RU2747559C1 - Незаряженный липид, композиция на его основе с поликатионным амфифилом и нейтральным фосфолипидом и способ ее получения для доставки нуклеиновых кислот in vitro - Google Patents

Незаряженный липид, композиция на его основе с поликатионным амфифилом и нейтральным фосфолипидом и способ ее получения для доставки нуклеиновых кислот in vitro Download PDF

Info

Publication number
RU2747559C1
RU2747559C1 RU2020124038A RU2020124038A RU2747559C1 RU 2747559 C1 RU2747559 C1 RU 2747559C1 RU 2020124038 A RU2020124038 A RU 2020124038A RU 2020124038 A RU2020124038 A RU 2020124038A RU 2747559 C1 RU2747559 C1 RU 2747559C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nucleic acids
composition
delivery
lipid
neutral phospholipid
Prior art date
Application number
RU2020124038A
Other languages
English (en)
Inventor
Елена Васильевна Шмендель
Михаил Александрович Маслов
Марина Аркадьевна Зенкова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет"
Priority to RU2020124038A priority Critical patent/RU2747559C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2747559C1 publication Critical patent/RU2747559C1/ru

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/06Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
    • A61K47/16Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite containing nitrogen, e.g. nitro-, nitroso-, azo-compounds, nitriles, cyanates
    • A61K47/18Amines; Amides; Ureas; Quaternary ammonium compounds; Amino acids; Oligopeptides having up to five amino acids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C271/00Derivatives of carbamic acids, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atom not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C271/06Esters of carbamic acids
    • C07C271/08Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C271/10Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to acyclic carbon atoms with the nitrogen atoms of the carbamate groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms
    • C07C271/16Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to acyclic carbon atoms with the nitrogen atoms of the carbamate groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms to carbon atoms of hydrocarbon radicals substituted by singly-bound oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C271/00Derivatives of carbamic acids, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atom not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C271/06Esters of carbamic acids
    • C07C271/32Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings
    • C07C271/34Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings with the nitrogen atoms of the carbamate groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/06Phosphorus compounds without P—C bonds
    • C07F9/08Esters of oxyacids of phosphorus
    • C07F9/09Esters of phosphoric acids
    • C07F9/113Esters of phosphoric acids with unsaturated acyclic alcohols

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

Изобретение относится к незаряженному липиду, имеющему строение 1, который может найти применение для доставки протяженных и коротких нуклеиновых кислот в клетки млекопитающих. Изобретение относится также к композиции для доставки протяженных и коротких нуклеиновых кислот в клетки млекопитающих и к способу ее получения. Композиция содержит поликатионный амфифил 1,26-бис(холест-5ен-3β-илоксикарбониламино)-7,11,16,20-тетраазагексакозан для связывания и упаковки нуклеиновых кислот, нейтральный фосфолипид 1,2-ди-О-олеоилфосфатидилэтаноламин (DOPE) в качестве структурообразующего и промотирующего компонента и незаряженный липид, имеющий строение 1. Способ получения композиции характеризуется тем, что липидную пленку, состоящую из соответствующих поликатионного амфифила, нейтрального фосфолипида и незаряженного липида, гидратируют в воде, затем полученную эмульсионно-дисперсионную систему подвергают ультразвуковой обработке. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 пр., 1 табл., 2 ил.

Description

Изобретение относится к области химии, биотехнологии, медицины и химико-фармацевтической промышленности, и раскрывает незаряженный липид, композицию на его основе для транспорта нуклеиновых кислот в клетки в присутствии сыворотки крови в ростовой среде и способ получения такой композиции. Композиция включает незаряженный липид, поликатионный амфифил и нейтральный фосфолипид, и образует комплекс с нуклеиновой кислотой.
Несмотря на огромный потенциал использования генной терапии для лечения заболеваний, ранее считавшихся неизлечимыми (наследственных, онкологических заболеваний и т.д.), на сегодняшний день к клиническому применению в мире разрешено менее 10 геннотерапевтических препаратов [Мельникова Е.В. и др. Мировой опыт регистрации и применения препаратов для генной терапии в клинической практике / Антибиотики и химиотерапия, 2019, Т. 64, №1-2, с. 58-68]. В качестве вектора доставки нуклеиновых кислот (НК) в таких препаратах используются вирусные частицы - аденовирусы, аденоассоциированные вирусы, вирусы простого герпеса, ретровирусы, обладающие высокой эффективностью трансдукции.
Однако их главным недостатком является иммуногенность и риск развития инсерционного мутагенеза, который приводит к злокачественному перерождению клеток [Nayak S. et al. Progress and prospects: immune responses to viral vectors / Gene Ther. Nature Publishing Group, 2010, V. 17, №3, pp. 295-304; Богословская Е.В. и др. Безопасность использования ретровирусных векторов в генной терапии / ВЕСТНИК РАМН, 2012, Т. 10, с. 55-61].
Для внедрения генной терапии в клиническую практику необходимо разрабатывать безопасные и эффективные системы доставки НК. Использование катионных липосом [Maslov М.А. et al. Novel cholesterol spermine conjugates provide efficient cellular delivery of plasmid DNA and small interfering RNA / J. Control. Release, 2012, V. 160, № 2, pp. 182-193; Markov O.O. et al. Novel cationic liposomes provide highly efficient delivery of DNA and RNA into dendritic cell progenitors and their immature offsets / J. Control. Release, 2012, V. 160, № 2, pp. 200-210] позволит решить проблемы, связанные с использованием вирусных векторов. Катионные липосомы должны быть нетоксичны, неиммуногенны, стабильны при хранении и обеспечивать высокую эффективность трансфекции НК.
Катионные липосомы содержат катионный амфифил, который связывает и компактизует НК при физиологических значения рН с образованием комплекса, получившего название липоплекс. Положительно заряженная группа катионного амфифила играет главную роль при формировании электростатического комплекса с отрицательно заряженными НК, при этом гидрофобные хвосты катионного амфифила взаимодействуют с неполярной областью плазматической мембраны клеток-мишеней [Dharmalingam P. et al. An anti-oxidant, α-lipoic acid conjugated oleoyl-sn-phosphatidylcholineas a helper lipid in cationic liposomal formulations / Colloids Surfaces В Biointerfaces, 2017, V. 152, pp. 133-142].
Для улучшения физико-химических свойств липоплексов и увеличения эффективности трансфекции НК в состав катионных липосом добавляют липиды-хелперы. Поглощаясь внутрь клетки, липоплексы попадают в эндосомы, где происходит закисление рН, которое оказывает разрушающее воздействие на молекулы НК. Так, в состав катионных липосом включают 1,2-ди-О-олеоилфосфатидилэтаноламин (DOPE), способный переходить из ламелярной фазы в инвертированную гексагональную, обеспечивая эффективный и своевременный выход НК из эндосом [Metwally А.А. et al. Quantitative Silencing of EGFP Reporter Gene by Self-Assembled siRNA Lipoplexes of LinOS and Cholesterol / Mol. Pharm., 2012, V. 9, №11, pp. 3384-3395]. Известно, что использование холестерина в качестве липида-хелпера приводит к улучшению стабильности липоплексов в присутствии сыворотки крови, а также способствуют слиянию с мембраной клетки-мишени [Cui S. et al. Cationic lioposomes with folic acid as targeting ligand for gene delivery / Bioorg. Med. Chem. Lett., 2016, V. 26, №16, pp. 4025-4029]. Для увеличения эффективности трансфекции в качестве липидов-хелперов также могут быть использованы фосфатидилхолин, ПЭГ-содержащие липиды, анионные липиды [Cheng X. et al. The role of helper lipids in lipid nanoparticles (LNPs) designed for oligonucleotide delivery / Adv. Drug Deliv. Rev., 2016, V. 99, pp. 129-137]. Создание новых липидов-хелперов и включение их в состав катионных липосом может привести к увеличению эффективности трансфекции.
Техническим результатом заявленного изобретения является расширение арсенала средств для эффективной доставки нуклеиновых кислот в клетки в присутствии сыворотки в ростовой среде.
Технический результат достигается незаряженным липидом 1 следующего строения:
Figure 00000001
В структуру незаряженного липида 1 входят два остатка диглицерида, необходимых для закрепления в липосомальном бислое, полиэтиленгликольный (ПЭГ) спейсер, необходимые для дестабилизации липидного бислоя липосом, и карбамоильный линкер, который обеспечивает оптимальное сочетание стабильности и токсичности липида 1.
Технический результат также достигается предлагаемой композицией для доставки протяженных и коротких нуклеиновых кислот в клетки млекопитающих, которая содержит: 1) незаряженный липид 1 в качестве липида-хелпера, 2) поликатионный амфифил 1,26-бис(холест-5ен-3β-илоксикарбониламино)-7,11,16,20-тетраазагексакозан (2X3), необходимый для связывания и упаковки НК, 3) нейтральный фосфолипид 1,2-ди-О-олеоилфосфатидилэтаноламин (DOPE) в качестве структурообразующего и промотирующего компонента.
В одном из вариантов осуществления изобретения композиция содержит (в мольных % от общего количества липидов композиции): поликатионный амфифил 1,26-бис(холест-5ен-3β-илоксикарбониламино)-7,11,16,20-тетраазагексакозан в количестве от 45 до 49 мольных % от общего количества липидов в композиции, нейтральный фосфолипид 1,2-ди-О-олеоилфосфатидилэтаноламин (DOPE) в количестве от 45 до 49 мольных % от общего количества липидов в композиции и незаряженный липид 1 в количестве от 2 до 10 мольных % от общего количества липидов композиции.
Технический результат также достигается способом получения композиции для доставки протяженных и коротких нуклеиновых кислот, в соответствии с которым липидную пленку, состоящую из трех компонентов - незаряженного липида 1, поликатионного амфифила 2X3 и нейтрального фосфолипида DOPE - гидратируют в воде, затем полученную эмульсионно-дисперсионную систему подвергают ультразвуковой обработке.
Исходным соединением в синтезе незаряженных липидов являлся rac-1-O-(4-нитрофенилоксикарбонил)-2,3-ди-O-тетрадецилглицерин, полученный согласно описанному ранее методу [Shmendel' Е.V. et al. Synthesis of neoglycolipids for the development of non-viral gene delivery systems / Russ. Chem. Bull, 2010, V. 59, №12, pp. 2281-2289]. К раствору O,O'-бис(2-аминоэтил)октадекаэтиленгликоля при перемешивании добавляли трехкратный избыток раствора rac-1-O-(4-нитрофенилоксикарбонил)-2,3-ди-O-тетрадецилглицерина в присутствии безводного триэтиламина и хлористого метилена, получая целевые незаряженные липиды.
Триэтиламин был получен от Aldrich; О,О'-бис(2-аминоэтил)октадекаэтиленгликоль получен от Fluka. Остальные растворители и реагенты были отечественного производства.
Хлористый метилен, триэтиламин кипятили над гидридом кальция и перегоняли перед реакцией.
Тонкослойную хроматографию проводили на пластинках Kieselgel 60 F254 (Merck). Обнаружение пятен на хроматограммах проводили раствором фосформолибденовая кислота-церий (IV) сульфат с последующим прогреванием. Колоночную хроматографию осуществляли на силикагеле Kieselgel 60 (0.040-0.063 мм и 0.063-0.200 мм, Merck). Спектры ЯМР 1Н и 13С регистрировали на приборах Bruker DPX 300 с использованием CDCl3 в качестве растворителя, если не указано иное. Химические сдвиги ЯМР 1Н приведены относительно остаточного сигнала CHCl3H 7.26 м.д.). Химические сдвиги ЯМР 13С приведены относительно центрального сигнала растворителя (δC 77.0 м.д. для растворов в CDCl3). Масс-спектры регистрировали на спектрометре высокого разрешения Q-TOF G6550A (Agilent) с источником ионизации Dual-ESI-Jetstream и масс-спектрометре ионно-циклотронного резонанса с преобразованием Фурье (FT-ICR MS) ApexUltra (Bruker).
На основе поликатионного амфифила 2X3 [Petukhov I.A. et al. Synthesis of polycationic lipids based on cholesterol and spermine / Russ. Chem. Bull., 2010, V. 59, pp. 260-268], нейтрального фосфолипида DOPE и незаряженного липида 1 были приготовлены композиции Р2-Р10 путем гидратирования липидной пленки, состоящей из поликатионного амфифила и DOPE, взятых в соотношении 1:1 (мольн.) и липида 1, взятого в количестве 2-10 мольн. %, с последующей ультразвуковой обработкой. В качестве контроля были приготовлены композиции Н2-Н10, О2-О10, содержащие липид 1a-b [Шмендель Е.В. и др. Получение нейтральных липидов на основе 1,2-ди-О-тетрадецил-rac-глицерина с гидрофильными спейсерными группами, Сборник тезисов докладов Четверного Междисциплинарного симпозиума по медицинской, органической и биологической химии и фармацевтике, 2018, с. 196, С.А. Бахарева и др. Получение нейтральных липидов на основе 1,2-ди-О-тетрадецил-rac-глицерина с гидрофобными спейсерными группами Сборник тезисов докладов Четверного Междисциплинарного симпозиума по медицинской, органической и биологической химии и фармацевтике 2018, с. 103] в количестве 2-10 мольн. %, с последующей ультразвуковой обработкой.
Figure 00000002
Известно, что оптимальный размер катионных липосом должен быть не менее 30 нм и не более 200 нм для предотвращения их выведения почками и ретикуло-эндотелиальной системой [Cabral Н. et al. Accumulation of sub-100 nm polymeric micelles in poorly permeable tumours depends on size / Nat. Nanotechnol. Nature Publishing Group, 2011, V. 6, №12, pp. 815-823]. Положительный ζ-потенциал обеспечивает не только повышение эффективности загрузки плазмидной ДНК (пДНК), но также является одной из причин эффективного накопления в клетках-мишенях, а также влияет на стабильность липосом в процессе хранения. Положительные значения ζ-потенциала необходимы для обеспечения коллоидной стабильности за счет электростатического отталкивания между частицами [Elsana Н. et al. Evaluation of novel cationic gene based liposomes with cyclodextrin prepared by thin film hydration and microfluidic systems / Sci. Rep., 2019, V. 9, №1, pp. 1-17].
Для изучения размеров и ζ-потенциала полученных катионных липосом и их комплексов с плазмидной ДНК (pEGFP-C2, «Clontech» (Германия)) использовали метод динамического лазерного светорассеяния. Размеры всех полученных катионных липосом и их комплексов с плазмидной ДНК находились в оптимальном диапазоне, а ζ-потенциал был положительным.
Для изучения способности предлагаемой композиции переносить нуклеиновые кислоты в клетки млекопитающих использовали протяженную плазмидную ДНК (pEGFP-С2, «Clontech» (Германия)) и короткую 21-звенную двуцепочечную РНК (siPHК, ИХБФМ СО РАН) (последовательность смысловой цепи
Figure 00000003
антисмысловой цепи -
Figure 00000004
).
Формирование комплексов нуклеиновых кислот с предлагаемой композицией проводили путем инкубирования аликвот растворов нуклеиновых кислот и композиции, рассчитанные в соответствии с соотношением положительных зарядов аминогрупп к отрицательным зарядам фосфатных групп (соотношение N/P=6/1 и 8/1 в случае доставки плазмидной ДНК, соотношение N/P=8/1 в случае доставки siPHК).
Эффективность проникновения нуклеиновых кислот с использованием композиций Н2-Н10, О2-О10 и Р2-Р10 в клетки млекопитающих in vitro была исследована в экспериментах по трансфекции клеток плазмидной ДНК, кодирующей зеленый флуоресцирующий белок (EGFP) и короткой интерферирующей РНК, направленной на мРНК гена EGFP и подавляющей его экспрессию.
Сопоставительный анализ композиций Н2-Н10, О2-О10 и Р2-Р10 с известными и широко используемыми трансфектантами, такими как Lipofectamine®3000 и композицией L (2X3:DOPE) [Maslov М.А. et al. Novel cholesterol spermine conjugates provide efficient cellular delivery of plasmid DNA and small interfering RNA / J. Control. Release, 2012, V. 160, pp. 182-193] показал, что предлагаемые соединения обладают следующими преимуществами:
1) Заявляемая композиция с высокой эффективностью доставляет в клетки млекопитающих короткие и протяженные нуклеиновые кислоты в присутствии сыворотки крови в ростовой среде, что позволяет рассматривать ее в качестве перспективного средства доставки терапевтических нуклеиновых кислот в эукариотические клетки.
2) Заявляемая композиция не требуют сложной процедуры приготовления, для получения рабочего раствора достаточно подвергнуть ультразвуковой обработке гидратированную липидную пленку, состоящую из поликатионного амфифила, нейтрального фосфолипида (например, DOPE) и незаряженного липида 1.
3) Заявляемая композиция стабильна при хранении как в сухом виде, так и в виде водных формуляций.
4) Заявляемая композиция превосходит известные аналоги по эффективности трансфекции в эукариотические клетки.
Поиск по источникам научно-технической и патентной литературы показал, что заявляемое соединение, композиция на его основе и способ ее получения в известных из уровня техники источниках не описаны.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Синтез незаряженного липида 1
Получение 1,59-ди[rac-2,3-ди(тетрадецилокси)пропил-1-оксикарбониламино]-O,O'-бис(2-аминоэтил)октадекаэтиленгликоля (1)
К раствору О,О'-бис(2-аминоэтил)октадекаэтиленгликоля (47.3 мг, 0.038 ммоль) в безводном CH2Cl2 (2 мл) при перемешивании добавили раствор 1-O-(4-нитрофенилоксикарбонил)-2,3-ди-O-тетрадецилглицерина [Shmendel' E.V. et al. Synthesis of neoglycolipids for the development of non-viral gene delivery systems / Russ. Chem. Bull, 2010, V. 59, №12, pp. 2281-2289] (110.2 мг, 0.169 ммоль) и безводного Et3N (0.2 мл) в безводном CH2Cl2 (3 мл). Реакционную смесь перемешивали 5 ч при 24°С, нейтрализовали 3%-ным водным раствором HCl (0.1 мл), растворители удаляли в вакууме. Продукт выделили колоночной хроматографией, элюируя системой хлороформ-метанол (100:1). Получили 48.2 мг (65%) соединения 1 в виде кристаллизуемого масла белого цвета. Найдено (%): С, 65.09; Н, 10.88; N, 1.58. C104H208N2O27. Вычислено (%): С, 65.10; Н, 10.93; N, 1.46. Спектр ЯМР 1Н (300 МГц, CDCl3): 0.86 (т, J=6.7 Гц, 12Н, 4 СН3); 1.15-1.40 (м, 88Н, 4 (СН2)11,); 1.43-1.69 (м, 8Н, 4 ОСН2СН 2); 3.28-3.37 (м, 4Н, 2 NHCH 2); 3.39-3.89 (м, 90Н, 42 ОСН2, 2 ОСНСН2); 4.08 (дд, J=11.4 Гц, J=5.4 Гц, 2Н) и 4.18 (дд, J=11.4 Гц, J=4.4 Гц, 2Н, 2 СН2ОС(O)); 5.00-5.40 (м, 2Н, 2 NH). Спектр ЯМР 13С ЯМР (60 МГц, CDCl3): 14.08, 14.30, 22.43, 22.66, 22.87, 25.79, 26.04, 26.10, 26.30, 29.33, 29.49, 29.61, 29.63, 29.67, 30.02, 31.67, 31.90, 32.13, 40.91, 46.04, 64.34, 69.32, 70.07, 70.34, 70.48, 70.53, 70.58, 71.11, 71.60, 71.76, 156.41.
Пример 2. Получение композиций L, Н2-Н10, О2-О10, Р2-Р10
Катионный амфифил 2X3 [Petukhov I.A. et al. Synthesis of polycationic lipids based on cholesterol and spermine // Russ. Chem. Bull., 2010, V. 59, pp. 260-268], нейтральный фосфолипид DOPE и незаряженный липид 1 в смеси органических растворителей упаривали до образования липидной пленки. Образовавшуюся липидную пленку сушили 4 ч в вакууме масляного насоса (0.01 Торр), гидратировали в необходимом количестве воды для инъекций в течение 12 ч, а затем озвучивали на ультразвуковой бане до получения однородной композиции. В результате получили композиции Р2 (2X3-DOPE-1, 49:49:2 мольн.), Р5 (2X3-DOPE-1, 47.5:47.5:5 мольн.), Р10 (2X3-DOPE-1, 45:45:10 мольн.).
Также были приготовлены контрольные композиции: L (2X3-DOPE, 50:50 мольн.), Н2 (2X3-DOPE-1a, 49:49:2 мольн.), Н5 (2X3-DOPE-1a, 47.5:47.5:5 мольн.), Н10 (2X3-DOPE-1a, 45:45:10 мольн.), O2 (2X3-DOPE-1b, 49:49:2 мольн.), O5 (2X3-DOPE-1b, 47.5:47.5:5 мольн.), О10 (2X3-DOPE-1b, 45:45:10 мольн.),
Пример 3. Определение размеров катионных липосом и их комплексов с плазмидной ДНК
Гидродинамический диаметр и ζ-потенциал катионных липосом и их комплексов с плазмидной ДНК измеряли с помощью метода динамического лазерного светорассеяния на приборе Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments, Malvern, Великобритания) при температуре 25°C в трех повторах. Измерения катионных липосом проводили при концентрации 0.05 мМ. Для изучения размеров комплексов растворы катионных липосом (100 мкл) и нуклеиновых кислот (100 мкл) в концентрациях, соответствующих необходимым соотношениям N/P, смешивали в деионизированной воде (MilliQ, США) и инкубировали 2 ч при 24°С, затем доводили объем деионизированной водой до 1 мл.
Результаты измерений гидродинамического диаметра и ζ-потенциала катионных липосом и их комплексов с плазмидной ДНК pEGFP-C2 представлены на фиг. 1(А, Б).
Пример 4. Трансфекция клеток HEK 293 плазмидной ДНК с использованием композиций Н2-Н10, О2-О10 или Р2-Р10
Изучение доставки плазмидной ДНК проводили с помощью проточной флуоциториметрии на клетках HEK 293. Эффективность трансфекции оценивали по количеству клеток, содержащих зеленый флуоресцентный белок (EGFP) от общего количества клеток в образце. Клетки HEK 293 высаживали в 24-луночные планшеты (1.2×105 клеток на лунку в 500 мкл среды DMEM с 10% эмбриональной телячьей сывороткой) и культивировали в течение суток при 37°С в атмосфере, содержащей 5% СО2. В день проведения трансфекции среду в лунках заменяли на 200 мкл среды DMEM с 10% эмбриональной телячьей сывороткой. Композицию Н2-Н10, О2-О10 или Р2-Р10 в 25 мкл среды OptiMEM смешивали с раствором pEGFP-C2 (2 мкг/мл) в 25 мкл этой же среды в оптимальном соотношении N/P=6/1 и 8/1 и инкубировали 20 мин при 25°С. Полученную смесь добавляли к клеткам и выдерживали в течение 4 ч при 37°С в атмосфере, содержащей 5% СО2, затем заменяли среду на 500 мкл DMEM с 10% эмбриональной телячьей сывороткой. Через 48 ч клетки промывали фосфатно-солевым буфером (300 мкл), добавляли 50 мкл раствора трипсина и инкубировали 2 мин (37°С, 5% СО2). По окончании инкубации в лунки добавляли 200 мкл DMEM с 10% эмбриональной телячьей сывороткой, клетки суспендировали и переносили в пробирки. Полученную клеточную суспензию центрифугировали при 1200 об/мин, отбирали среду и промывали 400 мкл фосфатно-солевого буфера. Затем клетки фиксировали 600 мкл 2% раствора формальдегида в фосфатно-солевом буфере. Анализ уровня трансфекции клеток проводили на флуоцитометре ACEA NovoCyte™ 3000 (Bioscience Inc., USA). В этих экспериментах определяли количество клеток, экспрессирующих белок EGFP, и средний уровень флуоресценции клеток при длине волны возбуждения 488 нм. В качестве объекта сравнения был выбран коммерчески доступный препарат - Lipofectamine 3000 и липосомы L.
Результаты трансфекции клеток плазмидной ДНК pEGFP-C2 в присутствии эмбриональной телячьей сыворотки в ростовой среде представлены на фиг. 2(А, Б).
Пример 5. Трансфекция клеток BHK IR780 короткой интерферирующей РНК с использованием композиций Н2-Н10, О2-О10 или Р2-Р10
Исследование проникновения siPHК, направленной на подавление синтеза зеленого флуоресцирующего белка EGFP, проводили на клетках линии BHK IR780, стабильно экспрессирующих данный белок. В качестве мишени была выбрана мРНК, кодирующая белок EGFP, таким образом по уменьшению флуоресценции клеток, определяемой этим белком, можно судить об эффективности доставки siPHК в цитоплазму клетки.
Клетки BHK IR780 высаживали в 24-луночные планшеты (0.13×105 клеток на лунку в 500 мкл среды DMEM с 10% эмбриональной телячьей сывороткой) и культивировали в течение суток при 37°С в атмосфере, содержащей 5% СО2. Перед проведением трансфекции для экспериментов в присутствии сыворотки среду в лунках заменяли на 200 мкл среды DMEM с 10% эмбриональной телячьей сывороткой. Композицию Н2-Н10, О2-О10 или Р2-Р10 в 25 мкл среды OptiMEM смешивали с раствором siPHК (с конечной концентрацией siPHК 50 нМ) в 25 мкл этой же среды при оптимальном соотношении N/P=6/1 и выдерживали 20 мин при 25°С. Полученную смесь добавляли к клеткам и выдерживали в течение 4 ч при 37°С в атмосфере, содержащей 5% СО2, затем заменяли среду на 500 мкл DMEM с 10% эмбриональной телячьей сывороткой. Через 72 ч клетки обрабатывали, как описано в примере 4. В качестве объекта сравнения был выбран коммерчески доступный препарат - Lipofectamine 3000 и липосомы L. Результаты по трансфекции клеток короткой интерферирующей РНК с композициями в присутствии сыворотки в ростовой среде, определенные по уровню снижения экспрессии белка EGFP представлены в таблице 1.
Figure 00000005
Таким образом, приведенные примеры однозначно указывают на способность предлагаемой композиции, состоящей из поликатионного амфифила. нейтрального фосфолипида и незаряженного липида, эффективно способствовать проникновению коротких и протяженных нуклеиновых кислот в клетки млекопитающих в присутствии сыворотки крови, что позволяет использовать их в качестве агентов для доставки нуклеиновых кислот в клетки млекопитающих в условиях in vitro.

Claims (5)

1. Незаряженный липид, имеющий следующее строение:
Figure 00000006
.
2. Композиция для доставки протяженных и коротких нуклеиновых кислот в клетки млекопитающих, содержащая поликатионный амфифил 1,26-бис(холест-5ен-3β-илоксикарбониламино)-7,11,16,20-тетраазагексакозан для связывания и упаковки нуклеиновых кислот, нейтральный фосфолипид 1,2-ди-О-олеоилфосфатидилэтаноламин (DOPE) в качестве структурообразующего и промотирующего компонента и незаряженный липид по п. 1.
3. Композиция для доставки нуклеиновых кислот по п. 2, содержащая поликатионный амфифил 1,26-бис(холест-5ен-3β-илоксикарбониламино)-7,11,16,20-тетраазагексакозан в количестве от 45 до 49 мол.% от общего количества липидов в композиции, нейтральный фосфолипид 1,2-ди-О-олеоилфосфатидилэтаноламин (DOPE) в количестве от 45 до 49 мол.% от общего количества липидов в композиции и незаряженный липид по п. 1 в количестве от 2 до 10 мол.% от общего количества липидов композиции.
4. Способ получения композиции для доставки протяженных и коротких нуклеиновых кислот по п. 2 или 3, характеризующийся тем, что липидную пленку, состоящую из соответствующих поликатионного амфифила, нейтрального фосфолипида и незаряженного липида по п. 1, гидратируют в воде, затем полученную эмульсионно-дисперсионную систему подвергают ультразвуковой обработке.
RU2020124038A 2020-07-20 2020-07-20 Незаряженный липид, композиция на его основе с поликатионным амфифилом и нейтральным фосфолипидом и способ ее получения для доставки нуклеиновых кислот in vitro RU2747559C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124038A RU2747559C1 (ru) 2020-07-20 2020-07-20 Незаряженный липид, композиция на его основе с поликатионным амфифилом и нейтральным фосфолипидом и способ ее получения для доставки нуклеиновых кислот in vitro

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124038A RU2747559C1 (ru) 2020-07-20 2020-07-20 Незаряженный липид, композиция на его основе с поликатионным амфифилом и нейтральным фосфолипидом и способ ее получения для доставки нуклеиновых кислот in vitro

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2747559C1 true RU2747559C1 (ru) 2021-05-06

Family

ID=75851033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020124038A RU2747559C1 (ru) 2020-07-20 2020-07-20 Незаряженный липид, композиция на его основе с поликатионным амфифилом и нейтральным фосфолипидом и способ ее получения для доставки нуклеиновых кислот in vitro

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2747559C1 (ru)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683572C1 (ru) * 2017-12-21 2019-03-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" (РТУ МИРЭА) Полиэтиленгликоль-содержащий липид, композиция на его основе с катионным амфифилом и нейтральным фосфолипидом и способ ее получения для доставки нуклеиновых кислот in vivo

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683572C1 (ru) * 2017-12-21 2019-03-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" (РТУ МИРЭА) Полиэтиленгликоль-содержащий липид, композиция на его основе с катионным амфифилом и нейтральным фосфолипидом и способ ее получения для доставки нуклеиновых кислот in vivo

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E.V.SHMENDEL et al. Targeted Delivery of Nucleic Acids by Folate-Containing Liposomes into KB-3-1 and HEK 293 Cells, RUSSIAN JOURNAL OF BIOORGANIC CHEMISTRY, 2019, V.45, N.6, p.719-725. *
EV SHMENDEL et al. Obtaining neutral lipids based on 1,2-di-O-tetradecyl-rac-glycerol with hydrophilic spacer groups. COLLECTION OF ABSTRACTS OF THE FOURTH INTERDISCIPLINARY SYMPOSIUM ON MEDICAL, ORGANIC AND BIOLOGICAL CHEMISTRY AND PHARMACEUTICS, 2018, p. 196. *
SA BAKHAREVA et al. Obtaining neutral lipids based on 1,2-di-O-tetradecyl-rac-glycerol with hydrophobic spacer groups. COLLECTION OF ABSTRACTS OF THE FOURTH INTERDISCIPLINARY SYMPOSIUM ON MEDICAL, ORGANIC AND BIOLOGICAL CHEMISTRY AND PHARMACEUTICS, 2018, p. 103. *
SABAKHAREVA et al. Development of a scheme for obtaining uncharged lipids with hydrophobic and hydrophilic spacer groups. LIPIDS OF THE XXI CENTURY. FIRST QUARTER, 2018, pp. 11-12. *
С.А.БАХАРЕВА и др. Разработка схемы получения незаряженных липидов с гидрофобными и гидрофильными спейсерными группами. ЛИПИДЫ XXI ВЕКА. ПЕРВАЯ ЧЕТВЕРТЬ, 2018, с.11-12. С.А.БАХАРЕВА и др. Получение нейтральных липидов на основе 1,2-ди-О-тетрадецил-rac-глицерина с гидрофобными спейсерными группами. СБОРНИК ТЕЗИСОВ ДОКЛАДОВ ЧЕТВЁРТОГО МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОГО СИМПОЗИУМА ПО МЕДИЦИНСКОЙ, ОРГАНИЧЕСКОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ И ФАРМАЦЕВТИКЕ, 2018, с.103. Е.В.ШМЕНДЕЛЬ и др. Получение нейтральных липидов на основе 1,2-ди-О-тетрадецил-rac-глицерина с гидрофильными спейсерными группами. СБОРНИК ТЕЗИСОВ ДОКЛАДОВ ЧЕТВЁРТОГО МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОГО СИМПОЗИУМА ПО МЕДИЦИНСКОЙ, ОРГАНИЧЕСКОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ И ФАРМАЦЕВТИКЕ, 2018, с.196. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111902397B (zh) 改进了细胞内动力学的阳离子脂质
US20230132645A1 (en) Lipid membrane structure for delivery into sirna cell
US8678686B2 (en) Multi-chain lipophilic polyamines
AU2004246904B2 (en) Sphingolipids polyalkylamine conjugates for use in transfection
JP5836394B2 (ja) 陽イオン性脂質を含む陰イオン性薬物伝達体およびその製造方法
CN114957027B (zh) 一种阳离子脂质化合物、包含其的组合物及用途
CN107406396B (zh) 阳离子性脂质
US20110268772A1 (en) Pharmaceutical composition containing an anionic drug and a production method thereof
KR20060028655A (ko) 지질 캡슐화된 간섭 rna
EP3391875A1 (en) Method for preparing polymeric micelle containing anionic drug
CN101163796A (zh) 阳离子脂质及应用方法
US11242311B2 (en) Cationic lipids and transfection methods
CN116744979A (zh) 包含甘露糖的脂质纳米颗粒或其应用
Huang et al. Bioresponsive liposomes and their use for macromolecular delivery
RU2747559C1 (ru) Незаряженный липид, композиция на его основе с поликатионным амфифилом и нейтральным фосфолипидом и способ ее получения для доставки нуклеиновых кислот in vitro
WO2022158290A1 (ja) アミノポリエステル及び脂質ナノ粒子
US20190307901A1 (en) Method for enhanced nucleic acid transfection using a peptide
JP6826014B2 (ja) 生分解性化合物、脂質粒子、脂質粒子を含む組成物、およびキット
Herringson et al. Targeting of plasmid DNA‐lipoplexes to cells with molecules anchored via a metal chelator lipid
RU2683572C1 (ru) Полиэтиленгликоль-содержащий липид, композиция на его основе с катионным амфифилом и нейтральным фосфолипидом и способ ее получения для доставки нуклеиновых кислот in vivo
US20190328903A1 (en) Polymer nanoparticle composition for plasmid dna delivery, and preparation method therefor
KR100986604B1 (ko) 신규한 아미노지질을 함유하는 에스아이알엔에이 수송용 유전자 조성물 및 제조방법
CN106420615B (zh) 一种靶向脂质体骨架材料及其制备方法
CN117534585A (zh) 一种新型可电离阳离子脂质化合物及其制备方法与应用
CN115504945A (zh) 可电离的含杂环脂质分子及其在制备脂质纳米粒的应用