MX2014011466A

MX2014011466A - Formulacion arn para inmunoterapia.

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Publication number: MX2014011466A
Application number: MX2014011466A
Authority: MX
Inventors: Ugur Sahin; Sebastian Kreiter; Mustafa Diken; Heinrich Haas; Daniel Fritz; Martin Meng; Lena Mareen Kranz; Kerstin Reuter
Original assignee: Biontech Ag
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2015-06-03
Also published as: WO2013143683A8; PT3427723T; AU2017279565B2; MX2020011781A; DK2830593T3; CN109331176A; HK1202060A1; US10485884B2; AU2013242512A8; PT2830593T; MX2020011696A; JP6832904B2; HUE044594T2; LT2830593T; AU2017279565A1; US11559587B2; SI3427723T1; AU2020202152A1; CN104302276A; CA3088428C

Abstract

La presente invención está en el campo de inmunoterapia, en particular la inmunoterapia de tumores. La presente invención proporciona formulaciones farmacéuticas para suministrar ARN a células presentadoras de antígenos tales como las células dendríticas (DC) en el bazo después de una administración sistémica. En particular, las formulaciones descritas en la presente permiten inducir una respuesta inmunitaria después de la administración sistémica de un ARN antígeno-codificante.

Description

FORMULACION ARN PARA INMUNOTERAPIA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención, está en el campo de la inmunoterapia, en particular, la inmunoterapia de tumores. La presente invención se relaciona con la provisión de formulaciones farmacéuticas para suministrar ARN con alta selectividad para células presentadoras de antigenos tales como células dendriticas (DC) en el bazo después de una administración sistémica. En particular, las formulaciones descritas en la presente permiten inducir una respuesta inmunitaria después de la administración sistémica de un ARN antígeno-codificante .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los ácidos nucleicos similares a ADN, ARNsi o ARN son de interés para diversas intervenciones terapéuticas en pacientes. Un procedimiento inmunológico relativamente novedoso en la terapia de tumores se basa en la expresión de antigenos tumorales mediante un ARN codificante en células presentadoras de antigenos (APC) para inducir una respuesta de células T hacia el tumor (Weide, B. et al. (2008) Journal of Immunotherapy 31(2): 180-188; Weide, B. et al. (2009) Journal of immunotherapy 32(5): 498-507; Kreiter, S. et al. (2010) Cáncer Res 70(22): 9031-9040; Kuhn, A. N. et al. (2010) Gene Ther 17(8): 961-971). Las células blanco para esta intervención son células dendríticas (DC) las cuales residen, por ejemplo, en los ganglios linfáticos (LN) o en el bazo.

Para proporcionar una absorción suficiente del ARN mediante las DC, ha probado ser exitosa la administración local del ARN a los ganglios linfáticos. Sin embargo, esta administración local requiere de las habilidades especificas por el médico. Por lo tanto, existe una necesidad por formulaciones de ARN que se puedan administrar sistémicamente, por ejemplo intravenosa (i.v.), subcutánea (s.c.), intradérmicamente (i.d.) o mediante inhalación. A partir de la bibliografía, se conocen diversos procedimientos para la administración sistémica de ácidos nucleicos. En la transferencia de genes no virales, se utilizan liposomas catiónicos para inducir la condensación de ADN/ARN y facilitar la absorción celular. Los liposomas catiónicos por lo general consisten de un lípido catiónico, similar a DOTAP, y uno o más lípidos auxiliares, similares a DOPE. Los denominados "lipoplexos" se pueden formar a partir de liposomas catiónicos (cargados positivamente) y el ácido nucleico aniónico (cargado negativamente). En el caso más sencillo, los lipoplexos se forman espontáneamente al mezclar el ácido nucleico con los liposomas con un cierto protocolo de mezclado, sin embargo se pueden aplicar diversos protocolos distintos. Las interacciones electrostáticas entre los liposomas cargados positivamente y el ácido nucleico cargado negativamente son la fuerza motriz para la formación de lipoplexo. Junto con la composición de lipidos, la proporción de carga entre las porciones catiónicas y aniónicas desempeña una función clave para una condensación y transfección eficiente. En general, una carga positiva en exceso de los lipoplexos se considera necesaria para una transfección eficiente (Templeton, N. S. et al. (1997) Nature Biotechnology 15(7): 647-652; Zhdanov, R. I. et al. (2002) Bioelectrochemistry 58(1): 53-64; Templeton, N. S. (2003) Current Medicinal Chemistry 10(14): 1279-1287). La mayoría de las membranas naturales están cargadas negativamente, y por lo tanto la interacción electrostática atractiva entre los lipoplexos cargados positivamente y la biomembrana cargada negativamente puede desempeñar una función en la unión y absorción celular de los lipoplexos. Las variaciones típicas de proporciones +/- que se consideran óptimas para la transfección están entre 2 y 4. Con una carga positiva en exceso menor, la eficacia de transfección disminuye drásticamente a virtualmente cero. Desafortunadamente, para los liposomas y lipoplexos cargados positivamente se ha reportado una toxicidad elevada, la cual puede ser un problema para la aplicación de estas preparaciones como productos farmacéuticos.

Los lipoplexos descritos anteriormente han probado permitir la transfección en diversos órganos. La distribución detallada de órganos depende de los parámetros de formulación y administración (composición de lípidos, tamaño, vía de administración) de una forma compleja. A la fecha, la expresión selectiva en un órgano blanco determinado o porción celular, que evita la expresión en órganos que no son blanco, podría no realizarse suficientemente. Utilizando el ADN o ARN de luciferasa como un receptor, por ejemplo, se ha reportado la transfección en el pulmón, hígado, bazo, riñones, y corazón. Evitar el objetivo del pulmón e hígado ha probado ser particularmente difícil, debido a que en muchos casos, son predominantes los objetivos del pulmón e hígado. El pulmón tiene una superficie muy grande y es el primer órgano en el cual los compuestos inyectados i.v. pasan después de la administración. El hígado es un órgano blanco típico para los liposomas y las formulaciones con compuestos lipofílicos similares a los lípidos presentes en los lipoplexos.

Para la inmunoterapia a base de ARN, el blanco del pulmón o hígado puede ser perjudicial, debido al riesgo de una respuesta inmunitaria contra estos órganos. Por lo tanto, para esta terapia, se requiere una formulación con alta selectividad únicamente para las DC, tal como en el bazo. Se han propuesto ciertos ligandos para mejorar la selectividad blanco. Por ejemplo, los liposomas que comprenden lipidos con grupos funcionales de mañosa se considera para mejoran el blanco hacia macrófagos. Sin embargo, estos componentes hacen que las formulaciones sean más complejas, lo cual hace más complicado el desarrollo farmacéutico práctico. Además, se limita la selectividad y una cierta fracción de los liposomas todavía se absorben por otros órganos. Otro problema es las interacciones séricas y la degradación del ARN en suero, lo cual se favorece por lipoplexos cargados positivamente. También, para aplicabilidad terapéutica, es necesario que se cumpla con los requisitos para productos farmacéuticos, tales como la estabilidad química y física. Además, los productos para aplicación intraperitoneal tienen que ser estériles y deben cumplir con ciertos requisitos que se relacionan con las características de partículas. Adicionalmente, los productos tienen que ser adecuados para fabricación.

Resumiendo, todavía es necesario que se resuelva el problema de desarrollar una formulación de ARN inyectable con alta selectividad para el bazo, que cumpla con los criterios para los productos de aplicación a pacientes.

La presente invención proporciona una solución al problema descrito anteriormente. De acuerdo con la invención, se proporcionan formulaciones de ARN nanopartículadas con un tamaño de partícula definido en donde la carga neta de las partículas es cercana a cero o negativa. En una modalidad particularmente preferida, las nanopartículas de ARN son lipoplexos de ARN. Sorprendentemente, se ha encontrado que los lipoplexos electro-neutros o cargados negativamente provenientes del ARN y los liposomas conducen a una expresión sustancial del ARN en las DC del bazo después de una administración sistémica. Se determinó una fuerte expresión de genes reporteros en las células blanco (bazo) mientras que fue baja la expresión en otros órganos. Además, se podría inducir una fuerte respuesta inmunitaria contra un antígeno modelo. Esto fue inesperado, debido a que usualmente, la carga positiva en exceso se considera un pre-requisito para una absorción y expresión exitosas. Aquí se ha encontrado que, aunque la cantidad absoluta de la expresión disminuye con la disminución del exceso de carga positiva, la expresión sigue siendo suficientemente alta para proporcionar una eficacia terapéutica de los lipoplexos después de la administración sistémica.

De acuerdo con la invención, fue posible formar los lipoplexos con un perfil de distribución de tamaño de partícula bien definido según se midió mediante dispersión de luz dinámica y con una fracción baja de partículas sub visibles, lo cual se requiere para la administración intravenosa a pacientes. Si se forma mediante la incubación de liposomas con un ARN mediante auto-montaje, el tamaño de partícula de los liposomas originales sólo se afecta un poco, y se encontró que no hay porciones no deseadas de grandes agregados. Se pueden obtener tamaños diferentes al seleccionar el tamaño de los liposomas precursores y las condiciones de mezclado. Esto fue sorprendente debido a que por lo general se observa la formación de grandes agregados con la incubación del ARN con liposomas catiónicos. Esta formación de agregados es el principal obstáculo para desarrollar formulaciones de lipoplexo que sean aceptables para administración intravenosa o subcutánea. Las partículas fueron estables durante al menos 24 horas y no tendieron a agregarse con el tiempo. Las partículas se podrían congelar y descongelar sin la formación de agregados, mientras que mantienen el perfil original de tamaño de partícula, y mantiene la actividad biológica. Las partículas se podrían liofilizar y reconstituir con agua sin la formación de agregados, mientras que mantengan el perfil original de tamaño de partícula y mantengan la actividad biológica. Las partículas se pueden fabricar mediante diferentes protocolos que sean escaladles y que se puedan realizar bajo condiciones controladas. Con estas propiedades, las formulaciones lipoplexo de la invención cumplen requisitos importantes para las formulaciones farmacéuticas para la aplicación a pacientes, en los términos del perfil de distribución de tamaño de partícula y estabilidad. Además, en comparación con los lipopexes cargados positivamente, las nanopartículas de ARN descritas en la presente se espera que sean menos tóxicas y exhiban menos interacciones séricas no deseadas. En particular, las formulaciones son adecuadas para administración parenteral, incluyendo la administración intravenosa y subcutánea.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Las estrategias inmunoterapéuticas son opciones prometedoras para el tratamiento de, por ejemplo, enfermedades infecciosas y enfermedades cancerosas. La identificación de un número cada vez mayor de antigenos patógeno y tumor asociados (también denominados antígenos tumorales en la presente) conducen a una amplia recolección de blancos adecuados para inmunoterapia.

La presente invención en general abarca el tratamiento inmunoterapéutico de enfermedades mediante la dirección a células enfermas. La invención proporciona la erradicación selectiva de las células que expresan un antigeno reduciendo al mínimo con esto los efectos adversos para las células normales que no expresan los antigenos. De esta forma, las enfermedades preferidas para una terapia son aquellas en las cuales se expresan uno o más antigenos tales como enfermedades cancerosas o enfermedades infecciosas.

La presente invención se dirige específicamente a células que expresan antigenos blanco mediante una inmunización activa incluyendo células T en expansión en el paciente, que son capaces de reconocer y exterminar específicamente células enfermas. Específicamente, la presente invención permite la incorporación selectiva de un antígeno representado como ARN en células presentadoras de antígeno tales como células dendríticas in vivo. El antígeno se puede procesar para producir un participante péptido para la molécula del MHC o se puede presentar sin la necesidad de procesamiento adicional, si se puede unir a las moléculas del MHC. Se da preferencia a las formas de administración en las cuales el antígeno completo se procesa in vivo mediante células presentadoras de antigenos, ya que esto también puede producir respuestas a células T auxiliares que son necesarios para una respuesta inmunitaria efectiva. De esta forma, las composiciones proporcionadas de acuerdo con la invención, cuando se administran a un paciente proporcionan uno o más epítopes presentados de MHC para estimular, cebar y/o expandir las células T dirigidas contra las células que expresan antigenos a partir de las cuales se derivan los epitopes presentados del MHC . Por consiguiente, las composiciones descritas en la presente de preferencia son capaces de inducir o estimular una respuesta celular, de preferencia una actividad de células T citotóxicas, contra una enfermedad caracterizada mediante la presentación de antigenos con el MHC clase I.

En particular, la presente invención se relaciona con una composición farmacéutica que comprende nanopartículas que comprenden un ARN que codifica para al menos un antigeno, en donde: (i) el número de cargas positivas en las nanopartículas no excede el número de cargas negativas en las nanopartículas y/o (ii) las nanopartículas tienen una carga neutral o negativa neta y/o (iii) la proporción de las cargas positivas a las cargas negativas en laá nanopartículas es 1.4:1 o menor y/o (iv) el potencial zeta de las nanopartículas es 0 o menos.

De preferencia, las nanopartículas descritas en la presente son coloidalmente estables durante al menos 2 horas en el sentido de que no se lleva a cabo ninguna agregación, precipitación o aumento de un tamaño e indice de polidispersidad en más del 30% según se mide mediante dispersión de luz dinámica.

En una modalidad, la proporción de carga de las cargas positivas a las cargas negativas en las nanopartículas es entre 1.4:1 y 1:8, de preferencia entre 1.2:1 y 1:4, por ejemplo, entre 1:1 y 1:3, tal como entre 1:1.2 y 1:2, 1:1.2 y 1:1.8, 1:1.3 y 1:1.7, en particular entre 1:1.4 y 1:1.6, tal como aproximadamente 1:1.5.

En una modalidad, el potencial zeta de las nanoparticulas es -5 o menor, -10 o menor, -15 o menor, -20 o menor o -25 o menor. En diversas modalidades, el potencial zeta de las nanoparticulas es -35 o mayor, -30 o mayor, o -25 o mayor. En una modalidad, las nanoparticulas tienen un potencial zeta de 0 mV hasta -50 mV, de preferencia de 0 V hasta -40 mV o -10 mV hasta -30 mV.

En una modalidad, las nanopartículas comprenden al menos un lipido. En una modalidad, las nanoparticulas comprenden al menos un lipido catiónico. El lipido catiónico puede ser monocatiónico o policatiónico. Cualquier molécula anfifilico catiónica, por ejemplo, una molécula que comprenda al menos una porción hidrofilica y lipofilica es un lipido catiónico dentro del significado de la presente invención. En una modalidad, las cargas positivas se aportan mediante al menos un lípido catiónico y las cargas negativas se aportan mediante el ARN. En una modalidad, las nanopartículas comprenden al menos un lípido auxiliar. El lípido auxiliar puede ser un lípido neutro o uno aniónico. El lípido auxiliar puede ser un lípido natural, tal como un fosfolípido o un análogo de un lípido natural, o un lípido totalmente sintético, o una molécula similar a lípido, sin similitudes con los lípidos naturales. En una modalidad, el lípido catiónico y/o el lípido auxiliar es un lípido formador de bicapas .

En una modalidad, al menos un lípido catiónico comprende 1,2-di-O-octadecenil-3-trimetilamonio-propano (DOTMA) o análogos o derivados del mismo y/o 1,2-dioleoil-3-trimetilamonio-propano (DOTAP) o análogos o derivados del mismo .

En una modalidad, al menos un lípido auxiliar comprende 1,2-dí-(9Z-octadecenoil)-sn-glicero-3-fosfoetanolamina (DOPE) o análogos o derivados del mismo, colesterol (Chol) o análogos o derivados de los mismos y/o 1 ,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DOPC) o análogos o derivados del mismo.

En una modalidad, la proporción molar de al menos un lípido catiónico a al menos un lípido auxiliar es de 10:0 hasta 3:7, de preferencia de 9:1 hasta 3:7, 4:1 hasta 1:2, 4:1 hasta 2:3, 7:3 hasta 1:1, o 2:1 hasta 1:1, de preferencia aproximadamente 1:1. En una modalidad, en esta proporción, la cantidad molar del lipido catiónico resulta de la cantidad molar del lipido catiónico, multiplicada por el número de cargas positivas en el lipido catiónico.

En diversas modalidades, los lipidos no tienen grupos funcionales tales como los grupos funcionales mediante mañosa, histidina y/o imidazol, las nanoparticulas no comprenden un ligando blanco, tal como lipidos con grupo funcional de mañosa y/o las nanoparticulas no comprenden uno o más de los siguientes: compuestos dependientes del pH, polímeros catiónicos tales como polímeros que contienen histidina y/o polilisina, en donde los polímeros opcionalmente pueden estar PEGilados y/o histidilados, o iones divalentes tales como Ca2+.

En diversas modalidades, las nanoparticulas de ARN pueden comprender péptidos, de preferencia con un peso molecular de hasta 2500 Da.

En las nanoparticulas descritas en la presente, el lipido puede formar un complejo con y/o puede encapsular el ARN. En una modalidad, las nanoparticulas comprenden un lipoplexo o liposoma. En una modalidad, el lipido consta de una vesícula que encapsula al ARN. La vesícula puede ser una vesícula multilaminar, una vesícula unilamelar, o una mezcla de las mismas. La vesícula puede ser un liposoma.

En una modalidad, las nanoparticulas son lipoplexos que comprenden DOTMA y DOPE en una proporción molar de 10:0 hasta 1:9, de preferencia 8:2 hasta 3:7, y de mayor preferencia 7:3 hasta 5:5 y en donde la proporción de carga de las cargas positivas en DOTMA a las cargas negativas en el ARN es 1.8:2 hasta 0.8:2, de mayor preferencia de 1.6:2 hasta 1:2, incluso de mayor preferencia de 1.4:2 hasta 1.1:2 e incluso con la máxima preferencia aproximadamente de 1.2:2.

En una modalidad, las nanoparticulas son lipoplexos que comprenden DOTMA y colesterol en una proporción molar de 10:0 hasta 1:9, de preferencia 8:2 hasta 3:7, y de mayor preferencia de 7:3 hasta 5:5 y en donde la proporción de carga de las cargas positivas en DOTMA a las cargas negativas en el ARN es 1.8:2 hasta 0.8:2, de mayor preferencia de 1.6:2 hasta 1:2, incluso de mayor preferencia de 1.4:2 hasta 1.1:2 e incluso con la máxima preferencia aproximadamente de 1.2:2.

En una modalidad, las nanoparticulas son lipoplexos que comprenden DOTAP y DOPE en una proporción molar de 10:0 hasta 1:9, de preferencia 8:2 hasta 3:7, y de mayor preferencia 7:3 hasta 5:5 y en donde la proporción de carga de las cargas positivas en DOTMA a las cargas negativas en el ARN es 1.8:2 hasta 0.8:2, de mayor preferencia de 1.6:2 hasta 1:2, incluso de mayor preferencia de 1.4:2 hasta 1.1:2 e incluso con la máxima preferencia aproximadamente de 1.2:2.

En una modalidad, las nanoparticulas son lipoplexos que comprenden DOTMA y DOPE en una proporción molar de 2:1 hasta 1:2, de preferencia de 2:1 hasta 1:1, y en donde la proporción de carga de las cargas positivas en DOTMA a las cargas negativas en el ARN es 1.4:1 o menos.

En una modalidad, las nanoparticulas son lipoplexos que comprenden DOTMA y colesterol en una proporción molar de 2:1 hasta 1:2, de preferencia de 2:1 hasta 1:1, y en donde la proporción de carga de las cargas positivas en DOTMA a las cargas negativas en el ARN es 1.4:1 o menos.

En una modalidad, las nanoparticulas son lipoplexos que comprenden DOTAP y DOPE en una proporción molar de 2:1 hasta 1:2, de preferencia de 2:1 hasta 1:1, y en donde la proporción de carga de las cargas positivas en el DOTAP a las cargas negativas en el ARN es 1.4:1 o menos.

En una modalidad, las nanoparticulas tienen un diámetro promedio en la variación entre aproximadamente 50 nm hasta aproximadamente 1000 nm, de preferencia entre aproximadamente 50 nm hasta aproximadamente 400 nm, de preferencia entre aproximadamente 100 hasta aproximadamente 300 nm, tal como entre aproximadamente 150 nm hasta aproximadamente 200 nm. En una modalidad, las nanoparticulas tienen un diámetro en la variación entre aproximadamente 200 hasta aproximadamente 700 nm, entre aproximadamente 200 hasta aproximadamente 600 nm, de preferencia entre aproximadamente 250 hasta aproximadamente 550 nm, en particular entre aproximadamente 300 hasta aproximadamente 500 nm o entre aproximadamente 200 hasta aproximadamente 400 nm.

En una modalidad, el índice de polidispersidad de las nanopartículas descritas en la presente según se mide mediante dispersión de luz dinámica es 0.5 o menos, de preferencia 0.4 o menos o incluso de mayor preferencia 0.3 o menos.

En una modalidad, las nanoparticulas descritas en la presente se pueden obtener mediante uno o más de los siguientes: (i) incubación de liposomas en una fase acuosa con el ARN en una fase acuosa, (ii) incubación del lípido disuelto en un solvente orgánico, miscible en agua, tal como etanol, con el ARN en solución acuosa, (iii) téenica de evaporación en fase inversa, (iv) congelación y descongelación del producto, (v) deshidratación y rehidratación del producto, (vi) liofilización y rehidratación del producto o (vii) deshidratación por aspersión y rehidratación del producto.

En una modalidad, las nanopartículas se producen mediante un proceso que comprende un paso de incubar el ARN con cationes bivalentes de preferencia a una concentración entre 0.1 mM hasta 5 mM, tal como 0.1 mM hasta 4 mM o 0.3 mM hasta 1 mM antes de la incorporación en las nanoparticulas y/o al incubar el ARN con iones monovalentes de preferencia a una concentración entre 1 M hasta 500 mM, tal como 100 mM hasta 200 mM o 130 mM hasta 170 M antes de la incorporación en las nanoparticulas y/o al incubar el ARN con tampones antes de la incorporación en las nanoparticulas.

En una modalidad, después de la incubación de los cationes bivalentes al ARN se implica un paso de dilución al agregar liposomas y/u otras fases acuosas en al menos un factor de más de 1.5, de preferencia en un factor de más de 2, o en un factor de más de 5.

En una modalidad, los cationes bivalentes son iones de calcio, donde la concentración final de los iones de calcio es menos de 4 mM, de preferencia menor de 3 mm e incluso de mayor preferencia 2.2 mm o menos.

En una modalidad, las nanoparticulas descritas en la presente se producen mediante un proceso que comprende un paso de extrusión y/o un paso de filtración y/o un paso de liofilización de las nanoparticulas.

En una modalidad, después de la administración sistémica de las nanoparticulas, en el bazo se presenta la expresión del ARN. En una modalidad, después de la administración sistémica de las nanoparticulas, en el pulmón y/o hígado no se presenta o esencialmente no hay la expresión del ARN. En una modalidad, después de la administración sistémica de las nanoparticulas, la expresión del ARN en el bazo es de al menos 5 veces, de preferencia al menos 8 veces, de preferencia al menos 10 veces, de preferencia al menos 20 veces, de preferencia al menos 50 veces, de preferencia al menos 100 veces, de preferencia al menos 1000 veces o incluso más la cantidad de la expresión del ARN en el pulmón. En una modalidad, después de la administración sistémica de las nanoparticulas, en el bazo se presenta la expresión del ARN en las células presentadoras de antigenos, de preferencia células presentadoras de antigenos profesionales.

En una modalidad, las nanoparticulas cuando se administran sistémicamente se dirigen o se acumulan en el bazo. De preferencia, las nanoparticulas cuando se administran sistémicamente suministran el ARN a las células presentadoras de antigenos, de preferencia células presentadoras de antigenos profesionales tales como las células dendriticas y/o macrófagos en el bazo. De preferencia, las nanoparticulas liberan el ARN en el órgano o tejido blanco y/o ingresan a las células en el órgano o tejido blanco. De preferencia, el órgano o tejido blanco es el bazo y las células en el órgano o tejido blanco son células presentadoras de antigenos tales como células dendriticas. En una modalidad, las nanopartículas cuando no se administran sistémicamente o no se dirigen o acumulan esencialmente en el pulmón y/o hígado. En una modalidad, la cantidad de las nanopartículas que se dirigen o acumulan en el bazo es de al menos 5 veces, de preferencia al menos 8 veces, de preferencia al menos 10 veces, de preferencia al menos 20 veces, de preferencia al menos 50 veces, de preferencia al menos 100 veces, de preferencia al menos 1000 veces o incluso más la cantidad que se dirige o acumula en el pulmón .

De acuerdo con la invención, la administración sistémica de preferencia es mediante administración parenteral, de preferencia mediante administración intravenosa, administración subcutánea, administración intradérmica o administración intra-arterial.

El antigeno codificado por el ARN comprendido en las nanopartículas descrito en la presente de preferencia es un antígeno enfermedad-asociado o produce una respuesta inmunitaria contra un antígeno enfermedad-asociado o las células que expresan un antígeno enfermedad-asociado.

La composición farmacéutica de la invención puede comprender además uno o más portadores, diluyentes y/o excipientes farmacéuticamente aceptables. La composición farmacéutica de la invención puede comprender además al menos un adyuvante.

La composición farmacéutica de la invención se puede formular para administración sistémica.

La composición farmacéutica de la invención se puede utilizar para inducir una respuesta inmunitaria, en particular una respuesta inmunitaria contra un antigeno enfermedad-asociado o células que expresan un antigeno enfermedad-asociado, tal como una respuesta inmunitaria contra el cáncer. Por consiguiente, la composición farmacéutica se puede utilizar para tratamiento profiláctico y/o terapéutico de una enfermedad que implica un antigeno enfermedad-asociado o las células que expresan un antigeno enfermedad-asociado, tal como el cáncer. De preferencia la respuesta inmunitaria es una respuesta de células T. En particular, el antigeno enfermedad-asociado es un antigeno tumoral .

En una modalidad, el ARN comprendido en las nanoparticulas descritas en la presente no comprende residuos de pseudouridina y de preferencia no comprende nucleósidos modificados.

La presente invención también se relaciona con un método para suministrar un antígeno a células presentadoras de antigenos, de preferencia células presentadoras de antigenos profesionales tales como las células dendriticas y/o macrófagos en el bazo o que expresan un antígeno en las células presentadoras de antigenos, de preferencia las células presentadoras de antigenos profesionales, tales como las células dendríticas y/o macrófagos en el bazo que comprende administrar a un sujeto una composición farmacéutica de la invención.

La presente invención también se relaciona con un método para inducir una respuesta inmunitaria, de preferencia una respuesta inmunitaria contra el cáncer, en un sujeto que comprende administrar al sujeto una composición farmacéutica de la invención.

La presente invención también se relaciona con un método para estimular, cebar y/o expandir células T en un sujeto que comprende administrar al sujeto la composición farmacéutica de la invención.

La presente invención también se relaciona con un método para tratar o prevenir una enfermedad que implique un antigeno, de preferencia una enfermedad cancerosa, en un sujeto que comprende administrar al sujeto una composición farmacéutica de la invención.

En los aspectos anteriores, la enfermedad puede ser crecimiento de tumores y/o metástasis tumoral. Por consiguiente, la presente invención también se relaciona con un método para tratar o prevenir el crecimiento de tumores y/o la metástasis tumoral en un sujeto que tenga o esté en riesgo de desarrollar tumores y/o metástasis tumorales que comprende administrar al sujeto una composición farmacéutica de la invención.

En un aspecto, la invención también proporciona los agentes y composiciones descritos en la presente para utilizarse en los métodos de tratamiento descritos en la presente.

La presente invención también se relaciona con partículas como se establece en la presente.

La presente invención también se relaciona con un método para producir nanoparticulas que contienen ARN que comprende los pasos de: (a) proporcionar un ARN formulado en solución de cloruro de sodio y (b) agregar liposomas al ARN. La solución de cloruro de sodio puede ser una solución acuosa. Se puede utilizar agua para preparar la solución de cloruro de sodio y en una modalidad puede ser el único solvente utilizado. En una modalidad, la solución de cloruro de sodio contiene entre aproximadamente 50 hasta aproximadamente 300 mM, de preferencia entre aproximadamente 100 hasta aproximadamente 200 mM, de preferencia entre aproximadamente 150 mM de cloruro de sodio. En una modalidad, la solución de cloruro de sodio es una solución isotónica de cloruro de sodio. Los liposomas se pueden formular en agua.

En una modalidad, los liposomas se agregan al ARN mediante inyección de los liposomas en la formulación de ARN. Las nanoparticulas producidas de acuerdo con el método anterior pueden ser nanoparticulas como se establece en la presente.

Otras características y ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada y las reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Figuras la, Ib, le y Id: Tamaño de lipoplexos de F4/ARN a proporciones de carga diferentes de DOTMA/ARN (2/1, 1/1, 1/2, 1/4) en agua (figura la), PBS (figura Ib) y en PBS después de la adición de CaCl22.2 mM (figura le) y CaCl2 22 mN (figura Id).

Figura 2: Tamaños de partícula de liposomas de DOTMA/Chol (F5) y lipoplexos en diferentes tampones y proporciones de carga de DOTMA/ARN 1/1 y 2/1 (exceso positivo) .

Figura 3: Tamaño medio de los lipoplexos de F5/ARN a porciones de carga (1/1) y (1/2) después de la compactación del ARN utilizando diferentes cantidades de CaCl2· Figura 4: Perspectiva general de los resultados seleccionados provenientes de la caracterización fisico química de los lipoplexos de ARN con liposomas de DOTMA/DOPE.

El eje x proporciona la proporción de carga entre DOTMA y ARN. Parte superior: Tamaño de partícula a partir de las mediciones PCS, parte media: índice de polidispersidad, parte inferior: Potenciales zeta de las mismas formulaciones. Se b han introducido las lineas para guiar al ojo.

Figuras 5a y 5b: (figura 5a) Tamaño medio de los lipoplexos de F4/Luc-ARN a la porción de carga (1/2) en agua y después de la adición de un tampón concentrado para PBS (Ix), cloruro de sodio (150 mM), glucosa (5%) o glucosa 0 amortiguada con fosfato. En contraste con la porción 1/1, lo que conduce a una agregación bajo todas las condiciones amortiguadoras (no mostrados aquí), los tamaños de partícula de los lipoplexos en la proporción media fueron de aproximadamente 220 nm. (figura 5b) polidispersidad del 5 tamaño con variación de 0.23 hasta 0.34 indicando la estabilidad coloidal.

Figuras 6a y 6b: (figura 6a) Tamaño medio de los lipoplexos de F4/ARN a las porciones de carga de DOTMA/ARN seleccionadas. Los tamaños de partícula de los lipoplexos con 0 proporciones de carga entre 1:1.8 y 1:1.4 fueron de aproximadamente 160 nm. Con exceso negativo cada vez menor (porción de carga 1:1.2) se determinó el tamaño de partícula a 183 nm. (figura 6b) Todas las porciones de carga probadas conducen a lipoplexos con índices de polidispersidad menores a 0.2.

Figuras 7a y 7b: (figura 7a) tamaño medio de los liposomas de DOTMA/DOPE (1:2) en agua sin extrusión (F4-bruto), después de la extrusión utilizando una membrana de policarbonato con un diámetro de poro de 400 nm (F4-400), 200 nm (F4-200), 100 nm (F4-100) o 50 nm (F4-50). Los lipoplexos correspondientes con una porción de carga de DOTMA/ARN de 1/2 en agua (2:) y en tampón de PBS (3:). (figura 7b) polidispersidad de tamaño de los lipoplexos con liposomas extruidos que varían de 0.10 hasta 0.28. Sin embargo, los lipoplexos formados mediante liposomas no extruidos también mostraron una distribución de tamaño suficientemente estrecha .

Figuras 8a y 8b: Tamaño medio (figura 8a) e índice de polidispersidad (figura 8b) de los liposomas DOTMA/DOPE (F4) determinado antes de la liofilización y después de la liofilización y reconstitución utilizando agua.

Figura 9: Tamaño de partícula de los liposomas con diferentes porciones de DOTMA/DOPE. Para los liposomas con una alta fracción DOPE (90%), las partículas fueron inestables en PBS y se agregaron.

Figura 10: Tamaño de partículas de los lipoplexos con liposomas que comprenden diferentes proporciones de DOTMA/DOPE. Con la proporción de DOTMA/DOPE de 9/1 hasta 4/6, los lipoplexos tienen tamaños de partículas definidos (<300 nm) con valores bajos PI (<0.2). Con una fracción DOPE mayor, se obtienen tamaños de partícula mayores, con valores PI altos.

Figura 11: Actividades de luciferasa in vivo y ex vivo después de la inyección en ratones BALB/c de luciferasa-ARN (20 pg) complejada con diferentes cantidades de liposomas F4 para proporcionar F4:ARN proporciones de 4.8:1, 2.4:1, 1.2:1, 1.2:2, 1.2:4.

Figura 12: Distribución de la señal total de luciferasa entre los órganos suministrados a partir del experimento representado de la figura 11.

Figura 13: Actividades de luciferasa in vivo y ex vivo después de la inyección en ratones BALB/c de luciferasa-ARN (20 pg) complejada con los liposomas Fll o F12.

Figura 14: Actividades de luciferasa in vivo y ex vivo después de la inyección en ratones BALB/c de luciferasa-ARN (20 pg) complejada con los liposomas F2 o F5.

Figura 15: Cuantificación de las actividades de luciferasa en los bazos de ratones después de la inyección de luciferasa-ARN (20 pg) diluida en PBS IX (A) o sin diluir en agua (B y C) complejadas con liposomas F4 diluidos en PBS IX (B) o sin diluir en agua (A y C) con una proporción F4:ARN de 1.2:2. Las concentraciones finales de PBS de todos los complejos se ajustaron a PBS IX.

Figura 16: Cuantificación de las actividades de luciferasa en los bazos de ratones después de la inyección de luciferasa-ARN (20 pg) precomplejada con CaCl20.125 o 1 mM o sin precomplejación y mezclada con los liposomas F4 con una proporción F4:ARN de 1.2:2.

Figura 17: Cuantificación de las actividades de luciferasa en los bazos de ratones después de la inyección de luciferasa-ARN (20 pg) o los liposomas F4 diluidas en PBS IX o NaCl 154 mM y mezclada con una proporción F4:ARN de 1.2:2.

Figura 18: Cuantificación de las actividades de luciferasa en los bazos de ratones después de la inyección de luciferasa-ARN (20 pg) precomplejada con CaCl2 1-4 mM y mezclada con los liposomas F4 con una proporción F4:ARN de 1.2:2 utilizando NaCl 154 M en lugar de PBS IX como tampón de dilución.

Figuras 19a y 19b: (figura 19a) se incubó luciferasa-ARN (5 pg) en 25 ó 50% de suero de ratón durante 30 min. y luego se sometió a electroporación en DC inmaduras derivadas de monocitos humanos. La actividad de luciferasa se valoró a 18 h después via un análisis de luciferasa ín vitro estándar, (figura 19b) se complejo luciferasa-ARN (20 pg) vía un protocolo estándar con los liposomas F4 con una proporción F4:ARN de 1.2:2 y luego se incubó en presencia o ausencia de 50% de suero de ratón durante 30 min. Ratones BALB/c se inyectaron intravenosamente con estas formulaciones y se cuantificaron las actividades de luciferasa in vivo a partir de bazos de los ratones.

Figura 20: Valoración de la absorción de Cy5-ARN o F4-rho mediante poblaciones celulares en el bazo después de la inyección en ratones BALB/c de Cy5-ARN (40 yg) complejado con los liposomas F4 marcados con rodamina (F4-rho) (1.2:2; liposoma:ARN) .

Figuras 21a y 21b: valoración de (figura 21a) estado de maduración de las células dendriticas (revelado mediante la sobre-regulación de CD86 y CD40) y (figura 21b) concentraciones séricas de IFNa y TNFa después de la inyección en ratones C57BL/6 de HA-ARN (40 yg) complejado con F4 (1.2:2; liposoma:ARN), F4 solo o PBS (como control).

Figuras 22a y 22b: Valoración de (figura 22a) frecuencias de las células T CD8+ antígeno especificas y (figura 22b) respuestas de recuperación de memoria después de la inmunización de ratones C57BL/6 con SIINFEKL-ARN (20 ó 40 yg) complejado con los liposomas F4 a diferentes proporciones de liposoma: ARN.

Figura 23: Curvas de supervivencia Kaplan-Meier de ratones C57BL/6 que recibieron tres inmunizaciones intravenosas de SIINFEKL-ARN (40 yg) complejado con los liposomas F4 con una proporción F4:ARN de 1.2:2 o se dejaron sin tratar y en los cuales se inyectaron 2 x 105 células tumorales B16-OVA SC en los flancos.

Figura 24: Crecimiento tumoral individual después de la inoculación s.c. de 2 x 105 células tumorales B16-OVA en los flancos de ratones C57/B16 que recibieron siete inmunizaciones intravenosas de SIINFEKL-ARN (40 pg) complejados con los liposomas F4 o F12 con una proporción F4:ARN de 1.2:2. Se utilizaron como un tratamiento de control liposomas solos sin SIINFEKL-ARN.

Figura 25: Curvas de supervivencia de Kaplan-Meier después de la inoculación s.c. de 2 x 105 B16-OVA células tumorales los flancos de ratones C57/B16 de ratones que recibieron siete inmunizaciones intravenosas de SIINFEKL-ARN (40 pg) complejados con los liposomas F4 o F12 con una proporción F4:RNA de 1.2:2. Se utilizaron como un tratamiento control liposomas solos sin SIINFEKL-ARN.

Figura 26: Actividades de luciferasa in vivo y ex vivo después de la inyección en ratones BALB/c de luciferasa-ARN (20 pg) complejada con diferentes cantidades de los liposomas F5 para producir proporciones F5:ARN de 4.8:1, 2.4:1, 1.2:1, 1.2:2, 1.2:4.

Figura 27 : Distribución de la señal total de luciferasa entre órganos derivados del experimento representado en la figura 26.

Figura 28: preformulación del ARN y reconstitución de la solución de ARN-lipoplexo.

Figura 29: Resultados de las mediciones DLS de los lipoplexos de ARN reconstituidos de acuerdo con el protocolo de formulación clínica. La diseminación limitada de los tamaños de partículas 1ipoplexo recibido demuestra la consistencia del procedimiento de mezclado.

Figura 30: Tamaño de partícula e índice de polidispersidad de los lipoplexos 1:2 de precursores liposómicos extruidos y no extruidos.

Figura 31: Actividades de luciferasa in vivo después de la inyección en ratones BALB/c de luciferasa-ARN (20 pg) complejada con liposomas pequeños o grandes en PBS para alcanzar lipoplexos de tamaño diferente.

Figura 32: Cuantificación de las actividades de luciferasa en bazos de ratones después de la inyección luciferasa-ARN de los lipoplexos de tamaño diferente. Los lipoplexos mayores, ensamblados a partir de liposomas mayores, tienen mayor actividad, independiente de la composición lipídica de los liposomas.

Figura 33: Lipoplexos formados al utilizar NaCl y tampón PBS en forma "normal" y concentrado lOx. En el último caso, se agregó un volumen de 10 veces para obtener la misma concentración final. Todos los lipoplexos tuvieron aproximadamente el mismo tamaño, aunque aquellos provenientes de soluciones concentradas fueron un poco menores.

Figura 34: Actividad (expresión luc) de los lipoplexos medida en la figura 33 como una tendencia, los lipoplexos provenientes de tampones no concentrados tuvieron mayor actividad. El tratamiento con solución salina normal proporcionó mayor actividad.

Figura 35: Lipoplexos formados después de la adición del NaCl al ARN a diferentes concentraciones. La concentración final de NaCl fue en todos los casos la misma, ya que a partir de las soluciones concentradas se agregaron volúmenes menores. Como una tendencia, el tamaño del lipoplexo aumentó con la concentración cada vez menor de la solución agregada de NaCl. Mientras que los lipoplexos mayores tuvieron una mayor actividad que los menores, el uso de 0.9% de NaCl (150 mM) se considera para dar por resultado en la mejor actividad.

Figura 36: Tamaño (Zprom) e indice de polidispersidad (PI), para lipoplexos con diferentes proporciones de mezclado (proporciones de DOTMA/nucleótido), directamente después de la reconstitución y después de 2 h y 24 h.

Figura 37: Resultados de las mediciones DLS de 1ipoplexos de ARN con diferentes proporciones de carga probados in vivo .

Figura 38: Cuantificación de las actividades de luciferasa en bazos de ratones después de la inyección de lipoplexos de luciferasa-ARN de diferente tamaño.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Aunque la presente invención se describe con mayor detalle más adelante, se debe entender que esta invención no se limita a las metodologías, protocolos y reactivos particulares descritos en la presente ya que éstos pueden variar. También se debe entender que la terminología utilizada en la presente tiene el fin de describir únicamente modalidades particulares, y no pretende limitar el alcance de la presente invención que se limitará únicamente por las reivindicaciones anexas. A menos que se defina de otra manera, los términos téenicos y científicos utilizados en la presente tienen los mismos significados como se entiende comúnmente por alguien con experiencia normal en la técnica.

En lo siguiente, se describirán los elementos de la presente invención. Estos elementos se listan con modalidades específicas, sin embargo, se deberá entender que se pueden combinar de cualquier forma y en cualquier número para crear modalidades adicionales. Los ejemplos descritos de diversas formas y las modalidades preferidas no se deben interpretar para limitar la presente invención a sólo las modalidades descritas explícitamente. Esta descripción se debe entender que soporta y abarca las modalidades que combinan las modalidades descritas explícitamente con cualquier número de elementos descritos y/o preferidos. Además, cualesquiera permutaciones y combinaciones de todos los elementos descritos en esta solicitud se deberá considerar que están descritos por la descripción de la presente solicitud a menos que el contexto indique otra cosa.

De preferencia, los términos utilizados en la presente se definen como descritos en "A multilingual glossary of biotechnological terms: (IUPAC Recom endations) ", H.G.W. Leuenberger, B. Nagel, and H. olbl, Eds., (1995) Helvética Chimica Acta, CH-4010 Basel, Suiza.

La práctica de la presente invención empleará, a menos que se indique de otra manera, métodos convencionales de bioquímica, biología celular, inmunología y téenicas de ADN recombinante que se explican en la bibliografía en el campo (véase, por ejemplo, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2a Edición, J. Sambrook et al. eds., Coid Spring Harbor Laboratory Press, Coid Spring Harbor 1989).

A todo lo largo de esta especificación y las reivindicaciones más adelante, a menos que el contexto lo requiera de otra manera, la palabra "comprenden", y variaciones tales como "comprende" y "que comprende", se entenderá que implica la inclusión de un miembro establecido, número entero o paso o grupo de miembros, números enteros o paso aunque no la exclusión de cualquier otro miembro, número entero o paso o grupo de miembros, números enteros o pasos, aunque en algunas modalidades se pueden excluir otro miembro, número entero o paso o grupo de miembros, números enteros o pasos es decir, la materia consiste de la inclusión de un miembro establecido, número entero o paso o grupo de miembros, números enteros o pasos. Los términos "uno" y "una" y "el" y una referencia similar utilizada en el contexto para describir la invención (en especial en el contexto de las reivindicaciones) se debe interpretar que cubre tanto el singular como el plural, a menos que se indique de otra manera en la presente o se contradiga claramente por el contexto. La mención de variaciones de valores en la presente simplemente pretende servir como un método abreviado de hacer referencia individualmente a cada valor por separado que quede dentro de la variación. D menos que se indique en la presente de otra manera, cada valor individual se incorpora en la especificación como si se hubiera mencionado individualmente en la presente.

Todos los métodos descritos en la presente se pueden realizar en cualquier orden adecuado a menos que se indique de otra manera en la presente o se contradiga claramente por el contexto. El uso de cualquiera y todos los ejemplos, o lenguaje ilustrativo (por ejemplo, "tal co o"), proporcionado en la presente pretende simplemente ilustrar mejor la invención y no posee una limitación sobre el alcance de la invención reivindicada de otra manera. Ningún lenguaje en la especificación se deberá construir como indicación de cualquier elemento esencial no reivindicado para la práctica de la invención.

A lo largo del texto de esta especificación se citan diversos documentos. Cada uno de los documentos citados en la presente (incluyendo todas las patentes, solicitudes de patentes, publicaciones científicas, especificaciones del fabricante, instrucciones, etc.), ya sea supra o infra , se incorporan en la presente como referencia en su totalidad. Nada en la presente se debe interpretar como una admisión de que la invención no está autorizada para ser anterior a esta descripción en virtud de una invención anterior.

La presente invención describe agentes y composiciones que con la administración inducen una respuesta inmunitaria, en particular una respuesta inmunitaria celular, dirigida contra un antigeno enfermedad-asociado o células que expresan un antigeno enfermedad-asociado, tales como células cancerosas. En particular, la presente invención prevé el uso de un ARN que codifica para proteínas o péptidos antigénicos (también denominados "antígeno" en la presente) que induce una respuesta inmunitaria, en particular una respuesta de células T, contra el antígeno enfermedad-asociado o células que expresan el antígeno enfermedad-asociado. Las proteínas o péptidos antigénicos pueden comprender una secuencia que corresponde esencialmente o será idéntica a la secuencia del antígeno enfermedad-asociado o uno o más fragmentos del mismo. En una modalidad, la proteína o péptido antigénico comprende la secuencia de un péptido presentado por MHC derivado del antígeno enfermedad-asociado. La inmunización con un ARN que codifica para un antígeno enfermedad-asociado intacto o sustancialmente intacto o fragmentos del mismos tales como los péptidos de MHC clase I y clase II hace posible producir una respuesta tipo MHC clase I y/o clase II y de esta forma, estimular las células T, tales como los linfocitos T CD8+ citotóxicos que son capaces de lisar las células enfermas y/o las células T CD4+. Esta inmunización también puede producir una respuesta inmunitaria humoral (respuesta de células B) dando por resultado en la producción de anticuerpos --contra el antígeno. Por consiguiente, la composición farmacéutica de la presente invención se puede utilizar en vacunación genética, en donde se estimula una respuesta inmunitaria mediante la introducción en un sujeto de una molécula adecuada de ARN que codifica para una proteina o péptido antigénico. Los agentes y composiciones descritos en la presente se pueden utilizar como una vacuna terapéutica o profiláctica para el tratamiento o prevención de una enfermedad tal como una enfermedad, como se describe en la presente. En una modalidad, un antigeno enfermedad-asociado es un antigeno tumoral. En esta modalidad, los agentes y las composiciones descritos en la presente pueden ser útiles para tratar un cáncer o metástasis de cáncer. De preferencia, el órgano o tejido enfermo se caracteriza por células enfermas, tales como células cancerosas que expresan un antigeno enfermedad-asociado y, de preferencia, que presentan el antigeno enfermedad-asociado en el contexto de moléculas del MHC.

El término "respuesta inmunitaria" se refiere a una respuesta corporalmente integrada a un antigeno o una célula que expresa un antigeno y, de preferencia, se refiere a una respuesta inmunitaria celular o una respuesta inmunitaria celular, tal como una humoral. La respuesta inmunitaria puede ser protectora/preventiva/profiláctica y/o terapéutica.

"Inducir una respuesta inmunitaria" puede significar que no hubo una respuesta inmunitaria contra un antigeno particular o una célula que exprese un antigeno antes de la inducción, aunque también puede significar que existe un cierto nivel de respuesta inmunitaria contra un antigeno particular o una célula que expresa un antigeno antes de la inducción y después de que se mejora la inducción de la respuesta inmunitaria. De esta forma, "inducir una respuesta inmunitaria" también incluye "mejorar una respuesta inmunitaria". De preferencia, después de inducir una respuesta inmunitaria en un sujeto, el sujeto está protegido de desarrollar una enfermedad tal como una enfermedad infecciosa o una enfermedad cancerosa o la condición de enfermedad se mejora al inducir una respuesta inmunitaria. Por ejemplo, una respuesta inmunitaria contra un antigeno viral se puede inducir en un paciente que tenga una enfermedad viral o en un sujeto que esté en riesgo de desarrollar una enfermedad viral. Por ejemplo, una respuesta inmunitaria contra un antigeno tumoral se puede inducir en un paciente que tenga una enfermedad cancerosa o en un sujeto que esté en riesgo de desarrollar una enfermedad cancerosa. Inducir una respuesta inmunitaria en este caso puede significar que la condición de enfermedad del sujeto se mejora, que el sujeto no desarrolla metástasis, o que el sujeto está en riesgo de desarrollar una enfermedad cancerosa no desarrolla una enfermedad cancerosa.

Una "respuesta inmunitaria celular", una "respuesta celular", una "respuesta celular contra un antigeno" o un término similar significan que incluye una respuesta celular dirigida hacia células que expresan un antigeno y se caracteriza por la presentación de un antigeno con el MHC clase I clase II. La respuesta celular se relaciona con células denominadas células T o linfocitos T que actúan como ya sea "auxiliares" o "exterminadores". Las células T auxiliares (también denominadas células T CD4+) desempeñan una función central al regular la respuesta inmunitaria y las células exterminadoras (también denominadas células T citotóxicas, células T citoliticas, células T CD8+ o CTL) exterminan las células enfermas, tales como las células infectadas o células cancerosas, evitando la producción de más células enfermas. En modalidades preferidas, la presente invención implica la estimulación de una respuesta CTL antitumoral contra células cancerosas que expresan uno o más antigenos tumorales y de preferencia que presentan estos antigenos tumorales con el MHC clase I.

De acuerdo con la presente invención, el término "antigeno" comprende cualquier molécula, de preferencia un péptido o proteina, que comprende al menos un epitope que producirá una respuesta inmunitaria y/o contra el cual se dirige una respuesta inmunitaria. De preferencia, un antígeno en el contexto de la presente invención es una molécula la cual, opcionalmente después del procesamiento, induce una respuesta inmunitaria, que de preferencia es especifica para el antigeno o las células que expresan el antigeno. En particular, un "antígeno" se relaciona con una molécula la cual, opcionalmente después del procesamiento, se presenta mediante moléculas del MHC y reacciona específicamente con los linfocitos T (células T).

De preferencia, un antígeno o fragmentos del mismo se deben reconocer por un receptor de células T. De preferencia, el antígeno o el fragmento si se reconoce por un receptor de células T es capaz de inducir en presencia de señales co-estimuladoras adecuadas, la expansión clonal de las células T que portan el receptor de células T que reconoce específicamente al antígeno o fragmento. En el contexto de las modalidades de la presente invención, el antígeno o fragmento de preferencia se presenta por una célula, de preferencia por una célula presentadora de antígenos y/o una célula enferma, en el contexto de las moléculas del MHC, lo cual da por resultado en una respuesta inmunitaria contra el antígeno o las células que expresan el antígeno .

De acuerdo con la presente invención, se prevé cualquier antígeno adecuado que es un candidato para una respuesta inmunitaria, en donde la respuesta inmunitaria de preferencia es una respuesta inmunitaria celular.

Un antigeno de preferencia es un producto que corresponde o está derivado de un antígeno de origen natural. Estos antigenos de origen natural pueden incluir, o se pueden derivar de alérgenos, virus, bacterias, hongos, parásitos y otros agentes y patógenos infecciosos o un antigeno también puede ser un antigeno tumoral. De acuerdo con la presente invención, un antigeno puede corresponder a un producto de origen natural, por ejemplo, una proteina viral, o una parte de la misma.

El término "patógeno" se relaciona con microorganismos patogénicos- y comprende virus, bacterias, hongos, organismos unicelulares y parásitos. Los ejemplos de virus patogénicos son el virus de la inmunodeficiencia humana (V1H), citomegalovirus (CMV), virus de herpes (HSV), virus de hepatitis A-A (VHA), VHB, VHC, virus del papiloma, y virus T-linfotrópico humano (HTLV). Los organismos unicelulares comprenden plasmodia, tripanosomas, amibas, etc.

El término "antigeno enfermedad-asociado" se refiere a todos los antigenos que sean de significancia patológica e incluye "antigenos tumorales". De acuerdo con la invención, se desea inducir una respuesta inmunitaria hacia un antigeno o células que expresan un antigeno enfermedad-asociado y de preferencia, que presentan un antígeno enfermedad-asociado en el contexto de las moléculas del MHC.

De preferencia, un antígeno enfermedad-asociado es un antigeno de origen natural. En una modalidad, un antígeno enfermedad-asociado se expresa en una célula enferma y de preferencia presentado por las moléculas del MHC de la célula.

Un antígeno codificado por el ARN comprendido en las nanopartículas descritas en la presente debe inducir una respuesta inmunitaria que se dirija contra el antígeno enfermedad-asociado al que se dirigirá o las células que expresan el antígeno enfermedad-asociado al que será dirigido. De esta forma, un antígeno codificado por el ARN comprendido en las nanopartículas descritas en la presente puede corresponder o puede comprender un antígeno enfermedad-asociado o uno o más fragmentos inmunogénicos del mismo, tales como uno o más péptidos de unión a MHC del antígeno enfermedad-asociado. De esta forma, el antígeno codificado por el ARN comprendido en las nanopartículas descritas en la presente puede ser un antígeno recombinante.

El término "recombinante" en el contexto de la presente invención significa "producido a través de ingeniería genética". De preferencia, un "objetivo recombinante" tal como un ácido nucleico recombinante en el contexto de la presente invención no es de origen natural.

El término "de origen natural" en el sentido en el que se utiliza en la presente, se refiere al hecho de que un objetivo se puede encontrar en la naturaleza. Por ejemplo, un péptido o ácido nucleico que esté presente en un organismo (incluyendo virus) y que se puede aislar de una fuente en la naturaleza y que no se haya modificado intencionadamente por el hombre en el laboratorio es de origen natural.

En una modalidad preferida, un antigeno puede ser un antigeno tumoral, es decir, un constituyente de células cancerosas tal como una proteina o péptido expresado en una célula cancerosa que se puede derivar del citoplasma, la superficie celular del núcleo de la célula, en particular aquellos que se presentan principalmente de manera intracelular o como antigenos superficiales o células cancerosas. Por ejemplo, los antigenos tumorales incluyen el antigeno carcinoembriónico, a?-fetoproteina, isoferritina y sulfoglucoproteina fetal, a2-H-ferroproteína y g-fetoproteina . De acuerdo con la presente invención, un antigeno tumoral de preferencia comprende cualquier antigeno que se exprese en y opcionalmente característico con respecto al tipo y/o nivel de expresión para tumores o cánceres, asi como para tumores o células cancerosas. En el contexto de la presente invención, el término "antigeno tumoral" o "antigeno tumor asociado" de preferencia se relaciona con proteínas que estén bajo condiciones normales expresadas específicamente en un número limitado de tejidos y/u órganos o en etapas específicas de desarrollo, por ejemplo, el antígeno tumoral puede estar bajo condiciones normales expresadas específicamente en el tejido del estómago, de preferencia en la mucosa gástrica, en órganos reproductores, por ejemplo, en testículos, en tejido trofoblástico, por ejemplo, en la placenta, o en células de línea germinal, y se expresan o se expresan aberrantemente en uno o más tejidos tumorales o cancerosos. En este contexto, "un número limitado" de preferencia significa no más de 3, de mayor preferencia no más de 2 ó 1. Los antígenos tumorales en el contexto de la presente invención incluyen, por ejemplo, antigenos de diferenciación, de preferencia antígenos de diferenciación tipo específicos celulares, es decir, proteínas que estén bajo condiciones normales expresadas específicamente en un cierto tipo de célula en una cierta etapa de diferenciación, antígenos cancerosos/testículos, es decir, proteínas que están bajo condiciones normales expresadas específicamente en los testículos y algunas veces en la placenta, y antígenos específicos de línea germinal. En el contexto de la presente invención, el antígeno tumoral de preferencia no se expresa o sólo se expresa raramente en tejidos normales. De preferencia, el antígeno tumoral o la expresión aberrante del antígeno tumoral identifica células cancerosas. En el contexto de la presente invención, el antigeno tumoral que se expresa por una célula cancerosa en un sujeto, por ejemplo, un paciente que padece de una enfermedad cancerosa, de preferencia es una auto-proteina en el sujeto. En modalidades preferidas, el antígeno tumoral en el contexto de la presente invención se expresa bajo condiciones normales específicamente en un tejido u órgano que no es esencial, es decir, tejidos u órganos que cuando se dañan por el sistema inmunitario no conducen a la muerte del sujeto, o en órganos o estructuras del cuerpo, a los cuales no se tiene acceso o el acceso es difícil por el sistema inmunitario. De preferencia, la secuencia de aminoácidos del antígeno tumoral es idéntica entre el antígeno tumoral que se expresa en tejidos normales y el antígeno tumoral que se expresa en tejidos cancerosos. De preferencia, un antígeno tumoral se presenta por una célula cancerosa en la cual se expresa.

Los ejemplos de antígenos tumorales que pueden ser útiles en la presente invención son p53, ART-4, BAGE, beta-catenina/m, Bcr-abL CAMEL, CAP-1, CASP-8, CDC27/m, CDK4/m, CEA, las proteínas de superficie celular de la familia claudin, tales como CLAUDIN-6, CLAUDIN-18.2 y CLAUDIN-12, c-MYC, CT, Cyp-B, DAM, ELF2M, ETV6-AML1, G250, GAGE, GnT-V, Gap 100, HAGE, HER-2/neu, HPV-E7, HPV-E6, HAST-2, hTERT (o hTRT), LAGE, LDLR/FUT, MAGE-A, de preferencia MAGE-A1, MAGE-A2, MAGE-A3, MAGE-A4, MAGE-A5, MAGE-A6, MAGE-A7, MAGE-A8, MAGE-A9, MAGE-A 10, MAGE-A 11, o MAGE-A12, MAGE-B, MAGE-C, MART-1/Melan-A, MClR, Miosin/m, MUC1, MUM-1, -2, -3, NA88-A, NFl, NY-ESO-1, NY-BR-1 , pl90 menor BCR-abL, Pml/RARa, PRAME, proteinasa 3, PSA, PSM, RAGE, RUI o RU2, SAGE, SART-1 o SART-3, SCGB3A2, SCPl, SCP2, SCP3, SSX, SURVIVIN, TEL/AML1, TPI/m, TRP-1, TRP-2, TRP-2/INT2, TPTE y WT, de preferencia WT-1.

El término "epitope" se refiere a un determinante antigénico en una molécula tal como un antigeno, es decir, para una parte en o un fragmento de la molécula que se reconoce por el sistema inmunitario, por ejemplo, que se reconoce por una célula T, en particular cuando se presenta en el contexto de moléculas del MHC. Un epitope de una proteina tal como un antígeno tumoral de preferencia comprende una porción continua o discontinua de la proteina y de preferencia está entre 5 y 100, de preferencia entre 5 y 50, de mayor preferencia entre 8 y 30, con la máxima preferencia entre 10 y 25 aminoácidos en longitud, por ejemplo, el epitope de preferencia puede ser de 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, ó 25 aminoácidos de longitud. En particular se prefiere que el epitope, en el contexto de la presente invención sea un epitope de células T.

De acuerdo con la invención, un epitope se puede unir a las moléculas del MHC, tales como las moléculas del MHC sobre la superficie de una célula y de esta forma, puede ser un "péptido de unión a MHC". El término "péptido de unión a MHC" se relaciona con un péptido que se une a una molécula del MHC de clase I y/o una molécula del MHC de clase II. En el caso de los complejos del MHC clase I/peptidicos, los péptidos de unión típicamente tiene 8-10 aminoácidos de longitud aunque pueden ser efectivos péptidos más largos o más cortos. En el caso de los complejos del MHC clase II/peptidicos, los péptidos de unión tienen típicamente 10-25 aminoácidos de longitud y tienen en particular 13-18 aminoácidos de longitud, mientras que pueden ser efectivos péptidos más largos y más cortos.

De acuerdo con la invención, un antígeno codificado por el ARN comprendido en las nanopartículas descritas en la presente puede comprender un fragmento inmunogénico de un antigeno enfermedad-asociado, tal como un fragmento peptidico de un antigeno enfermedad-asociado (también denominado péptido antigénico en la presente) que de preferencia es un péptido de unión al MHC.

Un "fragmento inmunogénico de un antígeno" de acuerdo con la invención de preferencia se relaciona con una porción o fragmento de un antígeno que sea capaz de estimular una respuesta inmunitaria, de preferencia una respuesta celular contra el antígeno o las células que expresan el antigeno y, de preferencia, que presenten el antigeno, tales como las células enfermas, en particular células cancerosas. De preferencia, un fragmento inmunogénico de un antigeno es capaz de estimular una respuesta celular contra una célula caracterizada por la presentación de un antigeno con el MHC clase I y, de preferencia, que sea capaz de estimular un CTL sensible a antigenos. De preferencia, es una porción de un antigeno que se reconoce (es decir, se une especificamente) mediante un receptor de células T, en particular, si se presenta en el contexto de las moléculas del MHC. Ciertos fragmentos inmunogénicos preferidos se unen a una molécula del MHC clase I o clase II. En el sentido en el que se utiliza en la presente, un fragmento inmunogénico se dice que "se une a" una molécula del MHC clase I o clase II si esta unión se puede detectar utilizando cualquier análisis conocido en la téenica.

De preferencia, un fragmento inmunogénico de un antigeno de acuerdo con la invención es un péptido presentado por el MHC clase I y/o clase II o se puede procesar para producir un péptido presentado por el MHC clase I y/o clase II. De preferencia, un fragmento inmunogénico de un antigeno comprende una secuencia de aminoácidos que corresponde sustancialmente y que de preferencia sea idéntico a la secuencia de aminoácidos de un fragmento del antigeno. De preferencia, el fragmento de un antigeno es un péptido presentado por el MHC clase I y/o clase II.

Si un péptido se presentará directamente, es decir, sin procesamiento, en particular, sin segmentación, este tiene una longitud que es adecuada para unirse a una molécula del MHC, en particular una molécula del MHC clase I, y de preferencia tiene 7-20 aminoácidos de longitud, de mayor preferencia 7-12 aminoácidos de longitud, de mayor preferencia 8-11 aminoácidos de longitud, en particular 9 ó 10 aminoácidos de longitud.

Si un péptido forma parte de una entidad mayor que comprende secuencias adicionales, por ejemplo, de un polipéptido, y que será presentado después del procesamiento, en particular, después de la segmentación, el péptido producido mediante el procesamiento tiene una longitud que es adecuada para unirse a una molécula del MHC, en particular una molécula del MHC clase I, y de preferencia tiene 7-20 aminoácidos de longitud, de mayor preferencia 7-12 aminoácidos de longitud, de mayor preferencia 8-11 aminoácidos de longitud, en particular 9 ó 10 aminoácidos de longitud. De preferencia, la secuencia del péptido que se presentará después del procesamiento se deriva de la secuencia de aminoácidos de un antigeno, es decir, su secuencia corresponde sustancialmente y de preferencia es completamente idéntica a un fragmento de un antigeno.

De esta forma, un antigeno codificado por el ARN comprendido en las nanoparticulas descritas en la presente puede comprender una secuencia de 7-20 aminoácidos de longitud, de mayor preferencia de 7-12 aminoácidos de longitud, de mayor preferencia de 8-11 en aminoácidos de longitud, en particular 9 ó 10 aminoácidos de longitud que corresponde sustancialmente y de preferencia, es completamente idéntico a un fragmento presentado por el MHC de un antigeno enfermedad-asociado y después del procesamiento constituye un péptido presentado.

Los péptidos que tienen secuencias de aminoácidos sustancialmente correspondientes a una secuencia de un péptido que se presenta por el MHC clase I pueden diferir en uno o más residuos que no son esenciales para el reconocimiento del TCR del péptido según se presenta por el MHC clase I, o para el péptidos que se une al MHC. Estos péptidos sustancialmente correspondientes también son capaces de estimular al CTL que tiene la especificidad deseada y se pueden considerar inmunológicamente equivalentes.

Un péptido, cuando se presenta mediante un MHC se debe reconocer por un receptor de células T. De preferencia, el péptido presentado si se reconoce por un receptor de células T es capaz de inducir en presencia de señales co estimuladoras adecuadas, una expansión clonal de la célula T que porta el receptor de células T que reconoce específicamente el péptido presentado. De preferencia, los péptidos antigénicos, en particular, si se presentan en el contexto de las moléculas del MHC, son capaces de estimular una respuesta inmunitaria, de preferencia una respuesta celular contra el antigeno del cual se derivan o las células que expresan el antígeno y, de preferencia, que presentan el antígeno. De preferencia, un péptido antigénico es capaz de estimular una respuesta celular contra una célula que presenta el antígeno con el MHC clase I y, de preferencia, es capaz de estimular un CTL sensible a antígenos. Esta célula de preferencia es una célula blanco para los fines de la invención .

"Célula blanco" se debe entender como una célula que sea un blanco para una respuesta inmunitaria, tal como una respuesta inmunitaria celular. Las células blanco incluyen células que expresan un antígeno tal como un antígeno enfermedad-asociado y de preferencia presentan el antígeno (lo cual, en particular, significa que el antígeno se procesa en las células y se presentan uno o más fragmentos del antígeno en el contexto de las moléculas del MHC en las células). Las células blanco incluyen cualquier célula no deseada, tal como una célula infectada o una célula cancerosa. En modalidades preferidas, la célula blanco es una célula que expresa un antigeno, como se describe en la presente, y de preferencia que presenta el antigeno con el MHC clase I.

"Procesamiento antigénico" se refiere a la degradación de un antigeno en productos de procesión, que son fragmentos del antigeno (por ejemplo, la degradación de una proteina en los péptidos) y la asociación de uno o más de estos fragmentos (por ejemplo, via la unión) con moléculas del MHC para presentación mediante células, de preferencia un antigeno que presenta células para células T especificas.

Una célula presentadora de antigenos (APC) es una célula que presenta, es decir, exhibe, un antigeno en el contexto del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) sobre su superficie. Esto, incluye la situación donde sólo se presentan uno o más fragmentos de un antigeno. Las células T pueden reconocer este complejo utilizando su receptor de células T (TCR). Las células presentadoras de antigenos procesan los antigenos y los presentan a las células T.

Las células presentadoras de antigeno profesionales son muy eficientes para internalizar el antigeno, ya sea mediante fagocitosis o mediante endocitosis receptor producida, y después de que exhiben un fragmento del antigeno, se unen a una molécula del MHC clase II, sobre su membrana. La célula T reconoce e interactúa con el complejo antigénico -de la molécula del MHC clase II sobre la membrana de las células presentadoras de antigenos.

Luego se produce una señal co-estimuladora adicional mediante la célula presentadora de antigeno, conduciendo a la activación de la célula T. La expresión de moléculas co-estimuladoras es una característica típica de las células presentadoras de antígenos profesionales.

Los tipos principales de células presentadoras de antígeno profesionales son las células dendríticas, que tienen la gama más amplia de presentación de antígenos, y probablemente son las células presentadoras de antígeno más importantes, macrófagos, células B, y ciertas células epiteliales activadas.

Las células dendríticas (DC) son poblaciones de leucocitos que presentan antígenos capturados en tejidos periféricos a las células T vía las trayectorias de presentación de antígenos del MHC tanto clase II como I. Es bien sabido que las células dendríticas son potentes inductores de respuestas inmunitarias y la activación de estas células es un paso decisivo para la inducción de una inmunidad antitumoral.

Las células dendríticas se clasifican convenientemente como células "inmaduras" y "maduras", lo cual se puede utilizar como una forma simple de discriminar entre dos fenotipos bien caracterizados. Sin embargo, esta nomenclatura no se debe interpreta para excluir todas las etapas intermedias posibles de la diferenciación.

Las células dendríticas inmaduras se caracterizan como células presentadoras de antígenos con una alta capacidad para la absorción y procesamiento de antígenos, lo cual se relaciona con la alta expresión del receptor Fcy y el receptor de mañosa. El fenotipo maduro típicamente se caracteriza por una expresión menor de estos marcadores, aunque también para una alta expresión de las moléculas de superficie celular sensibles a la activación de células T tales como el MHC clase I y clase II, las moléculas de adhesión (por ejemplo, CD54 y CDll) y las moléculas co estimuladoras (por ejemplo, CD40, CD80, CD86 y 4-1 BB).

La maduración de las células dendríticas se denomina como el estado de la activación de la célula dendrítica en el cual estas células dendríticas presentadoras de antígenos conducen al cebado de células T, mientras que la presentación por las células dendríticas inmaduras da por resultado en tolerancia. La maduración de las células dendríticas se provoca principalmente por biomoléculas con características microbianas detectadas por receptores innatos (ADN bacteriano, ARN viral, endotoxina, etc.), citoquinas pro-inflamatorias (TNF, IL-1, IFN), ligación de CD40 sobre la superficie de las células dendríticas mediante CD40L, y sustancias liberadas a partir de células que experimentan muerte celular estresante. Las células dendríticas se pueden derivar mediante el cultivo de células de médula ósea ín vi tro con citoquinas, tal como el factor estimulador de colonias de macrófagos y granulocitos (GM-CSF) y el factor alfa de necrosis tumoral.

Las células presentadoras de antígenos no profesionales no expresan constitutivamente las proteínas del MHC clase II requeridas para la interacción con células T que no han recibido tratamiento previo; éstas se expresan únicamente con la estimulación de las células presentadoras de antígeno no profesionales mediante ciertas citoquinas tales como IFNy.

Las células presentadoras de antígeno se pueden cargar con los péptidos presentados por el MHC mediante la transducción de las células con ácido nucleico, tal como ARN, que codifica para un péptido o proteína que comprende el péptido que será presentado, por ejemplo, un ácido nucleico que codifica el antígeno. La transfección de células dendríticas con el ARNm es una téenica de carga antigénica promisoria para estimular una fuerte inmunidad antitumoral.

El término "inmunogenicidad" se relaciona con la eficiencia relativa de un antigeno para inducir una reacción inmunitaria .

Los términos "célula T" y "linfocito ?" se utilizan indistintamente en la presente e incluyen las células T auxiliares (células T CD4+) y células T citotóxicas (células CTL, células T CD8+) que comprenden células T citolíticas.

Las células T pertenecen a un grupo de glóbulos blancos conocidos como linfocitos, y desempeñan una función central en la inmunidad suministrada por células. Se pueden distinguir de otros tipos de linfocitos, tales como las células B y las células citoliticas mediante la presencia de un receptor especial sobre su superficie denominado receptores de células T (TCR). El timo es el órgano principal responsable de la maduración de las células T. Se han descubierto diversos subconjuntos diferentes de células T, cada uno con una función distinta.

Las células T auxiliares ayudan a otros glóbulos blancos en los procesos inmunológicos, incluyendo la maduración de células B en células plasmáticas y la activación de células T citotóxicas y macrófagos, entre otras funciones. Estas células también se conocen células T CD4+ debido a que expresan la proteína CD4 sobre su superficie.

Las células T auxiliares se activan cuando se presentan con los antigenos peptidicos mediante las moléculas del MHC clase II que se expresan sobre la superficie de las células presentadoras de antigeno (APC). Una vez activadas, se dividen rápidamente y secretan pequeñas proteínas denominadas citoquinas que regulan o ayudan en la respuesta inmunitaria activa.

Las células T citotóxicas destruyen células enfermas, por ejemplo, células infectadas, tales como células infectadas viralmente y células cancerosas, y de esta forma están implicadas en el rechazo a trasplantes. Estas células también son conocidas como células T CD8+, ya que expresan la glucoproteina CD8 en su superficie. Estas células reconocen sus blancos mediante la unión al antigeno asociado con el MHC clase I, que está presente sobre la superficie de casi cada célula del cuerpo.

Una mayoría de las células T tienen un receptor de células T (TCR) que existe como un complejo de diversas proteínas. El receptor de células T real está compuesto de dos cadenas peptídicas separadas, que se producen a partir de los genes del receptor alfa y beta de células independientes (TCRa y TCR ) y se denominan cadenas a- y b-TCR, las células T gd (células T gamma delta) representan un pequeño subconjunto de células T que poseen un receptor de células T (TCR) distintos sobre su superficie. Sin embargo, en las células T gd, el TCR está constituido de una cadena g- y una cadena d-. Este grupo de células T es mucho menos común (2% del total de células T) que las células T ab.

Todas las células T se originan de células madre hematopoyéticas en la médula ósea. Los progenitores hematopoyéticos derivados de células madre hematopoyéticas pueblan el timo y se expanden mediante división celular para generar una gran población de timocitos inmaduros. Los primeros timocitos no expresan ni CD4, ni CD8, y por lo tanto se clasifican como células doble-negativas (CD4-CD8-).

A medida que progresan a través de su desarrollo se convierten en timocitos doble positivos (CD4+CD8+), y por último maduran a timocitos sólo positivos (CD4+CD8- o CD4-CD8+) y luego se liberan del timo hacia tejidos periféricos.

La primera señal en la activación de las células T se proporciona mediante la unión del receptor de células T a un péptido corto presentado por el complejo principal de histocompatibilidad (MHC) sobre otra célula. Esto asegura que sólo se activa una célula T con un TCR especifico. La célula participe por lo general es una célula presentadora de antigenos profesional (APC), por lo general una célula dendritica en el caso de respuestas sin tratamiento previo, aunque las células B y los macrófagos pueden ser APC importantes. Los péptidos presentados a las células T CD8+ mediante las moléculas del MHC clase I tienen 8-10 aminoácidos de longitud; los péptidos presentados a las células T CD4+ mediante las moléculas del MHC clase II son más largas, ya que están abiertos los extremos de la fisura de unión de la molécula del MHC clase II.

El término "expansión clonal" se refiere a un proceso en donde se multiplica una entidad especifica. En el contexto de la presente invención, el término de preferencia se utiliza en el contexto de una respuesta inmunológica en la cual se estimulan los linfocitos mediante un antigeno, proliferan, y se amplifica el linfocito especifico que reconoce al antigeno. De preferencia, la expansión clonal conduce a la diferenciación de los linfocitos.

De acuerdo con la invención, los linfocitos T citotóxicos se pueden generar in vivo mediante la incorporación de un antigeno o un péptido antigénico en las células presentadoras de antigenos in vivo . El antigeno o péptido antigénico se representa como el ARN. El antigeno se puede procesar para producir un participe peptidico para la molécula del MHC, mientras que un fragmento del mismo se puede presentar sin la necesidad de un procesamiento adicional. Lo último es el caso, en particular, si estos se unen a las moléculas del MHC. Las células resultantes presentan el complejo de interés y se reconocen mediante linfocitos T citotóxicos autólogos que luego se propagan.

La activación específica de células T CD4+ o CD8+ se puede detectar en una variedad de formas. Los métodos para detectar la activación de células T específicas incluyen detectar la proliferación de células T, la producción de citoquinas (por ejemplo, linfoquinas) o la generación de una actividad citolítica. Para las células T CD4+, un método preferido para detectar la activación de células T específicas es la detección de la proliferación de células T. Para las células T CD8+, un método preferido para detectar la activación de células T específicas es la detección de la generación de actividad citolítica.

El término "complejo mayor de histocomp tibilidad,, y la abreviatura "MHC" incluyen las moléculas del MHC clase I y del MHC clase II y se relacionan con un complejo de genes que se presenta en todos los vertebrados. Las proteínas o moléculas del MHC son importantes para la señalización entre linfocitos y células presentadoras de antígenos o células enfermas en reacciones inmunitarias, en donde las proteínas o moléculas del MHC se unen a péptidos y los presentan para reconocimiento mediante los receptores de células T. Las proteínas codificadas por el MHC se expresan sobre la superficie de las células, y exhiben tanto auto-antígenos (fragmentos peptídicos de la célula misma) como no auto-antígenos (por ejemplo, fragmentos de microorganismos invasores) a una célula T.

La región del MHC se divide en tres subgrupos, clase I, clase II y clase III. Las proteínas del MHC clase I contienen una cadena a y una microglobulina b2 (no forman parte del MHC codificado por el cromosoma 15). Presentan fragmentos antigénicos a células T citotóxicas. Sobre la mayoría de células del sistema inmunitario, específicamente sobre las células presentadoras de antígenos, las proteínas del MHC clase II contienen cadenas a- y b- y presentan fragmentos antigénicos a los linfocitos T auxiliares. La región del MHC clase III codifica para otros componentes inmunitarios, tales como componentes complementarios y algunos que codifican para citoquinas.

En seres humanos, los genes en la región del MHC que codifican para proteínas presentadoras de antígenos sobre la superficie celular se denominan como genes del antígeno leucocitos humanos (HLA). Sin embargo, la abreviatura del MHC con frecuencia se utiliza para hacer referencia a productos génicos del HLA. Los genes del HLA incluyen los nueve denominados genes del MHC clásicos: HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DPA1, HLA-DPB1, HLA-DQA1, HLA-DQB1, HLA-DRA, y HLA-DRB1.

En una modalidad preferida de todos los aspectos de la invención, una molécula del MHC es una molécula del HLA.

Por "célula caracterizada por la presentación de un antigeno", "célula presentadora de un antigeno", "antigeno presentado por una célula", "antigeno presentado" o expresiones similares se debe entender como una célula, en particular una célula enferma o célula blanco, tal como una célula infectada o una célula cancerosa, o una célula presentadora de antigenos que presenta el antigeno que se expresa o un fragmento derivado del antigeno, por ejemplo, mediante el procesamiento del antigeno, en el contexto de las moléculas del MHC, en particular, las moléculas del MHC clase I. Similarmente, los términos "enfermedad caracterizada por la presentación de un antigeno" denota una enfermedad que implica células caracterizadas por la presentación de un antigeno, en particular con el MHC clase I. La presentación de un antigeno por una célula se puede efectuar mediante la transfección de la célula con un ácido nucleico tal como un ARN que codifica para el antigeno.

El término "inmunológicamente equivalente" significa que la molécula inmunológicamente equivalente, tal como la secuencia de aminoácidos inmunológicamente equivalentes exhibe las mismas o esencialmente las mismas propiedades inmunológicas y/o ejerce los mismos o esencialmente los mismos efectos inmunológicos, por ejemplo, con respecto al tipo del efecto inmunológico, tal como la inducción de un tumor y/o una respuesta inmunitaria celular, la fuerza y/o duración de la respuesta inmunitaria inducida, o la especificidad de la reacción inmunitaria inducida.

El término "funciones inmunoefectoras" en el contexto de la presente invención, incluye cualesquiera funciones suministradas por los componentes del sistema inmunitario que dan por resultado, por ejemplo, en el exterminio de células infectadas o células cancerosas, o en la inhibición del crecimiento de tumores y/o la inhibición del desarrollo de tumores, incluyendo la inhibición de la diseminación y metástasis de tumores. De preferencia, las funciones inmunoefectoras en el contexto de la presente invención son funciones efectoras suministradas por células T. Estas funciones comprenden en el caso de una célula T auxiliar (células T CD4) el reconocimiento de un antigeno o un péptido antigeno en el contexto de las moléculas del MHC clase II mediante los receptores de células T, la liberación de citoquinas y/o la activación de linfocitos CD8+ (CTL) y/o células B, y en el caso del CTL el reconocimiento de un antigeno o un péptido antigénico en el contexto de las moléculas del MHC clase I mediante los receptores de células T, la eliminación de las células presentadas en el contexto de las moléculas del MHC clase I, es decir, las células caracterizadas por la presentación de un antigeno con el MHC clase I, por ejemplo, vía apoptosis o lisis celular suministrada por perforina, la producción de citoquinas tales como IFN-g y TNF-a, y el exterminio citolitico especifico de las células blanco que expresan el antígeno.

De acuerdo con la invención, un ácido nucleico de preferencia es el ácido desoxirribonucleico (ADN) o ácido ribonucleico (ARN), de mayor preferencia ARN, con la máxima preferencia el ARN transcrito in vitro (IVT ARN) o ARN sintético. De acuerdo con la invención, los ácidos nucleicos incluyen ADN genómico, ADNc, ARNm, producidos recombinante y moléculas sintetizadas química. De acuerdo con la invención, un ácido nucleico puede estar en la forma de una molécula que sea de cadena individual o doble cadena y lineal o cerrada covalentemente para formar un círculo. Un nucleico se puede emplear para la introducción en, es decir, la transfección de células, por ejemplo, en la forma de un ARN que se puede preparar mediante transcripción in vi tro a partir de un molde de ADN. El ARN además puede estar modificado antes de la aplicación mediante secuencias estabilizantes, remate en los extremos y poliadenilación.

Los ácidos nucleicos pueden estar comprendidos en un vector. El término "vector", en el sentido en el que se utiliza en la presente, incluye cualesquiera vectores conocidos por el experto, incluyendo vectores plasmidicos, vectores cósmidos, vectores de fagos tales como, el fago lambda, vectores virales tales como los vectores adenovirales o baculovirales, o vectores cromosómicos artificiales tales como los cromosomas artificiales bacterianos (BAC), los cromosomas artificiales de levadura (YAC), o los cromosomas artificiales P1 (PAC). Los vectores incluyen vectores de expresión, asi como de clonación. Los vectores de expresión comprenden plásmidos, asi como vectores virales y en general contienen una secuencia codificante deseada y secuencias de ADN adecuadas necesarias para la expresión de la secuencia codificante enlazada funcionalmente en un organismo hospedero particular (por ejemplo, bacterias, levadura, planta, insecto o mamiferos) o sistemas de expresión in vi tro. Los vectores de clonación en general se utilizan para diseñar y amplificar un cierto fragmento de ADN deseado y pueden carecer de las secuencias funcionales necesarias para la expresión de los fragmentos de ADN deseados.

En el contexto de la presente invención, el término "ARN" se relaciona con una molécula que comprende residuos de ribonucleótidos y de preferencia que están total o sustancialmente compuestos de residuos de ribonucleótidos. "Ribonucleótido" se relaciona con un nucleótido con un grupo hidroxilo en la posición 2' de un grupo b-D-ribofuranosilo.

El término incluye un ARN de doble cadena, una ARN de cadena individual, un ARN aislado tal como ARN parcialmente purificado, un ARN esencialmente puro, un ARN sintético, un ARN producido recombinante, asi como un ARN modificado que difiere del ARN de origen natural mediante la adición, supresión, sustitución y/o alteración de uno o más nueleótidos . Estas alteraciones pueden incluir la adición de un material sin nucleótidos, tal como para los extremos de un ARN o internamente, por ejemplo en uno o más nucleótidos del ARN. Los nucleótidos en las moléculas de ARN también pueden comprender nucleótidos no estándar, tales como los nucleótidos que no son de origen natural o los nucleótidos sintetizados químicamente o desoxinucleótidos. Estos ARN alterados se pueden denominar como análogos o análogos de un ARN de origen natural.

De acuerdo con la presente invención, el término "ARN" incluye y de preferencia se relaciona con un "ARNm" que significa "ARN mensajero" y se relaciona con un "transcripto" que se puede producido utilizando un ADN como molde y que codifica para un péptido o proteína. El ARNm típicamente comprende una región 5' sin traducir (5'-UTR), una región codificante proteínica o pepetídica y una región no traducida 3' (3'-UTR). El ARNm tiene una vida media limitada en las células e in vi tro . De preferencia , el ARNm se produce mediante transcripción ín ví tro utilizando un molde de ADN.

En una modalidad de la invención, el ARN se obtiene mediante la transcripción in ví tro o síntesis química. La metodología de transcripción in ví tro se conoce por el experto. Por ejemplo, existe una variedad de kits para transcripción in ví tro disponibles comercialmente.

En el contexto de la presente invención, el término "transcripción" se relaciona con un proceso, en donde el código genético de una secuencia de ADN se transcribe en un ARN. Posteriormente, el ARN se puede traducir en una proteína. De acuerdo con la presente invención, el término "transcripción" comprende una "transcripción in ví tro" .

El término "transcripción in ví tro" se relaciona con un proceso en donde un ARN, en particular un ARNm, se sintetiza ín ví tro en un sistema libre de células, de preferencia utilizando extractos celulares adecuados. De preferencia, se aplican vectores de clonación para la generación de los transcriptos. Estos vectores de clonación en general están diseñados como vectores de transcripción y de acuerdo con la presente invención, se abarcan por el término "vector". De acuerdo con la presente invención, el ARN se puede obtener mediante la transcripción in ví tro de un molde de ADN adecuado. El promotor para controlar la transcripción puede ser cualquier promotor para cualquier ARN polimerasa. Los ejemplos particulares de las ARN polimerasas son las ARN polimerasas T7, T3, y SP6. Un molde de ADN para la transcripción in vitro se puede obtener mediante la clonación de un ácido nucleico, en particular, un ADNc, e introducirlo en un vector adecuado para la transcripción in vi tro. El ADNc se puede obtener mediante la transcripción inversa de un ARN. De preferencia, se utilizan vectores de clonación para producir transcriptos que en general son vectores de transcripción diseñados.

El término "expresión" en el sentido en el que se utiliza en la presente en su significado más amplio y comprende la producción de ARN y/o de una proteina o péptido. Con respecto al ARN, el término "expresión" o "traducción" se relaciona en particular con la producción de péptidos o proteínas. La expresión puede ser transitoria o puede ser estable. De acuerdo con la invención, el término expresión también incluye una "expresión aberrante" o una "expresión anormal" .

De acuerdo con la invención, "expresión aberrante" o "expresión anormal" significa la expresión se altera, de preferencia se aumenta, en comparación con una referencia, por ejemplo, un estado en un sujeto que no tiene una enfermedad asociada con la expresión aberrante o anormal de una cierta proteína, por ejemplo, un antigeno tumoral. Un aumento en la expresión se refiere a un aumento de al menos 10%, en particular al menos 20%, al menos 50% o al menos 100%, o más. En una modalidad, la expresión se encuentra únicamente en un tejido enfermo, mientras que se reprime la expresión en un tejido sano.

El término "expresado específicamente" significa que una proteína esencialmente sólo se expresa en un tejido u órgano específico. Por ejemplo, un antígeno tumoral expresado específicamente en la mucosa gástrica significa que la proteína se expresa principalmente en la mucosa gástrica y no se expresa en otros tejidos o no se expresa a un grado significativo en otros tipos de tejidos u órganos. De esta forma, una proteína que se expresa exclusivamente en células de la mucosa gástrica y a un grado significativamente menor en cualquier otro tejido, tal como como los testículos, se expresa específicamente en las células de la mucosa gástrica. En algunas modalidades, un antígeno tumoral también se puede expresar específicamente bajo condiciones normales en más de un tipo de tejido u órganos, tal como en 2 ó 3 tipos de tejido u órganos, aunque de preferencia no más de 3 diferentes tipos de tejido u órganos. En este caso, el antígeno tumoral luego se expresa específicamente en estos órganos. Por ejemplo, si un antígeno tumoral se expresa bajo condiciones normales de preferencia a un grado aproximadamente igual en el pulmón y estómago, el antígeno tumoral se expresa específicamente en el pulmón y el estómago.

El término "traducción" de acuerdo con la invención se relaciona con el proceso en los ribosomas de una célula mediante lo cual una cadena de ARN mensajero dirige el montaje de una secuencia de aminoácidos para producir una proteína o péptido.

De acuerdo con la invención, el término "codificación de ARN" significa que el ARN, si está presente en el entorno adecuado, de preferencia dentro de una célula, tal como una célula presentadora de antígenos, en particular una célula dendrítica, se puede expresar para producir una proteína o péptido que lo codifica.

De acuerdo con la invención, la estabilidad y la eficiencia de traducción de un ARN se puede modificar según se requiera. El término "modificación" en el contexto de un ARN en el sentido en que se utiliza de acuerdo con la presente invención, incluye cualquier modificación de un ARN que no esté presente naturalmente en el ARN.

En una modalidad de la invención, el ARN utilizado de acuerdo con la invención no tiene 5'-trifosfatos sin remate. La eliminación de estos 5'-trifosfatos sin remate se puede alcanzar mediante el tratamiento del ARN con una fosfatasa.

El ARN de acuerdo con la invención puede tener ribonucleótidos modificados para aumentar su estabilidad y/o disminuir la citotoxicidad. Por ejemplo, en una modalidad, en el ARN utilizado de acuerdo con la invención, de preferencia se sustituye parcial o completamente, de preferencia completamente la citidina por 5-metilcitidina. Alternativa o adicionalmente, en una modalidad, en el ARN utilizado de acuerdo con la invención la uridina se sustituye parcial o completamente, de preferencia completamente por pseudouridina .

En una modalidad, el término "modificación" se relaciona con proporcionar un ARN con un remate 5' o análogo de remate 5'. El término "remate 5'" se refiere a una estructura de remate encontrada en el extremo 5' de una molécula de ARNm y en general consiste de un nucleótido de guanosina conectado al ARNm vía una ligadura inusual 5' a 5' trifosfato. En una modalidad, esta guanosina está metilada en la posición 7. El término "remate 5' convencional" se refiere a un remate 5' de ARN de origen natural, de preferencia al remate de 7 metilguanosina (m7G). En el contexto de la presente invención, el término "remate 5 ' " incluye un análogo de remate 5' que asemeja la estructura de remate del ARN y se modifica para poseer la capacidad de estabilizar el ARN y/o mejorar la traducción del ARN si se une al mismo, de preferencia in vivo y/o en una célula.

De preferencia, el extremo 5' del ARN incluye una estructura de remate que tiene la siguiente fórmula general: . - 1 en donde Ri y R2 son independientemente hidroxi o metoxi y W , X e Y son independientemente oxigeno, azufre, selenio, o BH3. En una modalidad preferida, Ri y R2 son hidroxi y V\T, X e Y son oxígeno. En una modalidad preferida adicional, uno de Ri y R2, de preferencia Ri es hidroxi y el otro es metoxi y W , X e Y son oxígeno. En una modalidad preferida adicional, Ri y R2 son hidroxi y uno de W, X e Y, de preferencia X es azufre, selenio, o BH3, de preferencia azufre, mientras que los otros son oxígeno. En una modalidad preferida adicional, uno de R2 y R2, de preferencia R2 es hidroxi y el otro es metoxi y uno de W , X e Y, de preferencia X es azufre, selenio, o BH3, de preferencia azufre mientras que los otros son oxígeno.

En la fórmula anterior, el nucleótido del lado derecho está conectado a la cadena de ARN a través de su grupo 3'.

La provisión de un ARN con un remate 5' o un análogo de remate 5' se puede alcanzar mediante la transcripción in vi tro de un molde de ADN en presencia del remate 5' o el análogo de remate 5', en donde el remate 5' está incorporado co-transcripcionalmente en la cadena generada de ARN, o el ARN se puede generar, por ejemplo, mediante transcripción in vi tro, y el remate 5' se puede unir pos-transcripcionalmente al ARN utilizando enzimas de remate, por ejemplo, las enzimas de remate del virus de vaccinia.

El ARN puede comprender modificaciones adicionales. Por ejemplo, una modificación adicional del ARN utilizado en la presente invención puede ser una extensión o truncamiento de la prolongación poly(A) de origen natural o una alteración de las regiones no traducidas 5'- o 3' (UTR), tal como la introducción de una UTR que no está relacionada con la región codificante del ARN, por ejemplo, el intercambio de la 3'-UTR existente con o la inserción de una o más, de preferencia dos copias de una 3'-UTR derivada de un gen de globina, tal como alfa2-globina, alpfal-globina, beta-globina, de preferencia beta-globina , de mayor preferencia beta-globina humano.

Un ARN que tiene una secuencia poly-A no enmascarada se traduce de manera más eficiente que un ARN que tenga un secuencia poly-A enmascarada.

El término "prolongación poly(A)" o "secuencia poly-A" se relaciona con una secuencia de residuos de adenilo (A) que típicamente está ubicada en el extremo 3' de una molécula de ARN y una "secuencia poly-A no enmascarada" significa que la secuencia poly-A en el extremo 3 ' de una molécula de ARN termina con una A de la secuencia poly-A y no está seguida por nucleótidos distintos a la A, ubicada en el extremo 3', es decir, en la dirección 3', de la secuencia poly-A. Además, una secuencia poly-A larga de aproximadamente 120 pares de bases da por resultado en una estabilidad de transcripción óptima y una eficiencia de traducción del ARN.

Por lo tanto, para aumentar la estabilidad y/o expresión del ARN utilizado de acuerdo con la presente invención, éste se puede modificar para que esté presente junto con una secuencia poly-A, de preferencia que tenga una longitud de 10 hasta 500, de mayor preferencia de 30 hasta 300, incluso de mayor preferencia de 65 hasta 200 y en especial de 100 hasta 150 residuos de adenosina. En una modalidad especialmente preferida la secuencia poly-A tiene una longitud de aproximadamente 120 residuos de adenosina. Para aumentar adicionalmente la estabilidad y/o expresión del ARN utilizado de acuerdo con la invención, la secuencia poly-A puede estar no enmascarada.

Además, la incorporación de una región no traducida 3' (UTR) en la región no traducida 3' de una molécula de ARN puede dar por resultado en una mejora en la eficiencia de traducción. Se puede alcanzar un efecto sinérgico al incorporar dos o más de estas regiones no traducidas 3'. Las 5 regiones no traducidas 3' pueden ser autólogas o heterólogas para el ARN en el cual se introducen. En una modalidad particular, la región no traducida 3' se deriva del gen humano de b-globina.

Una combinación de las modificaciones descritas 10 anteriormente, es decir, la incorporación de una secuencia poly-A, sin enmascaramiento de una secuencia poly-A y la incorporación de una o más regiones sin traducir 3', tiene una influencia sinérgica sobre la estabilidad del ARN y aumenta su eficiencia de traducción. lo Para aumentar la expresión del ARN utilizado de acuerdo con la presente invención, éste se puede modificar dentro de la región codificante, es decir, la secuencia gue codifica para el péptido o proteina expresado, de preferencia sin alterar la secuencia del péptido o proteina expresado, 20 para aumentar el contenido GC para aumentar la estabilidad del ARNm y para realizar una optimización de codones y, de esta forma, mejorar la traducción en las células.

El término "estabilidad" del ARN se relaciona con la "vida media" del ARN. "Vida media" se relaciona con el período de tiempo que es necesario para eliminar la mitad de la actividad, cantidad o número de moléculas. En el contexto de la presente invención, la vida media de un ARN es indicativa de la estabilidad del ARN. La vida media del ARN puede influir en la "duración de la expresión" del ARN. Se puede esperar que un ARN que tenga una vida media larga se expresará durante un período de tiempo prolongado.

Por supuesto, si de acuerdo con la presente invención se desea disminuir la estabilidad y/o eficacia de la traducción de un ARN, es posible modificar el ARN para que interfiera con la función de los elementos como se describió anteriormente aumentando la estabilidad y/o eficacia de traducción del ARN.

El "diámetro" o "tamaño" promedio de las nanopartículas descritas en la presente en general es el "tamaño de diseño" o tamaño destinado de las nanopartículas preparadas de acuerdo con un proceso establecido. El tamaño puede ser una dimensión medida directamente, tal como un diámetro promedio o máximo, o se puede determinar mediante un análisis indirecto tal como un análisis para selección de filtración. La medición directa del tamaño de partículas típicamente se lleva acabo mediante dispersión de luz dinámica. Con frecuencia, los resultados de las mediciones de dispersión de luz dinámicas se expresan en términos de Zpr0medo (una medición para el tamaño promedio) y el indice de polidispersidad, PI o PDI (una medición para la polidispersidad) . Ya que surgen variaciones menores en el tamaño durante el proceso de fabricación, es aceptable una variación de hasta el 40% de la medición establecida y se considera que estará dentro del tamaño establecido. Alternativamente, el tamaño se puede determinar mediante análisis de selección por filtración. Por ejemplo, una preparación de partículas es menor que un tamaño establecido, si al menos el 97% de las partículas pasa a través de un filtro de "tipo tamiz" del tamaño establecido.

De preferencia, el ARN se suministra a, es decir, se transfecta al interior, de una célula, en particular una célula presente in vivo, tal como una célula dendrítica, expresa la proteína, péptido o antígeno que codifica.

El término "transíección" se relaciona con la introducción de ácidos nucleicos, en particular ARN, en una célula. Para los fines de la presente invención, el término "transíección" también incluye la introducción de un ácido nucleico en una célula tal como una célula presentadora de antígenos o la absorción de un ácido nucleico por esta célula, en donde la célula puede estar presente en un sujeto, por ejemplo, un paciente.

De acuerdo con la invención se prefiere que la introducción del ARN que codifica para un antigeno en el interior de las células de por resultado en la expresión del antigeno.

El término "péptido", de acuerdo con la invención, comprende oligo- y polipéptidos y se refiere a sustancias que comprenden dos o más, de preferencia 3 o más, de preferencia 4 o más, de preferencia 6 o más, de preferencia 8 o más, de preferencia 9 o más, de preferencia 10 o más, de preferencia 13 o más, de preferencia 16 o más, de preferencia 21 o más, y de preferencia hasta 8, 10, 20, 30, 40 ó 50, en particular 100 aminoácidos unidos covalentemente mediante enlaces peptidicos. El término "proteína" se refiere a péptidos grandes, de preferencia péptidos con más de 100 residuos de aminoácidos, aunque en general los términos "péptidos" y "proteínas" son sinónimos y se utilizan indistintamente en la presente .

El término "célula" de preferencia es una célula intacta, es decir, una célula con una membrana intacta que no haya liberado sus componentes intracelulares normales, tales como enzimas, organelos, o material genético. Una célula intacta de preferencia es una célula viable, es decir, una célula viviente capaz de llevar a cabo sus funciones metabólicas normales. De preferencia, el término se relaciona de acuerdo con la invención con cualquier célula que se pueda transfectar con un ácido nucleico exógeno. El término "célula" incluye, de acuerdo con la invención, células procariotas (por ejemplo, E. coli ) o células eucariotas (por ejemplo, células dendriticas, células B, células CHO, células COS, células K562, células HEK293, células HeLa, células de levadura y células de insecto). El ácido nucleico exógeno se puede encontrar dentro de la célula (i) disperso lbremente como tal, (ii) incorporado en un vector recombinante, o (iii) integrado en el genoma de una célula hospedera o un ADN mitocondrial. Se prefieren en particular células de mamíferos, tales como las células provenientes de seres humanos, ratones, hámster, cerdos, cabras y primates. Las células se pueden derivar de un gran número de tipos de tejido y incluyen células primarias y lineas celulares. Los ejemplos específicos incluyen queratinocitos, leucocitos de sangre periférica, células madre de médula ósea y células madre embrionarias. En modalidades adicionales, la célula es una célula presentadora de antígenos, en particular una célula dendrítica, un monocito, o macrófago.

En el sentido en el que se utiliza en la presente, el término "nanopartículas" se refiere a cualquier partícula que tenga un diámetro de que haga que la partícula sea adecuada para administración sistémica, en particular, parenteral, de, en particular, ácidos nucleicos, típicamente un diámetro menor de 1000 nanómetros (nm). En algunas modalidades, una nanoparticula tiene un diámetro menor de 600 nm. En algunas modalidades, una nanoparticula tiene un diámetro menor de 400 nm.

En el sentido en el que se utiliza en la presente, el término "formulación nanoparticulada" o términos similares se refieren a cualquier sustancia que contenga al menos una nanoparticula. En algunas modalidades, una composición nanoparticulada es una recolección uniforme de nanopartículas . En algunas modalidades, las composiciones nanoparticuladas son dispersiones o emulsiones. En general, una dispersión o emulsión se forma cuando se combinan al menos dos materiales inmiscibles.

El término, "lipoplexo" o "lipoplexo de ARN" se refiere a un complejo de lipidos y ácidos nucleicos tales como ARN. Los lipoplexos se forman espontáneamente cuando los liposomas catiónicos, que con frecuencia también incluyen un lípido "auxiliar" neutro, se mezclan con ácidos nucleicos.

El potencial zeta es un término científico para el potencial electrocinético en sistemas coloidales. Desde un punto de vista teórico, el potencial zeta es el potencial eléctrico en la doble capa interfacial en la ubicación del plano deslizante contra un punto en el líquido a granel lejos de la interfaz. En otras palabras, el potencial zeta es la diferencia potencial entre el medio de dispersión y la capa estacionaria del liquido unida a la partícula dispersa. El potencial zeta se utiliza ampliamente para la cuantificación de la magnitud de la carga eléctrica en la doble capa.

El potencial zeta se puede calcular utilizando modelos teóricos y movilidad electroforética determinada experimentalmente o mediciones de movilidad electroforética dinámica. Los fenómenos electrocinéticos y los fenómenos electroacústicos son las fuentes de datos usuales para el cálculo del potencial zeta.

La electroforesis se puede utilizar para estimar el potencial zeta de los particulados. En la práctica, el potencial zeta de una dispersión se puede medir al aplicar un campo eléctrico a través de la dispersión. Las partículas dentro de la dispersión con un potencial zeta migrarán hacia el electrodo de la carga opuesta con una velocidad proporcional a la magnitud del potencial zeta. Esta velocidad se puede medir utilizando la téenica del anemómetro láser Doppler. El cambio de frecuencia o cambio de fase de un haz láser incidental provocado por estas partículas en movimiento se puede medir como la movilidad de las partículas, y esta movilidad se puede convertir al potencial zeta al ingresar la viscosidad dispersante y permitividad dieléctrica, y la aplicación de las teorías Smoluchowski.

La velocidad electroforática es proporcional a la movilidad electroforática, que es el parámetro mensurable. Existen diversas teorías que vinculan la movilidad electroforática con el potencial zeta.

Los sistemas adecuados, tales como el sistema Nicomp 380 ZLS se pueden utilizar para determinar el potencial zeta. Estos sistemas por lo general miden la movilidad electroforética y la estabilidad de las partículas cargadas en suspensión líquida. Estos valores son una predicción de las fuerzas de repulsión que se ejercerán por las partículas en la suspensión y están relacionadas directamente con la estabilidad del sistema coloidal. Un potencial zeta se puede medir de acuerdo a un protocolo como se describirá más adelante.

La carga eléctrica es una propiedad física que provoca que una materia experimente una fuerza cuando está cerca de otra materia cargada eléctricamente. La carga eléctrica se presenta en dos tipos, denominados positivo y negativo . Las partículas cargas cuyas cargas tienen el mismo signo se repelen entre sí, y las partículas cuyas cargas tienen signos diferentes se atraen.

La carga eléctrica de un objeto macroscópico tal como una partícula es la suma de las cargas eléctricas de las partículas que lo constituyen. Las nanopartículas descritas en la presente pueden tener iguales números de cargas positivas y negativas, en cuyo caso sus cargas se cancelan, proporcionando una carga neta de cero, haciendo con esto que las nanoparticulas sean neutras. La carga neta es la carga sobre un objeto entero tal como un compuesto.

Un ión que tiene una carga positiva neta total es un catión, mientras que un ión que tiene una carga negativa neta total es un anión.

Las nanoparticulas descritas en la presente se pueden formar al ajustar una carga positiva a negativa, dependiendo de la proporción de cargas (+/-) del lipido catiónico para el ARN y mezclar el ARN y el lipido catiónico. La proporción de cargas +/- del lipido catiónico del ARN en las nanoparticulas descritas en la presente se puede calcular mediante la siguiente ecuación, (proporción de cargas +/-) = [(cantidad de lipidos catiónicos (mol)) * (el número total de cargas positivas en el lipido catiónico)]:[(cantidad de ARN (mol)) * (el número total de cargas negativas en el ARN)]. La cantidad de ARN y la cantidad de lipidos catiónicos se puede determinar fácilmente por un experto en la téenica en vista de una cantidad de carga con la preparación de las nanoparticulas .

De acuerdo con una modalidad, la proporción de la carga positiva a negativa en las nanoparticulas adecuadas para la invención es tal que pueden tener una carga negativa global o una carga global en o cerca de la neutralidad.

Si la presente invención se refiere a una carga tal como una carga positiva, una carga negativa o una carga neutra o un compuesto catiónico, el compuesto negativo o el compuesto neutro en general significa que la carga mencionada está presente a un pH seleccionado, tal como un pH fisiológico. Por ejemplo, el término "lípido catiónico" significa un iipido que tiene una carga positiva neta a un pH seleccionado, tal como un pH fisiológico. El término "iipido neutro" significa un iipido que no tiene carga positiva o negativa neta y puede estar presente en la forma de un ion anfotérico sin carga o neutro a un pH seleccionado, tal como un pH fisiológico. Por "pH fisiológico" en la presente se debe entender un pH de aproximadamente 7.5.

Los portadores de nanopartículas tales como portadores lipidicos contemplados para utilizarse en la presente invención incluyen cualesquiera sustancia o vehículos con los cuales pueda estar asociado el ARN, por ejemplo, al formar complejos con el ARN o al formar vesículas en las cuales el ARN está encerrado o encapsulado. Esto puede dar por resultado en una estabilidad aumentada del ARN en comparación con un ARN puro. En particular, se puede aumentar la estabilidad del ARN en la sangre.

Los lipidos catiónicos, los polímeros catiónicos u otras sustancias con cargas positivas pueden formar complejos con ácidos nucleicos cargados negativamente. Estas moléculas catiónicas se pueden utilizar para complejar ácidos nucleicos, formando con esto por ejemplo, los denominados lipoplexos o poliplexos, respectivamente, y se ha mostrado que estos complejos suministrar ácidos nucleicos al interior de las células.

Las preparaciones nanoparticuladas de ARN se pueden obtener mediante diversos protocolos y a partir de diversos compuestos complejantes de ARN. Los lipidos, polímeros, oligómeros, o anfífilos son agentes complejantes típicos. En una modalidad, el compuesto complejante comprende al menos un agente seleccionado del grupo que consiste de protamina, polietilenimina, una poli-L-lisina, una poli-L-arginina o una histona .

De acuerdo con la invención, la protamina es útil como un agente portador catiónico. El término "protamina" se refiere a cualquiera de las diversas proteínas totalmente básicas de peso molecular relativamente bajo que son ricas en arginina y se encuentran asociadas especialmente con un ADN en lugar de las histonas somáticas en las células espermáticas de diversos animales (como el pescado). En particular, el término "protamina" se refiere a proteínas encontradas en el esperma de pescado que son totalmente básicas, son solubles en agua, no se coagulan mediante calor, y proporcionan sobre todo arginina con la hidrólisis. En forma purificada, se utilizan en una formulación de acción a largo plazo de la insulina y para neutralizar los efectos anticoagulantes de la heparina.

De acurdo con la invención, el término "protamina" en el sentido en el que se utiliza en la presente significa que comprender cualquier secuencia de aminoácidos y protamina obtenida o derivada de fuentes naturales o biológicas, incluyendo los fragmentos de la misma y formas multiméricas de la secuencia de aminoácidos o el fragmento de la misma. Además, el término abarca polipéptidos (sintetizados) que son artificiales y se diseñan específicamente para fines específicos y no se pueden aislar de las fuentes naturales o biológicas .

La protamina utilizada de acuerdo con la presente invención puede ser una protamina sulfatada o una protamina clorhidratada . En una modalidad preferida, la fuente de protamina utilizada para la producción de las nanoparticulas descritas en la presente es protamina 5000 que contiene protamina a más de 10 g/ml (5000 unidades por mi neutralizantes de heparina) en una solución salina isotónica.

Los liposomas son vesículas lipídicas microscópicas que con frecuencia tienen una o más bicapas de un lípido formador de vesículas, tal como un fosfolípido, y son capaces de encapsular un fármaco. En el contexto de la presente invención, se pueden emplear diferentes tipos de liposomas entre los que se incluyen, sin limitación, vesículas multilamelares (MLV), vesículas unilamelares pequeñas (SUV), vesículas unilaminares grandes (LUV), liposomas estabilizados esféricamente (SSL), vesículas multivesiculares (MV), y vesículas multivesiculares grandes (LMV), así como otras formas en bicapa conocidas en la téenica. El tamaño y lamelaridad del liposoma dependerá de la forma de preparación y la selección del tipo de vesículas que se utilizará dependerá del modo preferido de administración. Existen otras diversas formas de organización supramolecular en las cuales se pueden presentar los lípidos en un medio acuoso, que comprenden fases lamelares, fases hexagonales y hexagonales inversas, fases cúbicas, micelas, micclas inversas compuestas de monocapas. Estas fases también se pueden obtener en la combinación con un ADN o un ARN, y la interacción con un ARN y un ADN sustancialmente pueden afectar el estado de fase. Las fases descritas pueden estar presentes en las formulaciones de ARN nanopartículadas de la presente invención .

Para la formación de lipoplexos de ARN a partir de ARN y liposomas, se puede utilizar cualquier método adecuado para formar liposomas siempre y cuando proporcione los lipoplexos de ARN previstos. Los liposomas se pueden formar utilizando métodos estándar tales como el método de evaporación inversa (REV), el método de inyección de etanol, el método de deshidratación-rehidratación (DRV), tratamiento con ultrasonido u otros métodos adecuados.

Después de la formación del liposoma, los liposomas se pueden dimensionar para obtener una población de liposomas que tenga una variación de tamaño sustancialmente homogénea.

Los lípidos formadores de bicapa típicamente tienen dos cadenas de hidrocarburos, en particular cadenas de acilo, y un grupo principal, ya sea polar o no polar. Los lípidos formadores de bicapa están compuestos ya sea de lípidos que son de origen natural o de origen sintético, incluyendo los fosfolípidos , tales como, fosf tidilcolina, fosfatidiletanolamina , ácido fosfatídico, fosfatidilinositol, y esfingomielina, donde las dos cadenas de hidrocarburo típicamente tienen entre aproximadamente 14-22 átomos de carbono de longitud, y tienen grados variables de insaturación. Otros lípidos adecuados para utilizarse en la composición de la presente invención incluyen glucolípidos y esteróles tales como colesterol y sus diversos análogos que también se pueden utilizar en los liposomas.

Los lípidos catiónicos típicamente tienen una porción lipofílica, tal como una cadena de esterol, una de acilo o una de diacilo, y tienen una carga neta positiva general. El grupo principal del lípido típicamente porta la carga positiva. El lípido catiónico de preferencia tiene una carga positiva de 1 hasta 10 valencias, de mayor preferencia una carga positiva de 1 hasta 3 valencias, y de mayor preferencia una carga positiva de 1 valencia. Los ejemplos de lípidos catiónicos incluyen, de manera enunciativa 1,2-di-O-octadecenil-3-trimetilamonio-propano (DOTMA); dimetildioctadecilamonio (DDAB); 1,2-dioleoil-3-trimetilamonio-propano (DOTAP); 1,2-dioleoil-3-dimetilamonio-propano (DODAP); 1,2-diaciloxi-3-dimetilamonio-propano; 1,2-dialquiloxi-3-dimetilamonio-propano; cloruro de dioctadecildimetil-amonio (DODAC), 1,2-dimiristoiloxipropil- 1.3-dimetilhidroxietil-amonio (DMRIE), y trifluoroacetato de 2.3-dioleoiloxi-N- [2(espermina carboxamida)etil]-N,N-dimetil-1-propanamio (DOSPA). Se prefieren DOTMA, DOTAP, DODAC, y DOSPA. Se prefiere en mayor medida DOTMA.

Además, las nanoparticulas descritas en la presente de preferencia incluyen además un lípido neutro en vista de la estabilidad estructural y lo semejante. El lípido neutro se puede seleccionar adecuadamente en vista de la eficiencia de suministro del complejo de ARN-lípido. Los ejemplos de lípidos neutros incluyen, de manera enunciativa, 1,2-di-(9Z-octadecenoil)-sn-glicero-3-fosfoetanolamina (DOPE), 1,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DOPC), diacilfosfatidilcolina, diacilfosfatidiletañolamina, ceramida, esfingoemielina, cefalina, esterol, y cerebrósido. Se prefiere DOPE y/o DOPC. Se prefiere en mayor medida DOPE. En el caso donde un liposoma catiónico incluya tanto un lipido catiónico como un lipido neutro, la proporción molar del lipido catiónico al lipido neutro se puede determinar adecuadamente en vista de la estabilidad del liposoma y lo semejante.

De acuerdo con una modalidad, las nanoparticulas descritas en la presente pueden comprender fosfolipidos. Los fosfolipidos pueden ser glicerofosfolipido. Los ejemplos de glicerofosfolipido incluyen, sin estar limitados a los mismos, tres tipos de lípidos: (i) fosfolipidos zwiteriónicos, que incluyen, por ejemplo, fosfatidilcolina (PC), fosfatidilcolina de yema de huevo, PC derivada de soya en forma natural, parcialmente hidrogenada o totalmente hidrogenada, dimiristoilfosfatidilcolina (DMPC) esfingomielina (SM); (ii) fosfolipidos cargados negativamente: que incluyen, por ejemplo, fosfatidilserina (PS), fosfatidilinositol (PI), ácido fosfatídico (PA), fosfatidilglicerol (PG) dipalmipoilo PG, dimiristoilfosfatidilglicerol (DMPG); derivados sintéticos en los cuales el conjugado hace que un fosfolipido zwiteriónico esté cargado negativamente, como es el caso de la metoxipolietileno, glicol-diestearoilfosfatidiletañolamina (mPEG-DSPE); y (iii) fosfolípidos catiónicos, que incluyen, por ejemplo, fosfatidilcolina o esfingomielina de los cuales el fosfomonoéster estuvo 0-metilado para formar los lípidos catiónicos .

La asociación del ARN con el portador lipido se puede presentar, por ejemplo, mediante los espacios intersticiales de relleno con ARN del portador, de tal forma que el portador atrape físicamente el ARN, o mediante la unión covalente, iónica, o por hidrógeno, o por medio de la adsorción de enlaces no específicos. Cualquiera que sea el modo de asociación, el ARN debe conservar sus propiedades terapéuticas, es decir, de codificación antigénica.

El "índice de polidispersidad" es una medición de la distribución de tamaño homogénea o heterogénea de las partículas individuales, tales como los liposomas en una mezcla de partículas e indica la extensión de la distribución de partículas en una mezcla. El PI se puede determinar, por ejemplo, como se describe en la presente.

En el sentido en el que se utiliza en la presente, el término "catión bivalente" se destina para tener el significado de un elemento cargado positivamente, un átomo o molécula que tenga una carga de más 2. El término incluye iones metálicos tales como Ca2+, Zn2+, Mn2+, Mg2+, Fe2+, Co2+, Ni2' y/o Cu+. Los cationes bivalentes de acuerdo con la invención también incluyen formas salinas de los iones. Los ejemplos específicos de formas de sales bivalentes incluyen de CaCl2, ZnCl2, MnSO4, MnCl2 y MgCl2 y otras eombinaciones de los cationes divalentes ilustrativos anteriores en una forma de sal con, por ejemplo, cloruro (Cl), sulfato (S04), acetato y/o fosfato. Los cationes bivalentes y las formas de sal distintas a aquellas ejemplificadas anteriormente son bien conocidos en la téenica y se incluyen en el significado del término, en el sentido en el que se utiliza en la presente.

El término "ión monovalente" incluye un catión que tiene una carga de más 1. Típicamente, el término incluye metales alcalinos tales como litio, sodio, potasio, rubidio, y cesio.

El término "porción" se refiere a una fracción. Con respecto a una estructura particular, tal como una secuencia de aminoácidos o una proteina, el término "porción" del mismo puede designar una fracción continua o una discontinua de la estructura. De preferencia, una porción de una secuencia de aminoácidos comprende al menos 1%, al menos 5%, al menos 10%, al menos 20%, al menos 30%, de preferencia al menos 40%, de preferencia al menos 50%, de mayor preferencia al menos 60%, de mayor preferencia al menos 70%, incluso de mayor preferencia al menos 80%, y con la máxima preferencia al menos 90% de los aminoácidos de la secuencia de aminoácidos. De preferencia, si la porción es una fracción discontinua la fracción discontinua está compuesta de 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, o más partes de una estructura, cada parte será un elemento continuo de la estructura. Por ejemplo, una fracción discontinua de una secuencia de aminoácidos puede estar compuesta de 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, o más, de preferencia no más de 4 partes de la secuencia de aminoácidos, en donde cada parte de preferencia comprende al menos 5 aminoácidos continuos, al menos 10 aminoácidos continuos, de preferencia al menos 20 aminoácidos continuos, de preferencia al menos 30 aminoácidos contiguos de la secuencia de aminoácidos.

Los términos "parte" y "fragmento" se utilizan indistintamente en la presente y hacen referencia a un elemento continuo. Por ejemplo, una parte de una estructura tal como una secuencia de aminoácidos o proteina se refiere a un elemento continuo de la estructura. Una porción, una parte o un fragmento de una estructura de preferencia comprende una o más propiedades funcionales de la estructura. Por ejemplo, una porción, una parte o un fragmento de un epitope, péptido o proteina de preferencia es inmunológicamente equivalente al epítope, péptido o protelna del que se deriva. En el contexto de la presente invención, una "parte" de una estructura tal como una secuencia de aminoácidos de preferencia comprende, de preferencia consiste de al menos 10%, al menos 20%, al menos 30%, al menos 40%, al menos 50 %, al menos 60%, al menos 70%, al menos 80%, al menos 85%, al menos 90%, al menos 92%, al menos 94%, al menos 96%, al menos 98%, al menos 99% la estructura total de la secuencia de aminoácidos.

"Reducir" o "inhibir" en el sentido en el que se utiliza en la presente, siqnifica la capacidad de provocar una disminución general, de preferencia de 5% o mayor, 10% o mayor, 20% o mayor, de mayor preferencia de 50% o mayor, y con la máxima preferencia de 75% o mayor, en el nivel. El término "inhibir" o frases similares incluye una inhibición completa o esencialmente completa, es decir, una reducción a cero o esencialmente a cero.

Términos tales como "aumentar" o "mejorar" de preferencia se relacionan con un aumento o mejora en aproximadamente al menos 10%, de preferencia al menos 20%, de preferencia al menos 30%, de mayor preferencia al menos 40%, de mayor preferencia al menos 50%, incluso de mayor preferencia al menos 80%, y con la máxima mayor preferencia al menos 100%, al menos 200%, al menos 500%, al menos 1000%, al menos 10 000% o incluso más.

Los agentes, composiciones y métodos descritos en la presente se pueden utilizar para tratar a un sujeto con una enfermedad, por ejemplo, una enfermedad caracterizada por la presencia de células enfermas que expresan un antigeno y que presentan un péptido antigénico. Los ejemplos de enfermedades que se pueden tratar y/o prevenir abarcan todas las enfermedades que expresan uno de los antigenos descritos en la presente. Las enfermedades particularmente preferidas son enfermedades infecciosas, tales como enfermedades virales y enfermedades cancerosas. Los agentes, composiciones y métodos descritos en la presente también se pueden utilizar para inmunización o vacunación para prevenir una enfermedad descrita en la presente.

De acurdo con la invención, el término "enfermedad" se refiere a cualquier estado patológico, incluyendo enfermedades infecciosas y enfermedades cancerosas, en particular, aquellas formas de enfermedades infecciosas y enfermedades cancerosas descritas en la presente.

Una enfermedad que será tratada de acuerdo con la invención de preferencia es una enfermedad que implica un antigeno. "Enfermedad que implica un antigeno" o expresiones similares significa de acuerdo con la invención que el antigeno está expresado en las células de un tejido u órgano enfermo. La expresión en las células de un tejido u órgano enfermo se pueden aumentar en comparación con el estado en un tejido u órgano sano. En una modalidad, la expresión sólo se encuentra en un tejido enfermo, mientras que se reprime la expresión en un tejido sano. De acuerdo con la invención, las enfermedades que implican un antigeno incluyen enfermedades infecciosas y enfermedades cancerosas, en donde el antigeno enfermedad-asociado de preferenoia es un antigeno del agente infeccioso y un antigeno tu oral, respectivamente. De preferencia, una enfermedad que implica un antigeno de preferencia es una enfermedad que implica células que expresan un antigeno y que presentan el antigeno en el contexto de moléculas del MHC, en particular con el MHC clase I.

Los términos "tejido normal" o "condiciones normales" se refieren a un tejido sano o las condiciones en un sujeto sano, es decir, condiciones no patológicas, donde "sano" de preferencia significa no infectado o no canceroso.

El cáncer o la enfermedad cancerosa (término médico: neoplasma maligno) es una clase de enfermedades en la cual un grupo de células exhibe crecimiento sin control (división más allá de los limites normales) , invasión (intrusión y destrucción de tejidos adyacentes), y algunas veces de metástasis (diseminación a otros ubicaciones en el cuerpo via linfas o sangre). Estas tres propiedades malignas de los cánceres los diferencias de los tumores benignos, que están auto-limitados y no invaden o presentan metástasis. La mayoría de los cánceres forman un tumor, es decir, una hinchazón o lesión formada por un crecimiento anormal de las células (denominadas células neoplásicas o células tumorales), aunque en algún grado no son similares a leucemia. Fd término "cáncer", de acuerdo con la invención comprende leucemias, se inomas, melanomas, teratomas, linfomas, neuroblastomas , gliomas, cáncer rectal, cáncer endometrial, cáncer renal, cáncer adrenal·, cáncer de la tiroides, cáncer en la sangre, cáncer cutáneo, cáncer del cerebro, cáncer cervical, cáncer intestinal, cáncer hepático, cáncer de colon, cáncer del estómago, cáncer del intestino, cáncer de cabeza y cuello, cáncer gastrointestinal, cáncer de ganglios linfáticos, cáncer esofágico, cáncer colorrectal, cáncer del páncreas, cáncer en el oído, nariz y garganta (ENT), cáncer de mama, cáncer prostático, cáncer del útero, cáncer ovárico y cáncer pulmonar y las metástasis de los mismos. Los ejemplos de los mismos son carcinomas pulmonares, carcinomas de mama, carcinomas de próstata, carcinomas de colon, carcinomas de células renales, carcinomas cervicales, o metástasis de los tipos de cáncer de los tumores descritos anteriormente. El término cáncer de acuerdo con la invención también comprende metástasis cancerosas.

Los ejemplos de cánceres que se pueden tratar con las nanopartículas y la composición farmacéutica de la presente invención incluyen melanoma maligno, todos los tipos de carcinoma (colon, células renales, vejiga, de próstata, células no pequeñas y carcinoma pulmonar de células pequeñas, etc.), linfomas, sarcomas, blastomas, gliomas, etc.

El melanoma maligno es un tipo grave de cáncer cutáneo. Es debido a un crecimiento no controlado de células pigmentarias, denominadas melanocitos.

De acuerdo con la invención, un "carcinoma" es un tumor maligno derivado de células epiteliales. Este grupo representa los cánceres más comunes, que incluyen las formas comunes de cáncer de mama, de próstata, pulmonar y de colon.

El linfoma y la leucemia son malignidades derivadas de células hematopoyéticas (formadoras de sangre).

Un sarcoma es un cáncer que surge a partir de células transformadas en una serie de tejidos que se desarrollan a partir del mesodermo embrionario. De esta forma, los sarcomas incluyen tumores de tejidos óseos, de cartílago, grasa, músculo, vasculares y hematopoyéticos.

Un tumor blástico o blastoma es un tumor (por lo general maligno) que se parece a un tejido inmaduro o embrionario. Muchos de estos tumores son muy comunes en nm os.

Un giioma es un tipo de tumor que inicia en el cerebro o espina. Se denomina un giioma, debido a que surge a partir de células gliales. El sitio más común de los gliomas es el cerebro.

Por "metástasis" se debe entender la diseminación de células cancerosas desde su sitio original hacia otra parte del cuerpo. La formación de metástasis es un proceso muy complejo y depende de la separación de células malignas del tumor primario, la invasión de la matriz extracelular, la penetración de las membranas básales endoteliales que entran a la cavidad corporal y vasos, y luego, después de ser transportadas por la sangre, la infiltración de órganos blanco. Por último, el crecimiento de un nuevo tumor, es decir, un tumor secundario o tumor metastásico, en el sitio blanco depende de la angiogénesis. La metástasis tumoral con frecuencia se presenta incluso después de la eliminación del tumor primario debido a que las células o componentes tumorales pueden permanecer y desarrollar un potencial metastásico. En una modalidad, el término "metástasis" de acuerdo con la invención se relaciona con "metástasis a distancia", que se relaciona con una metástasis que está lejos del tumor primario y el sistema regional de ganglios linfáticos .

Los ejemplos de enfermedades infecciosas que se pueden tratar con las nanopartículas y las composiciones farmacéuticas de la presente invención incluyen enfermedades infecciosas virales, tales como SIDA (V1H), hepatitis A, B o C, herpes, herpes zoster (varicela), sarampión alemán (virus de rubéola) , fiebre amarilla, dengue, etc., flavivirus, virus de influenza, enfermedades infecciosas hemorrágicas (virus de Marburgo o Ebola), enfermedades infecciosas bacterianas, tales como, enfermedad del legionario ( Legionella ) , úlcera gástrica ( Helicobacter ) , cólera ( Vibrio) , infecciones por E. coli, Staphylococci , Salmonella o Streptococci (tétanos); infecciones por patógenos protozoarios , tales como malaria, enfermedad del sueño, leishmaniasis ; toxoplasmosis, es decir, infecciones por Plasmodium, Trypanosoma , Leishmania y Toxoplasma o infecciones fúngales, que se provocan por ejemplo, Cryptococcus neoformans , Histoplasma capsulatum , Coccidioides immitis, Blastomyces dermatitidis or Candida albicans) .

Por "tratar" se debe entender administrar un compuesto o composición, como se describe en la presente, a un sujeto para prevenir o eliminar una enfermedad, incluyendo la reducción del tamaño de un tumor o el número de tumores en un sujeto; detener o disminuir una enfermedad en un sujeto; inhibir o disminuir el desarrollo de una nueva enfermedad en un sujeto; disminuir la frecuencia o gravedad de los síntomas y/o recurrencias en un sujeto que actualmente tenga o anteriormente haya tenido una enfermedad; y/o prolongar, es decir, aumentar la vida útil del sujeto. En particular, el término "tratamiento de una enfermedad" incluye curar, reducir la duración, mejorar, prevenir, desacelerar o inhibir el progreso o empeoramiento, o prevenir o retardar la aparición de una enfermedad o los síntomas de la misma.

El término "inmunoterapia" se relaciona con un tratamiento que implica la activación de una respuesta inmunitaria específica y/o las funciones inmuno-efectoras. La inmunoterapia se puede realizar utilizando cualquiera de una variedad de téenicas, en las cuales los agentes proporcionados en la presente funcionan para eliminar las células que expresan antígenos de un paciente. Esta eliminación se puede llevar a cabo como resultado de mejorar o inducir respuesta inmunitaria y/o las funciones in uno-efectoras en un paciente específico para un antígeno o una célula que expresa un antígeno.

En el contexto de la presente invención, los términos tales como "proteger", "prevenir", "profiláctico", "preventivo" o "protector" se relaciona con la prevención o tratamiento tanto de la aparición y/o la propagación de una enfermedad en un sujeto y, en particular, reducir al mínimo la probabilidad de que el sujeto desarrolle una enfermedad o retardar el desarrollo de una enfermedad. Por ejemplo, una persona en riesgo de cáncer podría ser un candidato para una terapia para prevenir el cáncer.

Una administración profiláctica de una inmunoterapia, por ejemplo, una administración profiláctica de la composición de la invención, de preferencia protege al recipiente del desarrollo de una enfermedad. Una administración terapéutica de una inmunoterapia, por ejemplo, una administración terapéutica de la composición de la invención, puede conducir a la inhibición del progresos/crecimiento de la enfermedad. Esto comprende la desaceleración del progreso/crecimiento de la enfermedad, en particular, una interrupción del progreso de la enfermedad, que de preferencia conduce a la eliminación de la enfermedad.

Por "estar en riesgo" significa que un sujeto que sea identificado que tiene una oportunidad mayor que la normal de desarrollar una enfermedad, en particular cáncer, en comparación con la población general. Además, un sujeto que ha tenido o que actualmente tiene, una enfermedad, en particular cáncer es un sujeto que tiene un riesgo aumentado para desarrollar una enfermedad, como tal un sujeto puede continuar para desarrollando una enfermedad. Los sujetos que actualmente tienen, o que han tenido, un cáncer también tienen un riesgo aumentado de metástasis cancerosas.

Los agentes y composiciones proporcionados en la presente se pueden utilizar solos o en combinación con regímenes terapéuticos convencionales tales como cirugía, irradiación, quimioterapia y/o trasplante de médula ósea (autólogo, singénico, alogénico o no relacionado).

El tratamiento del cáncer representa un campo donde son especialmente convenientes estrategias de combinación, ya que con frecuencia la acción combinada de dos, tres, cuatro o incluso más fármacos/terapias contra el cáncer genera efectos sinérgicos que son considerablemente más fuertes que el impacto de un procedimiento monoterapéutico. De esta forma, en otra modalidad de la presente invención, un tratamiento contra el cáncer que utiliza mecanismos inmunitarios o a base de vacunación, tal como los métodos y las composiciones farmacéuticas de la presente invención se puede combinar efectivamente con otros diversos fármacos y/o métodos que se dirigen a mecanismos similares u otros específicos. Entre aquellos están por ejemplo las combinaciones con terapias convencionales para tumores, estrategias de múltiples epítopes, inmunoterapia adicional, y procedimientos de tratamiento que se dirigen a la angiogénesis o apoptosis (para revisión véase, por ejemplo, Andersen et al. 2008: Cáncer treatment: the combination of vaccination with other therapies. Cáncer Immunology Immunotherapy, 57(11): 1735- 1743). La administración secuencial de diferentes agentes puede inhibir el crecimiento de células cancerosas en diferentes puntos de verificación, mientras que otros agentes por ejemplo, pueden inhibir la neo-angiogénesis, la supervivencia de células malignas o metástasis, que convierten potencialmente el cáncer en una enfermedad crónica. La siguiente lista proporciona algunos ejemplos no limitantes de fármacos anti-cáncer y terapias que se pueden utilizar en combinación con la presente invención: 1. Quimioterapia La quimioterapia es el estándar de cuidado para múltiples tipos de cáncer. Los agentes quimioterapéuticos más comunes actúan al exterminar células que se dividen rápidamente, una de las propiedades principales de las células cancerosas. De esta forma, una combinación con fármacos quimioterapéuticos convencionales, tales como por ejemplo, agentes alquilantes, antimetabolitos, antracielinas, alcaloides vegetales, inhibidores de topoisomerasa, y otros agentes antitumorales que, ya sea afectan la división celular o la síntesis del ADN pueden mejorar significativamente los efectos terapéuticos de la presente invención al aclarar las células supresoras, reinicio del sistema inmunitario, al hacer que las células tumorales sean más susceptibles al exterminio inmunosuministrado, o mediante la activación adicional de las células del sistema inmunitario. Una acción anticancerosa sinérgica de los fármacos quimioterapéuticos e inmunoterapéuticos a base de vacunación se ha demostrado en múltiples estudios (véase, por ejemplo, Quoix et al. 2011: Therapeutic vaccination with TG4010 and first-line chemotherapy in advanced non-small-cell lung cáncer: a controlled phase 2B trial. Lancet Oncol.12(12): 1 125-33.; véase también Liseth et al. 2010: Combination of intensive chemotherapy and anticancer vaccines in the treatment of human malignancies: the hematological experience. J Biomed Biotechnol. 2010: 6920979; véase también Hirooka et al 2009: A combination therapy of gemcitabine with immunotherapy for patients with inoperable locally advanced pancreatic cáncer. Páncreas 38(3): e69-74). Existen cientos de fármacos quimioterapéuticos disponibles, que son básicamente adecuados para las terapias de combinación. Algunos ejemplos (no limitantes) de fármacos quimioterapéuticos que se pueden combinar con la presente invención son carboplatina (Paraplatin), cisplatina (Platinol, Platinol-AQ), ciclofosfamida (Cytoxan, Neosar), docetaxel (Taxotere), doxorrubicina (adriamicina), erlotinib (Tarceva), etopósito (VePesid), fluorouracilo (5-FU), gemcitabina (Ge zar), mesilato de imatinib (Gleevec), irinotecano (Camptosar), metotrexato (Folex, Mexate, Amethopterin), paclitaxel (Taxol, Abraxane), sorafinib (Nexavar), sunitinib (Sutent), topotecano (Hycamtin), vincristina (Oncovin, Vincasar PFS), y vinblastina (Velban). 2. Cirugía La cirugía del cáncer -ana operación para extirpar el tumor- sigue siendo la base del tratamiento contra el cáncer. La cirugía se puede combinar con otros tratamientos contra el cáncer para suprimir cualesquiera células tumorales restantes. Los métodos quirúrgicos de combinación con un posterior tratamiento inmunoterapéutico es un procedimiento promisorio que se ha demostrado en innumerables ocasiones. 3. Radiación La terapia por radiación sigue siendo un componente importante del tratamiento del cáncer, con aproximadamente el 50% de todos los pacientes con cáncer que reciben terapia por radiación durante su curso de enfermedad. El objetivo principal de la terapia por radiación es privar a las células cancerosas de su potencial de multiplicación (división celular) . Los tipos de radiación utilizados para tratar el cáncer son radiación por fotones (rayos X y rayos gamma) y radiaciones de partículas (haces de electrones, protones y neutrones) . Existen dos formas para suministrar la radiación a la ubicación del cáncer. La radiación externa de haces se suministra desde el exterior del cuerpo al dirigir rayos de alta energía (radiación de fotones, protones o partículas) hacia la ubicación del tumor. La radiación interna o braquiterapia se suministra desde el interior del cuerpo mediante fuentes radiactivas, selladas en catéteres o semillas directamente en el sitio tumoral. Las téenicas de terapia por radiación que son aplicables en combinación con la presente invención son, por ejemplo, fraccionación (terapia por radiación suministrada en un régimen fraccionado, por ejemplo, fracciones diarias de 1.5 hasta 3 Gy administradas durante varias semanas), radioterapia conformal 3D (3DCRT; suministrar radiación al volumen de tumores macroscópicos), terapia por radiación con intensidad modulada (IMRT, modulación de la intensidad controlada por computadora o múltiples haces de radiación), radioterapia guiada por formación de imágenes (IGRT, una técnica que comprende la formación de imágenes por pre-radioterapia que permite una corrección), y terapia de radiación de cuerpos estereotácticos (SRBT, suministra dosis individuales muy altas de radiación durante sólo unas cuantas fracciones de tratamiento) . Para una terapia por radiación, véase Baskar et al. 2012: Cáncer and radiation therapy: current advances and future directions. Int. J Med Sci.9(3): 193-199. 4. Anticuerpos Los anticuerpos (de preferencia, anticuerpos monoclonales) alcanzan su efecto terapéutico contra las células cancerosas a través de diversos mecanismos. Pueden tener efectos directos para producir apoptosis o muerte celular programada. Pueden bloquear los componentes de las trayectorias de transducción de señal, tales como por ejemplo, los receptores del factor de crecimiento, detener efectivamente la proliferación de células tumorales. En las células que expresan anticuerpos monoclonales, pueden provocar la formación de anticuerpos anti-idiotipicos. Los efectos indirectos incluyen, seleccionar células que tengan citotoxicidad, tales como monocitos y macrófagos. Este tipo de exterminio celular suministrado por anticuerpos se denomina citotoxicidad suministrada por células dependientes de anticuerpos (ADCC). Los anticuerpos también pueden unirse a complementos, conducir a una toxicidad celular directa, conocida como citotoxicidad dependiente de complementos (CDC). La combinación de métodos quirúrgicos con fármacos inmunoterapéuticos o métodos es un procedimiento exitoso, como se demuestra por ejemplo en Gadri et al. 2009: Synergistic effect of dendritic cell vaccination and anti- CD20 antibody treatment in the therapy of murine lymphoma. J Immunother. 32(4): 333-40. La siguiente lista proporciona algunos ejemplos no limitantes de anticuerpos anti-cáncer y blancos potenciales de anticuerpos (entre paréntesis) que se puede utilizar en combinación con la presente invención: Abagovomab (CA-125), Abciximab (CD41), Adecatumumab (EpCAM), Afutuzumab (CD20), pegol de Alacizumab (VEGFR2), pentetato de Altumomab (CEA), Amatuximab (MORAb-009), Anatumomab mafenatox (TAG-72), Apolizumab (HLA-DR), Arcitumomab (CEA), Bavituximab (fosfatidilserina), Bectumomab (CD22), belimumab (BAFF), Bevacizumab (VEGF-A), Bivatuzumab mertansina (v6 CD44), blinatumomab (CD 19), vedotin brentuximab (CD30 TNFRSF8), Cantuzumab mertansin (Canaga mucina), Cantuzumab ravtansina (MUC1), pendetida capromab (células de carcinoma prostático), Carlumab (CNT0888), Catumaxomab (EpCAM, CD3), Cetuximab (EGFR), Citatuzumab bogatox (EpCAM), cixutumumab (receptor IGF-1), Claudiximab (Claudín), tetraxetano de Clivatuzumab (MUC1), Conatumumab (TRAIL-R2), Dacetuzumab (CD40), Dalotuzumab (receptor del factor I del crecimiento similar a insulina) Denosumab (RANKL), Detumomab (células B linfoma), Drozitumab (DR5), Ecromeximab (gangliósido GD3), Edrecolomab (EpCAM), Elotuzumab (SLAMF7), Enavatuzumab (PDL192), Ensituximab (NPC-1C), Epratuzumab (CD22), Ertumaxomab (HER2/neu, CD3), Etaracizumab (integrina anb3), Farletuzumab (receptor 1 de folato) FBTA05 (CD20), Fielatuzumab (SCH 900 105), figitumumab (receptor de IGF-1), Flanvotumab (glucoproteina 75), Fresolimumab (TGF-b), Galiximab (CD80), Ganitumab (IGF-I), Gemtuzumab ozogamicina (CD33), Gevokizumab (IL-Ib) Girentuximab (anhidasa carbónica 9 (CA-IX)), Glembatumumab vedotin (GPNMB), Ibritumomab tiuxetan (CD20), Icrucumab (VEGFR-1), Igovoma (CA-125), Indatuximab ravtansina (sdcl) Intetumumab (CD51), Inotuzumab ozogamicin (CD22) Ipilimumab (CD 152), Iratumumab (CD30), Labetuzumab (CEA), Lexatumumab (TRAIL-R2), Libivirumab (antígeno superficial de hepatitis B) , Lintuzumab (CD33), Lorvotuzumab mertansine (CD56), Lucatumumab (CD40), Lumiliximab (CD23), Mapatumumab (TRAIL-R1), Matuzumab (EGFR), Mepolizumab (IL-5), Milatuzumab (CD74), Mitumomab (gangliósido GD3), Mogamulizumab pasudotox (CCR4) Moxetumomab (CD22), Nacolomab tafenatox (antigeno C242) Naptumomab estafenatox (5T4), Namatumab (RON), Necitumumab (EGFR) Nimotuzumab (EGFR) Nivolumab (IgG4) Ofatumumab (CD20), Olaratumab (PDGF-R a), Onartuzumab (quinasa receptora del factor de dispersión en humanos), Oportuzumab monatox (EpCAM), Oregovomab (CA-125), Oxelumab (OX-40), Panitumumab (EGFR), Patritumab (HER3), Pemtumoma (MUC1), Pertuzuma (HER2/neu), Pintumomab (antigeno adenocarcinoma ) Pritumumab (vimentina), Racotumomab (ácido N-glicolilneuramínico ), Radretumab (extra dominio-B de fibronectina), Rafivirumab (glucoproteína del virus de rabia), Ramucirumab (VEGFR2), Rilotumumab (HGF), Rituximab (CD20), Robatumumab (receptor IGF-1), Samalizumab (CD200), Sibrotuzumab (FAP), siltuximab (IL-6), Tabalumab (BAFF), Tacatuzumab tetraxetano (alfa-fetoproteina), Taplitumomab paptox (CD 19), Tenatumomab (tenascina C), Teprotumumab (CD221), Ticilimumab (CTLA-4), Tigatuzumab (TRAIL-R2), TNX-650 (IL-13), Tositumomab (CD20), Trastuzumab (HER2/neu), TRBS07 (GD2), Tremelimumab (CTLA-4), Tucotuzumab celmoleukin (EpCAM) Ublituximab (MS4A1) Urelumab (4-1 BB) Volociximab (integrina a5b1), Votumumab (antigeno tumoral CTAA16.88), zalutumumab (EGFR) zanolimumab (CD4). 5. Citoquinas, quimiocinas, moléculas coestimuladoras, proteínas de fusión El uso combinado de las composiciones f rmacéuticas antigeno-codificantes de la presente invención con citoquinas, quimiocinas, moléculas coestimuladoras y/o proteínas de fusión de las mismas para evocar de modulación inmunitaria benéfica del efecto de inhibición tumoral es otra modalidad de la presente invención. Para aumentar la infiltración de células inmunitarias en el tumor y facilitar el movimiento de las células presentadoras de antígenos a los ganglios linfáticos para drenado de tumores, se podrían utilizar diversas quimiocinas con estructuras C, CC, CXC y CX3C. Algunas de las quimiocinas más promisorias son por ejemplo CCR7 y sus ligandos CCL19 y CCL21, además CCL2, CCL3, CCL5, y CCL16. Otros ejemplos son CXCR4, CXCR7 y CXCL12. Además, son útiles moléculas co-estimuladoras o reguladoras tales como por ejemplo, B7 (B7.1 y B7.2). También son útiles otras citoquinas tales como por ejemplo, interleuquinas en especial (por ejemplo, IL-1 hasta IL17), interferones (por ejemplo IFNalfal hasta IFNalfa8, IFNalfalO, IFNalfal3, IFNalfal4, IFNalfal6, IFNalfal7, IFNalfa21, IFNbetal, IFNW, IFNE1 y IFNK), factores hematopoyéticos, TGF (por ejemplo, TGF-a, TGF-b, y otros miembros de la familia de TGF), por último, los miembros de la familia de receptores del factor de necrosis tumoral y sus ligandos, asi como otras moléculas estimuladoras, que comprenden de manera enunciativa 41BB, 41BB-L, CD137, CD137L, CTLA-4GITR, GITR, Fas, Fas-L, TNFR1, TRAIL-R1 , TRAIL-R2, p75NGF-R, DR6, LT.beta.R, RANK, EDAR1, XEDAR, Fnll4, Troy/Trade, TAJ, TNFRII, HVEM, CD27, CD30, CD40, 4-1BB, 0X40, GITR, GITRL, TACI, BAFF-R, BCMA, RELT y CD95 (Fas/APO-1), proteina relacionada con TNFR inducida por glucocorticoides , proteina para suministro de apoptosis relacionada con el receptor TNF (TRAMP) y el receptor-6 de muerte (DR6). En especial CD40/CD40L y OX40/OX40L son blancos importantes para la inmunoterapia combinada debido a su impacto directo sobre la supervivencia y proliferación de células T. Para una revisión, véase Lechner et al. 2011: Chemokines, costimulatory molecules and fusión proteins for the immunotherapy of solid tumors. Immunotherapy 3 (11), 1317-1340. 6. Tratamientos bacterianos Los investigadores han estado utilizando bacterias anaeróbicas, tales como Clostridium novyi, para consumir el interior de los tumores con deficiencia de oxigeno. Estos deben morir entonces cuando entran en contacto con los costados oxigenados del tumor, lo que significa que podrían ser inocuas para el resto del cuerpo. Otra estrategia es utilizar bacterias anaeróbicas que se hayan transformado con una enzima que puede convertir un profármaco no tóxico en un fármaco tóxico. Con la proliferación de las bacterias en las zonas necróticas e hipóxicas del tumor, la enzima se expresa únicamente en el tumor. De esta forma, un profármaco aplicado sistémicamente se metaboliza al fármaco tóxico sólo en el tumor. Esto ha demostrado ser efectivo con los esporogenos anaerobios no patogénicos de Clostridium . 7. Inhibidores de quinasa Otro gran grupo de blancos potenciales para una terapia complementaria del cáncer comprende inhibidores de quinasa, debido a que el crecimiento y supervivencia de las células cancerosas está estrechamente interrelacionado con la desregulación de la actividad de la quinasa. Para restablecer la actividad normal de la quinasa y por lo tanto reducir el crecimiento de tumores, se utiliza una amplia gama de inhibidores. El grupo de quinasas blanco comprende las tirosina quinasas receptoras, por ejemplo, BCR-ABL, B-Raf, EGFR, HER-2/ErbB2, IGF-IR, PDGFR-a PDGFR-b, c-kit, Flt-4, FLt3, FGFR1, FGFR3, FGFR4, CSF1R, c-Met, RON, c-Ret, ALK, las tirosinas quinasas citoplasmáticas por ejemplo, c-SRC, c-YES, Abl, JAK-2, la serina/treonina quinasas por ejemplo, ATM, Aurora A & B, CDKs, mTOR, PKCi, PLKs, b-Raf, S6K, STKll/LKBl y las quinasas lipidicas, por ejemplo, PI3K, SKI. Los inhibidores de quinasa de molécula pequeña son, por ejemplo PHA-739358, Nilotinib, Dasatinib y PD166326, NSC 743411, Lapatinib (GW-572016), Canertinib (CI-1033), Semaxinib (SU5416), Vatalanib (PTK787/ZK222584), Sutent (SU11248), Sorafenib (BAY 43-9006) y Leflunomida (SU101). Para mayor información véase, por ejemplo, Zhang et al. 2009: Targeting cáncer with small molecule kinase inhibitors. Nature Reviews Cáncer 9, 28-39. 8. Receptores similares a Toll Los miembros de la familia de receptores similares a Toll (TLR) son una vinculación importante entre la inmunidad innata y adaptable y el efecto de muchos adyuvantes dependen de la activación de los TLR. Un gran número de vacunas establecidas contra el cáncer incorpora los ligandos para los TLR para reforzar las respuestas a la vacuna. Además, TLR2, TLR3, TLR4 en especial TLR7 y TLR8 se han examinado para terapia del cáncer en procedimientos de inmunoterapia pasiva. Los TLR7 y TLR8 estrechamente relacionados contribuyen a respuestas antitumorales al afectar las células inmunitarias, células tumorales y el micro-entorno tumoral y se pueden activar mediante estructuras de análogos nucleosidicos. Todos los TLR se han utilizado como inmunoterapéuticos independientes o adyuvantes para vacunas contra el cáncer y se pueden combinar sinérgicamente con las formulaciones y los métodos de la presente invención. Para mayor información, véase, van Duin et al. 2005: Triggering TLR signaling in vaccination. Trends in Immunology, 27(l):49-55. 9- Inhibidores de angiogénesis Además de las terapias que se dirigen a receptores inmunomoduladores afectados por los mecanismos de escape tumor-suministrados y la supresión inmune, existen terapias que se dirigen al entorno del tumor. Los inhibidores de angiogénesis evitan el crecimiento extensivo de vasos sanguíneos (angiogénesis) que requieren los tumores para sobrevivir. La angiogénesis estimulada por células tumorales para cumplir con sus demandas cada vez mayores de nutrientes y oxígeno, por ejemplo, se pueden bloquear al dirigirse a diferentes moléculas. Los ejemplos no limitantes de moléculas para suministro de angiogénesis o inhibidores de angiogénesis que se pueden combinar con la presente invención son VEGF solubles (isoformas de VEGF VEGF121 y VEGF165, receptores VEGFR1, VEGFR2 y co-receptores Neuropilin-1 y Neuropilin-2) 1 y NRP-1, angiopoyetina 2, TSP-1 y TSP-2, angiostatina y las moléculas relacionadas, endostatina, vasostatina, calreticulina, factor 4 de plaquetas, TIMP y CDAI, Meth-1 y Meth-2, IFN-a, b- y g-, CXCL10, IL-4, -12 y -18, protrombina (dominio-2 de kringle), fragmento de antitrombina III, prolactina, VEGI, SPARC, osteopontina, maspina, canstatina, proteína relacionada con proliferina, restina y fármacos similares por ejemplo, bevacizumab, itraconazol, carboxiamidotriazol, TNP-470, CM101, IFN-a, "factor 4 de plaquetas, suramina, SU5416, trombospondina, antagonistas de VEGFR, esteroides angiostáticos + heparina, factor inhibidor de angiogénesis derivado de cartílagos, inhibidores de metaloproteinasa matriz, 2-metoxiestradiol, tecogalan, tetratiomolibdato, talidomida, trombospondina, inhibidores de prolactina nb3, linomida, tasquinimod, para revisión, véase Schoenfeld and Dranoff 2011: Anti-angiogenesis immunotherapy. Hum Vaccin. (9):976—81. 10.Fármacos terapéuticos dirigidos a moléculas pequeñas Los fármacos terapéuticos dirigidos a moléculas pequeñas en general son inhibidores de dominios enzimáticos sobre proteínas mutadas, sobre-expresadas, o de otra manera, críticas dentro de la célula cancerosa. Los ejemplos prominentes y no limitantes son los inhibidores de tirosina quinasa imatinib (Gleevec/Glivec) y gefitinib (Iressa). El uso de pequeñas moléculas, por ejemplo, malato de sunitinib y/o tosilato de sorafenib que se dirigen a algunas quinasas en combinación con vacunas para la terapia del cáncer también se describen en la solicitud de patente anterior US2009004213 . 11.Vacunas a base de virus Existe una serie de vacunas contra el cáncer a base de virus disponibles o en desarrollo que se pueden utilizar en un procedimiento terapéutico combinado junto con las formulaciones de la presente invención. Una ventaja de utilizar estos vectores virales es su capacidad intrínseca para iniciar respuestas inmunitarias, con reacciones inflamatorias que se presentan como resultado de la infección viral creando la señal dañina necesaria para una activación inmunitaria. Un vector viral ideal debe ser seguro y no introducir una respuesta inmunitaria anti-vector para permitir el refuerzo de las respuestas anti-tumor especificas. Los virus recombinantes tales como virus de vaccinia, virus de herpes simplex, adenovirus, virus adeno-asociados, retrovirus y virus de viruela aviar se han utilizado en modelos tumorales en animales y con base en sus resultados prometedores, se han iniciado ensayos clínicos en humanos. Las vacunas a base de virus especialmente importantes son partículas similares a virus (VLP), pequeñas partículas que contienen ciertas proteínas provenientes del recubrimiento exterior de un virus. Las partículas similares a virus no contienen ningún material genético proveniente del virus y no pueden provocar una infección, aunque se pueden construir para que presenten antígenos tumorales sobre su recubrimiento. Las VLP se pueden suministrar a partir de diversos virus, tales como por ejemplo, el virus de hepatitis B u otras familias de virus entre las que se incluyen Parvoviridae (por ejemplo, virus adeno-asociado), Retroviridae (por ejemplo, V1H), y Flaviviridae (por ejemplo, virus de hepatitis C). Para una revisión general, vease Sorensen and Thompsen 2007: Virus-based immunotherapy of cáncer: what do we know and where are we going? APMIS 115(11):1 177-93; las partículas similares a virus contra el cáncer se revisan en Buonaguro et al.2011: Developments in virus-like particle-based vaccines for infectious diseases and cáncer. Expert Rev Vaccines 10(11):1569-83; and in Guillen et al.2010: Virus-like partióles as vaccine antigens and adjuvants: application to chronic disease, cáncer immunotherapy and infectious disease preventive strategies. Procedía in Vaccinology 2 (2), 128-133. 12.Estrategias con muíti-epitopes El uso de múltiples epítopes muestra resultados promisorios para la vacunación. Las teenologías de secuenciación rápida, combinadas con sistemas de algoritmos inteligentes permiten la explotación del mutanoma tumoral y pueden proporcionar múlti-epítopes para vacunas individualizadas que se pueden combinar con la presente invención. Para mayor información, véase 2007: Vaccination of metastatic colorectal cáncer patients with matured dendritic cells loaded with múltiple major histocompatibility complex class I peptides. J Immunother 30: 762-772; furthermore Castle et al. 2012: Exploiting the mutanome for tumor vaccination. Cáncer Res 72 (5): 1081-91. 13.Transferencia adoptiva de celulas T Por ejemplo, una combinación de una vacunación mediante antigenos tumorales y la transferencia de células T se describe en: Rapoport et al. 2011: Combination immunotherapy using adoptive T-cell transfer and tumor antigen vaccination on the basis of hTERT and survivin aftcr ASCT for myeloma. Blood 117 (3):788-97. 14.Terapias blanco a base de péptidos Los péptidos se pueden unir a receptores de superficie celular o afectar la matriz extracelular que rodea el tumor. Los radionúclidos que se unen a estos péptidos (por ejemplo, RGDS) con el tiempo exterminarán la célula cancerosa si el núclido decae en la vecindad de la célula. En especial, los oligo o multimeros de estos motivos de unión son de gran interés, debido a que esto puede conducir a una especificidad y avidez tumoral mejorada. Para ejemplos no limitantes véase, Yamada 2011: Peptide-based cáncer vaccine therapy for prostate cáncer, bladder cáncer, and malignant glioma. Nihon Rinsho 69(9): 1657-61. 15.Otras terapias Existen muchas otras terapias del cáncer que se pueden combinar con las formulaciones y los métodos de la presente invención para crear efectos sinérgicos. Los ejemplos no limitantes son tratamientos que se dirigen a la apoptosis, hipertermia, terapia hormonal, terapia con telomerasa, terapia para potenciación de insulina, terapia génica y terapia fotodinámica.

El termino "inmunización" o "vacunación", describe el proceso de dirección a un sujeto por razones terapéuticas o profilácticas.

El término "sujeto" se relaciona con mamíferos. Por ejemplo, los mamíferos en el contexto de la presente invención son seres humanos, primates no humanos, animales domesticados tales como perros, gatos, ovejas, ganado, cabras, cerdos, caballos, etc., animales de laboratorio tales como ratones, ratas, conejos, cobayos, etc., así como animales en cautiverio, tales como animales de zoológicos. El termino "animal", en el sentido en el que se utiliza en la presente también incluye seres humanos.

El término "autólogo" se utiliza para describir cualquier cosa que se derive del mismo sujeto. Por ejemplo, "trasplante autólogo" se refiere a un trasplante del tejido u órganos derivados del mismo sujeto. Estos procedimientos son ventajosos debido a que superan la barrera inmunológica que de otra manera daría por resulta en rechazo.

El término "heterólogo" se utiliza para describir algo que consista de múltiples elementos diferentes. Como un ejemplo, la transferencia de una médula ósea de un individuo en un individuo diferente constituye un trasplante heterólogo. Un gen heterólogo es un gen derivado de una fuente distinta a la del sujeto.

Las composiciones farmacéuticas de la invención de preferencia son estériles y contienen una cantidad efectiva de las nanoparticulas descritas en la presente y, opcionalmente, de agentes adicionales como se analiza en la presente para generar la reacción deseada o el efecto deseado.

La composición farmacéutica de la invención se puede administrar junto con sustancias suplementarias para mejorar la inmunidad tales como uno o más adyuvantes y pueden comprender una o más sustancias para mejorar la inmunidad para aumentar adicionalmente su efectividad, de preferencia para alcanzar un efecto sinérgico de inmunoestimulación. El término "adyuvante" se relaciona con compuestos que prolongan o mejoran o aceleran una respuesta inmunitaria. Con respecto a esto, son posibles diversos mecanismos, dependiendo de los diversos tipos de adyuvantes. Por ejemplo, los compuestos que permiten la maduración de las DC, por ejemplo lipopolisacáridos o el ligando CD40, forman una primera clase de adyuvantes adecuados. En general, cualquier agente que influya el sistema inmunitario del tipo de una "señal peligrosa" (LPS, GP96, dsARN etc.) o citoquinas, tales como GM-CSF, se puede utilizar como un adyuvante que permita que se intensifique una respuesta inmunitaria y/o influya de una forma controlada. Los oligodesoxinucleótidos CpG, opcionalmente, también se pueden utilizar en este contexto, aunque se deben considerar sus efectos secundarios que se presentan bajo ciertas circunstancias, como se explicó anteriormente. Los adyuvantes particularmente preferidos son citoquinas, tales como monoquinas, linfoquinas, interleuquinas o quimiocinas, por ejemplo, IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL -9, IL-10, IL-12, INFot, INF-g, GM-CSF, LT-a, o factores de crecimiento, por ejemplo hGH. Los adyuvantes conocidos adicionales son hidróxido de aluminio, adyuvante de Freund o aceite tal como Montanide®, el más preferido es Montanide® ISA51. Los lipopéptidos, tales como Pam3Cys, también son adecuados para utilizarse como adyuvantes en la composición farmacéutica de la presente invención .

Las composiciones farmacéuticas por lo general se proporcionan en una forma de dosificación uniforme y se pueden preparar de una manera conocida per se. La composición farmacéutica de la invención puede estar por ejemplo en la forma de una solución o suspensión.

La composición farmacéutica de la invención puede comprender sales, sustancias tampón, conservadores, portadores, diluyentes y/o excipientes, todos de preferencia son farmacéuticamente aceptables. El término "farmacéuticamente aceptable" se refiere a la no toxicidad de un material que no interactúe con la acción del componente activo de la composición farmacéutica.

Las sales que no sean farmacéuticamente aceptables se pueden utilizar para preparar sales farmacéuticamente aceptables y se incluyen en la invención. Las sales farmacéuticamente aceptables de este tipo comprenden, en una forma no limitante, aquellas preparadas a partir de los siguientes ácidos: ácido clorhídrico, bromhídrico, sulfúrico, nítrico, fosfórico, maleico, acético, salicílico, cítrico, fórmico, malónico, succínico, y lo semejante. Las sales farmacéuticamente aceptables también se pueden preparar como sales de metal alcalino o sales de metal alcalinotérreo, tales como sales de sodio, sales de potasio o sales de calcio.

Las sustancias tampón adecuadas para utilizarse en la composición farmacéutica de la invención incluyen ácido acético en una sal, ácido cítrico en una sal, ácido bórico en una sal y ácido fosfórico en una sal.

Los conservadores adecuados para utilizarse en la composición farmacéutica de la invención incluyen cloruro de benzalconio, clorobutanol, parabenos y timerosal.

Una formulación inyectable puede comprender un excipiente farmacéuticamente aceptable, tal como lactato de Ringer.

El término "portador" se refiere a un componente orgánico o inorgánico, de una naturaleza natural o sintética, en el cual se combina el componente activo para facilitar, mejorar o permitir su aplicación. De acurdo con la invención, el término "portador" también incluye uno o más materiales de relleno sólidos o líquidos compatibles, diluyentes o sustancias encapsulantes, que sean adecuados para la administración a un paciente.

Las sustancias portadoras posibles para una administración parenteral son, por ejemplo, agua estéril, Ringer, lactato de Ringer, solución estéril de cloruro de sodio, polialquilenglicoles, naftalenos hidrogenados y, en particular, polímeros biocompatibles de láctido, copolímeros de láctido/glicólido o copolímeros de polioxietileno/polioxipropileno .

El término "excipiente", cuando se utiliza en la presente, pretende indicar todas las sustancias que puedan estar presentes en una composición farmacéutica de la presente invención y que no sean ingredientes activos tales como, por ejemplo, portadores, aglutinantes, lubricantes, espesantes, agentes tensioactivos, conservadores, emulsionantes, tampones, agentes saborizantes, o colorantes.

Los agentes y composiciones descritos en la presente se pueden administrar vía cualquier ruta convencional, tal como mediante administración parenteral incluyendo mediante inyección o infusión. La administración de preferencia es parenteralmente, por ejemplo intravenosa, intra-arterial, subcutánea, intradérmica o intramuscularmente .

El término "administración parenteral", se refiere a la administración de una forma distinta a la que se realiza a través del tracto digestivo, como mediante inyección intravenosa o intramuscular. La administración sistémica es una ruta de administración que es ya sea enteral, es decir, la administración que implica la absorción a través del tracto gastrointestinal, o parenteral.

Las composiciones adecuadas para administración parenteral por lo general comprenden una preparación acuosa o no acuosa estéril del compuesto activo, que de preferencia es isotónico para la sangre del recipiente. Los ejemplos de portadores y solventes compatibles son solución de Ringer y solución isotóníca de cloruro de sodio. Además, por lo general se utilizan aceites estériles, grasos como el medio de solución o suspensión.

Los agentes y composiciones descritos en la presente se administran en cantidades efectivas. Una "cantidad efectiva" se refiere a la cantidad que alcanza una reacción deseada o un efecto deseado sola o junto con dosis adicionales. F,n caso del tratamiento de una enfermedad particular o una condición particular, la reacción deseada de preferencia se relaciona con la inhibición del curso de la enfermedad. Esto comprende disminuir el progreso de la enfermedad y, en particular, interrumpir o invertir el progreso de la enfermedad. La reacción deseada en un tratamiento de una enfermedad o una condición también puede retardar la aparición o una prevención de la aparición de la enfermedad o la condición.

Una cantidad efectiva de un agente o composición descrito en la presente dependerá de la condición que será tratada, la gravedad de la enfermedad, los parámetros individuales del paciente, incluyendo la edad, condición fisiológica, talla y peso, la duración del tratamiento, el tipo de una terapia complementaria (si está presente), la ruta de administración especifica y factores similares. Por consiguiente, las dosis administradas de los agentes descritos en la presente pueden depender de varios de estos parámetros. En caso de que una reacción en un paciente sea insuficiente con una dosis inicial, se pueden utilizar dosis mayores (o dosis efectivamente mayores alcanzadas por una ruta de administración diferente, más localizada).

La presente invención se describe en detalle mediante las figuras y ejemplos más adelante, que se utilizan únicamente para fines de ilustración y no deberán ser limitantes. Debido a la descripción y los ejemplos, modalidades adicionales que asimismo se incluyen en la invención están accesibles para el experto.

EJEMPLOS Las téenicas y métodos utilizados en la presente se describen o se llevan a cabo de una manera conocida per se y como se describe, por ejemplo, en Sambrook et al., Molecular Cloning: D Laboratory Manual, 2a Edición (1989) Coid Spring Harbor Laboratory Press, Coid Spring Harbor, N.Y. Todos los métodos que incluyen el uso de kits y reactivos se llevan a cabo de acuerdo con la información del fabricante, a menos que se indique específicamente.

Ejemplo 1 Materiales y métodos: Preparación de liposomas La fabricación de liposomas se realizó mediante diferentes protocolos. El "método de película" o "inyección de etanol", se utilizó para la preparación de liposomas. Para el método de película, los lípidos se disolvieron en cloroformo y se colocaron en cantidades adecuadas en un matraz de fondo redondo. El solvente orgánico se evaporó en un evaporador giratorio y la película seca se reconstituyó con agua o una solución de tampón/excipiente al agitar suavemente el matraz. Típicamente, se seleccionó una concentración total de lípidos de 5 mM. Para la inyección de etanol, los lípidos se disolvieron a proporciones molares adecuadas en etanol a una concentración total en la variación de 100-400 mM. La solución de etanol se inyecta bajo agitación en agua o la solución acuosa de tampones/excipientes . El tamaño de los liposomas se ajustó mediante extrusión a través de membranas de policarbonato de diferente tamaño de poro (50-400 nm), y/o se filtraron a través de filtros estériles disponibles comercialmente de 220-450 nm de tamaño de poro, o se utilizaron filtros para uso clínico con otros tamaños de poro (1 pm-5pm) (Sartorius, Gottingen, Alemania, Millipore, Schwalbach, Alemania).

La concentración final de lípidos en la fase acuosa fue entre 5 mM y 25 mM. La composición de lipidos se controló mediante análisis HPLC. El tamaño de partícula y el potencial zeta se determinaron mediante dispersión de luz dinámica.

Formación Lipoplexos La formación lipoplexos se realizó mediante diferentes protocolos. F,1 procedimiento detallado se determinó con los experimentos individuales. Para diversos experimentos, se realizó la incubación directa de soluciones de ARN con soluciones liposómicas en agua o en presencia de tampones o excipientes. Los lipoplexos también se podrían formar mediante el mezclado de soluciones lipídicas en etanol con soluciones de ARN en agua o soluciones acuosas de ta pón/excipientes. El protocolo de preparación seleccionado depende de las características de las partículas deseadas y la aplicación biológica y se describe adícionalmente con los experimentos respectivos.

Mediciones PCS Se realizaron mediciones del tamaño de partícula y potencial Z en un Analizador de Partícula Submicrónica/Potencial Z 380 ZLS (PSS Nicomp, Santa Barbara, CA) . El tamaño se determinó mediante espectroscopia de correlación fotónica (PCS) a un ángulo de dispersión de 90° con un tiempo de equilibrio de 2 min y tiempo de ejecución de 15 min. La autocorrelación se realizó utilizando el análisis Gausiano de intensidad ponderada, que proporciona la información acerca del diámetro medio de la población volumétrica e indice de polidispersidad (PI).

Potencial zeta El potencial zeta se midió en agua utilizando una intensidad de campo eléctrico de 5 V/cm y una separación de electrodos de 0.4 cm. La movilidad electrostática se convirtió al potencial zeta utilizando la ecuación Helmholtz-Smoluchowski . Todas las mediciones se llevaron a cabo a una temperatura de 23°C.

Fraccionamiento de flujo de campos El FFF de flujo asimétrico (AF4) se realizó utilizando el sistema Eclipse 3 + equipado con un canal largo (275 mm de longitud) y el detector de dispersión de luz MALS de ángulo triple miniDAWN TREO ( Wya tt Technologies Dernbach, Alemania), utilizando el siguiente hardware/parámetro: Membrana : Celulosa regenerada de 10 kD ( Microdyn Nadir, Wiesbaden, Alemania) Separador : Separador de 250 mm (ancho de 21.5 mm) Solvente : 10 mM NaN03 Detector de flujo: 1.0 mL/min Foco de flujo: 1.5 mL/min Inyección de flujo: 0.2 mL/min Gradiente de flujo cruzado 4 ml/min (fijo durante 15 min, distinto de 4 mL/min para 0.1 mL/min en 20 min) .

Animales Los ratones C57BL/6 y BALB/c fueron de Jackson Laboratories. En todos los experimentos se utilizaron animales que coincidieron con la edad (8-10 semanas de edad) y sexo (hembras).

Celulas y líneas celulares B16-0VA es una línea celular de melanoma B16-F10 que expresan el gen de ovoalbúmina de pollo (OVA). Las DC inmaduras derivadas de onocitos humanos (iDC) se diferenciaron de los monocitos CD14+ purificados en presencia de IL-4 (1000 U/ml) y GM-CSF (1000 U/ml) durante 5 días.

Estructuras de ARN y transcripción in vitro Todos los plásmidos para la transcripción in vi tro de un ARN antigeno codificante puro se basaron en la estructura pstl-2hBgUTR-A120 que incorpora una UTR de b-globina humana 3' (hBgUTR) y una prolongación poly(A) de 120 nucleótidos y permite la generación de un ARN transcrito ín vi tro mejorado farmacológicamente. La estructura SIINFEKL contiene aa 257-264 de OVA de pollo. La estructura HA fue una secuencia parcial optimizada por codones del HA de influenza (aa 60-285 fusionado con aa 517-527; cepa de influenza A/PR/8/34) diseñado para combinar epitopes del MHC inmunodominante mayor. pSTI-luciferasa-A120 (Luc) contiene el gen de luciferasa de luciérnaga (15). El ARN se generó mediante transcripción in vi tro. El marcado del ARN con Cy5-UTP (Cy5-RNA) se condujo de acuerdo con las instrucciones del fabricante (Amersham Biosciences, Buckinghamshire, Reino Unido) utilizando la estructura de HA como molde.

Preparación e inyección de lipoplexos A menos que se establezca de otra manera, como protocolo estándar, se prediluyeron los ARN y liposomas en solución salina amortiguada con fosfato libre de RNasa IX (PBS) (Ambion) a un volumen final de 100 ml antes del mezclado. 10 minutos después de mezclar el ARN diluido y el liposoma, se inyectaron 200 ml de solución lipoplexo por ratón intravenosamente. Para algunos experimentos, el PBS se reemplazó con NaCl libre de RNeasa 154 mM (Ambion).

Análisis citometrico de flujo Los anticuerpos monoclonales para la citometría de flujo fueron de BD Pharmingen. Se incubaron muestras sanguíneas U sadas hipotónicamente a 4°C con los mAbs típicos. Las células de bazo se obtuvieron mediante digestión con colagenasa (1 mg/ml; Roche). La cuantificación de células SIINFEKL-específicas CD8+ con el tetrámero H-2 Kb/SIINFEKL (Beckman-Coulter) se describió anteriormente. Los datos citométricos de flujo se obtuvieron en un citómetro de flujo analítico FACS-Canto II y se analizaron utilizando el software FlowJo (Tree Star).

Electroporación 50m1 de solución de ARN se sometieron a electroporación en iDC con parámetros electoporación de 270V y 150pF utilizando un electroporador BioRad.

Formación de imágenes por bioluminiscencia (BLI) in vivo Se evaluaron la absorción y traducción de Luc-ARN mediante formación de imágenes por bioluminiscencia utilizando el sistema para formación de imágenes IVIS (Caliper Life Sciences). En resumen, se inyectó i.p. una solución acuosa de D-luciferina (150 mg/kg de peso corporal) (BD Biosciences) 6 h después de la administración de los lipoplexos de ARN.5 min después de esto, se cuantificaron los fotones emitidos (tiempo de integración de 1 min). Se cuantificó la bioluminiscencia in vivo en las regiones de interés (ROI) como la radiación promedio (fotones/seg/c 2/sr) seguir utilizando el software IVIS Living Image 4.0. La intensidad de luz transmitida que se origina de las células que expresan luciferasa dentro del animal se representó como una imagen en escala de grises, donde el negro es la señal de bioluminiscencia menos intensa y blanco la más intensa. Las imágenes de referencia en escala de grises de los ratones se obtuvieron bajo iluminación de luz baja LED. Las imágenes se superpusieron utilizando el software Living Image 4.0.

ELISA IFN-a (PBL) y TNFa (eBioscience) de ratón se detectó en sueros de ratón utilizando análisis ELISA estándar de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

Experimentos en tumores Para determinar la inmunidad protectora, los ratones recibieron tres inmunizaciones. Después de esto, se inocularon s.c. 2 x 105 de células tumorales B16-0VA en los flancos de ratones C57BL/6. Para la evaluación de la inmunidad terapéutica, primero se inocularon los mismos números de células tumorales. Luego se iniciaron las inmunizaciones, después de que los tumores alcanzaron un diámetro de 2 hasta 3 mm. Los tamaños del tumor se midieron cada tres dias. Los animales se sacrificaron cuando el diámetro del tumor excedió 15 mm.

Ejemplo 2: Efecto de tampones/iones sobre los tamaños de partículas y el PI de los lipoplexos de ARN Se prepararon lipoplexos de liposomas y ARN a diferentes proporciones de carga +/- entre el 1ípido catiónico (cargadas positivamente) DOTMA y el ARN cargado negativamente. Las características fisicoquímicas de los liposomas se investigaron mediante dispersión de luz dinámica (PCS) y mediciones del potencial zeta.

El uso de un tampón que con frecuencia es necesario para aplicaciones farmacéuticas y iones puede conducir a la agregación de lipoplexos que los hace inadecuados para aplicación parenteral a pacientes. Para evaluar estos efectos sobre el diámetro promedio de los lipoplexos, las características de partículas de los lipoplexos de los liposomas DOTMA/DOPE (F4) [DOTMA/DOPE (1: 1 mol:mol)] y ARN a diferentes proporciones de carga se determinaron bajo cuatro condiciones tamponadas, a saber, agua, tampón de PBS, PBS más CaCl2 2.2 mM, y PBS más CaCl222 mM. Para las mediciones, en resumen, los lipoplexos se formaron al agregar el ARN a los liposomas preformados, posteriormente se agregaron los tampones. La concentración final de ARN se seleccionó a aproximadamente 100 mg/ml. Todas las concentraciones se ajustaron por consiguiente y se seleccionaron como se proporciona en las figuras. En las figuras la, Ib, le y Id se muestran los tamaños de partícula. La proporción de carga DOTMA/ARN se proporciona en el eje x de cada diagrama.

(Figura la) en agua se obtuvieron lipoplexos de tamaños de partícula definidos (tamaño medio menor que 300 nm), con bajos índices de polidispersidad (<0.3). Los tamaños de partícula medidos sólo se afectaron ligeramente por la proporción de carga. Sin embargo, las partículas cargadas negati amente fueron más pequeñas (tamaño medio de 100 hasta 200 nm) y más estables (PI <0.15) que las partículas no cargadas (tamaño medio de 200 hasta 250 nm, PI <0.2).

(Figura Ib) en tampón de PBS, el mismo efecto es más prominente. Los lipoplexos con una proporción de carga positiva o neutra forman partículas más grandes (estabilizadas parcialmente por las cargas positivas). Los lipoplexos con una proporción de carga neutra son agregados de construcción inestable. Por el contrario, los lipoplexos cargados negativamente son tanto estables (como se indica por un PI bajo <0.2) y compactos con tamaños promedio de partícula de 250 n y menos.

(Figura le) después de la adición de CaCl2 se puede observar un aumento en los tamaños de partícula. Sin embargo, a concentraciones fisiológicas de Ca++ (mostrado: 2.2 mM, en algunos tipos celulares, la concentración fisiológica puede ser de hasta 5 M, raramente hasta 10 M) las partículas cargadas negativamente todavía tienen tamaños definidos por debajo de 500 nm, con un índice de polidispersidad que no excede 0.6. Para la muestra con un exceso de carga positiva, el tamaño aumentó casi hasta 1000 nm.

(Figura Id) adición de CaCl222 mM a las muestras b) (PBS) indujo agregación/floculación bajo todas las condiciones, supuestamente debido a la formación de partículas de fosfato de calcio.

Estos resultados demuestran que en soluciones tamponadas tales como es decir, en tampón de PBS y/o en presencia de CaCl2, las porciones de carga positiva o neutra están deficientemente adecuadas para la producción de formulaciones liposómicas estables. La estabilidad de los lipoplexos depende en gran medida de la proporción de carga +/- entre el lípido DOTMA catiónico y el ARN cargado. Además, tanto la intensidad iónica del tampón de formulación como la presencia de cationes bivalentes tienen fuertes influencias sobre los tamaños de partícula. Bajo condiciones fisiológicas (es decir, pH 7.4; 2.2 mM de Ca++), una proporción de carga negativa parece ser imperativa debido a la inestabilidad de los lipoplexos neutros o cargados positivamente. Para los lipoplexos con exceso de carga negativa, se observó una menor tendencia a la agregación.

Ejemplo 3: Efecto de la carga positiva sobre la estabilidad de los lipoplexos de ARN Para una evaluación adicional de un efecto benéfico/perjudicial potencial de las cargas positivas sobre la estabilidad de los lipoplexos (véase por ejemplo, las figuras Ib y le), los tamaños de partícula de los lipoplexos de los liposomas DOTMA/Chol (F5) [DOTMA/Col (1:1 mol:mol)] y ARN con proporciones de carga DOTMA/ARN de 1/1 y 2/1 se midieron en diferentes tampones (véase la figura 2). Para comparación, también se midió el tamaño de los liposomas puros .

En cloruro de sodio 150 mM, así como en tampón de PBS una proporción de carga positiva 2/1 DOTMA/ARN conduce a tamaños de partícula bastante aumentada/agregados con un índice de polidispersidad mayor que 0.4. Este resultado indica que las cargas positivas no son adecuadas para estabilizar lipoplexos y que se tiene que esperar una agregación para los lipoplexos cargados positivamente también bajo condiciones fisiológicas.

Ejemplo 4: Influencia de la pre-compactación del ARN suministrada por cationes bivalentes sobre el tamaño de partícula de lipoplexos de ARN Para probar la influencia de la pre-compactación del ARN utilizando cationes divalentes antes de la complejación, el tamaño de partícula de los lipoplexos F5/ARN a proporciones de carga (1/1) y (1/2) se determinaron después de la compactación del ARN con diferentes cantidades de CaCl2. Contrario a los Ejemplos 2 y 3, aquí los iones se agregaron al ARN antes de la formación del lipoplexo. La concentración final de liposomas en todos los casos fue 100 mM, y la concentración de ARN se ajustó por consiguiente. Debido al F5/ARN 1/2 se duplicó la concentración de ARN, aquí también se duplicó la concentración de CaCl2.

Después del pre-tratamiento de lipoplexos ARN/F5 (1:1) no cargados con concentraciones fisiológicas de CaCl2 (es decir, 2.2 mM), el tamaño promedio de la partícula de lipoplexo resultante se infló (es decir, hasta 1.2 pm); véase la figura 3. Debido a este gran tamaño, estas partículas no fueron idealmente adecuadas para composiciones farmacéuticas y/o el suministro de ARN en las células. Por el contrario, tanto en experimentos de pre-compactación con lipoplexos cargados negativamente como concentraciones bajas/altas (bajas: 0.3 mM; altas: 4.4 mM) de partículas de tamaño pequeño producidas de CaCl2 de aproximadamente 200 (350) nm.

Estos resultados indican que el ARN se puede precondensar con iones bivalentes. Debido a este paso de precondensación, los lipoplexos con tamaños de partícula definidos y compactos se pueden formar a proporciones de carga negativa; se puede evitar la agregación o aumento sustancial del tamaño de partícula.

Ejemplo 5: Caracterización físico-química de lipoplexos de ARN En la figura 4, se proporcionan los resultados a partir de la caracterización físico-química de lipoplexos de ARN con F4 (DOTMA/DOPE) a diferentes proporciones de carga +/- entre DOTMA y ARN. Como se puede observar para los lipoplexos cargados negativamente, a proporciones +/- de 1/1 y superiores, el tamaño de partícula es constante hasta aproximadamente 200 nm. El potencial zeta disminuye monótonamente de +/- 2/1 hasta 1/1, y permanece constante a una carga negativa en exceso mayor. Estos resultados sugieren que las características de partículas importantes, a saber, el tamaño de partícula y el potencial zeta, no varían con exceso de ARN, iniciando a partir de la proporción 1/1. En esta variación, se pueden fabricar partículas coloidales estables de tamaño bien definido. También se pueden obtener resultados similares en presencia de iones y tampones (PBS).

Ejemplo 6: Efecto de la composición de la composición tampón sobre la estabilidad/amaño de partícula de lipoplexos de ARN cargados negativamente La estabilidad de los lipoplexos en diferentes tampones se investigó adicionalmente a detalle. Para probar si un exceso de carga negativa conduce a lipoplexos coloidales estables en sistemas tampón de potencial relevante, se determinaron los tamaños de partícula de los lipoplexos F4/Luc-ARN a la proporción de carga (1/2) en agua y después de la adición de un tampón concentrado para PBS (lx), cloruro de sodio (150 mM), glucosa (5%) o glucosa tamponada con fosfato (véanse las figuras 5a y 5b).

Bajo todas las condiciones probadas, los tamaños de partículas no excedieron 300 nm con valores PI claramente menores a 0.4. Estos resultados sugieren que, si se fabrican de acuerdo con la presente invención, los lipoplexos de ARN con una proporción de carga (exceso de ARN cargado negativamente) son coloidalmente estables bajo diferentes condiciones tamponadas.

Ejemplo 7: Correlación de la proporción de carga negativa y el tamaño/estabilidad de la partícula La estabilidad coloidal de los lipoplexos a la proporción entre (1/1) y (1/2) se investigó adicionalmente. Los tamaños de partícula de los lipoplexos F4/ARN con proporciones de carga entre 1:1.8 y 1:1.2 se midieron en agua; véanse las figuras 6a y 6b.

Estos resultados sugieren que en la variación de las proporciones de carga probadas, el tamaño de partícula de lipoplexos no varió a cambios menores en exceso de ARN. Junto con las proporciones de carga probadas (negativas) de 1:1.2 hasta 1:1.8, los tamaños de partícula en general están en la variación de 100 hasta 200 nm con valores PI menores de 0.2.

Ejemplo 8: Efecto de la extrusión sobre el tamaño medio de partícula y los valores PI de lipoplexos de ARN En este experimento se demuestra que se pueden producir lipoplexos de diferente tamaño. Para determinar el efecto de un paso de extrusión adicional sobre el tamaño de partícula medio y los valores PI de los liposomas o los lipoplexos de ARN, se realizaron experimentos de extrusión (utilizando una membrana de policarbonato con diferentes diámetros de poro). En las figuras 7a y 7b se muestran los resultados a partir del dimensionamiento de partículas de los lipoplexos de ARN con F4 no extruido (DOTMA/DOPE) y con F4 extruido en agua o PBS.

Los experimentos demuestran que, además de la variación del tamaño ya descrito de 200-300 nm, también se pueden producir partículas mayores y menores. Aquí, como un ejemplo, se proporcionan partículas con tamaños en la variación de 400-500 nm y <100 nm.

Mientras que los lipoplexos de ARN no extruidos muestran tamaños de partícula promedio entre 400 y 500 nm, la extrusión de los lipoplexos de ARN en general conduce a partículas significativamente menores con tamaños menores de 200 nm. Por el contrario, el efecto de la extrusión sobre la polidispersidad es marginal; los liposomas tanto extruidos como no extruidos conducen a partículas bien definidas, discretas (con valores PI entre 0.1 y 0.3), si se complejan con ARN.

Ejemplo 9: Efecto de la liofilización sobre las características de las partículas Los lipoplexos no son estables en suspensión líquida para almacenamiento a largo plazo y se agregan. La liofilización es una téenica para enfrentar este reto. Se investigó el efecto de la liofilización sobre las características de las partículas. Los tamaños de partícula de los liposomas DOTMA/DOPE (F4) se determinaron antes de la liofilización y después de la liofilización y la reconstitución con agua (véanse las figuras 8a y 8b).

Estos resultados sugieren, que los lipoplexos se pueden liofilizar sin afectar las características de las partículas .

Ejemplo 10:Efecto de la proporción DOTMA/DOPE sobre las características de la partícula Se fabricaron liposomas y lipoplexos con diferentes proporciones DOTMA/DOPE. Los liposomas con una fracción DOPE muy alta (90% molar) fueron inestables en PBS (figura 9). Para los lipoplexos, ya a una fracción DOPE de 70% molar, el tamaño de partícula aumentó significativamente (figura 10). Todas las otras composiciones fueron estables.

Ejemplo 11:Administración in vivo de lipoplexos de ARN Ratones BALB/c (n = 3) se inyectaron intravenosamente con luciferasa-ARN (20 pm) complejada con diferentes cantidades de los liposomas F4 para proporcionar porciones F4:ARN de 4.8:1, 2.4:1, 1.2:1, 1.2:2, 1.2:4. Se evaluaron las actividades de luciferasa in vivo y ex vivo vía formación de imágenes in vivo 6 horas después de la inyección del lipoplexo y en la figura 11 se muestran conjuntos de ratones y órganos representativos. La figura 12 muestra la distribución de la señal total de luciferasa entre los órganos derivados del experimento representado en la figura 11.

F4 (DOTMA: DOPE) se dirige más a los pulmones (un bazo pequeño) a la proporción F4:ARN de 4.8:1, tanto a pulmones como al bazo a la proporción de F4:ARN de 2.4:1 y exclusivamente al bazo a proporciones de F4:ARN de 1.2:1, 1.2:2, 1.2:4. De esta forma, los lipoplexos neutros y aniónicos se dirigen específicamente a los bazos, mientras que los lipoplexos catiónicos se dirigen principalmente al pulmón (wrt para la expresión proteínica). No se detectó ninguna expresión en el hígado.

Ratones BALB/c (n = 5) se inyectaron intravenosamente con luciferasa-ARN (20 pg) complejada con los liposomas Fll o F12 con una proporción Fx:ARN de 1.2:2 [Fll: DOTMA/DOPE (1:2 mol:mol); F12: DOTMA/DOPE (2:1 mol :mol)]. Se evaluaron las actividades de luciferasa ín vivo y ex vivo vía formación de imágenes in vivo 6 horas después de la inyección del lipoplexo y en la figura 13 se muestran conjuntos de ratones y órganos representativos. Los derivados de F4, Fll y F12 también se dirigen al bazo a una proporción de liposomarARN de 1.2:2.

Ratones BALB/c (n = 5) se inyectaron intravenosamente con luciferasa-ARN (2C pg) complejada con los liposomas F2 o F5 con una proporción de FxrARN de 1:1 [F2: DOTAP/DOPE (1:1 mol:mol); F5:DOTMA/Chol (1:1 mol:mol)]. Se evaluaron las actividades de luciferasa in vivo y ex vivo vía formación de imágenes in vivo 6 horas después de la inyección de lipoplexo y en la figura 14 se muestran conjuntos de ratones y órganos representativos. A la proporción de liposoma:ARN de 1:1, mientras que F2 se dirige al bazo, F5 se dirige tanto al bazo como a los pulmones.

Luciferasa-ARN (20 pg) diluida en PBS IX (A) o sin diluir en agua (B y C) se complejado con los liposomas F4 diluidos en PBS IX (B) o sin diluir en agua (A y C) con una proporción de F4:ARN de 1.2:2. Las concentraciones finales de PBS de todos los complejos se ajustaron a PBS IX. Ratones BALB/c (n = 5) luego se inyectaron intravenosamente con A, B o C y se cuantificaron las actividades de luciferasa en los bazos de los ratones vía formación de imágenes in vivo (media + SD); véase la figura 15.

Como un protocolo de mezclado estándar, tanto los liposomas con el ARN se diluyeron en PBS (concentración final de PBS IX). Y luego se mezclaron a volúmenes iguales. La predilución de sólo ARN es tan bueno como un protocolo estándar . Todos los otros protocolos que carecen de predilución del ARN en PBS proporcionaron resultados más deficientes. La presencia de iones en solución de ARN antes de la complejación se prefiere para alcanzar buenos resultados .

Luciferasa-ARN (20 pg) precomplejada con CaCl2 0.125 o 1 mM sin precomplejación se mezcló via un protocolo estándar con los liposomas F4 con una proporción de F4:ARN de 1.2:2. Ratones BALB/c (n = 5) se inyectaron intravenosamente con estas formulaciones y se cuantificaron las actividades de luciferasa ín vivo a partir de los bazos de los ratones (media + SD); véase la figura 16.

La precondensación del ARN con CaCl21 mM cuando se utilizó PBS como un tampón aumentó la señal de luciferasa 3 veces (concentraciones mayores de CaCl2 en presencia de PBS conducen a mayores agregados de partículas). La precondensación del ARN con Ca2+ ayuda a aumentar la señal de 1uciferasa .

Luciferasa-ARN (20 pg) o los liposomas F4 diluidos en PBS IX o NaCl 154 mM se mezclaron con una proporción de F4:ARN de 1.2:2. Ratones BALB/c (n = 5) se inyectaron intravenosamente con estas formulaciones y se cuantificaron las actividades de luciferasa in vivo a partir de los bazos de los ratones (media + SD); véase la figura 17.

Utilizando un protocolo de mezclado estándar, el reemplazo de PBS con NaCl iso-osmolar funcionó también como PBS.

Luciferasa-RNA (20 pg) precomplejada con CaCl? 1-4 mM se mezcló utilizando un protocolo estándar con los liposomas F4 con una proporción de F4:ARN de 1.2:2 utilizando NaCl 154 mM en lugar de PBS IX como tampón de dilución. Ratones BALB/c (n = 5) se inyectaron intravenosamente con estas formulaciones y se cuantificaron las actividades de luciferasa in vivo a partir de los bazos de los ratones (media + SD); véase la figura 18.

Cuando se reemplazó el PBS con NaCl, se puede utilizar CaCl2 2 mM que conduce a un aumento de 4.5 veces (concentraciones mayores de CaCl2 no aumentaron adicionalmente la señal).

Luciferasa-ARN (5 pg) se incubó en 25 ó 50% de suero de ratón durante 30 min. y luego se sometió a electroporación en las DC inmaduras derivadas de monocitos humanos. Se evaluó la actividad de luciferasa 18 h después de via un análisis de luciferasa in vi tro estándar (media + SD); véase la figura 19a. la Luciferasa-ARN (20 pg) se complejo via un protocolo estándar con los liposomas F4 con una proporción de F4:ARN de 1.2:2 y luego se incubó en presencia o ausencia de 50% de suero de ratón durante 30 min. Ratones BALB/c (n 5) se inyectaron intravenosamente con estas formulaciones y se cuantificaron las actividades de luciferasa ín vivo a partir de los bazos de los ratones (media + SD); véase la Figura 19b.

El ARN puro se degradó en presencia de suero. La complejación del ARN con los liposomas F4 lo protegió de la degradación suministrada por RNasa en el suero.

Ratones BALB/c (n = 3) se inyectaron intravenosamente con Cy5-ARN (40 pg) complejado con los liposomas F4 marcados con rodamina (F4-rho) (1.2:2; liposoma:ARN) . La absorción de Cy5-ARN o F4-rho mediante poblaciones celulares en el bazo se evaluó mediante citometría de flujo 1 hora después de la inyección del lipoplexo; véase la figura 20.

Al igual que las células presentadoras de antigenos profesionales (APC), las DC esplénicas y los macrófagos internalizaron eficientemente el ARN encapsulado en un liposomas y el liposoma mismo mientras que las células B y T no pudieron internalizar ni el ARN encapsulado en el ni el liposomas mismo. De esta forma, los lipoplexos de ARN se internalizaron selectivamente mediante las APC esplénicas.

Ratones C57BL/6 (n = 3) se inyectaron con HA-ARN (40 m g) complejado con F4 (1.2:2; liposoma:ARN), F4 solo o PBS (como control); véanse las figuras 21a y 21b. (figura 21a) El estado de maduración de las células dendriticas (revelado mediante la sobre-regulación de CD86 y CD40) en el bazo se determinó mediante citometria de flujo 24 horas después del tratamiento (media + SD). (figura 21b) las concentraciones séricas,de IFNa y TNFa se evaluaron vía ELISA 6 y 24 horas después de los tratamientos (media + SD).

Como se reveló por la sobre-regulación de los marcadores de activación (CD86, CD40) sobre las DC, los lipoplexos de ARN-F4 activaron las DC esplénicas, mientras que el liposoma solo no lo hizo. De manera interesante, aunque se detectaron los lipoplexos de ARN-F4 en 5-10% de las DC esplénicas en un experimento anterior, todas las DC se activaron en el bazo lo que implica la existencia de un medio ambiente inflamatorio en el bazo con el suministro. En todos los animales inyectados con los lipoplexos de ARN, se podría detectar una alta cantidad de IFNa en sangre 6 h (también después de 24 h aunque en cantidades mucho menores). También se podría detectar TNFa, aunque a niveles muy moderados en todos los animales inyectados con los lipoplexos de ARN (sólo después de 6 h). La secreción de citoquinas es específica para los lipoplexos de ARN como no lo hizo el PBS ni el liposoma solo para conducir a cualquier secreción singificativa de citoquinas (valor inicial). De esta forma, los lipoplexos de ARN activan las DC esplénicas conduciendo a una inflamación sistémica.

Ratones C57BL/6 (n = 5) se inmunizaron intravenosamente con SIINFEKL-ARN (20 ó 40 pg) complejado con los liposomas F4 a diferente proporciones de liposoma:ARN en los dias 0, 3, 8 y 15; véanse las figura 22a y 22b. (figura 22a) Se determinaron las frecuencias de las células T CD8+ antigeno especificas via tinción con tetrámero SIINFEKL-MHC 5 dias después de la última inmunización (día 20) (media + SD). (figura 22b) Se evaluaron las respuestas de recuperación de memoria vía tinción con el tetrámero SIINFEKL-MHC en el día 62 después de otra inyección de los lipoplexos de F4-ARN en el día 57 (media + SD).

Se podría generar un alto orden de inmunidad a células T antígeno-específicas después de una inmunización repetitiva con los lipoplexos F4 (figura 22a). 6 semanas después de la inmunización (d57), una inyección con lipoplexo de refuerzo fue capaz de expandir la memoria de las células T CD8 formadas en las inyecciones anteriores (figura 22b). Los complejos F4 (1.2:1) formaron agregados mientras que los complejos F4 (1.2:2) fueron claros. Se prefiere F4 (1.2:2) con 40 mg de ARN. De esta forma, se pueden generar respuestas fuertes efectoras y de memoria de células T con los lipoplexos de ARN.

En los dias 0, 3 y 8, ratones C57BL/6 (n 3) recibieron tres inmunizaciones intravenosas de SIINFEKL-ARN (40 pg) complejados con los liposomas F4 con una proporción de F4:ARN de 1.2:2 o se dejaron sin tratar. En el dia 14, se inyectaron s.c. 2 x 105 células tumorales B16-OVA en los flancos. En la figura 23, se muestran las curvas de supervivencia medias Kaplan-Meier.

Se alcanzó una protección completa con la administración del lipoplexo de ARN en el modelo 16B-OVA profiláctico.

Se inocularon s.c.2 x 105 células tumorales B16-OVA en los flancos de ratones C57/B16 (n = 10, dO). En el dia 10 (diámetro del tumor 2-3 mm), los ratones recibieron siete inmunizaciones intrvenosas de SIINFEKL-ARN (40 pg) complejado con los liposomas F4 o F12 con una proporción de F4:ARN de 1.2:2 (en los dias 10, 13, 17, 24, 31, 38, 45). Los liposomas solos sin SIINFEKL-ARN se utilizaron como tratamiento de control. En las figuras 24 y 25, respectivamente se muestran el crecimiento individual de tumores y las curvas de supervivencia Kaplan-Meier.

En un modelo terapéutico, se detectó un crecimiento de tumores disminuidos significativamente para los grupos F4+ARN o F12+ARN. Para ambos grupos se observó la disminución de tumores después de tres inmunizaciones.

Ratones BALB/c (n = 3) se inyectaron intravenosamente con luciferasa-ARN (20 pg) complejada con diferentes cantidades de los liposomas F5 para proporcionar proporciones de F5:ARN de 4.8:1, 2.4:1, 1.2:1, 1.2:2, 1.2:4. Se evaluaron las actividades de luciferasa in vivo y ex vivo vía formación de imágenes in vivo 6 horas después de la inyección de lipoplexo y en la figura 26 se muestran conjuntos de ratones y órganos representativos. La figura 27 muestra la distribución de la señal total de luciferasa entre los órganos derivados a partir del experimento representado en la figura 26.

F5 (DOTMA:Chol) se dirige a pulmones en la proporción de F5:ARN de 4.8:1, principalmente a los pulmones, aunque también al bazo en la proporción de F5:ARN (2.4:1), principalmente al bazo, aunque a los pulmones en la proporción de F5:ARN (1.2:1) y exclusivamente al bazo en las proporciones de F5:ARN (1.2:2, 1.2:4). Los lipoplexos neutros y aniónicos se dirigen más específicamente al bazo, mientras que los lipoplexos catiónicos se dirigen principalmente al pulmón (wrt para la expresión proteínica). No se detectó ninguna expresión en el hígado.

Ejemplo 12:Formulación clínica de lipoplexos La formulación después del protocolo establecido anteriormente consistió de dos pasos, a saber, la pre-formulación de un ARN determinado al utilizar solución isotónica de cloruro de sodio como diluyente y la formación de lipoplexos al agregar una cantidad definida de liposomas. Para la pre-formulación, en primer lugar se extraerá una solución de 4 mi de cloruro de sodio (0.9% p/p en agua) del vial de NaCl mediante una jeringa y se agregó al ARN. Luego, se extrajeron 400 mL de liposomas (2.8 mg/mL del lípido total en agua) del vial de liposomas y se inyectaron utilizando una cánula (diámetro interno de 0.9 rom) en la solución de ARN y cloruro de sodio. La formulación del lipoplexo de ARN obtenida (5.5 i) se puede administrar ya sea, mediante inyección parenteral directa de la dosis deseada, asi como después de la preparación de una infusión intravenosa. Para este fin, a partir de la formulación del lipoplexo de ARN, se extraerán 50 mi y se diluirán a una bolsa de infusión que contiene 50 mi de solución isotónica de cloruro de sodio. Mediante este protocolo, se obtuvieron formulaciones de lipoplexos con tamaños de partícula de aproximadamente 300 hasta 500 nm en una forma rigurosa y reproducible; véase la figura 28.

Los materiales y componentes que se pueden utilizar son los siguientes: Componentes : ARN: 0.5 mg/ml en HEPES 10 mM y EDTA 0.1 mM Diluyente: 0.9% de NaCl • Liposomas: DOTMA 2.68 mM, DOPE 1.34 mM, tamaño de partícula (Zpr0m) 300-500 nm Jeringas : • Jeringas de 5 mi (por ejemplo Omnifix, 5 mL, Luer Lock, B. Braun Melsungen AG (Melsungen, Alemania) • Jeringa de 1 mi: Inyekt-F Tuberculin, 1 i, Lucr Lock, B. Braun Melsungen AG (Melsungen, Alemania) • 0.9 x 44 mm, 20 G 1 ½", BD Microlance 3, Becton Dickinson SA (Fraga, España) Los tamaños de las partículas del lipoplexo de ARN producidas de acuerdo con el procedimiento anterior variaron de 300 nm hasta 500; véase la figura 29.

Ejemplo 13:Efecto del tamaño de partícula Se demuestra, que la actividad de los lipoplexos aumenta con el aumento de tamaño. El tamaño de los liposomas utilizados para la formación de los lipoplexos afecta también el tamaño de los lipoplexos. Liposomas mayores conducen también a lipoplexos mayores.

Las características de partícula de los lipoplexos de ARN constituidos utilizando F4 (DOTMA/DOPE 50:50 molzmol) y F12 (DOTMA/DOPE 66.7:33.3 mol:mol) se investigaron realizando diferentes tamaños del precursor. Para esto, se realizó el dimensionamiento de partículas de los lipoplexos con liposomas extruidos y no extruidos, 0.45 mm de liposomas filtrados.

Tabla 1: Tamaños de los liposomas utilizados para la formación de lipoplexos Los resultados para los lipoplexos se muestran en la figura 30. Se demuestra que los lipoplexos de diferentes tamaños se pueden producir al utilizar precursores de diferentes tamaños.

Los resultados a partir de las figuras 31 y 32 indican que entre mayores sean los liposomas mayores serán los lipoplexos formados en estos experimentos y mayor será la señal observada de luciferasa.

Ejemplo 14:Tampón de cloruro de sodio Diversos experimentos han mostrado que la adición de tampón PBS al ARN antes de la adición de los liposomas, conduce a un aumento en la actividad de los lipoplexos. Aquí se demuestra, que en lugar de PBS, se puede utilizar solución salina normal (0.9%, por ejemplo NaCl 150 mM) para la condensación del ARN. Esta solución de NaCl está disponible como un producto farmacéutico medicinal aprobado, que facilita la logística y manipulación para el lipoplexo-IMP. Se demuestra además, que también las soluciones concentradas de NaCl y PBS se pueden utilizar para condensar el ARN, dando por resultado en una actividad equivalente de los lipoplexos formados posteriormente. Además, se muestran mediciones detalladas de tamaño, donde se agregaron soluciones de NaCl concentradas de manera diferente al ARN antes de la formación de lipoplexo. En general, el tamaño del lipoplexo aumenta con la disminución de la concentración de la solución agregada de NaCl; véase la figura 35. Al igual que el aumento de tamaño se correlaciona con el aumento de la actividad (véase el Ejemplo 13), la adición de solución salina normal, y no la solución salina concentrada se considera para proporcionar una mayor actividad.

Para probar la influencia de la pre-formulación de un ARN utilizando tampones comunes antes del ensamblaje, se determinó el tamaño de partícula de los lipoplexos a una proporción de carga 1:2 después del tratamiento del ARN con diferentes tampones PBS concentrados o soluciones de cloruro de sodio; véanse las figuras 33 y 34.

El protocolo de mezclado anterior, donde se tratan tanto liposomas como ARN en PBS (concentración final de PBS lx) y luego mezclados a volúmenes iguales, se puede reemplazar por un mezclado más simple con solución normal de cloruro de sodio (0.9%), que está disponible comercialmente como un producto farmacológico medicinal aprobado. Al igual que en el protocolo de mezclado para el lipoplexo-IMP, el ARN se pre-formula con solución salina isotónica y luego se mezcla con los liposomas en agua.

Los resultados sugieren que el ion monovalente se puede agregar a diferentes concentraciones para obtener la misma intensidad iónica fin en la formulación de lipoplexos sin afectar significativamente las propiedades del lipoplexo.

Ejemplo 15:Proporción de carga liposomas/ABN La proporción de carga (proporción de lipido catiónico a nucleótido) de 1.3 hasta 2 es adecuada con respecto a las características fisicoquímicas y la actividad biológica. A esta proporción, se supone que una fracción mayor de ARN se incluirá en los lipoplexos al igual que para la proporción 1:2.

Se investigaron adicionalmente la estabilidad coloidal, las características de partícula y la actividad de luciferasa de los lipoplexos de liposomas no extruidos. Los lipoplexos se ensamblaron en solución salina isotónica con las proporciones de carga de liposoma/ARN entre 1:2 y 1.9:2, véanse las figuras 36 y 37. Para los lipoplexos, a una proporción de carga de 1.7:2 los tamaños de partícula aumentaron significativamente a través del tiempo. De acuerdo con los lipoplexos de liposomas extruidos, los lipoplexos con una proporción de carga entre 1:2 y 1.6:2 no variaron a cambios menores en exceso de ARN y mostraron tamaños de partículas en la variación de 350 hasta 480 nm con valores PI menores de 0.3.

Como se demuestra en la figura 38, las proporciones de carga de liposoma/ARN entre 1.1:2 y 1.6:2 dan por resultado en una buena actividad en el bazo.

Todas las proporciones suministran ARN exclusivamente al bazo sin cambios significativos en el desempeño entre la proporción diferente del lípido/ARN.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES :

1. Una composición farmacéutica que comprende nanoparticulas que comprenden un ARN que codifica para al menos un antigeno, caracterizada porque: (i) el número de cargas positivas en las nanoparticulas no excede el número de cargas negativas en las nanoparticulas y/o (ii) las nanoparticulas tienen una carga neutra o negativa neta y/o (iii) la proporción de carga de las cargas positivas a cargas negativas en las nanoparticulas es 14:1 o menor y/o (iv) el potencial zeta de las nanoparticulas es 0 o menos.

2. La composición farmacéutica de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la proporción de carga de las cargas positivas a cargas negativas en las nanoparticulas es entre 1.4:1 y 1:8, de preferencia entre 1.2:1 y 1:4.

3. La composición farmacéutica de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque las nanoparticulas comprenden al menos un lipido.

4. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque las nanoparticulas comprenden al menos un lipido catiónico.

5. La composición farmacéutica de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque las cargas positivas se aportan por al menos un lipido catiónico y las cargas negativas se aportan por el ARN.

6. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizada porque las nanoparticulas comprende al menos un lipido auxiliar .

7. La composición farmacéutica de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el lipido auxiliar es un lipido neutro.

8. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizada porque al menos un lipido catiónico comprende 1,2-di-O-octadecenil-3-trimetilamonio-propano (DOTMA) y/o 1,2-dioleoil-3-trimetilamonio-propano (DOTAP).

9. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque al menos un lípido auxiliar comprende 1,2-di-(9Z-octadecenoil)-sn-glicero-3-fosfoetanolamina (DOPE), colesterol (Chol) y/o 1,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DOPC).

10. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizada porque la proporción molar de al menos un lipido catiónico a al menos una lipido auxiliar es de 10:0 hasta 3:7, de preferencia 9:1 hasta 3:7, 4:1 hasta 1:2, 4:1 hasta 2:3, 7:3 hasta 1:1, o 2:1 hasta 1:1, de preferencia aproximadamente 1:1.

11. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 10, caracterizada porque el lipido forma un complejo con el ARN y/o encapsula el mismo.

12. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 11, caracterizada porque el lipido está comprendido en una vesícula que encapsula el ARN.

13 La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque las nanopartículas son lipoplexos que comprenden DOTMA y DOPE en una proporción molar de 10:0 hasta 1:9, de preferencia 8:2 hasta 3:7, y de mayor preferencia de 7:3 hasta 5:5 y en donde la proporción de carga de cargas positivas en DOTMA a cargas negativas en el ARN es 1.8:2 hasta 0.8:2, de mayor preferencia de 1.6:2 hasta 1:2, incluso de mayor preferencia de 1.4:2 hasta 1.1:2 y todavía de mayor preferencia aproximadamente 1.2:2.

14. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reí ndieaciones 1 a 12, caracterizada porque las nanoparticulas son lipoplexos que comprenden DOTMA y colesterol en una proporción molar de 10:0 hasta 1:9, de preferencia 8:2 hasta 3:7, y de mayor preferencia de 7:3 hasta 5:5 y en donde la proporción de carga de las cargas positivas en DOTMA a cargas negativas en el ARN es 1.8:2 hasta 0.8:2, de mayor preferencia de 1.6:2 hasta 1:2, incluso de mayor preferencia de 1.4:2 hasta 1.1: 2 y todavía de mayor preferencia aproximadamente 1.2:2.

15. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque las nanoparticulas son lipoplexos que comprenden DOTAP y DOPE en una proporción molar de 10:0 hasta 1:9, de preferencia 8:2-3:7, y de mayor preferencia de 7:3 hasta 5:5 y en donde la proporción de carga de las cargas positivas en DOTMA a cargas negativas en el ARN es 1.8:2 hasta 0.8:2, de mayor preferencia 1.6:2 hasta 1:2, incluso de mayor preferencia de 1.4:2 hasta 1.1:2 y todavía de mayor preferencia aproximadamente 1.2:2.

16. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque las nanoparticulas tienen un diámetro promedio en la variación entre aproximadamente 50 nm hasta aproximadamente 1000 nm, de preferencia entre aproximadamente 100 nm hasta aproximadamente 800 nm, de preferencia entre aproximadamente 200 nm hasta aproximadamente 600 nm tal como entre aproximadamente 300 nm hasta aproximadamente 500 nm.

17. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque las nanoparticulas se pueden obtener mediante uno o más de los siguientes: (i) incubación de liposomas en una fase acuosa con el ARN en una fase acuosa, (ii) incubación del lipido disuelto en un solvente orgánico, miscible en agua tal como etanol, con el ARN en solución acuosa, (iii) téenica de evaporación en fase inversa, (iv) congelación y descongelación del producto, (v) deshidratación y rehidratación del producto, (vi) liofilización y rehidratación del producto, o (vii) deshidratación por aspersión y rehidratación del producto.

18. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizada porque las nanoparticulas se producen mediante un proceso que comprende el paso de incubar el ARN con cationes bivalentes antes de la incorporación en las nanoparticulas y/o al incubar el ARN con iones monovalentes antes de la incorporación en las nanoparticulas y/o al incubar el ARN con tampones antes de la incorporación en las nanoparticulas.

19. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizada porque las nanoparticulas se producen mediante un proceso que comprende un paso de extruir y/o un paso de liofilizar las nanoparticulas.

20. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizada porque después de la administración sistémica de las nanoparticulas, se presenta la expresión del ARN en el bazo.

21. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizada porque, después de la administración sistémica de las nanoparticulas, no se presenta o esencialmente no se presenta la expresión de ARN en el pulmón y/o el hígado.

22. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizada porque, después de la administración sistémica de las nanoparticulas, la expresión del ARN en el bazo es al menos 5 veces la cantidad de expresión del ARN en el pulmón.

23. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, caracterizada porque después de la administración sistémica de las nanoparticulas, se presenta la expresión del ARN en células presentadoras de antigenos, de preferencia células presentadoras de antigeno profesionales en el bazo.

24. La composición farmacéutica de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque las células presentadoras de antigenos son células dendriticas y/o macróf gos.

25. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 24, caracterizada porque la administración sistémica es mediante administración parenteral, de preferencia mediante administración intravenosa, administración subcutánea, administración intradérmica o administración intra-arterial.

26. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, caracterizada porque el antigeno es un antigeno enfermedad-asociado o produce una respuesta inmunitaria contra un antigeno enfermedad-asociado o las células que expresan un antigeno enfermedad-asociado .

27. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26, caracterizada además porque comprende uno o más portadores diluyentes y/o excipientes farmacéuticamente aceptables.

28. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 27, caracterizada además porque comprende al menos un adyuvante.

29. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, caracterizada porque se formula para administración sistémica.

30. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 29, caracterizada porque induce una respuesta inmunitaria, de preferencia una respuesta inmunitaria contra el cáncer.

31. La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 30, caracterizada porque el ARN no comprende residuos de pseudouridina y de preferencia no comprende nucleósidos modificados.

32 . La composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 31, para utilizarse en un tratamiento profiláctico y/o terapéutico de una enfermedad que implica un antigeno, de preferencia una enfermedad cancerosa .

33. Un método para suministrar un antigeno a células presentadoras de antigeno, de preferencia células presentadoras de antígeno profesionales en el bazo o que expresan un antígeno en las células presentadoras de antigeno, de preferencia las células presentadoras de antigeno profesionales en el bazo que comprende administrar a un sujeto una composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 32.

34. El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque las células presentadoras de antigeno son células dendriticas y/o macrófagos.

35. Un método para inducir una respuesta inmunitaria, de preferencia una respuesta inmunitaria contra cáncer, en un sujeto, caracterizado porque comprende administrar al sujeto una composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 32.

36. Un método para estimular, cebar y/o expandir células T en un sujeto, caracterizado porque comprende administrar al sujeto una composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 32.

37. Un método para tratar o prevenir una enfermedad que implica un antigeno, de preferencia una enfermedad cancerosa, en un sujeto, caracterizado porque comprende administrar al sujeto una composición farmacéutica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 32.

38. Las partículas como se muestra en cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

39. Un método para producir nanopartículas que contienen ARN, caracterizado porque comprende los pasos de: (a) proporcionar un ARN formulado en solución de cloruro de sodio y (B) agregar liposomas al ARN.

40. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque la solución de cloruro de sodio es una solución acuosa.

41. El método de conformidad con la reivindicación 39 ó 40, caracterizado porque ei solvente es agua.

42. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 39 a 41, caracterizado porque la solución de cloruro de sodio contiene entre aproximadamente 50 hasta aproximadamente 300 mM, de preferencia entre aproximadamente 100 hasta aproximadamente 200 mM, de preferencia entre aproximadamente 150 M de cloruro sódico.

43. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 39 a 42, caracterizado porque la solución de cloruro de sodio es una solución isotónica de cloruro de sodio .

44. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 39 a 43, caracterizado porque los liposomas se formulan en agua.

45. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 39 a 44, caracterizado porque los liposomas se agregan al ARN mediante inyección de los liposomas en la formulación del ARN.

46. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 39 a 45, caracterizado porque las nanoparticulas son nanoparticulas como se muestra en cualquiera de las reivindicaciones anteriores.