RU2792644C2 - Rna particles including polysarcozine - Google Patents

Rna particles including polysarcozine Download PDF

Info

Publication number
RU2792644C2
RU2792644C2 RU2021108690A RU2021108690A RU2792644C2 RU 2792644 C2 RU2792644 C2 RU 2792644C2 RU 2021108690 A RU2021108690 A RU 2021108690A RU 2021108690 A RU2021108690 A RU 2021108690A RU 2792644 C2 RU2792644 C2 RU 2792644C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lipid
rna
polysarcosine
mol
composition according
Prior art date
Application number
RU2021108690A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021108690A (en
Inventor
Маттиас БАРЦ
Беньямин ВЕБЕР
Хайнрих ХААС
Филипп ХЕЛЛЕР
Сара НОГУЭЙРА
Анне ШЛЕГЕЛЬ
Original Assignee
Йоханнес Гутенберг-Университет Майнц
Бионтех Се
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 Йоханнес Гутенберг-Университет Майнц, Бионтех Се filed Critical Йоханнес Гутенберг-Университет Майнц
Publication of RU2021108690A publication Critical patent/RU2021108690A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2792644C2 publication Critical patent/RU2792644C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: pharmaceuticals.
SUBSTANCE: group of inventions relates to compositions for delivering RNA to target tissues after administration. A composition for delivering RNA to target cells or tissues is proposed, comprising a plurality of RNA particles, each particle comprising RNA and one or more components that combine with RNA to form RNA particles, where polysarcosine is conjugated with one or several components, and one or more components that are combined with RNA to form particles contain one or more lipids or lipid-like materials. Another option of the said composition is also provided, wherein each particle comprises RNA, a cationic or cationically ionizable lipid or lipid-like material, and a polysarcosine-lipid conjugate or a polysarcosine-lipid-like material conjugate. Also the methods for delivering RNA to cells of a subject and delivering a therapeutic peptide or protein to a subject are disclosed, wherein the RNA encodes a therapeutic peptide or protein, comprising administering of the said composition to the subject. Other options of a method for treating or preventing a disease or disorder in a subject are provided, comprising administering of the said composition to the subject, delivery of the RNA to the subject's cells is beneficial in treating or preventing the disease or disorder, or the RNA encodes a therapeutic peptide or protein.
EFFECT: invention provides increased efficiency of targeting and safety of RNA delivery to target cells.
34 cl, 17 dwg, 4 tbl, 7 ex

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к РНК-частицам для доставки РНК в ткани-мишени после введения, в частности, после парентерального введения, такого как внутривенное, внутримышечное, подкожное или интратуморальное введение, и композициям, включающим такие РНК-частицы. РНК-частицы в одном воплощении включают одноцепочечную РНК, такую как мРНК, которая кодирует пептид или белок, представляющий интерес, такой как фармацевтически активный пептид или белок. РНК захватывается клетками ткани-мишени, и РНК транслируется в кодированный пептид или белок, который может проявить свою биологическую активность.The present invention relates to RNA particles for delivering RNA to target tissues after administration, in particular after parenteral administration such as intravenous, intramuscular, subcutaneous or intratumoral administration, and compositions comprising such RNA particles. The RNA particles in one embodiment comprise a single stranded RNA, such as mRNA, that encodes a peptide or protein of interest, such as a pharmaceutically active peptide or protein. The RNA is taken up by cells in the target tissue and the RNA is translated into an encoded peptide or protein that can exert its biological activity.

Уровень техникиState of the art

Использование РНК для доставки чужеродной генетической информации в клетки-мишени является привлекательной альтернативой ДНК. Преимущества использования РНК включают временную экспрессию и нетрансформирующий характер. РНК не должна входить в ядро для экспрессии и, более того, не может интегрироваться в геном хозяина, причем посредством этого устраняется риск онкогенеза.The use of RNA to deliver foreign genetic information to target cells is an attractive alternative to DNA. Advantages of using RNA include transient expression and non-transforming nature. RNA does not have to enter the nucleus for expression and, moreover, cannot be integrated into the host genome, thereby eliminating the risk of oncogenesis.

РНК может быть доставлена субъекту с использованием различных систем доставки, основанных главным образом на катионных полимерах или липидах, которые вместе с РНК образуют наночастицы. Предполагается, что наночастицы защищают РНК от разложения, делают возможной доставку РНК к месту мишени и облегчают клеточное поглощение и процессинг клетками-мишенями. Для эффективности доставки, кроме молекулярной композиции, играют роль параметры, подобные размеру частиц, заряду или прививки молекулярными частицами, такими как полиэтиленгликоль (ПЭГ) или лиганды. Полагают, что прививка ПЭГ уменьшает взаимодействия в сыворотке, повышает устойчивость сыворотки и повышает время циркуляции, что может быть полезным в случае некоторых подходов направленного воздействия. Лиганды, которые связываются с рецепторами как местом мишени, могут способствовать улучшению эффективности нацеливания. Кроме того, пегилирование можно использовать для инжеиерии частиц. Например, если липидные наночастицы (LNP) производят путем смешивания водной фазы РНК с органической фазой липидов, требуется определенная фракция ПЭГ-конъюгированного липида в липидной смеси, иначе частицы слипаются во время стадии смешивания. Показано, что путем изменения молярной фракции ПЭГ-липидов, включающей ПЭГ различной молекулярной массы, можно регулировать размер частиц. Так же размер частиц можно регулировать, изменяя молекулярную массу частицы ПЭГ пегилированных липидов. Типичные удобные размеры находятся в интервале между 30 и 200 нм (Belliveau et al., 2012, Molecular Therapy–Nucleic Acids 1, e37). Образовавшиеся таким образом частицы имеют такое дополнительное преимущество, что из-за фракции ПЭГ они меньше взаимодействуют с компонентами сыворотки и имеют более длительное время полужизни в кровотоке, что желательно при многих подходах к доставке лекарственных средств. Без ПЭГ-липидов нельзя получить частицы обособленного размера; частицы образуют крупные агрегаты и осадок.RNA can be delivered to a subject using a variety of delivery systems based primarily on cationic polymers or lipids, which together with RNA form nanoparticles. The nanoparticles are supposed to protect RNA from degradation, enable delivery of RNA to the target site, and facilitate cellular uptake and processing by target cells. For delivery efficiency, in addition to molecular composition, parameters like particle size, charge, or grafting with molecular particles such as polyethylene glycol (PEG) or ligands play a role. PEG grafting is believed to reduce serum interactions, increase serum stability, and increase circulation time, which may be useful in some targeting approaches. Ligands that bind to receptors as a target site can improve targeting efficiency. In addition, pegylation can be used for particle engineering. For example, if lipid nanoparticles (LNPs) are produced by mixing an aqueous RNA phase with an organic lipid phase, a certain fraction of PEG-conjugated lipid is required in the lipid mixture, otherwise the particles stick together during the mixing step. It has been shown that by changing the molar fraction of PEG lipids, including PEG of different molecular weight, it is possible to control the particle size. The particle size can also be controlled by changing the molecular weight of the PEGylated lipid particles. Typical convenient sizes are between 30 and 200 nm (Belliveau et al., 2012, Molecular Therapy–Nucleic Acids 1, e37). The particles thus formed have the additional advantage that, due to the PEG fraction, they interact less with serum components and have a longer circulating half-life, which is desirable in many drug delivery approaches. Without PEG lipids, particles of a distinct size cannot be obtained; particles form large aggregates and sediment.

Таким образом, в случае методов, в которых LNP образуются из этанольной и водной фазы, одной из основных ролей ПЭГ-липидов является облегчение самосборки частиц путем обеспечения стерического барьера на поверхности возникающих частиц, образовавшихся, когда нуклеиновые кислоты быстро смешивают с этанольными растворами, содержащими липиды для связывания РНК. Пространственное затруднение ПЭГ предотвращает слияние частиц и промотирует образование однородной совокупности популяции LNP с диаметрами <100 нм.Thus, in the case of methods in which LNPs are formed from an ethanol and aqueous phase, one of the main roles of PEG lipids is to facilitate particle self-assembly by providing a steric barrier on the surface of the resulting particles formed when nucleic acids are rapidly mixed with ethanolic solutions containing lipids. for RNA binding. The steric hindrance of PEG prevents particle fusion and promotes the formation of a homogeneous population of LNP populations with diameters <100 nm.

ПЭГ используется наиболее широко и является золотым стандартом «незаметного» полимера при доставке лекарственных средств. ПЭГ-липиды обычно включают в системы для получения однородной и устойчивой популяции коллоидных наночастиц из-за гидрофильности их пространственного препятствия (оболочка ПЭГ препятствует электростатическому или ван-дер-ваальсовому притяжению, которое ведет к агрегации). Пегилирование дает возможность образовать водную оболочку вокруг полимера, защищающего РНК-комплекс от опсонизации белками сыворотки, увеличить время полужизни в сыворотке, а также уменьшить быстрый почечный клиренс, что приводит к улучшению фармакокинетических свойств. Изменение длины ацильных цепей (С18, С16 или С14) липидов модифицирует стабильность включения ПЭГ-липида в частицы, что ведет к модуляции фармакокинетики. Применение ПЭГ-липида, содержащего короткие ацильные цепи (С14), который диссоциирует от LNP in vivo с временем полужизни <30 мин, приводит к оптимальной силе гепатоцитного сайленсинга генов (Chen et al., 2014, J. Control. Release, 196: 106-12; Ambegia et al., 2005, Biochimica et Biophysica Acta, 1669: 155– 163). Кроме того, можно получить жесткий контроль за размером частиц, изменяя параметр ПЭГ-липида: более высокая MW ПЭГ или более высокая молярная фракция ПЭГ-липидов в частицах ведет к более мелким частицам.PEG is the most widely used and is the gold standard for an "invisible" polymer in drug delivery. PEG lipids are usually included in systems to obtain a homogeneous and stable population of colloidal nanoparticles due to the hydrophilicity of their steric hindrance (the PEG shell prevents electrostatic or van der Waals attraction that leads to aggregation). Pegylation makes it possible to form an aqueous shell around the polymer that protects the RNA complex from opsonization by serum proteins, increase the serum half-life, and also reduce the rapid renal clearance, which leads to an improvement in pharmacokinetic properties. Changing the length of the acyl chains (C18, C16 or C14) of lipids modifies the incorporation stability of the PEG lipid into the particles, leading to modulation of pharmacokinetics. The use of a PEG lipid containing short acyl chains (C14), which dissociates from LNP in vivo with a half-life of <30 min, results in optimal strength of hepatocyte gene silencing (Chen et al., 2014, J. Control. Release, 196: 106 -12; Ambegia et al., 2005, Biochimica et Biophysica Acta, 1669: 155–163). In addition, tight control of particle size can be obtained by changing the parameter of the PEG lipid: a higher MW of PEG or a higher molar fraction of PEG lipids in the particles leads to smaller particles.

Несмотря на эти преимущества, пегилирование наночастиц может привести также к некоторым эффектам, которые являются вредными для предполагаемого применения их для доставки лекарственных средств. Известно, что пегилирование липосом и LNP снижает клеточное поглощение и эндосомальное высвобождение, таким образом снижая в итоге общую эффективность трансфекции. Действительно, ПЭГ-оболочка обеспечивает стерический барьер для эффективного связывания частиц с клеткой и также препятствует эндосомальному высвобождению путем предотвращения слияния мембран между липосомой и эндосомальной мембраной. Вот почему тип ПЭГ-липида и количество используемого ПЭГ-липида должны быть всегда тщательно отрегулированы. Следует обеспечить достаточною незаметность для in vivo аспектов и аспектов стабилизации, с одной стороны, и отсутствие препятствия трансфекции с другой стороны. Это явление известно как «ПЭГ-дилемма».Despite these advantages, pegylation of nanoparticles may also lead to some effects that are detrimental to their intended use in drug delivery. PEGylation of liposomes and LNP is known to reduce cellular uptake and endosomal release, thus reducing overall transfection efficiency. Indeed, the PEG shell provides a steric barrier for effective particle binding to the cell and also prevents endosomal release by preventing membrane fusion between the liposome and the endosomal membrane. This is why the type of PEG lipid and the amount of PEG lipid used must always be carefully adjusted. It should be ensured that the in vivo and stabilization aspects are sufficiently obscure on the one hand and that transfection is not obstructed on the other hand. This phenomenon is known as the "PEG dilemma".

Кроме снижения эффективности трансфекции, пегилирование ассоциируется с явлением ускоренного очищения крови (АВС), вызванного анти-ПЭГ антителами и/или активацией комплемента, а также болезнями накопления (Bendele A. et al., 1998, Toxicolocical Sciences, 42, 152-157; Young MA et al., 2007, Translational Research, 149(6), 333-342; S.M. Moghimi, J. Szebeni, 2003, Progress in Lipid Research, 42: 463–478). Ishida et al. и Laverman et al. сообщают, что внутривенная инъекция крысам липосом с присоединенным ПЭГ может существенно изменить фармакокинетические свойства второй дозы, когда эту вторую дозу вводят после интервала в несколько дней (Laverman P. et al., 2001, J. Pharmacol. Exp. Ther., 298(2), 607-12; Ishida et al., 2006, J. Control. Release, 115(3), 251-8). Явление «ускоренного очищения крови» (ABC) оказывается обратно пропорционально связанным с содержанием ПЭГ в липосомах. Наличие анти-ПЭГ антител в плазме вызывает более высокий клиренс системой моно(нуклеарных)фагоцитов, что в итоге снижает эффективность лекарственного средства.In addition to reducing transfection efficiency, pegylation has been associated with accelerated blood clearance (ABC) phenomena induced by anti-PEG antibodies and/or complement activation, as well as storage diseases (Bendele A. et al., 1998, Toxicolocal Sciences, 42, 152-157; Young MA et al., 2007, Translational Research, 149(6), 333-342; S. M. Moghimi, J. Szebeni, 2003, Progress in Lipid Research, 42: 463-478). Ishida et al. and Laverman et al. report that intravenous injection of PEG-attached liposomes into rats can significantly alter the pharmacokinetic properties of a second dose when this second dose is administered after an interval of several days (Laverman P. et al., 2001, J. Pharmacol. Exp. Ther., 298(2 ), 607-12; Ishida et al., 2006, J. Control. Release, 115(3), 251-8). The phenomenon of "accelerated blood purification" (ABC) is inversely related to the content of PEG in liposomes. The presence of anti-PEG antibodies in plasma causes a higher clearance of the mono(nuclear) phagocyte system, which ultimately reduces the effectiveness of the drug.

Также полагают, что ПЭГ индуцирует активацию комплемента, что может привести к реакции гиперчувствительности, также известной как псевдоаллергия, связанная с активацией комплемента (CARPA). Из литературы пока не ясно, обусловлена ли активация комплемента наночастицей в целом или присутствием ПЭГ в частности.It is also believed that PEG induces complement activation, which can lead to a hypersensitivity reaction, also known as complement-activated pseudo-allergy (CARPA). It is not yet clear from the literature whether complement activation is caused by the nanoparticle in general or by the presence of PEG in particular.

Присутствие ПЭГ в липидных наночастицах также может вызывать специфическую иммунную реакцию. Semple et al. сообщают, что липосомы, содержащие ПЭГ-липидные производные и инкапсулированный антисмысловой олигодезоксинуклеотид или плазмидную ДНК, выявляют сильную иммунную реакцию, которая у мышей приводит к быстрому очищению крови от последующих доз. Величина этой реакции была достаточной, чтобы вызвать значительную заболеваемость и в некоторых случаях смертность. Быстрое удаление липосоминкапсулированного ODN из крови зависит от присутствия ПЭГ-липида в мембране, поскольку использование непегилированных липосом или липосом, содержащих быстро обмениваемый ПЭГ-липид, отменяет реакцию. Генерация анти-ПЭГ антител и предполагаемая активация комплемента были вероятным объяснением быстрого удаления везикул из крови (Semple et al., 2005, J. Pharmacol. Exp. Ther., 312(3), 1020-6).The presence of PEG in lipid nanoparticles can also induce a specific immune response. Semple et al. reported that liposomes containing PEG-lipid derivatives and encapsulated antisense oligodeoxynucleotide or plasmid DNA elicited a strong immune response that in mice resulted in rapid blood clearance from subsequent doses. The magnitude of this response was sufficient to cause significant morbidity and in some cases mortality. The rapid removal of the liposomal encapsulated ODN from the blood depends on the presence of PEG lipid in the membrane, since the use of non-PEGylated liposomes or liposomes containing a rapidly exchanged PEG lipid abolishes the reaction. Generation of anti-PEG antibodies and putative complement activation was a likely explanation for the rapid removal of vesicles from the blood (Semple et al., 2005, J. Pharmacol. Exp. Ther., 312(3), 1020-6).

Так как ПЭГ может вызывать иммунные реакции, существует необходимость избегать его при некоторых применениях, где требуется несколько инъекций. Примерами являются терапии с использованием мРНК, например, в случае белковой заместительной терапии. В данном случае опасность может быть особенно высока из-за возможной присущей РНК иммуногенности.Since PEG can induce immune responses, there is a need to avoid it in some applications where multiple injections are required. Examples are therapies using mRNA, such as in the case of protein replacement therapy. In this case, the danger may be particularly high due to the possible inherent immunogenicity of the RNA.

Таким образом, в технике остается потребность в эффективных способах и композициях для введения РНК в клетки, которые избегают недостатков, сопровождающих применение ПЭГ. Настоящее раскрытие относится к этим и другим потребностям.Thus, there remains a need in the art for effective methods and compositions for introducing RNA into cells that avoid the disadvantages associated with the use of PEG. The present disclosure addresses these and other needs.

Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что препараты РНК-частиц, описанные в настоящем описании, удовлетворяют упомянутым выше требованиям. В частности, показано, что конъюгаты полисаркозин-липид являются подходящими компонентами для сборки РНК-частиц. Полисаркозин состоит из повторяющихся звеньев природной аминокислоты саркозина (N-метилглицин) и является биоразлагаемым. Конъюгаты полисаркозин-липид дают возможность получать РНК-частицы различными методами, приводящими к определенным свойствам и регулируемым диапазонам размера. Производство можно осуществить надежными процессами, соответствующими требованиям фармацевтического производства. Частицы могут иметь различные концевые функциональные группы для модуляции заряда или для введения специфических молекулярных частиц, подобных лигандам.The inventors surprisingly found that the preparations of RNA particles described in the present description, meet the requirements mentioned above. In particular, polysarcosine-lipid conjugates have been shown to be suitable components for the assembly of RNA particles. Polysarcosine is composed of repeating units of the naturally occurring amino acid sarcosine (N-methylglycine) and is biodegradable. Polysarcosine-lipid conjugates allow the production of RNA particles by a variety of methods resulting in defined properties and controlled size ranges. Production can be carried out with reliable processes that meet the requirements of pharmaceutical production. The particles may have different terminal functional groups for charge modulation or for the introduction of specific molecular species like ligands.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

В одном аспекте изобретение относится к композиции, включающей множество РНК-частиц, причем каждая частица включаетIn one aspect, the invention relates to a composition comprising a plurality of RNA particles, each particle comprising

(i) РНК(i) RNA

иAnd

(ii) один или несколько компонентов, которые соединяются с РНК с образованием РНК-частиц,(ii) one or more components that combine with RNA to form RNA particles,

причем по меньшей мере с одним из одного или I нескольких компонентов конъюгирован полисаркозин.and at least one of one or I of several components polysarcosine is conjugated.

В одном воплощении РНК-частицы являются частицами с невирусной РНК. В одном воплощении один или несколько компонентов, которые соединяются с РНК с образованием частиц, включают один или несколько полимеров. В одном воплощении один или несколько полимеров включают катионный полимер. В одном воплощении катионный полимер представляет собой аминосодержащий полимер. В одном воплощении один или несколько полимеров включают один или несколько полимеров, выбранных из группы, включающей поли-L-лизин, полиамидоамин, полиэтиленимин, хитозан и сложные поли(β-аминоэфиры).In one embodiment, the RNA particles are non-viral RNA particles. In one embodiment, the one or more components that bind to the RNA to form particles include one or more polymers. In one embodiment, one or more polymers include a cationic polymer. In one embodiment, the cationic polymer is an amine-containing polymer. In one embodiment, the one or more polymers include one or more polymers selected from the group consisting of poly-L-lysine, polyamidoamine, polyethyleneimine, chitosan, and poly(β-amino esters).

В одном воплощении один или несколько компонентов, которые соединяются с РНК с образованием частиц, включают один или несколько липидов или липидоподобных материалов. В одном воплощении один или несколько липидов или липидоподобных материалов включают катионный или ионизируемый по катионному типу липид или липидоподобный материал. В одном воплощении ионизируемый по катионному типу липид или липидоподобный материал является положительно заряженным только при кислотном рН и не остается катионным при физиологическом рН. В одном воплощении один или несколько липидов или липидоподобных материалов включают один или несколько дополнительных липидов или липидоподобных материалов. В одном воплощении с одним или несколькими дополнительными липидами или липидоподобными материалами конъюгирован полисаркозин.In one embodiment, the one or more components that bind to the RNA to form particles include one or more lipids or lipid-like materials. In one embodiment, the one or more lipids or lipid-like materials comprise a cationic or cationically ionizable lipid or lipid-like material. In one embodiment, the cationically ionizable lipid or lipid-like material is only positively charged at acidic pH and does not remain cationic at physiological pH. In one embodiment, one or more lipids or lipid-like materials include one or more additional lipids or lipid-like materials. In one embodiment, polysarcosine is conjugated to one or more additional lipids or lipid-like materials.

В другом аспекте изобретение относится к композиции, включающей множество РНК-липидных частиц, причем каждая частица включаетIn another aspect, the invention relates to a composition comprising a plurality of RNA lipid particles, each particle comprising

(а) РНК;(a) RNA;

(b) катионный или ионизируемый по катионному типу липид или липидоподобный материал; и(b) a cationic or cationically ionizable lipid or lipid-like material; And

(с) конъюгат полисаркозин-липид или конъюгат полисаркозина и липидоподобного материала.(c) a polysarcosine-lipid conjugate or a polysarcosine-lipid-like material conjugate.

В одном воплощении каждая частица также включаетIn one embodiment, each particle also includes

(d) некатионный липид или липидоподобный материал.(d) a non-cationic lipid or lipid-like material.

В одном воплощении катионный или ионизируемый по катионному типу липид или липидоподобный материал включает от примерно 20 мол.% до примерно 80 мол.% всего липида или липидоподобного материала, присутствующего в частицах.In one embodiment, the cationic or cationically ionizable lipid or lipid-like material comprises from about 20 mole % to about 80 mole % of the total lipid or lipid-like material present in the particles.

В одном воплощении некатионный липид или липидоподобный материал включает от примерно 0 мол.% до примерно 80 мол.% всего липида или липидоподобного материала, присутствующего в частицах.In one embodiment, the non-cationic lipid or lipid-like material comprises from about 0 mole % to about 80 mole % of the total lipid or lipid-like material present in the particles.

В одном воплощении конъюгат полисаркозин-липид или конъюгат полисаркозина и липидоподобного материала включает от примерно 0,25 мол.% до примерно 50 мол.% всего липида или липидоподобного материала, присутствующего в частицах.In one embodiment, the polysarcosine-lipid conjugate or polysarcosine-lipid-like material conjugate comprises from about 0.25 mole % to about 50 mole % of the total lipid or lipid-like material present in the particles.

В одном воплощении некатионный липид или липидоподобный материал включает фосфолипид. В одном воплощении некатионный липид или липидоподобный материал включает холестерин или производное холестерина. В одном воплощении некатионный липид или липидоподобный материал включает смесь фосфолипида и холестерина или производного холестерина. В одном воплощении фосфолипид выбирают из группы, включающей дистеароилфосфатидилхолин (DSCP), дипальмитоилфосфатидилхолин (DРPС) или их смесь. В одном воплощении некатионный липид или липидоподобный материал включает смесь DSCP и холестерина.In one embodiment, the non-cationic lipid or lipid-like material comprises a phospholipid. In one embodiment, the non-cationic lipid or lipid-like material comprises cholesterol or a cholesterol derivative. In one embodiment, the non-cationic lipid or lipid-like material comprises a mixture of a phospholipid and cholesterol or a cholesterol derivative. In one embodiment, the phospholipid is selected from the group consisting of distearoylphosphatidylcholine (DSCP), dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC), or a mixture thereof. In one embodiment, the non-cationic lipid or lipid-like material comprises a mixture of DSCP and cholesterol.

В одном воплощении конъюгат полисаркозин-липид или конъюгат полисаркозина и липидоподобного материала составляет следующую общую формулу (I):In one embodiment, the polysarcosine-lipid conjugate or polysarcosine-lipid-like material conjugate is of the following general formula (I):

Figure 00000001
.
Figure 00000001
.

В одном воплощении конъюгат полисаркозин-липид или конъюгат полисаркозина и липидоподобного материала составляет следующую общую формулу (II):In one embodiment, the polysarcosine-lipid conjugate or polysarcosine-lipid-like material conjugate is of the following general formula (II):

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где один из R1 и R2 включает гидрофобную группу, и другой представляет собой Н, гидрофильную группу или функциональную группу, необязательно включающую нацеливающую частицу.where one of R 1 and R 2 includes a hydrophobic group, and the other represents H, a hydrophilic group or a functional group, optionally including a targeting particle.

В одном воплощении конъюгат полисаркозин-липид или конъюгат полисаркозина и липидоподобного материала составляет следующую общую формулу (III):In one embodiment, the polysarcosine-lipid conjugate or polysarcosine-lipid-like material conjugate is of the following general formula (III):

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

где R представляет собой Н, гидрофильную группу или функциональную группу, необязательно включающую нацеливающую частицу.where R represents H, a hydrophilic group or a functional group, optionally including a targeting particle.

В одном воплощении всех аспектов изобретения частицы не включают конъюгат полиэтиленгликоль-липид или конъюгат полиэтиленгликоля и липидоподобного материала и предпочтительно не включают полиэтиленгликоль.In one embodiment of all aspects of the invention, the particles do not include a polyethylene glycol-lipid conjugate or a polyethylene glycol-lipid-like material conjugate, and preferably do not include polyethylene glycol.

В одном воплощении всех аспектов изобретения РНК представляет собой мРНК.In one embodiment of all aspects of the invention, the RNA is mRNA.

В одном воплощении всех аспектов изобретения катионный или ионизируемый по катионному типу липид или липидоподобный материал включает N,N-диметил-2,3-диолеилокси)пропиламин (DODMA), хлорид N,N-диолеил-N,N-диметиламмония (DODAC), бромид N,N-дистеарил-N,N-диметиламмония (DDAB), хлорид N-(1-(2,3-диолеоилокси)пропил)-N,N,N-триметиламмония (DOTAP), хлорид N-(1-(2,3-диолеилокси)пропил)-N,N,N-триметиламмония (DOTMA), 1,2-дилинолеилокси-N,N-диметиламинопропан (DLinDMA), 1,2-дилиноленилокси-N,N-диметиламинопропан (DLenDMA), 2,2-дилинолеил-4-(2-диметиламиноэтил)-[1,3]-диоксолан (DLin-KC2-DMA), 2,2-дилинолеил-4-диметиламинометил[1,3]-диоксолан (DLin-K-DMA) или их смесь.In one embodiment of all aspects of the invention, the cationic or cationically ionizable lipid or lipid-like material comprises N,N-dimethyl-2,3-dioleyloxy)propylamine (DODMA), N,N-dioleyl-N,N-dimethylammonium chloride (DODAC), N,N-distearyl-N,N-dimethylammonium bromide (DDAB), N-(1-(2,3-dioleoyloxy)propyl)-N,N,N-trimethylammonium chloride (DOTAP), N-(1-( 2,3-dioleyloxy)propyl)-N,N,N-trimethylammonium (DOTMA), 1,2-dilinoleyloxy-N,N-dimethylaminopropane (DLinDMA), 1,2-dilinoleyloxy-N,N-dimethylaminopropane (DLenDMA), 2,2-dilinoleyl-4-(2-dimethylaminoethyl)-[1,3]-dioxolane (DLin-KC2-DMA), 2,2-dilinoleyl-4-dimethylaminomethyl[1,3]-dioxolane (DLin-K- DMA) or a mixture thereof.

В одном воплощении всех аспектов изобретения полисаркозин включает от 2 до 200 звеньев саркозина.In one embodiment of all aspects of the invention, the polysarcosine comprises from 2 to 200 sarcosine units.

В одном воплощении всех аспектов изобретения конъюгат полисаркозин-липид или конъюгат полисаркозина и липидоподобного материала является элементом, выбранным из группы, включающей конъюгат полисаркозин-диацилглицерин, конъюгат полисаркозин-диалкилоксипропил, конъюгат полисаркозин-фосфолипид, конъюгат полисаркозин-церамид и их смесь.In one embodiment of all aspects of the invention, the polysarcosine-lipid conjugate or the polysarcosine-lipid-like material conjugate is an element selected from the group consisting of a polysarcosine-diacylglycerol conjugate, a polysarcosine-dialkyloxypropyl conjugate, a polysarcosine-phospholipid conjugate, a polysarcosine-ceramide conjugate, and a mixture thereof.

В одном воплощении всех аспектов изобретения частицы представляют собой наночастицы.In one embodiment of all aspects of the invention, the particles are nanoparticles.

В одном воплощении всех аспектов изобретения частицы включают наноструктурированное ядро.In one embodiment of all aspects of the invention, the particles include a nanostructured core.

В одном воплощении всех аспектов изобретения частицы имеют размер от примерно 30 нм до примерно 500 нм.In one embodiment of all aspects of the invention, the particles are from about 30 nm to about 500 nm in size.

В одном воплощении всех аспектов изобретения конъюгат полисаркозина ингибирует агрегацию частиц.In one embodiment of all aspects of the invention, the polysarcosine conjugate inhibits particle aggregation.

В другом аспекте изобретение относится к способу доставки РНК в клетки субъекта, причем способ включает введение субъекту композиции, описанной в настоящем описании.In another aspect, the invention relates to a method for delivering RNA to cells of a subject, the method comprising administering to the subject a composition described herein.

В другом аспекте изобретение относится к способу доставки терапевтического пептида или белка субъекту, причем способ включает введение субъекту композиции, описанной в настоящем описании, причем РНК кодирует терапевтический пептид или белок.In another aspect, the invention relates to a method for delivering a therapeutic peptide or protein to a subject, the method comprising administering to the subject a composition described herein, the RNA encoding the therapeutic peptide or protein.

В другом аспекте изобретение относится к способу лечения или предупреждения заболевания или расстройства у субъекта, причем способ включает введение субъекту композиции, описанной в настоящем описании, где доставка РНК в клетки субъекта благоприятна при лечении или предупреждении заболевания или расстройства.In another aspect, the invention provides a method for treating or preventing a disease or disorder in a subject, the method comprising administering to the subject a composition as described herein, wherein delivery of the RNA to the subject's cells is beneficial in treating or preventing the disease or disorder.

В другом аспекте изобретение относится к способу лечения или предупреждения заболевания или расстройства у субъекта, причем способ включает введение субъекту композиции, описанной в настоящем описании, где РНК кодирует терапевтический пептид или белок, и где доставка терапевтического пептида или белка РНК субъекту благоприятна при лечении или предупреждении заболевания или расстройства.In another aspect, the invention relates to a method for treating or preventing a disease or disorder in a subject, the method comprising administering to the subject a composition described herein, wherein the RNA encodes a therapeutic peptide or protein, and wherein delivery of the therapeutic RNA peptide or protein to the subject is beneficial in treating or preventing diseases or disorders.

В одном воплощении субъект представляет собой млекопитающее. В одном воплощении млекопитающее является человеком.In one embodiment, the subject is a mammal. In one embodiment, the mammal is a human.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг. 1. Соотношение между размером частиц и молярной фракцией конъюгированных с полисаркозином LNP. Липидные наночастицы получены с использованием смесей липидов, включающих возрастающие молярные фракции C14PSarc20. В подходящих условиях можно получить устойчивые коллоидные частицы. Хотя с очень низкими фракциями PSarc (0,5 и 1%) частицы размером, поддающимся измерению, не образуются, при 2,5 мол.% и выше получают частицы обусловленного размера и с низким индексом полидисперсности. Размер частиц может быть хорошо отлажен путем изменения фракции PSarc. Размер частиц монотонно уменьшается от примерно 200-250 нм с 2,5 мол.% PSarc до примерно 50 нм с 20 мол.% PSarc.Fig. 1. Relationship between particle size and molar fraction of polysarcosine-conjugated LNPs. Lipid nanoparticles were prepared using mixtures of lipids containing increasing molar fractions of C14PSarc20. Under suitable conditions, stable colloidal particles can be obtained. Although very low PSarc fractions (0.5 and 1%) do not form measurable particles, at 2.5 mole % and above, particles of a conventional size and a low polydispersity index are obtained. The particle size can be fine-tuned by changing the PSarc fraction. The particle size decreases monotonically from about 200-250 nm with 2.5 mole % PSarc to about 50 nm with 20 mole % PSarc.

Фиг. 2. Соотношение между длинами полисаркозина (звеньями полимера) PSarc-липидов, используемых для образования LNP, и экспрессией белка in vitro кодирующей люциферазу мРНК в LNP в различных клеточных линиях. LNP, составленные с мРНК, кодирующей люциферазу, испытывают в клетках опухоли легких (TC-1), мышечных клетках (C2C12), гепатоцитах (Hep-G2) и макрофагах (RAW 264.7). Через 24 часа после трансфекции измеряют сигнал биолюминесценции. Независимо от клеточной линии, возрастание числа звеньев полимера в полисаркозине не приводит к снижению уровней экспрессии белка, как это обычно наблюдают в ПЭГ-липидах.Fig. 2. Relationship between polysarcosine lengths (polymer units) of PSarc lipids used to form LNPs and in vitro expression of the luciferase-encoding mRNA protein in LNPs in various cell lines. LNPs formulated with mRNA encoding luciferase are tested in lung tumor cells (TC-1), muscle cells (C2C12), hepatocytes (Hep-G2) and macrophages (RAW 264.7). 24 hours after transfection, the bioluminescence signal is measured. Regardless of the cell line, an increase in the number of polymer units in polysarcosine does not lead to a decrease in protein expression levels, as is commonly observed in PEG lipids.

Фиг. 3. Эффективность in vivo LNP, включающих постоянную фракцию PSarc-липида (5%), где длина полисаркозина изменяется от 11 до 65 звеньев. LNP, полученные с мРНК, кодирующей люциферазу, инъецируют внутривенно мышам (10 мкг РНК, n=3). Измеряют биолюминесценцию in vivo и ex vivo. Во всех случаях самые сильные сигналы обнаруживают в печени. На фигуре приводятся данные от измерений ex vivo в печени, которую извлекали через 6 часов после инъекции. Не смогли определить существенное влияние длины полисаркозина на уровень экспрессии белка в печени. Это допускает инженерию частиц с использованием PSarc с размерами в широком диапазоне без снижения эффективности трансфекции.Fig. 3. In vivo efficacy of LNPs containing a constant fraction of PSarc lipid (5%), where the polysarcosine length varies from 11 to 65 units. LNPs derived from mRNA encoding luciferase are injected intravenously into mice (10 μg RNA, n=3). Bioluminescence is measured in vivo and ex vivo. In all cases, the strongest signals are found in the liver. The figure shows data from ex vivo measurements in the liver, which was removed 6 hours after injection. Could not determine a significant effect of polysarcosine length on the level of protein expression in the liver. This allows PSarc particles to be engineered with a wide range of sizes without compromising transfection efficiency.

Фиг. 4. Влияние различных концевых групп полисаркозина на размер частиц и дзета-потенциал. PSarc, состоящий из 20 повторяющихся звеньев, с концевой аминогруппой, карбоксилированной или ацетилированной концевой группой проверяют при непосредственном сравнении. Все другие параметры композиций поддерживают постоянными. Образование LNP со всеми испытанными концевыми группами происходит успешно, где корреляция между фракцией PSarc и свойствами частиц (размер и дзета-потенциал) является схожей.Fig. 4. Effect of different terminal groups of polysarcosine on particle size and zeta potential. PSarc, consisting of 20 repeating units, with an amino end group, carboxylated or acetylated end group is tested by direct comparison. All other composition parameters are kept constant. The formation of LNPs with all tested end groups is successful, where the correlation between PSarc fraction and particle properties (size and zeta potential) is similar.

Фиг. 5. Определение свойств in vivo LNP, включающих полисаркозин-липиды с различными концевыми группами, описанными на фиг. 4. Используют PSarc-липиды в молярной фракции 5% и длиной в 20 звеньев. LNP, полученные с мРНК, кодирующей люциферазу, испытывают с гепатоцитами (Hep-G2), макрофагами (RAW 264.7), мышечными клетками (C2C12) и клетками первичной почки (HEK 293 T). Через 24 часа после трансфекции измеряют сигнал биолюминесценции. Сигнал биолюминесценции получают для всех LNP и клеточных линий. Зависимость силы сигнала как функции клеточной линии схожа для всех концевых групп.Fig. 5. Determination of in vivo properties of LNPs comprising polysarcosine lipids with different end groups as described in FIG. 4. Use PSarc lipids in a molar fraction of 5% and a length of 20 links. LNPs derived from mRNA encoding luciferase are tested with hepatocytes (Hep-G2), macrophages (RAW 264.7), muscle cells (C2C12) and primary kidney cells (HEK 293 T). 24 hours after transfection, the bioluminescence signal is measured. A bioluminescence signal is obtained for all LNPs and cell lines. The dependence of the signal strength as a function of the cell line is similar for all end groups.

Фиг. 6. Эффективность in vivo LNP, полученных с различными концевыми группами, описанных на фиг. 4 и 5. Используют PSarc-липиды в молярной фракции 5% и длиной в 20 звеньев. LNP, полученные с мРНК, кодирующей люциферазу, инъецируют внутривенно (10 мкг РНК, n=3). Измеряют биолюминесценцию in vivo и ex vivo. Во всех случаях самые сильные сигналы обнаруживают в печени. На фигуре приводятся данные от измерений ex vivo в печени, извлеченной через 6 часов после инъекции. Определяют сигналы схожей силы со всеми концевыми группами, что показывает, что все концевые группы подходят для получения схожей высокой трансфекции in vivo.Fig. 6. In vivo performance of LNPs prepared with different end groups described in FIG. 4 and 5. PSarc lipids are used in a 5% molar fraction and 20 units long. LNPs derived from mRNA encoding luciferase are injected intravenously (10 μg RNA, n=3). Bioluminescence is measured in vivo and ex vivo. In all cases, the strongest signals are found in the liver. The figure shows data from ex vivo measurements in a liver extracted 6 hours after injection. Signals of similar strength were determined with all end groups, which indicates that all end groups are suitable for obtaining similar high transfection in vivo.

Фиг. 7. Действие пегилирования и конъюгирования с полисаркозином на размер липосом. Липосомы получают или с одними DOTMA и DOPE (2:1 моль/моль), или используют смеси липидов, которые включают ПЭГ- или pSarс-липид в молярной фракции 2%. Как ПЭГ, так и pSarc ведут к существенному уменьшению измеряемого размера, хотя, однако, индекс полидисперсности более высокий (мультимодальный).Fig. 7. Effect of pegylation and polysarcosine conjugation on liposome size. Liposomes are prepared either with DOTMA and DOPE alone (2:1 mol/mol), or lipid mixtures are used that include PEG or pSarc lipid in a 2% molar fraction. Both PEG and pSarc lead to a significant decrease in the measured size, although, however, the polydispersity index is higher (multimodal).

Фиг. 8. Образование липоплексов с использованием липосом, которые включают ПЭГ и pSarc, описанных на фиг. 7. Из всех трех типов липосом (одни DOTMA и DOPE (2:1 моль/моль), или включающие ПЭГ- или pSarс-липид в молярной фракции 2%), образуются липоплексы ограниченного размера и с низким индексом полидисперсности. Липоплексы из пегилированных и конъюгированных с полисаркозином липосом показывают неожиданно низкий индекс полидисперсности по сравнению с липосомами-предшественниками, где величины PDI высокие. Это показывает, что pSarc-липосомы с высоким индексом полидисперсности также могут быть подходящими для образования определенных РНК-липоплексов достаточно малых размеров - 50 нм и PDI примерно 0,2.Fig. 8. Formation of lipoplexes using liposomes that include PEG and pSarc as described in FIG. 7. Of all three types of liposomes (one DOTMA and DOPE (2:1 mol/mol), or including PEG or pSarc lipid in a molar fraction of 2%), lipoplexes of limited size and low polydispersity index are formed. Lipoplexes from PEGylated and polysarcosine-conjugated liposomes show an unexpectedly low polydispersity index compared to precursor liposomes where PDI values are high. This shows that pSarc liposomes with a high polydispersity index may also be suitable for the formation of certain RNA lipoplexes of sufficiently small sizes - 50 nm and a PDI of about 0.2.

Фиг. 9. Определение свойств in vitro липоплексов, полученных из липосом, состоящих или из одних DOTMA и DOPE (2:1 моль/моль), или смесей тех же липидов, включающих ПЭГ- или pSarс-липид в молярной фракции 2%. Липоплексы с мРНК, кодирующей люциферазу, испытывают с гепатоцитами (Нер-G2). Через 24 часа после трансфекции измеряют сигнал биолюминесценции. Хотя пегилирование существенно ослабляет сигнал, это ослабление значительно меньше выражено в случае присутствия pSarс. Оказывается, pSarс снижает эффективность трансфекции в значительно меньшей степени, чем ПЭГ.Fig. 9. Determination of the in vitro properties of lipoplexes prepared from liposomes consisting of either DOTMA and DOPE alone (2:1 mol/mol) or mixtures of the same lipids containing PEG or pSarc lipid in a 2% molar fraction. Lipoplexes with mRNA encoding luciferase are tested with hepatocytes (Hep-G2). 24 hours after transfection, the bioluminescence signal is measured. Although pegylation significantly attenuates the signal, this attenuation is much less pronounced in the presence of pSarc. It turns out that pSarc reduces the efficiency of transfection to a much lesser extent than PEG.

Фиг. 10. Определение свойств in vitro липоплексов, полученных из липосом, состоящих или из одних DOTMA и DOPE (2:1 моль/моль), или смесей тех же липидов, включающих ПЭГ- или pSarс-липид в молярной фракции 2%. Липоплексы с мРНК, кодирующей люциферазу, испытывают с мышечными клетками (С2С12). Через 24 часа после трансфекции измеряют сигнал биолюминесценции. Хотя пегилирование существенно ослабляет сигнал, это ослабление значительно меньше выражено в случае присутствия pSarс. Оказывается, pSarс снижает эффективность трансфекции в значительно меньшей степени, чем ПЭГ.Fig. 10. Determination of in vitro properties of lipoplexes prepared from liposomes consisting either of DOTMA and DOPE alone (2:1 mol/mol) or mixtures of the same lipids, including PEG or pSarc lipid in a molar fraction of 2%. Lipoplexes with mRNA encoding luciferase are tested with muscle cells (C2C12). 24 hours after transfection, the bioluminescence signal is measured. Although pegylation significantly attenuates the signal, this attenuation is much less pronounced in the presence of pSarc. It turns out that pSarc reduces the efficiency of transfection to a much lesser extent than PEG.

Фиг. 11. Соотношение между размером частиц и длиной цепи и молярным соотношением полисаркозина в композиции.Fig. 11. Relationship between particle size and chain length and molar ratio of polysarcosine in the composition.

Фиг. 12. Кривые рассеяния (SAXS) конъюгированных с полисаркозином липидных частиц.Fig. 12. Scattering curves (SAXS) of polysarcosine-conjugated lipid particles.

Фиг. 13. Доступность РНК, оцененная анализом с Quant-It Ribogreen.Fig. 13. RNA availability assessed by Quant-It Ribogreen assay.

Фиг. 14. Внутривенное введение различных доз мРНК, кодирующей ЕРО (эритропоэтин), загруженных в LNP в композиции с липидами, конъюгированными с РSarс или ПЭГ.Fig. 14. Intravenous administration of various doses of mRNA encoding EPO (erythropoietin) loaded into LNP in composition with PSarc or PEG-conjugated lipids.

Фиг. 15. Высвобождение ферментов печени как ранний маркер токсичности для печени после инъекции LNP в композиции с РSarс с возрастающей длиной цепи.Fig. 15. Release of liver enzymes as an early marker of liver toxicity after LNP injection in combination with increasing chain length PSarc.

Фиг. 16. Активация комплемента через комплекс С3а пегилированных и конъюгированных с полисаркозиом LNP при теоретической концентрации в плазме человека.Fig. 16. Complement activation via the C3a complex of pegylated and polysarcosium-conjugated LNPs at theoretical human plasma concentration.

Фиг. 17. Изображение Cryo-TEM LNP, полученных со смесью DODMA:холестерин:DSPC:РSarс 23 в соответствующих мол.% 40:45:15:10:5. Масштаб = 200 нм.Fig. 17. Image of Cryo-TEM LNPs prepared with DODMA:cholesterol:DSPC:PSarc 23 in the respective mol % 40:45:15:10:5. Scale = 200 nm.

Подробное описаниеDetailed description

Хотя настоящее раскрытие описывается ниже подробно, следует понимать, что настоящее раскрытие не ограничивается частными методологиями, протоколами и реагентами, описанными в настоящем описании, так как они могут изменяться. Также следует иметь в виду, что терминология, используемая в настоящем описании, используется с целью описания только определенных воплощений и не предназначена для ограничения объема настоящего раскрытия, который будет ограничиваться только прилагаемой формулой изобретения. Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в настоящем описании, имеет те же значения, какие им обычно придают специалисты в данной области техники.Although the present disclosure is described in detail below, it should be understood that the present disclosure is not limited to the particular methodologies, protocols, and reagents described herein, as they may change. It should also be understood that the terminology used in this specification is used for the purpose of describing only certain embodiments and is not intended to limit the scope of the present disclosure, which will be limited only by the appended claims. Unless otherwise indicated, all technical and scientific terms used in the present description have the same meanings as they are usually given to experts in this field of technology.

Предпочтительно термины, используемые в настоящем описании, определяются в «A multilingual glossary of biotechnological terms: (IUPAC Recommendations)», H.G.W. Leuenberger, B. Nagel, and H.

Figure 00000004
Eds., Helvetica Chimica Acta, CH-4010 Basel, Switzerland, (1995).Preferably, the terms used herein are defined in "A multilingual glossary of biotechnological terms: (IUPAC Recommendations)", HGW Leuenberger, B. Nagel, and H.
Figure 00000004
Eds., Helvetica Chimica Acta, CH-4010 Basel, Switzerland, (1995).

На практике настоящее раскрытие будет использовать, если не указано иное, обычные методы химии, биохимии, биологии клетки, иммунологии и методы рекомбинантных ДНК, которые поясняются в литературе в данной области (см., например, Моlecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Edition, J. Sambrook et al. eds., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor 1989).In practice, the present disclosure will use, unless otherwise indicated, the conventional techniques of chemistry, biochemistry, cell biology, immunology, and recombinant DNA techniques as explained in the literature in the art (see, for example, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Edition). , J. Sambrook et al.eds., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor 1989).

Далее будут описываться элементы настоящего раскрытия. Эти элементы перечисляются с конкретными воплощениями, однако следует иметь в виду, что их можно комбинировать в любом числе с созданием других воплощений. Отдельно описанные примеры и воплощения не следует истолковывать как ограничивающие настоящее раскрытие только открыто описанными воплощениями. Настоящее описание следует понимать как раскрывающее и охватывающее воплощения, которые объединяют открыто описанные воплощения с любым числом раскрытых элементов. Кроме того, любые перестановки и комбинации всех описанных элементов должны рассматриваться как раскрытые настоящим описанием, если контекст не указывает иное.Next, the elements of the present disclosure will be described. These elements are listed with specific embodiments, however, it should be borne in mind that they can be combined in any number to create other embodiments. The separately described examples and embodiments should not be construed as limiting the present disclosure to the openly described embodiments. The present description should be understood as disclosing and covering embodiments that combine the openly described embodiments with any number of disclosed elements. In addition, any permutations and combinations of all described elements should be considered as disclosed by this description, unless the context indicates otherwise.

Термин «примерно» означает приблизительно или около и в контексте численной величины или интервала, установленного в настоящем описании в одном воплощении, означает ±20%, ±10%, ±5%, или ±3% численной величины или интервала, цитированных или заявленных. The term "about" means about or about, and in the context of a numerical value or range as defined herein in one embodiment, means ±20%, ±10%, ±5%, or ±3% of the numerical value or range cited or claimed.

Термины в единственном числе, используемые в контексте, описывающем раскрытие (особенно в контексте формулы изобретения), следует истолковывать как охватывающие как единственное число, так и множественное, если в настоящем описании не указано иное или нет явного противоречия контексту. Перечисление интервалов величин в настоящем описании предназначено только служить в качестве способа сокращения обращения по отдельности к каждой отдельной величине, попадающей в интервал. Если в настоящем описании не указано иное, каждая отдельная величина включена в описание как если бы она приводилась в настоящем описании отдельно. Все способы, описанные в настоящем описании, можно выполнять в любом подходящем порядке, если в настоящем описании не указано иное, или иное не диктуется четко контекстом. Использование любого и всех примеров или примерной формулировки (например, «такой как»), приведенных в настоящем описании, предназначено только для лучшего пояснения раскрытия и не устанавливает ограничение объема формулы изобретения. Никакие формулировки в описании не должны толковаться как указывающие на какой-либо незаявленный элемент, существенный для практики раскрытия.Terms in the singular used in the context describing the disclosure (especially in the context of the claims) should be construed as covering both the singular and the plural, unless otherwise indicated in the present description or there is no clear conflict with the context. The listing of ranges of values in this specification is only intended to serve as a way of shortening the reference to each individual value that falls within a range individually. Unless otherwise indicated in the present description, each individual value is included in the description as if it were given separately in the present description. All of the methods described herein may be performed in any suitable order, unless otherwise indicated herein or the context clearly dictates otherwise. The use of any and all examples or exemplary language (eg, "such as") provided herein is intended only to better explain the disclosure and is not intended to limit the scope of the claims. Nothing in the description should be construed as indicating any unclaimed element essential to the practice of the disclosure.

Если четко не указано иное, термин «включающий» используется в контексте настоящего документа для указания, что могут присутствовать другие члены, кроме членов списка, введенных путем «включения». Однако предполагается как конкретное воплощение настоящего раскрытия, что термин «включающий» охватывает возможность отсутствия других присутствующих членов, т.е. для цели этого воплощения «включающий» следует понимать как имеющий значение «состоящий из».Unless expressly stated otherwise, the term "including" is used in the context of this document to indicate that other members may be present other than the members of the list introduced by "inclusion". However, as a specific embodiment of the present disclosure, the term "comprising" is intended to cover the possibility that no other members are present, i.e. for the purpose of this embodiment, "comprising" should be understood to mean "consisting of".

В тексте настоящего описания процитированы некоторые документы. Каждый из документов, процитированных в настоящем описании (включая все патенты, заявки на патент, научные публикации, спецификации изготовителей, инструкции и т.д.) выше или ниже, полностью включены в настоящее описание в качестве ссылок. Ничто в настоящем описании не должно истолковываться как признание того, что настоящее раскрытие не давало право датироваться более ранним числом.In the text of this description, some documents are cited. Each of the documents cited in this specification (including all patents, patent applications, scientific publications, manufacturer's specifications, instructions, etc.) above or below are incorporated herein by reference in their entirety. Nothing in the present description should be construed as an admission that the present disclosure does not give the right to predate.

ОпределенияDefinitions

Далее приводятся определения, которые применимы ко всем аспектам настоящего раскрытия. Приведенные далее термины имеют следующие далее значения, если не указано иное. Любые не определенные термины имеют их известные значения.The following are definitions that apply to all aspects of the present disclosure. The following terms have the following meanings, unless otherwise indicated. Any undefined terms have their known meanings.

Такие термины, как «уменьшать» или «ингибировать», используемые в настоящем описании, обозначают возможность вызвать общее снижение от уровня, например, примерно на 5% или больше, примерно на 10% или больше, примерно на 20% или больше, примерно на 50% или больше или примерно на 75% или больше. Термин «ингибировать» или похожие выражения включают полное или по существу полное ингибирование, т.е. снижение до нуля или по существу до нуля.Terms such as "reduce" or "inhibit" as used herein refer to the ability to cause an overall reduction from a level of, for example, about 5% or more, about 10% or more, about 20% or more, about 50% or more, or about 75% or more. The term "inhibit" or similar expressions includes complete or substantially complete inhibition, i.e. reduction to zero or substantially to zero.

Такие термины, как «повышать» или «усиливать» в одном воплощении относятся к повышению или усилению по меньшей мере примерно на 10%, по меньшей мере примерно на 20%, по меньшей мере примерно на 30%, по меньшей мере примерно на 40%, по меньшей мере примерно на 50%, по меньшей мере примерно на 80% или по меньшей мере примерно на 100%.Terms such as "enhance" or "enhance" in one embodiment refer to an increase or increase of at least about 10%, at least about 20%, at least about 30%, at least about 40% , at least about 50%, at least about 80%, or at least about 100%.

Термин «физиологический рН», используемый в настоящем описании, относится к рН примерно 7,4.The term "physiological pH" as used herein refers to a pH of about 7.4.

При использовании в настоящем раскрытии «%, мас./об.» относится к проценту массы на объем, который является единицей концентрации, измеряющей количество растворенного вещества в граммах (г), выраженное как процент от общего объема раствора в миллилитрах (мл).When used in this disclosure, "% w/v" refers to percent mass per volume, which is a unit of concentration that measures the amount of a solute in grams (g) expressed as a percentage of the total volume of a solution in milliliters (mL).

При использовании в настоящем раскрытии «мол.%» определяется как отношение числа молей одно компонента к общему числу молей всех компонентов, умноженное на 100.As used in this disclosure, "mole %" is defined as the ratio of the number of moles of one component to the total number of moles of all components multiplied by 100.

Термин «ионная сила» относится к математическому соотношению между числом различных видов ионов в определенном растворе и их соответствующими зарядами. Так, ионная сила I представляется математически формулойThe term "ionic strength" refers to the mathematical relationship between the number of different kinds of ions in a particular solution and their respective charges. So, the ionic strength I is represented mathematically by the formula

Figure 00000005
,
Figure 00000005
,

в которой с представляет собой молярную концентрацию определенного вида ионов, и z представляет собой абсолютную величину его заряда. Сумма Σ берется как сумма всех различных видов ионов (i) в растворе.in which c is the molar concentration of a certain kind of ion, and z is the absolute value of its charge. The sum Σ is taken as the sum of all the different kinds of ions (i) in solution.

Согласно раскрытию термин «ионная сила» в одном воплощении относится к присутствию одновалентных ионов. Что касается присутствия двухвалентных ионов, в частности, двухвалентных катионов, то их концентрация или эффективная концентрация (присутствие свободных ионов) из-за присутствия хелатирующих агентов в одном воплощении является достаточно низкой для того, чтобы предотвратить деградацию РНК. В одном воплощении концентрация или эффективная концентрация двухвалентных ионов ниже каталитического уровня для гидролиза фосфодиэфирных связей между нуклеотидами РНК. В одном воплощении концентрация свободных двухвалентных ионов составляет 20 мкМ или меньше. В одном воплощении свободные двухвалентные ионы отсутствуют или по существу отсутствуют.According to the disclosure, the term "ionic strength" in one embodiment refers to the presence of monovalent ions. With regard to the presence of divalent ions, in particular divalent cations, their concentration or effective concentration (presence of free ions) due to the presence of chelating agents in one embodiment is low enough to prevent degradation of the RNA. In one embodiment, the concentration or effective concentration of divalent ions is below the catalytic level for the hydrolysis of phosphodiester bonds between RNA nucleotides. In one embodiment, the concentration of free divalent ions is 20 μM or less. In one embodiment, free divalent ions are absent or essentially absent.

Термин «осмоляльность» относится к концентрации растворенных веществ, выраженной как число осмолей растворенного вещества на килограмм растворителя.The term "osmolality" refers to the concentration of solutes, expressed as the number of osmoles of a solute per kilogram of solvent.

Термин «замораживание» относится к фазовому переходу из жидкого состояния в твердое. Он обычно происходит при понижении температуры системы ниже критической температуры и сопровождается характерным изменением энтропии системы.The term "freezing" refers to a phase transition from liquid to solid. It usually occurs when the temperature of the system drops below the critical temperature and is accompanied by a characteristic change in the entropy of the system.

Термин «лиофилизация» относится к сушке вымораживанием вещества путем замораживания его и последующим понижением давления окружающей среды, чтобы позволить замороженной среде в веществе сублимировать из твердой фазы непосредственно в газовую фазу.The term "lyophilization" refers to freeze-drying a substance by freezing it and then lowering the ambient pressure to allow the frozen medium in the substance to sublimate from the solid phase directly to the gas phase.

Термин «сушка распылением» относится к сушке распылением вещества путем смешивания (нагретого) газа с жидкостью, которая измельчается (распыляется) внутри сосуда (распылительная сушилка), где из образовавшихся капель испаряется растворитель, что ведет к сухому порошку.The term "spray drying" refers to the spray drying of a substance by mixing a (heated) gas with a liquid, which is pulverized (sprayed) inside a vessel (spray dryer) where the solvent is evaporated from the droplets formed, leading to a dry powder.

Термин «криопротектор» относится к веществу, которое добавляют в композицию для того, чтобы защитить активные ингредиенты во время стадий замораживания.The term "cryoprotectant" refers to a substance that is added to the composition in order to protect the active ingredients during the freezing steps.

Термин «лиопротектор» относится к веществу, которое добавляют в композицию для того, чтобы защитить активные ингредиенты во время стадий сушки.The term "lyoprotectant" refers to a substance that is added to the composition in order to protect the active ingredients during the drying steps.

Термин «восстановление» относится к добавлению растворителя, такого как вода, к сухому продукту для того, чтобы вернуть его в жидкое состояние, такое как исходное жидкое состояние.The term "recovery" refers to the addition of a solvent, such as water, to a dry product in order to return it to a liquid state, such as the original liquid state.

Термин «рекомбинант» в контексте настоящего раскрытия означает «полученный генной инженерией». В одном воплощении «рекомбинантный объект» в контексте настоящего раскрытия не встречается в природе.The term "recombinant" in the context of the present disclosure means "obtained by genetic engineering". In one embodiment, the "recombinant subject" in the context of the present disclosure does not occur in nature.

Термин «встречающийся в природе», используемый в настоящем описании, относится к факту, что объект можно обнаружить в природе. Например, пептид или нуклеиновая кислота, которые присутствуют в организме (включая вирусы) и могут быть выделены из источника в природе, и которые не были предумышленно модифицированы человеком в лаборатории, являются встречающимися в природе. Термин «обнаружен в природе» означает «присутствует в природе» и включает известные объекты, а также объекты, которые еще не обнаружены и/или не выделены из природы, но которые могут быть обнаружены и/или выделены в будущем из природного источника.The term "naturally occurring" as used herein refers to the fact that an object can be found in nature. For example, a peptide or nucleic acid that is present in the body (including viruses) and can be isolated from a source in nature, and that has not been intentionally modified by humans in a laboratory, is naturally occurring. The term "found in nature" means "present in nature" and includes known objects, as well as objects that have not yet been discovered and / or isolated from nature, but which may be discovered and / or isolated in the future from a natural source.

В контексте настоящего раскрытия термин «частица» относится к структурной сущности, образованной молекулами, или молекулярным комплексам. В одном воплощении термин «частица» относится к структуре микро- или наноразмера, такой как компактная структура микро- или наноразмера, диспергированная в среде.In the context of the present disclosure, the term "particle" refers to a structural entity formed by molecules, or molecular complexes. In one embodiment, the term "particle" refers to a micro- or nano-sized structure, such as a compact micro- or nano-sized structure dispersed in a medium.

В контексте настоящего раскрытия термин «РНК-частица» относится к частице, которая содержит РНК. В образование частицы вовлечены электростатические взаимодействия между положительно заряженными молекулами, такими как полимеры и липиды, и отрицательно заряженной РНК. Это приводит к комплексообразованию и спонтанному образованию РНК-частиц. В одном воплощении РНК-частица представляет собой наночастицу.In the context of the present disclosure, the term "RNA particle" refers to a particle that contains RNA. Electrostatic interactions between positively charged molecules such as polymers and lipids and negatively charged RNA are involved in particle formation. This leads to complex formation and spontaneous formation of RNA particles. In one embodiment, the RNA particle is a nanoparticle.

При использовании в настоящем раскрытии термин «наночастица» относится к частице, имеющей средний диаметр, подходящий для внутривенного введения.As used in the present disclosure, the term "nanoparticle" refers to a particle having an average diameter suitable for intravenous administration.

Термин «средний диаметр» относится к среднему гидродинамическому диаметру частиц, измеренному динамическим рассеянием лазерного света (DLS), с анализом данных с использованием так называемого кумулятивного алгоритма, который предоставляет как результаты так называемый Zсредний с размерностью длины, и индекс полидисперсности (PI), который является безразмерным (Koppel, D., J. Chem. Phys. 57, 1972, pp 4814-4820, ISO 13321). В настоящем описании «средний диаметр», «диаметр» или «размер» для частиц применяют как синонимы с этой величиной Zсредний.The term "average diameter" refers to the average hydrodynamic particle diameter measured by dynamic laser light scattering (DLS), with data analysis using a so-called cumulative algorithm that provides both the results of the so-called Z mean with the dimension of length, and the polydispersity index (PI), which is dimensionless (Koppel, D., J. Chem. Phys. 57, 1972, pp 4814-4820, ISO 13321). In the present description, "average diameter", "diameter" or "size" for particles are used as synonyms with this value Z average .

«Индекс полидисперсности» предпочтительно вычисляют на основании измерений динамического рассеяния света с помощью так называемого кумулятивного анализа, как упоминалось в определении «среднего диаметра». При некоторых предварительных условиях его можно принимать за меру распределения частиц по размерам в совокупности наночастиц.The "polydispersity index" is preferably calculated from measurements of dynamic light scattering using the so-called cumulative analysis, as mentioned in the definition of "average diameter". Under certain preconditions, it can be taken as a measure of the particle size distribution in a population of nanoparticles.

Вообще, РНК-липидные частицы, описанные в настоящем описании, можно получить путем смешивания фазы, содержащей РНК, с фазой, содержащей липид. Это может быть смешивание этанольной фазы или другого смешивающегося с водой растворителя, включающего липиды, такие как катионные липиды, подобные DODMA, и другие липиды, с водной фазой, включающей РНК. Другим выбором является смешивание водной фазы, включающей липиды, например, включающей липиды в форме липосом или других типов жидкостных дисперсий, с другой водной фазой, включающей РНК.In general, the RNA-lipid particles described herein can be obtained by mixing an RNA-containing phase with a lipid-containing phase. This may be mixing an ethanol phase or other water-miscible solvent comprising lipids such as cationic lipids like DODMA and other lipids with an aqueous phase comprising RNA. Another choice is to mix an aqueous phase comprising lipids, for example comprising lipids in the form of liposomes or other types of liquid dispersions, with another aqueous phase comprising RNA.

РНК-содержащие частицыRNA-containing particles

Ранее описаны различные типы РНК-содержащих частиц, подходящих для доставки РНК в форме частиц (например, Kaczmarek, J. C. et al., 2017, Genome Medicine 9, 60). В случае везикул для доставки невирусной РНК инкапсулирование наночастиц РНК физически защищает РНК от деградации и, в зависимости от специфической химии, может содействовать клеточному поглощению и эндосомальному высвобождению.Various types of RNA particles suitable for delivering RNA particles have previously been described (e.g., Kaczmarek, J. C. et al., 2017, Genome Medicine 9, 60). In the case of vesicles for non-viral RNA delivery, encapsulation of the RNA nanoparticles physically protects the RNA from degradation and, depending on the specific chemistry, can promote cellular uptake and endosomal release.

В настоящем раскрытии описываются частицы, включающие РНК и один или несколько компонентов, которые ассоциируются с РНК с образованием РНК-частиц, и композиции, включающие такие частицы. РНК-частицы могут включать РНК, которая образует комплекс в различных формах за счет нековалентных взаимодействий с частицей. Частицы, описанные в настоящем описании, не являются вирусными частицами, в частности, инфекционными вирусными частицами, т.е. они не способны заражать клетки как вирусы. РНК-содержащие частицы могут находиться, например, в форме белковых частиц, в форме включающих полимер частиц или в форме липидсодержащих частиц. Подходящие белки, полимеры или липиды включены под термином «формирующие частицы компоненты» или «формирующие частицы агенты». Термин «формирующие частицы компоненты» или «формирующие частицы агенты» относится к любым компонентам, которые ассоциируются с РНК с образованием РНК-частиц. Такие компоненты включают любой компонент, который может являться частью РНК-частиц.The present disclosure describes particles comprising RNA and one or more components that associate with RNA to form RNA particles, and compositions comprising such particles. RNA particles may include RNA that forms a complex in various forms through non-covalent interactions with the particle. The particles described herein are not viral particles, in particular infectious viral particles, i.e. they are not capable of infecting cells like viruses. The RNA-containing particles may be, for example, in the form of protein particles, in the form of polymer-containing particles, or in the form of lipid-containing particles. Suitable proteins, polymers or lipids are included under the term "particle-forming components" or "particle-forming agents". The term "particle-forming components" or "particle-forming agents" refers to any components that associate with RNA to form RNA particles. Such components include any component that may be part of the RNA particles.

Белки, полимеры, липиды, а также другие гидрофильные, гидрофобные или амфифильные соединения являются типичными составляющими композиций РНК-частиц.Proteins, polymers, lipids, and other hydrophilic, hydrophobic, or amphiphilic compounds are typical constituents of RNA particle compositions.

Благодаря высокой степени их химической гибкости, полимеры являются широко используемыми материалами для доставки наночастиц. Типично используются катионные полимеры для электростатической конденсации отрицательно заряженной РНК в наночастицы. Эти положительно заряженные группы часто состоят из аминов, которые изменяют свое состояние протонирования в интервале рН между 5,5 и 7,5, что, как полагают, ведет к дисбалансу ионов, что приводит к эндосомальному разрыву. Полимеры, такие как поли-L-лизин, полиамидоамин, протамин и полиэтиленимин, а также встречающиеся в природе полимеры, такие как хитозан, применяют для доставки РНК. Кроме того, некоторые исследователи синтезировали полимеры специально для доставки нуклеиновых кислот. В частности, сложные поли(β-аминоэфиры) получили широкое распространение в доставке нуклеиновых кислот благодаря простоте их синтеза и биоразлагаемости.Due to their high degree of chemical flexibility, polymers are widely used nanoparticle delivery materials. Typically, cationic polymers are used to electrostatically condense negatively charged RNA into nanoparticles. These positively charged groups often consist of amines, which change their protonation state between pH 5.5 and 7.5, which is believed to lead to an ion imbalance resulting in endosomal rupture. Polymers such as poly-L-lysine, polyamidoamine, protamine and polyethyleneimine, as well as naturally occurring polymers such as chitosan, are used for RNA delivery. In addition, some researchers have synthesized polymers specifically for nucleic acid delivery. In particular, poly(β-amino esters) have become widely used in nucleic acid delivery due to their ease of synthesis and biodegradability.

При использовании в настоящем описании «полимер» имеет свое обычное значение, т.е. обозначает молекулярную структуру, включающую одно или несколько повторяющихся звеньев (мономеров), соединенных ковалентными связями. Повторяющиеся звенья все могут быть идентичными, или в некоторых случаях они могут представлять больше одного типа повторяющегося звена, присутствующего в полимере. В некоторых случаях полимер имеет биологическое происхождение, т.е. является биополимером, таким как белок. В некоторых случаях в полимере могут присутствовать также другие группы, например, нацеливающие группы, такие как описанные в настоящем описании.As used herein, "polymer" has its usual meaning, ie. denotes a molecular structure that includes one or more repeating units (monomers) connected by covalent bonds. The repeat units may all be identical, or in some cases they may represent more than one type of repeat unit present in the polymer. In some cases, the polymer is of biological origin, ie. is a biopolymer like protein. In some cases, other groups may also be present in the polymer, for example targeting groups such as those described herein.

Если в полимере присутствует больше одного типа повторяющихся звеньев, тогда говорят, что полимер представляет собой «сополимер». Следует понимать, что в любом воплощении используемого полимера в некоторых случаях используемый полимер может представлять собой сополимер. Повторяющиеся звенья, образующие сополимер, могут располагаться в любом порядке. Например, повторяющиеся звенья могут располагаться в произвольном порядке, в порядке чередования или как в «блок»-сополимере. т.е. включать один или несколько участков, где каждый включает второе повторяющееся звено (т.е. второй блок), и т.д. Блоксополимеры могут иметь два (диблоксополимер), три (триблоксопоолимер) или больше составляющих их различных блоков.If more than one type of repeating unit is present in a polymer, then the polymer is said to be a "copolymer". It should be understood that in any embodiment of the polymer used, in some cases the polymer used may be a copolymer. The repeating units forming the copolymer may be in any order. For example, the repeating units may be random, in alternating order, or as in a "block" copolymer. those. include one or more sections, where each includes a second repeating link (i.e., the second block), etc. Block copolymers may have two (diblock copolymer), three (triblock copolymer) or more different blocks constituting them.

В некоторых воплощениях полимер является биосовместимым. Биосовместимые полимеры являются полимерами, которые обычно не приводят к существенной гибели клеток в средних концентрациях. В некоторых воплощениях биосовместимый полимер является биоразлагаемым, т.е. полимер способен разрушаться, химически и/или биологически, в физиологической окружающей среде, такой как в организме.In some embodiments, the polymer is biocompatible. Biocompatible polymers are polymers that generally do not result in significant cell death at moderate concentrations. In some embodiments, the biocompatible polymer is biodegradable, i. the polymer is capable of degrading, chemically and/or biologically, in a physiological environment, such as in the body.

В некоторых воплощениях образующий частицы полимер может представлять собой протамин или полиалкиленимин, такой как полиэтиленимин.In some embodiments, the particulate-forming polymer may be a protamine or a polyalkyleneimine such as polyethyleneimine.

Термин «протамин» относится к любым различным сильно основным белкам относительно низкой молекулярной массы, которые богаты аргинином и обнаруживаются, в частности, в ДНК вместо соматических гистонов в сперматозоидах различных животных (например, рыб). В частности, термин «протамин» относится к обнаруженным в сперме рыб белкам, которые являются сильно основными, растворяются в воде и не коагулируют путем нагревания, и дают после гидролиза главным образом аргинин. В очищенной форме их используют в препарате инсулина длительного действия и для нейтрализации антикоагулирующего действия гепарина.The term "protamine" refers to any of the various relatively low molecular weight highly basic proteins that are rich in arginine and are found particularly in DNA in place of somatic histones in the spermatozoa of various animals (eg fish). In particular, the term "protamine" refers to proteins found in fish semen that are highly basic, water-soluble and do not coagulate by heating, and yield mainly arginine after hydrolysis. In their purified form, they are used in the preparation of long-acting insulin and to neutralize the anticoagulant effect of heparin.

Согласно раскрытию, термин «протамин», используемый в настоящем описании, предназначен для включения любой аминокислотной последовательности протамина, полученной или извлеченной из природных или биологических источников, включая ее фрагменты, и полимерные формы аминокислотной последовательности или ее фрагментов, а также (синтезированных) полипептидов, которые являются искусственными и созданы специально для конкретных целей, и не могут быть выделены из нативных или биологических источников.As used herein, the term "protamine" is intended to include any protamine amino acid sequence derived from or extracted from natural or biological sources, including fragments thereof, and polymeric forms of the amino acid sequence or fragments thereof, as well as (synthesized) polypeptides, which are artificial and created specifically for specific purposes, and cannot be isolated from native or biological sources.

В одном воплощении полиалкиленимин включает полиэтиленимин и/или полипропиленимин, предпочтительно полиэтиленимин. Предпочтительным полиалкиленимином является полиэтиленимин (PEI). Средняя молекулярная масса PEI предпочтительно составляет 0,75∙102–107 Да, предпочтительно 1000–105 Да, предпочтительнее 10000–40000 Да, предпочтительнее 15000–30000 Да, еще предпочтительнее 20000–25000 Да.In one embodiment, the polyalkyleneimine comprises polyethyleneimine and/or polypropyleneimine, preferably polyethyleneimine. The preferred polyalkyleneimine is polyethyleneimine (PEI). The average molecular weight of PEI is preferably 0.75*10 2 -10 7 Da, preferably 1000-10 5 Da, more preferably 10000-40000 Da, more preferably 15000-30000 Da, even more preferably 20000-25000 Da.

Предпочтительным согласно раскрытию является линейный полиалкиленимин, такой как линейный полиэтиленимин (PEI).Preferred according to the disclosure is a linear polyalkyleneimine such as linear polyethyleneimine (PEI).

Липидсодержащие частицыLipid-containing particles

В одном воплощении РНК-частицы, описанные в настоящем описании, включают по меньшей мере один липид или липидоподобный материал как образующий частицу агент. Липидные носители, предполагаемые для применения в настоящем изобретении, включают любые вещества, с которыми можно ассоциировать РНК, например, путем образования комплексов с РНК или образования везикул, в которые заключена или инкапсулирована РНК. In one embodiment, the RNA particles described herein include at least one lipid or lipid-like material as the particle-forming agent. Lipid carriers contemplated for use in the present invention include any substance with which RNA can be associated, for example by complexing with RNA or by forming vesicles in which RNA is enclosed or encapsulated.

Термины «липид» и «липидоподобный материал» в широком смысле определяются в настоящем описании как молекулы, которые включают одну или несколько гидрофобных частиц или групп, и также, необязательно, одну или больше гидрофильных частиц или групп. Молекулы, включающие гидрофобные частицы и гидрофильные частицы, также обычно называют амфифильными. Липиды обычно плохо растворяются в воде. В водной среде амфифильный характер позволяет молекулам самим собираться в организованные структуры и различные фазы. Одна из таких фаз состоит из липидных бислоев, когда они присутствуют в везикулах, мультиламеллярных/моноламеллярных липосомах или мембранах в водной среде. Гидрофобность можно придать путем включения аполярных групп, которые включают, но без ограничения, длинноцепные насыщенные и ненасыщенные алифатические углеводородные группы и такие группы, замещенные одной или несколькими ароматическими, циклоалифатическими или гетероциклическими группами. Гидрофильные группы могут включать полярные и/или заряженные группы и включают углеводы, фосфатные, карбоксильные, сульфатные, амино-, сульфгидрильные, нитро-, гидроксильные и другие подобные группы.The terms "lipid" and "lipid-like material" are broadly defined herein as molecules that include one or more hydrophobic particles or groups, and optionally also one or more hydrophilic particles or groups. Molecules including hydrophobic particles and hydrophilic particles are also commonly referred to as amphiphilic. Lipids are usually poorly soluble in water. In an aqueous environment, the amphiphilic nature allows the molecules to self-assemble into organized structures and distinct phases. One such phase consists of lipid bilayers when present in vesicles, multilamellar/monolamellar liposomes or membranes in an aqueous medium. Hydrophobicity can be imparted by the inclusion of apolar groups, which include, but are not limited to, long chain saturated and unsaturated aliphatic hydrocarbon groups, and such groups substituted with one or more aromatic, cycloaliphatic, or heterocyclic groups. Hydrophilic groups may include polar and/or charged groups and include carbohydrates, phosphate, carboxyl, sulfate, amino, sulfhydryl, nitro, hydroxyl, and the like.

При использовании в настоящем описании термин «амфифильный» относится к молекуле, имеющей как полярную составляющую, так и неполярную составляющую. Обычно амфифильное соединение имеет полярную голову, присоединенную к длинному гидрофобному хвосту. В некоторых воплощениях полярная составляющая растворима в воде, в то время как неполярная составляющая в воде не растворяется. Кроме того, полярная составляющая может иметь или формальный положительный заряд или формальный отрицательный заряд. С другой стороны, полярная составляющая может иметь как формальный положительный, так и отрицательный заряд и представлять собой цвиттерион или внутреннюю соль. Для целей раскрытия амфифильное соединение может представлять собой, но без ограничения, один или несколько природных или неприродных липидов и липидоподобных соединений.As used herein, the term "amphiphilic" refers to a molecule having both a polar moiety and a non-polar moiety. Typically, an amphiphilic compound has a polar head attached to a long hydrophobic tail. In some embodiments, the polar component is soluble in water, while the non-polar component is not soluble in water. In addition, the polar component may have either a formal positive charge or a formal negative charge. On the other hand, the polar component can have both a formal positive and negative charge and be a zwitterion or internal salt. For purposes of the disclosure, an amphiphilic compound may be, but is not limited to, one or more natural or non-natural lipids and lipid-like compounds.

Термины «липидоподобный материал», «липидоподобное соединение» или «липидоподобная молекула» относятся к веществам, которые структурно и/или функционально относятся к липидам, но не могут считаться липидами в строгом смысле. Например, термин включает соединения, которые способны образовывать амфифильные слои, когда они присутствуют в везикулах, мультиламеллярных/моноламеллярных липосомах или мембранах в водной среде, и включает поверхностно-активные вещества или синтезированные соединения как с гидрофильными, так и липофильными группами. Вообще говоря, термин относится к молекулам, которые включают гидрофильные и гидрофобные группы с различной структурной организацией, которые могут или не могут походить на группы в липидах. При использовании в настоящем описании термин «липид» должен рассматриваться как перекрывающий как липиды, так и липидоподобные материалы, если иное не указано в настоящем описании или не диктуется четко контекстом.The terms "lipid-like material", "lipid-like compound" or "lipid-like molecule" refer to substances that are structurally and/or functionally related to lipids, but cannot be considered lipids in the strict sense. For example, the term includes compounds that are capable of forming amphiphilic layers when present in vesicles, multilamellar/monolamellar liposomes, or membranes in an aqueous environment, and includes surfactants or synthesized compounds with both hydrophilic and lipophilic groups. Generally speaking, the term refers to molecules that include hydrophilic and hydrophobic groups with different structural organization, which may or may not resemble those in lipids. When used in the present description, the term "lipid" should be considered as covering both lipids and lipid-like materials, unless otherwise specified in the present description or is not dictated clearly by the context.

Конкретные примеры амфифильных соединений, которые могут быть включены в амфифильный слой, включают, но без ограничения, фосфолипиды, аминолипиды и сфинголипиды.Specific examples of amphiphilic compounds that may be included in the amphiphilic layer include, but are not limited to, phospholipids, aminolipids, and sphingolipids.

В некоторых воплощениях амфифильным соединением является липид. Термин «липид» относится к группе органических соединений, которые характеризуются тем, что не растворяются в воде, но растворяются во многих органических растворителях. Вообще липиды можно разделить на восемь категорий: жирные кислоты, глицеролипиды, глицерофосфолипиды, сфинголипиды, сахаролипиды, поликетиды (образованные конденсацией кетоацильных субъединиц), стероидные липиды и пренольные липиды (образованные конденсацией изопреновых субъединиц). Хотя термин «липид» иногда используется как синоним жиров, жиры представляют собой подгруппу липидов, называемую триглицеридами. Липиды также охватывают молекулы, такие как жирные кислоты и их производные (включая три-, ди- и моноглицериды и фосфолипиды), а также стеролсодержащие метаболиты, такие как холестерин.In some embodiments, the amphiphilic compound is a lipid. The term "lipid" refers to a group of organic compounds which are characterized by being insoluble in water but soluble in many organic solvents. In general, lipids can be divided into eight categories: fatty acids, glycerolipids, glycerophospholipids, sphingolipids, saccharolipids, polyketides (formed by the condensation of ketoacyl subunits), steroidal lipids, and prenol lipids (formed by the condensation of isoprene subunits). Although the term "lipid" is sometimes used interchangeably with fats, fats are a subgroup of lipids called triglycerides. Lipids also encompass molecules such as fatty acids and their derivatives (including tri-, di- and monoglycerides and phospholipids) as well as sterol-containing metabolites such as cholesterol.

Жирные кислоты или остатки жирных кислот являются разнотипной группой молекул, образованных углеводородной цепью, которая заканчивается карбоксильной группой; такое строение сообщает молекуле полярный гидрофильный конец и неполярный гидрофобный конец, который не растворяется в воде. Углеродная цепь длиной обычно от четырех до 24 атомов углерода может быть насыщенной или ненасыщенной, и может быть присоединена к функциональным группам, содержащим кислород, галогены, азот и серу. Если жирная кислота содержит двойную связь, вероятен геометрический цис- или транс-изомеризм, который существенно влияет на конфигурацию молекулы. цис-Двойные связи вынуждают цепь жирной кислоты изгибаться, эффект, который осложняется несколькими двойными связями в цепи. Другими основными классами липидов в категории жирных кислот являются эфиры жирных кислот и амиды жирных кислот.Fatty acids or fatty acid residues are a heterogeneous group of molecules formed by a hydrocarbon chain that ends with a carboxyl group; this structure gives the molecule a polar hydrophilic end and a non-polar hydrophobic end, which is insoluble in water. The carbon chain, typically four to 24 carbon atoms in length, may be saturated or unsaturated, and may be attached to functional groups containing oxygen, halogens, nitrogen and sulfur. If the fatty acid contains a double bond, geometric cis- or trans-isomerism is likely, which significantly affects the configuration of the molecule. The cis double bonds force the fatty acid chain to bend, an effect that is complicated by the few double bonds in the chain. The other major classes of lipids in the fatty acid category are fatty acid esters and fatty acid amides.

Глицеролипиды включают моно-, ди- и тризамещенные глицерины, причем наиболее известны триэфиры жирных кислот и глицерина, называемые триглицеридами. Иногда как синоним «триглицерида» используют слово «триацилглицерол». В этих соединениях три гидроксильные группы глицерина обычно этерифицированы каждая различными жирными кислотами. Другие подклассы глицеролипидов представлены гликозилглицеролами, которые характеризуются присутствием одного или больше остатков сахаров, присоединенных к глицерину через гликозидную связь.Glycerolipids include mono-, di-, and tri-substituted glycerols, with the best known triesters of fatty acids and glycerol, called triglycerides. Sometimes the word "triacylglycerol" is used as a synonym for "triglyceride". In these compounds, the three hydroxyl groups of glycerol are typically esterified each with a different fatty acid. Other subclasses of glycerolipids are glycosylglycerols, which are characterized by the presence of one or more sugar residues attached to glycerol via a glycosidic bond.

Глицерофосфолипиды являются амфипатическими молекулами (содержащими как гидрофобные, так и гидрофильные участки), которые содержат глицериновую середину, соединенную с двумя происходящими от жирных кислот «хвостами» сложноэфирными связями и одной «головной» группой сложноэфирной фосфатной связью. Примерами глицерофосфолипидов, обычно называемых фосфолипидами (хотя сфингомиелины также классифицируют как фосфолипиды), являются фосфатидилхолин (также известный как PC, GPCho или лецитин), фосфатидилэтаноламин (PE или GPEtn) и фосфатидилсерин (PS или GPSer).Glycerophospholipids are amphipathic molecules (containing both hydrophobic and hydrophilic regions) that contain a glycerol core linked to two fatty acid-derived tails by ester bonds and one head group by an ester phosphate bond. Examples of glycerophospholipids commonly referred to as phospholipids (although sphingomyelins are also classified as phospholipids) are phosphatidylcholine (also known as PC, GPCho or lecithin), phosphatidylethanolamine (PE or GPEtn) and phosphatidylserine (PS or GPSer).

Сфинголипиды являются комплексным семейством соединений, которые разделяют общую структурную особенность главную цепь сфингоидного основания. Наиболее распространенное сфингоидное основание у млекопитающих обычно называют сфингозином. Церамиды (N-ацилсфингоидные основания) составляют основной класс производных сфингоидных оснований с жирной кислотой, присоединенной амидной связью. Жирные кислоты обычно являются насыщенными или ненасыщенными с длиной цепи от 16 до 26 атомов углерода. Основными фосфосфинголипидами млекопитающих являются сфингомиелины (церамидфосфохолины), в то время как насекомые содержат главным образом церамидфосфоэтаноламины, а грибы имеют фитоцерамидфосфоинозитолы и маннозосодержащие головные группы. Гликосфинголипиды являются разнотипным семейством молекул, состоящих из одного или нескольких остатков сахаров, соединенных гликозидной связью с сфингоидным основанием. Примерами являются простые и сложные гликосфинголипиды, такие как цереброзиды и ганглиозиды.Sphingolipids are a complex family of compounds that share a common structural feature of the sphingoid base backbone. The most common sphingoid base in mammals is commonly referred to as sphingosine. Ceramides (N-acylsphingoid bases) constitute the main class of derivatives of sphingoid bases with a fatty acid attached by an amide bond. Fatty acids are usually saturated or unsaturated with a chain length of 16 to 26 carbon atoms. The main mammalian phosphosphingolipids are sphingomyelins (ceramidephosphocholines), while insects contain mainly ceramidephosphoethanolamines, and fungi have phytoceramidephosphinositols and mannose-containing head groups. Glycosphingolipids are a heterogeneous family of molecules consisting of one or more sugar residues linked by a glycosidic bond to a sphingoid base. Examples are simple and complex glycosphingolipids such as cerebrosides and gangliosides.

Стероловые липиды, такие как холестерин и его производные или токоферол и его производные, являются важным компонентом мембранных липидов наряду с глицерофосфолипидами и сфингомиелинами.Sterol lipids such as cholesterol and its derivatives or tocopherol and its derivatives are an important component of membrane lipids along with glycerophospholipids and sphingomyelins.

Сахаролипиды описывают соединения, в которых жирные кислоты соединены непосредственно с главной цепью сахара, образуя структуры, которые совместимы с бислоями мембран. В сахаролипидах моносахарид заменяет главную цепь глицерина, присутствующую в глицеролипидах и глицерофосфолипидах. Наиболее обычными сахаролипидами являются ацилированные глюкозамины, предшественники липида А компонента липополисахаридов в грамотрицательных бактериях. Типичными молекулами липида А являются дисахариды глюкозамина, которые дериватизированы целыми семью жирно-ацильными цепями. Минимальным липополисахаридом, требуемым для роста в E. coli, является Kdo2-липид A, гексаацилированный дисахарид глюкозамина, который гликозилирован двумя остатками 3-дезокси-D-маннооктулозоновой кислоты (Kdo).Sugar lipids describe compounds in which fatty acids are attached directly to the sugar backbone, forming structures that are compatible with membrane bilayers. In saccharolipids, a monosaccharide replaces the glycerol backbone present in glycerolipids and glycerophospholipids. The most common saccharolipids are acylated glucosamines, precursors of the lipid A component of lipopolysaccharides in Gram-negative bacteria. Typical lipid A molecules are glucosamine disaccharides, which are derivatized with as many as seven fatty acyl chains. The minimum lipopolysaccharide required for growth in E. coli is Kdo2-lipid A, a hexaacylated glucosamine disaccharide that is glycosylated with two 3-deoxy-D-mannooctulosonic acid (Kdo) residues.

Поликетиды синтезируют путем полимеризации ацетил- и пропионилсубъединиц классическими ферментами, а также итеративными и мультимодулярными ферментами, которые разделяют особенности механизмов с синтазами жирных кислот. Они включают большое число вторичных метаболитов и природных продуктов из животных, растительных, бактериальных, грибных и морских источников, и имеют большое структурное разнообразие. Многие поликетиды представляют собой циклические молекулы, чьи цепи обычно дополнительно модифицированы гликозилированием, метилированием, гидроксилированием, окислением и другими процессами.Polyketides are synthesized by polymerization of acetyl and propionyl subunits by classical enzymes, as well as iterative and multimodular enzymes that share the features of mechanisms with fatty acid synthases. They include a large number of secondary metabolites and natural products from animal, plant, bacterial, fungal and marine sources, and have great structural diversity. Many polyketides are cyclic molecules whose chains are usually further modified by glycosylation, methylation, hydroxylation, oxidation, and other processes.

Согласно раскрытию, липиды и липидоподобные материалы могут быть катионными, анионными или нейтральными. Нейтральные липиды или липидоподобные материалы существуют в форме незаряженных или нейтральных цвиттерионов при выбранном рН.According to the disclosure, lipids and lipid-like materials may be cationic, anionic, or neutral. Neutral lipids or lipid-like materials exist in the form of uncharged or neutral zwitterions at a chosen pH.

Предпочтительно РНК-частицы, описанные в настоящем описании, включают катионный или ионизуемый по катионному типу липид или липидоподобный материал. Катионные или ионизуемые по катионному типу липиды или липидоподобные материалы можно использовать с электростатически связанной РНК. Ионизуемые по катионному типу липиды или липидоподобные материалы являются материалами, которые являются предпочтительно заряженными положительно только при кислотном рН. Такое поведение при ионизации, как полагают, способствуя высвобождению липосом и снижая токсичность, усиливает эффективность по сравнению с частицами, которые остаются катионными при физиологическом рН, Частицы также могут включать некатионные липиды или липидоподобные материалы. Вместе анионные и нейтральные липиды или липидоподобные материалы в настоящем описании также называются некатионными липидами или липидоподобными материалами. Оптимизация композиции РНК-частиц путем добавления других, кроме ионизируемого/катионного липида или липидоподобного материала, гидрофобных частиц, таких как холестерин и липиды, усиливает устойчивость частиц и может значительно повысить эффективность доставки РНК.Preferably, the RNA particles described herein comprise a cationic or cationically ionizable lipid or lipid-like material. Cationic or ionizable cationic lipids or lipid-like materials can be used with electrostatically linked RNA. Cationically ionizable lipids or lipid-like materials are materials that are preferably only positively charged at acidic pH. This ionization behavior is believed to promote liposome release and reduce toxicity, enhancing efficacy over particles that remain cationic at physiological pH. The particles may also include non-cationic lipids or lipid-like materials. Together, anionic and neutral lipids or lipid-like materials are also referred to herein as non-cationic lipids or lipid-like materials. Optimizing the composition of RNA particles by adding hydrophobic particles other than ionizable/cationic lipid or lipid-like material, such as cholesterol and lipids, enhances particle stability and can significantly improve RNA delivery efficiency.

В одном воплощении катионный или ионизируемый по катионному типу липид или липидоподобный материал включает головную группу, которая включает по меньшей мере один атом азота (N), который является положительно заряженным или способным к протонированию.In one embodiment, the cationic or cationically ionizable lipid or lipid-like material includes a head group that includes at least one nitrogen (N) atom that is positively charged or protonable.

Конъюгат полисаркозинаPolysarcosine conjugate

Один или несколько образующих частицу компонентов, описанных в настоящем описании, таких как полимеры, липиды или липидоподобные материалы, используемых в частицах, описанных в настоящем описании, включают полисаркозин (поли(N-метилглицин)). Полисаркозин может включать ацетилированные (нейтральные концевые группы) или другие функционализированные концевые группы. В случае РНК-липидных частиц полисаркозин в одном воплощении конъюгируют, предпочтительно ковалентно связывают, с некатионным липидом или липидоподобным материалом, заключенным в частицах.One or more of the particle-forming components described herein, such as polymers, lipids, or lipid-like materials used in the particles described herein, include polysarcosine (poly(N-methylglycine)). Polysarcosine may include acetylated (neutral end groups) or other functionalized end groups. In the case of RNA lipid particles, the polysarcosine is in one embodiment conjugated, preferably covalently linked, to a non-cationic lipid or lipid-like material contained within the particles.

В некоторых воплощениях концевые группы полисаркозина могут быть функционализированы одной или несколькими молекулярными частицами, придающими определенные свойства, такие как положительный или отрицательный заряд, или агентом нацеливания, который будет направлять частицу к определенному типу клеток, собранию клеток или ткани.In some embodiments, the terminal groups of the polysarcosine can be functionalized with one or more molecular species that impart certain properties, such as a positive or negative charge, or with a targeting agent that will direct the particle to a specific cell type, collection of cells, or tissue.

В технике известен ряд агентов нацеливания. Неограничивающие примеры агентов нацеливания включают пептид, белок, фермент, нуклеиновую кислоту, жирную кислоту, гормон, антитело, углевод, моно-, олиго- или полисахариды, пептидогликан, гликопептид или подобное вещество. Например, можно использовать любое число различных материалов, которые связываются с антигенами на поверхностях клеток-мишеней. Антитела к антигенам на поверхности клеток-мишеней, как правило, будут проявлять необходимую специфичность в отношении мишени. Кроме антител также можно использовать подходящие иммунореактивные фрагменты, такие как фрагменты Fab, Fab′, F(ab′)2 или scFv, или однодоменные антитела (например, VHH фрагменты камелидов). В технике уже доступны некоторые фрагменты антител, подходящие для применения при формировании механизма нацеливания. Подобным образом, в качестве агента нацеливания соответственно можно использовать лиганды для любых рецепторов на поверхности клеток-мишеней. Они включают любую небольшую молекулу или биомолекулу, природную или синтетическую, которая специфически связывается с рецептором клеточной поверхности, белком или гликопротеином, обнаруженным на поверхности нужной клетки-мишени.A number of targeting agents are known in the art. Non-limiting examples of targeting agents include a peptide, protein, enzyme, nucleic acid, fatty acid, hormone, antibody, carbohydrate, mono-, oligo-, or polysaccharides, peptidoglycan, glycopeptide, or the like. For example, you can use any number of different materials that bind to antigens on the surfaces of target cells. Antibodies to antigens on the surface of target cells will generally exhibit the required specificity for the target. In addition to antibodies, suitable immunoreactive fragments such as Fab, Fab', F(ab')2 or scFv fragments or single domain antibodies (eg V H H camelid fragments) can also be used. Several antibody fragments are already available in the art for use in generating a targeting mechanism. Similarly, ligands for any of the receptors on the surface of the target cells can suitably be used as the targeting agent. They include any small molecule or biomolecule, natural or synthetic, that specifically binds to a cell surface receptor, protein or glycoprotein found on the surface of the desired target cell.

В некоторых воплощениях полисаркозин включает от 2 до 200, от 2 до 190, от 2 до 180, от 2 до 170, от 2 до 160, от 2 до 150, от 2 до 140, от 2 до 130, от 2 до 120, от 2 до 110, от 2 до 100, от 2 до 90, от 2 до 80, от 2 до 70, от 5 до 200, от 5 до 190, от 5 до 180, от 5 до 170, от 5 до 160, от 5 до 150, от 5 до 140, от 5 до 130, от 5 до 120, от 5 до 110, от 5 до 100, от 5 до 90, от 5 до 80, от 5 до 70, от 10 до 200, от 10 до 190, от 10 до 180, от 10 до 170, от 10 до 160, от 10 до 150, от 10 до 140, от 10 до 130, от 10 до 120, от 10 до 110, от 10 до 100, от 10 до 90, от 10 до 80 или от 10 до 70 звеньев саркозина.In some embodiments, the polysarcosine comprises 2 to 200, 2 to 190, 2 to 180, 2 to 170, 2 to 160, 2 to 150, 2 to 140, 2 to 130, 2 to 120, 2 to 110 2 to 100 2 to 90 2 to 80 2 to 70 5 to 200 5 to 190 5 to 180 5 to 170 5 to 160 5 to 150 5 to 140 5 to 130 5 to 120 5 to 110 5 to 100 5 to 90 5 to 80 5 to 70 10 to 200 10 to 190 10 to 180 10 to 170 10 to 160 10 to 150 10 to 140 10 to 130 10 to 120 10 to 110 10 to 100 10 to 90, 10 to 80, or 10 to 70 sarcosine units.

В некоторых воплощениях полисаркозин соответствует общей формуле (I)In some embodiments, the polysarcosine corresponds to the general formula (I)

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

в которой х относится к числу звеньев саркозина. Полисаркозин через одну из связей может соединяться с образующим частицу компонентом или гидрофобным компонентом. Полисаркозин через другую связь может связываться с Н, гидрофильной группой, ионизируемой группой или с линкером к функциональной группе, такой как группа нацеливания.in which x refers to the number of sarcosine units. The polysarcosine can be linked via one of the bonds to the particle-forming component or the hydrophobic component. The polysarcosine can be linked via another bond to H, a hydrophilic group, an ionizable group, or a linker to a functional group such as a targeting group.

Катионный липидCationic lipid

В одном воплощении РНК-липидные частицы, описанные в настоящем описании, включают по меньшей мере один катионный липид. При использовании в настоящем описании «катионный липид» относится к липиду, имеющему чистый положительный заряд. Катионные липиды связывают отрицательно заряженную РНК с липидной матрицей электростатическим взаимодействием. Как правило, катионные липиды обладают липофильной группой, такой как стерольная, ацильная цепь, диацильная или более длинная ацильная цепь, и головная группа липида обычно несет положительный заряд. В некоторых воплощениях катионный липид имеет чистый положительный заряд только при определенном рН, в частности, кислотном рН, хотя предпочтительно он не имеет чистого положительного заряда, предпочтительно не имеет заряда, т.е. он является нейтральным при различных, предпочтительно более высоких рН, таких как физиологический рН. Для целей настоящего раскрытия такие «ионизируемые по катионному типу» липиды включаются под термином «катионный липид», если это не противоречит обстоятельствам. Примеры катионных липидов включают, но без ограничения, N,N-диметил-2,3-диолеилоксипропиламин (DODMA), 1,2-ди-O-октадеценил-3-триметиламмонийпропан (DOTMA), 3-(N-(N′,N′-диметиламиноэтан)-карбамоил)холестерин (DC-Chol), диметилдиоктадециламмоний (DDAB); 1,2-диолеоил-3-триметиламмонийпропан (DOTAP); 1,2-диолеоил-3-диметиламмонийпропан (DODAP); 1,2-диацилокси-3-диметиламмонийпропаны; 1,2-диалкилокси-3-диметиламмонийпропаны; хлорид диоктадецилдиметиламмония (DODAC), 1,2-дистеарилокси-N,N-диметил-3-аминопропан (DSDMA), 2,3-ди(тетрадецокси)пропил(2-гидроксиэтил)диметилазаний (DMRIE), 1,2-димиристоил-sn-глицеро-3-этилфосфохолин (DMEPC), l,2-димиристоил-3-триметиламмонийпропан (DMTAP), бромид 1,2-диолеилоксипропил-3-диметилгидроксиэтиламмония (DORIE) и трифторацетат 2,3-диолеоилокси-N-[2(сперминкарбоксамид)этил]-N,N-диметил-l-пропанамия (DOSPA), 1,2-дилинолеилокси-N,N-диметиламинопропан (DLinDMA), 1,2-дилиноленилокси-N,N-диметиламинопропан (DLenDMA), диоктадециламидоглицилспермин (DOGS), 3-диметиламино-2-(холест-5-ен-3-бета-оксибутан-4-окси)-1-(цис,цис-9,12-октадекадиенокси)пропан (CLinDMA), 2-[5′-(холест-5-ен-3-бета-окси)-3′-оксапентокси)-3-диметил-1-(цис,цис-9′,12′-октадекадиенокси)пропан (CpLinDMA), N,N-диметил-3,4-диолеилоксибензиламин (DMOBA), 1,2-N,N′-диолеилкарбамил-3-диметиламинопропан (DOcarbDAP), 2,3-дилинолеоилокси-N,N-диметилпропиламин (DLinDAP), 1,2-N,N′-дилинолеилкарбамил-3-диметиламинопропан (DLincarbDAP), 1,2-дилинолеоилкарбамил-3-диметиламинопропан (DLinCDAP), 2,2-дилинолеил-4-диметиламинометил-[1,3]-диоксолан (DLin-K-DMA), 2,2-дилинолеил-4-диметиламиноэтил-[1,3]-диоксолан (DLin-K-XTC2-DMA), 2,2-дилинолеил-4-(2-диметиламиноэтил)-[1,3]-диоксолан (DLin-KC2-DMA), гептатриаконта-6,9,28,31-тетраен-19-ил-4-(диметиламино)бутаноат (DLin-MC3-DMA), бромид N-(2-гидроксиэтил)-N,N-диметил-2,3-бис(тетрадецилокси)-1-пропанаминия (DMRIE), бромид (±)-N-(3-аминопропил)-N,N-диметил-2,3-бис(цис-9-тетрадеценилокси)-1-пропанаминия (GAP-DMORIE), бромид (±)-N-(3-аминопропил)-N,N-диметил-2,3-бис(додецилокси)-1-пропанаминия (GAP-DLRIE), бромид (±)-N-(3-аминопропил)-N,N-диметил-2,3-бис(тетрадецилокси)-1-пропанаминия (GAP-DMRIE), бромид N-(2-аминоэтил)-N,N-диметил-2,3-бис(тетрадецилокси)-1-пропанаминия (βAE-DMRIE), N-(4-карбоксибензил)-N,N-диметил-2,3-бис(олеоилокси)пропан-1-аминий (DOBAQ), 2-({8-[(3β)-холест-5-ен-3-илокси]октил}окси)-N,N-диметил-3-[(9Z,12Z)-октадека-9,12-диен-1-илокси]пропан-1-амин (Octyl-CLinDMA), 1,2-димиристоил-3-диметиламмонийпропан (DMDAP), 1,2-дипальмитоил-3-диметиламмонийпропан (DPDAP), N1-[2-((1S)-1-[(3-аминопропил)амино]-4-[ди(3-аминопропил)амино]бутилкарбоксамидо)этил]-3,4-ди[олеилокси]бензамид (MVL5), 1,2-диолеоил-sn-глицеро-3-этилфосфохолин (DOEPC), бромид 2,3-бис(додецилокси)-N-(2-гидроксиэтил)-N,N-диметилпропан-1-аммония (DLRIE), бромид N-(2-аминоэтил)-N,N-диметил-2,3-бис(тетрадецилокси)пропан-1-аминия (DMORIE), ди((Z)-нон-2-ен-1-ил)-8,8'-((((2(диметиламино)этил)тио)карбонил)азанедиил)диоктаноат (ATX), N,N-диметил-2,3- бис(додецилокси)пропан-1-амин (DLDMA), N,N-диметил-2,3-бис(тетрадецилокси)пропан-1-амин (DMDMA), ди((Z)-нон-2-ен-1-ил)-9-((4-(диметиламинобутаноил)окси)гептадекандиоат (L319), N-додецил-3-((2-додецилкарбамоилэтил)-{2-[(2-додецилкарбамоилэтил)-2-{(2-додецилкарбамоилэтил)-[2-(2-додецилкарбамоилэтиламино)этил]амино}этиламино)пропионамид (липидоид 98N12-5), 1-[2-[бис(2-гидроксидодецил)амино]этил-[2-[4-[2-[бис(2 гидроксидодецил)амино]этил]пиперазин-1-ил]этил]амино]додекан-2-ол (липидоид C12-200). Предпочтительными являются DODMA, DOTMA, DOTAP, DODAC и DOSPA. В конкретных воплощениях по меньшей мере один катионный липид представляет собой DODMA.In one embodiment, the RNA lipid particles described herein include at least one cationic lipid. As used herein, "cationic lipid" refers to a lipid having a net positive charge. Cationic lipids bind the negatively charged RNA to the lipid matrix by electrostatic interaction. Typically, cationic lipids have a lipophilic group such as a sterol, acyl chain, diacyl or longer acyl chain, and the head group of the lipid usually carries a positive charge. In some embodiments, the cationic lipid only has a net positive charge at a certain pH, in particular an acidic pH, although it preferably has no net positive charge, preferably no charge, i. it is neutral at various, preferably higher pH, such as physiological pH. For the purposes of this disclosure, such "cationic-type ionizable" lipids are included under the term "cationic lipid" unless otherwise required. Examples of cationic lipids include, but are not limited to, N,N-dimethyl-2,3-dioleyloxypropylamine (DODMA), 1,2-di-O-octadecenyl-3-trimethylammonium propane (DOTMA), 3-(N-(N′, N'-dimethylaminoethane)-carbamoyl)cholesterol (DC-Chol), dimethyldioctadecylammonium (DDAB); 1,2-dioleoyl-3-trimethylammonium propane (DOTAP); 1,2-dioleoyl-3-dimethylammonium propane (DODAP); 1,2-diacyloxy-3-dimethylammonium propanes; 1,2-dialkyloxy-3-dimethylammonium propanes; dioctadecyldimethylammonium chloride (DODAC), 1,2-distearyloxy-N,N-dimethyl-3-aminopropane (DSDMA), 2,3-di(tetradecoxy)propyl(2-hydroxyethyl)dimethylazanium (DMRIE), 1,2-dimyristoyl- sn-glycero-3-ethylphosphocholine (DMEPC), l,2-dimyristoyl-3-trimethylammonium propane (DMTAP), 1,2-dioleyloxypropyl-3-dimethylhydroxyethylammonium bromide (DORIE), and 2,3-dioleoyloxy-N-[2( sperminecarboxamide)ethyl]-N,N-dimethyl-l-propanamium (DOSPA), 1,2-dilinoleyloxy-N,N-dimethylaminopropane (DLinDMA), 1,2-dilinoleyloxy-N,N-dimethylaminopropane (DLenDMA), dioctadecylamidoglycylspermine ( DOGS), 3-dimethylamino-2-(cholest-5-en-3-beta-hydroxybutane-4-oxy)-1-(cis,cis-9,12-octadecadienoxy)propane (CLinDMA), 2-[5′ -(cholest-5-en-3-beta-oxy)-3'-oxapentoxy)-3-dimethyl-1-(cis,cis-9',12'-octadecadienoxy)propane (CpLinDMA), N,N-dimethyl -3,4-dioleyloxybenzylamine (DMOBA), 1,2-N,N'-dioleylcarbamyl-3-dimethylaminopropane (DOcarbDAP), 2,3-dilinoleoyloxy-N,N-dimethylpropylamine (DLinDAP), 1,2-N,N '-dilinoleylcarbamyl-3-dimethylaminopropane (DL incarbDAP), 1,2-dilinoleoylcarbamyl-3-dimethylaminopropane (DLinCDAP), 2,2-dilinoleyl-4-dimethylaminomethyl-[1,3]-dioxolane (DLin-K-DMA), 2,2-dilinoleyl-4-dimethylaminoethyl -[1,3]-dioxolane (DLin-K-XTC2-DMA), 2,2-dilinoleyl-4-(2-dimethylaminoethyl)-[1,3]-dioxolane (DLin-KC2-DMA), heptatriaconta-6 ,9,28,31-tetraen-19-yl-4-(dimethylamino)butanoate (DLin-MC3-DMA), N-(2-hydroxyethyl)-N,N-dimethyl-2,3-bis(tetradecyloxy) bromide -1-propanaminium (DMRIE), (±)-N-(3-aminopropyl)-N,N-dimethyl-2,3-bis(cis-9-tetradecenyloxy)-1-propanaminium bromide (GAP-DMORIE), bromide (±)-N-(3-aminopropyl)-N,N-dimethyl-2,3-bis(dodecyloxy)-1-propanaminium (GAP-DLRIE), (±)-N-(3-aminopropyl)-N bromide ,N-dimethyl-2,3-bis(tetradecyloxy)-1-propanaminium (GAP-DMRIE), N-(2-aminoethyl)-N,N-dimethyl-2,3-bis(tetradecyloxy)-1-propanaminium bromide (βAE-DMRIE), N-(4-carboxybenzyl)-N,N-dimethyl-2,3-bis(oleoyloxy)propane-1-aminium (DOBAQ), 2-({8-[(3β)-cholest- 5-en-3-yloxy]octyl}oxy)-N,N-dimethyl-3-[(9Z,12Z)-octadeca-9,12-dien-1-yloxy]propan-1-amine ( Octyl-CLinDMA), 1,2-dimyristoyl-3-dimethylammonium propane (DMDAP), 1,2-dipalmitoyl-3-dimethylammonium propane (DPDAP), N1-[2-((1S)-1-[(3-aminopropyl)amino ]-4-[di(3-aminopropyl)amino]butylcarboxamido)ethyl]-3,4-di[oleyloxy]benzamide (MVL5), 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-ethylphosphocholine (DOEPC), bromide 2 ,3-bis(dodecyloxy)-N-(2-hydroxyethyl)-N,N-dimethylpropane-1-ammonium (DLRIE), N-(2-aminoethyl)-N,N-dimethyl-2,3-bis( tetradecyloxy)propane-1-aminium (DMORIE), di((Z)-non-2-en-1-yl)-8,8'-((((2(dimethylamino)ethyl)thio)carbonyl)azanediyl)dioctanoate (ATX), N,N-dimethyl-2,3-bis(dodecyloxy)propan-1-amine (DLDMA), N,N-dimethyl-2,3-bis(tetradecyloxy)propan-1-amine (DMDMA), di((Z)-non-2-en-1-yl)-9-((4-(dimethylaminobutanoyl)oxy)heptadecandioate (L319), N-dodecyl-3-((2-dodecylcarbamoylethyl)-{2-[ (2-dodecylcarbamoylethyl)-2-{(2-dodecylcarbamoylethyl)-[2-(2-dodecylcarbamoylethylamino)ethyl]amino}ethylamino)propionamide (lipidoid 98N 12-5 ), 1-[2-[bis(2-hydroxydodecyl) amino]ethyl-[2-[4-[2-[bis(2 hydroxydodecyl)amino]ethyl ]piperazin-1-yl]ethyl]amino]dodecan-2-ol (lipidoid C12-200). Preferred are DODMA, DOTMA, DOTAP, DODAC and DOSPA. In specific embodiments, at least one cationic lipid is DODMA.

В некоторых воплощениях катионный липид может составлять от примерно 10 мол.% до примерно 80 мол.%, от примерно 20 мол.% до примерно 60 мол.%, от примерно 25 мол.% до примерно 55 мол.%, от примерно 30 мол.% до примерно 50 мол.%, от примерно 35 мол.% до примерно 45 мол.% или примерно 40 мол.% всех липидов, присутствующих в частице.In some embodiments, the cationic lipid may be from about 10 mol% to about 80 mol%, from about 20 mol% to about 60 mol%, from about 25 mol% to about 55 mol%, from about 30 mol% .% to about 50 mol.%, from about 35 mol.% to about 45 mol.%, or about 40 mol.% of all lipids present in the particle.

Дополнительные липидыAdditional lipids

Кроме катионного липида РНК-частицы, описанные в настоящем описании, могут включать один или несколько дополнительных липидов. Может быть включен дополнительный липид, который может или не может влиять на общий заряд РНК-частиц. В некоторых воплощениях дополнительный липид является некатионным липидом. Некатионный липид может включать, например, один или несколько анионных липидов и/или нейтральных липидов. При использовании в настоящем описании «нейтральный липид» относится к любому виду из ряда липидов, который существует или в незаряженной или нейтральной цвиттерионной форме при выбранном рН. В предпочтительных воплощениях дополнительный липид включает один из следующих нейтральных липидных компонентов: (1) фосфолипид, (2) холестерин или его производное или (3) смесь фосфолипида и холестерина или его производного. Примеры производных холестерина включают, но без ограничения, холестанол. холестанон, холестенон, копростанол, холестерил-2'-гидроксиэтиловый эфир, холестерил-4'-гидроксибутиловый эфир, токоферол и его производные и их смеси.In addition to the cationic lipid, the RNA particles described herein may include one or more additional lipids. An additional lipid may be included, which may or may not affect the overall charge of the RNA particles. In some embodiments, the additional lipid is a non-cationic lipid. The non-cationic lipid may include, for example, one or more anionic lipids and/or neutral lipids. As used herein, "neutral lipid" refers to any species in the lipid range that exists in either uncharged or neutral zwitterionic form at the selected pH. In preferred embodiments, the additional lipid comprises one of the following neutral lipid components: (1) a phospholipid, (2) cholesterol or a derivative thereof, or (3) a mixture of a phospholipid and cholesterol or a derivative thereof. Examples of cholesterol derivatives include, but are not limited to, cholestanol. cholestanone, cholestenon, coprostanol, cholesteryl-2'-hydroxyethyl ether, cholesteryl-4'-hydroxybutyl ether, tocopherol and its derivatives, and mixtures thereof.

Конкретные фосфолипиды, которые могут быть использованы, включают, но без ограничения, фосфатидилхолины, фосфатидилэтаноламины, фосфатидилглицерины, фосфатидные кислоты, фосфатидилсерины или сфингомиелин. Такие фосфолипиды включают, в частности, диацилфосфатидилхолины, такие как дистеароилфосфатидилхолин (DSPC), диолеоилфосфатидилхолин (DOPC), дтмиристоилфосфатидилхолин (DMPC), дипентадеканоилфосфатидилхолин, дилауроилфосфатидилхолин, дипальмитоилфосфатидилхолин (DPPC), диарахидоилфосфатидилхолин (DAPC), дибегеноилфосфатидилхолин (DBPC), дитрикозаноилфосфатидилхолин (DTPC), дилигноцероилфтадихолин (DLPC), пальмитоилолеоилфосфатидилхолин (POPC), 1,2-ди-O-октадеценил-sn-глицеро-3-фосфохолин (18:0 диэфир PC), 1-олеоил-2-холестерилгемисукциноил-sn-глицеро-3-фосфохолин (OChemsPC), 1-гексадецил-sn-глицеро-3-фосфохолин (C16 Lyso PC), и фосфатидилэтаноламины, в частности, диацилфосфатидилэтаноламины, такие как диолеоилфосфатидилэтаноламин (DOPE), дистеароилфосфатидилэтаноламин (DSPE), дипальмитоилфосфатидилэтаноламин (DPPE), димиристоилфосфатидилэтаноламин (DMPE), дилауроилфосфатидилэтаноламин (DLPE), дифитаноилфосфатидилэтаноламин (DPyPE) и другие липиды фосфатидилэтаноламины с различными гидрофобными цепями.Specific phospholipids that may be used include, but are not limited to, phosphatidylcholines, phosphatidylethanolamines, phosphatidylglycerols, phosphatidic acids, phosphatidylserines, or sphingomyelin. Such phospholipids include, in particular, diacylphosphatidylcholines such as distearoylphosphatidylcholine (DSPC), dioleoylphosphatidylcholine (DOPC), dtmyristoylphosphatidylcholine (DMPC), dipentadecanoylphosphatidylcholine, dilauroylphosphatidylcholine, dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC), diarachidoylphosphatidylcholine (DAPC), dibegenoylphosphatidylcholine (DBPC), dirachidoylphosphatidylcholine (DAPC), dibegenoylphosphatidylcholine (DBPC), dilauroylphosphatidylcholine (DBPC), dilignoceroylphtadicholine (DLPC), palmitoyloleoylphosphatidylcholine (POPC), 1,2-di-O-octadecenyl-sn-glycero-3-phosphocholine (18:0 diester PC), 1-oleoyl-2-cholesterylhemisuccinoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (OChemsPC), 1-hexadecyl-sn-glycero-3-phosphocholine (C16 Lyso PC), and phosphatidylethanolamines, in particular diacylphosphatidylethanolamines such as dioleoylphosphatidylethanolamine (DOPE), distearoylphosphatidylethanolamine (DSPE), dipalmitoylphosphatidylethanolamine (DPPE), dimyristoylphosphatidylethanolamine (DMPE) , dilauroylphosphatidylethanolamine (DLPE), diphytanoylphosphatidylethanolamine (DPyPE) and other lipid phosphatidylethanolamines with various hydro ophobic chains.

В некоторых предпочтительных воплощениях дополнительным липидом является DSPC или DSPC и холестерин.In some preferred embodiments, the additional lipid is DSPC or DSPC and cholesterol.

В некоторых воплощениях РНК-частицы включают как катионный липид, так и дополнительный липид. В примере воплощения катионным липидом является DODMA и дополнительным липидом является DSPC или DSPC и холестерин.In some embodiments, the RNA particle includes both a cationic lipid and an additional lipid. In an exemplary embodiment, the cationic lipid is DODMA and the additional lipid is DSPC or DSPC and cholesterol.

Без желания привязываться к какой-либо теории, количество по меньшей мере одного катионного липида по сравнению с количеством по меньшей мере одного дополнительного липида может существенно влиять на важные свойства РНК-частиц, такие как заряд, размер частиц, устойчивость, тканеселективность и биоактивность РНК. Соответственно, в некоторых воплощениях молярное отношение по меньшей мере одного катионного липида к по меньшей мере одному дополнительному липиду составляет от примерно 10:0 до примерно 1:9, примерно 4:1 – примерно 1:2 или примерно 3:1 – примерно 1:1.Without wishing to be bound by any theory, the amount of at least one cationic lipid compared to the amount of at least one additional lipid can significantly affect important properties of RNA particles such as charge, particle size, stability, tissue selectivity, and bioactivity of the RNA. Accordingly, in some embodiments, the molar ratio of at least one cationic lipid to at least one additional lipid is from about 10:0 to about 1:9, about 4:1 to about 1:2, or about 3:1 to about 1: 1.

В некоторых воплощениях некатионный липид, в частности, нейтральный липид (например, один или несколько фосфолипидов и/или холестерин), может составлять от примерно 0 мол.% до примерно 90 мол.%, от примерно 20 мол.% до примерно 80 мол.%, от примерно 25 мол.% до примерно 75 мол.%, от примерно 30 мол.% до примерно 70 мол.%, от примерно 35 мол.% до примерно 65 мол.% или от примерно 40 мол.% до примерно 60 мол. % всего липида, присутствующего в частице.In some embodiments, a non-cationic lipid, in particular a neutral lipid (for example, one or more phospholipids and/or cholesterol), can be from about 0 mol.% to about 90 mol.%, from about 20 mol.% to about 80 mol. %, from about 25 mol.% to about 75 mol.%, from about 30 mol.% to about 70 mol.%, from about 35 mol.% to about 65 mol.%, or from about 40 mol.% to about 60 they say % of total lipid present in the particle.

В некоторых предпочтительных воплощениях некатионный липид, в частности, нейтральный липид, включает фосфолипид, такой как DSCP, от примерно 0 мол.% до примерно 90 мол.%, от примерно 20 мол.% до примерно 80 мол.%, от примерно 25 мол.% до примерно 75 мол.%, от примерно 30 мол.% до примерно 70 мол.%, от примерно 35 мол.% до примерно 65 мол.% или от примерно 40 мол.% до примерно 60 мол.% всего липида, присутствующего в частице.In some preferred embodiments, the non-cationic lipid, particularly a neutral lipid, comprises a phospholipid such as DSCP from about 0 mole % to about 90 mole %, from about 20 mole % to about 80 mole %, from about 25 mole % .% to about 75 mol.%, from about 30 mol.% to about 70 mol.%, from about 35 mol.% to about 65 mol.%, or from about 40 mol.% to about 60 mol.% of the total lipid, present in the particle.

В некоторых предпочтительных воплощениях некатионный липид, в частности, нейтральный липид, включает холестерин или его производное, от примерно 10 мол.% до примерно 80 мол.%, от примерно 10 мол.% до примерно 70 мол.%, от примерно 15 мол.% до примерно 65 мол.%, от примерно 20 мол.% до примерно 60 мол.%, от примерно 235 мол.% до примерно 55 мол.% или от примерно 30 мол.% до примерно 50 мол.% всего липида, присутствующего в частице.In some preferred embodiments, the non-cationic lipid, in particular a neutral lipid, comprises cholesterol or a derivative thereof, from about 10 mol.% to about 80 mol.%, from about 10 mol.% to about 70 mol.%, from about 15 mol. % to about 65 mole %, from about 20 mole % to about 60 mole %, from about 235 mole % to about 55 mole %, or from about 30 mole % to about 50 mole % of the total lipid present in a particle.

В некоторых предпочтительных воплощениях некатионный липид, в частности, нейтральный липид, включает смесь (i) фосфолипида, такого как DSPC, в количестве от примерно 5 мол.% до примерно 50 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 45 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 40 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 35 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 30 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 25 мол.%, or от примерно 5 мол.% до примерно 20 мол.% всего липида, присутствующего в частице; и (ii) холестерина или его производного, например, холестерина, в количестве от примерно 10 мол.% до примерно 80 мол.%, от примерно 10 мол.% до примерно 70 мол.%, от примерно 15 мол.% до примерно 65 мол.%, от примерно 20 мол.% до примерно 60 мол.%, от примерно 25 мол.% до примерно 55 мол.% или от примерно 30 мол.% до примерно 50 мол.% всего липида, присутствующего в частице. Как неограничивающий пример, липидная частица, включающая смесь фосфолипида и холестерина, может включать DSPC в количестве от примерно 5 мол.% до примерно 50 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 45 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 40 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 35 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 30 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 25 мол.% или от примерно 5 мол.% до примерно 20 мол.% всего липида, присутствующего в частице, и холестерин в количестве от примерно 10 мол.% до примерно 80 мол.%, от примерно 10 мол.% до примерно 70 мол.%, от примерно 15 мол.% до примерно 65 мол.%, от примерно 20 мол.% до примерно 60 мол.%, от примерно 25 мол.% до примерно 55 мол.% или от примерно 30 мол.% до примерно 50 мол.% всего липида, присутствующего в частице.In some preferred embodiments, the non-cationic lipid, in particular a neutral lipid, comprises a mixture of (i) a phospholipid such as DSPC in an amount of from about 5 mole % to about 50 mole %, from about 5 mole % to about 45 mole %. %, from about 5 mol.% to about 40 mol.%, from about 5 mol.% to about 35 mol.%, from about 5 mol.% to about 30 mol.%, from about 5 mol.% to about 25 mol.%, or from about 5 mol.% to about 20 mol.% of the total lipid present in the particle; and (ii) cholesterol or a derivative thereof, for example, cholesterol, in an amount of from about 10 mol.% to about 80 mol.%, from about 10 mol.% to about 70 mol.%, from about 15 mol.% to about 65 mol.%, from about 20 mol.% to about 60 mol.%, from about 25 mol.% to about 55 mol.%, or from about 30 mol.% to about 50 mol.% of the total lipid present in the particle. As a non-limiting example, a lipid particle comprising a mixture of phospholipid and cholesterol may include DSPC in an amount of from about 5 mol% to about 50 mol%, from about 5 mol% to about 45 mol%, from about 5 mol% to about 40 mole%, from about 5 mole% to about 35 mole%, from about 5 mole% to about 30 mole%, from about 5 mole% to about 25 mole%, or from about 5 mole% .% to about 20 mol.% of the total lipid present in the particle, and cholesterol in an amount of from about 10 mol.% to about 80 mol.%, from about 10 mol.% to about 70 mol.%, from about 15 mol. % to about 65 mole %, from about 20 mole % to about 60 mole %, from about 25 mole % to about 55 mole %, or from about 30 mole % to about 50 mole % of the total lipid present in a particle.

Конъюгат полисаркозин-липидPolysarcosine lipid conjugate

РНК-частицы, описанные в настоящем описании, такие как РНК-частицы, описанные выше, включающие катионный липид и дополнительный липид, также включают конъюгат полисаркозина, такой как конъюгат полисаркозин-липид. Полисаркозин может образовать конъюгат, в частности, будучи ковалентно связан или соединен с любым образующим частицу компонентом, таким как липид или липидоподобный материал. Конъюгат полисаркозин-липид представляет собой молекулу, в которой полисаркозин конъюгирован с липидом, описанным в настоящем описании, таким как катионный липид или ионизируемый по катионному типу липид, или дополнительный липид. С другой стороны, полисаркозин конъюгирован с липидом или липидоподобным материалом, который отличается от катионного или ионизируемого по катионному типу липида или дополнительного липида.The RNA particles described herein, such as the RNA particles described above, comprising a cationic lipid and an additional lipid, also include a polysarcosine conjugate, such as a polysarcosine-lipid conjugate. The polysarcosine can form a conjugate, in particular by being covalently linked or linked to any particle-forming component such as a lipid or lipid-like material. A polysarcosine-lipid conjugate is a molecule in which polysarcosine is conjugated to a lipid as described herein, such as a cationic lipid or a cationically ionizable lipid, or an additional lipid. On the other hand, polysarcosine is conjugated to a lipid or lipid-like material that is different from a cationic or cationically ionizable lipid or additional lipid.

В некоторых воплощениях конъюгат полисаркозин-липид или конъюгат полисаркозина и липидоподобного материала имеет следующую общую формулу (II)In some embodiments, the polysarcosine-lipid conjugate or polysarcosine-lipid-like material conjugate has the following general formula (II)

Figure 00000007
,
Figure 00000007
,

в которой один из R1 и R2 включает гидрофобную группу, а другой представляет собой Н, гидрофильную группу, ионизируемую группу или функциональную группу, включающую нацеливающую группу. В одном воплощении гидрофобная группа включает линейную или разветвленную алкильную группу или арильную группу, предпочтительно включающую от 10 до 50, 10-40 или 12-20 атомов углерода. В одном воплощении R1 или R2, который включает гидрофобную группу, включает частицу, такую как гетероатом, в частности, N, соединенный с одной или несколькими линейными или разветвленными алкильными группами.in which one of R 1 and R 2 includes a hydrophobic group, and the other represents H, a hydrophilic group, an ionizable group, or a functional group including a targeting group. In one embodiment, the hydrophobic group includes a linear or branched alkyl group or an aryl group, preferably having 10 to 50, 10-40 or 12-20 carbon atoms. In one embodiment, R 1 or R 2 , which includes a hydrophobic group, includes a moiety such as a heteroatom, in particular N, connected to one or more linear or branched alkyl groups.

В некоторых воплощениях конъюгат полисаркозин-липид или конъюгат полисаркозина и липидоподобного материала, заключается в следующей общей формуле (III)In some embodiments, a polysarcosine-lipid conjugate, or a polysarcosine-lipid-like material conjugate, is of the following general formula (III)

Figure 00000008
,
Figure 00000008
,

в которой R представляет собой Н, гидрофильную группу, ионизируемую группу или функциональную группу, необязательно включающую нацеливающую группу.in which R represents H, a hydrophilic group, an ionizable group or a functional group, optionally including a targeting group.

В настоящем описании символ «х» в общих формулах, например, общих формулах (II) и (III), относится к числу звеньев саркозина и может представлять собой число, определенное в настоящем описании.In the present description, the symbol "x" in the general formulas, for example, the general formulas (II) and (III), refers to the number of sarcosine units, and may be the number defined in the present description.

В некоторых воплощениях конъюгат полисаркозин-липид или конъюгат полисаркозина и липидоподобного материала является членом, выбранным из группы, включающей конъюгат полисаркозин-диацилглицерин, полисаркозин-диалкилоксипропиловый конъюгат, конъюгат полисаркозин-фосфолипид, конъюгат полисаркозин-церамид и их смесь.In some embodiments, the polysarcosine-lipid conjugate or the polysarcosine-lipid-like material conjugate is a member selected from the group consisting of a polysarcosine-diacylglycerol conjugate, a polysarcosine-dialkyloxypropyl conjugate, a polysarcosine-phospholipid conjugate, a polysarcosine-ceramide conjugate, and a mixture thereof.

В некоторых случаях конъюгат полисаркозин-липид может включать от примерно 0,2 мол.% до примерно 50 мол.%, от примерно 0,25 мол.% до примерно 30 мол.%, от примерно 0,5 мол.% до примерно 25 мол.%, от примерно 0,75 мол.% до примерно 25 мол.%, от примерно 1 мол.% до примерно 25 мол.%, от примерно 1 мол.% до примерно 20 мол.%, от примерно 1 мол.% до примерно 15 мол.%, от примерно 1 мол.% до примерно 10 мол.%, от примерно 1 мол.% до примерно 5 мол.%, от примерно 1,5 мол.% до примерно 25 мол.%, от примерно 1,5 мол.% до примерно 20 мол.%, от примерно 1,5 мол.% до примерно 15 мол.%, от примерно 1,5 мол.% до примерно 10 мол.%, от примерно 1,5 мол.% до примерно 5 мол.%, от примерно 2 мол.% до примерно 25 мол.%, от примерно 2 мол.% до примерно 20 мол.%, от примерно 2 мол.% до примерно 15 мол.%, от примерно 2 мол.% до примерно 10 мол.% или от примерно 2 мол.% до примерно 5 мол.% всего липида, присутствующего в частице.In some cases, the polysarcosine-lipid conjugate may include from about 0.2 mol.% to about 50 mol.%, from about 0.25 mol.% to about 30 mol.%, from about 0.5 mol.% to about 25 mol.%, from about 0.75 mol.% to about 25 mol.%, from about 1 mol.% to about 25 mol.%, from about 1 mol.% to about 20 mol.%, from about 1 mol. % to about 15 mol.%, from about 1 mol.% to about 10 mol.%, from about 1 mol.% to about 5 mol.%, from about 1.5 mol.% to about 25 mol.%, from about 1.5 mole% to about 20 mole%, from about 1.5 mole% to about 15 mole%, from about 1.5 mole% to about 10 mole%, from about 1.5 mole% .% to about 5 mol.%, from about 2 mol.% to about 25 mol.%, from about 2 mol.% to about 20 mol.%, from about 2 mol.% to about 15 mol.%, from about 2 mol.% to about 10 mol.%, or from about 2 mol.% to about 5 mol.% of the total lipid present in the particle.

Типично полисаркозиновая группа имеет от 2 до 200, от 5 до 200, от 5 до 190, от 5 до 180, от 5 до 170, от 5 до 160, от 5 до 150, от 5 до 140, от 5 до 130, от 5 до 120, от 5 до 110, от 5 до 100, от 5 до 90, от 5 до 80, от 10 до 200, от 10 до 190, от 10 до 180, от 10 до 170, от 10 до 160, от 10 до 150, от 10 до 140, от 10 до 130, от 10 до 120, от 10 до 110, от 10 до 100, от 10 до 90 или от 10 до 80 звеньев саркозина.Typically, the polysarcosine group has 2 to 200, 5 to 200, 5 to 190, 5 to 180, 5 to 170, 5 to 160, 5 to 150, 5 to 140, 5 to 130, 5 to 120, 5 to 110, 5 to 100, 5 to 90, 5 to 80, 10 to 200, 10 to 190, 10 to 180, 10 to 170, 10 to 160, from 10 to 150, 10 to 140, 10 to 130, 10 to 120, 10 to 110, 10 to 100, 10 to 90, or 10 to 80 sarcosine units.

РНК-липидные частицыRNA lipid particles

«РНК-липидная частица» включает липидную композицию, которую можно использовать для доставки РНК к месту цели, представляющей интерес (например, клетке, ткани, органу и т.п.). РНК-липидная частица обычно образуется из катионного липида, такого как DODMA, одного или нескольких некатионных липидов, таких как фосфолипиды (например, DSPC), холестерин или его аналоги, и конъюгата полисаркозин-липид."RNA lipid particle" includes a lipid composition that can be used to deliver RNA to a target site of interest (eg, cell, tissue, organ, etc.). An RNA lipid particle is typically formed from a cationic lipid such as DODMA, one or more non-cationic lipids such as phospholipids (eg DSPC), cholesterol or its analogs, and a polysarcosine-lipid conjugate.

Без предположения связи с какой-либо теорией, полагают, что катионный липид и дополнительные липиды объединяются вместе с РНК с образованием агрегатов, причем нуклеиновая кислота связывается с липидным матриксом, и эта спонтанная агрегация приводит к устойчивым в коллоиде частицам.Without wishing to be bound by any theory, it is believed that the cationic lipid and additional lipids combine together with RNA to form aggregates, wherein the nucleic acid binds to the lipid matrix, and this spontaneous aggregation results in colloidally stable particles.

В некоторых воплощениях РНК-липидные частицы включают молекулы РНК больше одного типа, где молекулярные параметры молекул РНК могут быть схожими или отличающимися друг от друга, например, в отношении молекулярной массы или фундаментальных структурных элементов, таких как молекулярная архитектура, кэпирование, кодирующие участки или другие особенности.In some embodiments, the RNA lipid particles include more than one type of RNA molecules, where the molecular parameters of the RNA molecules can be similar or different from each other, for example, in terms of molecular weight or fundamental structural elements such as molecular architecture, capping, coding regions, or others. peculiarities.

В некоторых воплощениях РНК-липидные частицы включают, кроме РНК, (i) катионный липид, который может включать от примерно 10 мол.% до примерно 80 мол.%, от примерно 20 мол.% до примерно 60 мол.%, от примерно 25 мол.% до примерно 55 мол.%, от примерно 30 мол.% до примерно 50 мол.%, от примерно 35 мол.% до примерно 45 мол.% или примерно 40 мол.% всего липида, присутствующего в частице, (ii) некатионный липид, в частности, нейтральный липид (например, один или несколько фосфолипидов и/или холестерин), который может включать от примерно 0 мол.% до примерно 90 мол.%, от примерно 20 мол.% до примерно 80 мол.%, от примерно 25 мол.% до примерно 75 мол.%, от примерно 30 мол.% до примерно 70 мол.%, от примерно 35 мол.% до примерно 65 мол.% или от примерно 40 мол.% до примерно 60 мол.% всего липида, присутствующего в частице, и (iii) конъюгат полисаркозин-липид, который может включать от примерно 0,2 мол.% до примерно 50 мол.%, от примерно 0,25 мол.% до примерно 30 мол.%, от примерно 0,5 мол.% до примерно 25 мол.%, от примерно 0,75 мол.% до примерно 25 мол.%, от примерно 1 мол.% до примерно 25 мол.%, от примерно 1 мол.% до примерно 20 мол.%, от примерно 1 мол.% до примерно 15 мол.%, от примерно 1 мол.% до примерно 10 мол.%, от примерно 1 мол.% до примерно 5 мол.%, от примерно 1,5 мол.% до примерно 25 мол.%, от примерно 1,5 мол.% до примерно 20 мол.%, от примерно 1,5 мол.% до примерно 15 мол.%, от примерно 1,5 мол.% до примерно 10 мол. %, от примерно 1,5 мол. % до примерно 5 мол. %, от примерно 2 мол. % до примерно 25 мол.%, от примерно 2 мол.% до примерно 20 мол.%, от примерно 2 мол.% до примерно 15 мол.%, от примерно 2 мол.% до примерно 10 мол.% или от примерно 2 мол.% до примерно 5 мол.% всего липида, присутствующего в частице.In some embodiments, the RNA lipid particles include, in addition to RNA, (i) a cationic lipid, which may include from about 10 mol% to about 80 mol%, from about 20 mol% to about 60 mol%, from about 25 mol% to about 55 mol%, from about 30 mol% to about 50 mol%, from about 35 mol% to about 45 mol%, or about 40 mol% of the total lipid present in the particle, (ii ) a non-cationic lipid, in particular a neutral lipid (for example, one or more phospholipids and/or cholesterol), which may include from about 0 mol.% to about 90 mol.%, from about 20 mol.% to about 80 mol.% , from about 25 mol.% to about 75 mol.%, from about 30 mol.% to about 70 mol.%, from about 35 mol.% to about 65 mol.%, or from about 40 mol.% to about 60 mol. .% of the total lipid present in the particle, and (iii) a polysarcosine-lipid conjugate, which may include from about 0.2 mol.% to about 50 mol.%, from about 0.25 mol.% to about 30 mol.% , from about 0.5 mol.% to about 25 mole%, from about 0.75 mole% to about 25 mole%, from about 1 mole% to about 25 mole%, from about 1 mole% to about 20 mole%, from about 1 mol% to about 15 mol%, from about 1 mol% to about 10 mol%, from about 1 mol% to about 5 mol%, from about 1.5 mol% to about 25 mol% , from about 1.5 mol.% to about 20 mol.%, from about 1.5 mol.% to about 15 mol.%, from about 1.5 mol.% to about 10 mol. %, from about 1.5 mol. % to about 5 mol. %, from about 2 mol. % to about 25 mol.%, from about 2 mol.% to about 20 mol.%, from about 2 mol.% to about 15 mol.%, from about 2 mol.% to about 10 mol.%, or from about 2 mol.% up to about 5 mol.% of the total lipid present in the particle.

В некоторых предпочтительных воплощениях некатионный липид, в частности нейтральный липид, включает фосфолипид в количестве от примерно 5 мол.% до примерно 50 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 45 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 40 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 35 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 30 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 25 мол.% или от примерно 5 мол.% до примерно 20 мол.% всего липида, присутствующего в частице.In some preferred embodiments, the non-cationic lipid, in particular a neutral lipid, comprises a phospholipid in an amount of from about 5 mol% to about 50 mol%, from about 5 mol% to about 45 mol%, from about 5 mol% to about 40 mole%, from about 5 mole% to about 35 mole%, from about 5 mole% to about 30 mole%, from about 5 mole% to about 25 mole%, or from about 5 mole% up to about 20 mol.% of the total lipid present in the particle.

В некоторых предпочтительных воплощениях некатионный липид, в частности нейтральный липид, включает холестерин или его производное в количестве от примерно 10 мол.% до примерно 80 мол.%, от примерно 10 мол.% до примерно 70 мол.%, от примерно 15 мол.% до примерно 65 мол.%, от примерно 20 мол.% до примерно 60 мол.%, от примерно 25 мол.% до примерно 55 мол.% или от примерно 30 мол.% до примерно 50 мол.% всего липида, присутствующего в частице.In some preferred embodiments, a non-cationic lipid, in particular a neutral lipid, comprises cholesterol or a derivative thereof in an amount of from about 10 mol.% to about 80 mol.%, from about 10 mol.% to about 70 mol.%, from about 15 mol. % to about 65 mole %, from about 20 mole % to about 60 mole %, from about 25 mole % to about 55 mole %, or from about 30 mole % to about 50 mole % of the total lipid present in a particle.

В некоторых предпочтительных воплощениях некатионный липид, в частности нейтральный липид, включает смесь (i) фосфолипида, такого как DSPC, от примерно 5 мол.% до примерно 50 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 45 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 40 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 35 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 30 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 25 мол.% или от примерно 5 мол.% до примерно 20 мол.% всего липида, присутствующего в частице; и (ii) холестерина или его производного, например, холестерина, от примерно 10 мол.% до примерно 80 мол.%, от примерно 10 мол.% до примерно 70 мол.%, от примерно 15 мол.% до примерно 65 мол.%, от примерно 20 мол.% до примерно 60 мол.%, от примерно 25 мол.% до примерно 55 мол.% или от примерно 30 мол.% до примерно 50 мол.% всего липида, присутствующего в частице. Как неограничивающий пример, липидная частица, включающая смесь фосфолипида и холестерина, может включать DSPC от примерно 5 мол.% до примерно 50 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 45 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 40 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 35 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 30 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 25 мол.% или от примерно 5 мол.% до примерно 20 мол.% всего липида, присутствующего в частице, и холестерин от примерно 10 мол.% до примерно 80 мол.%, от примерно 10 мол.% до примерно 70 мол.%, от примерно 15 мол.% до примерно 65 мол.%, от примерно 20 мол.% до примерно 60 мол.%, от примерно 25 мол.% до примерно 55 мол.% или от примерно 30 мол.% до примерно 50 мол.% всего липида, присутствующего в частице.In some preferred embodiments, the non-cationic lipid, in particular a neutral lipid, comprises a mixture of (i) a phospholipid such as DSPC from about 5 mol% to about 50 mol%, from about 5 mol% to about 45 mol%, from about 5 mole% to about 40 mole%, from about 5 mole% to about 35 mole%, from about 5 mole% to about 30 mole%, from about 5 mole% to about 25 mole% or from about 5 mol.% to about 20 mol.% of the total lipid present in the particle; and (ii) cholesterol or its derivative, for example, cholesterol, from about 10 mol.% to about 80 mol.%, from about 10 mol.% to about 70 mol.%, from about 15 mol.% to about 65 mol.%. %, from about 20 mol.% to about 60 mol.%, from about 25 mol.% to about 55 mol.%, or from about 30 mol.% to about 50 mol.% of the total lipid present in the particle. As a non-limiting example, a lipid particle comprising a mixture of phospholipid and cholesterol may include DSPC from about 5 mol% to about 50 mol%, from about 5 mol% to about 45 mol%, from about 5 mol% to about 40 mole%, from about 5 mole% to about 35 mole%, from about 5 mole% to about 30 mole%, from about 5 mole% to about 25 mole%, or from about 5 mole% up to about 20 mole% of the total lipid present in the particle, and cholesterol from about 10 mole% to about 80 mole%, from about 10 mole% to about 70 mole%, from about 15 mole% to about 65 mol.%, from about 20 mol.% to about 60 mol.%, from about 25 mol.% to about 55 mol.%, or from about 30 mol.% to about 50 mol.% of the total lipid present in the particle.

Типично полисаркозиновая группа имеет от 2 до 200, от 5 до 200, от 5 до 190, от 5 до 180, от 5 до 170, от 5 до 160, от 5 до 150, от 5 до 140, от 5 до 130, от 5 до 120, от 5 до 110, от 5 до 100, от 5 до 90, от 5 до 80, от 10 до 200, от 10 до 190, от 10 до 180, от 10 до 170, от 10 до 160, от 10 до 150, от 10 до 140, от 10 до 130, от 10 до 120, от 10 до 110, от 10 до 100, от 10 до 90 от 10 до 80 звеньев саркозина.Typically, the polysarcosine group has 2 to 200, 5 to 200, 5 to 190, 5 to 180, 5 to 170, 5 to 160, 5 to 150, 5 to 140, 5 to 130, 5 to 120, 5 to 110, 5 to 100, 5 to 90, 5 to 80, 10 to 200, 10 to 190, 10 to 180, 10 to 170, 10 to 160, from 10 to 150, 10 to 140, 10 to 130, 10 to 120, 10 to 110, 10 to 100, 10 to 90, 10 to 80 sarcosine units.

В некоторых воплощениях РНК-липидные частицы кроме РНК включают (i) DODMA, который может включать от примерно 10 мол.% до примерно 80 мол.%, от примерно 20 мол.% до примерно 60 мол.%, от примерно 25 мол.% до примерно 55 мол.%, от примерно 30 мол.% до примерно 50 мол.%, от примерно 35 мол.% до примерно 45 мол.% или примерно 40 мол.% всего липида, присутствующего в частице, (ii) DSPC, который может включать от примерно 5 мол.% до примерно 50 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 45 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 40 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 35 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 30 мол.%, от примерно 5 мол.% до примерно 25 мол.% или от примерно 5 мол.% до примерно 20 мол.% всего липида, присутствующего в частице, (iii) холестерин, который может включать от примерно 10 мол.% до примерно 80 мол.%, от примерно 10 мол.% до примерно 70 мол.%, от примерно 15 мол.% до примерно 65 мол.%, от примерно 20 мол.% до примерно 60 мол.%, от примерно 25 мол.% до примерно 55 мол.% или от примерно 30 мол.% до примерно 50 мол.% всего липида, присутствующего в частице, и (iv) конъюгат полисаркозин-липид, который может включать от примерно 0,2 мол.% до примерно 50 мол.%, от примерно 0,25 мол.% до примерно 30 мол.%, от примерно 0,5 мол.% до примерно 25 мол.%, от примерно 0,75 мол.% до примерно 25 мол.%, от примерно 1 мол.% до примерно 25 мол.%, от примерно 1 мол.% до примерно 20 мол.%, от примерно 1 мол.% до примерно 15 мол.%, от примерно 1 мол.% до примерно 10 мол.%, от примерно 1 мол.% до примерно 5 мол.%, от примерно 1,5 мол.% до примерно 25 мол.%, от примерно 1,5 мол.% до примерно 20 мол.%, от примерно 1,5 мол.% до примерно 15 мол.%, от примерно 1,5 мол.% до примерно 10 мол.%, от примерно 1,5 мол.% до примерно 5 мол.%, от примерно 2 мол.% до примерно 25 мол.%, от примерно 2 мол.% до примерно 20 мол.%, от примерно 2 мол. % до примерно 15 мол. %, от примерно 2 мол. % до примерно 10 мол. % или от примерно 2 мол.% до примерно 5 мол.% всего липида, присутствующего в частице.In some embodiments, the RNA lipid particles other than RNA include (i) DODMA, which may include from about 10 mol% to about 80 mol%, from about 20 mol% to about 60 mol%, from about 25 mol% up to about 55 mol%, from about 30 mol% to about 50 mol%, from about 35 mol% to about 45 mol%, or about 40 mol% of the total lipid present in the particle, (ii) DSPC, which may include from about 5 mole% to about 50 mole%, from about 5 mole% to about 45 mole%, from about 5 mole% to about 40 mole%, from about 5 mole% to about 35 mol%, from about 5 mol% to about 30 mol%, from about 5 mol% to about 25 mol%, or from about 5 mol% to about 20 mol% of the total lipid present in the particle, (iii) cholesterol, which may include from about 10 mol.% to about 80 mol.%, from about 10 mol.% to about 70 mol.%, from about 15 mol.% to about 65 mol.%, from about 20 mol.% to about 60 mol.%, from about 25 mol.% to about 55 mol.% or from about 30 mol% to about 50 mol% of the total lipid present in the particle, and (iv) a polysarcosine-lipid conjugate, which may include from about 0.2 mol% to about 50 mol%, from about 0 25 mole% to about 30 mole%, about 0.5 mole% to about 25 mole%, about 0.75 mole% to about 25 mole%, about 1 mole% to about 25 mole%, from about 1 mole% to about 20 mole%, from about 1 mole% to about 15 mole%, from about 1 mole% to about 10 mole%, from about 1 mole% to about 5 mol.%, from about 1.5 mol.% to about 25 mol.%, from about 1.5 mol.% to about 20 mol.%, from about 1.5 mol.% to about 15 mol. %, from about 1.5 mol.% to about 10 mol.%, from about 1.5 mol.% to about 5 mol.%, from about 2 mol.% to about 25 mol.%, from about 2 mol. % to about 20 mol.%, from about 2 mol. % to about 15 mol. %, from about 2 mol. % to about 10 mol. % or from about 2 mol.% to about 5 mol.% of the total lipid present in the particle.

В некоторых воплощениях РНК-частицы включают конъюгат полисаркозин-липид согласно общей формуле (II) или (III), DODMA, DSPC и холестерин.In some embodiments, the RNA particles comprise a polysarcosine-lipid conjugate of general formula (II) or (III), DODMA, DSPC, and cholesterol.

Диаметр РНК-частицRNA particle diameter

РНК-частицы, описанные в настоящем описании, имеют средний диаметр, который в одном воплощении колеблется от примерно 30 нм до примерно 1000 нм, от примерно 30 нм до примерно 800 нм, от примерно 30 нм до примерно 700 нм, от примерно 30 нм до примерно 600 нм, от примерно 30 нм до примерно 500 нм, от примерно 30 нм до примерно 450 нм, от примерно 30 нм до примерно 400 нм, от примерно 30 нм до примерно 350 нм, от примерно 30 нм до примерно 300 нм, от примерно 30 нм до примерно 250 нм, от примерно 30 нм до примерно 200 нм, от примерно 30 нм до примерно 190 нм, от примерно 30 нм до примерно 180 нм, от примерно 30 нм до примерно 170 нм, от примерно 30 нм до примерно 160 нм, от примерно 30 нм до примерно 150 нм, от примерно 50 нм до примерно 500 нм, от примерно 50 нм до примерно 450 нм, от примерно 50 нм до примерно 400 нм, от примерно 50 нм до примерно 350 нм, от примерно 50 нм до примерно 300 нм, от примерно 50 нм до примерно 250 нм, от примерно 50 нм до примерно 200 нм, от примерно 50 нм до примерно 190 нм, от примерно 50 нм до примерно 180 нм, от примерно 50 нм до примерно 170 нм, от примерно 50 нм до примерно 160 нм или от примерно 50 нм до примерно 150 нм.The RNA particles described herein have an average diameter that, in one embodiment, ranges from about 30 nm to about 1000 nm, from about 30 nm to about 800 nm, from about 30 nm to about 700 nm, from about 30 nm to about 600 nm, from about 30 nm to about 500 nm, from about 30 nm to about 450 nm, from about 30 nm to about 400 nm, from about 30 nm to about 350 nm, from about 30 nm to about 300 nm, from about 30 nm to about 250 nm, from about 30 nm to about 200 nm, from about 30 nm to about 190 nm, from about 30 nm to about 180 nm, from about 30 nm to about 170 nm, from about 30 nm to about 160 nm, from about 30 nm to about 150 nm, from about 50 nm to about 500 nm, from about 50 nm to about 450 nm, from about 50 nm to about 400 nm, from about 50 nm to about 350 nm, from about 50 nm to about 300 nm, from about 50 nm to about 250 nm, from about 50 nm to about 200 nm, from about 50 nm for about 190 nm, about 50 nm to about 180 nm, about 50 nm to about 170 nm, about 50 nm to about 160 nm, or about 50 nm to about 150 nm.

В некоторых воплощениях РНК-частицы, описанные в настоящем описании, имеют средний диаметр, который колеблется от примерно 40 нм до примерно 800 нм, от примерно 50 нм до примерно 700 нм, от примерно 60 нм до примерно 600 нм, от примерно 70 нм до примерно 500 нм, от примерно 80 нм до примерно 400 нм, от примерно 150 нм до примерно 800 нм, от примерно 150 нм до примерно 700 нм, от примерно 150 нм до примерно 600 нм, от примерно 200 нм до примерно 600 нм, от примерно 200 нм до примерно 500 нм или от примерно 200 нм до примерно 400 нм.In some embodiments, the RNA particles described herein have an average diameter that ranges from about 40 nm to about 800 nm, from about 50 nm to about 700 nm, from about 60 nm to about 600 nm, from about 70 nm to about 500 nm, from about 80 nm to about 400 nm, from about 150 nm to about 800 nm, from about 150 nm to about 700 nm, from about 150 nm to about 600 nm, from about 200 nm to about 600 nm, from about 200 nm to about 500 nm, or from about 200 nm to about 400 nm.

РНК-частицы, описанные в настоящем описании, например, полученные способами, описанными в настоящем описании, показывают индекс полидисперсности меньше примерно 0,5, меньше примерно 0,4, меньше примерно 0,3, меньше примерно 0,2 или меньше примерно 0,1 или меньше. Как пример, РНК-частицы могут показывать индекс полидисперсности в интервале от примерно 0,1 до примерно 0,3.RNA particles described herein, for example, obtained by the methods described herein, show a polydispersity index of less than about 0.5, less than about 0.4, less than about 0.3, less than about 0.2, or less than about 0, 1 or less. As an example, RNA particles can show a polydispersity index ranging from about 0.1 to about 0.3.

РНКRNA

В настоящем раскрытии термин «РНК» относится к молекулам нуклеиновой кислоты, которые включают рибонуклеотидные остатки. В предпочтительных воплощениях РНК содержит все или большинство рибонуклеотидных остатков. При использовании в настоящем описании «рибонуклеотид» относится к нуклеотиду с гидроксильной группой в 2'-положении β-D-рибофуранозильной группы. РНК охватывает, без ограничения, двухцепочечную РНК, одноцепочечную РНК, изолированную РНК, такую как частично очищенная РНК, по существу чистую РНК, синтетическую РНК, полученную рекомбинантно РНК, а также модифицированную РНК, которая отличается от встречающейся в природе РНК добавлением, делецией, заменой и/или изменением одного или нескольких нуклеотидов. Такие изменения могут относиться к добавлению ненуклеотидного материала к внутренним нуклеотидам РНК или к концу(ам) РНК. В настоящем изобретении также предполагается, что нуклеотиды в РНК могут быть нестандартными нуклеотидами, такими как химически синтезированные нуклеотиды или дезоксинуклеотиды. Для настоящего раскрытия такие измененные РНК считаются аналогами встречающейся в природе РНК. В отдельных воплощениях РНК согласно изобретению включает популяцию различных молекул РНК, например, смесь различных молекул РНК, необязательно кодирующих различные пептиды и/или белки. Таким образом, согласно изобретению термин «РНК» может включать смесь молекул РНК.In the present disclosure, the term "RNA" refers to nucleic acid molecules that include ribonucleotide residues. In preferred embodiments, the RNA contains all or most of the ribonucleotide residues. As used herein, "ribonucleotide" refers to a nucleotide with a hydroxyl group at the 2' position of the β-D-ribofuranosyl group. RNA includes, without limitation, double-stranded RNA, single-stranded RNA, isolated RNA such as partially purified RNA, essentially pure RNA, synthetic RNA, recombinantly produced RNA, and modified RNA that differs from naturally occurring RNA by the addition, deletion, substitution and/or a change in one or more nucleotides. Such changes may relate to the addition of non-nucleotide material to the internal nucleotides of the RNA or to the end(s) of the RNA. The present invention also contemplates that the nucleotides in RNA may be non-standard nucleotides such as chemically synthesized nucleotides or deoxynucleotides. For the purposes of this disclosure, such altered RNAs are considered analogues of naturally occurring RNA. In certain embodiments, the RNA of the invention comprises a population of different RNA molecules, for example a mixture of different RNA molecules, optionally encoding different peptides and/or proteins. Thus, according to the invention, the term "RNA" may include a mixture of RNA molecules.

В некоторых воплощениях настоящего раскрытия РНК является мессенджерной РНК (мРНК), которая относится к транскрпту РНК, который кодирует пептид или белок. Как установлено в технике, мРНК обычно содержит 5'-нетранслируемую область (5'-UTR), пептидкодирующую область и 3'-нетранслируемую область (3'-UTR). В некоторых воплощениях РНК получают транскрипцией in vitro или химическим синтезом. В одном воплощении мРНК получают транскрипцией in vitro с использованием ДНК-матрицы, где ДНК относится к нуклеиновой кислоте, которая содержит дезоксирибонуклеоиды.In some embodiments of the present disclosure, RNA is messenger RNA (mRNA), which refers to an RNA transcript that codes for a peptide or protein. As established in the art, mRNA typically contains a 5'-untranslated region (5'-UTR), a peptide-coding region, and a 3'-untranslated region (3'-UTR). In some embodiments, RNA is produced by in vitro transcription or chemical synthesis. In one embodiment, mRNA is produced by in vitro transcription using a DNA template, where DNA refers to a nucleic acid that contains deoxyribonucleoids.

В одном воплощении РНК представляет собой транскрибированную in vitro РНК (IVT-RNA) и может быть получена транскрипцией in vitro соответствующей ДНК-матрицы. Промотором для регулирования транскрипции может быть любой промотор для любой РНК-полимеразы. ДНК-матрица для транскрипции in vitro может быть получена клонированием нуклеиновой кислоты, в частности кДНК, и введением ее в соответствующий вектор для транскрипции in vitro. кДНК можно получить обратной транскрипцией РНК.In one embodiment, the RNA is in vitro transcribed RNA (IVT-RNA) and can be obtained by in vitro transcription of an appropriate DNA template. The promoter for regulating transcription can be any promoter for any RNA polymerase. A DNA template for in vitro transcription can be obtained by cloning a nucleic acid, in particular a cDNA, and inserting it into an appropriate in vitro transcription vector. cDNA can be obtained by reverse transcription of RNA.

В некоторых воплощениях настоящего раскрытия РНК является репликоном РНК или просто «репликоном», в частности самореплицирующейся РНК. В одном особенно предпочтительном воплощении репликон или самореплицирующаяся РНК происходит из или включает элементы из оцРНК вируса, в частности, вируса с положительной цепью оцРНК, такого как альфавирус. Альфавирусы являются типичными представителями вирусов с положительной цепью РНК. Альфавирусы реплицируются в цитоплазме инфицированных клеток (обзор жизненного цикла альфавирусов см. в

Figure 00000009
et al., Future Microbiol., 2009, vol. 4, pp. 837–856). Общая длина генома многих альфавирусов обычно колеблется от 11000 до 12000 нуклеотидов, и геномная РНК типично имеет 5’-кэп и 3’-поли(A) хвост. Геном альфавирусов кодирует неструктурные белки (вовлеченные в транскрипцию, модификацию и репликацию вирусной РНК и в модификацию белков) и структурные белки (образующие вирусную частицу). В геноме обычно имеются две открытые рамки считывания (ORF). Четыре неструктурных белка (nsP1–nsP4) типично кодированы вместе первой ORF, начинающейся около 5′-конца генома, в то время как структурные белки альфавирусов кодируются вместе второй ORF, которая находится ниже первой ORF и продолжается до почти 3’-конца генома. Типично первая ORF больше второй ORF, причем соотношение составляет приблизительно 2:1. В клетках, инфицированных альфавирусом, только нуклеотидная последовательность, кодирующая неструктурные белки, транслируется из геномной РНК, в то время как генетическая информация, кодирующая структурные белки, может транслироваться из субгеномного транскрипта, который представляет собой молекулу РНК, которая имеет сходство с эукариотической мессенджерной РНК (мРНК; Gould et al., 2010, Antiviral Res., vol. 87 pp. 111–124). После заражения, т.е. на ранних этапах жизненного цикла вируса, (+)-цепочечная геномная РНК действует непосредственно, подобно мессенджерной РНК, на трансляцию открытой рамки считывания, кодирующей неструктурный полипротеин (nsP1234). Происходящие из альфавируса векторы предложены для доставки чужеродной генетической информации в клетки-мишени или организмы-мишени. В простых подходах открытую рамку считывания, кодирующую структурные белки альфавируса, заменяют открытой рамкой считывания, кодирующей белок, представляющий интерес. Системы трансрепликации на основе альфавирусов зависят от элементов нуклеотидной последовательности альфавируса в двух отдельных молекулах нуклеиновой кислоты: одна молекула нуклеиновой кислоты кодирует вирусную репликазу, и другая молекула нуклеиновой кислоты способна реплицироваться указанной репликазой в транс (отсюда обозначение «система трансрепликации»). Трансрепликация требует присутствия обеих этих молекул нуклеиновой кислоты в данной клетке-хозяине. Молекула нуклеиновой кислоты, способная реплицироваться репликазой в транс, должна включать некоторые элементы последовательности альфавируса для возможности узнавания и синтеза РНК репликазой альфавируса.In some embodiments of the present disclosure, the RNA is an RNA replicon or simply a "replicon", in particular a self-replicating RNA. In one particularly preferred embodiment, the replicon or self-replicating RNA is derived from or includes elements from a virus ssRNA, in particular a positive strand ssRNA virus such as an alphavirus. Alphaviruses are typical positive-strand RNA viruses. Alphaviruses replicate in the cytoplasm of infected cells (for an overview of the life cycle of alphaviruses, see
Figure 00000009
et al., Future Microbiol., 2009, vol. 4, pp. 837–856). The total genome length of many alphaviruses typically ranges from 11,000 to 12,000 nucleotides, and genomic RNA typically has a 5' cap and a 3' poly(A) tail. The alphavirus genome encodes non-structural proteins (involved in transcription, modification and replication of viral RNA and protein modification) and structural proteins (forming the viral particle). There are usually two open reading frames (ORFs) in the genome. The four non-structural proteins (nsP1–nsP4) are typically encoded together with the first ORF starting near the 5' end of the genome, while the structural proteins of alphaviruses are encoded together with the second ORF, which is below the first ORF and extends almost to the 3' end of the genome. Typically, the first ORF is greater than the second ORF, with a ratio of approximately 2:1. In alphavirus-infected cells, only the nucleotide sequence encoding non-structural proteins is translated from the genomic RNA, while the genetic information encoding structural proteins can be translated from the sub-genomic transcript, which is an RNA molecule that shares similarities with eukaryotic messenger RNA ( mRNA, Gould et al., 2010, Antiviral Res., vol. 87 pp. 111–124). After infection, i.e. early in the life cycle of the virus, (+)-strand genomic RNA acts directly, like messenger RNA, to translate the open reading frame encoding the non-structural polyprotein (nsP1234). Alphavirus-derived vectors have been proposed for delivering foreign genetic information to target cells or organisms. In simple approaches, an open reading frame encoding alphavirus structural proteins is replaced with an open reading frame encoding a protein of interest. Alphavirus-based transreplication systems rely on alphavirus nucleotide sequence elements in two separate nucleic acid molecules: one nucleic acid molecule encodes a viral replicase, and the other nucleic acid molecule is capable of replicating said replicase in trans (hence the designation "transreplication system"). Transreplication requires the presence of both of these nucleic acid molecules in a given host cell. A nucleic acid molecule capable of being replicated in trans by the replicase must include some elements of the alphavirus sequence in order for the alphavirus replicase to recognize and synthesize RNA.

В некоторых воплощениях настоящего раскрытия РНК в РНК-частицах, описанных в настоящем описании, находится в концентрации от примерно 0,002 мг/мл до примерно 5 мг/мл, от примерно 0,002 мг/мл до примерно 2 мг/мл, от примерно 0,005 мг/мл до примерно 2 мг/мл, от примерно 0,01 мг/мл до примерно 1 мг/мл, от примерно 0,05 мг/мл до примерно 0,5 мг/мл или от примерно 0,1 мг/мл до примерно 0,5 мг/мл. В конкретных воплощениях РНК находится в концентрации от примерно 0,005 мг/мл до примерно 0,1 мг/мл, от примерно 0,005 мг/мл до примерно 0,09 мг/мл, от примерно 0,005 мг/мл до примерно 0,08 мг/мл, от примерно 0,005 мг/мл до примерно 0,07 мг/мл, от примерно 0,005 мг/мл до примерно 0,06 мг/мл или от примерно 0,005 мг/мл до примерно 0,05 мг/мл.In some embodiments of the present disclosure, the RNA in the RNA particles described herein is at a concentration of from about 0.002 mg/mL to about 5 mg/mL, from about 0.002 mg/mL to about 2 mg/mL, from about 0.005 mg/mL. ml to about 2 mg/ml, from about 0.01 mg/ml to about 1 mg/ml, from about 0.05 mg/ml to about 0.5 mg/ml, or from about 0.1 mg/ml to about 0.5 mg/ml. In specific embodiments, the RNA is at a concentration of from about 0.005 mg/ml to about 0.1 mg/ml, from about 0.005 mg/ml to about 0.09 mg/ml, from about 0.005 mg/ml to about 0.08 mg/ml ml, from about 0.005 mg/ml to about 0.07 mg/ml, from about 0.005 mg/ml to about 0.06 mg/ml, or from about 0.005 mg/ml to about 0.05 mg/ml.

В одном воплощении РНК может иметь модифицированные рибонуклеотиды. Примеры модифицированных рибонуклеотидов включают, без ограничения, 5-метилцистидин, псевдоуридин (ψ), N1-метилпсевдоуридин (m1ψ) или 5-метиуридин (m5U).In one embodiment, the RNA may have modified ribonucleotides. Examples of modified ribonucleotides include, without limitation, 5-methylcystidine, pseudouridine (ψ), N1-methylpseudouridine (m 1 ψ) or 5-methiuridine (m 5 U).

В некоторых воплощениях РНК согласно настоящему раскрытию включает 5'-кэп. В одном воплощении РНК по настоящему раскрытию не имеет некэпированные 5'-трифосфаты. В одном воплощении РНК может быть модифицирована 5'-кэп-аналогом. Термин «5'-кэп» относится к структуре, обнаруженной в 5'-конце молекулы РНК, и обычно состоящей изнуклеотида гуанозина, соединенного с мРНК через трифосфатную связь 5'-5'. В одном воплощении этот гуанозин метилирован в положении 7. Предоставления РНК с 5'-кэпом или 5'-кэп-аналога можно добиться транскрипцией in vitro, в которой 5'-кэп экспрессируется совместной транскрипцией в цепь РНК, или можно присоединить к РНК после транскрипции с использованием кэпирующих ферментов.In some embodiments, the RNA according to the present disclosure includes a 5' cap. In one embodiment, the RNA of the present disclosure does not have uncapped 5'-triphosphates. In one embodiment, the RNA may be modified with a 5' cap analog. The term "5' cap" refers to a structure found at the 5' end of an RNA molecule, and usually consisting of a guanosine nucleotide linked to the mRNA via a 5'-5' triphosphate bond. In one embodiment, this guanosine is methylated at position 7. The provision of a 5'-capped RNA or 5'-cap analog can be achieved by in vitro transcription in which the 5'-cap is co-expressed by transcription into the RNA strand, or can be attached to the RNA after transcription. using capping enzymes.

В некоторых воплощениях РНК согласно настоящему раскрытию включает 5'-UTR и/или 3'-UTR. Термин «нетранслируемая область» или «UTR» относится к участку в молекуле ДНК, который транскрибируется, но не транслируется в аминокислотную последовательность или к соответствующему участку в молекуле РНК, такой как молекула мРНК. Нетранслируемая область (UTR) может присутствовать 5' (выше) открытой рамки считывания (5'-UTR) и/или 3' (ниже) открытой рамки считывания (3'-UTR). 5'-UTR, если присутствует, располагается в 5'-конце выше стартового кодона кодирующего белок участка. 5'-UTR находится ниже 5'-кэпа (если присутствует), например, в непосредственной близости к 5'-кэпу. 3'-UTR, если присутствует, располагается в 3'-конце ниже кодона терминации кодирующего белок участка, но термин «3'-UTR» предпочтительно не включает хвост поли-(А). Таким образом, 3'-UTR находится выше последовательности поли-(А) (если присутствует), например, в непосредственной близости к последовательности поли-(А).In some embodiments, the RNA of the present disclosure includes a 5'UTR and/or a 3'UTR. The term "untranslated region" or "UTR" refers to a region in a DNA molecule that is transcribed but not translated into an amino acid sequence, or to a corresponding region in an RNA molecule, such as an mRNA molecule. An untranslated region (UTR) may be present 5' (above) the open reading frame (5'-UTR) and/or 3' (below) the open reading frame (3'-UTR). The 5'-UTR, if present, is located 5' upstream of the start codon of the protein-coding region. The 5'-UTR is located below the 5'-cap (if present), for example, in close proximity to the 5'-cap. The 3'UTR, if present, is located 3' downstream of the termination codon of the protein-coding region, but the term "3'UTR" preferably does not include the poly-(A) tail. Thus, the 3'-UTR is located upstream of the poly-(A) sequence (if present), for example, in close proximity to the poly-(A) sequence.

В некоторых воплощениях РНК согласно настоящему раскрытию включает последовательность 3'-поли-(А). Термин «последовательность поли-(А)» относится к последовательности адениловых (А) остатков, которая типично располагается в 3'-конце молекулы РНК. Согласно раскрытию, в одном воплощении последовательность поли-(А) включает по меньшей мере примерно 20, по меньшей мере примерно 40, по меньшей мере примерно 80, по меньшей мере примерно 100 и до примерно 500, до примерно 400, до примерно 300, до примерно 200 или до примерно 150 А нуклеотидов, и в частности, примерно 120 А нуклеотидов.In some embodiments, the RNA according to the present disclosure includes the sequence 3'-poly-(A). The term "poly-(A) sequence" refers to a sequence of adenyl (A) residues that is typically located at the 3' end of an RNA molecule. According to the disclosure, in one embodiment, the poly-(A) sequence comprises at least about 20, at least about 40, at least about 80, at least about 100, and up to about 500, up to about 400, up to about 300, up to about 200 or up to about 150 A nucleotides, and in particular about 120 A nucleotides.

В контексте настоящего раскрытия термин «транскрипция» относится к процессу, в котором генетический код в последовательности ДНК транскрибируется в РНК. Впоследствии РНК может быть транслирована в пептид или белок.In the context of the present disclosure, the term "transcription" refers to the process in which the genetic code in a DNA sequence is transcribed into RNA. Subsequently, the RNA can be translated into a peptide or protein.

В отношении РНК, термин «экспрессия» или «трансляция» относится к процессу в рибосомах клетки, путем которого цепочка мРНК управляет сборкой последовательности аминокислот для образования пептида или белка.In relation to RNA, the term "expression" or "translation" refers to the process in the ribosomes of a cell by which a strand of mRNA directs the assembly of an amino acid sequence to form a peptide or protein.

РНК может представлять собой кодирующую РНК, т.е. РНК, кодирующую пептид или белок. Указанная РНК может экспрессировать кодированный пептид или белок. С другой стороны, указанная РНК может представлять собой некодирующую РНК, такую как антисмысловая РНК, микро РНК (миРНК) или сиРНК.The RNA may be coding RNA, ie. RNA encoding a peptide or protein. Said RNA may express the encoded peptide or protein. Alternatively, said RNA may be a non-coding RNA such as antisense RNA, micro RNA (miRNA) or siRNA.

РНК, используемая в настоящем изобретении, может представлять собой фармацевтически активную РНК. «Фармацевтически активной РНК» является РНК, которая кодирует фармацевтически активный пептид или белок или является фармацевтически активной сама по себе, например, она имеет одну или несколько фармацевтических активностей, таких как активности, описанные для фармацевтически активных белков, например, иммуностимулирующую активность. Например, РНК может представлять собой одну или несколько цепей РНК-интерференции (РНКи). Такие агенты включают короткие интерферирующие РНК (киРНК) или короткие шпилькообразные РНК (кшРНК) или предшественника миРНК или РНК, подобную микроРНК, нацеленные на транскрипт-мишень, например, транскрипт эндогенного связанного с болезнью транскрипта субъекта.The RNA used in the present invention may be a pharmaceutically active RNA. A "pharmaceutically active RNA" is an RNA that encodes a pharmaceutically active peptide or protein or is pharmaceutically active in itself, for example, it has one or more pharmaceutical activities, such as those described for pharmaceutically active proteins, for example, immunostimulatory activity. For example, the RNA may be one or more strands of RNA interference (RNAi). Such agents include short interfering RNAs (siRNAs) or short hairpin RNAs (shRNAs) or precursor siRNAs or miRNA-like RNAs targeted to a target transcript, eg, the subject's endogenous disease-associated transcript.

Некоторые аспекты раскрытия включают направленную доставку РНК, раскрытой в настоящем описании, в определенные клетки или ткани. В одном воплощении раскрытие включает нацеливание на лимфатическую систему, в частности, вторичные лимфоидные органы, конкретнее селезенки. Нацеливание на лимфатическую систему, в частности, вторичные лимфоидные органы, конкретнее селезенку, является особенно предпочтительным, если вводимая РНК представляет собой РНК, кодирующую антиген или эпитоп для индукции иммунного ответа. В одном воплощении клеткой-мишенью является клетка селезенки. В одном воплощении клеткой-мишенью является антигенпредставляющая клетка, такая как профессиональная антигенпредставляющая клетка селезенки. В одном воплощении клеткой-мишенью является дендритная клетка в селезенке. «Лимфатическая система» является частью системы кровообращения и важной частью иммунной системы, включающей сеть лимфатических сосудов, которые несут лимфу. Лимфатическая система состоит из лимфатических органов, проводящей сети лимфатических сосудов и циркулирующей лимфы. Первичные или центральные лимфоидные органы генерируют лимфоциты из незрелых клеток-предшественников. Тимус и костный мозг составляют первичные лимфоидные органы. Вторичные или периферические лимфоидные органы, которые включают лимфатические узлы и селезенку, сохраняют зрелые наивные лимфоциты и инициируют адаптивный иммунный ответ.Some aspects of the disclosure include targeted delivery of the RNA disclosed herein to specific cells or tissues. In one embodiment, the disclosure includes targeting the lymphatic system, in particular secondary lymphoid organs, more specifically the spleen. Targeting the lymphatic system, in particular secondary lymphoid organs, more specifically the spleen, is particularly preferred if the RNA administered is RNA encoding an antigen or epitope to induce an immune response. In one embodiment, the target cell is a spleen cell. In one embodiment, the target cell is an antigen presenting cell, such as a professional antigen presenting cell of the spleen. In one embodiment, the target cell is a dendritic cell in the spleen. The "lymphatic system" is part of the circulatory system and an important part of the immune system, comprising a network of lymph vessels that carry lymph. The lymphatic system consists of lymphatic organs, a conducting network of lymphatic vessels, and circulating lymph. Primary or central lymphoid organs generate lymphocytes from immature precursor cells. The thymus and bone marrow make up the primary lymphoid organs. Secondary or peripheral lymphoid organs, which include the lymph nodes and spleen, retain mature naive lymphocytes and initiate an adaptive immune response.

Системы доставки РНК на основе липидов предпочтительны для печени. Накопление в печени вызывается прерывистым характером сосудистой системы печени или метаболизмом липидов (конъюгатов липосом и липидов или холестерина). В одном воплощении органом-мишенью является печень, и тканью-мишенью является ткань печени. Доставка в такую ткань-мишень предпочтительна, в частности, если в этом органе желательно присутствие РНК или кодированного пептида или белка, и/или если желательно экспрессировать большие количества кодированного пептида или белка, и/или если желательно или требуется системное присутствие кодированного пептида или белка, в частности, в значительных количествах.Lipid-based RNA delivery systems are preferred for the liver. Accumulation in the liver is caused by the intermittent nature of the hepatic vasculature or by lipid (liposome-lipid conjugates or cholesterol) metabolism. In one embodiment, the target organ is the liver and the target tissue is liver tissue. Delivery to such a target tissue is preferred, in particular if the presence of the RNA or encoded peptide or protein is desired in that organ and/or if it is desired to express large amounts of the encoded peptide or protein and/or if the systemic presence of the encoded peptide or protein is desired or required. especially in significant quantities.

В одном воплощении после введения РНК-частиц, описанных в настоящем описании, по меньшей мере часть РНК доставляется в клетку-мишень или орган-мишень. В одном воплощении по меньшей мере часть РНК доставляется в цитозоль клетки-мишени. В одном воплощении РНК представляет собой РНК, кодирующую пептид или белок, и РНК транслируется клеткой-мишенью с продуцированием пептида или белка. В одном воплощении клетка-мишень является клеткой печени. В одном воплощении клетка-мишень является мышечной клеткой. В одном воплощении клетка-мишень является эндотелиальной клеткой. В одном воплощении клетка-мишень является клеткой опухоли или клеткой в микроокружении опухоли. В одном воплощении клетка-мишень является клеткой крови. В одном воплощении клетка-мишень является клеткой в лимфатических узлах. В одном воплощении клетка-мишень является клеткой в легком. В одном воплощении клетка-мишень является клеткой крови. В одном воплощении клетка-мишень является клеткой кожи. В одном воплощении клетка-мишень является клеткой селезенки. В одном воплощении клетка-мишень является антигенпредставляющей клеткой, такой как профессиональная антигенпредставляющая клетка в селезенке. В одном воплощении клетка-мишень является дентдритной клеткой в селезенке. В одном воплощении клетка-мишень представляет собой Т-клетку. В одном воплощении клетка-мишень представляет собой В-клетку. В одном воплощении клетка-мишень представляет собой NK-клетку. В одном воплощении клетка-мишень представляет собой моноцит. Таким образом, РНК-частицы, описанные в настоящем описании, можно использовать для доставки РНК в такие клетки-мишени. Соответственно, настоящее раскрытие также относится к способу доставки РНК в клетку-мишень субъекта, включающему введение субъекту РНК-частиц, описанных в настоящем описании. В одном воплощении РНК представляет собой РНК, кодирующую пептид или белок, и РНК транслируется клеткой-мишенью с продуцированием пептида или белка.In one embodiment, following administration of the RNA particles described herein, at least a portion of the RNA is delivered to the target cell or organ. In one embodiment, at least a portion of the RNA is delivered to the cytosol of the target cell. In one embodiment, the RNA is an RNA encoding a peptide or protein, and the RNA is translated by the target cell to produce the peptide or protein. In one embodiment, the target cell is a liver cell. In one embodiment, the target cell is a muscle cell. In one embodiment, the target cell is an endothelial cell. In one embodiment, the target cell is a tumor cell or a cell in the tumor microenvironment. In one embodiment, the target cell is a blood cell. In one embodiment, the target cell is a cell in the lymph nodes. In one embodiment, the target cell is a cell in the lung. In one embodiment, the target cell is a blood cell. In one embodiment, the target cell is a skin cell. In one embodiment, the target cell is a spleen cell. In one embodiment, the target cell is an antigen-presenting cell, such as a professional antigen-presenting cell in the spleen. In one embodiment, the target cell is a dendritic cell in the spleen. In one embodiment, the target cell is a T cell. In one embodiment, the target cell is a B cell. In one embodiment, the target cell is an NK cell. In one embodiment, the target cell is a monocyte. Thus, the RNA particles described herein can be used to deliver RNA to such target cells. Accordingly, the present disclosure also relates to a method for delivering RNA to a target cell of a subject, comprising administering to the subject the RNA particles described herein. In one embodiment, the RNA is an RNA encoding a peptide or protein, and the RNA is translated by the target cell to produce the peptide or protein.

В одном воплощении РНК кодирует фармацевтически активный пептид или белок.In one embodiment, the RNA encodes a pharmaceutically active peptide or protein.

Согласно раскрытию, термин «РНК кодирует» означает, что РНК, если присутствует в соответствующем окружении, таком как в клетках ткани-мишени, может управлять сборкой аминокислот для продуцирования пептида или белка, (которые) она кодирует во время процесса трансляции. В одном воплощении РНК способна взаимодействовать с клеточным механизмом трансляции, позволяющим трансляцию пептида или белка. Клетка может продуцировать кодированный пептид или белок внутриклеточно (например, в цитоплазме), может секретировать кодированный пептид или белок или может продуцировать его на поверхности.According to the disclosure, the term "RNA encodes" means that RNA, if present in an appropriate environment, such as in cells of a target tissue, can direct the assembly of amino acids to produce the peptide or protein (which) it encodes during the translation process. In one embodiment, the RNA is capable of interacting with the cellular translation machinery to allow translation of the peptide or protein. The cell may produce the encoded peptide or protein intracellularly (eg, in the cytoplasm), may secrete the encoded peptide or protein, or may produce it on the surface.

Согласно раскрытию, термин «пептид» включает олиго- и полипептиды и относится к веществам, которые включают примерно два или три, примерно 3 или больше, примерно 4 или больше, примерно 6 или больше, примерно 8 или больше, примерно 10 или больше, примерно 13 или больше, примерно 16 или больше, примерно 20 или больше и до примерно 50, примерно 100 или примерно 150 последовательных аминокислот, соединенных друг с другом пептидными связями. Термин «белок» относится к крупным пептидам, в частности, пептидам, имеющим по меньшей мере примерно 151 аминокислоту, но термины «пептид» и «белок» в настоящем описании используются как синонимы.According to the disclosure, the term "peptide" includes oligo- and polypeptides and refers to substances that include about two or three, about 3 or more, about 4 or more, about 6 or more, about 8 or more, about 10 or more, about 13 or more, about 16 or more, about 20 or more, and up to about 50, about 100, or about 150 consecutive amino acids connected to each other by peptide bonds. The term "protein" refers to large peptides, in particular peptides having at least about 151 amino acids, but the terms "peptide" and "protein" are used interchangeably herein.

«Фармацевтически активный пептид или белок» или «терапевтический пептид или белок» оказывает положительное или благоприятное действие на состояние или болезненное состояние субъекта, когда предоставляется субъекту в терапевтически эффективном количестве. В одном воплощении фармацевтически активный пептид или белок имеет лечебные или паллиативные свойства и может вводиться для уменьшения интенсивности, ослабления, облегчения, реверсии, отсрочки начала или уменьшения тяжести одного или нескольких симптомов заболевания или расстройства. Фармацевтически активный пептид или белок может иметь профилактические свойства и может использоваться для отсрочки начала заболевания или уменьшения тяжести такого заболевания или патологического состояния. Термин «фармацевтически активный пептид или белок» включает полные белки или полипептиды и также может относиться к их фармацевтически активным фрагментам. Он также может включать фармацевтически активные аналоги пептида или белка.A "pharmaceutically active peptide or protein" or "therapeutic peptide or protein" has a positive or beneficial effect on a condition or disease state of a subject when provided to the subject in a therapeutically effective amount. In one embodiment, the pharmaceutically active peptide or protein has curative or palliative properties and may be administered to ameliorate, alleviate, alleviate, reverse, delay the onset or lessen the severity of one or more symptoms of a disease or disorder. The pharmaceutically active peptide or protein may have prophylactic properties and may be used to delay the onset of a disease or reduce the severity of such a disease or condition. The term "pharmaceutically active peptide or protein" includes complete proteins or polypeptides and may also refer to their pharmaceutically active fragments. It may also include pharmaceutically active analogs of the peptide or protein.

Примеры фармацевтически активных белков включают, но без ограничения, цитокины и их производные, такие как слитые цитокины (подобные цитокинам, слитым с альбумином), и белки иммунной системы, такие как иммунологически активные соединения (например, интерлейкины, колониестимулирующий фактор (CSF), гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (G-CSF), гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF), эритропоэтин, фактор некроза опухоли (TNF), интерфероны, интегрины, аддрессины, селетины, хоминг-рецепторы, Т-клеточные рецепторы, химерные рецепторы антигена (CAR), иммуноглобулины, включая антитела или биспецифические антитела, например, для иммунной стимуляции или продуцирования нейтрализующих антител в случае вирусной/бактериальной инфекции, растворимые антигены главного комплекса гистосовместимости, иммунологически активные антигены, такие как антигены бактерий, паразитов или вирусов, аллергены, аутоантигены, антитела), гормоны (инсулин, тиреоидный гормон, катехоламины, гонадотропины, тропные гормоны, пролактин, окситоцин, допамин, бычий соматотропин, лептины и т.п.), гормоны роста (например, человеческий гормон роста), факторы роста (например, эпидермальный фатор роста, фактор роста нервов, инсульиноподобный фактор роста и т.п.), рецепторы факторов роста, ферменты (тканевый активатор плазминогена, стрептокиназа, холестерин биосинтезируемый или деградирующий (degradative), стероидогенные ферменты, киназы, фосфодиэстеразы, метилазы, деметилазы, дегидрогеназы, целлюлазы, протеазы, липазы, фосфолипазы, ароматазы, цитохромы, аденилат- или гуанилатциклазы, нейроамидазы, лизосомные ферменты и т.п.), рецепторы (рецепторы стероидных гормонов, пептидные рецепторы) связывающие белки (белки, связывающие гормон роста или факторы роста и т.п.), факторы транскрипции и трансляции, белки, подавляющие рост опухолей (например, белки, которые ингибируют ангиогенез), структурные белки (такие как коллаген, фибрин, фибриноген, эластин, тубулин, актин и миозин), белки крови (тромбин, сывороточный альбумин, фактор VII, фактор VIII, инсулин, фактор IX, фактор Х, тканевый активатор плазминогена, белок С, фактор фон Виллебранда, антитромбин III, глюкоцереброзидаза, эритропоэтин, гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (GCSF) или модифицированный фактор VIII, антикоагулянты и т.п.Examples of pharmaceutically active proteins include, but are not limited to, cytokines and their derivatives, such as fusion cytokines (like albumin-fused cytokines), and immune system proteins, such as immunologically active compounds (e.g., interleukins, colony stimulating factor (CSF), granulocytic colony stimulating factor (G-CSF), granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), erythropoietin, tumor necrosis factor (TNF), interferons, integrins, addressins, seletins, homing receptors, T-cell receptors, chimeric antigen receptors (CAR ), immunoglobulins, including antibodies or bispecific antibodies, e.g. for immune stimulation or production of neutralizing antibodies in case of viral/bacterial infection, soluble major histocompatibility complex antigens, immunologically active antigens such as bacterial, parasite or viral antigens, allergens, self-antigens, antibodies ), hormones (insulin, thyroid hormone, catecholamines, gonadotropins, tropic hormones, prolactin, oxytocin, dopamine, bovine somatotropin, leptins, etc.), growth hormones (eg, human growth hormone), growth factors (eg, epidermal growth factor, nerve growth factor, insulin-like growth factor, etc.) .p.), growth factor receptors, enzymes (tissue plasminogen activator, streptokinase, biosynthesized or degradative cholesterol), steroidogenic enzymes, kinases, phosphodiesterases, methylases, demethylases, dehydrogenases, cellulases, proteases, lipases, phospholipases, aromatases, cytochromes, adenylate or guanylate cyclases, neuroamidases, lysosomal enzymes, etc.), receptors (steroid hormone receptors, peptide receptors), binding proteins (proteins that bind growth hormone or growth factors, etc.), transcription and translation factors, proteins, tumor growth inhibitors (such as proteins that inhibit angiogenesis), structural proteins (such as collagen, fibrin, fibrinogen, elastin, tubulin, actin, and myosin), blood proteins and (thrombin, serum albumin, factor VII, factor VIII, insulin, factor IX, factor X, tissue plasminogen activator, protein C, von Willebrand factor, antithrombin III, glucocerebrosidase, erythropoietin, granulocyte colony stimulating factor (GCSF) or modified factor VIII, anticoagulants, etc.

Термин «иммунологически активное соединение» относится к любому соединению, изменяющему иммунный ответ, например, путем вызывания и/или подавления созревания иммунных клеток, вызывания и/или подавления биосинтеза цитокинов и/или изменения гуморального иммунитета путем стимуляции продуцирования антител В-клетками. Иммунологически активные соединения обладают сильной иммуностимулирующей активностью, включая, но без ограничения, антивирусную и противоопухолевую активность, и также могут даунрегулировать другие аспекты иммунного ответа, например, смещая иммунный ответ от ТН2 иммунного ответа, который полезен для лечения широкого ряда заболеваний, опосредуемых ТН2. Иммунологически активные соединения могут быть полезны в качестве адъювантов вакцин.The term "immunologically active compound" refers to any compound that alters the immune response, for example, by inducing and/or inhibiting the maturation of immune cells, inducing and/or inhibiting cytokine biosynthesis, and/or altering humoral immunity by stimulating the production of antibodies by B cells. The immunologically active compounds have potent immunostimulatory activity, including, but not limited to, antiviral and antitumor activity, and can also downregulate other aspects of the immune response, such as shifting the immune response away from the TH2 immune response, which is useful in the treatment of a wide range of TH2 mediated diseases. Immunologically active compounds may be useful as vaccine adjuvants.

В одном воплощении фармацевтически активный пептид или белок включает цитокин. Термин «цитокин» относится к классу небольших белков (~5-20 кДа), которые являются важными в передаче сигналов клеток. Их высвобождение оказывает действие на поведение окружающих их клеток. Цитокины вовлечены в аутокринную передачу сигналов, паракринную передачу сигналов и эндокринную передачу сигналов как иммуномодуляторы. Цитокины включают хемокины, интерфероны, интерлейкины, лимфолейкины и факторы некроза опухоли, но как правило, не гормоны или факторы роста (несмотря на некоторое совпадение в терминологии). Цитокины продуцируются широким рядом клеток, включая иммунные клетки, подобные макрофагам, В-лимфоцитам, Т-лимфоцитам и тучным клеткам, а также эндотелиальными клетками, фибробластами и различными стромальными клетками. Данный цитокин может продуцироваться больше чем одним типом клеток. Цитокины действуют через рецепторы и являются особенно важными в иммунной системе; цитокины модулируют баланс между гуморальным и клеточным иммунным ответом, и они регулируют созревание, рост и реактивность отдельных клеточных популяций. Некоторые цитокины усиливают или ингибируют действие других цитокинов сложными путями.In one embodiment, the pharmaceutically active peptide or protein comprises a cytokine. The term "cytokine" refers to a class of small proteins (~5-20 kDa) that are important in cell signaling. Their release has an effect on the behavior of the surrounding cells. Cytokines are involved in autocrine signaling, paracrine signaling, and endocrine signaling as immunomodulators. Cytokines include chemokines, interferons, interleukins, lympholeukins, and tumor necrosis factors, but generally not hormones or growth factors (despite some overlap in terminology). Cytokines are produced by a wide variety of cells, including immune cells like macrophages, B-lymphocytes, T-lymphocytes, and mast cells, as well as endothelial cells, fibroblasts, and various stromal cells. A given cytokine can be produced by more than one cell type. Cytokines act through receptors and are especially important in the immune system; cytokines modulate the balance between humoral and cellular immune responses, and they regulate the maturation, growth, and reactivity of individual cell populations. Some cytokines enhance or inhibit the action of other cytokines in complex ways.

В одном воплощении фармацевтически активный белок согласно изобретению представляет собой цитокин, который вовлечен в регуляцию лимфоидного гомеостаза, предпочтительно цитокин, который вовлечен в и предпочтительно индуцирует или усиливает развитие, примирование, экспансию, дифференцировку и/или выживание Т-клеток. В одном воплощении цитокин представляет собой интелейкин. В одном воплощении фармацевтически активный белок согласно изобретению представляет собой интелейкин, выбранный из группы, включающей IL-2, IL-7, IL-12, IL-15 и IL-21.In one embodiment, the pharmaceutically active protein of the invention is a cytokine that is involved in the regulation of lymphoid homeostasis, preferably a cytokine that is involved in and preferably induces or enhances the development, priming, expansion, differentiation and/or survival of T cells. In one embodiment, the cytokine is an intelukin. In one embodiment, the pharmaceutically active protein of the invention is an interleukin selected from the group consisting of IL-2, IL-7, IL-12, IL-15 and IL-21.

В одном воплощении фармацевтически активный пептид или белок включает заменяющий белок. В этом воплощении настоящее изобретение относится к способу лечения субъекта с расстройством, требующим замены белка (например, из расстройств, связанных с дефицитом белка), включающему введение субъекту РНК, описанной в настоящем описании, кодирующей заменяющий белок. Термин «замена белка» относится к введению белка (включая его функциональные варианты) субъекту, имеющему дефицит такого белка. Термин также относится к введению белка субъекту, иначе требующему или имеющему пользу от предоставления белка, например, страдающему от белковой недостаточности. Термин «расстройство, характеризующееся дефицитом белка» относится к любому расстройству, которое имеет место с патологией, вызванной отсутствием или недостаточными количествами белка. Этот термин охватывает нарушения фолдинга белка, т.е. конформационные нарушения, которые приводят к биологически неактивносму белковому продукту. Белковая недостаточность может вовлекаться в инфекционные заболевания, иммуносупрессию, недостаточность органов, в проблемы с железом, лучевую болезнь, дефицит питательных веществ, отравление или другие травмирующие воздействия окружающей среды или пришедшие извне поражения.In one embodiment, the pharmaceutically active peptide or protein comprises a replacement protein. In this embodiment, the present invention relates to a method of treating a subject with a protein replacement disorder (eg, from protein deficiency disorders) comprising administering to the subject the RNA described herein encoding the replacement protein. The term "protein replacement" refers to the administration of a protein (including functional variants thereof) to a subject deficient in such protein. The term also refers to the administration of a protein to a subject otherwise requiring or benefiting from the provision of a protein, such as those suffering from a protein deficiency. The term "disorder characterized by protein deficiency" refers to any disorder that occurs with a pathology caused by the absence or insufficient amounts of protein. This term covers protein folding disorders, i.e. conformational disturbances that result in a biologically inactive protein product. Protein deficiencies can be involved in infectious disease, immunosuppression, organ failure, iron problems, radiation sickness, nutritional deficiencies, poisoning, or other environmental or external injury.

В одном воплощении фармацевтически активный пептид или белок включает один или несколько антигенов или один или несколько эпитопов, т.е. введение пептида или белка субъекту добивается иммунного ответа у субъекта против одного или нескольких антигенов или одного или нескольких эпитопов, который может быть терапевтически полностью или частично защитным.In one embodiment, the pharmaceutically active peptide or protein comprises one or more antigens or one or more epitopes, i.e. administering a peptide or protein to a subject produces an immune response in the subject against one or more antigens or one or more epitopes that may be therapeutically wholly or partially protective.

Термин «антиген» относится к агенту, включающему эпитоп, против которого он может генерировать иммунный ответ. Термин «антиген» включает, в частности, белки и пептиды. В одном воплощении антиген презентуется клетками иммунной системы, такими как антигенпредставляющие клетки, подобные дендритам или макрофагам. Антиген или продукт его процессинга, такой как Т-клеточный эпитоп, в одном воплощении связан Т- или В-клеточным рецептором или молекулой иммуноглобулина, такой как антитело. Соответственно, антиген или продукт его процессинга может специфически взаимодействовать с антителами или Т-лимфоцитами (Т-клетками). В одном воплощении антиген представляет собой антиген, ассоциированный с заболеванием, такой как опухолевый антиген, антиген вируса или антиген бактерии, и эпитоп происходит из такого антигена.The term "antigen" refers to an agent that includes an epitope against which it can generate an immune response. The term "antigen" includes, in particular, proteins and peptides. In one embodiment, the antigen is presented by cells of the immune system, such as antigen presenting cells like dendrites or macrophages. The antigen or its processing product, such as a T cell epitope, is in one embodiment bound to a T or B cell receptor or an immunoglobulin molecule, such as an antibody. Accordingly, the antigen or its processing product can specifically interact with antibodies or T-lymphocytes (T-cells). In one embodiment, the antigen is a disease-associated antigen, such as a tumor antigen, a viral antigen, or a bacterial antigen, and the epitope is derived from such an antigen.

Термин «антиген, ассоциированный с заболеванием» используется в его самом широком смысле как относящийся к любому антигену, ассоциированному с заболеванием. Антиген, ассоциированный с заболеванием, представляет собой молекулу, которая содержит эпитопы, которые будут стимулировать иммунную систему хозяина для получения клеточного антигенспецифического иммунного ответа и/или гуморального ответа антител против заболевания. Поэтому антиген, ассоциированный с заболеванием, или его эпитоп можно использовать в терапевтических целях. Антигены, ассоциированные с заболеваниями, могут быть ассоциированными с инфекцией через микробов, типично антигены микробов, или ассоциированы с раком, типично опухолями.The term "disease-associated antigen" is used in its broadest sense to refer to any antigen associated with a disease. A disease-associated antigen is a molecule that contains epitopes that will stimulate the host's immune system to elicit a cellular antigen-specific immune response and/or a humoral antibody response against the disease. Therefore, an antigen associated with a disease, or an epitope thereof, can be used for therapeutic purposes. Disease-associated antigens may be associated with infection via microbes, typically microbial antigens, or associated with cancer, typically tumors.

Термин «опухолевый антиген» относится к элементу раковых клеток, который может происходить из цитоплазмы, клеточной поверхности и клеточного ядра. В частности, он относится к тем антигенам, которые продуцируются внутри клеток или как поверхностные антигены на опухолевых клетках.The term "tumor antigen" refers to an element of cancer cells that can be derived from the cytoplasm, cell surface, and cell nucleus. In particular, it refers to those antigens that are produced within cells or as surface antigens on tumor cells.

Термин «антиген вируса» относится к любому компоненту вируса, имеющему антигенные свойства, т.е. способному вызывать иммунный ответ у индивидуума. Антиген вируса может представлять собой рибонуклеопротеин вируса или белок оболочки.The term "viral antigen" refers to any component of a virus that has antigenic properties, i.e. capable of inducing an immune response in an individual. The viral antigen may be a viral ribonucleoprotein or an envelope protein.

Термин «антиген бактерии» относится к любому компоненту бактерии, имеющему антигенные свойства, т.е. способному вызывать иммунный ответ у индивидуума. Антиген бактерии может происходить из клеточной стенки или цитоплазматической мембраны бактерии.The term "antigen of a bacterium" refers to any component of a bacterium that has antigenic properties, i. capable of inducing an immune response in an individual. The bacterial antigen may be derived from the cell wall or cytoplasmic membrane of the bacterium.

Термин «эпитоп» относится к части или фрагменту молекулы, такой как антиген, которая узнается иммунной системой. Например, эпитоп может распознаваться Т-клетками, В-клетками или антителами. Эпитоп антигена может включать непрерывную или прерывистую часть антигена и может составлять от примерно 5 до примерно 100, например, примерно от 5 до примерно 50, предпочтительнее от примерно 8 до примерно 30, наиболее предпочтительно от примерно 10 до примерно 25 аминокислот в длину, например, эпитоп предпочтительно может составлять 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 или 25 аминокислот в длину. В одном воплощении эпитоп составляет от примерно 10 до примерно 25 аминокислот в длину. Термин «эпитоп» включает Т-клеточные эпитопы.The term "epitope" refers to a portion or fragment of a molecule, such as an antigen, that is recognized by the immune system. For example, an epitope may be recognized by T cells, B cells, or antibodies. An antigen epitope may include a continuous or discontinuous portion of the antigen and may be from about 5 to about 100, for example, from about 5 to about 50, more preferably from about 8 to about 30, most preferably from about 10 to about 25 amino acids in length, for example, the epitope may preferably be 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 or 25 amino acids in length. In one embodiment, the epitope is from about 10 to about 25 amino acids in length. The term "epitope" includes T-cell epitopes.

Термин «Т-клеточный эпитоп» относится к части или фрагменту белка, который узнается Т-клеткой, когда представлен в контексте молекул MHC. Термин «главный комплекс гистосовместимости» и аббревиатура «MHC» включают молекулы MHC I класса и MHC II класса и относится к комплексу генов, которые присутствуют у всех позвоночных. Белки или молекулы MHC являются важными для передачи сигналов между лимфоцитами и антигенпредставляющими клетками или больными клетками в иммунных реакциях, причем белки или молекулы MHC связывают эпитопы пептида и представляют их для узнавания Т-клеточными рецепторами на Т-клетках. Белки, кодированные MHC, экспрессируются на поверхности клеток и отражают как собственные антигены (пептидные фрагменты из самой клетки), так и несобственные антигены (например, фрагменты вторгающихся микроорганизмов) для Т-клеток. В случае MHC I класса/пептидных комплексов связывающие пептиды типично составляют примерно 8 – примерно 10 аминокислот в длину, хотя эффективными могут быть более длинные или более короткие пептиды. В случае MHC II класса/пептидных комплексов связывающие пептиды типично составляют примерно 10 – примерно 25 аминокислот в длину, и, в частности, имеют длину в примерно 13 – примерно 18 аминокислот, хотя эффективными могут быть более длинные или более короткие пептиды.The term "T cell epitope" refers to a portion or fragment of a protein that is recognized by a T cell when presented in the context of MHC molecules. The term "major histocompatibility complex" and the abbreviation "MHC" includes MHC class I and MHC class II molecules and refers to a complex of genes that are present in all vertebrates. MHC proteins or molecules are important for signaling between lymphocytes and antigen presenting cells or diseased cells in immune responses, wherein the MHC proteins or molecules bind peptide epitopes and present them for recognition by T cell receptors on T cells. MHC-encoded proteins are expressed on the surface of cells and reflect both self antigens (peptide fragments from the cell itself) and non-self antigens (eg fragments of invading microorganisms) to T cells. In the case of MHC class I/peptide complexes, binding peptides are typically about 8 to about 10 amino acids in length, although longer or shorter peptides may be effective. In the case of MHC class II/peptide complexes, binding peptides are typically about 10 to about 25 amino acids in length, and in particular about 13 to about 18 amino acids in length, although longer or shorter peptides may be effective.

Термины «Т-клетка» и «Т-лимфоцит» в настоящем описании используются взаимозаменяемо и включают Т-хелперные клетки (CD4+ T-клетки) и цитотоксические T-клетки (CTL, CD8+ T-клетки), которые включают T-клетки цитолиза. Термин «антигенспецифическая Т-клетка» или подобные термины относятся к Т-клетке, которая узнает антиген, на который нацелена Т-клетка, в частности, когда презентуется на поверхности антигенпредставляющих клеток или больных клеток, таких как раковые клетки, в контексте молекул MHC, и предпочтительно проявляет эффекторные функции Т-клеток. T-Клетки считаются специфическими для антигена, если клетки убивают клетки-мишени, экспрессирующие антиген. Специфичность T-клеток можно оценить с использованием различных стандартных методов, например, анализа на высвобождение хрома или анализа пролиферации. С другой стороны, можно измерить синтез лимфокинов (таких как интерферон-γ). В некоторых воплощениях настоящего раскрытия РНК кодирует по меньшей мере один эпитоп.The terms "T cell" and "T lymphocyte" are used interchangeably herein and include T helper cells (CD4+ T cells) and cytotoxic T cells (CTL, CD8+ T cells), which include cytolysis T cells. The term "antigen-specific T cell" or similar terms refers to a T cell that recognizes the antigen targeted by the T cell, in particular when presented on the surface of antigen presenting cells or diseased cells such as cancer cells, in the context of MHC molecules, and preferably exhibits T cell effector functions. T cells are considered specific for an antigen if the cells kill target cells expressing the antigen. The specificity of T cells can be assessed using various standard methods such as chromium release assay or proliferation assay. On the other hand, the synthesis of lymphokines (such as interferon-γ) can be measured. In some embodiments of the present disclosure, the RNA encodes at least one epitope.

В некоторых воплощениях эпитоп происходит из опухолевого антигена. Опухолевый антиген может представлять собой «стандартный» антиген, который, как вообще известно, экспрессируется при различных раковых заболеваниях. Опухолевый антиген также может представлять собой «неоантиген», который является специфическим для опухоли у индивидуума и ранее не узнавался иммунной системой. Неоантиген или неоэпитоп может привести к одной или нескольким канцерспецифическим мутациям в геноме раковых клеток, приводящим к замене аминокислот. Примеры опухолевых антигенов включают, без ограничения, p53, ART-4, BAGE, бета-катенин/m, Bcr-abL CAMEL, CAP-1, CASP-8, CDC27/m, CDK4/m, CEA, белки клеточной поверхности семейства клаудина, такие как CLAUD ΓΝ-6, CLAUDIN-18.2 и 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 (или hTRT), LAGE, LDLR/FUT, MAGE-A, предпочтительно MAGE-A1, MAGE-A2, MAGE-A3, MAGE-A4, MAGE-A5, MAGE-A6, MAGE-A7, MAGE-A8, MAGE-A9, MAGE-A 10, MAGE-A 1 1 или MAGE-A12, MAGE-B, MAGE-C, MART-1/мелан-A, MC1R, миозин/m, MUC1, MUM-1, MUM-2, MUM-3, NA88-A, NF1, NY-ESO-1, NY-BR-1, pl90 минорный BCR-abL, Pml/RARa, PRAME, протеиназу 3, PSA, PSM, RAGE, RU1 или RU2, SAGE, SART-1 или SART-3, SCGB3A2, SCP1, SCP2, SCP3, SSX, сурвивин, TEL/AML1, TPI/m, TRP-1, TRP-2, TRP-2/INT2, TPTE, WT и WT-1.In some embodiments, the epitope is derived from a tumor antigen. The tumor antigen may be a "standard" antigen that is generally known to be expressed in various cancers. The tumor antigen may also be a "neoantigen" that is specific for a tumor in an individual and has not been previously recognized by the immune system. A neoantigen or neoepitope can lead to one or more cancer-specific mutations in the genome of cancer cells, resulting in an amino acid substitution. Examples of tumor antigens include, without limitation, p53, ART-4, BAGE, beta-catenin/m, Bcr-abL CAMEL, CAP-1, CASP-8, CDC27/m, CDK4/m, CEA, claudin family cell surface proteins , such as CLAUD ΓΝ-6, CLAUDIN-18.2 and 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 (or hTRT), LAGE, LDLR/FUT, MAGE-A, preferably MAGE-A1, MAGE-A2, MAGE-A3, MAGE-A4, MAGE- A5, MAGE-A6, MAGE-A7, MAGE-A8, MAGE-A9, MAGE-A 10, MAGE-A 1 1 or MAGE-A12, MAGE-B, MAGE-C, MART-1/melan-A, MC1R , myosin/m, MUC1, MUM-1, MUM-2, MUM-3, NA88-A, NF1, NY-ESO-1, NY-BR-1, pl90 minor BCR-abL, Pml/RARa, PRAME, proteinase 3, PSA, PSM, RAGE, RU1 or RU2, SAGE, SART-1 or SART-3, SCGB3A2, SCP1, SCP2, SCP3, SSX, Survivin, TEL/AML1, TPI/m, TRP-1, TRP-2, TRP-2/INT2, TPTE, WT and WT-1.

Раковые мутации изменяются с каждым индивидуумом. Так, раковые мутации, которые кодируют новые эпитопы (неоэпитопы), представляют собой притягательные мишени при разработке композиций вакцин и иммунотерапий. Эффективность иммунотерапии опухолей имеет в основании отбор канцерспецифических антигенов и эпитопов, способных индуцировать сильный иммунный ответ у хозяина. Можно использовать РНК для доставки пациенту опухолевых эпитопов, специфических для пациента. Дендритные клетки (DC), находящиеся в селезенке, представляют собой антигенпредставляющие клетки, особенно интересные для экспрессии РНК иммуногенных эпитопов или антигенов, таких как опухолевые эпитопы. Показано, что применение нескольких эпитопов промотирует терапевтическую эффективность в композициях противоопухолевых вакцин. Быстрое секвенирование метанома опухоли может обеспечить множество эпитопов для индивидуализированных вакцин, которые могут быть кодированы РНК, описанной в настоящем описании, например, как отдельный пептид, причем эпитопы необязательно разделяются линкерами. В некоторых воплощениях настоящего раскрытия РНК кодирует по меньшей мере один эпитоп, по меньшей мере два эпитопа, по меньшей мере три эпитопа, по меньшей мере четыре эпитопа, по меньшей мере пять эпитопов, по меньшей мере шесть эпитопов, по меньшей мере семь эпитопов, по меньшей мере восемь эпитопов, по меньшей мере девять эпитопов или по меньшей мере десять эпитопов. Примеры воплощений включают РНК, которая кодирует по меньшей мере пять эпитопов (названную «пентатоп»), РНК, которая кодирует по меньшей мере десять эпитопов (названную «декатоп»), РНК, которая кодирует по меньшей мере двадцать эпитопов (названную «эйкозатоп»).Cancer mutations change with each individual. Thus, cancer mutations that encode new epitopes (neoepitopes) are attractive targets in the development of vaccine and immunotherapy compositions. The effectiveness of tumor immunotherapy is based on the selection of cancer-specific antigens and epitopes that can induce a strong immune response in the host. RNA can be used to deliver patient-specific tumor epitopes to a patient. Dendritic cells (DC) found in the spleen are antigen-presenting cells of particular interest for RNA expression of immunogenic epitopes or antigens such as tumor epitopes. The use of multiple epitopes has been shown to promote therapeutic efficacy in anticancer vaccine formulations. Tumor methanome rapid sequencing can provide a variety of epitopes for individualized vaccines, which can be encoded by the RNA described herein, for example, as a single peptide, with the epitopes optionally separated by linkers. In some embodiments of the present disclosure, the RNA encodes at least one epitope, at least two epitopes, at least three epitopes, at least four epitopes, at least five epitopes, at least six epitopes, at least seven epitopes, at least eight epitopes, at least nine epitopes, or at least ten epitopes. Exemplary embodiments include RNA that encodes for at least five epitopes (called "pentatope"), RNA that encodes for at least ten epitopes (called "decatope"), RNA that encodes for at least twenty epitopes (called "eicosatope") .

Композиции, включающие РНК-частицыCompositions Including RNA Particles

Термин «множество РНК-частиц» или «множество РНК-липидных частиц» относится к популяции некоторого числа частиц. В некоторых воплощениях термин относится к популяции больше чем 10, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 1010, 1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016, 1017, 1018, 1019, 1020, 1021, 1022 или 1023 или больше частиц.The term "multiple RNA particles" or "multiple RNA-lipid particles" refers to a population of a certain number of particles. In some embodiments, the term refers to a population greater than 10, 10 2 , 10 3 , 10 4 , 10 5 , 10 6 , 10 7 , 10 8 , 10 9 , 10 10 , 10 11 , 10 12 , 10 13 , 10 14 , 10 15 , 10 16 , 10 17 , 10 18 , 10 19 , 10 20 , 10 21 , 10 22 , or 10 23 or more particles.

Для специалистов в данной области техники будет очевидно, что множество частиц может включать любую фракцию вышеуказанных интервалов или любого интервала в настоящем описании.It will be apparent to those skilled in the art that the plurality of particles may include any fraction of the above ranges or any range herein.

В воплощениях композиция по настоящему раскрытию является жидкой или твердой. Неограничивающие примеры твердой композиции включают замороженную форму, лиофилизованную форму или высушенную распылением форму. В предпочтительном воплощении композиция является жидкой.In embodiments, the composition of the present disclosure is liquid or solid. Non-limiting examples of a solid composition include a frozen form, a lyophilized form, or a spray-dried form. In a preferred embodiment, the composition is liquid.

Согласно настоящему раскрытию композиции, описанные в настоящем описании, могут включать соли, такие как органические или неорганические соли, включая, но без ограничения, хлорид натрия, хлорид калия, дикалийфосфат, монокалийфосфат, ацетат калия, бикарбонат калия, сульфат калия, динатрийфосфат, мононатрийфосфат, ацетат натрия, бикарбонат натрия, сульфат натрия, хлорид лития, хлорид магния, фосфат магния, хлорид кальция и натриевые соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТК) и аминокислот.According to the present disclosure, the compositions described herein may include salts such as organic or inorganic salts, including, but not limited to, sodium chloride, potassium chloride, dipotassium phosphate, monopotassium phosphate, potassium acetate, potassium bicarbonate, potassium sulfate, disodium phosphate, monosodium phosphate, sodium acetate, sodium bicarbonate, sodium sulfate, lithium chloride, magnesium chloride, magnesium phosphate, calcium chloride, and sodium salts of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and amino acids.

Композиции, описанные в настоящем описании, также могут включать стабилизатор для того, чтобы избежать существенной потери качества продукта, и в частности, существенной потери активности РНК во время хранения, замораживания, лиофилизации и/или сушки распылением, например, для уменьшения или предотвращения агрегации, сплющивания частиц, разрушения РНК и/или других типов повреждения.The compositions described herein may also include a stabilizer in order to avoid significant loss of product quality, and in particular, significant loss of RNA activity during storage, freezing, lyophilization and/or spray drying, for example, to reduce or prevent aggregation, flattening of particles, destruction of RNA and/or other types of damage.

В одном воплощении стабилизатор представляет собой криопротектор или лиопротектор.In one embodiment, the stabilizer is a cryoprotectant or lyoprotectant.

В одном воплощении стабилизатор представляет собой углевод. Термин «углевод», используемый в настоящем описании, относится к и охватывает моносахариды, дисахариды, трисахариды, олигосахариды и полисахариды.In one embodiment, the stabilizer is a carbohydrate. The term "carbohydrate" as used herein refers to and encompasses monosaccharides, disaccharides, trisaccharides, oligosaccharides and polysaccharides.

В одном воплощении стабилизатор представляет собой аминокислоту или поверхностно-активное вещество (например, полоксамер).In one embodiment, the stabilizer is an amino acid or a surfactant (eg, poloxamer).

Согласно настоящему раскрытию композиции РНК-частиц, описанные в настоящем описании, имеют рН, подходящий для устойчивости РНК-частиц, и, в частности, для устойчивости РНК. В одном воплощении композиции РНК-частиц, описанные в настоящем описании, имеют рН от примерно 4,0 до примерно 8,0 или примерно 5,0 – примерно 7,5. Без желания привязываться к какой-либо теории, применение буфера поддерживает pH композиции во время производства, хранения и применения композиции. В некоторых воплощениях настоящего раскрытия буфером может являться бикарбонат натрия, мононатрийфосфат, монокалийфосфат, дикалийфосфат, [трис(гидроксиметил)метиламино]пропансульфоновая кислота (TAPS), 2-(бис(2-гидроксиэтил)амино)уксусная кислота (бицин), 2-амино-2-(гидроксиметил)пропан-1,3-диол (трис), N-(2-гидрокси-1,1-бис(гидроксиметил)этил)глицин (трицин), 3-[[1,3-дигидрокси-2-(гидроксиметил)пропан-2-ил]амино]-2-гидроксипропан-1-сульфоновая кислота (TAPSO), 2-[4-(2-гидроксиэтил)пиперазин-1-ил]этансульфоновая кислота (HEPES), 2-[[1,3-дигидрокси-2-(гидроксиметил)пропан-2-ил]амино]этансульфоновая кислота (TES), 1,4-пиперазиндиэтансульфоновая кислота (PIPES), диметиларсиновая кислота, 2-морфолин-4-илэтансульфоновая кислота (MES), 3-морфолино-2-гидроксипропансульфоновая кислота (MOPSO) или забуференный фосфатом физиологический раствор (PBS). Другими подходящими буферирующими системами могут являться одна уксусная кислота или с солью, одна лимонная кислота или с солью, одна борная кислота или с солью и одна фосфорная кислота или с солью, или аминокислоты и производные аминокислот.According to the present disclosure, the RNA particle compositions described herein have a pH suitable for the stability of the RNA particles, and in particular for the stability of the RNA. In one embodiment, the RNA particle compositions described herein have a pH of about 4.0 to about 8.0, or about 5.0 to about 7.5. Without wishing to be bound by any theory, the use of a buffer maintains the pH of the composition during manufacture, storage and use of the composition. In some embodiments of the present disclosure, the buffer may be sodium bicarbonate, monosodium phosphate, monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, [tris(hydroxymethyl)methylamino]propane sulfonic acid (TAPS), 2-(bis(2-hydroxyethyl)amino)acetic acid (bicine), 2-amino -2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol (tris), N-(2-hydroxy-1,1-bis(hydroxymethyl)ethyl)glycine (tricine), 3-[[1,3-dihydroxy-2 -(hydroxymethyl)propan-2-yl]amino]-2-hydroxypropane-1-sulfonic acid (TAPSO), 2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid (HEPES), 2-[ [1,3-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)propan-2-yl]amino]ethanesulfonic acid (TES), 1,4-piperazinediethanesulfonic acid (PIPES), dimethylarsinic acid, 2-morpholin-4-ylethanesulfonic acid (MES) , 3-morpholino-2-hydroxypropanesulfonic acid (MOPSO) or phosphate buffered saline (PBS). Other suitable buffering systems may be acetic acid alone or with a salt, citric acid alone or with a salt, boric acid alone or with a salt and one phosphoric acid or with a salt, or amino acids and amino acid derivatives.

Некоторые воплощения настоящего раскрытия предполагают применение хелатирующего агента в композиции, описанной в настоящем описании. Хелатирующие агенты относятся к химическим соединениям, которые способны образовывать по меньшей мере две координационные ковалентные связи с ионом металла, причем посредством этого генерируется устойчивый водорастворимый комплекс. Без желания привязываться к какой-либо теории, хелатирующие агенты снижают концентрацию свободных двухвалентных ионов, которые в ином случае могут вызывать ускоренное разрушение РНК по настоящему раскрытию. Примеры подходящих хелатирующих агентов включают, без ограничения, этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТК), соль ЭДТК, дезферриоксамин В, дефероксамин, дитиокарбнатрия, пеницилламин, пентетат кальция, натриевую соль пентетиновой кислоты, сукцимер, триентин, нитрилотриуксусную кислоту, транс-диаминоциклогексантетрауксусную кислоту (DCTA), диэтилентриаминопентауксусную кислоту (DTPA), бис(аминоэтил)гликолевый эфир N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты, иминодиуксусную кислоту, лимонную кислоту, винную кислоту, фумаровую кислоту или их соли. В некоторых воплощениях хелатирующим агентом является ЭДТК или соль ЭДТК. В примере воплощения хелатирующим агентом является дигидрат динатриевой соли ЭДТК.Some embodiments of the present disclosure involve the use of a chelating agent in the composition described in the present description. Chelating agents refer to chemical compounds that are capable of forming at least two coordination covalent bonds with a metal ion, whereby a stable water-soluble complex is generated. Without wishing to be bound by any theory, chelating agents reduce the concentration of free divalent ions, which may otherwise cause accelerated degradation of the RNA of the present disclosure. Examples of suitable chelating agents include, without limitation, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), EDTA salt, desferrioxamine B, deferoxamine, dithiocarbsodium, penicillamine, calcium pentetate, pentetic acid sodium, succimer, trientine, nitrilotriacetic acid, trans-diaminocyclohexanetetraacetic acid (DCTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), N,N,N',N'-tetraacetic acid bis(aminoethyl)glycol ester, iminodiacetic acid, citric acid, tartaric acid, fumaric acid, or salts thereof. In some embodiments, the chelating agent is EDTA or an EDTA salt. In an exemplary embodiment, the chelating agent is EDTA disodium salt dihydrate.

В некоторых воплощениях ЭДТК находится в концентрации от примерно 0,05 мМ до примерно 5 мМ, от примерно 0,1 ММ до примерно 2,5 мМ или от примерно 0,25 мМ до примерно 1 мМ.In some embodiments, the EDTA is at a concentration of about 0.05 mM to about 5 mM, about 0.1 mM to about 2.5 mM, or about 0.25 mM to about 1 mM.

Фармацевтические композицииPharmaceutical compositions

Композиции, включающие РНК-частицы, описанные в настоящем описании, применимы в качестве или для получения фармацевтических композиций или лекарственных средств для лечения или профилактики.The compositions comprising the RNA particles described herein are useful as or for the preparation of pharmaceutical compositions or drugs for treatment or prophylaxis.

В одном аспекте РНК-частицы, описанные в настоящем описании, присутствуют в фармацевтической композиции. В другом аспекте композиция, описанная в настоящем описании, представляет собой фармацевтическую композицию.In one aspect, the RNA particles described herein are present in a pharmaceutical composition. In another aspect, the composition described in the present description is a pharmaceutical composition.

Частицы по настоящему раскрытию могут быть введены в форме любой подходящей фармацевтической композиции.The particles of the present disclosure may be administered in the form of any suitable pharmaceutical composition.

Термин «фармацевтическая композиция» относится к композиции, включающей терапевтически эффективный агент предпочтительно вместе с фармацевтически приемлемыми носителями, разбавителями и/или эксципиентами. Указанную фармацевтическую композицию применяют для лечения, предупреждения или уменьшения тяжести заболевания или расстройства путем введения субъекту указанной фармацевтической композиции. Фармацевтическая композиция также известна в технике как фармацевтический препарат. В контексте настоящего раскрытия фармацевтическая композиция включает РНК-частицы, описанные в настоящем описании.The term "pharmaceutical composition" refers to a composition comprising a therapeutically effective agent, preferably together with pharmaceutically acceptable carriers, diluents and/or excipients. Said pharmaceutical composition is used to treat, prevent, or lessen the severity of a disease or disorder by administering said pharmaceutical composition to a subject. A pharmaceutical composition is also known in the art as a pharmaceutical formulation. In the context of the present disclosure, the pharmaceutical composition includes the RNA particles described in the present description.

Фармацевтические композиции по настоящему раскрытию могут включать один или несколько адъювантов, или могут вводиться с одним или несколькими адъювантами. Термин «адъювант» относится к соединению, которое пролонгирует, усиливает или ускоряет иммунный ответ. Адъюванты включают неоднородную группу смесей, таких как эмульсии (например, адъюванты Фрейнда), неорганических соединений (таких как квасцы), бактериальных продуктов (таких как коклюшный токсин) или иммуностимулирующие комплексы. Примеры адъювантов включают, без ограничения, LPS, GP96, олигодезоксинуклеотиды CpG, факторы роста и цитокины, такие как монокисны, лимфокины, интерлейкины, хемокины. Хемокины могут представлять собой IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-12, INFa, INF-γ, GM-CSF, LT-a. Другими известными адъювантами являются гидроксид алюминия, адъювант Фрейнда или масло, такое как монтанид® ISA51. Другие адъюванты, подходящие для применения в настоящем раскрытии, включают липопептиды, такие как Pam3Cys, а также липофильные компоненты, такие как сапонины, трегалоза-6,6-дибегенат (TDB), монофосфориллипид A (MPL), мономиколоилглицерин (MMG) или адъювант глюкопиранозиллипид (GLA).Pharmaceutical compositions of the present disclosure may include one or more adjuvants, or may be administered with one or more adjuvants. The term "adjuvant" refers to a compound that prolongs, enhances or accelerates an immune response. Adjuvants include a heterogeneous group of mixtures such as emulsions (eg Freund's adjuvants), inorganic compounds (such as alum), bacterial products (such as pertussis toxin), or immunostimulatory complexes. Examples of adjuvants include, without limitation, LPS, GP96, CpG oligodeoxynucleotides, growth factors, and cytokines such as monoxins, lymphokines, interleukins, chemokines. Chemokines can be IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-12, INFa, INF-γ, GM-CSF, LT-a. Other known adjuvants are aluminum hydroxide, Freund's adjuvant or an oil such as Montanide® ISA51. Other adjuvants suitable for use in the present disclosure include lipopeptides such as Pam3Cys as well as lipophilic components such as saponins, trehalose-6,6-dibehenate (TDB), monophosphoryl lipid A (MPL), monomycoloyl glycerol (MMG), or the adjuvant glucopyranosyl lipid. (G.L.A.).

Фармацевтические композиции согласно настоящему раскрытию обычно применяют в «фармацевтически приемлемом количестве» и в «фармацевтически приемлемом препарате». Термин «фармацевтически приемлемый» относится к отсутствию токсичности у материала, который не взаимодействует с действующим активным компонентом фармацевтической композиции.Pharmaceutical compositions according to the present disclosure are generally used in a "pharmaceutically acceptable amount" and in a "pharmaceutically acceptable formulation". The term "pharmaceutically acceptable" refers to the absence of toxicity in a material that does not interact with the active ingredient of the pharmaceutical composition.

Термин «фармацевтически эффективное количество» относится к количеству, при котором достигается желательная реакция или желательный эффект, одном или вместе с другими дозами. В случае лечения определенного заболевания желательная реакция предпочтительно относится к торможению хода заболевания. Это включает замедление прогресса заболевания и, в частности, прерыванию или реверсии прогресса заболевания. Желательной реакцией при лечении заболевания также может являться отсрочка начала или предупреждение начала указанного заболевания или указанного состояния. Эффективное количество частиц или композиций, описанных в настоящем описании, будет зависеть от состояния, от которого лечат, тяжести заболевания, индивидуальных параметров пациента, включая возраст, физиологическое состояние, величину и массу, длительность лечения, тип сопутствующей терапии (если присутствует), конкретного способа введения и подобных факторов. Соответственно дозы вводимых частиц или композиций, описанных в настоящем описании, могут зависеть от многих таких параметров. В случае, когда реакция у пациента недостаточная при начальной дозе, могут быть использованы более высокие дозы (или эффективно более высокие дозы, достигаемые другим более локализованным путем введения).The term "pharmaceutically effective amount" refers to the amount at which the desired response or desired effect is achieved, alone or together with other doses. In the case of treating a certain disease, the desired response preferably refers to the inhibition of the course of the disease. This includes slowing down the progress of the disease and in particular interrupting or reversing the progress of the disease. The desired response in the treatment of a disease may also be to delay the onset or prevent the onset of said disease or said condition. The effective amount of the particles or compositions described herein will depend on the condition being treated, the severity of the disease, the individual parameters of the patient, including age, physiological state, size and weight, duration of treatment, type of concomitant therapy (if any), specific method introduction and similar factors. Accordingly, the doses of the administered particles or compositions described herein may depend on many such parameters. In the event that the patient's response is insufficient at the initial dose, higher doses may be used (or effectively higher doses achieved by another more localized route of administration).

Фармацевтические композиции по настоящему раскрытию могут содержать соли, буферы, консерванты и, необязательно, другие терапевтические агенты. В одном воплощении фармацевтические композиции по настоящему раскрытию включают один или несколько фармацевтически приемлемых носителей, разбавителей и/или эксципиентов.Pharmaceutical compositions of the present disclosure may contain salts, buffers, preservatives, and optionally other therapeutic agents. In one embodiment, the pharmaceutical compositions of the present disclosure include one or more pharmaceutically acceptable carriers, diluents and/or excipients.

Подходящие консерванты для применения в фармацевтических композициях по настоящему раскрытию включают, без ограничения, хлорид бензалкония, хлорбутанол, парабен и тимеросал. Термин «эксципиент», используемый в настоящем описании, относится к веществу, которое может присутствовать в фармацевтической композиции по настоящему раскрытию, но не является активным ингредиентом. Примеры эксципиентов включают, без ограничения, носители, связующие вещества, разбавители, лубриканты, загустители, поверхностно-активные вещества, консерванты, стабилизаторы, эмульгаторы, буферы, отдушки или красители.Suitable preservatives for use in the pharmaceutical compositions of the present disclosure include, without limitation, benzalkonium chloride, chlorobutanol, paraben, and thimerosal. The term "excipient", as used in the present description, refers to a substance that may be present in the pharmaceutical composition of the present disclosure, but is not an active ingredient. Examples of excipients include, without limitation, carriers, binders, diluents, lubricants, thickeners, surfactants, preservatives, stabilizers, emulsifiers, buffers, flavors, or colorants.

Термин «разбавитель» относится к разбавляющему и/или разжижающему агенту. Кроме того, термин «разбавитель» включает любую одну или несколько жидкостей, жидкую или твердую суспензию и/или смешанные среды. Примеры подходящих разбавителей включают этанол, глицерин и воду.The term "diluent" refers to a diluting and/or thinning agent. In addition, the term "diluent" includes any one or more liquids, liquid or solid suspension and/or mixed media. Examples of suitable diluents include ethanol, glycerin and water.

Термин «носитель» относится к компоненту, который может быть природным, синтетическим, органическим, неорганическим, с которым объединен активный компонент для того, чтобы облегчить, усилить или сделать возможным введение фармацевтической композиции. Носитель при использовании в настоящем изобретении может представлять собой один или несколько совместимых жидких или твердых наполнителей, разбавителей или инкапсулирующих веществ, которые подходят для введения субъекту. Подходящий носитель включает, без ограничения, стерильную воду, раствор Рингера, Рингера-лактат, стерильный раствор хлорида натрия, изотонический солевой раствор, полиалкиленгликоли, гидрированные нафталины и, в частности, биосовместимые полилактиды, сополимеры лактида и гликолида или сополимеры полиоксиэтилен/полиоксипропилен. В одном воплощении фармацевтическая композиция по настоящему раскрытию включает изотонический солевой раствор.The term "carrier" refers to a component, which may be natural, synthetic, organic, inorganic, with which the active ingredient is combined in order to facilitate, enhance or enable the administration of a pharmaceutical composition. The carrier when used in the present invention may be one or more compatible liquid or solid excipients, diluents, or encapsulating agents that are suitable for administration to a subject. Suitable carriers include, without limitation, sterile water, Ringer's solution, Ringer's lactate, sterile sodium chloride solution, isotonic saline, polyalkylene glycols, hydrogenated naphthalenes, and in particular biocompatible polylactides, lactide-glycolide copolymers, or polyoxyethylene/polyoxypropylene copolymers. In one embodiment, the pharmaceutical composition of the present disclosure comprises an isotonic saline solution.

Фармацевтически приемлемые носители, эксципиенты или разбавители для терапевтического применения хорошо известны в области фармацеи и описаны, например, в Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co. (A. R Gennaro edit. 1985).Pharmaceutically acceptable carriers, excipients, or diluents for therapeutic use are well known in the pharmaceutical art and are described, for example, in Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co. (A.R. Gennaro edit. 1985).

Фармацевтические носители, эксципиенты или разбавители можно выбирать с учетом предполагаемого пути введения и обычной фармацевтической практики.Pharmaceutical carriers, excipients or diluents may be selected based on the intended route of administration and common pharmaceutical practice.

Пути введения фармацевтических композицийRoutes of Administration of Pharmaceutical Compositions

В одном воплощении фармацевтические композиции, описанные в настоящем описании, можно вводить внутривенно, внутриартериально, подкожно, интрадермально, дермально, внутримышечно или интратуморально. В некоторых воплощениях фармацевтическая композиция составлена для локального введения или системного введения. Системное введение может включать энтеральное введение, которое включает всасывание через желудочно-кишечный тракт, или парентеральное введение. При использовании в настоящем описании «парентеральное введение» относится к введению любым способом, иным чем через желудочно-кишечный тракт, таким как внутривенная инъекция. В предпочтительном воплощении фармацевтические композиции составлены для системного введения. В другом предпочтительном воплощении системное введение осуществляется путем внутривенной инъекции.In one embodiment, the pharmaceutical compositions described herein can be administered intravenously, intraarterially, subcutaneously, intradermally, dermally, intramuscularly, or intratumorally. In some embodiments, the pharmaceutical composition is formulated for topical administration or systemic administration. Systemic administration may include enteral administration, which includes absorption through the gastrointestinal tract, or parenteral administration. As used herein, "parenteral administration" refers to administration by any means other than through the gastrointestinal tract, such as intravenous injection. In a preferred embodiment, the pharmaceutical compositions are formulated for systemic administration. In another preferred embodiment, systemic administration is by intravenous injection.

Применение фармацевтических композицийApplication of pharmaceutical compositions

РНК-частицы, описанные в настоящем описании, можно использовать при терапевтическом или профилактическом лечении различных заболеваний, в частности, заболеваний, при которых предоставление субъекту пептида или белка приводит к терапевтическому или профилактическому эффекту. Например, предоставление антигена или эпитопа, который получен из вируса, может быть полезным при лечении вирусного заболевания, вызванного указанным вирусом. Предоставление опухолевого антигена или эпитопа может быть полезным при лечении ракового заболевания, причем раковые клетки экспрессируют указанный опухолевый антиген. Предоставление функционального белка или фермента может быть полезным при лечении генетического нарушения, характеризующегося дисфункциональным белком, например, при лизосомных болезнях накопления (например, мукополисахаридозах) или дефицитах факторов. Предоставление цитокина или слитого цитокина может быть полезным для модуляции микроокружения опухоли.The RNA particles described herein can be used in the therapeutic or prophylactic treatment of various diseases, in particular, diseases in which the provision of a peptide or protein to a subject results in a therapeutic or prophylactic effect. For example, providing an antigen or epitope that is derived from a virus may be useful in treating a viral disease caused by said virus. Providing a tumor antigen or epitope may be useful in the treatment of cancer, wherein the cancer cells express said tumor antigen. Providing a functional protein or enzyme may be useful in the treatment of a genetic disorder characterized by a dysfunctional protein, such as lysosomal storage diseases (eg, mucopolysaccharidoses) or factor deficiencies. The provision of a cytokine or fusion cytokine may be useful in modulating the tumor microenvironment.

Термин «заболевание» (также упоминается в настоящем описании как «расстройство») относится к анормальному состоянию, которое поражает организм индивидуума. Заболевание часто интерпретируют как медицинское состояние, ассоциированное со специфическими симптомами и признаками. Заболевание может быть вызвано факторами, исходящими из внешнего источника, такого как инфекционное заболевание, или оно может быть вызвано внутренней дисфункцией, такой как аутоиммунное заболевание. У людей термин «заболевание» часто используется более широко для обозначения любого состояния, которое вызывает боль, дисфункцию, дистресс, социальные проблемы или смерть человека, страдающего этим заболеванием, или схожие проблемы у тех, кто контактирует с этим человеком. В более широком смысле он иногда включает травмы, инвалидность, расстройства, нарушения, синдромы, инфекции, изолированные симптомы, девиантное поведение и атипичные изменения структуры и функции, хотя в других контекстах и для других целей их можно рассматривать как различимые категории. Заболевания обычно влияют на людей не только физически, но эмоционально, так как приобретение и жизнь со многими заболеваниями могут изменить взгляд на жизнь и на личность. The term "disease" (also referred to herein as a "disorder") refers to an abnormal condition that affects the body of an individual. The disease is often interpreted as a medical condition associated with specific symptoms and signs. The disease may be caused by factors coming from an external source, such as an infectious disease, or it may be caused by an internal dysfunction, such as an autoimmune disease. In humans, the term "disease" is often used more broadly to refer to any condition that causes pain, dysfunction, distress, social problems, or death of a person suffering from the disease, or similar problems in those who come into contact with that person. In a broader sense, it sometimes includes injuries, disabilities, disorders, disorders, syndromes, infections, isolated symptoms, deviant behavior, and atypical changes in structure and function, although in other contexts and for other purposes these may be considered as distinct categories. Illnesses usually affect people not only physically but emotionally, as acquiring and living with many diseases can change one's outlook on life and one's personality.

В контексте настоящего изобретения термин «лечение» или «терапевтическое вмешательство» относится к плану лечения и ухода за субъектом с целью борьбы с состоянием, таким как заболевание или расстройство. Термин предназначен для включения полного спектра методов лечения данного состояния, от которого страдает субъект, таких как введение терапевтически эффективного соединения для облегчения симптомов или осложнений, для задержания прогрессирования заболевания, расстройства или состояния, для облегчения или устранения заболевания, расстройства или состояния, а также для предупреждения состояния, причем предупреждение следует понимать как план лечения и уход за субъектом с целью борьбы с заболеванием, расстройством или состоянием и включает введение активных соединений для предотвращения появления симптомов или осложнений.In the context of the present invention, the term "treatment" or "therapeutic intervention" refers to a plan of treatment and care for a subject in order to combat a condition such as a disease or disorder. The term is intended to include the full range of treatments for a given condition from which a subject suffers, such as administering a therapeutically effective compound to relieve symptoms or complications, to delay the progression of a disease, disorder or condition, to alleviate or eliminate the disease, disorder or condition, and to prevention of a condition, wherein prevention is to be understood as a plan of treatment and care for a subject to combat a disease, disorder, or condition, and includes the administration of active compounds to prevent the onset of symptoms or complications.

Термин «терапевтическое лечение» относится к любому лечению, которое улучшает состояние здоровья и продлевает (повышает) продолжительность жизни индивидуума. Указанное лечение может устранить заболевание у индивидуума, остановить или замедлить развитие заболевания у индивидуума, ингибировать или замедлить развитие заболевания у индивидуума, снизить частоту или тяжесть симптомов у индивидуума и/или уменьшить рецидивы у индивидуума, который болеет в настоящее время или который имел заболевание ранее.The term "therapeutic treatment" refers to any treatment that improves health and prolongs (increases) life expectancy of an individual. Said treatment may eliminate a disease in an individual, halt or slow the development of a disease in an individual, inhibit or slow the development of a disease in an individual, reduce the frequency or severity of symptoms in an individual, and/or reduce relapses in an individual who is currently ill or who has had the disease in the past.

Термины «профилактическое лечение» или «превентивное лечение» относятся к любому лечению, которое предназначено для предупреждения появления заболевания у индивидуума. Термины «профилактическое лечение» или «превентивное лечение» в настоящем описании используются как взаимозаменяемые.The terms "prophylactic treatment" or "preventive treatment" refers to any treatment that is intended to prevent the onset of a disease in an individual. The terms "prophylactic treatment" or "preventive treatment" in the present description are used interchangeably.

Термины «индивидуум» и «субъект» используются в настоящем описании как взаимозаменяемые. Они относятся к человеку или другому млекопитающему (например, мыши, крысе, кролику, собаке, кошке, крупному рогатому скоту, свинье, овце, лошади или примату) или любому другому животному не-млекопитающему, включая птиц (кур), рыб или любой другой вид животных, который может быть поражен или восприимчив к заболеванию или расстройству (например, раку, инфекционным заболеваниям), но может иметь заболевание или расстройство или не иметь, и может нуждаться в профилактическом вмешательстве, таком как вакцинация, или может нуждаться во вмешательствах, таких как замещение белка. Во многих воплощениях индивидуумом является человек. Если не указано иное, термины «индивидуум» и «субъект» не обозначают определенный возраст и таким образом охватывают взрослых, пожилых, детей и новорожденных. В воплощениях настоящего раскрытия «индивидуумом» или «субъектом» является «пациент».The terms "individual" and "subject" are used in the present description interchangeably. They refer to a human or other mammal (such as a mouse, rat, rabbit, dog, cat, cattle, pig, sheep, horse, or primate) or any other non-mammalian animal, including birds (chickens), fish, or any other a species of animal that may be affected or susceptible to a disease or disorder (e.g., cancer, infectious diseases), but may or may not have the disease or disorder, and may need a preventive intervention, such as vaccination, or may need interventions, such as a protein replacement. In many embodiments, the individual is a human. Unless otherwise indicated, the terms "individual" and "subject" do not designate a specific age and thus include adults, the elderly, children and newborns. In embodiments of the present disclosure, an "individual" or "subject" is a "patient".

Термин «пациент» обозначает индивидуума или субъекта для лечения, в частности, заболевшего индивидуума или субъекта.The term "patient" means an individual or subject for treatment, in particular, a diseased individual or subject.

В одном воплощении раскрытия целью является предоставление защиты от инфекционного заболевания путем вакцинации.In one embodiment of the disclosure, the purpose is to provide protection against an infectious disease by vaccination.

В одном воплощении раскрытия целью является предоставление субъекту, в частности, субъекту, нуждающемуся в этом, секретированных терапевтических белков, таких как антитела, биспецифические антитела, цитокины, цитокины, слитые с белками, ферменты.In one embodiment of the disclosure, the purpose is to provide the subject, in particular the subject in need thereof, with secreted therapeutic proteins such as antibodies, bispecific antibodies, cytokines, cytokines fused to proteins, enzymes.

В одном воплощении раскрытия целью является предоставление субъекту, в частности, субъекту, нуждающемуся в этом, белковой заместительной терапии, такой как продуцирование эритропоэтина, фактора VII, фактора фон Виллебранда, β-галактозидазы, альфа-N-ацетилглюкозаминидазы.In one embodiment of the disclosure, the purpose is to provide the subject, in particular the subject in need thereof, with protein replacement therapy such as the production of erythropoietin, factor VII, von Willebrand factor, β-galactosidase, alpha-N-acetylglucosaminidase.

В одном воплощении раскрытия целью является модуляция/перепрограммирование иммунных клеток в крови.In one embodiment of the disclosure, the goal is to modulate/reprogram immune cells in the blood.

Специалисту в данной области техники будет известно, что один из принципов иммунотерапии и вакцинации основан на факте, что иммунозащитная реакция на заболевание вырабатывается путем иммунизации субъекта антигеном или эпитопом, который иммунологически релевантен в отношении заболевания, от которого лечат. Соответственно, фармацевтические композиции, описанные в настоящем описании, применимы для вызывания или усиления иммунного ответа. Фармацевтические композиции, описанные в настоящем описании, применимы поэтому при профилактическом и/или терапевтическом лечении заболевания с участием антигена или эпитопа.One skilled in the art will recognize that one of the principles of immunotherapy and vaccination is based on the fact that an immune protective response to a disease is elicited by immunizing a subject with an antigen or epitope that is immunologically relevant for the disease being treated. Accordingly, the pharmaceutical compositions described herein are useful for inducing or enhancing an immune response. The pharmaceutical compositions described herein are therefore useful in the prophylactic and/or therapeutic treatment of a disease involving an antigen or epitope.

Термин «иммунизация» или «вакцинация» описывает процесс введения антигена индивидууму с целью вызывания иммунного ответа, например, по терапевтическим или профилактическим причинам.The term "immunization" or "vaccination" describes the process of introducing an antigen into an individual for the purpose of inducing an immune response, for example, for therapeutic or prophylactic reasons.

Цитирование документов и исследований, упомянутых в настоящем документе, не предполагает, что любое из вышеизложенного относится к известному уровню техники. Все заявления относительно содержания этих документов основаны на информации, доступной Заявителям, и не являются каким-либо признанием правильности содержания этих документов.The citation of documents and studies referenced herein does not imply that any of the foregoing is prior art. All statements regarding the content of these documents are based on information available to Applicants and do not constitute any admission of the correctness of the content of these documents.

Последующее описание представлено для возможности специалисту в данной области техники осуществить и применить различные воплощения. Описания конкретных устройств, методов и применений предоставляются только как примеры. Различные модификации примеров, описанных в настоящем описании, будут вполне очевидны для специалистов в данной области техники, и общие принципы, определенные в настоящем описании, могут быть применены к другим примерам и применениям без отклонения от сущности и объема различных воплощений. Таким образом, не предполагается, что различные воплощения ограничиваются примерами, описанными в настоящем описании и показанными, но должны быть представлены в объеме, соответствующем формуле изобретения.The following description is provided to enable those skilled in the art to make and apply the various embodiments. Descriptions of specific devices, methods, and applications are provided as examples only. Various modifications of the examples described herein will be readily apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other examples and applications without departing from the spirit and scope of the various embodiments. Thus, the various embodiments are not intended to be limited to the examples described herein and shown, but are to be presented within the scope of the claims.

ПримерыExamples

Пример 1. Материалы и методыExample 1 Materials and Methods

Материалыmaterials

Кодирующую люциферазу или секретированную люциферазу NanoLuc® (secNLuc) мРНК получают с установки RNA Biochemistry (BioNTech RNA Pharmaceuticals, Mainz, Германия) (концентрация мРНК от 2 до 5 мг/мл в воде или 10 мM Hepes; 0,1 мM ЭДТК; pH 7,0).Coding luciferase or secreted luciferase NanoLuc® (secNLuc) mRNA is obtained from an RNA Biochemistry unit (BioNTech RNA Pharmaceuticals, Mainz, Germany) (mRNA concentration 2 to 5 mg/ml in water or 10 mM Hepes; 0.1 mM EDTA; pH 7 ,0).

Ионизируемый по катионному типу липид DODMA (1,2-диолеилокси-N,N-диметил-3-аминопропан) и липид-хелпер DOPE (1,2-диолеоил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламин) закупают у Merck. Липид-хелпер DSPC (1,2-дистеароил-sn-глицеро-3-фосфохолин) получают у Avanti Polar Lipids. Холестерин от Sigma Aldrich. Додецилсульфат натрия (SDS) получают у Sigma Adlrich.Cationic ionizable lipid DODMA (1,2-dioleyloxy-N,N-dimethyl-3-aminopropane) and helper lipid DOPE (1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine) are purchased from Merck. Helper lipid DSPC (1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine) is obtained from Avanti Polar Lipids. Cholesterol by Sigma Aldrich. Sodium dodecyl sulfate (SDS) was obtained from Sigma Adlrich.

Перед получением (липидных наночастиц) липиды растворяют в абсолютном этаноле (Carl Roth) до концентрации от 5 до 100 мМ, и этанольные растворы липида хранят при -20°C.Prior to preparation (lipid nanoparticles), lipids are dissolved in absolute ethanol (Carl Roth) to a concentration of 5 to 100 mM, and lipid ethanol solutions are stored at -20°C.

Перед получением (липидных наночастиц) этанольный раствор липидов, стерильный цитратный буфер 100 мМ, рН 5,4, и РНК уравновешивают при комнатной температуре.Before obtaining (lipid nanoparticles) ethanolic solution of lipids, sterile citrate buffer 100 mm, pH 5.4, and RNA balance at room temperature.

Протокол 1 для получения липидных наночастицProtocol 1 for obtaining lipid nanoparticles

Липидные наночастицы получают, смешивая этанольную фазу, содержащую липиды, с водной фазой, содержащей РНК, с использованием микрофлюидного смешивающего устройства NanoAssemblr™ Benchtop Instrument (Precision NanoSystems, Vancouver, BC). Один объем этанолсодержащей смеси липидов с 9 мМ всех липидов и 3 объема РНК, 0,15 мг/мл в цитратном буфере 100 мM, pH 5,4, смешивают с помощью микрофлюидного картриджа при скорости объединенного потока 12 мл/мин. Полученную смесь смешивают непосредственно с 2 объемами цитратного буфера 100 мM, pH 5,4. Если не указано иное, частицы диализуют против забуференного фосфатом физиологического раствора (PBS) в течение 2,5 час в кассете для диализа 10K MWCO (Slide-A-Lyser, ThermoFisher Scientific). Затем частицы снова концентрируют путем ультрафильтрации с использованием ультрацентрифужных фильтров Amicon® (30 кДа NMWL, Merck Millipore) до теоретической концентрации РНК примерно 0,2-0,5 мг/мл. Физико-химические свойства (размер, полидисперсность, дзета-потенциал, доступность РНК и общую концентрацию РНК) проверяют в день получения. После полной характеризации препараты хранят при 4°C, но не дольше 2 дней. Липидные частицы перед испытанием in vitro или инъекцией in vivo растворяют в PBS до нужной концентрации РНК.Lipid nanoparticles are prepared by mixing an ethanol phase containing lipids with an aqueous phase containing RNA using a NanoAssemblr™ Benchtop Instrument microfluidic mixer (Precision NanoSystems, Vancouver, BC). One volume of an ethanol-containing lipid mixture with 9 mM total lipids and 3 volumes of RNA, 0.15 mg/ml in 100 mM citrate buffer, pH 5.4, was mixed with a microfluidic cartridge at a combined flow rate of 12 ml/min. The resulting mixture is mixed directly with 2 volumes of 100 mM citrate buffer, pH 5.4. Unless otherwise indicated, the particles are dialyzed against phosphate buffered saline (PBS) for 2.5 hours in a 10K MWCO dialysis cassette (Slide-A-Lyser, ThermoFisher Scientific). The particles are then concentrated again by ultrafiltration using Amicon® ultracentrifuge filters (30 kDa NMWL, Merck Millipore) to a theoretical RNA concentration of about 0.2-0.5 mg/ml. Physico-chemical properties (size, polydispersity, zeta potential, RNA availability and total RNA concentration) are checked on the day of receipt. After full characterization, slides are stored at 4°C for no longer than 2 days. Lipid particles before testing in vitro or injection in vivo dissolved in PBS to the desired concentration of RNA.

Протокол 2 для получения липидных наночастицProtocol 2 for obtaining lipid nanoparticles

Липидные наночастицы получают, смешивая водную фазу, содержащую липиды, с водной фазой, содержащей РНК. Получают pSarc-липосомы путем впрыскивания 600 мкл этанола на 75 мМ всех липидов, содержащих катионный липид, липиды-хелперы с pSarc или без него в различных молярных фракциях, в общий объем 14,4 мл воды при перемешивании в течение 30 мин. Затем липосомы добавляют к РНК в воде при N/P 4 с последующим быстрым образованием при встряхивании и перемешивании pSarc-LPX с конечной концентрацией РНК 0,05 мг/мл. Физико-химические свойства (размер, полидисперсность, доступность РНК и общую концентрацию РНК) проверяют в день получения. После полной характеризации препараты хранят при 4°C, но не дольше 2 дней. Липидные наночастицы перед испытанием in vitro растворяют в воде до нужной концентрации РНК.Lipid nanoparticles are prepared by mixing an aqueous phase containing lipids with an aqueous phase containing RNA. The pSarc liposomes are prepared by injecting 600 µl of 75 mM ethanol of all lipids containing cationic lipid, helper lipids with or without pSarc in various molar fractions, into a total volume of 14.4 ml of water with stirring for 30 minutes. The liposomes are then added to RNA in water at N/P 4 followed by rapid shaking and stirring formation of pSarc-LPX with a final RNA concentration of 0.05 mg/mL. Physico-chemical properties (size, polydispersity, RNA availability and total RNA concentration) are checked on the day of receipt. After full characterization, slides are stored at 4°C for no longer than 2 days. Lipid nanoparticles before testing in vitro are dissolved in water to the desired concentration of RNA.

Измерение размера частицParticle size measurement

Размер частиц и полидисперсность (PDI) липидных наночастиц измеряют методом динамического светорассеяния. Препараты разбавляют PBS до конечной концентрации РНК 0,005 мг/мл. Измерения проводят на 120 мкл разбавленного образца при трехкратном повторе в 96-луночном планшете. Размер измеряют прибором планшет-ридером II DynaPro, технология WYATT, GmbH (Dernbach, Германия).Particle size and polydispersity (PDI) of lipid nanoparticles are measured by dynamic light scattering. The preparations are diluted with PBS to a final RNA concentration of 0.005 mg/ml. Measurements are made on 120 µl of the diluted sample in triplicate in a 96-well plate. The size is measured with a plate reader II DynaPro, technology WYATT, GmbH (Dernbach, Germany).

Измерение дзета-потенциала (электрофоретической подвижности)Measurement of zeta potential (electrophoretic mobility)

РНК-липидные наночастицы разбавляют до концентрации РНК 0,01 мг/мл в 1 мл PBS 0,1х. Получают по три образца по 1,05 мл для каждого препарата в пластиковых кюветах. Электрофоретическую подвижность частиц измеряют методом лазерного доплеровского электрофореза прибором ζ-Wallis (Corduan technologies, Франция). Для каждого образца используют измерение среднего разрешения с 1 последовательностью 10 циклов. Измерение с низкими отношениями сигнала к шуму или с предельной подвижностью µ (>3 или <-3 мкм*см/V*S) исключают из итогового анализа.RNA-lipid nanoparticles are diluted to an RNA concentration of 0.01 mg/ml in 1 ml of PBS 0.1x. Get three samples of 1.05 ml for each drug in plastic cuvettes. The electrophoretic mobility of particles is measured by laser Doppler electrophoresis using a ζ-Wallis device (Corduan technologies, France). For each sample, an average resolution measurement with 1 sequence of 10 cycles is used. Measurements with low signal-to-noise ratios or marginal mobility µ (>3 or <-3 µm*cm/V*S) are excluded from the final analysis.

Анализ с RiboGreen на доступность RNA и общую концентрацию RNA RiboGreen analysis for RNA availability and total RNA concentration

РНК-липидные наночастицы всегда концентрируют до конечной концентрации примерно 0,2-0,5 мг/мл РНК. Используют анализ с Quant-iT RiboGreen RNA (Thermo Fischer Scientific) для количественной оценки доступности РНК, а также общей концентрации РНК в препарате. Коротко, определяют эффективность инкапсулирования с использованием РНК-связывающего красителя RiboGreen путем сравнения флуоресценции образцов в присутствии и в отсутствие 2% тритона X-100. В отсутствие детергента флуоресценцию можно измерить только от доступной свободной РНК, в то время как в присутствии детергента флуоресценцию измеряют от общего количества РНК. Флуоресценцию образцов в присутствии детергента тритона X-100 также используют для вычисления общей концентрации РНК на основе калибровочной кривой.RNA-lipid nanoparticles are always concentrated to a final concentration of about 0.2-0.5 mg/ml RNA. Quant-iT RiboGreen RNA assay (Thermo Fischer Scientific) was used to quantify RNA availability as well as total RNA concentration in the preparation. Briefly, encapsulation efficiency using the RNA-binding dye RiboGreen was determined by comparing the fluorescence of samples in the presence and absence of 2% Triton X-100. In the absence of detergent, fluorescence can only be measured from available free RNA, while in the presence of detergent, fluorescence is measured from total RNA. Fluorescence of samples in the presence of Triton X-100 detergent is also used to calculate the total RNA concentration from the calibration curve.

Жидкие образцы наночастиц или PBS (отрицательный контроль) разбавляют 1х буфером ТЕ (Thermo Fisher Scientist) до концентрации мРНК от 2 до 5 мкг/мл.Liquid nanoparticle samples or PBS (negative control) were diluted 1x with TE buffer (Thermo Fisher Scientist) to an mRNA concentration of 2 to 5 μg/ml.

Аликвоты каждого разбавленного образца разбавляют дополнительно 1:1 1х буфером ТЕ (измерение доступной мРНК) или 1:1 1× буфером ТЕ, содержащим 2% тритона X-100 (измерение общей мРНК, как доступной в частице, так и свободной мРНК). Образцы получают в двух повторностях. Образцы инкубируют 10 мин при 37°С для уверенности в достаточной диссоциации липидов. Затем к каждому образцу добавляют 1,1 реагента Quant-iT RiboGreen RNA (разведения 1:100 из исходного раствора в буфере TE), и измеряют флуоресценцию красителя при длине волны возбуждения 485 нм и испускания 535 нм (многомодовый спектрофотометр для прочтения планшетов Tecan Infinite M200 Pro Multimode Plate Reader).Aliquots of each diluted sample are further diluted 1:1 with 1x TE buffer (measurement of available mRNA) or 1:1 with 1x TE buffer containing 2% Triton X-100 (measurement of total mRNA, both available in the particle and free mRNA). Samples are obtained in duplicate. Samples are incubated for 10 minutes at 37°C to ensure sufficient lipid dissociation. Then, 1.1 Quant-iT RiboGreen RNA Reagent (1:100 dilution from stock solution in TE buffer) was added to each sample, and dye fluorescence was measured at 485 nm excitation and 535 nm emission (Tecan Infinite M200 Multimode Plate Reader Spectrophotometer Pro Multimode Plate Reader).

Доступность РНК определяют по следующей формуле:RNA availability is determined by the following formula:

Figure 00000010
Figure 00000010

Общую концентрацию РНК определяют с использованием калибровочной кривой РНК в 1х буфере ТЕ с 2% тритона Х-100.The total RNA concentration is determined using the RNA calibration curve in 1x TE buffer with 2% Triton X-100.

Электрофорез в агарозном гелеAgarose gel electrophoresis

Электрофорез в агарозном геле выполняют для оценки свободной РНК. Гель отливают, используя 1 г агарозы, растворенной в 100 мл 1× буфера ТАЕ (трис-ацетат-ЭДТК) (ThermoFisher), 1 мл 5% гипохлорита натрия и 10 мкл GelRed Nucleic Acid Gel Stain (Biotium). Гелю дают возможность застывать в течение по меньшей мере 25 мин при комнатной температуре. Затем гель помещают в камеру для электрофореза, и используют рабочий буфер TAE 1× (ThermoFisher). Перед загрузкой образцы инкубируют при 40°C с 2% тритона X-100 или без него для общей или свободной РНК, соответственно. Гель работает при 80 В в течение 40 минут. Электрофореграммы получают на системе визуализации Chemidoc XRS (Bio-Rad).Agarose gel electrophoresis is performed to evaluate free RNA. The gel was cast using 1 g of agarose dissolved in 100 ml of 1x TAE (Tris-acetate-EDTA) buffer (ThermoFisher), 1 ml of 5% sodium hypochlorite and 10 μl of GelRed Nucleic Acid Gel Stain (Biotium). The gel is allowed to set for at least 25 minutes at room temperature. The gel is then placed in an electrophoresis chamber and TAE 1x running buffer (ThermoFisher) is used. Prior to loading, samples are incubated at 40° C. with or without 2% Triton X-100 for total or free RNA, respectively. The gel runs at 80V for 40 minutes. Electrophoregrams are obtained on the Chemidoc XRS imaging system (Bio-Rad).

Анализ трансфекции in vitro и анализ жизнеспособности клетокIn vitro transfection assay and cell viability assay

Клетки высевают в бесцветный 96-луночный планшет (плоскодонные лунки) в концентрации 5000 клеток на лунку для клеток С2С12 и 20000 клеток на лунку для клеток HepG2 и TC1. Клетки выдерживают при 37°C и 5% CO2, но C2C12 при 7,5% CO2. Через 18-24 час супернатант отбрасывают и заменяют 90 мкл соответствующих сред с добавлением 10% неинактивировнного FCS. Препараты разбавляют PBS до конечной концентрации 1-10 мкг/мл. Затем к клеткам добавляют 10 мкл раствора липидных частиц, и получают конечный объем среды 100 мкл. Итоговое количество РНК в лунках колеблется от 33 до 100 нг. Планшеты центрифугируют 5 мин при 500g при комнатной температуре. После 24-час инкубации с клетками выполняют анализ на люциферазу Bright-Glo™ (кат. #E260, Promega GmbH, Mannheim, Германия) согласно инструкциям. Сигналы биолюминесценции (RLU) измеряют с использованием многомодового спектрофотометра для прочтения планшетов Tecan Infinite M200 Pro Multimode Plate Reader, и экспрессию люциферазы вычисляют, вычитая фон нетрансфицированных клеток (используя PBS в качестве контроля).Cells are seeded in a colorless 96-well plate (flat-bottomed wells) at 5,000 cells/well for C2C12 cells and 20,000 cells/well for HepG2 and TC1 cells. Cells are kept at 37°C and 5% CO2, but C2C12 at 7.5% CO2. After 18-24 hours, the supernatant is discarded and replaced with 90 µl of appropriate media supplemented with 10% non-inactivated FCS. The preparations are diluted with PBS to a final concentration of 1-10 µg/ml. Then, 10 µl of the lipid particle solution was added to the cells, and a final medium volume of 100 µl was obtained. The total amount of RNA in the wells ranges from 33 to 100 ng. The plates are centrifuged for 5 min at 500g at room temperature. After 24 hours of incubation with cells, a Bright-Glo™ luciferase assay (Cat. #E260, Promega GmbH, Mannheim, Germany) was performed according to the instructions. Bioluminescence (RLU) signals were measured using a Tecan Infinite M200 Pro Multimode Plate Reader and luciferase expression was calculated by subtracting the background of non-transfected cells (using PBS as control).

Для измерения жизнеспособности клеток следуют такой же процедуре. После 24-час инкубации препарата с клетками выполняют анализ с CellTiter-Glo™ (кат. G9242, Promega GmbH, Mannheim, Германия) согласно инструкциям. Включают контроль с PBS для 100% жизнеспособности и ДМСО для токсичности. Жизнеспособность вычисляют следующим образом:To measure cell viability, the same procedure is followed. After 24 hours of incubation of the preparation with cells, an assay is performed with CellTiter-Glo™ (cat. G9242, Promega GmbH, Mannheim, Germany) according to the instructions. Include control with PBS for 100% viability and DMSO for toxicity. Viability is calculated as follows:

Figure 00000011
Figure 00000011

Трансфекция in vivo у мышейIn vivo transfection in mice

Мышам дают наркоз изофлураном, и в ретроорбитальный синус инъецируют внутривенно 200 мкл исследуемых препаратов с 0,05 мг/мл кодирующей люциферазу мРНК с помощью инсулинового шприца, предварительно снабженного канюлей размером 30G. Мышь наблюдают на признаки боли, страдания и дистресса до тех пор, пока она приходит в сознание.Mice are anesthetized with isoflurane and 200 μl of test drugs with 0.05 mg/ml luciferase-encoding mRNA are injected intravenously into the retroorbital sinus using an insulin syringe pre-equipped with a 30G cannula. The mouse is observed for signs of pain, distress, and distress until it regains consciousness.

На момент измерения (6 час и 24 часа после дозы) мышей инъецируют интраперитонеально раствором D-люциферина по 100 мкг/кг массы тела. Затем мышам дают наркоз изофлураном и помещают на теплый мат (37°С) в камеру для визуализации IVIS® Spectrum (Perkin Elmer) с постоянной подачей изофлурана/кислорода через индивидуальные анестезирующие маски. Через пять минут после инъекции люциферина с помощью камеры выполняют детекцию свечения биолюминесценции. Затем мышей умерщвляют смещением позвонков, органы, подобные печени, легкому, селезенке, сердцу, почкам, головному мозгу, лимфатическим узлам, собирают и снова измеряют ex-vivo с помощью устройства для визуализации IVIS® Spectrum. Полученные изображения анализируют с использованием программы «LivingImage» (Perkin Elmer). Очерчивают интересующие области (ROI) вокруг органов для количественного определения общего потока [p/s]. Из отобранной крови получают сыворотку центрифугированием цельной крови при 1000×g в течение 3 мин. Определяют уровни ферментов печени аланинаминотрансферазы (ALT), аспартатаминотрансферазы (AST) и LDH с помощью высокопроизводительного анализатора для клинических и химических анализов Indiko, Thermo.At the time of measurement (6 hours and 24 hours after the dose), mice are injected intraperitoneally with a solution of D-luciferin at 100 μg/kg body weight. Mice are then anesthetized with isoflurane and placed on a warm mat (37° C.) in an IVIS® Spectrum imaging chamber (Perkin Elmer) with a constant supply of isoflurane/oxygen through individual anesthetic masks. Five minutes after the injection of luciferin, bioluminescence detection is performed using a camera. Mice are then sacrificed by vertebral dislocation, organs like liver, lung, spleen, heart, kidney, brain, lymph nodes are harvested and measured again ex-vivo with the IVIS® Spectrum imaging device. The resulting images are analyzed using the program "LivingImage" (Perkin Elmer). Areas of interest (ROI) around organs are delineated to quantify total flux [p/s]. Serum is obtained from the collected blood by centrifugation of whole blood at 1000×g for 3 min. Determine the levels of liver enzymes alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST) and LDH using a high-performance analyzer for clinical and chemical analyzes Indiko, Thermo.

Для экспериментов с ЕРО мышам Balb/c (n=5) вводят внутривенно дозу мРНК от 30 до 3 мкг. Берут цельную кровь через 3, 6, 24 и 48 час, и получают плазму центрифугированием при 13000× об/мин в течение 3 мин. Секрецию EPO определяют с использованием набора DuoSet Mouse Erythropoietin ELISA (системы R&D).For EPO experiments, Balb/c mice (n=5) are dosed intravenously with mRNA from 30 to 3 μg. Whole blood is taken at 3, 6, 24 and 48 hours and plasma is obtained by centrifugation at 13,000× rpm for 3 minutes. EPO secretion is determined using the DuoSet Mouse Erythropoietin ELISA kit (R&D systems).

Малоугловое рентгеновское рассеяниеSmall angle X-ray scattering

Эксперименты с малоугловым рентгеновским рассеянием (SAXS) проводят на немецком синхротроне EMBL (DESY) Гамбург [P12]. Расстояние от образца до детектора можно регулировать от 1,6 до 6 м для возможности измерений от q = 0,6 Å-1 до q = 3 Å-1. Концентрированные суспензии LNP загружают на место в кварцевые капилляры с использованием шприца.Small-angle X-ray scattering (SAXS) experiments are carried out at the German synchrotron EMBL (DESY) Hamburg [P12]. The distance from the sample to the detector can be adjusted from 1.6 to 6 m to enable measurements from q = 0.6 Å-1 to q = 3 Å-1. Concentrated suspensions of LNP are loaded into place in quartz capillaries using a syringe.

Активация комплементаComplement activation

Уровни С3а in vitro определяют с использованием набора Human C3a EIA (Quidel). Коротко, LNP и контроли (положительный (кремофор El) и отрицательный (1x PBS и ЭДТК (18 мМ)) инкубируют с комплементом в сыворотке здорового человека (NHS, Quidel) в соотношении 20:80 (образец: NHS) в течение 1 часа при 37°C. LNP испытывают при 5×, 1× и 0,02× относительно теоретической концентрации в плазме от дозы мРНК 1 мг/кг. EIA с набором C3a EIA выполняют согласно протоколу изготовителей.In vitro C3a levels are determined using the Human C3a EIA kit (Quidel). Briefly, LNP and controls (positive (cremophor El) and negative (1x PBS and EDTA (18 mM)) are incubated with complement in healthy human serum (NHS, Quidel) at a ratio of 20:80 (sample: NHS) for 1 hour at 37° C. LNP tested at 5x, 1x and 0.02x relative to the theoretical plasma concentration from a dose of mRNA 1 mg/kg EIA with a set of C3a EIA performed according to the manufacturer's protocol.

Cryo-ТЕМCryo-TEM

Образцы хранят в аморфном льду, поддерживаемыми дырявыми углеродными пленками на медных сетках 200 меш (QuantiFoil® R2/1). Стеклование выполняют в жидком этане при -180°C с помощью Leica EM GP. Сетки хранят в жидком азоте до переноса на электронный микроскоп для получения изображений. Криогенное получение изображений TEM выполняют с помощью Zeiss Libra® 120 в условиях крио в жидком N2 на медных сетках с нанесенным с дырками углеродом. Микроскоп используют при ускоряющем напряжении 120 кВ, и изображения получают с помощью ccd-камеры Gatan UltraScan®. Изображения каждой сетки получают в нескольких масштабах для оценки общего распределения образца.Samples were stored on amorphous ice supported by holey carbon films on 200 mesh copper meshes (QuantiFoil® R2/1). The glass transition is carried out in liquid ethane at -180° C. using a Leica EM GP. The grids are stored in liquid nitrogen until transferred to an electron microscope for imaging. Cryogenic TEM imaging is performed with a Zeiss Libra® 120 under liquid N2 cryo conditions on perforated carbon copper grids. The microscope is used at an accelerating voltage of 120 kV and images are taken with a Gatan UltraScan® ccd camera. Each grid is imaged at multiple scales to evaluate the overall distribution of the sample.

Пример 2. Получение РНК-липидных наночастиц, включающих pSarcExample 2 Preparation of RNA lipid nanoparticles comprising pSarc

Получают мРНК-липидные наночастицы с использованием полипептоида на основе аминокислот - липида : липидов, конъюгированных с полисаркозином.Receive mRNA-lipid nanoparticles using polypeptide based on amino acids - lipid : lipids conjugated with polysarcosine.

Получают LNP, смешивая этанольную фазу, содержащую липиды DODMA, холестерин, DSPC и C14pSarc20 в молярном соотношении 40:50-X:10:X, и 3 объема РНК, 0,15 мг/мл, в цитратом буфере 100 мМ, pH 5,4.LNP is prepared by mixing an ethanol phase containing DODMA lipids, cholesterol, DSPC and C14pSarc20 in a molar ratio of 40:50-X:10:X, and 3 volumes of RNA, 0.15 mg/ml, in 100 mM citrate buffer, pH 5, 4.

Таблица 1. Физико-химические свойства РНК-липидных наночастиц, полученных с различной молярной фракцией (%) С14pSarc20Table 1. Physicochemical properties of RNA-lipid nanoparticles obtained with different molar fraction (%) С14pSarc20

КомпозицияComposition СоотношениеRatio N/PN/P Z-Av (нм)Z-Av (nm) PdIPdI Доступность РНК (%)RNA Availability (%) DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20 40:49,5:10:0,540:49.5:10:0.5 2,72.7 ---- ---- 51,251.2 DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20 40:49:10:140:49:10:1 2,72.7 ---- ---- 72,572.5 DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20 40:48,5:10:2,540:48.5:10:2.5 2,72.7 222,8222.8 0,1590.159 74,274.2 DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20 40:45:10:540:45:10:5 2,72.7 117,8117.8 0,1770.177 52,352.3 DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20 40:42,5:10:7,540:42.5:10:7.5 2,72.7 129,4129.4 0,1950.195 75,975.9 DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20 40:40:10:1040:40:10:10 2,72.7 8181 0,1930.193 68,368.3 DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20 40:35:10:1540:35:10:15 2,72.7 63,163.1 0,1730.173 62,062.0 DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20 40:30:10:2040:30:10:20 2,72.7 57,357.3 0,2380.238 72,272.2

Фиг. 1 показывает соотношение между размером частиц и молярной фракцией конъюгированных с полисаркозином LNP. Липидные наночастицы получают с использованием смеси липидов, включающей возрастающие молярные фракции C14PSarc20. В подходящих условиях можно получить устойчивые коллоидные частицы. Хотя с очень маленькими фракциями PSarc (0,5 и 1 %) частицы размером, поддающимся измерению, не образуются, при 2,5 мол.% и больше получают частицы обособленного размера и низким индексом полидисперсности. Размер частиц можно точно регулировать путем изменения фракции PSarc. Размер частиц монотонно снижается от примерно 200-250 нм с 2,5 мол.% PSarc до примерно 50 нм с 20 мол.% PSarc.Fig. 1 shows the relationship between particle size and molar fraction of polysarcosine-conjugated LNPs. Lipid nanoparticles are prepared using a mixture of lipids including increasing molar fractions of C14PSarc20. Under suitable conditions, stable colloidal particles can be obtained. Although very small fractions of PSarc (0.5 and 1%) do not form measurable particles, at 2.5 mole % or more particles of distinct size and low polydispersity index are obtained. The particle size can be precisely controlled by changing the PSarc fraction. The particle size decreases monotonically from about 200-250 nm with 2.5 mol% PSarc to about 50 nm with 20 mol% PSarc.

Пример 3. Частицы с рSarc-липидами с полимеризованным саркозином с различным числом звеньев Example 3 PSarc Lipid Particles with Polymerized Sarcosine with Different Numbers of Units

Получают LNP, смешивая один объем этанольной фазы, содержащей липиды DODMA, холестерин, DSPC и C14pSarcX с полимером различной длины (X = 11, 20, 34 или 65) при молярном отношении 40:45:10:5, и 3 объема РНК, 0,15 мг/мл, в цитратном буфере 100 мМ, pH 5,4.LNP is prepared by mixing one volume of an ethanol phase containing DODMA lipids, cholesterol, DSPC and C14pSarcX with a polymer of various lengths (X = 11, 20, 34 or 65) at a molar ratio of 40:45:10:5, and 3 volumes of RNA, 0 15 mg/ml, in 100 mM citrate buffer, pH 5.4.

Таблица 2. Физико-химические свойства РНК-липидных наночастиц, полученных с молярной фракцией C14pSarcX 5% с полимерами различной длиныTable 2. Physicochemical properties of RNA-lipid nanoparticles obtained with a molar fraction of C14pSarcX 5% with polymers of various lengths

КомпозицияComposition Отноше-ниеAttitude N/PN/P Z-Av (нм)Z-Av (nm) PdIPdI Дзета-потенциалZeta potential Доступ-ность РНК, %Availability of RNA, % Своб РНК (%)Free RNA (%) DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC11DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC11 40:45:10:540:45:10:5 2,72.7 106,8106.8 0,3170.317 2,09 ± 1,432.09 ± 1.43 72,572.5 1,61.6 DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20 40:45:10:540:45:10:5 2,72.7 107,5107.5 0,1740.174 2,6 ± 0,72.6±0.7 75,975.9 5,15.1 DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC34DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC34 40:45:10:540:45:10:5 2,72.7 83,483.4 0,2020.202 2,04 ± 1,822.04 ± 1.82 72,272.2 16,816.8 DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC65DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC65 40:45:10:540:45:10:5 2,72.7 114,7114.7 0,2370.237 1,15 ± 2,431.15 ± 2.43 69,169.1 16,016.0

Фиг. 2 показывает соотношение между длиной полисаркозина (звенья полимера) pSarc-липидов, используемых для образования LNP, и экспрессией in vitro белков LNP кодирующей люциферазу мРНК в различных клеточных линиях. LNP в композиции с мРНК, кодирующей люциферазу, испытывают в клетках опухоли легкого (ТС-1), мышечных клетках (C2C12), гепатоцитах (Hep-G2) и макрофагах (RAW 264.7). Через 24 часа после трансфекции измеряют сигнал биолюминесценции. Независимо от клеточной линии, увеличение числа звеньев в полисаркозине не ведет к снижению уровней экспрессии белков, какие обычно наблюдают для ПЭГ-липидов.Fig. 2 shows the relationship between the length of the polysarcosine (polymer units) of pSarc lipids used to form LNPs and the in vitro expression of LNP proteins encoding luciferase mRNA in various cell lines. LNP in combination with mRNA encoding luciferase is tested in lung tumor cells (TC-1), muscle cells (C2C12), hepatocytes (Hep-G2) and macrophages (RAW 264.7). 24 hours after transfection, the bioluminescence signal is measured. Regardless of the cell line, an increase in the number of units in polysarcosine does not lead to a decrease in protein expression levels, as is commonly observed for PEG lipids.

Фиг. 3 показывает эффективность in vivo LNP, включающих постоянную фракцию РSarc-липида (5%), где длина полисаркозина изменяется от 11 до 65 звеньев. LNP в композиции с мРНК, кодирующей люциферазу, инъецируют внутривенно мышам (10 мкг РНК, n=3). Измеряют биолюминесценцию in vivo и ex vivo. Во всех случаях самые сильные сигналы обнаруживают в печени. На фигуре приводятся данные измерений ex vivo в печенях, которые экстрагировали через 6 часов после инъекции. Не удалось определить значимое влияние длины полисаркозина на уровень экспрессии белков в печени. Это допускает инженерию частиц с использованием РSarc с широким диапазоном размеров без снижения эффективности трансфекции.Fig. 3 shows the in vivo performance of LNPs comprising a constant fraction of PSarc lipid (5%), where the polysarcosine length varies from 11 to 65 units. LNP in composition with mRNA encoding luciferase is injected intravenously into mice (10 μg RNA, n=3). Bioluminescence is measured in vivo and ex vivo. In all cases, the strongest signals are found in the liver. The figure shows ex vivo measurements in livers that were extracted 6 hours after injection. It was not possible to determine a significant effect of polysarcosine length on the level of protein expression in the liver. This allows particles to be engineered using PSarc with a wide range of particle sizes without compromising transfection efficiency.

Пример 4. Влияние концевой группы полисаркозин-липидаExample 4 Effect of Polysarcosine Lipid End Group

Получают LNP, смешивая один объем этанольной фазы, содержащей липиды DODMA, холестерин, DSPC и C14pSarc20 с различными концевыми группами (NH2, COOH и C2H3O) при молярном отношении 40:50-x:10:x, и 3 объема РНК, 0,15 мг/мл, в цитратном буфере 100 мМ, pH 5,4.LNP is obtained by mixing one volume of an ethanol phase containing DODMA lipids, cholesterol, DSPC and C14pSarc20 with different end groups (NH 2 , COOH and C 2 H 3 O) at a molar ratio of 40:50-x:10:x, and 3 volumes RNA, 0.15 mg/ml, in 100 mM citrate buffer, pH 5.4.

Таблица 3. Физико-химические свойства РНК-липидных наночастиц, полученных с различными молярными фракциями (%) C14pSarc20 с 3 различными концевыми группамиTable 3. Physicochemical properties of RNA-lipid nanoparticles obtained with different molar fractions (%) of C14pSarc20 with 3 different end groups

КомпозицияComposition Молярное отношениеMolar ratio N/PN/P Размер
[d.нм]
Size
[d.nm]
PdIPdI ζ [мВ]ζ [mV] σσ Дос-туп-
ность (%)
Access-
ness (%)
ΣΣ Своб. РНКFree RNA
DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-NH2DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-NH2 40:47,5:10:
2,5
40:47,5:10:
2.5
2,72.7 187187 0,3250.325 1010 1,041.04 64,964.9 3,13.1 63,763.7
DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-NH2DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-NH2 40:45:10:540:45:10:5 2,72.7 110110 0,1750.175 4,54.5 11 61,761.7 2,02.0 0,00.0 DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-NH2DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-NH2 40:40:10:1040:40:10:10 2,72.7 95,695.6 0,2010.201 1,41.4 1,131.13 72,872.8 0,20.2 14,514.5 DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-COOHDODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-COOH 40:47,5:10:
2,5
40:47,5:10:
2.5
2,72.7 193193 0,1310.131 6,96.9 1,731.73 56,656.6 1,61.6 0,00.0
DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-COOHDODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-COOH 40:45:10:540:45:10:5 2,72.7 97,197.1 0,1620.162 0,70.7 1,211.21 17,417.4 0,30.3 0,00.0 DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-COOHDODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-COOH 40:40:10:1040:40:10:10 2,72.7 69,769.7 0,1990.199 -2,2-2.2 11 12,912.9 0,80.8 0,00.0 DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-C2H3ODODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-C2H3O 40:47,5:10:
2,5
40:47,5:10:
2.5
2,72.7 240240 0,1410.141 2,22.2 0,760.76 57,157.1 0,40.4 0,00.0
DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-C2H3ODODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-C2H3O 40:45:10:540:45:10:5 2,72.7 139139 0,170.17 5,25.2 0,730.73 57,457.4 1,91.9 13,513.5 DODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-C2H3ODODMA:Chol:DSPC:C14PSARC20-C2H3O 40:40:10:1040:40:10:10 2,72.7 69,369.3 0,2260.226 1,11.1 1,651.65 49,349.3 1,61.6 0,00.0

Фиг. 4 показывает влияние различных концевых групп полисаркозина на размер частиц и дзета-потенциал. РSarc, состоящий из 20 повторяющихся звеньев с аминогруппой, карбоксильной группой или ацетильной концевой группой, проверяют при прямом сравнении. Все другие параметры препаратов поддерживаются постоянными. Препарат LNP с испытываемыми концевыми группами является удачным, когда корреляция между фракцией РSarc и свойствами частиц (размер и дзета-потенциал) является схожей.Fig. 4 shows the effect of various polysarcosine end groups on particle size and zeta potential. PSarc, consisting of 20 repeating units with an amino group, a carboxyl group, or an acetyl end group, is tested by direct comparison. All other drug parameters are kept constant. An LNP formulation with test end groups is successful when the correlation between the PSarc fraction and particle properties (size and zeta potential) is similar.

Фиг. 5 показывает определение in vitro свойств LNP, включающих полисаркозин-липиды с различными концевыми группами, описанных на фиг. 4. Используют рSarc-липиды с молярной фракцией 5% и длиной в 20 звеньев. LNP в композиции с мРНК, кодирующей люциферазу, испытывают в гепатоцитах (Hep-G2), макрофагах (RAW 264.7), мышечных клетках (C2C12), клетках эмбриональной почки (HEK 293 T). Измеряют сигнал биолюминесценции через 24 часа после трансфекции. Получают сигнал биолюминесценции для всех LNP и клеточных линий. Зависимость силы сигнала как функции клеточной линии схожа для всех концевых групп.Fig. 5 shows the in vitro determination of the properties of LNPs comprising polysarcosine lipids with various end groups described in FIG. 4. Use pSarc lipids with a molar fraction of 5% and a length of 20 units. LNP in combination with mRNA encoding luciferase is tested in hepatocytes (Hep-G2), macrophages (RAW 264.7), muscle cells (C2C12), embryonic kidney cells (HEK 293 T). The bioluminescence signal is measured 24 hours after transfection. Receive the bioluminescence signal for all LNP and cell lines. The dependence of the signal strength as a function of the cell line is similar for all end groups.

Фиг. 6 показывает эффективность in vivo LNP в композициях с различными концевыми группами, описанными на фиг. 5 и 6. Используют рSarc-липиды с молярной фракцией 5% и длиной в 20 звеньев. LNP в композиции с мРНК, кодирующей люциферазу, инъецируют внутривенно (10 мкг РНК, n=3). Измеряют биолюминесценцию in vivo и ex vivo. Во всех случаях самый сильный сигнал обнаруживают в печени. На фигуре приводятся данные измерений ex vivo в печенях, которые экстрагировали через 6 часов после инъекции. Со всеми концевыми группами определяют схожие по силе сигналы, что указывает, что все концевые группы подходят для получения схожей высокой трансфекции in vivo.Fig. 6 shows the in vivo performance of LNP in the various end group formulations described in FIG. 5 and 6. pSarc lipids with a molar fraction of 5% and a length of 20 links are used. LNP in composition with mRNA encoding luciferase is injected intravenously (10 μg RNA, n=3). Bioluminescence is measured in vivo and ex vivo. In all cases, the strongest signal is found in the liver. The figure shows ex vivo measurements in livers that were extracted 6 hours after injection. Signals of similar strength are determined with all end groups, indicating that all end groups are suitable for obtaining a similar high transfection in vivo.

Пример 5. Получение РSarc-РНК-липидных наночастиц с различными катионными липидамиExample 5 Preparation of PSarc RNA Lipid Nanoparticles with Various Cationic Lipids

Результаты последующих экспериментов показывают универсальность полисаркозина для образования РНК-липидных наночастиц с различными типами катионных частиц.The results of subsequent experiments show the versatility of polysarcosine for the formation of RNA-lipid nanoparticles with various types of cationic particles.

Таблица 4. Физико-химические свойства пегилированных или конъюгированных с полисаркозином РНК-липидных наночастиц, полученных с различными катионными частицами, а также с нестандартными отношениями DOPETable 4. Physicochemical properties of pegylated or polysarcosine-conjugated RNA-lipid nanoparticles obtained with various cationic particles, as well as with non-standard DOPE ratios

КомпозицияComposition Молярн. отношMolar relation N/PN/P Размер [d.нм]Size [d.nm] PdIPdI ζ [мВ]ζ [mV] σσ Дос-туп-ность (%)Availability (%) σσ Своб. РНКFree RNA KC2:DOPE:CHOL:PEG KC2:DOPE:CHOL:PEG 40:20:38:240:20:38:2 44 107,2107.2 0,140.14 -1,17-1.17 1,971.97 48,448.4 22 8,48.4 KC2:DOPE:CHOL:C14 pSarcC 20KC2:DOPE:CHOL:C14 pSarcC 20 40:20:35:540:20:35:5 44 00 00 1,891.89 2,172.17 4,14.1 0,20.2 00 C12-200:DOPE:Chol:PEGC12-200:DOPE:Chol:PEG 40:40:18:240:40:18:2 1616 81,5581.55 0,1280.128 -0,44-0.44 2,052.05 18,818.8 0,30.3 00 C12-200:DOPE:хол.: C14 pSarcC 20C12-200:DOPE:cold: C14 pSarcC 20 40:40:15:540:40:15:5 1616 155,75155.75 0,2340.234 6,046.04 1,361.36 3,43.4 0,20.2 00

Пример 6. рSarc-липосомы и РНК-липоплексыExample 6 pSarc liposomes and RNA lipoplexes

Результаты следующих экспериментов показывают, что включение полисаркозин-конъюгированных липидов подходит для образования липосом и скрытных РНК-липоплексов. В соответствующих условиях образуются мелкие частицы с высокой эффективностью трансфекции.The results of the following experiments show that the inclusion of polysarcosine-conjugated lipids is suitable for the formation of liposomes and secretive RNA lipoplexes. Under appropriate conditions, small particles with high transfection efficiency are formed.

рSarc-липосомы получают впрыскиванием 600 мкл этанольного раствора липидов при 75 мМ всех липидов, содержащих катионные, хелперные липиды и рSarc или ПЭГ, в общий объем 14,4 мл воды при перемешивании в течение 30 мин. Липосомы добавляют к РНК в воде при N/P 4 с последующим быстрым образованием при встряхивании и перемешивании рSarc-LPX.pSarc liposomes are prepared by injecting 600 µl of an ethanolic lipid solution at 75 mM of all lipids containing cationic, helper lipids and pSarc or PEG into a total volume of 14.4 ml of water with stirring for 30 minutes. Liposomes are added to RNA in water at N/P 4 followed by rapid formation with shaking and stirring pSarc-LPX.

Фиг. 7 показывает влияние пегилирования и конъюгирования с полисаркозином на размер липосом. Получают липосомы или с одними DOTMA и DOPE (2:1, моль/mмоль), или используют смеси липидов, которые включают ПЭГ- или pSarс-липид в молярной фракции 2%. Как ПЭГ, так и pSarc приводит к существенному снижению измеренного размера, однако в то же время индекс полидисперсности более высокий (мультимодальный).Fig. 7 shows the effect of pegylation and polysarcosine conjugation on liposome size. Liposomes are prepared either with DOTMA and DOPE alone (2:1, mol/mmol), or lipid mixtures are used that include PEG or pSarc lipid in a 2% molar fraction. Both PEG and pSarc lead to a significant decrease in the measured size, however, at the same time, the polydispersity index is higher (multimodal).

Фиг. 8 показывает образование липоплексов с использованием липосом, которые включают ПЭГ и pSarс, описанных на фиг. 7. Из всех трех типов липосом (одни DOTMA и DOPE (2:1, моль/моль) или включающих ПЭГ- или pSarс-липид в молярной фракции 2%) образуются липоплексы ограниченного размера и с низким индексом полидисперсности. Липоплексы из пегилированных и конъюгировнных с полисаркозином липосом показывают неожиданно низкий индекс полидисперсности по сравнению с липосомами-предшественниками, где величины PDI были большими. Это показывает, что pSarc-липосомы с высоким индексом полидисперсности также могут подходить для образования четко определенных РНК-липоплексов размерами меньше 50 нм и PDI примерно 0,2.Fig. 8 shows the formation of lipoplexes using liposomes that include the PEG and pSarc described in FIG. 7. Of all three types of liposomes (one DOTMA and DOPE (2:1, mol/mol) or including PEG or pSarc lipid in a molar fraction of 2%), lipoplexes of limited size and low polydispersity index are formed. Lipoplexes from PEGylated and polysarcosine-conjugated liposomes show an unexpectedly low polydispersity index compared to progenitor liposomes where PDI values were high. This shows that pSarc liposomes with a high polydispersity index may also be suitable for the formation of well-defined RNA lipoplexes smaller than 50 nm and a PDI of about 0.2.

Фиг. 9 описывает определение in vitro свойств липоплексов, полученных из липосом, состоящих или одних DOTMA и DOPE (2:1, моль/моль) или смесей тех же липидов, включающих ПЭГ- или pSarc-липид в молярной фракции 2%. Липоплексы в композиции с мРНК, кодирующей люциферазу, испытывают в гепатоцитах (Hep-G2). Через 24 часа после трансфекции измеряют сигнал биолюминесценции. Хотя пегилирование значимо уменьшает сигнал, это уменьшение значительно меньше выраженного в случае присутствия PSarc. Оказывается, что PSarc уменьшает эффективность трансфекции в значительно меньшей степени, чем ПЭГ.Fig. 9 describes the determination of the in vitro properties of lipoplexes prepared from liposomes consisting of either DOTMA and DOPE alone (2:1, mol/mol) or mixtures of the same lipids, including PEG or pSarc lipid in a 2% molar fraction. Lipoplexes in composition with mRNA encoding luciferase are tested in hepatocytes (Hep-G2). 24 hours after transfection, the bioluminescence signal is measured. Although pegylation significantly reduces the signal, this decrease is much less pronounced in the presence of PSarc. It appears that PSarc reduces the efficiency of transfection to a much lesser extent than PEG.

Фиг. 10 описывает определение in vitro свойств липоплексов, полученных из липосом, состоящих или одних DOTMA и DOPE (2:1, моль/моль) или смесей тех же липидов, включающих ПЭГ- или pSarc-липид в молярной фракции 2%. Липоплексы в композиции с мРНК, кодирующей люциферазу, испытывают в мышечных клетках (С2С12). Через 24 часа после трансфекции измеряют сигнал биолюминесценции. Хотя пегилирование значимо уменьшает сигнал, это уменьшение значительно меньше выраженного в случае присутствия PSarc. Оказывается, что PSarc уменьшает эффективность трансфекции в значительно меньшей степени, чем ПЭГ.Fig. 10 describes the determination of the in vitro properties of lipoplexes prepared from liposomes consisting of either DOTMA and DOPE alone (2:1, mol/mol) or mixtures of the same lipids, including PEG or pSarc lipid in a 2% molar fraction. Lipoplexes in composition with mRNA encoding luciferase are tested in muscle cells (C2C12). 24 hours after transfection, the bioluminescence signal is measured. Although pegylation significantly reduces the signal, this decrease is much less pronounced in the presence of PSarc. It appears that PSarc reduces the efficiency of transfection to a much lesser extent than PEG.

Пример 7. Дополнительное испытание рSarc-частицExample 7 Additional testing of pSarc particles

Фиг. 11 показывает соотношением между размером частиц и длиной цепи полисаркозина и молярным отношением в препарате. В то время, как при короткой цепи полисаркозина образование частиц возможно только при более высоком молярном отношении, при длинной цепи полисаркозина образование частиц возможно при молярных отношениях 1%. Вообще размер частиц снижается с возрастанием длины цепи или молярного отношения полисаркозина, присутствующего в препарате.Fig. 11 shows the ratio between particle size and chain length of polysarcosine and the molar ratio in the preparation. Whereas with short chain polysarcosine, particle formation is only possible at higher molar ratios, with long chain polysarcosine, particle formation is possible at molar ratios of 1%. In general, particle size decreases with increasing chain length or molar ratio of the polysarcosine present in the formulation.

Фиг. 12 поясняет кривые рассеяния (SAXS) препаратов липидных наночастиц с полисаркозином. LNP включают в композиции с полисаркозином с изменяющейся длиной цепи (11-34 звена) и в различных молярных отношениях (2,5-10%). Кривые рассеяния LNP показывают, что LNP характеризуются низкой внутренней организацией, которая уменьшается с возрастанием длины цепи или молярного отношения pSar. Наличие двух пиков показывает, что значительные вклады вносятся фактором формы отдельных липидных бислоев.Fig. 12 explains the scatter curves (SAXS) of lipid nanoparticle formulations with polysarcosine. LNP is included in compositions with polysarcosine in variable chain length (11-34 units) and in various molar ratios (2.5-10%). LNP scatter curves show that LNPs have low internal organization which decreases with increasing chain length or pSar molar ratio. The presence of two peaks indicates that significant contributions are made by the shape factor of the individual lipid bilayers.

Фиг. 13 показывает доступность РНК, оцененную анализом Quant-It Ribogreen. PSarc-LNP показывают высокую доступность РНК независимо от длины цепи и молярного отношения полисаркозина.Fig. 13 shows RNA availability as assessed by the Quant-It Ribogreen assay. PSarc-LNPs show high RNA availability regardless of chain length and polysarcosine molar ratio.

Фиг. 14 представляет результаты внутривенного введения различных доз мРНК, кодирующей ЕРО (эритропоэтин), загруженной в LNP в композиции с липидами, конъюгированными или с PSarc или с ПЭГ. Извлекают плазму через 3, 6, 24 и 48 час, и методом ELISA количественно определяют ЕРО. Результаты показывают, что полисаркозин может непосредственно заменить другие скрытые частицы, подобные ПЭГ-конъюгированным липидам, на ставя под угрозу эффективность. PSarc даже может промотировать длительную секрецию белка, что будет преимуществом для заместительной терапии с применением белков.Fig. 14 shows the results of intravenous administration of various doses of mRNA encoding EPO (erythropoietin) loaded into LNP in lipid formulation conjugated to either PSarc or PEG. Plasma was withdrawn at 3, 6, 24 and 48 hours and EPO was quantified by ELISA. The results show that polysarcosine can directly replace other latent particles like PEG-conjugated lipids without compromising efficacy. PSarc can even promote long-term protein secretion, which would be an advantage for protein replacement therapy.

Фиг. 15 показывает высвобождение ферментов печени как раннего маркера токсичности для печени. Ферменты печени, такие как аланинаминотрансфераза (ALT), аспартатаминотрансфераза (AST) и LDH, определяют в сыворотке через 6 и 24 часа после инъекции LNP в композиции с PSarc с возрастающей длиной цепи. Результаты показывают, что возрастание длины цепи PSarc не запускает какое-либо высвобождение ферментов печени (горизонтальные линии показывают интервал величин, полученных для здоровой мыши), демонстрируя, что этот полимер на биологической основе безопасен для применения.Fig. 15 shows the release of liver enzymes as an early marker of liver toxicity. Liver enzymes such as alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST) and LDH are measured in serum 6 and 24 hours after LNP injection in the progressive chain PSarc formulation. The results show that the increase in PSarc chain length does not trigger any release of liver enzymes (horizontal lines show the range of values obtained from healthy mice), demonstrating that this biobased polymer is safe to use.

Фиг. 16 иллюстрирует активацию комплемента с помощью комплекса С3а пегилированных и конъюгированных с полисаркозином LNP при теоретических концентрациях в плазме человека. Липидные препараты и контроли (положительный и отрицательный) инкубируют с человеческой сывороткой в отношении 20:80 (образец:сыворотка) в течение 1 часа при 37°С.Fig. 16 illustrates complement activation by the C3a complex of pegylated and polysarcosine-conjugated LNPs at theoretical human plasma concentrations. Lipid preparations and controls (positive and negative) are incubated with human serum in a ratio of 20:80 (sample:serum) for 1 hour at 37°C.

Данные показывают пониженные уровни комплекса С3а с PSarc-LNP при сравнении с ПЭГ-LNP при более высоких дозах, а именно, пятикратной предполагаемой для людей дозе. Более низкие дозы не запускают образование комплекса С3а при сравнении с PBS (буфер для препарата). Эти результаты предполагают, что PSarc может быть менее иммуногенным, чем конъюгированные с ПЭГ липиды.The data show reduced levels of the C3a complex with PSarc-LNP when compared to PEG-LNP at higher doses, namely five times the suggested human dose. Lower doses do not trigger the formation of the C3a complex when compared to PBS (drug buffer). These results suggest that PSarc may be less immunogenic than PEG-conjugated lipids.

Фиг. 17 показывает Crto-ТЕМ изображение LNP в комбинации с DODMA:холестерин:DSPC:PSarc 23 в соответствующих мол.% 40:45:10:5. Морфология конъюгированных с полисаркозином LNP показывает мелкие мультиламеллярные везикулы, в которых мРНК может находиться между близко расположенными бислоями. Масштаб = 200 нм.Fig. 17 shows a Crto-TEM image of LNP in combination with DODMA:cholesterol:DSPC:PSarc 23 in the respective mol % 40:45:10:5. The morphology of polysarcosine-conjugated LNPs shows small multilamellar vesicles in which mRNA can reside between closely spaced bilayers. Scale = 200 nm.

В итоге результаты еще раз показывают, что рSarc является универсальной платформой для получения препаратов мелких частиц РНК, независимо от способа, для эффективной доставки РНК.In summary, the results once again show that pSarc is a versatile platform for preparing small RNA particle preparations, regardless of the method, for efficient RNA delivery.

Claims (48)

1. Композиция для доставки РНК к клеткам-мишеням или тканям-мишеням, включающая множество РНК-частиц, причем каждая частица включает1. A composition for delivering RNA to target cells or target tissues, comprising a plurality of RNA particles, each particle comprising (i) РНК(i) RNA иAnd (ii) один или несколько компонентов, которые соединяются с РНК с образованием РНК-частиц,(ii) one or more components that combine with RNA to form RNA particles, причем по меньшей мере с одним из одного или нескольких компонентов конъюгирован полисаркозин, причем один или несколько компонентов, которые соединяются с РНК с образованием частиц, содержат один или более липидов или липидоподобных материалов.wherein at least one of the one or more components is conjugated with polysarcosine, wherein the one or more components that bind to the RNA to form particles comprise one or more lipids or lipid-like materials. 2. Композиция по п. 1, причем РНК-частицы являются частицами с невирусной РНК. 2. Composition according to claim 1, wherein the RNA particles are non-viral RNA particles. 3. Композиция по п. 1 или 2, причем один или несколько липидов или липидоподобных материалов включают катионный или ионизируемый по катионному типу липид или липидоподобный материал.3. A composition according to claim 1 or 2, wherein the one or more lipids or lipid-like materials comprise a cationic or cationically ionizable lipid or lipid-like material. 4. Композиция по п. 3, причем ионизируемый по катионному типу липид или липидоподобный материал является положительно заряженным только при кислотном рН и не остается катионным при физиологическом рН.4. The composition of claim 3, wherein the cationically ionizable lipid or lipid-like material is only positively charged at acidic pH and does not remain cationic at physiological pH. 5. Композиция по п. 3 или 4, причем один или несколько липидов или липидоподобных материалов включают один или несколько дополнительных липидов или липидоподобных материалов.5. A composition according to claim 3 or 4, wherein the one or more lipids or lipid-like materials comprise one or more additional lipids or lipid-like materials. 6. Композиция по п. 5, причем по меньшей мере с одним из одного или нескольких дополнительных липидов или липидоподобных материалов конъюгирован полисаркозин.6. The composition of claim 5, wherein at least one of one or more additional lipids or lipid-like materials is conjugated with polysarcosine. 7. Композиция для доставки РНК к клеткам-мишеням или тканям-мишеням, включающая множество РНК-липидных частиц, причем каждая частица включает7. A composition for delivering RNA to target cells or target tissues, comprising a plurality of RNA lipid particles, each particle comprising (а) РНК;(a) RNA; (b) катионный или ионизируемый по катионному типу липид или липидоподобный материал; и(b) a cationic or cationically ionizable lipid or lipid-like material; And (с) конъюгат полисаркозин-липид или конъюгат полисаркозина и липидоподобного материала.(c) a polysarcosine-lipid conjugate or a polysarcosine-lipid-like material conjugate. 8. Композиция по п. 7, причем каждая частица также включает8. Composition according to claim 7, wherein each particle also includes (d) некатионный липид или липидоподобный материал.(d) a non-cationic lipid or lipid-like material. 9. Композиция по любому из пп. 1-8, причем частицы не включают конъюгат полиэтиленгликоль-липид или конъюгат полиэтиленгликоля и липидоподобного материала и предпочтительно не включают полиэтиленгликоль.9. The composition according to any one of paragraphs. 1-8, wherein the particles do not include a polyethylene glycol-lipid conjugate or a polyethylene glycol-lipid-like material conjugate, and preferably do not include polyethylene glycol. 10. Композиция по любому из пп. 7-9, причем катионный или ионизируемый по катионному типу липид или липидоподобный материал включает от примерно 20 мол.% до примерно 80 мол.% всего липида или липидоподобного материала, присутствующего в частицах.10. The composition according to any one of paragraphs. 7-9, wherein the cationic or cationically ionizable lipid or lipid-like material comprises from about 20 mole % to about 80 mole % of the total lipid or lipid-like material present in the particles. 11. Композиция по любому из пп. 8-10, причем некатионный липид или липидоподобный материал включает от примерно 0 мол.% до примерно 80 мол.% всего липида или липидоподобного материала, присутствующего в частицах.11. Composition according to any one of paragraphs. 8-10, wherein the non-cationic lipid or lipid-like material comprises from about 0 mole % to about 80 mole % of the total lipid or lipid-like material present in the particles. 12. Композиция по любому из пп. 7-11, причем конъюгат полисаркозин-липид или конъюгат полисаркозина и липидоподобного материала включает от примерно 0,25 мол.% до примерно 50 мол.% всего липида или липидоподобного материала, присутствующего в частицах.12. The composition according to any one of paragraphs. 7-11, wherein the polysarcosine-lipid conjugate or polysarcosine-lipid-like material conjugate comprises from about 0.25 mole % to about 50 mole % of the total lipid or lipid-like material present in the particles. 13. Композиция по любому из пп. 1-12, причем РНК представляет собой мРНК.13. The composition according to any one of paragraphs. 1-12, wherein the RNA is mRNA. 14. Композиция по любому из пп. 3-13, причем катионный или ионизируемый по катионному типу липид или липидоподобный материал включает N,N-диметил-2,3-диолеилокси)пропиламин (DODMA), хлорид N,N-диолеил-N,N-диметиламмония (DODAC), бромид N,N-дистеарил-N,N-диметиламмония (DDAB), хлорид N-(1-(2,3-диолеоилокси)пропил)-N,N,N-триметиламмония (DOTAP), хлорид N-(1-(2,3-диолеилокси)пропил)-N,N,N-триметиламмония (DOTMA), 1,2-дилинолеилокси-N,N-диметиламинопропан (DLinDMA), 1,2-дилиноленилокси-N,N-диметиламинопропан (DLenDMA), 2,2-дилинолеил-4-(2-диметиламиноэтил)-[1,3]-диоксолан (DLin-KC2-DMA), 2,2-дилинолеил-4-диметиламинометил[1,3]-диоксолан (DLin-K-DMA) или их смесь.14. The composition according to any one of paragraphs. 3-13, wherein the cationic or cationically ionizable lipid or lipid-like material comprises N,N-dimethyl-2,3-dioleyloxy)propylamine (DODMA), N,N-dioleyl-N,N-dimethylammonium chloride (DODAC), bromide N,N-distearyl-N,N-dimethylammonium (DDAB), N-(1-(2,3-dioleoyloxy)propyl)-N,N,N-trimethylammonium chloride (DOTAP), N-(1-(2 ,3-dioleyloxy)propyl)-N,N,N-trimethylammonium (DOTMA), 1,2-dilinoleyloxy-N,N-dimethylaminopropane (DLinDMA), 1,2-dilinoleyloxy-N,N-dimethylaminopropane (DLenDMA), 2 ,2-dilinoleyl-4-(2-dimethylaminoethyl)-[1,3]-dioxolane (DLin-KC2-DMA), 2,2-dilinoleyl-4-dimethylaminomethyl[1,3]-dioxolane (DLin-K-DMA ) or a mixture of them. 15. Композиция по любому из пп. 8-14, причем некатионный липид или липидоподобный материал включает фосфолипид.15. The composition according to any one of paragraphs. 8-14, wherein the non-cationic lipid or lipid-like material comprises a phospholipid. 16. Композиция по любому из пп. 8-15, причем некатионный липид или липидоподобный материал включает холестерин или производное холестерина.16. The composition according to any one of paragraphs. 8-15, wherein the non-cationic lipid or lipid-like material comprises cholesterol or a cholesterol derivative. 17. Композиция по любому из пп. 8-16, причем некатионный липид или липидоподобный материал включает смесь фосфолипида и холестерина или производного холестерина.17. The composition according to any one of paragraphs. 8-16, wherein the non-cationic lipid or lipid-like material comprises a mixture of a phospholipid and cholesterol or a cholesterol derivative. 18. Композиция по любому из пп. 15-17, причем фосфолипид выбирают из группы, включающей дистеароилфосфатидилхолин (DSCP), дипальмитоилфосфатидилхолин (DРPC) или их смесь.18. Composition according to any one of paragraphs. 15-17, wherein the phospholipid is selected from the group consisting of distearoylphosphatidylcholine (DSCP), dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC), or a mixture thereof. 19. Композиция по любому из пп. 8-18, причем некатионный липид или липидоподобный материал включает смесь DSCP и холестерина.19. The composition according to any one of paragraphs. 8-18, wherein the non-cationic lipid or lipid-like material comprises a mixture of DSCP and cholesterol. 20. Композиция по любому из пп. 1-19, причем полисаркозин включает от 2 до 200 звеньев саркозина.20. The composition according to any one of paragraphs. 1-19, wherein the polysarcosine comprises from 2 to 200 sarcosine units. 21. Композиция по любому из пп. 7-20, причем конъюгат полисаркозин-липид или конъюгат полисаркозина и липидоподобного материала имеет следующую общую формулу (I):21. The composition according to any one of paragraphs. 7-20, wherein the polysarcosine-lipid conjugate or polysarcosine-lipid-like material conjugate has the following general formula (I):
Figure 00000012
,
Figure 00000012
,
где х означает количество звеньев саркозина и имеет значения от 2 до 200.where x is the number of sarcosine units and has values from 2 to 200. 22. Композиция по любому из пп. 7-21, причем конъюгат полисаркозин-липид или конъюгат полисаркозина и липидоподобного материала имеет следующую общую формулу (II):22. The composition according to any one of paragraphs. 7-21, wherein the polysarcosine-lipid conjugate or polysarcosine-lipid-like material conjugate has the following general formula (II):
Figure 00000013
,
Figure 00000013
,
где х означает количество звеньев саркозина и имеет значения от 2 до 200 и один из R1 и R2 включает гидрофобную группу, и другой представляет собой Н, гидрофильную группу или функциональную группу, необязательно включающую нацеливающую частицу.where x is the number of sarcosine units and has values from 2 to 200 and one of R 1 and R 2 includes a hydrophobic group and the other is H, a hydrophilic group or a functional group, optionally including a targeting particle. 23. Композиция по любому из пп. 7-22, причем конъюгат полисаркозин-липид или конъюгат полисаркозина и липидоподобного материала имеет следующую общую формулу (III):23. The composition according to any one of paragraphs. 7-22, wherein the polysarcosine-lipid conjugate or polysarcosine-lipid-like material conjugate has the following general formula (III):
Figure 00000014
,
Figure 00000014
,
где х означает количество звеньев саркозина и имеет значения от 2 до 200 и R представляет собой Н, гидрофильную группу или функциональную группу, необязательно включающую нацеливающую частицу.where x is the number of sarcosine units and has values from 2 to 200 and R is H, a hydrophilic group or a functional group, optionally including a targeting particle. 24. Композиция по любому из пп. 1-23, причем конъюгат полисаркозин-липид или конъюгат полисаркозина и липидоподобного материала является элементом, выбранным из группы, включающей конъюгат полисаркозин-диацилглицерин, конъюгат полисаркозин-диалкилоксипропил, конъюгат полисаркозин-фосфолипид, конъюгат полисаркозин-церамид и их смесь.24. The composition according to any one of paragraphs. 1-23, wherein the polysarcosine-lipid conjugate or the polysarcosine-lipid-like material conjugate is an element selected from the group consisting of a polysarcosine-diacylglycerol conjugate, a polysarcosine-dialkyloxypropyl conjugate, a polysarcosine-phospholipid conjugate, a polysarcosine-ceramide conjugate, and a mixture thereof. 25. Композиция по любому из пп. 1-24, причем частицы представляют собой наночастицы.25. The composition according to any one of paragraphs. 1-24, wherein the particles are nanoparticles. 26. Композиция по любому из пп. 1-25, причем частицы включают наноструктурированное ядро.26. The composition according to any one of paragraphs. 1-25, wherein the particles include a nanostructured core. 27. Композиция по любому из пп. 1-26, причем частицы имеют размер от примерно 30 нм до примерно 500 нм.27. The composition according to any one of paragraphs. 1-26, with particles having a size of from about 30 nm to about 500 nm. 28. Композиция по любому из пп. 1-27, причем конъюгат полисаркозина ингибирует агрегацию частиц.28. The composition according to any one of paragraphs. 1-27, wherein the polysarcosine conjugate inhibits particle aggregation. 29. Способ доставки РНК в клетки субъекта, включающий введение субъекту композиции по любому из пп. 1-28.29. A method for delivering RNA to cells of a subject, comprising administering to the subject a composition according to any one of paragraphs. 1-28. 30. Способ доставки терапевтического пептида или белка субъекту, включающий введение субъекту композиции по любому из пп. 1-28, причем РНК кодирует терапевтический пептид или белок.30. A method for delivering a therapeutic peptide or protein to a subject, comprising administering to the subject a composition according to any one of paragraphs. 1-28, wherein the RNA encodes a therapeutic peptide or protein. 31. Способ лечения или предупреждения заболевания или расстройства у субъекта, включающий введение субъекту композиции по любому из пп. 1-28 в терапевтически эффективном количестве, причем доставка РНК в клетки субъекта благоприятна при лечении или предупреждении заболевания или расстройства.31. A method of treating or preventing a disease or disorder in a subject, comprising administering to the subject a composition according to any one of paragraphs. 1-28 in a therapeutically effective amount, wherein delivery of the RNA to the subject's cells is beneficial in treating or preventing the disease or disorder. 32. Способ лечения или предупреждения заболевания или расстройства у субъекта, включающий введение субъекту композиции по любому из пп. 1-28 в терапевтически эффективном количестве, причем РНК кодирует терапевтический пептид или белок, и при этом доставка терапевтического пептида или белка РНК субъекту благоприятна при лечении или предупреждении заболевания или расстройства.32. A method of treating or preventing a disease or disorder in a subject, comprising administering to the subject a composition according to any one of paragraphs. 1-28 in a therapeutically effective amount, wherein the RNA encodes a therapeutic peptide or protein, and wherein delivery of the therapeutic RNA peptide or protein to a subject is beneficial in treating or preventing a disease or disorder. 33. Способ по любому из пп. 29-32, причем субъект представляет собой млекопитающее.33. The method according to any one of paragraphs. 29-32, wherein the subject is a mammal. 34. Способ по п. 33, причем млекопитающее является человеком.34. The method of claim 33, wherein the mammal is a human.
RU2021108690A 2018-10-01 2019-09-30 Rna particles including polysarcozine RU2792644C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EPPCT/EP2018/076633 2018-10-01
EPPCT/EP2019/069551 2019-07-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021108690A RU2021108690A (en) 2022-10-04
RU2792644C2 true RU2792644C2 (en) 2023-03-22

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994019314A1 (en) * 1993-02-19 1994-09-01 Nippon Shinyaku Co., Ltd. Glycerol derivative, device and pharmaceutical composition
WO2013033438A2 (en) * 2011-08-31 2013-03-07 Mallinckrodt Llc Nanoparticle peg modification with h-phosphonates
WO2016072500A1 (en) * 2014-11-08 2016-05-12 国立大学法人岡山大学 Molecular assembly containing modified rna, and rna delivery system using same
EP2942348B1 (en) * 2014-05-07 2017-10-25 Johannes Gutenberg-Universität Mainz Thiol-protected amino acid derivatives and uses thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994019314A1 (en) * 1993-02-19 1994-09-01 Nippon Shinyaku Co., Ltd. Glycerol derivative, device and pharmaceutical composition
WO2013033438A2 (en) * 2011-08-31 2013-03-07 Mallinckrodt Llc Nanoparticle peg modification with h-phosphonates
EP2942348B1 (en) * 2014-05-07 2017-10-25 Johannes Gutenberg-Universität Mainz Thiol-protected amino acid derivatives and uses thereof
WO2016072500A1 (en) * 2014-11-08 2016-05-12 国立大学法人岡山大学 Molecular assembly containing modified rna, and rna delivery system using same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KACZMAREK, J. C. et al., ''Advances in the delivery of RNA therapeutics: from concept to clinical reality'', Genome Medicine, 2017, 9, 60, pp. 2, 4-7. В.Г.БЕЛИКОВ, ''Фармацевтическая химия'', учебное пособие, 2007, Москва, "МЕДпресс-информ", стр.27-29. *
KARIKO K. et al. "Phosphate-enhanced transfection of cationic lipid-complexed mRNA and plasmid DNA", Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Biomembranes, 1998, 1369.2, 320-334, (abstract, pp. 321, 330-333). SCHROEDER A., et al. "Lipid-based nanotherapeutics for siRNA delivery", Journal of internal medicine, 2010, 267.1, 9-21, (abstract, pp. 11-17). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220001025A1 (en) RNA Particles Comprising Polysarcosine
US20230241223A1 (en) Rna particles comprising polysarcosine
WO2020069718A1 (en) Rna particles comprising polysarcosine
RU2738060C2 (en) Stable compositions of lipids and liposomes
US20230414747A1 (en) Lnp compositions comprising rna and methods for preparing, storing and using the same
US20240033344A1 (en) Pharmaceutical compositions comprising particles and mrna and methods for preparing and storing the same
RU2792644C2 (en) Rna particles including polysarcozine
EP4322925A2 (en) Rna compositions comprising a buffer substance and methods for preparing, storing and using the same
WO2022218503A1 (en) Lnp compositions comprising rna and methods for preparing, storing and using the same
US20230099898A1 (en) Composite rna particles
WO2023036960A1 (en) Lipid-based rna formulations suitable for therapy
WO2024028445A1 (en) Rna for preventing or treating tuberculosis
WO2024027910A1 (en) Rna for preventing or treating tuberculosis
WO2023126404A1 (en) Lipid-based formulations for administration of rna
WO2023194508A1 (en) Nucleic acid compositions comprising a multivalent anion, such as an inorganic polyphosphate, and methods for preparing, storing and using the same
WO2023030635A1 (en) Potency assay for therapeutic potential of coding nucleic acid
WO2023051926A1 (en) Treatment involving non-immunogenic rna for antigen vaccination and pd-1 axis binding antagonists