 뉴클레오티드에서, 핵염기 모이어티 (천연, 변형된, 또는 이들의 조합)은 적절한 핵산 표적과의 혼성화를 위해 유지된다.
특정 구현예에서, 안티센스 화합물은 하나 이상의 변형된 당 모이어티를 갖는 뉴클레오시드를 포함한다. 특정 구현예에서, 변형된 당 모이어티는 2'-MOE이다. 특정 구현예에서, 2'-MOE 변형된 뉴클레오시드는 갭머 모티프에서 배열된다. 특정 구현예에서, 상기 변형된 당 모이어티는 (4’-CH(CH3)-O-2’)가교기를 갖는 이환식 뉴클레오시드이다. 특정 구현예에서, 상기 (4’-CH(CH3)-O-2’)변형된 뉴클레오시드는 갭머 모티프의 윙에 걸쳐 배열된다.
약제학적 조성물을 제형화하기 위한 조성물 및 방법
올리고뉴클레오티드는 약제학적 조성물 또는 제형의 제조를 위한 약제학적으로 허용가능한 활성 또는 불활성 물질과 혼합될 수 있다. 조성물 및 약제학적 조성물의 제형 방법은 수많은 기준에 의존하고, 이 기준은, 비제한적으로, 투여 경로, 질환 정도, 또는 투여될 투여량을 포함한다.
SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물은 안티센스 화합물을 적당한 약제학적으로 허용가능한 희석제 또는 담체와 조합하여 약제학적 조성물에서 이용될 수 있다. 약제학적으로 허용가능한 희석제는 포스페이트-완충 식염수 (PBS)를 포함한다. PBS는 비경구로 전달될 조성물에서 사용하기에 적당한 희석제이다. 따라서, 일 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물 및 약제학적으로 허용가능한 희석제를 포함하는 약제학적 조성물이 본원에 기재된 방법에서 이용된다. 특정 구현예에서, 약제학적으로 허용가능한 희석제는 PBS이다. 특정 구현예에서, 안티센스 화합물은 변형된 올리고뉴클레오티드이다.
안티센스 화합물을 포함하는 약제학적 조성물은 임의의 약제학적으로 허용가능한 염, 에스테르, 또는 그와 같은 에스테르의 염, 또는 인간을 포함하는 동물에게 투여시, (직접적으로 또는 간접적으로) 생물학적 활성 대사물 또는 이의 잔류물을 제공할 수 있는 임의의 다른 올리고뉴클레오티드을 포함한다. 따라서, 예를 들면, 본 개시내용은 또한 안티센스 화합물의 약제학적으로 허용가능한 염, 전구약물, 그와 같은 전구약물의 약제학적으로 허용가능한 염, 및 다른 생물동등체에 관한 것이다. 적당한 약제학적으로 허용가능한 염은, 비제한적으로, 하기를 포함한다: 나트륨 및 칼륨 염.
전구약물은 활성 안티센스 화합물을 형성하도록 내인성 뉴클레아제에 의해 절단된 안티센스 화합물의 하나 또는 둘 모두의 말단에서 부가적 뉴클레오시드의 통합을 포함할 수 있다.
콘주게이트된 안티센스 화합물
안티센스 화합물은 생성된 올리고뉴클레오티드의 활성, 세포 분포 또는 세포 흡수를 증진시키는 하나 이상의 모이어티 또는 콘주게이트에 공유연결될 수 있다. 전형적인 콘주게이트 그룹은 콜레스테롤 모이어티 및 지질 모이어티를 포함한다. 부가적 콘주게이트 그룹은 탄수화물, 인지질, 비오틴, 펜아진, 폴레이트, 펜안트리딘, 안트라퀴논, 아크리딘, 플루오레신, 로다민, 쿠마린, 및 염료를 포함한다.
안티센스 화합물은 특성 예컨대, 예를 들면, 뉴클레아제 안정성을 증진시키기 위해 안티센스 화합물의 하나 또는 둘 모두 말단에 일반적으로 부착된 하나 이상의 안정화 그룹을 갖도록 또한 변형될 수 있다. 안정화 그룹에 캡 구조가 포함된다. 이들 말단 변형은 엑소뉴클레아제 분해로부터 말단 핵산을 갖는 안티센스 화합물을 보호하고, 세포 내에서 전달 및/또는 국재화를 도울 수 있다. 캡은 5'-말단 (5'-캡), 또는 3'-말단 (3'-캡)에서 존재할 수 있고, 또는 말단 둘에서 존재할 수 있다. 캡 구조는 당해기술에서 잘 공지되어 있고, 예를 들면, 반전된 데옥시 무염기성 캡을 포함한다. 뉴클레아제 안정성을 부여하기 위해 캡 안티센스 화합물의 하나 또는 둘 모두의 말단을 캡핑하기 위해 사용될 수 있는 추가의 3' 및 5'-안정화 그룹은 WO 03/004602 (2003년 1월 16일 공개)에서 개시된 것을 포함한다.
세포 배양물 및 안티센스 화합물 처리
SOD-1 핵산의 수준, 활성 또는 발현에 대한 안티센스 화합물의 효과는 다양한 세포 유형에서 시험관내에서 시험될 수 있다. 그와 같은 분석을 위해 사용된 세포 유형은 상업적 판매인 (예를 들면 American Type Culture Collection, Manassus, VA; Zen-Bio, Inc., Research Triangle Park, NC; Clonetics Corporation, Walkersville, MD)으로부터 이용가능하고 상업적으로 이용가능한 시약을 사용하여 판매인의 지침에 따라 배양된다 (예를 들면 Invitrogen Life Technologies, Carlsbad, CA). 예시적인 세포 유형은, 비제한적으로, HepG2 세포 Hep3B 세포, 1차 간세포, A431 세포, 및 SH-SY5Y 세포를 포함한다.
올리고뉴클레오티드의 시험관내 시험
다른 안티센스 화합물에 의한 치료를 위해 적절하게 변형될 수 있는 올리고뉴클레오티드에 의한 세포의 치료 방법이 본원에 기재되어 있다.
일반적으로, 세포는, 세포가 배양물에서 대략 60-80% 밀집도에 도달할 때 올리고뉴클레오티드로 처리된다.
올리고뉴클레오티드를 배양 세포에 도입하기 위해 통상적으로 사용된 하나의 시약은 양이온성 지질 형질감염 시약 LIPOFECTIN (Invitrogen, Carlsbad, CA)을 포함한다. 올리고뉴클레오티드는 안티센스 올리고뉴클레오티드의 원하는 최종 농도 및 2 내지 12 ug/mL / 100 nM 올리고뉴클레오티드 범위인 LIPOFECTIN 농도를 달성하기 위해 OPTI-MEM 1 (Invitrogen, Carlsbad, CA) 중에서 LIPOFECTIN와 혼합된다.
올리고뉴클레오티드를 배양 세포에 도입하기 위해 사용된 또 하나의 시약은 LIPOFECTAMINE (Invitrogen, Carlsbad, CA)을 포함한다. 올리고뉴클레오티드는 올리고뉴클레오티드의 원하는 농도 및 2 내지 12 ug/mL / 100 nM 올리고뉴클레오티드 범위인 LIPOFECTAMINE 농도를 달성하기 위해 OPTI-MEM 1 감소된 혈청 배지 (Invitrogen, Carlsbad, CA)에서 LIPOFECTAMINE와 혼합된다.
올리고뉴클레오티드를 배양 세포에 도입하기 위해 사용된 또 하나의 기술은 전기천공을 포함한다.
세포는 일상적인 방법에 의해 올리고뉴클레오티드로 치료된다. 세포는 전형적으로 올리고뉴클레오티드 처리 16-24 시간 후에 수확되고, 그 시간에 표적 핵산의 RNA 또는 단백질 수준은 당해분야에서 공지되고 본원에 기재된 방법으로 측정된다. 일반적으로, 치료가 다중 복제물에서 수행될 때, 데이터는 복제물 치료의 평균으로서 제공된다.
사용된 올리고뉴클레오티드의 농도는 세포주에서 세포주로 변한다. 특정한 세포주에 대한 최적의 올리고뉴클레오티드 농도를 측정하는 방법은 당해기술에 공지되어 있다. 올리고뉴클레오티드는 LIPOFECTAMINE으로 형질감염될 때 1 nM 내지 300 nM 범위의 농도에서 전형적으로 사용된다. 올리고뉴클레오티드는 전기천공을 사용하여 형질감염될 때 625 내지 20,000 nM 범위의 고농도에서 사용된다.
RNA 단리
RNA 분석은 총 세포 RNA 또는 폴리(A)+ mRNA에 대해 수행될 수 있다. RNA 단리의 방법은 당해기술에 공지되어 있다. RNA는 제조자의 추천된 프로토콜에 따라 당해기술에서 공지된 방법, 예를 들면, TRIZOL 시약 (Invitrogen, Carlsbad, CA)을 사용하여 제조된다.
표적 수준 또는 발현의 억제 분석
SOD-1 핵산의 수준 또는 발현의 억제는 당해기술에서 공지된 다양한 방식으로 검정될 수 있다. 예를 들면, 표적 핵산 수준은, 예를 들면, 노던 블랏 분석, 경쟁적 폴리머라아제 연쇄 반응 (PCR), 또는 정량적 실시간 PCR에 의해 정량화될 수 있다. RNA 분석은 총 세포 RNA 또는 폴리(A)+ mRNA에 대해 수행될 수 있다. RNA 단리의 방법은 당해기술에 공지되어 있다. 노던 블랏 분석은 당해기술에서 또한 일상적이다. 정량적 실시간 PCR은 상업적으로 이용가능한 ABI PRISM 7600, 7700, 또는 7900 서열 검출 시스템 (PE-Applied Biosystems, Foster City, CA로부터 이용가능)을 사용하여 편리하게 달성될 수 있고 제조자의 지침에 따라 사용된다.
표적 RNA 수준의 정량적 실시간 PCR 분석
표적 RNA 수준의 정량화는 제조자의 지침에 따라 ABI PRISM 7600, 7700, 또는 7900 서열 검출 시스템 (PE-Applied Biosystems, Foster City, CA)을 사용하여 정량적 실시간 PCR에 의해 달성될 수 있다. 정량적 실시간 PCR의 방법은 당해기술에 공지되어 있다.
실시간 PCR 전에, 단리된 RNA에 대해 역전사효소 (RT) 반응이 수행되고, 이 반응은 상보적 DNA (cDNA)을 생산하고 그 다음 실시간 PCR 증폭에 대한 기질로서 사용된다. RT 및 실시간 PCR 반응은 동일 샘플 웰에서 순차적으로 수행된다. RT 및 실시간 PCR 시약은 Invitrogen (Carlsbad, CA)로부터 수득될 수 있다. RT, 실시간-PCR 반응은 당해분야의 숙련가에게 공지된 방법에 의해 수행된다.
실시간 PCR에 의해 수득된 유전자 (또는 RNA) 표적 양은, 발현이 일정한 유전자, 예컨대 시클로필린 A의 발현 수준을 사용하거나, RIBOGREEN (Invitrogen, Inc. Carlsbad, CA)을 사용하여 총 RNA를 정량화하여 정규화된다. 시클로필린 A 발현은 실시간 PCR에 의해, 표적과 동시에, 다중화, 또는 별도로 시행하여 정량화된다. 총 RNA는 RIBOGREEN RNA 정량화 시약 (Invitrogen, Inc. Eugene, OR)을 사용하여 정량화된다. RIBOGREEN에 의한 RNA 정량화의 방법은 하기에서 교시된 SOD-1ght이다: Jones, L.J., 등, (Analytical Biochemistry, 1998, 265, 368-374). CYTOFLUOR 4000 기기 (PE Applied Biosystems)는 RIBOGREEN 형광을 측정하기위해 사용된다.
프로브 및 프라이머는 SOD-1 핵산에 대한 혼성화를 위해 설계된다. 실시간 PCR 프로브 및 프라이머를 설계하는 방법은 당해기술에 공지되어 있고 소프트웨어 예컨대 PRIMER EXPRESS 소프트웨어 (Applied Biosystems, Foster City, CA)의 사용을 포함할 수 있다.
단백질 수준 분석
SOD-1 핵산의 안티센스 억제는 SOD-1 단백질 수준을 측정하여 평가될 수 있다. SOD-1의 단백질 수준은 당해기술에 공지된 다양한 방식, 예컨대 면역침전, 웨스턴 블랏 분석 (면역블로팅), 효소-연결 면역흡착 검정 (ELISA), 정량적 단백질 검정, 단백질 활성 검정 (예를 들면, 카스파제 활성 검정), 면역조직화학, 면역세포화학 또는 형광-활성화된 세포 분류 (FACS)으로 평가 또는 정량화될 수 있다. 표적에 대해 지향된 항체는 다양한 공급원, 예컨대 항체의 MSRS 카탈로그 (Aerie Corporation, Birmingham, MI)으로부터 동정 및 수득될 수 있고, 또는 당해기술에 잘 공지된 종래의 단클론성 또는 다클론성 항체 생성 방법을 통해 제조될 수 있다. 특정 구현예에서, 본원의 화합물은 개선된 단백질 수준의 감소를 제공한다.
안티센스 화합물의 생체내 시험
안티센스 화합물, 예를 들면, 변형된 올리고뉴클레오티드는, SOD-1의 발현을 억제하고 표현형 변화, 예컨대 개선된 운동 기능을 생성하기 위한 그것의 능력을 평가하기 위해 동물에서 시험된다. 특정 구현예에서, 운동 기능은 동물에서의 보행 개시 분석, 로타로드(rotarod), 악력, 폴 크라이밍(pole climb), 오픈 필드 수행, 발란스 빔, 뒷발 발자국 시험에 의하여 측정될 수 있다. 시험은 정상동물, 또는 실험 질환 모델에서 수행될 수 있다. 동물에의 투여에 대해, 올리고뉴클레오티드는 약제학적으로 허용가능한 희석제, 예컨대 포스페이트-완충 식염수에서 제형된다. 본 발명의 화합물에 대한 투여 경로는, 복강내, 정맥내, 근육내, 및 피하내와 같은 비경구 투여 경로를 포함한다. 올리고뉴클레오티드 투여량 및 투여 빈도는, 예컨대 투여 경로 및 동물 체중을 비제한적으로 포함하는 다중 인자에 따라 달라진다. 올리고뉴클레오티드에 의한 처리 기간 후, RNA는 CNS 조직 또는 CSF로부터 단리되고 SOD-1 핵산 발현에서의 변화가 측정된다.
특정 징후
특정 구현예에서, 개체를 치료하는 방법, 화합물, 및 조성물이 본원에서 제공되고, 이 방법은 본원에 기재된 바와 같은 하나 이상의 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함한다. 특정 구현예에서, 개체는 신경퇴행성 질환을 갖는다. 특정 구현예에서, 개체는 근위축성 측색 경화증 (ALS)를 비제한적으로 포함하는 신경퇴행성 질환의 발병 위험이 있다. 특정 구현예에서, 개체는 SOD-1 관련된 질환을 갖는 것으로 동정된다. 특정 구현예에서, 개체에서 SOD-1 발현을 방지적으로 감소시키는 방법이 제공된다. 특정 구현예는 SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물의 치료적 유효량을 개체에 투여함으로써 이를 필요로하는 개체를 치료하는 것을 포함한다.
일 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물의 치료적 유효량의 투여는 개체에서 SOD-1 수준을 모니터링하여 안티센스 화합물 투여에 대한 개체의 반응을 측정하는 것을 수반한다. 안티센스 화합물 투여에 대한 개체의 반응은 치료적 처치의 양 및 기간을 결정하는 의료진에 의하여 사용될 수 있다.
특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물의 투여는 적어도 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100%, 또는 상기 값 중 임의의 2개에 의하여 정의된 범위 내로 SOD-1 발현의 감소를 초래한다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물의 투여는 동물에서 개선된 운동 기능을 유발한다. 특정 구현예에서, SOD-1 핵산에 표적화된 안티센스 화합물의 투여는 적어도 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100%, 또는 상기 값 중 임의의 2개에 의하여 정의된 범위 내로 운동 기능의 감소를 초래한다.
특정 구현예에서, SOD-1에 대해 표적화된 안티센스 화합물을 포함하는 약제학적 조성물은 근위축성 측색 경화증 (ALS)을 포함하는 신경퇴행성 질환을 앓고 있거나 이에 취약한 환자를 치료하기 위한 약제의 제조를 위해 사용된다.
특정 비교 조성물
인간 SOD-1를 표적화하는 안티센스 올리고뉴클레오티드는 이전의 공보(참조: 제WO 2005/040180호, 이의 전문은 본원에 참고로 포함되어 있다)에 기술되어 있다. 본원에 기술된 몇몇 올리고뉴클레오티드 (ISIS 333611, ISIS 146144, ISIS 146145, ISIS 150437, ISIS 150441, ISIS 150443, ISIS 150444, ISIS 150445, ISIS 150446, ISIS 150447, ISIS 150448, ISIS 150449, ISIS 150452, ISIS 150454, ISIS 150458, ISIS 150460, ISIS 150462-150467, ISIS 150470, ISIS 150472, ISIS 150474, ISIS 150475, ISIS 150476, ISIS 150479-150483, ISIS 150488, ISIS 150489, ISIS 150490, ISIS 150491-150493, ISIS 150495-150498, ISIS 150511, ISIS 333605, ISIS 333606, ISIS 333609-333617, ISIS 333619, ISIS 333620-333636, ISIS 333638, 및 ISIS 333640)는 본원에 기술된 새로운 안티센스 화합물에 대한 선택 및 스크리닝을 통한 비교 화합물로서 사용되었다.
특정 구현예에서, ISIS 333611, 5-10-5 MOE 갭머는 CCGTCGCCCTTCAGCACGCA (서열 번호: 21로서 본원에서 포함)의 서열 (5'로부터 3'으로)을 갖고, 여기서 각 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이고, 각 시토신은 5-메틸시토신이고, 그리고 뉴클레오시드 1-5 및 16-20 (5'로부터 3'으로)은 2’-O-메톡시에틸 모이어티를 포함하며, 이는 비교 화합물로 사용되었다. ISIS 333611는, 이것이 다양한 연구에서 높은 수준의 투여량-의존적 억제를 나타내므로 (WO 2005/040180에 기술됨), 비교 화합물로 선택되었다. 또한, 단계 1 (phase 1) 인간 임상 실험은 ISIS 333611를 사용하여 완성하였다. 참고: MILLER et al., “An antisense oligonucleotide against SOD1 delivered intrathecally for patients with SOD1 familial amyotrophic lateral sclerosis: a phase 1, randomised, first-in-man study” Lancet Neurol. (2013) 12(5): 435-442. 따라서, ISIS 333611는 (인간 환자에게 시험될 수 있도록) 수용가능한 안정성 프로파일을 갖는 높은 정도로 효력이 있고, 강력한 화합물로 고려된다.
특정 구현예에서, 본원에 기술된 화합물은 제WO 2005/040180호에 기술된 안티센스 화합물에 대한 하나 이상의 개선된 특성으로부터 유리하다. 개선된 특징 중 일부는 본원에 제공된 실시예에서 예증된다. 특정 구현예에서, 본원에 기술된 화합물은, ISIS 333611을 포함하는, 본원에 기술된 비교 화합물보다 다양한 시험관내 및 생체내 연구에서 더욱 효력이 있고/있거나, 강력하고/하거나, 내성이 있다. 특정 구현예에서, ISIS 666853, ISIS 666859, ISIS 666919, ISIS 666921, ISIS 666922, ISIS 666869, ISIS 666870, 및 ISIS 666867은, ISIS 333611을 포함하는, 본원에 기술된 비교 화합물보다 다양한 시험관내 및 생체내 연구에서 더욱 효력이 있고/있거나, 강력하다. 특정 구현예에서, ISIS 666853, ISIS 666859, ISIS 666919, ISIS 666921, ISIS 666922, ISIS 666869, ISIS 666870, 및 ISIS 666867은, ISIS 333611을 포함하는, 본원에 기술된 비교 화합물보다 동물 내 하나 이상이 내성 검정에서 더욱 내성이 있다. 이는 그럼에도 불구하고, 인간 임상 실험을 진행하기 위하여 충분히 양호한 내성이 있는 333611이다.
특정 구현예에서, 본원에 기술된 특정 화합물은, 인간 세포 내에서, 예를 들어 HepG2 A431 또는 SH-SY5Y 세포주 내에서 (예를 들어, 참고: 실시예 6-11) 시험 될 경우, 2 μM 미만, 1.9 μM 미만, 1.8 μM 미만, 1.7μM 미만, 1.6 μM 미만, 1.5 μM 미만, 1.4 μM 미만, 1.3 μM 미만, 1.2 μM 미만, 1.1 μM 미만, 1 μM 미만, 0.9 μM 미만, 0.8 μM 미만, 0.7 μM 미만, 0.6 μM 미만, 또는 0.5 μM 0.4 μ미만, 0.3 μM 미만, 0.2 μM 미만, 0.1 μM의 시험관내 IC50으로 비교 화합물보다 더욱 효력이 있다.
특정 구현예에서, 본원에 기술된 특정 화합물은, 생체내 SOD-1 발현을 억제하기 위한 그들의 능력으로 인하여 비교 화합물보다 더욱 효력이 있다. 특정 구현예에서, 상기 화합물은 SOD-1를 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 또는 적어도 95%만큼, 예를 들어, 형질전환 동물 모델 내에서, 요추부 척수 및 경부 척수 내에서 억제한다.
특정 구현예에서, 본원에 기술된 특정 화합물은, 래트, 마우스, 및/또는 원숭이 내에서의 감소된 미세교 마커 수준 (예컨대, IBA1), 감소된 성상교 마커 수준 (예컨대, GFAP), 및/또는 FOB 스코어를 기반으로, 비교 화합물보다 더욱 내성이다. 예를 들어, 다음을 참고한다: 실시예 14, 15, 18 및 19.
ISIS 666853
예를 들어, 실시예 12 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666853는 PBS에 희석된 변형된 올리고뉴클레오티드의 16.67mg/ml 용액의 30μL (500 μg 최종 투여)로 투여될 경우, SOD-1 형질전환 래트 모델의 경부 척수 내 74% 및 요추부 척수 내 81% 억제를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 요추부 척수 내 51% 억제, 경부 척수 내 47% 억제를 달성하였다.
예를 들어, 실시예 14 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666853는 0의 FOB 스코어를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 3 mg의 올리고뉴클레오티드로 처리될 경우, 3시간 후 스프라그-도울리 래트 내 4의 FOB 스코어를 달성하였다. 미세교 마커 (IBA1) 수준 및 성상교 마커 (GFAP) 수준은, ISIS 333611 처리된 래트와 비교하여, ISIS 666853 처리된 래트 내에서 또한 감소하였다.
예를 들어, 실시예 15 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666853는 10, 30, 100, 300, 또는 3000 μg의 올리고뉴클레오티드로 척추강내 처리될 경우, 요추부 조직 및 경부 조직 내에서 SOD-1 형질전환 래트 내에서 각각 81.3 및 242.6의 ED50 을 달성하였다. 요추부 및 경부 조직 내의 ED50 은 ISIS 333611 처리된 형질전환 래트 내에서는 산출될 수 없었으며, 이는 55-65% 초과의 인간 SOD-1 mRNA를 억제하기 위하여 시험된 가장 높은 농도 (3000 μg)가 파일링되었기 때문이다.
예를 들어, 실시예 16 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, 1 mg 및 3 mg 투여에서의 ISIS 666853는 각각 0.0 및 0.5의 3 시간 FOB 스코어를 달성하였으며, 한편 ISIS 333611는 각각 3.0 및 4.9의 FOB 스코어를 달성하였다. 1 mg 및 3 mg 투여에서의 ISIS 666853는 각각 0.0 및 0.0의 8주 FOB 스코어를 달성하였으며, 한편 ISIS 333611는 각각 0.0 및 1.2의 스코어를 달성하였다.
예를 들어, 실시예 17 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666853은 요추부 조직 및 피질 조직 내에서 각각 136 및 188의 ED50 를 달성하였으며, 한편 ISIS 333611는, 10, 30, 100, 300, 또는 700 μg의 올리고뉴클레오티드로 뇌내 뇌실 볼러스로 처리할 경우, SOD-1 형질전환 마우스 내에서 요추부 조직 및 피질 조직 내 각각 401 및 786의 ED50 를 달성하였다.
예를 들어, 실시예 18 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666853는 1.25의 FOB 스코어를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 700 μg의 올리고뉴클레오티드로 처리될 경우, 3시간 후 C57bl6 마우스 내 6.5의 FOB 스코어를 달성하였다. 미세교 마커 (IBA1) 수준 및 성상교 마커 (GFAP) 수준은, ISIS 333611 처리된 마우스와 비교하여, ISIS 666853 처리된 마우스 내에서 또한 감소하였다.
ISIS 666859
예를 들어, 실시예 12 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666859는 PBS에 희석된 변형된 올리고뉴클레오티드의 16.67 mg/ml 용액의 30μL (500 μg 최종 투여)로 투여될 경우, SOD-1 형질전환 래트 모델의 경부 척수 내 64% 억제 및 요추부 척수 내 79% 억제를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 요추부 척수 내 51% 억제, 경부 척수 내 47% 억제를 달성하였다.
예를 들어, 실시예 14 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666859는 1의 FOB 스코어를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 3 mg의 올리고뉴클레오티드로 처리될 경우, 3시간 후 스프라그-도울리 래트 내 4의 FOB 스코어를 달성하였다. 미세교 마커 (IBA1) 수준 및 성상교 마커 (GFAP) 수준은, ISIS 333611 처리된 래트와 비교하여, ISIS 666859 처리된 래트 내에서 또한 감소하였다.
예를 들어, 실시예 15 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666859는 10, 30, 100, 300, 또는 3000 μg의 올리고뉴클레오티드로 척추강내 처리될 경우, 요추부 조직 및 경부 조직 내에서 SOD-1 형질전환 래트 내에서 각각 74.0 및 358.8의 ED50 을 달성하였다. 요추부 및 경부 조직 내의 ED50 은 ISIS 333611 처리된 형질전환 래트 내에서는 산출될 수 없었으며, 이는 55-65% 초과의 인간 SOD-1 mRNA를 억제하기 위하여 시험된 가장 높은 농도 (3000 μg)가 파일링되었기 때문이다.
예를 들어, 실시예 16 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, 1 mg 및 3 mg 투여에서의 ISIS 666859는 각각 0.0 및 2.1의 3 시간 FOB 스코어를 달성하였으며, 한편 ISIS 333611는 각각 3.0 및 4.9의 스코어를 달성하였다. 1 mg 및 3 mg 투여에서의 ISIS 666859는 각각 0.0 및 0.3의 8주 FOB 스코어를 달성하였으며, 한편 ISIS 333611는 각각 0.0 및 1.2의 스코어를 달성하였다.
예를 들어, 실시예 17 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666859는 요추부 조직 및 피질 조직 내에서 각각 106 및 206의 ED50 를 달성하였으며, 한편 ISIS 333611은, 10, 30, 100, 300, 또는 700 μg의 올리고뉴클레오티드로 뇌내 뇌실 볼러스로 처리할 경우, SOD-1 형질전환 마우스 내에서 요추부 조직 및 피질 조직 내 각각 401 및 786의 ED50 를 달성하였다.
예를 들어, 실시예 18 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666859는 1.75의 FOB 스코어를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 700 μg의 올리고뉴클레오티드로 처리될 경우, 3시간 후 C57bl6 마우스 내 6.5의 FOB 스코어를 달성하였다. 미세교 마커 (IBA1) 수준 및 성상교 마커 (GFAP) 수준은, ISIS 333611 처리된 마우스와 비교하여, ISIS 666859 처리된 마우스 내에서 또한 감소하였다.
ISIS 666919
예를 들어, 실시예 12 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666919는 PBS에 희석된 변형된 올리고뉴클레오티드의 16.67mg/ml 용액의 30μL (500 μg 최종 투여)로 투여될 경우, SOD-1 형질전환 래트 모델의 경부 척수 내 68% 및 요추부 척수 내 76%를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 요추부 척수 내 51%, 경부 척수 내 47%를 달성하였다.
예를 들어, 실시예 14 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666919는 2의 FOB 스코어를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 3 mg의 올리고뉴클레오티드로 처리될 경우, 3시간 후 스프라그-도울리 래트 내 4의 FOB 스코어를 달성하였다. 미세교 마커 (IBA1) 수준 및 성상교 마커 (GFAP) 수준은, ISIS 333611 처리된 래트와 비교하여, ISIS 666919 처리된 래트 내에서 또한 감소하였다.
예를 들어, 실시예 15 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666919는 10, 30, 100, 300, 또는 3000 μg의 올리고뉴클레오티드로 척추강내 처리될 경우, 요추부 조직 및 경부 조직 내에서 SOD-1 형질전환 래트 내에서 각각 104.1 및 613.5의 ED50 을 달성하였다. 요추부 및 경부 조직 내의 ED50 은 ISIS 333611 처리된 형질전환 래트 내에서는 산출될 수 없었으며, 이는 55-65% 초과의 인간 SOD-1 mRNA를 억제하기 위하여 시험된 가장 높은 농도 (3000 μg)가 파일링되었기 때문이다.
예를 들어, 실시예 16 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, 1 mg 및 3 mg 투여에서의 ISIS 666919는 각각 1.3 및 3.5의 3 시간 FOB 스코어를 달성하였으며, 한편 ISIS 333611는 각각 3.0 및 4.9의 스코어를 달성하였다. 1 mg 및 3 mg 투여에서의 ISIS 666919는 각각 0.0 및 0.1의 8주 FOB 스코어를 달성하였으며, 한편 ISIS 333611는 각각 0.0 및 1.2의 스코어를 달성하였다.
예를 들어, 실시예 17 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666919는 요추부 조직 내에서 168의 ED50 를 달성하였으며, 한편 ISIS 333611은, 10, 30, 100, 300, 또는 700 μg의 올리고뉴클레오티드로 뇌내 뇌실 볼러스로 처리할 경우, SOD-1 형질전환 마우스 내에서 요추부 조직 내 401의 ED50 를 달성하였다.
예를 들어, 실시예 18 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666919는 0.0의 FOB 스코어를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 700 μg의 올리고뉴클레오티드로 처리될 경우, 3시간 후 C57bl6 마우스 내 6.5의 FOB 스코어를 달성하였다. 미세교 마커 (IBA1) 수준 및 성상교 마커 (GFAP) 수준은, ISIS 333611 처리된 마우스와 비교하여, ISIS 666919 처리된 마우스 내에서 또한 감소하였다.
ISIS 666921
예를 들어, 실시예 12 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 66621는 PBS에 희석된 변형된 올리고뉴클레오티드의 16.67mg/ml 용액의 30μL (500 μg 최종 투여)로 투여될 경우, SOD-1 형질전환 래트 모델의 경부 척수 내 65% 및 요추부 척수 내 71%를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 요추부 척수 내 51%, 경부 척수 내 47%를 달성하였다.
예를 들어, 실시예 14 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666921는 2의 FOB 스코어를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 3 mg의 올리고뉴클레오티드로 처리될 경우, 3시간 후 스프라그-도울리 래트 내 4의 FOB 스코어를 달성하였다. 미세교 마커 (IBA1) 수준 및 성상교 마커 (GFAP) 수준은, ISIS 333611 처리된 래트와 비교하여, ISIS 666919 처리된 래트 내에서 또한 감소하였다.
ISIS 666922
예를 들어, 실시예 12 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666922는 PBS에 희석된 변형된 올리고뉴클레오티드의 16.67mg/ml 용액의 30μL (500 μg 최종 투여)로 투여될 경우, SOD-1 형질전환 래트 모델의 경부 척수 내 62% 및 요추부 척수 내 67%를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 요추부 척수 내 51%, 경부 척수 내 47%를 달성하였다.
예를 들어, 실시예 14 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666922는 3의 FOB 스코어를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 3 mg의 올리고뉴클레오티드로 처리될 경우, 3시간 후 스프라그-도울리 래트 내 4의 FOB 스코어를 달성하였다. 미세교 마커 (IBA1) 수준 및 성상교 마커 (GFAP) 수준은, ISIS 333611 처리된 래트와 비교하여, ISIS 666919 처리된 래트 내에서 또한 감소하였다.
ISIS 666869
예를 들어, 실시예 12 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666869는 PBS에 희석된 변형된 올리고뉴클레오티드의 16.67mg/ml 용액의 30μL (500 μg 최종 투여)로 투여될 경우, SOD-1 형질전환 래트 모델의 요추부 척수 내 82% 및 경부 척수 내 81% 를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 요추부 척수 내 51%, 경부 척수 내 47%를 달성하였다.
ISIS 666870
예를 들어, 실시예 12 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666870는 PBS에 희석된 변형된 올리고뉴클레오티드의 16.67mg/ml 용액의 30μL (500 μg 최종 투여)로 투여될 경우, SOD-1 형질전환 래트 모델의 경부 척수 내 68% 및 요추부 척수 내 76%를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 요추부 척수 내 51%, 경부 척수 내 47%를 달성하였다.
예를 들어, 실시예 15 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666870는 10, 30, 100, 300, 또는 3000 μg의 올리고뉴클레오티드로 척추강내 처리될 경우, 요추부 조직 및 경부 조직 내에서 SOD-1 형질전환 래트 내에서 각각 139.4 및 1111의 ED50 을 달성하였다. 요추부 및 경부 조직 내의 ED50 은 ISIS 333611 처리된 형질전환 래트 내에서는 산출될 수 없었으며, 이는 55-65% 초과의 인간 SOD-1 mRNA를 억제하기 위하여 시험된 가장 높은 농도 (3000 μg)가 파일링되었기 때문이다.
예를 들어, 실시예 17 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666870은 요추부 조직 및 피질 조직 내에서 각각 148 및 409의 ED50 를 달성하였으며, 한편 ISIS 333611는, 10, 30, 100, 300, 또는 700 μg의 올리고뉴클레오티드로 뇌내 뇌실 볼러스로 처리할 경우, SOD-1 형질전환 마우스 내에서 요추부 조직 및 피질 조직 내 각각 401 및 786의 ED50 를 달성하였다.
예를 들어, 실시예 18 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666870는 4.75의 FOB 스코어를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 700 μg의 올리고뉴클레오티드로 처리될 경우, 3시간 후 C57bl6 마우스 내 6.5의 FOB 스코어를 달성하였다.
ISIS 666867
예를 들어, 실시예 12 (본원 하기)에 제공된 바와 같이, ISIS 666867는 PBS에 희석된 변형된 올리고뉴클레오티드의 16.67mg/ml 용액의 30μL (500 μg 최종 투여)로 투여될 경우, SOD-1 형질전환 래트 모델의 경부 척수 내 48% 및 요추부 척수 내 59%를 달성하였고, 한편 ISIS 333611는 요추부 척수 내 51%, 경부 척수 내 47%를 달성하였다.
특정 조성물
1. ISIS 666853
특정 구현예에서, ISIS 666853는 5-10-5 MOE 갭머로 특징화되고, 이는 CAGGATACATTTCTACAGCT (서열 번호: 725로서 본원에서 포함)의 서열 (5'로부터 3'으로)을 갖고, 여기서 뉴클레오시드 1-5 및 16-20 중 각각은 2’-O-메톡시에틸리보오스 변형된 뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 6-15 중 각각은 2’-데옥시뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 2 내지 3, 4 내지 5, 16 내지 17, 및 18 내지 19 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 연결이고, 뉴클레오시드 1 내지 2, 3 내지 4, 5 내지 6, 6 내지 7, 7 내지 8, 8 내지 9, 9 내지 10, 10 내지 11, 11 내지 12, 12 내지 13, 13 내지 14, 14 내지 15, 15 내지 16, 17 내지 18, 및 19 내지 20 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이고, 그리고 각 시토신은 5’-메틸시토신이다.
특정 구현예에서, ISIS 666853는 하기 화학식에 의하여 기재된다: mCes Aeo Ges Geo Aes Tds Ads mCds Ads Tds Tds Tds mCds Tds Ads mCeo Aes Geo mCes Te; 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
특정 구현예에서, ISIS 666853은 하기 화학 구조로 기재될 수 있다:
Figure pat00021
구조 1. ISIS 666853
2. ISIS 666859
특정 구현예에서, ISIS 666859는 변형된 올리고뉴클레오티드로 특징화되고, 이는 TTAATGTTTATCAGGAT (서열 번호: 1351로서 본원에서 포함)의 핵염기 서열 (5'로부터 3'으로)을 갖고, 17개의 뉴클레오시드로 구성되며, 여기서 뉴클레오시드 1-4 및 15-17 중 각각은 2’-O-메톡시에틸리보오스 뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 13 및 14 중 각각은 cEt 변형된 뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 5-12 중 각각은 2’-데옥시리보뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 2 내지 3, 3 내지 4, 13 내지 14, 14 내지 15 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 연결이고, 뉴클레오시드 1 내지 2, 4 내지 5, 5 내지 6, 6 내지 7, 7 내지 8, 8 내지 9, 9 내지 10, 10 내지 11, 11 내지 12, 12 내지 13, 15 내지 16, 및 16 내지 17 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이고, 그리고 각 시토신은 5’-메틸시토신이다.
특정 구현예에서, ISIS 666859은 하기 화학 표기로 기재될 수 있다: Tes Teo Aeo Aes Tds Gds Tds Tds Tds Ads Tds mCds Ako Gko Ges Aes Te; 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
특정 구현예에서, ISIS 666859은 하기 화학 구조로 기재될 수 있다:
Figure pat00022
구조 2. ISIS 666859
3. ISIS 666919
특정 구현예에서, ISIS 666919는 변형된 올리고뉴클레오티드로 특징화되고, 이는 GGATACATTTCTACAGC (서열 번호: 1342로서 본원에서 포함)의 핵염기 서열 (5'로부터 3'으로)을 갖고, 17개의 뉴클레오시드로 구성되며, 여기서 뉴클레오시드 1-4 및 16-17 중 각각은 2’-O-메톡시에틸리보오스 변형된 뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 14 및 15 중 각각은 cEt 변형된 뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 5-13 중 각각은 2’-데옥시리보뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 2 내지 3, 3 내지 4, 4 내지 5, 및 14 내지 15 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 연결이고, 뉴클레오시드 1 내지 2, 5 내지 6, 6 내지 7, 7 내지 8, 8 내지 9, 9 내지 10, 10 내지 11, 11 내지 12, 12 내지 13, 13 내지 14, 15 내지 16, 및 16 내지 17 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이고, 그리고 각 시토신은 5’-메틸시토신이다.
특정 구현예에서, ISIS 666919은 하기 화학 표기로 기재될 수 있다: Ges Geo Aeo Teo Ads mCds Ads Tds Tds Tds mCds Tds Ads mCko Aks Ges mCe; 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
특정 구현예에서, ISIS 666919은 하기 화학 구조로 기재될 수 있다:
Figure pat00023
구조 3. ISIS 666919
4. ISIS 666921
특정 구현예에서, ISIS 666921는 변형된 올리고뉴클레오티드로 특징화되고, 이는 GGATACATTTCTACAGC (서열 번호: 1342로서 본원에서 포함)의 핵염기 서열 (5'로부터 3'으로)을 갖고, 17개의 뉴클레오시드로 구성되며, 여기서 뉴클레오시드 1-5 및 16-17 중 각각은 2’-O-메톡시에틸리보오스 변형된 뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 14-15 중 각각은 cEt 변형된 뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 6-13 중 각각은 2’-데옥시리보뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 2 내지 3, 3 내지 4, 4 내지 5, 및 14 내지 15 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 연결이고, 뉴클레오시드 1 내지 2, 5 내지 6, 6 내지 7, 7 내지 8, 8 내지 9, 9 내지 10, 10 내지 11, 11 내지 12, 12 내지 13, 13 내지 14, 15 내지 16, 및 16 내지 17 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이고, 그리고 각 시토신은 5’-메틸시토신이다.
특정 구현예에서, ISIS 666921은 하기 화학 표기로 기재될 수 있다: Ges Geo Aeo Teo Aes mCds Ads Tds Tds Tds mCds Tds Ads mCko Aks Ges mCe; 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
특정 구현예에서, ISIS 666921은 하기 화학 구조로 기재될 수 있다:
Figure pat00024
구조 4. ISIS 666921
5. ISIS 666922
특정 구현예에서, ISIS 666922는 변형된 올리고뉴클레오티드로 특징화되고, 이는 GGATACATTTCTACAGC (서열 번호: 1342로서 본원에서 포함)의 핵염기 서열 (5'로부터 3'으로)을 갖고, 17개의 뉴클레오시드로 구성되며, 여기서 뉴클레오시드 1-4 및 15-17 중 각각은 2’-O-메톡시에틸리보오스 변형된 뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 5 및 14 중 각각은 cEt 변형된 뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 6-13 중 각각은 2’-데옥시리보뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 2 내지 3, 3 내지 4, 4 내지 5, 및 14 내지 15 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 연결이고, 뉴클레오시드 1 내지 2, 5 내지 6, 6 내지 7, 7 내지 8, 8 내지 9, 9 내지 10, 10 내지 11, 11 내지 12, 12 내지 13, 13 내지 14, 15 내지 16, 및 16 내지 17 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이고, 그리고 각 시토신은 5’-메틸시토신이다.
특정 구현예에서, ISIS 666922은 하기 화학 표기로 기재될 수 있다: Ges Geo Aeo Teo Aks mCds Ads Tds Tds Tds mCds Tds Ads mCko Aes Ges mCe; 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
특정 구현예에서, ISIS 666922은 하기 화학 구조로 기재될 수 있다:
Figure pat00025
구조 5. ISIS 666922
6. ISIS 666869
특정 구현예에서, ISIS 666869는 변형된 올리고뉴클레오티드로 특징화되고, 이는 AGTGTTTAATGTTTATC (서열 번호: 1173으로서 본원에서 포함)의 핵염기 서열 (5'로부터 3'으로)을 갖고, 17개의 뉴클레오시드로 구성되며, 여기서 뉴클레오시드 1, 3, 14 및 16-17 중 각각은 2’-O-메톡시에틸리보오스 변형된 뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 2, 4, 13 및 15 중 각각은 cEt 변형된 뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 5-12 중 각각은 2’-데옥시리보뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 2 내지 3, 3 내지 4, 13 내지 14, 및 14 내지 15 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 연결이고, 뉴클레오시드 1 내지 2, 4 내지 5, 5 내지 6, 6 내지 7, 7 내지 8, 8 내지 9, 9 내지 10, 10 내지 11, 11 내지 12, 12 내지 13, 15 내지 16, 및 16 내지 17 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이고, 그리고 각 시토신은 5’-메틸시토신이다.
특정 구현예에서, ISIS 666869은 하기 화학 표기로 기재될 수 있다: Aes Gko Teo Gks Tds Tds Tds Ads Ads Tds Gds Tds Tko Teo Aks Tes mCe; 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
특정 구현예에서, ISIS 666869은 하기 화학 구조로 기재될 수 있다:
Figure pat00026
구조 6. ISIS 666869
7. ISIS 666870
특정 구현예에서, ISIS 666870는 변형된 올리고뉴클레오티드로 특징화되고, 이는 AGTGTTTAATGTTTATC (서열 번호: 1173으로서 본원에서 포함)의 핵염기 서열 (5'로부터 3'으로)을 갖고, 17개의 뉴클레오시드로 구성되며, 여기서 뉴클레오시드 1, 3, 13-17 중 각각은 2’-O-메톡시에틸리보오스 변형된 뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 2 및 4 중 각각은 cEt 변형된 뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 5-12 중 각각은 2’-데옥시리보뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 2 내지 3, 3 내지 4, 13 내지 14, 및 14 내지 15 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 연결이고, 뉴클레오시드 1 내지 2, 4 내지 5, 5 내지 6, 6 내지 7, 7 내지 8, 8 내지 9, 9 내지 10, 10 내지 11, 11 내지 12, 12 내지 13, 15 내지 16, 및 16 내지 17 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이고, 그리고 각 시토신은 5’-메틸시토신이다.
특정 구현예에서, ISIS 666870은 하기 화학 표기로 기재될 수 있다: Aes Gko Teo Gks Tds Tds Tds Ads Ads Tds Gds Tds Teo Teo Aes Tes mCe; 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
특정 구현예에서, ISIS 666870은 하기 화학 구조로 기재될 수 있다:
Figure pat00027
구조 7. ISIS 666870
8. ISIS 666867
특정 구현예에서, ISIS 666867는 변형된 올리고뉴클레오티드로 특징화되고, 이는 AGTGTTTAATGTTTATC (서열 번호: 1173으로서 본원에서 포함)의 핵염기 서열 (5'로부터 3'으로)을 갖고, 17개의 뉴클레오시드로 구성되며, 여기서 뉴클레오시드 1-2, 13-17 중 각각은 2’-O-메톡시에틸리보오스 변형된 뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 3 및 4 중 각각은 cEt 변형된 뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 5-12 중 각각은 2’-데옥시리보뉴클레오시드이고, 뉴클레오시드 2 내지 3, 3 내지 4, 13 내지 14, 및 14 내지 15 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 연결이고, 뉴클레오시드 1 내지 2, 4 내지 5, 5 내지 6, 6 내지 7, 7 내지 8, 8 내지 9, 9 내지 10, 10 내지 11, 11 내지 12, 12 내지 13, 15 내지 16, 및 16 내지 17 간의 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이고, 그리고 각 시토신은 5’-메틸시토신이다.
특정 구현예에서, ISIS 666867은 하기 화학 표기로 기재될 수 있다: Aes Geo Tko Gks Tds Tds Tds Ads Ads Tds Gds Tds Teo Teo Aes Tes mCe; 여기서,
A는 아데닌이고,
mC는 5'-메틸시토신이며,
G는 구아닌이고,
T는 티민이며,
e는 2'-O-메톡시에틸리보오스 변형된 당이고,
k는 cEt 변형된 당이고,
d는 2’-데옥시리보오스 당이고,
s는 포스포로티오에이트 뉴클레오시드간 연결이고, 그리고
o는 포스포디에스테르 뉴클레오시드간 연결이다.
특정 구현예에서, ISIS 666867은 하기 화학 구조로 기재될 수 있다:
Figure pat00028
구조 8. ISIS 666867
실시예
비-제한된 재시내용 및 참고에 의한 혼입
본원에서 기재된 특정 화합물, 조성물 및 방법이 특정 구현예에 따라 구체적으로 기재되었지만, 하기 실시예는 본원에서 기재된 화합물을 단지 설명하기 위해 쓰이고 그것을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 본원에 인용된 참고 문헌 각각은, 이의 전문이 참고로 본원에 혼입되어 있다.
실시예 1: MOE 갭머에 의한, HepG2 세포 내 인간 과산화물제거효소 1, 가용성 (SOD-1)의 억제
변형된 올리고뉴클레오티드를 과산화물제거효소 1, 가용성 (SOD-1) 핵산을 표적화하도록 설계하여 시험관내 SOD-1 mRNA에 대한 이의 효과에 대해 시험하였다. ISIS 146144, ISIS 146145, ISIS 150437, ISIS 150441, ISIS 150443, ISIS 150444, ISIS 150445, ISIS 150446, ISIS 150447, ISIS 150448, ISIS 150449, ISIS 150452, ISIS 150454, ISIS 150458, ISIS 150460, ISIS 150462-150467, ISIS 150470, ISIS 150472, ISIS 150474, ISIS 150475, ISIS 150476, ISIS 150479-150483, ISIS 150488, ISIS 150489, ISIS 150490, ISIS 150491-150493, ISIS 150495-150498, ISIS 150511, ISIS 333605, ISIS 333606, ISIS 333609-333617, ISIS 333619, ISIS 333620-333636, ISIS 333638, 및 ISIS 333640 (이전에 WO 2005/040180에 개시됨)이 또한 이러한 검정에 포함되었다. WO 2005/040180에 이전에 기술된 ISIS 333611를 또한, 기준점 또는 비교 올리고뉴클레오티드로 지정하였다. ISIS 333611를 인간 임상 시험 내에서 최근 시험하였다. 참고: MILLER et al., “An antisense oligonucleotide against SOD1 delivered intrathecally for patients with SOD1 familial amyotrophic lateral sclerosis: a phase 1, randomised, first-in-man study” Lancet Neurol. (2013) 12(5): 435-442.
상기 변형된 올리고뉴클레오티드를 유사한 배양 조건을 갖는 일련의 평행 실험에서 효력을 시험하였다. 각 실험에 대한 결과는 하기 나타난 별개의 표에서 제시된다. 웰당 20,000 세포의 밀도로 배양된 HepG2 세포를 전기천공을 사용하여 7,000 nM 변형된 올리고뉴클레오티드로 형질감염시켰다. 대략 24시간의 처리 기간 후, RNA를 세포로부터 단리하고 SOD-1 mRNA 수준을 정량적인 실시간 PCR로 측정하였다.
인간 프라이머 프로브 세트 RTS3898 (정방향 서열 CTCTCAGGAGACCATTGCATCA, 서열 번호: 11로 본원에 지정됨; 역방향 서열 TCCTGTCTTTGTACTTTCTTCATTTCC, 서열 번호: 12로 본원에 지정됨; 프로브 서열 CCGCACACTGGTGGTCCATGAAAA, 서열 번호: 13으로 본원에 지정됨)을 사용하여 mRNA 수준을 측정하였다. 올리고뉴클레오티드가 프라이머 프로브 세트의 증폭산물에 중첩될 경우, 대안적 프라이머 프로브 세트 HTS90 (정방향 서열 CGTGGCCTAGCGAGTTATGG, 서열 번호: 14로 본원에 지정됨; 역방향 서열 GAAATTGATGATGCCCTGCA, 서열 번호: 15로 본원에 지정됨; 프로브 서열 ACGAAGGCCGTGTGCGTGCTGX, 서열 번호: 16으로 본원에 지정됨)을 사용하여 mRNA 수준을 측정하였다. SOD-1 mRNA 수준을 리보그린®에 의해 측정한 것으로서 총 RNA 함량에 따라 조절하였다. 결과는 치료되지 않은 대조군 세포에 대해, SOD-1의 억제 퍼센트로 나타낸다. 'n.d.'는, 특정 프라이머 프로브 세트를 사용한 억제 수준이 측정되지 않았다는 것을 나타낸다.
하기 표에서 새로이 설계된 변형된 올리고뉴클레오티드를 5-10-5 MOE 갭머로 설계하였다. 5-10-5 MOE 갭머는, 길이가 20 뉴클레오티드이고, 여기서 중심 갭 분절은 10개의 2' 데옥시리보뉴클레오시드로 구성되며 각각 5개의 뉴클레오티드를 포함하는 5' 방향 및 3' 방향에서 윙 분절에 의해 플랭킹된다. 5' 윙 분절 내의 각 뉴클레오시드 및 3' 윙 분절 내의 각각의 뉴클레오시드는 2'-MOE 변형을 갖는다. 각각의 갭머 전체적인 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이다. 각각의 갭머 전체에 걸쳐 모든 시토신 잔기는 5-메틸시토신이다. "개시 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 5'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. "정지 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 3'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. 하기 표에 열거된 각각의 갭머는 본원에 개시된 인간 SOD-1 mRNA (서열 번호: 1과 같이 지정됨; 유전자은행 수탁 번호 NM_000454.4) 또는 인간 SOD-1 게놈 서열 (서열 번호: 2로 본원에서 지정됨; 뉴클레오티드 18693000 내지 18704000로부터 절단된 유전자 은행 수탁 번호 Nt_011512.10)에 표적화된다. 'n/a'는 변형된 올리고뉴클레오티드가 100% 상보성을 갖는 특정 유전자 서열을 표적화하지 않는다는 것이다.
표 1
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 5-10-5 MOE 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
표 2
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 5-10-5 MOE 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
표 3
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 5-10-5 MOE 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
표 4
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 5-10-5 MOE 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041
표 5
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 5-10-5 MOE 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00045
표 6
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 5-10-5 MOE 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00046
Figure pat00047
Figure pat00048
표 7
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 5-10-5 MOE 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
표 8
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 5-10-5 MOE 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00052
Figure pat00053
Figure pat00054
Figure pat00055
표 9
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 5-10-5 MOE 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00056
Figure pat00057
Figure pat00058
표 10
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 5-10-5 MOE 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00059
Figure pat00060
Figure pat00061
실시예 2: MOE 갭머에 의한 HepG2 세포내에서 인간 SOD-1의 억제
변형된 올리고뉴클레오티드를 과산화물제거효소 1, 가용성 (SOD-1) 핵산을 표적화하도록 설계하여 시험관내 SOD-1 mRNA에 대한 이의 효과에 대해 시험하였다. ISIS 146143, ISIS 150438-150440, ISIS 150442, ISIS 150450, ISIS 150455-150457, ISIS 150459, ISIS 150461, ISIS 150469, ISIS 150473, ISIS 150478, ISIS 150484, ISIS 150486, ISIS 150494, ISIS 150508-150510, ISIS 333607, ISIS 333608, ISIS 333611, ISIS 333618 (이전에 WO 2005/040180에 기술됨)이 본 검정에 또한 포함되었다. 상기 변형된 올리고뉴클레오티드를 유사한 배양 조건을 갖는 일련의 평행 실험에서 효력을 시험하였다. 각 실험에 대한 결과는 하기 나타난 별개의 표에서 제시된다. 웰당 20,000 세포의 밀도로 배양된 HepG2 세포를 전기천공을 사용하여 5,000 nM 변형된 올리고뉴클레오티드로 형질감염시켰다. 대략 24시간의 처리 기간 후, RNA를 세포로부터 단리하고 SOD-1 mRNA 수준을 정량적인 실시간 PCR로 측정하였다.
인간 프라이머 프로브 세트 RTS3898을 사용하여 mRNA 수준을 측정하였다. 올리고뉴클레오티드가 프라이머 프로브 세트의 증폭산물에 중첩될 경우, 대안적 프라이머 프로브 세트 HTS90을 사용하여 mRNA 수준을 측정하였다. SOD-1 mRNA 수준을 리보그린®에 의해 측정한 것으로서 총 RNA 함량에 따라 조절하였다. 결과는 치료되지 않은 대조군 세포에 대해, SOD-1의 억제 퍼센트로 나타낸다. 'n.d.'는, 특정 프라이머 프로브 세트를 사용한 억제 수준이 측정되지 않았다는 것을 나타낸다.
하기 표에서 새로이 설계된 변형된 올리고뉴클레오티드를 5-10-5 MOE 갭머로 설계하였다. 5-10-5 MOE 갭머는, 길이가 20 뉴클레오티드이고, 여기서 중심 갭 분절은 10개의 2' 데옥시리보뉴클레오시드로 구성되며 각각 5개의 뉴클레오티드를 포함하는 5' 방향 및 3' 방향에서 윙 분절에 의해 플랭킹된다. 5' 윙 분절 내의 각 뉴클레오시드 및 3' 윙 분절 내의 각각의 뉴클레오시드는 2'-MOE 변형을 갖는다. 각각의 갭머 전체적인 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이다. 각각의 갭머 전체에 걸쳐 모든 시토신 잔기는 5-메틸시토신이다. "개시 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 5'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. "정지 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 3'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. 하기 표에 열거된 각각의 갭머는 본원에 개시된 서열 번호: 1과 같이 지정된 인간 SOD-1 mRNA (유전자은행 수탁 번호 NM_000454.4) 또는 인간 SOD-1 게놈 서열 (서열 번호: 2 과 같이 본원에서 지정됨; 뉴클레오티드 18693000 내지 18704000로부터 절단된 유전자 은행 수탁 번호 NT_011512.10)에 표적화된다. 'n/a'는 변형된 올리고뉴클레오티드가 100% 상보성을 갖는 특정 유전자 서열을 표적화하지 않는다는 것이다.
표 11
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 5-10-5 MOE 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00062
Figure pat00063
Figure pat00064
Figure pat00065
표 12
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 5-10-5 MOE 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00066
Figure pat00067
Figure pat00068
실시예 3: 데옥시, MOE 및 cEt 갭머에 의한 HepG2 세포내에서 인간 SOD-1의 안티센스 억제
변형된 올리고뉴클레오티드를 과산화물제거효소 1, 가용성 (SOD-1) 핵산을 표적화하도록 설계하여 시험관내 SOD-1 mRNA에 대한 이의 효과에 대해 시험하였다. ISIS 333611 (WO 2005/040180에 이전에 기술됨)를 또한 기준점으로서 포함시켰다. 실시예 1에 상기 기술된 5-10-5 MOE 갭머인, ISIS 590067, ISIS 590074, ISIS 590082, ISIS 590130, ISIS 590138, 및 ISIS 590146가 또한 검정에 포함되었다. ISIS 333611와 유사하나, 데옥시, MOE, 및 cEt 당 변형을 갖는 서열을 갖는 ISIS 590512가 본 연구에 또한 포함되었다.
상기 변형된 올리고뉴클레오티드를 유사한 배양 조건을 갖는 일련의 평행 실험에서 효력을 시험하였다. 각 실험에 대한 결과는 하기 나타난 별개의 표에서 제시된다. 웰당 20,000 세포의 밀도로 배양된 HepG2 세포를 전기천공을 사용하여 3,000 nM 변형된 올리고뉴클레오티드로 형질감염시켰다. 대략 24시간의 처리 기간 후, RNA를 세포로부터 단리하고 SOD-1 mRNA 수준을 정량적인 실시간 PCR로 측정하였다.
인간 프라이머 프로브 세트 RTS3898을 사용하여 mRNA 수준을 측정하였다. SOD-1 mRNA 수준을 리보그린®에 의해 측정한 것으로서 총 RNA 함량에 따라 조절하였다. 결과는 치료되지 않은 대조군 세포에 대해, SOD-1의 억제 퍼센트로 나타낸다. "n.d."는 억제 수준이 측정되지 않았다는 것을 나타낸다.
하기 표에서 새로이 설계된 변형된 올리고뉴클레오티드를 데옥시, MOE, 및 cEt 갭머로서 설계하였다. 갭머는 길이가 17개의 뉴클레오시드이며, 여기서 각 뉴클레오시드는 MOE 당 변형, cEt 당 변형, 또는 데옥시 모이어티를 갖는다. 각각의 올리고뉴클레오티드의 당 화학성질은 화학성질 칼럼 내에서 표시되며, 여기서, 'k'는 cEt 변형된 당을 나타내고; 'd'는 2’-데옥시리보오스를 나타내고; 그리고 'e'는 2’-MOE 변형된 당을 나타낸다. 각각의 갭머 전체적인 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이다. 각각의 갭머 전체에 걸쳐 모든 시토신 잔기는 5-메틸시토신이다. "개시 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 5'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. "정지 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 3'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. 하기 표에 열거된 각각의 갭머는 본원에 개시된 서열 번호: 와 같이 지정된 인간 SOD-1 mRNA 1 (유전자은행 수탁 번호 NM_000454.4) 또는 인간 SOD-1 게놈 서열 (서열 번호: 2 과 같이 본원에서 지정됨; 뉴클레오티드 18693000 내지 18704000로부터 절단된 유전자 은행 수탁 번호 NT_011512.10)에 표적화된다. 'n/a'는 변형된 올리고뉴클레오티드가 100% 상보성을 갖는 특정 유전자 서열을 표적화하지 않는다는 것이다.
표 13
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 데옥시, MOE 및 cEt 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00069
Figure pat00070
Figure pat00071
Figure pat00072
표 14
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 데옥시, MOE 및 cEt 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00073
Figure pat00074
Figure pat00075
Figure pat00076
표 15
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 데옥시, MOE 및 cEt 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00077
Figure pat00078
Figure pat00079
Figure pat00080
표 16
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 데옥시, MOE 및 cEt 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00081
Figure pat00082
Figure pat00083
Figure pat00084
표 17
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 데옥시, MOE 및 cEt 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00085
Figure pat00086
Figure pat00087
실시예 4: 데옥시, MOE 및 cEt 갭머에 의한 HepG2 세포내에서 인간 SOD-1의 안티센스 억제
변형된 올리고뉴클레오티드를 과산화물제거효소 1, 가용성 (SOD-1) 핵산을 표적화하도록 설계하여 시험관내 SOD-1 mRNA에 대한 이의 효과에 대해 시험하였다. ISIS 333611, 5-10-5 MOE 갭머 (WO 2005/040180에 이전에 기술됨)를 또한 기준점으로서 포함시켰다.
상기 변형된 올리고뉴클레오티드를 유사한 배양 조건을 갖는 일련의 평행 실험에서 효력을 시험하였다. 각 실험에 대한 결과는 하기 나타난 별개의 표에서 제시된다. 웰당 20,000 세포의 밀도로 배양된 HepG2 세포를 전기천공을 사용하여 4,000 nM 변형된 올리고뉴클레오티드로 형질감염시켰다. 대략 24시간의 처리 기간 후, RNA를 세포로부터 단리하고 SOD-1 mRNA 수준을 정량적인 실시간 PCR로 측정하였다.
인간 프라이머 프로브 세트 RTS3898을 사용하여 mRNA 수준을 측정하였다. SOD-1 mRNA 수준을 리보그린®에 의해 측정한 것으로서 총 RNA 함량에 따라 조절하였다. 결과는 치료되지 않은 대조군 세포에 대해, SOD-1의 억제 퍼센트로 나타낸다. "n.d."는 억제 수준이 측정되지 않았다는 것을 나타낸다.
하기 표에서 새로이 설계된 변형된 올리고뉴클레오티드를 데옥시, MOE, 및 cEt 갭머 또는 5-10-5 갭머로서 설계하였다. 5-10-5 MOE 갭머는, 길이가 20 뉴클레오티드이고, 여기서 중심 갭 분절은 10개의 2' 데옥시리보뉴클레오시드로 구성되며 각각 5개의 뉴클레오티드를 포함하는 5' 방향 및 3' 방향에서 윙 분절에 의해 플랭킹된다. 5' 윙 분절 내의 각 뉴클레오시드 및 3' 윙 분절 내의 각각의 뉴클레오시드는 2'-MOE 변형을 갖는다. 데옥시, MOE 및 cEt 올리고뉴클레오티드는, 길이가 17 뉴클레오시드이며, 여기서 상기 뉴클레오시드는 MOE 당 변형, cEt 당 변형, 또는 데옥시 모이어티를 갖는다. 각각의 올리고뉴클레오티드의 당 화학성질은 화학성질 칼럼 내에서 표시되며, 여기서, 'k'는 cEt 변형된 당을 나타내고; 'd'는 2’-데옥시리보오스를 나타내고; 그리고 'e'는 2’-MOE 변형된 당을 나타낸다. 각각의 갭머 전체적인 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이다. 각각의 갭머 전체에 걸쳐 모든 시토신 잔기는 5-메틸시토신이다. "개시 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 5'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. 하기 표에 열거된 각각의 갭머는 본원에 개시된 인간 SOD-1 mRNA (서열 번호: 1과 같이 본원에 지정됨; 유전자은행 수탁 번호 NM_000454.4) 또는 인간 SOD-1 게놈 서열 (서열 번호: 2와 같이 본원에 지정됨; 뉴클레오티드 18693000 내지 18704000로부터 절단된 유전자 은행 수탁 번호 NT_011512.10)에 표적화된다. 'n/a'는 변형된 올리고뉴클레오티드가 100% 상보성을 갖는 특정 유전자 서열을 표적화하지 않는다는 것이다.
표 18
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 5-10-5 MOE 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00088
Figure pat00089
Figure pat00090
표 19
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 데옥시, MOE 및 cEt 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00091
Figure pat00092
Figure pat00093
Figure pat00094
Figure pat00095
표 20
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 데옥시, MOE 및 cEt 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00096
Figure pat00097
Figure pat00098
Figure pat00099
Figure pat00100
실시예 5: 데옥시, MOE 및 cEt 갭머에 의한 HepG2 세포내에서 인간 SOD-1의 안티센스 억제
변형된 올리고뉴클레오티드를 SOD-1 핵산을 표적화하도록 설계하여 시험관내 SOD-1 mRNA에 대한 이의 효과에 대해 시험하였다. ISIS 333611, 5-10-5 MOE 갭머 (WO 2005/040180에 이전에 기술됨)를 또한 기준점으로서 포함시켰다.
상기 변형된 올리고뉴클레오티드를 유사한 배양 조건을 갖는 일련의 평행 실험에서 효력을 시험하였다. 각 실험에 대한 결과는 하기 나타난 별개의 표에서 제시된다. 웰당 20,000 세포의 밀도로 배양된 HepG2 세포를 전기천공을 사용하여 5,000 nM 변형된 올리고뉴클레오티드로 형질감염시켰다. 대략 24시간의 처리 기간 후, RNA를 세포로부터 단리하고 SOD-1 mRNA 수준을 정량적인 실시간 PCR로 측정하였다.
인간 프라이머 프로브 세트 RTS3898을 사용하여 mRNA 수준을 측정하였다. SOD-1 mRNA 수준을 리보그린®에 의해 측정한 것으로서 총 RNA 함량에 따라 조절하였다. 결과는 치료되지 않은 대조군 세포에 대해, SOD-1의 억제 퍼센트로 나타낸다. "n.d."는 억제 수준이 측정되지 않았다는 것을 나타낸다.
하기 표에서 새로이 설계된 변형된 올리고뉴클레오티드를 데옥시, MOE, 및 cEt 갭머로서 설계하였다. 갭머는 길이가 17개의 뉴클레오시드이며, 여기서 각 뉴클레오시드는 MOE 당 변형, cEt 당 변형, 또는 데옥시 모이어티를 갖는다. 각각의 올리고뉴클레오티드의 당 화학성질은 화학성질 칼럼 내에서 표시되며, 여기서, 'k'는 cEt 변형된 당을 나타내고; 'd'는 2’-데옥시리보오스를 나타내고; 그리고 'e'는 2’-MOE 변형된 당을 나타낸다. 각각의 갭머 전체적인 뉴클레오시드간 연결은 포스포로티오에이트 연결이다. 각각의 갭머 전체에 걸쳐 모든 시토신 잔기는 5-메틸시토신이다. "개시 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 5'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. 하기 표에 열거된 각각의 갭머는 본원에 개시된 서열 번호: 1와 같이 지정된 인간 SOD-1 mRNA (유전자은행 수탁 번호 NM_000454.4) 또는 인간 SOD-1 게놈 서열 (서열 번호: 2 과 같이 본원에서 지정됨; 뉴클레오티드 18693000 내지 18704000로부터 절단된 유전자 은행 수탁 번호 NT_011512.10)에 표적화된다. 'n/a'는 변형된 올리고뉴클레오티드가 100% 상보성을 갖는 특정 유전자 서열을 표적화하지 않는다는 것이다.
표 21
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 데옥시, MOE 및 cEt 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00101
Figure pat00102
Figure pat00103
Figure pat00104
Figure pat00105
표 22
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 데옥시, MOE 및 cEt 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00106
Figure pat00107
Figure pat00108
Figure pat00109
Figure pat00110
표 23
서열 번호: 1 및/또는 2를 표적화하는 데옥시, MOE 및 cEt 갭머에 의한 SOD-1 mRNA의 억제 퍼센트
Figure pat00111
Figure pat00112
Figure pat00113
Figure pat00114
Figure pat00115
실시예 6: HepG2 세포 내에서 변형된 올리고뉴클레오티드를 갖는 인간 SOD-1의 투여량 의존적 억제
SOD-1 mRNA의 유의미한 시험관내 억제를 나타내는 상기 기술된 연구로부터의 갭머를 선택하고, HepG2 세포에서의 다양한 용량에서 시험하였다. 기준점 화합물 ISIS 333611 및 다른 화합물 (WO 2005/040180에 이전에 개시됨; ISIS 146144, 146145, 150445, 150446, 150447, 150454, 150463, 150465, 333606, 333609, 및 333611 포함)을 또한 시험하였다.
상기 변형된 올리고뉴클레오티드를 유사한 배양 조건을 갖는 일련의 평행 실험에서 효력을 시험하였다. 각 실험에 대한 결과는 하기 나타난 별개의 표에서 제시된다. 하기 표에서 명시된 바와 같이, 세포를 웰당 20,000개 세포의 밀도로 플레이팅하고, 변형된 올리고뉴클레오티드의 0.813 μM, 1.625 μM, 3.250 μM, 6.500 μM 및 13.000 μM 농도로 전기천공을 사용하여 형질감염시켰다. 대략 16시간의 처리 기간 후, RNA를 세포로부터 단리하고 SOD-1 mRNA 수준을 정량적인 실시간 PCR로 측정하였다. 인간 프라이머 프로브 세트 RTS3898을 사용하여 mRNA 수준을 측정하였다. SOD-1 mRNA 수준은 리보그린(RIBOGREEN)®에 의해서 측정되는 바와 같은 총 RNA 함량에 따라 조정되었다. 결과는 치료되지 않은 대조군 세포에 대해, SOD-1의 억제 퍼센트로 나타낸다.
각각의 올리고뉴클레오티드의 절반 최대 억제 농도 (IC50)를 하기 표에 또한 제시하였다. SOD-1 mRNA 수준은 변형된 올리고뉴클레오티드 치료된 세포내에서 투여량-의존적 방식으로 유의미하게 감소하였다.
표 24
SOD-1 mRNA의 투여량-의존적 억제
Figure pat00116
Figure pat00117
표 25
SOD-1 mRNA의 투여량-의존적 억제
Figure pat00118
표 26
SOD-1 mRNA의 투여량-의존적 억제
Figure pat00119
표 27
SOD-1 mRNA의 투여량-의존적 억제
Figure pat00120
실시예 7: HepG2 세포 내에서 변형된 올리고뉴클레오티드를 갖는 인간 SOD-1의 투여량 의존적 억제
SOD-1 mRNA의 유의미한 시험관내 억제를 나타내는 상기 기술된 연구로부터의 갭머를 선택하고, HepG2 세포에서의 다양한 용량에서 시험하였다. 기준점 화합물, ISIS 333611, 및 ISIS 333625 (둘 모두 WO 2005/040180에 이전에 개시됨)을 또한 시험하였다.
상기 변형된 올리고뉴클레오티드를 유사한 배양 조건을 갖는 일련의 평행 실험에서 효력을 시험하였다. 각 실험에 대한 결과는 하기 나타난 별개의 표에서 제시된다. 하기 표에서 명시된 바와 같이, 세포를 웰당 20,000개 세포의 밀도로 플레이팅하고, 변형된 올리고뉴클레오티드의 0.148 μM, 0.444 μM, 1.330 μM, 4.000 μM 및 12.000 μM 농도로 전기천공을 사용하여 형질감염시켰다. 대략 16시간의 처리 기간 후, RNA를 세포로부터 단리하고 SOD-1 mRNA 수준을 정량적인 실시간 PCR로 측정하였다. 인간 프라이머 프로브 세트 RTS3898 또는 HTS90을 사용하여 mRNA 수준을 측정하였다. SOD-1 mRNA 수준은 리보그린(RIBOGREEN)®에 의해서 측정되는 바와 같은 총 RNA 함량에 따라 조정되었다. 결과는 치료되지 않은 대조군 세포에 대해, SOD-1의 억제 퍼센트로 나타낸다.
각각의 올리고뉴클레오티드의 절반 최대 억제 농도 (IC50)를 하기 표에 또한 제시하였다. SOD-1 mRNA 수준은 변형된 올리고뉴클레오티드 치료된 세포내에서 투여량-의존적 방식으로 유의미하게 감소하였다.
표 28
프라이머 프로브 세트 RTS3898을 갖는 투여 반응 검정
Figure pat00121
표 29
프라이머 프로브 세트 HTS90을 갖는 투여 반응 검정
Figure pat00122
실시예 8: HepG2 세포 내에서 변형된 올리고뉴클레오티드를 갖는 인간 SOD-1의 투여량 의존적 억제
SOD-1 mRNA의 유의미한 시험관내 억제를 나타내는 상기 기술된 연구로부터의 갭머를 선택하고, HepG2 세포에서의 다양한 용량에서 시험하였다. 기준점 화합물, ISIS 333611, 및 추가 화합물 (ISIS 146143, 150442, 195753, 333607, 및 333608 포함) (둘 모두 WO 2005/040180에 이전에 개시됨)을 또한 시험하였다.
상기 변형된 올리고뉴클레오티드를 유사한 배양 조건을 갖는 일련의 평행 실험에서 효력을 시험하였다. 각 실험에 대한 결과는 하기 나타난 별개의 표에서 제시된다. 하기 표에서 명시된 바와 같이, 세포를 웰당 20,000개 세포의 밀도로 플레이팅하고, 변형된 올리고뉴클레오티드의 0.1875 μM, 0.7500 μM, 3.0000 μM 및 12.0000 μM 농도로 전기천공을 사용하여 형질감염시켰다. 대략 16시간의 처리 기간 후, RNA를 세포로부터 단리하고 SOD-1 mRNA 수준을 정량적인 실시간 PCR로 측정하였다. 인간 프라이머 프로브 세트 RTS3898을 사용하여 mRNA 수준을 측정하였다. SOD-1 mRNA 수준은 리보그린(RIBOGREEN)®에 의해서 측정되는 바와 같은 총 RNA 함량에 따라 조정되었다. 결과는 치료되지 않은 대조군 세포에 대해, SOD-1의 억제 퍼센트로 나타낸다.
각각의 올리고뉴클레오티드의 절반 최대 억제 농도 (IC50)를 하기 표에 또한 제시하였다. SOD-1 mRNA 수준은 변형된 올리고뉴클레오티드 치료된 세포내에서 투여량-의존적 방식으로 유의미하게 감소하였다.
표 30
SOD-1 mRNA의 투여량-의존적 억제
Figure pat00123
표 31
SOD-1 mRNA의 투여량-의존적 억제
Figure pat00124
표 32
SOD-1 mRNA의 투여량-의존적 억제
Figure pat00125
Figure pat00126
표 33
SOD-1 mRNA의 투여량-의존적 억제
Figure pat00127
표 34
SOD-1 mRNA의 투여량-의존적 억제
Figure pat00128
Figure pat00129
실시예 9: 혼합 골격 화학성질을 갖는 갭머에 의한 HepG2 세포 내에서의 인간 SOD-1의 투여량-의존적 억제
추가의 갭머를 상기 기술된 연구에서 개시된 올리고뉴클레오티드의 서열을 기반으로 설계하였다. 올리고뉴클레오티드를 5-10-5 MOE, 5-8-5 MOE, 및 데옥시, MOE 및 cEt 올리고뉴클레오티드로 설계하였다. 5-10-5 MOE 갭머는, 길이가 20 뉴클레오티드이고, 여기서 중심 갭 분절은 10개의 2' 데옥시리보뉴클레오시드로 구성되며 각각 5개의 뉴클레오티드를 포함하는 5' 방향 및 3' 방향에서 윙 분절에 의해 플랭킹된다. 5-8-5 MOE 갭머는 길이가 18개의 뉴클레오시드이고, 여기서 중앙 갭 분절은 8개의 2'-데옥시리보뉴클레오시드로 이루어지고, 각각 5개의 뉴클레오시드를 포함하는 5' 방향 및 3' 방향 상에서의 윙 분절에 의하여 플랭킹된다. 5' 윙 분절 내의 각 뉴클레오시드 및 3' 윙 분절 내의 각각의 뉴클레오시드는 2'-MOE 변형을 갖는다. 데옥시, MOE 및 cEt 올리고뉴클레오티드는, 길이가 16 또는 17 뉴클레오시드이며, 여기서 각각의 뉴클레오시드는 MOE 당 변형, cEt 당 변형, 또는 데옥시 모이어티를 갖는다. 각각의 올리고뉴클레오티드의 당 화학성질은 화학성질 칼럼 내에서 표시되며, 여기서, 'k'는 cEt 변형된 당을 나타내고; 'd'는 2’-데옥시리보오스를 나타내고; 그리고 'e'는 2’-MOE 변형된 당을 나타낸다. 각각의 갭머를 통한 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 또는 포스포로티오에이트 연결이다. 각 올리고뉴클레오티드의 뉴클레오시드간 연결은 골격 화학성질 칼럼 내에 표시되고, 여기서 ‘o’는 포스포디에스테르 연결을 나타내고, ‘s’는 포스포로티오에이트 연결을 나타낸다. 각각의 갭머 전체에 걸쳐 모든 시토신 잔기는 5-메틸시토신이다. "개시 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 5'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. "정지 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 3'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. 하기 표에 열거된 각각의 갭머는 본원에 개시된 인간 SOD-1 mRNA (서열 번호: 1로 본원에 지정됨; 유전자은행 수탁 번호 NM_000454.4) 또는 인간 SOD-1 게놈 서열 (서열 번호: 2로 본원에 지정됨; 뉴클레오티드 18693000 내지 18704000로부터 절단된 유전자 은행 수탁 번호 NT_011512.10)에 표적화된다.
표 35
혼합 골격 화학성질을 갖는 인간 SOD-1을 표적화하는 변형된 올리고뉴클레오티드
Figure pat00130
Figure pat00131
Figure pat00132
새롭게 설계된 올리고뉴클레오티드를 HepG2 세포에서 다양한 투여량으로 시험하였다. 상기 변형된 올리고뉴클레오티드를 유사한 배양 조건을 갖는 일련의 평행 실험에서 효력을 시험하였다. 각 실험에 대한 결과는 하기 나타난 별개의 표에서 제시된다. 하기 표에서 명시된 바와 같이, 세포를 웰당 20,000개 세포의 밀도로 플레이팅하고, 변형된 올리고뉴클레오티드의 0.222 μM, 0.667 μM, 2.000 μM 및 6.000 μM 농도로 전기천공을 사용하여 형질감염시켰다. 대략 16시간의 처리 기간 후, RNA를 세포로부터 단리하고 SOD-1 mRNA 수준을 정량적인 실시간 PCR로 측정하였다. 인간 프라이머 프로브 세트 RTS3898을 사용하여 mRNA 수준을 측정하였다. SOD-1 mRNA 수준은 리보그린(RIBOGREEN)®에 의해서 측정되는 바와 같은 총 RNA 함량에 따라 조정되었다. 결과는 치료되지 않은 대조군 세포에 대해, SOD-1의 억제 퍼센트로 나타낸다.
각각의 올리고뉴클레오티드의 절반 최대 억제 농도 (IC50)를 하기 표에 또한 제시하였다. SOD-1 mRNA 수준은 변형된 올리고뉴클레오티드 치료된 세포내에서 투여량-의존적 방식으로 유의미하게 감소하였다.
표 36
투여 반응 검정
Figure pat00133
표 37
투여 반응 검정
Figure pat00134
Figure pat00135
표 38
투여 반응 검정
Figure pat00136
표 39
투여 반응 검정
Figure pat00137
Figure pat00138
실시예 10: 혼합 골격 화학성질을 갖는 갭머에 의한 인간 SOD-1의 투여량-의존적 억제
추가의 갭머를 상기 기술된 연구에서 개시된 올리고뉴클레오티드의 서열을 기반으로 설계하였다. 올리고뉴클레오티드를 데옥시, MOE 및 cEt 올리고뉴클레오티드로 설계하였다. 데옥시, MOE 및 cEt 올리고뉴클레오티드는, 길이가 16 또는 17 뉴클레오시드이며, 여기서 각각의 뉴클레오시드는 MOE 당 변형, cEt 당 변형, 또는 데옥시 모이어티를 갖는다. 각각의 올리고뉴클레오티드의 당 화학성질은 화학성질 칼럼 내에서 표시되며, 여기서, 'k'는 cEt 변형된 당을 나타내고; 'd'는 2’-데옥시리보오스를 나타내고; 그리고 'e'는 2’-MOE 변형된 당을 나타낸다. 각각의 갭머를 통한 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 또는 포스포로티오에이트 연결이다. 각 올리고뉴클레오티드의 뉴클레오시드간 연결은 골격 화학성질 칼럼 내에 표시되고, 여기서 ‘o’는 포스포디에스테르 연결을 나타내고, ‘s’는 포스포로티오에이트 연결을 나타낸다. 각각의 갭머 전체에 걸쳐 모든 시토신 잔기는 5-메틸시토신이다. "개시 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 5'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. "정지 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 3'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. 하기 표에 열거된 각각의 갭머는 본원에 개시된 인간 SOD-1 mRNA (서열 번호: 1과 같이 지정됨; 유전자은행 수탁 번호 NM_000454.4) 또는 인간 SOD-1 게놈 서열 (서열 번호: 2로 본원에서 지정됨; 뉴클레오티드 18693000 내지 18704000로부터 절단된 유전자 은행 수탁 번호 NT_011512.10)에 표적화된다.
표 40
혼합 골격 화학성질을 갖는 인간 SOD-1을 표적화하는 변형된 올리고뉴클레오티드
Figure pat00139
Figure pat00140
새롭게 설계된 올리고뉴클레오티드를 A431 세포에서 다양한 투여량으로 시험하였다. 상기 변형된 올리고뉴클레오티드를 유사한 배양 조건을 갖는 일련의 평행 실험에서 효력을 시험하였다. 각 실험에 대한 결과는 하기 나타난 별개의 표에서 제시된다. 하기 표에서 명시된 바와 같이, 세포를 웰당 5,000개 세포의 밀도로 플레이팅하고, 변형된 올리고뉴클레오티드를 변형된 올리고뉴클레오티드의 0.12 μM, 0.60 μM, 3.00 μM 및 15.00 μM의 농도로, 세포에 의한 자유 섭취를 위하여, 배지에 부가하였다. 대략 16시간의 처리 기간 후, RNA를 세포로부터 단리하고 SOD-1 mRNA 수준을 정량적인 실시간 PCR로 측정하였다. 인간 프라이머 프로브 세트 RTS3898을 사용하여 mRNA 수준을 측정하였다. SOD-1 mRNA 수준은 리보그린(RIBOGREEN)®에 의해서 측정되는 바와 같은 총 RNA 함량에 따라 조정되었다. 결과는 치료되지 않은 대조군 세포에 대해, SOD-1의 억제 퍼센트로 나타낸다.
표 41
투여 반응 검정
Figure pat00141
Figure pat00142
표 42
투여 반응 검정
Figure pat00143
표 43
투여 반응 검정
Figure pat00144
Figure pat00145
표 44
투여 반응 검정
Figure pat00146
실시예 11: 혼합 골격 화학성질을 갖는 갭머에 의한 인간 SOD-1의 투여량-의존적 억제
추가의 갭머를 상기 기술된 연구에서 개시된 올리고뉴클레오티드의 서열을 기반으로 설계하였다. 올리고뉴클레오티드를 5-10-5 MOE 갭머, 4-8-5 MOE 갭머, 5-8-5 MOE 갭머, 5-8-7 MOE 갭머, 6-8-6 MOE 갭머, 6-9-5 MOE 갭머, 또는 데옥시, MOE 및 cEt 올리고뉴클레오티드로 설계하였다.
5-10-5 MOE 갭머는, 길이가 20 뉴클레오티드이고, 여기서 중심 갭 분절은 10개의 2'-데옥시뉴클레오시드로 구성되며 각각 5개의 뉴클레오티드를 포함하는 5' 방향 및 3' 방향에서 윙 분절에 의해 플랭킹된다. 4-8-5 MOE 갭머는 길이가 17개의 뉴클레오시드이고, 여기서 중앙 갭 분절은 8개의 2'-데옥시리보뉴클레오시드를 포함하고, 각각 4개 및 5개의 뉴클레오시드를 포함하는 5' 방향 및 3' 방향 상에서의 윙 분절에 의하여 플랭킹된다. 5-8-5 MOE 갭머는 길이가 18개의 뉴클레오시드이고, 여기서 중앙 갭 분절은 8개의 2'-데옥시뉴클레오시드로 이루어지고, 각각 5개의 뉴클레오시드를 포함하는 5' 방향 및 3' 방향 상에서의 윙 분절에 의하여 플랭킹된다. 5-8-7 MOE 갭머는 길이가 20개의 뉴클레오시드이고, 여기서 중앙 갭 분절은 8개의 2'-데옥시뉴클레오시드를 포함하고, 각각 5개 및 7개의 뉴클레오시드를 포함하는 5' 방향 및 3' 방향 상에서의 윙 분절에 의하여 플랭킹된다. 6-8-6 MOE 갭머는 길이가 20개의 뉴클레오시드이고, 여기서 중앙 갭 분절은 8개의 2'-데옥시뉴클레오시드로 이루어지고, 각각 6개의 뉴클레오시드를 포함하는 5' 방향 및 3' 방향 상에서의 윙 분절에 의하여 플랭킹된다. 6-9-5 MOE 갭머는 길이가 20개의 뉴클레오시드이고, 여기서 중앙 갭 분절은 9개의 2'-데옥시뉴클레오시드를 포함하고, 각각 6개 및 5개의 뉴클레오시드를 포함하는 5' 방향 및 3' 방향 상에서의 윙 분절에 의하여 플랭킹된다. 5' 윙 분절 내의 각 뉴클레오시드 및 3' 윙 분절 내의 각각의 뉴클레오시드는 2'-MOE 변형을 갖는다.
데옥시, MOE 및 cEt 올리고뉴클레오티드는, 길이가 17 뉴클레오시드이며, 여기서 각각의 뉴클레오시드는 MOE 당 변형, cEt 당 변형, 또는 데옥시 모이어티를 갖는다. 각각의 올리고뉴클레오티드의 당 화학성질은 화학성질 칼럼 내에서 표시되며, 여기서, 'k'는 cEt 변형된 당을 나타내고; 'd'는 2’-데옥시리보오스를 나타내고; 그리고 'e'는 2’-MOE 변형된 당을 나타낸다.
각각의 갭머를 통한 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 또는 포스포로티오에이트 연결이다. 각 올리고뉴클레오티드의 뉴클레오시드간 연결은 골격 화학성질 칼럼 내에 표시되고, 여기서 ‘o’는 포스포디에스테르 연결을 나타내고, ‘s’는 포스포로티오에이트 연결을 나타낸다. 각각의 갭머 전체에 걸쳐 모든 시토신 잔기는 5-메틸시토신이다. "개시 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 5'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. "정지 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 3'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. 하기 표에 열거된 각각의 갭머는 본원에 개시된 인간 SOD-1 mRNA (서열 번호: 1과 같이 지정됨; 유전자 은행 수탁 번호 NM_000454.4) 또는 인간 SOD-1 게놈 서열 (서열 번호: 2로 본원에서 지정됨; 뉴클레오티드 18693000 내지 18704000로부터 절단된 유전자 은행 수탁 번호 NT_011512.10)에 표적화된다.
표 45
혼합 골격 화학성질을 갖는 인간 SOD-1을 표적화하는 변형된 올리고뉴클레오티드
Figure pat00147
Figure pat00148
새롭게 설계된 올리고뉴클레오티드를 A431 세포에서 다양한 투여량으로 시험하였다. 상기 변형된 올리고뉴클레오티드를 유사한 배양 조건을 갖는 일련의 평행 실험에서 효력을 시험하였다. 각 실험에 대한 결과는 하기 나타난 별개의 표에서 제시된다. 하기 표에서 명시된 바와 같이, 세포를 웰당 5,000개 세포의 밀도로 플레이팅하고, 변형된 올리고뉴클레오티드를 변형된 올리고뉴클레오티드의 0.062 μM, 0.185 μM, 0.556 μM, 1.667 μM, 5.000 μM 및 15.000 μM의 농도로, 세포에 의한 자유 섭취를 위하여, 배지에 부가하였다. 대략 16시간의 처리 기간 후, RNA를 세포로부터 단리하고 SOD-1 mRNA 수준을 정량적인 실시간 PCR로 측정하였다. 인간 프라이머 프로브 세트 RTS3898을 사용하여 mRNA 수준을 측정하였다. SOD-1 mRNA 수준은 리보그린(RIBOGREEN)®에 의해서 측정되는 바와 같은 총 RNA 함량에 따라 조정되었다. 결과는 치료되지 않은 대조군 세포에 대해, SOD-1의 억제 퍼센트로 나타낸다.
표 46
투여 반응 검정
Figure pat00149
표 47
투여 반응 검정
Figure pat00150
새롭게 설계된 올리고뉴클레오티드를 SH-SY5Y 세포에서 다양한 투여량으로 또한 시험하였다. 상기 변형된 올리고뉴클레오티드를 유사한 배양 조건을 갖는 일련의 평행 실험에서 효력을 시험하였다. 각 실험에 대한 결과는 하기 나타난 별개의 표에서 제시된다. 하기 표에서 명시된 바와 같이, 세포를 웰당 20,000개 세포의 밀도로 플레이팅하고, 변형된 올리고뉴클레오티드의 0.062 μM, 0.185 μM, 0.556 μM, 1.667 μM, 5.000 μM 및 15.000 μM의 농도로 전기천공을 사용하여 형질감염시켰다. 대략 16시간의 처리 기간 후, RNA를 세포로부터 단리하고 SOD-1 mRNA 수준을 정량적인 실시간 PCR로 측정하였다. 인간 프라이머 프로브 세트 RTS3898을 사용하여 mRNA 수준을 측정하였다. SOD-1 mRNA 수준은 리보그린(RIBOGREEN)®에 의해서 측정되는 바와 같은 총 RNA 함량에 따라 조정되었다. 결과는 치료되지 않은 대조군 세포에 대해, SOD-1의 억제 퍼센트로 나타낸다.
표 48
투여 반응 검정
Figure pat00151
표 49
투여 반응 검정
Figure pat00152
실시예 12: 형질전환 래트 모델 내의 인간 SOD-1의 억제
상기 기술된 연구로부터의 갭머 (기준점 화합물 ISIS 333611 포함, WO 2005/040180에 이전에 기재됨)를 SOD-1 형질전환 래트 모델 (Taconic, Cat# 2148-F 및 2148-M)에서 시험하였다. 이러한 반접합성(hemizygous) 래트는 척수 내에서 돌연변이체 인간 SOD-1를 발현한다.
추가의 갭머를 상기 기술된 연구에서 개시된 올리고뉴클레오티드의 서열을 기반으로 설계하였다. 올리고뉴클레오티드를 5-9-5 MOE 갭머, 5-10-5 MOE 갭머, 또는 데옥시, MOE 및 cEt 올리고뉴클레오티드로 설계하였다. 5-9-5 MOE 갭머는 길이가 19개의 뉴클레오시드이고, 여기서 중앙 갭 분절은 9개의 2'-데옥시리보뉴클레오시드로 이루어지고, 각각 5개의 뉴클레오시드를 포함하는 5' 방향 및 3' 방향 상에서의 윙 분절에 의하여 플랭킹된다. 5-10-5 MOE 갭머는, 길이가 20 뉴클레오티드이고, 여기서 중심 갭 분절은 10개의 2' 데옥시리보뉴클레오시드로 구성되며 각각 5개의 뉴클레오티드를 포함하는 5' 방향 및 3' 방향에서 윙 분절에 의해 플랭킹된다. 5' 윙 분절 내의 각 뉴클레오시드 및 3' 윙 분절 내의 각각의 뉴클레오시드는 2'-MOE 변형을 갖는다. 데옥시, MOE, 및 cEt 올리고뉴클레오티드는 길이가 17개의 뉴클레오시드이고, 각 뉴클레오시드는 MOE 당 변형, cEt 당 변형, 또는 데옥시 모이어티를 갖는다 각각의 올리고뉴클레오티드의 당 화학성질은 화학성질 칼럼 내에서 표시되며, 여기서 'k'는 cEt 변형된 당을 나타내고; 'd'는 2’-데옥시리보오스를 나타내고; 그리고 'e'는 2’-MOE 변형된 당을 나타낸다. 각각의 갭머를 통한 뉴클레오시드간 연결은 포스포디에스테르 또는 포스포로티오에이트 연결이다. 각 올리고뉴클레오티드의 뉴클레오시드간 연결은 골격 화학성질 칼럼 내에 표시되고, 여기서 ‘o’는 포스포디에스테르 연결을 나타내고, ‘s’는 포스포로티오에이트 연결을 나타낸다. 각각의 올리고뉴클레오티드 전체에서 모든 시토신 잔기는 5-메틸시토신이다. "개시 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 5'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. "정지 부위"는, 갭머가 인간 유전자 서열내에서 표적화된 3'-대부분의 뉴클레오시드를 나타낸다. 하기 표에 열거된 각각의 갭머는 본원에 개시된 인간 SOD-1 mRNA (서열 번호: 1과 같이 지정됨; 유전자은행 수탁 번호 NM_000454.4) 또는 인간 SOD-1 게놈 서열 (서열 번호: 2와 같이 본원에서 지정됨; 뉴클레오티드 18693000 내지 18704000로부터 절단된 유전자 은행 수탁 번호 NT_011512.10)에 표적화된다.
표 50
혼합 골격 화학성질을 갖는 인간 SOD-1을 표적화하는 변형된 올리고뉴클레오티드
Figure pat00153
Figure pat00154
Figure pat00155
상기 변형된 올리고뉴클레오티드를 유사한 조건을 갖는 일련의 평행 실험에서 효력을 시험하였다. 각 실험에 대한 결과는 하기 나타난 별개의 표에서 제시된다. 래트에 PBS에 희석된 변형된 올리고뉴클레오티드의 16.67mg/ml 용액의 30μL (500 μg 최종 투여)로 척추강내 주사하였다. 래트의 대조군 그룹에 PBS로 척추강내 주사하였다. 요추부 척수, 흉부 척수, 및 경부 척수 내의 SOD-1의 억제 수준을 평가하였다. 데이터가 하기에 제시되며, 이는 몇몇의 변형된 올리고뉴클레오티드가 이러한 모델 내의 인간 SOD-1 수준을 억제한다는 것을 나타낸다.
표 51
형질전환 래트의 척수 영역 내의 인간 SOD-1의 억제 퍼센트
Figure pat00156
표 52
형질전환 래트의 척수 영역 내의 인간 SOD-1의 억제 퍼센트
Figure pat00157
표 53
형질전환 래트의 척수 영역 내의 인간 SOD-1의 억제 퍼센트
Figure pat00158
Figure pat00159
표 54
형질전환 래트의 척수 영역 내의 인간 SOD-1의 억제 퍼센트
Figure pat00160
표 55
형질전환 래트의 척수 영역 내의 인간 SOD-1의 억제 퍼센트
Figure pat00161
Figure pat00162
표 56
형질전환 래트의 척수 영역 내의 인간 SOD-1의 억제 퍼센트
Figure pat00163
표 57
형질전환 래트의 척수 영역 내의 인간 SOD-1의 억제 퍼센트
Figure pat00164
표 58
형질전환 래트의 척수 영역 내의 인간 SOD-1의 억제 퍼센트
Figure pat00165
표 59
형질전환 래트의 척수 영역 내의 인간 SOD-1의 억제 퍼센트
Figure pat00166
Figure pat00167
표 60
형질전환 래트의 척수 영역 내의 인간 SOD-1의 억제 퍼센트
Figure pat00168
Figure pat00169
표 61
형질전환 래트의 척수 영역 내의 인간 SOD-1의 억제 퍼센트
Figure pat00170
실시예 13: LLC-MK2 세포 내에서 변형된 올리고뉴클레오티드를 갖는 인간 SOD-1의 투여량 의존적 억제
SOD-1 mRNA의 유의미한 시험관내 억제를 나타내는, 기준점 화합물 ISIS 333611를 포함하는, 상기 기술된 연구로부터의 갭머를 선택하고, LLC-MK2 세포에서의 다양한 투여량에서 시험하였다. 이러한 연구에서 시험된 인간 변형된 올리고뉴클레오티드의 교차-반응성 (레서스 원숭이 게놈 서열 (본원에서 서열 번호: 3으로 지정된, 뉴클레오티드 2258000 내지 2271000로부터 절단된 유전자은행 수탁 번호 NW_001114168.1의 보체)를 가짐) 은 하기 표에 나타낸다.
표 62
서열 번호: 3을 갖는 인간 SOD1을 표적화하는 안티센스 올리고뉴클레오티드드의 교차-반응성
Figure pat00171
하기 표에서 명시된 바와 같이, 세포를 웰당 20,000개 세포의 밀도로 플레이팅하고, 변형된 올리고뉴클레오티드의 0.078 μM, 0.156 μM, 0.313 μM, 0.625 μM, 1.25 μM, 2.50 μM, 5.00 μM 및 10.000 μM의 농도로 전기천공을 사용하여 형질감염시켰다. 대략 16시간의 처리 기간 후, RNA를 세포로부터 단리하고 SOD-1 mRNA 수준을 정량적인 실시간 PCR로 측정하였다 프라이머 프로브 세트 RTS3121 (정방향 서열 TGGAGATAATACACAAGGCTGTACCA, 서열 번호: 17로 본원에서 지정됨; 역방향 서열 CAACATGCCTCTCTTCATCCTTT, 서열 번호: 18로 본원에서 지정됨; 프로브 서열 ATCCTCTATCCAGACAACACGGTGGGC, 서열 번호: 19로 본원에서 지정됨)을 사용하여 mRNA 수준을 측정하였다. SOD-1 mRNA 수준은 리보그린(RIBOGREEN)®에 의해서 측정되는 바와 같은 총 RNA 함량에 따라 조정되었다. 결과는 치료되지 않은 대조군 세포에 대해, SOD-1의 억제 퍼센트로 나타낸다. 각각의 올리고뉴클레오티드의 절반 최대 억제 농도 (IC50)를 하기 표에 또한 제시하였다. 표에서 제시된 바와 같이, 몇몇의 새롭게 설계된 올리고뉴클레오티드는 기준점 ISIS 336611보다 더욱 강력하였다.
표 63
SOD-1 레서스 원숭이 mRNA의 투여량-의존적 억제
Figure pat00172
실시예 14: 래트 모델 내의 SOD-1 변형된 올리고뉴클레오티드의 내성
상기 기술된 연구로부터의 갭머 (기준점 화합물 ISIS 333611 포함, WO 2005/040180에 이전에 기재됨)를 스프라그-도울리 래트에서 내성에 대해 시험하였다.
상기 변형된 올리고뉴클레오티드를 유사한 조건을 갖는 일련의 평행 실험에서 효력을 시험하였다. 래트에 ISIS 올리고뉴클레오티드의 단일 투여량 3 mg을 척추강내 주사하였다. 래트의 대조군 그룹에 PBS로 척추강내 주사하였다. 기능적 관찰 배터리 (FOB)를 사용하여 투여로부터 3시간 후 강력한 내성(Acute tolerability)을 측정하였다. 이러한 스코어는 더 나은 내성을 갖는 화합물을 나타내는 더 낮은 스코어를 갖는 화합물의 강력한 내성을 평가하기 위하여 사용된다. 대조군 동물은 일반적으로 ‘0’ 또는 ‘1’의 스코어를 갖는다. 주사로부터 3시간 후에, 각 래트를 케이지 상부에 위치시키고, 특정 기능을 평가하고, 래트가 각 기능에 대해 관심 영역 내에 정상 기능 (0)을 보이는지, 또는 그렇지 않은지 (1)에 따라, ‘0’ 또는 ‘1’의 수를 배정하고, 그리고 이후 총 스코어를 더함으로써 관찰하였다. 7개 영역이 평가되었으며, 이는 미부, 뒷발, 뒷다리, 둔부, 전면부, 앞발, 및 두부. 스코어링 결과는 하기 표에 나타내었다. 하기 표에 제시된 바와 같이, 몇몇의 새롭게 설계된 올리고뉴클레오티드는 기준점 ISIS 333611와 비교하여, 더욱 강력한 내성을 예증하였다.
표 64
스프라그-도울리 래트의 FOB 스코어
Figure pat00173
Figure pat00174
Figure pat00175
Figure pat00176
Figure pat00177
Figure pat00178
Figure pat00179
내성을 또한, 요추부 척수 영역 내 IBA1, 미세교 마커커, 및 GFAP, 성상교 마커의 수준을 측정함으로써 투여 8주 후 측정하였다. IBA1 및 GFAP 둘 다는 CNS 염증 마커이며 (Frank, MG, Brain Behav. Immun. 2007, 21, 47-59), 따라서 둘 중 하나의 마커의 수준이 높을 수록, 안티센스 올리고뉴클레오티드가 래트 모델에서 더 낮은 내성을 갖는 것으로 고려된다.
IBA1 mRNA 수준을 프라이머 프로브 세트 rAIF1_LTS00219 (정방향 서열 AGGAGAAAAACAAAGAACACCAGAA, 서열 번호: 5로 본원에서 지정됨; 역방향 서열 CAATTAGGGCAACTCAGAAATAGCT, 서열 번호: 6으로 본원에서 지정됨; 프로브 서열 CCAACTGGTCCCCCAGCCAAGA, 서열 번호: 7로 본원에서 지정됨)를 사용하여 측정하였다. GFAP mRNA 수준을 프라이머 프로브 세트 mGFAP_LTS00370 (정방향 서열 GAAACCAGCCTGGACACCAA, 서열 번호: 8로 본원에서 지정됨; 역방향 서열 TCCACAGTCTTTACCACGATGTTC, 서열 번호: 9로 본원에서 지정됨; 프로브 서열 TCCGTGTCAGAAGGCCACCTCAAGA, 서열 번호: 10으로 본원에서 지정됨)를 사용하여 측정하였다.
결과는 하기 표에 나타내었다. 하기 표에 제시된 바와 같이, 몇몇의 새롭게 설계된 올리고뉴클레오티드는 기준점 ISIS 333611와 비교하여, 더욱 내성이 있었다.
표 65
스프라그-도울리 래트의 요추부 영역 내 IBA1 및 GFAP mRNA 수준 (대조군%)
Figure pat00180
Figure pat00181
Figure pat00182
실시예 15: 형질전환 래트 모델 내의 인간 SOD-1의 투여 의존적 억제
상기 기술된 연구로부터의 갭머 (기준점 화합물 ISIS 333611 포함)를 SOD-1 형질전환 래트 모델 (Taconic, Cat# 2148-F 및 2148-M)에서 시험하였다. 이러한 반접합성 래트는 척수, 다수의 뇌 영역, 및 말초 기관 내의 돌연변이체 인간 SOD-1를 발현한다.
래트에 하기 표에 열거된 10, 30, 100, 300, 1000, 또는 3000 μg의 갭머를, 또는 PBS 단독을 척추강내 주사하였다. 2주 후에, 동물을 희생시켰다. 요추부 척수, 경부 척수, 문측부 피질, 및 미측부 피질 내의 SOD-1 mRNA 억제를, 실시예 1에 기술된, 프라이머 프로브 세트 RTS3898를 사용하여 RT-PCR에 의하여 평가하였다. 데이터는 ED50 값으로 제시되었고, 이는 올리고뉴클레오티드가 Isis 333611보다 더욱 강력한 다중 CNS 조직 내에서 SOD1 mRNA를 억제하였다는 것을 나타낸다. 정말로, Isis 번호 333611에 대한 ED50 값은, “n/a”의 입력에 의해 나타낸 바와 같이, 산출될 수 없으며, 이는 시험된 가장 높은 농도 (3000μg 조차 55-65% 초과로 SOD-1 mRNA를 억제하지 않았기 때문이다. “n.d.” 는 지시된 샘플에 대한 이용가능한 데이터가 없다는 것을 나타낸다.
표 66
형질전환 래트 내의 인간 SOD1의 억제
Figure pat00183
실시예 16: 래트 내의 SOD-1 변형된 올리고뉴클레오티드의 내성
상기 기술된 연구로부터의 갭머 (기준점 화합물 ISIS 333611 포함)를 스프라그-도울리 래트에서 내성에 대해 시험하였다. 4 내지 6마리의 래트 그룹에 ISIS 올리고뉴클레오티드의 1 mg 또는 3 mg의 단일 투여로 척추강내 주사하였다. 래트의 대조군 그룹에 PBS로 척추강내 주사하였다. 실시예 14에서 기술된 바와 같이, 투여로부터 3시간 후 강력한 내성(acute tolerability)을 측정하였다. 1 mg 투여에 대한 결과는 실험 후 각 그룹에 대한 평균이다. 3 mg 투여에 대한 결과는 2개 복제 실험에 걸친, 각 그룹에 대한 평균이다. 본 연구의 결과는, 하기 표에 나타난 바와 같이, 몇몇의 새롭게 설계된 올리고뉴클레오티드가 기준점 ISIS 333611보다 더욱 내성이 있다는 것을 나타낸다.
표 67
FOB 값
Figure pat00184
실시예 17: 형질전환 마우스 모델 내의 인간 SOD-1의 투여 의존적 억제
또 다른 종에서의 형질전환 래트에서 수득된 결과를 확인하기 위하여, 상기 기술된 연구로부터의 갭머를, 형질전환 래트가 발현하는 상동한 G93A 인간 돌연변이체 SOD1 유전자를 발현하는 SOD-1 형질전환 마우스 모델 내에서 시험하였다 (참고: 실시예 12 및 15).
마우스에 하기 표에 열거된 갭머 10, 30, 100, 300, 또는 700 μg의 뇌내 뇌실 볼러스 (ICVB), 또는 PBS를 투여하였다. 2주 후에, 동물을 희생시켰다. 요추부 척수, 및 피질 내의 SOD-1 mRNA 억제를, 실시예 1에 기술된, 프라이머 프로브 세트 RTS3898를 사용하여 RT-PCR에 의하여 평가하였다. 데이터는 ED50 값으로 제시되었고, 이는 올리고뉴클레오티드가 래트 및 마우스 둘 모두에서 Isis 333611보다 더욱 강력하게 SOD1 mRNA를 억제하였다는 것을 나타낸다.
표 68
형질전환 마우스 내의 인간 SOD1의 억제
Figure pat00185
실시예 18: 마우스 내의 SOD-1 변형된 올리고뉴클레오티드의 내성
상기 기술된 연구로부터의 갭머 (기준점 화합물 ISIS 333611 포함)를 C57bl6 마우스에서 내성에 대해 시험하였다. 마우스에 ISIS 올리고뉴클레오티드의 700ug의 단일 투여량을 뇌실내 입체정위로(stereotaxically) 주사하였다. 마우스의 대조군 그룹에 PBS로 뇌실내 주사하였다. 래트에 대해 사용된 것과 상이한 기능적 관찰 배터리 (FOB)를 사용하여, 주사 3시간 후 강력한 내성이 평가되었다. 각 마우스를 7개의 상이한 기준에 따라 평가하였다. 7개의 기준은 (1) 마우스가 밝고, 기민하고, 그리고 반응성이 있었고; (2) 마우스가 자극 없이 서있거나 웅크리고 있었고; (3) 마우스가 자극 없이 임의의 움직임을 보였고; (4) 마우스가 그것이 들어올려진 후 정방향 움직임을 나타내고; (5) 마우스가 그것이 들어올려진 후 임의의 움직임을 나타내고; (6) 마우스는 미부 핀치(tail pinch)에 반응하고; (7) 정상 호흡이다. 상기 7개 상이한 기준에 대하여, 각 마우스는 그 기준을 만족할 경우 0의 서브스코어가 주어지고, 아닐 경우 1의 서브스코어가 주어졌다. 모든 7개의 기준이 평가된 후, 서브스코어는 각 마우스에 대하여 합계되고 이후 각 그룹에 대해 평균치를 구하였다. 예를 들어, 만약 마우스가 700 μg의 ICV 용량 투여 후 3시간째에 밝고, 기민하고, 그리고 반응성이 있고, 다른 모든 기준을 만족한다면, 총계 스코어는 0이 될 것이다. 만약 다른 마우스가 700 μg의 ICV 용량 투여 후 3시간째에 밝고, 기민하고, 그리고 반응성이 있으나, 다른 모든 기준을 만족하지 못한다면, 총계 스코어는 1이 될 것이다. 염수 처리된 마우스는 일반적으로 0의 스코어가 주어진다. 상기 범위의 상부 제한에서의 스코어는 강력한 독성을 의미하는 것일 수 있다.
연구 내에서 체중을 측정하였으며, 이를 기준선과 비교하여 8주간의 퍼센트 변화로서 보고하였다. 장기 내성을, 실시예 14에서 기술된 바와 같이, IBA1 및 GFAP의 수준을 측정함으로써 투여 8주 후 측정하였다. IBA1 및 GFAP mRNA 수준을, PBS 처리된 동물과 비교하여, 보고하였다. 본 연구의 결과는, 하기 표에 나타난 바와 같이, 몇몇의 새롭게 설계된 올리고뉴클레오티드가 기준점 ISIS 333611와 비교하여, 래트 및 마우스 내에서 더욱 내성이 있다는 것을 나타낸다.
표 69
FOB 값 및 체중 변화
Figure pat00186
표 70
염증 마커
Figure pat00187
실시예 19: 시노몰구스 원숭이 내 원숭이 SOD-1의 투여 의존적 억제
Isis 번호 666853를 시노몰구스 원숭이 내에서 시험하였다. Isis 번호 666853 및 시노몰구스 원숭이 SOD-1 사이의 1개 미스매치가 있었으며, 시노몰구스 원숭이 SOD-1에 100% 상보적인 Isis 번호 666853 내의 17개 인접 염기가 있다.
6-10 마리의 수컷 및 암컷 원숭이 그룹에 본 연구의 제1, 14, 28, 56, 및 84일에서의 Isis 번호 666853의 4, 12, 또는 35 mg, 또는 PBS의 척추강내 요추부 볼러스를 투여하였다. 각 그룹에 전체 5일의 투여 일수에서 동일한 투여량으로 투여하였다. 제91일에, 동물을 희생시켰다. 요추부, 흉부, 및 경부 척수 및 전두 피질, 운동 피질, 해마, 뇌교, 및 소뇌 내의 SOD-1 mRNA 억제를 프라이머 프로브 세트 RTS3898를 사용한 RT-PCR에 의하여 측정하였다. 데이터는 PBS 처리 그룹과 비교하여, 각 처리 그룹에 대한 평균 억제 퍼센트로서 나타낸다. 결과는 Isis 번호 666853가 시노몰구스 원숭이 내 다중 표적 조직 내에서 SOD-1 mRNA를 억제하였다는 것을 나타낸다.
666853로의 처리는 13주 연구의 기간동안 양호한 내성을 보였으며, 원숭이내 부정적 반응의 임상적 관찰도 없었다.
표 71
원숭이 내 SOD-1 mRNA 발현의 억제
Figure pat00188
SEQUENCE LISTING <110> Isis Pharmaceuticals, Inc. <120> COMPOSITIONS FOR MODULATING SOD-1 EXPRESSION <130> BIOL0240WO <150> 61/973,803 <151> 2014-04-01 <160> 1461 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 981 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 1 gtttggggcc agagtgggcg aggcgcggag gtctggccta taaagtagtc gcggagacgg 60 ggtgctggtt tgcgtcgtag tctcctgcag cgtctggggt ttccgttgca gtcctcggaa 120 ccaggacctc ggcgtggcct agcgagttat ggcgacgaag gccgtgtgcg tgctgaaggg 180 cgacggccca gtgcagggca tcatcaattt cgagcagaag gaaagtaatg gaccagtgaa 240 ggtgtgggga agcattaaag gactgactga aggcctgcat ggattccatg ttcatgagtt 300 tggagataat acagcaggct gtaccagtgc aggtcctcac tttaatcctc tatccagaaa 360 acacggtggg ccaaaggatg aagagaggca tgttggagac ttgggcaatg tgactgctga 420 caaagatggt gtggccgatg tgtctattga agattctgtg atctcactct caggagacca 480 ttgcatcatt ggccgcacac tggtggtcca tgaaaaagca gatgacttgg gcaaaggtgg 540 aaatgaagaa agtacaaaga caggaaacgc tggaagtcgt ttggcttgtg gtgtaattgg 600 gatcgcccaa taaacattcc cttggatgta gtctgaggcc ccttaactca 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sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 46 tactttcttc atttccacct 20 <210> 47 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 47 ggcgatccca attacaccac 20 <210> 48 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 48 ggaatgttta ttgggcgatc 20 <210> 49 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 49 cctcagacta catccaaggg 20 <210> 50 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 50 atacaaatct tccaagtgat 20 <210> 51 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 51 tgagttttat aaaactatac 20 <210> 52 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 52 tcattgaaac agacatttta 20 <210> 53 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 53 atacaggtca ttgaaacaga 20 <210> 54 <211> 20 <212> DNA <213> 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sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 117 cgcccttcag cacgcacacg 20 <210> 118 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 118 cgcccactct ggccccaaac 20 <210> 119 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 119 ccgcgactac tttataggcc 20 <210> 120 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 120 ccttctgctc gaaattgatg 20 <210> 121 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 121 tccttctgct cgaaattgat 20 <210> 122 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 122 ttccttctgc tcgaaattga 20 <210> 123 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 123 tttccttctg ctcgaaattg 20 <210> 124 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 124 ctttccttct gctcgaaatt 20 <210> 125 <211> 20 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oligonucleotide <400> 140 ccttcactgg tccattactt 20 <210> 141 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 141 accttcactg gtccattact 20 <210> 142 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 142 caccttcact ggtccattac 20 <210> 143 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 143 cacaccttca ctggtccatt 20 <210> 144 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 144 cccacacctt cactggtcca 20 <210> 145 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 145 ccccacacct tcactggtcc 20 <210> 146 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 146 tccccacacc ttcactggtc 20 <210> 147 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 147 ttccccacac cttcactggt 20 <210> 148 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial 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