SK4782002A3 - Lipidic vesicles, a method for the manufacture thereof pharmaceutical composition containing the same and use thereof - Google Patents

Lipidic vesicles, a method for the manufacture thereof pharmaceutical composition containing the same and use thereof Download PDF

Info

Publication number
SK4782002A3
SK4782002A3 SK478-2002A SK4782002A SK4782002A3 SK 4782002 A3 SK4782002 A3 SK 4782002A3 SK 4782002 A SK4782002 A SK 4782002A SK 4782002 A3 SK4782002 A3 SK 4782002A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
dosper
substance
vesicle
virosomes
vesicles
Prior art date
Application number
SK478-2002A
Other languages
English (en)
Inventor
Ernst Rudolf Walti
Reinhard Gluck
Peter Klein
Original Assignee
Nika Health Products Ltd
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
Priority claimed from US09/414,872 external-priority patent/US6210708B1/en
Application filed by Nika Health Products Ltd filed Critical Nika Health Products Ltd
Publication of SK4782002A3 publication Critical patent/SK4782002A3/sk

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10Dispersions; Emulsions
    • A61K9/127Liposomes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K48/00Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10Dispersions; Emulsions
    • A61K9/127Liposomes
    • A61K9/1271Non-conventional liposomes, e.g. PEGylated liposomes, liposomes coated with polymers
    • A61K9/1272Non-conventional liposomes, e.g. PEGylated liposomes, liposomes coated with polymers with substantial amounts of non-phosphatidyl, i.e. non-acylglycerophosphate, surfactants as bilayer-forming substances, e.g. cationic lipids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • A61P35/02Antineoplastic agents specific for leukemia

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

Predložený vynález je z oblasti biochémie, génovej biotechnológie a génovej terapie a týka sa nových virozómov, tzn. pozitívne nabitých lipozómových vezikúl obsahujúcich v membráne vírusové glykoproteíny, na vysoko účinný prenos požadovaného materiálu, najmä genetického materiálu, do cieľových lokalít, a ich užitočných aplikácií. Predložené katiónové virozómy sú výnimočne vhodné na špecifické a nešpecifické, neinfekčné dodávanie negatívne nabitých zlúčenín, výhodne génov, do cieľových buniek in vitro a in vivo.
Doterajší stav techniky
WO 92/13525, ktorého celý obsah je tu začlenený jeho citáciou, uvádza, že virozómy vyrobené z fosfolipidových dvojvrstvových membrán, ktoré sú prestúpené vírusovými ihlicovými proteínmi z influenza vírusu a bunkovo špecifickými markermi, ako napríklad monoklonálnymi protilátkami, veľmi účinne fúzujú s modelovými membránami a živočíšnymi bunkami vďaka penetračnému mechanizmu podobnému s vírusovým mechanizmom prostredníctvom receptorom sprostredkovanej endocytózy. Hoci sú tieto virozómy úspešne aplikované na dodávanie chemických látok a požadovaných liečiv do cieľových lokalít, trpia určitými nevýhodami čo sa týka stabilného začlenenia a prenosu nabitých molekúl, ako napríklad negatívne nabitých nukleových kyselín.
WO 97/41834, ktorého celý obsah je tu začlenený jeho citáciou, opisuje katiónové virozómy na bunkovo špecifické dodávanie genetického materiálu do cieľových buniek in vitro a in vivo. Ďalej uvádza spôsob výroby takýchto virozómov, ako aj spôsoby aplikácie týchto virozómov.
-2Podstata vynálezu
Predložený vynález je podrobnejším rozvinutím vynálezu zverejneného pod číslom WO 97/41834 a týka sa nových katiónových virozómov, do ktorých sa vďaka ich špecifickému zloženiu membrány môže veľmi účinne naložiť akýkoľvek negatívne nabitý materiál, výhodne genetický materiál zahŕňajúci DNA alebo RNA s dlhým aj krátkym reťazcom, oligodeoxynukleotidy, ribonukleotidy, peptidové nukleové kyseliny (PNA), ribozýmy (RNA molekuly s enzymatickými aktivitami), gény, plazmidy a vektory. Neočakávane sa zistilo, že keď sa použije DOSPER ako katiónový lipid, v kombinácii s inými lipidmi, je možné vyrobiť vysoko účinné virozómy, ktoré až desaťkrát prekračujú už aj tak vysokú transfekčnú účinnosť DOTAP virozómov podľa WO 97/41834. Avšak tento prekvapujúci účinok sa dosiahne len keď sa ako katiónový lipid použije DOSPER, a keď sa DOSPER kombinuje s inými lipidmi v pomere, ktorý sa líši od známeho pomeru katiónových lipidov (DOTAP) voči iným lipidom, ktoré sú explicitne vymenované a nárokované voWO 97/41834.
Podstatou vynálezu sú lipidové vezikuly, ktoré typicky obsahujú vezikulovú membránu majúcu pozitívny sieťový náboj vďaka prítomnosti katiónových lipidov. Okrem toho obsahujú fuzogénne peptidy vírusového pôvodu, predominantne glykopeptidy vírusových obalov, ako napríklad hemaglutinín influenza vírusu, ktoré spôsobujú začleňovanie virozómov cieľovými bunkami prostredníctvom receptorom sprostredkovaného penetračného mechanizmu. Voliteľne môžu byť vybavené aj bunkovo špecifickými markerami na prednostné pripojenie na požadované cieľové bunky in vivo.
V jednom uskutočnení, ktoré je výhodné pre in vivo aplikácie virozómov, sa predložený vynález týka aj ireverzibilného kovalentného naviazania bunkovo špecifických markerov na katiónové virozómy zahŕňajúc, ale bez obmedzenia, monoklonálne protilátky, protilátkové fragmenty, ako napríklad F(ab’)2 a Fab fragmenty, cytokíny a/alebo rastové faktory, ktoré sú užitočné na selektívnu detekciu a viazanie cieľových buniek. Na vezikulovú membránu sú naviazané tak, aby vyčnievali do exteriéru a vykazovali v podstate úplnú funkčnú aktivitu čo sa týka detekcie a väzby receptora. Výhodný spôsob výroby virozómov obsahujúcich
-3miestne orientovaný sieťovo naviazaný bunkovo špecifický marker je opísaný v príklade 1 vo WO97/41834 pre DOTAP virozómy. Podľa tohto spôsobu sa bunkovo špecifické markery pripoja na vopred vytvorené fosfatidyletanolamínové molekuly na vytváranie priečnych väzieb, ako napríklad A/-[4-(p-maleimido-fenylbutyryl]fosfatidyletanolamín (MPB.PE) v prítomnosti detergentu.
Na dosiahnutie najlepších možných výsledkov je výhodné opatrne izolovať a purifikovať vírusové glykoproteíny pred rekonštituovaním, aby sa zabránilo inaktivácii buď proteolytickým štiepením, alebo redukciou vnútromolekulových S-S väzieb. V súlade s tým je výhodné, aby sa konjugované markery, napríklad markerMPB.PE, oddelili od nekonjugovaných fosfatidyletanolamínových molekúl na vytváranie priečnych väzieb (napríklad MPB.PE) afinitnou chromatografiou s aktivovanou agarózovou matricou, výhodne s redukovanou tiopropylovou Sepharose 6B. Alikvóty konjugovaných komplexov fosfatidyletanolamínových molekúl na vytváranie priečnych väzieb a markerových molekúl sa potom pridajú do detergentného roztoku obsahujúceho zmes rozpustených membránových lipidov, fúzovaných peptidov a iných želateľných zložiek pred tým, ako sa z nich vytvoria katiónové virozómy.
Je výhodné uskutočňovať párovací postup bifunkčného činidla na vytváranie priečnych väzieb s fosfolipidom a bunkovo špecifickým markerom ako oddelené procesy pred prípravou virozómov. Tento postup umožňuje lepšie kontrolovať a optimalizovať povrchovú hustotu virozómových membrán, najmä s ohľadom na počet bunkovo špecifických markerov, ktoré sú na nich naviazané. Zlepšená kontrola koncentrácie proteínových molekúl začlenených do alebo naviazaných na membránu je dôležitá do tej miery, do akej môže nevyvážený pomer fúzovaných peptidov (napríklad hemaglutinínu) a bunkovo špecifických markerov (napríklad protilátkových Fab’ fragmentov) na virozómovej membráne redukovať alebo aj zničiť ich selektívne vlastnosti a - v extrémnom prípade - môže viesť k zhlukovaniu a precipitácii vezikúl.
Výhodnosť použitia protilátkových fragmentov F(ab’)2 a Fab’ namiesto celých protilátkových molekúl ako bunkovo špecifických markerov bola podrobne diskutovaná vo WO 97/41834. Predložené bunkovo špecifické virozómy vykazujú selektivitu voči rôznym bunkovým typom vďaka ich bunkovo špecifickým markerom
-4na membráne a zároveň majú vysokú schopnosť penetrovať do bunky endocytózou vďaka vírusovému fuzogénnemu peptidu, napr. hemaglutinínu. Virozómy s Fab’ fragmentárni, ktoré rozoznávajú antigény asociované s tumorom, ako napríklad TAG72, CEA, 17-1 A, CA 19-9 alebo antigény asociované s leukémiou, ako napríklad CD 10 (CALLA = bežný antigén akútnej lymfocytovej leukémie) a CD20, sa selektívne, tzn. prednostnejšie, viažu na nádorové alebo leukemické bunky nesúce spomenuté antigény na ich bunkovom povrchu.
Nové vezikuly alebo virozómy sú užitočné najmä na prenos akéhokoľvek požadovaného negatívne nabitého materiálu, výhodne genetického materiálu, do cieľových lokalít, najmä do živočíšnych a ľudských buniek a tkanív, in vitro a in vivo. Je treba zdôrazniť, že nové virozómy sú schopné penetrovať nie len do proliferujúcich, tzn. replikujúcich sa, buniek, ale aj do neproliferujúcich, tzn. buniek v pokojovom štádiu, čo je znak, ktorý ich robí široko aplikovateľnými v oblasti biologických vied, farmakológie a medicíny tak vo forme výskumných a/alebo diagnostických nástrojov, ako aj vo forme liečiva. Použitie predložených virozómov ako prepravcov na dodávanie cytotoxických činidiel alebo nukleokyselinového materiálu ich robí vhodnými na aplikácie pri rôznych patologických stavoch, ako napríklad pri vírusových infekciách, rakovinách, nádoroch, leukémiách alebo iných ochoreniach vrátane ochorení, ktoré sú spôsobené genetickými defektmi a môžu byť vhodné pre metódy génovej terapie použitím predložených virozómov.
Virozómy podľa predloženého vynálezu môžu byť aplikované in vitro alebo in vivo. Napríklad, čistenie kostnej drene sa používa ako časť liečby niekoľkých neoplázii vrátane akútnej a chronickej leukémie. V súčasnosti sa dreň čistí od leukemických buniek rôznymi činidlami, ako napríklad imunologickými reakčnými činidlami a chemoterapeutickými liekmi. Potvrdilo sa, že ODN obalený vo virozóme a namierený proti onkogénu, ktorý poskytuje leukemickým bunkám rastovú výhodu, je terapeuticky užitočný, a čo je dôležitejšie, selektívnejší ako bežné chemoterapeutické činidlá pri eliminácii leukemických buniek, pričom šetrí normálne originálne bunky.
Na použitie ako liečivo môžu byť predložené virozómy časťou farmaceutického prostriedku, ktorý okrem toho obsahuje zvyčajné aditíva a farmaceutický prijateľné nosiče. Výhodné je, aby bol farmaceutický prostriedok
-5pripravený ako injekčný roztok, ale na niektoré aplikácie môžu byť výhodné aj iné formy prípravku, napr. emulzie, krémy, gély, masti na topické alebo systémové podávanie.
Takže predmetom predloženého vynálezu je aj použitie predložených virozómov na výrobu farmaceutického prostriedku vhodného na profylaktické a/alebo terapeutické ošetrenie zvieraťa alebo človeka, pre ktorých môže byť takéto ošetrenie užitočné. Ďalším predmetom predloženého vynálezu je použitie predložených virozómov na výrobu diagnostického kitu na in vitro a in vivo aplikácie.
Predložené vezikuly sa výhodne získavajú spôsobom, ktorý je analogický s akýmkoľvek zo spôsobov na výrobu DOTAP virozómov, ktoré sú opísané v príkladoch 1 až 3 a 6 vo WO 97/41834, s tou výnimkou, že DOTAP je nahradený DOSPERom, a že DOSPER koncentrácia v konečnej virozómovej membráne je správne nastavená v súlade s definíciou uvedenou tu nižšie a najmä, že táto koncentrácia nepresahuje 30 % hmotnosti celkového lipidového obsahu virozómu. V podstate zahŕňa spôsob prípravy predložených virozómov nasledujúce kroky:
a) prípravu tlmivého roztoku, ktorý obsahuje neiónový detergent, a ktorý okrem toho obsahuje DOSPER a iné lipidy a aspoň jeden aktívny fuzogénny peptid, ktorým je vírusový hemaglutinín iný ako Sendai, ktorý spôsobuje internalizáciu vezikúl cieľovými bunkami prostredníctvom receptorom sprostredkovanej fagocytózy alebo endocytózy;
b) nastavenie lipidových koncentrácií (vztiahnuté na celkové membránové lipidy) na 5 až 30 % hmotn. DOSPER a vyváženie 95 až 70 % hmotn. inými lipidmi zahŕňajúcimi fosfatidylcholín (PC) alebo jeho deriváty a voliteľne fosfatidyletanolamín (PE) a/alebo katiónové lipidy iné ako DOSPER; a
c) odstránenie detergentu dialýzou alebo ošetrením roztoku s mikronosičovými guľôčkami, čo vedie k vytvoreniu pozitívne nabitých lipidových dvojvrstvových vezikúl; a výhodne
d) zavedenie určitého množstva požadovaného lieku alebo látky do vezikúl na dodanie do cieľových buniek, pričom požadovaný liek alebo látka je výhodne negatívne nabitá a najmä vybraná zo skupiny obsahujúcej farbičku, stopovaciu látku, kozmetické činidlo, farmaceutický alebo biologicky aktívnu látku a nukleokyselinový materiál.
-6V inom uskutočnení vynálezu výhodnom na in vivo aplikácie virozómov sa aplikuje vhodné bifunkčné činidlo na vytváranie priečnych väzieb na ireverzibilné naviazanie bunkovo špecifického markera na vezikulovú membránu. Bunkovo špecifický marker, ktorý je namierený proti bunkovému receptoru zodpovednému za selektívne naviazanie virozómu na bunky, sa viaže na činidlo na vytváranie priečnych väzieb takým spôsobom, že je stále plne biologicky aktívny. Je výhodne, aby sa činidlo na vytváranie priečnych väzieb použilo vo forme vopred vytvoreného molekulového komplexu, v ktorom je činidlo na vytváranie priečnych väzieb kovalentne naviazané na fosfatidyletanolamín a bunkovo špecifický marker, ako je definované v nárokoch.
Výraz fuzogénny peptid označuje peptidy alebo proteíny, ktoré sú schopné indukovať a/alebo napomáhať fúzovacej reakcii medzi virozómovou membránou a lipidovou membránou cieľovej bunky. Vo väčšine uskutočnení označuje vírusové ihlicové glykoproteíny obsahujúce fúzovací peptid, najmä kompletný hemaglutínový spúšťač vírusových povrchových ihlíc, jeho monomér alebo jednu alebo obe štiepne podjednotky, glykopeptidy HA1 a HA2 obsahujúce funkčný fúzovací peptid. V inom uskutočnení predloženého vynálezu výraz označuje samotný čistý fúzovací peptid, buď izolovaný z prirodzených zdrojov, alebo produkovaný synteticky. Vo výnimočne výhodnom uskutočnení predloženého vynálezu označujú tieto polypeptidy obsahujúce fúzovací peptid hemaglutinínu influenza vírusu, napríklad hemaglutinín A-H1N1 subtyp.
Namiesto, alebo okrem influenza vírusového hemaglutinínu môžu byť na použitie ako fúzované peptidy (proteíny) pre predložené virozómy vhodné aj hemaglutiníny z iných vírusov pokiaľ vykazujú v podstate rovnaký pHsprostredkovaný bunkový penetračný mechanizmus ako influenza hemaglutinín. Kandidátske hemaglutiníny zahŕňajú napríklad rhabdovírus, parainfluenza vírus typ III, Semliki Forest vírus a togavírus, ako je opísané vo WO97/41834.
Výraz činidlo na vytváranie priečnych väzieb označuje organickú heterobifunkčnú molekulu schopnú naviazať sa na povrch vezikúl pripravených podľa tohto vynálezu a schopnú viazať polypeptidy. Vo výhodnom uskutočnení predloženého vynálezu táto molekula obsahuje /V-hydroxysukcínimidovú skupinu na párovanie s aminoskupinou fosfatidyletanolamínu a maleimidovú skupinu na
-Ί konjugáciu s bunkovo špecifickými markerom, ako napríklad fragmentom monoklonálnej protilátky. Vhodné činidlá na vytváranie priečnych väzieb zahŕňajú sukcínimidyl 4-(/V-maleimidometyl)-cyklohexán-1 -karboxylát, m-maleimidobenzoyl/V-hydroxysukcínimidester, m-maleimidobenzoyl-/V-hydroxysulfosukcínimidester, sukcínimidyl 4-(p-maleimidofenyl)-butyrát, sulfosukcínimidyl 4-(p-maleimidofenyl)butyrát. Alternatívne môže byť činidlom na vytváranie priečnych väzieb molekula, ktorá obsahuje /V-hydroxysukcínimidovú skupinu a fotoreaktívnu azido skupinu na pripojenie markerov, napríklad cytokínov, ako napríklad /V-hydroxysukcínimidylsuberát (NHS-SA), /V-hydroxysukcínimidyl-4-azidobenzoát (HASAB), /V-sukcínimidyl-6-(4'-azido-2'-nitrofenylamino)hexanoát (SANPAH), /V-sulfosukcínimidyl-6-(4'-azido-2-nitrofenylamino)hexanoát. Je výhodné, aby bolo činidlo na vytváranie priečnych väzieb použité vo forme vopred vytvoreného molekulového komplexu lipid plus činidlo na vytváranie priečnych väzieb plus bunkovo špecifický marker.
Výraz bunkovo špecifický proteín alebo bunkovo špecifický markeľ označuje proteín, ktorý je schopný naviazať sa na činidlo na vytváranie priečnych väzieb respektívne na komplex činidla na vytváranie priečnych väzieb a lipidu, a okrem toho je schopné viazať sa na receptor cieľových buniek. Vo výhodnom uskutočnení predloženého vynálezu táto molekula označuje monoklonálnu protilátku, protilátkový fragment, cytokín alebo rastový faktor. Bunkovo špecifický marker poskytuje selektívnu detekciu a viazanie sa na cieľové bunky a tak zlepšuje účinok fuzogénneho peptidu, ktorý sa spolu s ním nachádza vo virozómovej membráne. Výhodné protilátkové fragmenty zahŕňajú F(ab’)2 a Fab’ fragmenty, zatiaľ čo bunkovo špecifické markery ďalej zahŕňajú interleukíny a iné cytokíny, najmä tie, ktoré sú uvedené nižšie v tabuľke 1.
Tabuľka 1
Cytokíny (medzinárodné skratky)
BDNF IFNa MIP-1a PDGF
CNTF IFNp ΜΙΡ-1β PF-4
EGF IFNy MIP-2 RANTES
E po IL-1 až il-15 NGF SCG
GFG LIF NT-3 TGFa
G-CSF LT (TNFp) NT-4 TGFp
GM-CSF MCP-1 až MCP-3 OSM TNFa
1-309/TCA-3 M-CSF PBP Tpo
γΙΡ-10 MIF PBSF jVEGF
Výraz katiónový lipid, tak ako je používaný tu, označuje organickú molekulu, ktorá obsahuje katiónovú zložku a nepolárny chvost, takzvaný „head-totaiľ amfifil, ako napríklad Λ/-[(1,2,3-dioleoyloxy)propyl]-/V,/V,/\/-trimetylamóniumchlorid (DOTMA) (Felgner a ďalší, Proc. Natl. Acad. USA 84: 7413-7417, 1987), Λ/-[(1,2,3-dioleoyloxy)-propyl]-/V,/\/,/\/-trimetylamóniummetylsulfát (DOTAP) alebo A/-ŕerc-butyl-/V-tetradecyl-3-tetradecylaminopropiónamidín (Ruysschaert a ďalší, Biochem. Biophys. Res. Commun. 203: 1622-1628, 1994). Ak nie je explicitne uvedené inak, výraz zahŕňa aj nižšie definované polykatiónové lipidy.
Výraz polykatiónový lipid označuje organickú molekulu, ktorá obsahuje polykatiónovú zložku a nepolárny chvost, ako napríklad lipospermín: 1,3-dipalmitoyl2-fosfatidyletanolamido-spermín (DPPES) a dioktadecylamidoglycyl-spermín (DOGS) (Behr a ďalší, Proc. Natl. Acad. USA 86: 6982-6986, 1989), 2,3-dioleoyloxy-/V-[2-(spermínkarboxamido)etyl]-/V,/V-dimetyl-1-propánamínium-trifluóracetát (DOSPA), 1,3-dioleoyloxy-2-(6-karboxy-spermyl)-propylamid (DOSPER), Ν,Ν,Ν’,Ν'tetrametyl-/V,/\f-bis(2-hydroxyetyl)-2,3-dioleoyloxy-1,4-butándiamónium-jodid (THDOB).
Podstatné je, aby všetky virozómy podľa predloženého vynálezu obsahovali DOSPER a jeden alebo viacero iných prirodzených alebo syntetických lipidov, ktoré sú pozitívne nabité alebo neutrálne. Termínom pozitívne nabitý sa myslí, že lipidy majú pozitívny sieťový náboj pri fyziologickom pH. Takže výraz pozitívne nabité lipidy, membrány alebo virozómy má označovať lipidy, membrány alebo virozómy, ktoré majú pozitívny sieťový náboj pri fyziologickom pH. Neutrálne lipidy nevykazujú žiadny sieťový náboj pri fyziologickom pH a zahŕňajú lipidy ako napríklad cholesterol alebo jeho deriváty a/alebo fosfolipidy obojakého iónového
-9typu, ktoré majú pozitívne a negatívne nabité oblasti vo vnútri molekuly, ktoré si vzájomne stechiometricky kompenzujú náboje.
Výraz negatívne nabitý materiál, tak ako je používaný tu, zahŕňa akékoľvek požadované liečivo alebo látku, ktoré nesú negatívny sieťový náboj pri fyziologickom pH.
Výraz požadované liečivo alebo látka, tak ako je používaný tu, zahŕňa akúkoľvek chemickú látku, zlúčeninu alebo zmes zlúčenín, ktoré sú aplikovateľné na kozmetické, diagnostické, farmaceutické, medicínske alebo akékoľvek iné vedecké účely. Takéto látky zahŕňajú zlúčeniny, ktoré je možné analyticky monitorovať in vitro alebo in vivo, ako napríklad farbičku, fluorescenčné farbičky, rádioaktívne alebo inak značené zlúčeniny, stopovacie alebo markerové látky; zahŕňajú však aj proteínové alebo neproteínové liečivá alebo akékoľvek iné farmaceutický alebo biologicky aktívne látky, najmä bežné protivírusové alebo protirakovinové činidlá, ale aj nukleokyselinové zlúčeniny, ako sú tu definované. Keďže predložené virozómy sú pri fyziologickom pH pozitívne nabité, je výhodné, aby boli naplnené buď neutrálnymi, alebo negatívne nabitými požadovanými liečivami alebo látkami, pretože je tak umožnené najúčinnejšie a najstabilnejšie začlenenie do virozómov.
Výrazy nukleová kyselina alebo genetický materiál, tak ako sú používané tu, zahŕňajú DNA alebo RNA s krátkymi reťazcami, deoxyribonukleotidy, oligodeoxyribonukleotidy, oligodeoxyribonukleotidové selenoáty, oligodeoxyribonukleotidové fosforotioáty (OPTs), oligodeoxyribonukleotidové fosforamidáty, oligodeoxyribonukleotidové metylfosfonáty, peptidové nukleové kyseliny (PNAs), ribonukleotidy, oligoribonukleotidy, oligoribonukleotidové fosforotioáty, 2'-0meoligoribonukleotidové fosfáty, 2'-Ome-oligoribonukleotidové fosforotioáty, ribozýmy (RNA molekuly s enzymatickými aktivitami), gény, plazmidy a vektory (klonovacie vehikula).
Výraz virozómy, tak ako je používaný tu, označuje, v jeho najjednoduchšej forme, lipozomálne vezikuly s dvojvrstvovou membránou obsahujúcou katiónové lipidy a vnútorným, výhodne vodným, priestorom, pričom membrána okrem toho obsahuje vírusové proteíny, konkrétne vírusové glykoproteíny. Vo výhodnom uskutočnení vírusové proteíny zahŕňajú aspoň jeden fuzogénny peptid alebo proteín
- 10s úplnou biologickou fúzovacou aktivitou, konkrétne ihlicový glykoproteínový hemaglutinín a/alebo neuramidázu influenza A (napr. A/Singapore) vírusu. Treba chápať, že vírusové proteíny zahŕňajú aj synteticky produkované aminokyselinové sekvencie zodpovedajúce alebo rovnaké ako tu opísaný fúzovací peptid influenza vírusu. Membránové lipidy zahŕňajú vyššie definované katiónové lipidy, ale voliteľne môžu zahŕňať aj iné prirodzené a/alebo syntetické lipidy, výhodne fosfolipidy, ako napríklad fosfatidylcholín (PC) a fosfatidyletanolamín (PE).
Hoci katiónové virozómy podľa predloženého vynálezu môžu byť v mnohých prípadoch, najmä na in vitro bunkové kultivačné experimenty, úspešne aplikované bez bunkovo špecifických markerov na membráne, na in vivo aplikácie je výnimočne výhodné, aby obsahovali aj aspoň jeden bunkovo špecifický marker, ako je definovaný vyššie, na membráne. Priemerný priemer vezikúl je v rozsahu 120 až 180 nm, čo sa stanovuje elektrónovou mikroskopiou a dynamickým svetelným rozptylom.
Použitím katiónových virozómov podľa predloženého vynálezu ako nosičov pre požadované liečivá alebo látky vrátane genetického materiálu, je možné predchádzať alebo aspoň značne znížiť nežiadúce vedľajšie účinky spôsobené toxicitou. Tento užitočný účinok sa dosahuje vďaka tomu, že predložené katiónové virozómy majú, v porovnaní s doteraz známymi lipozómami alebo virozómami, oveľa vyššiu aktivitu a účinnosť prenosu zachyteného materiálu, najmä negatívne nabitého materiálu, ako napríklad antisense oligonukleotidov, do cieľových buniek a, čo je ešte dôležitejšie, oveľa vyššiu aktivitu a účinnosť expresie transfekovaného nukleokyselinového materiálu cieľovou bunkou.
Z toho vyplýva, že predmetom predloženého vynálezu je poskytnúť DOSPER virozómy definované v nároku 1 a ich variácie definované ako ďalšie uskutočnenia v nasledujúcich nárokoch 2 až 11. Predmetom vynálezu je aj poskytnutie prostriedkov obsahujúcich nové virozómy spolu s vhodným nosičom na rôzne aplikácie, ako je určené napríklad v nároku 12.
Ďalej vynález poskytuje spôsobu výroby nových virozómov, ako je určený v nároku 13, s variáciami definovanými v nárokoch 14 až 24.
-11 Ešte ďalším predmetom predloženého vynálezu je vysvetlenie a nárokovanie špecifickejších spôsobov používajúcich predložené virozómy, ako sú definované v nárokoch 25 až 29.
Na to, aby mohol byť tu opísaný vynález hlbšie pochopený uvádzame nasledujúce príklady. Príklady sú len na ilustratívne účely a nie sú v žiadnom ohľade mienené ako obmedzujúce tento vynález.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Obrázok 1: Vplyv dĺžky času transfekcie na množstvo prijatého DNAplazmidu. 5x105 buniek ľudskej transformovanej primárnej embryonálnej obličkovej bunkovej línie 293 T v 0,5 ml média sa transfekovalo DOSPER-virozómami a DOSPER-lipozómami obsahujúcimi 3H-značený plazmid pGreen Lantern.
Obrázok 2: Vplyv dĺžky času transfekcie na množstvo prijatého DNAplazmidu. 5x105 buniek opičej fibroblastovej bunkovej línie COS-1 sa transfekovalo DOSPER-virozómami a DOSPER-lipozómami obsahujúcimi 3H-značený plazmid pGreen Lantern.
Obrázok 3: Vplyv dĺžky času transfekcie na množstvo prijatého DNAplazmidu. 5x105 buniek bunkovej línie HeLa z ľudského epitelioidného karcinómu krčku maternice v 0,5 ml média sa transfekovalo DOSPER-virozómami a DOSPERlipozómami obsahujúcimi 3H-značený plazmid pGreen Lantern.
Obrázok 4: Vplyv dĺžky času transfekcie na množstvo prijatého DNAplazmidu. 5x105 buniek myšacej fibroblastovej bunkovej línie NIH3T3 sa transfekovalo DOSPER-virozómami a DOSPER-lipozómami obsahujúcimi 3H-značený plazmid pGreen Lantern.
Obrázok 5: Vplyv dĺžky času transfekcie na množstvo prijatého DNAplazmidu. 5x105 buniek ľudskej chronickej myelogénnej leukemickej bunkovej línie K562 sa transfekovalo DOSPER-virozómami a DOSPER-lipozómami obsahujúcimi 3H-značený plazmid pGreen Lantern.
Obrázok 6: Vplyv dĺžky času transfekcie na množstvo prijatého DNAplazmidu. 5x105 buniek myšacej myelómovej bunkovej línie P3 sa transfekovalo
- 12DOSPER-virozómami a DOSPER-lipozómami obsahujúcimi 3H-značený plazmid pGreen Lantern.
Obrázok 7: Vplyv dĺžky času transfekcie na množstvo prijatého DNAplazmidu. 5x105 buniek bunkových línií COS-1, 293T, K562 a P3X63Ag8 sa transfekovalo DOSPER-virozómami obsahujúcimi 3H-značený plazmid pcDNA3.1/His B/lacZ.
Obrázok 8: Vplyv dĺžky času transfekcie na množstvo prijatého DNAplazmidu. 5x105 buniek ľudskej transformovanej primárnej embryonálnej obličkovej bunkovej línie 293 T v 0,5 ml média sa transfekovalo DOSPER-virozómami a DOTAP-virozómami obsahujúcimi 3H-značený plazmid pcDNA3.1/His B/lacZ his (0,4 pg DNA; 24000 dpm = 100 %).
Obrázok 9: Vplyv dĺžky času transfekcie na množstvo prijatého DNAplazmidu. 5x105 buniek ľudskej chronickej myelogénnej leukemickej bunkovej línie K562 v 0,5 ml média sa transfekovalo DOSPER-virozómami a DOTAP-virozómami obsahujúcimi 3H-značený plazmid pcDNA3.1/His B/lacZ his (0,4 pg DNA; 24000 dpm = 100 %).
Obrázok 10: Vplyv dĺžky času transfekcie na množstvo prijatého DNAplazmidu. 5x105 buniek hybridnej nesekretujúcej myšacej bunkovej línie Sp2 v 0,5 ml média sa transfekovalo DOSPER-virozómami a DOTAP-virozómami obsahujúcimi 3H-značený plazmid pcDNA3.1/His B/lacZ his (0,4 pg DNA; 24000 dpm = 100%).
Obrázok 11: Vplyv dĺžky času transfekcie na množstvo prijatého DNAplazmidu. 5x105 buniek ľudskej epiteloidnej karcinómovej bunkovej línie HeLa sa transfekovalo DOSPER-virozómami obsahujúcimi 3H-značený plazmid pGreen Lantern.
Obrázok 12: Expresia β-galaktozidázy v NIH3T3 bunkách, ktoré boli transfekované s DOSPER virozómami, respektíve DOSPER lipozómami; priemerné hodnoty troch experimentov A, B a C.
Obrázok 13: Expresia β-galaktozidázy v NIH3T3 a 293T bunkách, ktoré boli transfekované s DOSPER virozómami (experiment A) použitím plazmidu pcDNA3.1/His B/lacZ v rozličných koncentráciách, ktorý bol poskytnutý v rozličných počtoch virozómov; hodnoty v ng/mg proteínu po 4 dňoch.
-13Prikladv uskutočnenia vynálezu
Príklad 1
Príprava DOSPER virozómov s kompletne aktívnymi fúzovacími vírusovými hemaglutinínovými spúšťačmi z influenza vírusu
Hemaglutinín (HA) z A/Singapore/6/86 kmeňa influenza vírusu sa izoloval ako je opísané v Skehel a Schild (1971), Proc. Natl. Acad. Sci. USA 79: 968-972. V krátkosti, vírus sa pestoval v alantoickej dutine slepačích vajec a dvakrát sa purifikoval centrifugáciou v sacharózovom gradiente. Purifikovaný vírus sa stabilizoval v tlmivom roztoku obsahujúcom 7,9 mg/ml NaCl, 4,4 mg/ml citrátu sodného - 2H2O, 2,1 mg/ml kyseliny 2-morfolinoetánsulfónovej a 1,2 mg/ml kyseliny A/-hydroxyetylpiperazín-/\/'-2-etánsulfónovej, pH 7,3. 53 ml vírusovej suspenzie obsahujúcej 345 pg HA na ml sa peletovalo ultracentrifugáciou pri 100000 ot./min. 10 minút. K influenza vírusovému peletu sa pridalo 7,7 ml tlmeného detergentného roztoku obsahujúceho 145 mM NaCl, 2,5 mM HEPES a 54 mg/ml neiónového detergentného oktaetylénglykolmonododecyléteru (OEG = C12E18), pH 7,4. Pelet sa úplne rozpustil použitím ultrasonifikácie počas 2 minút pri laboratórnej teplote. Roztok sa ultracentrifugoval pri 100000 ot./min. 1 hodinu. Získaný supernatant obsahoval rozpustený HA spúšťač (1,635 mg HA/ml) a stopové množstvá neuraminidázy. K 3,7 ml supernatantu (6 mg HA) sa pridalo 0,5 až 2 mg DOSPER a
5.5 až 4 mg (dováženie na 6 mg celkového obsahu lipidov) dioleoylfosfatidylcholínu (DOPC). Roztok sa sterilizoval pasážovaním cez 0,2pm filter a potom sa preniesol do sklenenej nádoby obsahujúcej 1,15 g sterilných mikronosičových guľôčok, výhodne Biobeads SM-2. Nádoba sa trepala 1 hodinu použitím trepačky REAX2 od Heidolph (Kelheim, Nemecko). Keď to bolo nevyhnutné, tento postup sa opakoval až trikrát s 0,58 mg Biobeads. Po týchto procedúrach sa získal mierne priehľadný roztok DOSPER virozómov.
Najlepšie výsledky sa dosiahli s prípravkami, ktoré obsahovali lipidový pomer
1.5 mg DOSPER (25 % hmotn. celkových lipidov) na 4,5 mg DOPC. Vyššie DOSPER koncentrácie, napríklad viac ako 30 až 35 % hmotn., neviedli k formovaniu správnych virozómov po odstránení detergentu.
-14Možné je čiastočné nahradenie DOPC s PE (fosfatidyletanolamínom) a/alebo inými katiónovými lipidmi, ako napríklad DOTAP alebo DOSPA, bez významnej straty transfekčnej aktivity.
Začlenenie fosforotioátových oligodeoxyribonukleotidov do DOSPER virozómov:
Antisense a sense oligodeoxyribonukleotidové fosforotioáty (OPTs) L-myc génu sa použili ako príklad na demonštrovanie vysokej účinnosti katiónových virozómov pri transfekcii. Prostredníctvom fosforamiditového chemického postupu sa syntetizovali 5'-FITC-OPTs. Pentadekamér (5'-FITC-GTAGTCCATGTCCGC-3') sa použil ako antisense OPT a pentadekamér (5'-FITC-GCGGACATGGACTAC-3') sa použil ako sense OPT. Syntetizoval sa kontrolný OPT so zmiešanou sekvenciou (msc) majúci rovnaký počet nukleotidov ako antisense a sense OPTs.
ml DOSPER virozómov sa pridal ku každému z:
a) 2 mg antisense FITC-OPT (1,3 μητιοΙ)
b) 3,4 mg sense FITC-OPT (1,3 μηηοΙ) a
c) 3,1 mg msc FITC-OPT (1,3 μιτιοΙ).
FITC-OPTs sa rozpustili a roztoky sa potom sonifikovali 2 minúty pri 26 °C. Neobalené FITC-OPTs sa oddelili od virozómov gólovou filtráciou na High Load Superdex 200 kolóne (Pharmacia, Švédsko). Kolóna sa ekvilibrovala so sterilným PBS. Prázdne objemové frakcie obsahujúce DOSPER virozómy s enkapsulovaným FITC-OPT sa eluovali s PBS a odobrali sa. Koncentrácie FITC-OPT zachyteného virozómami sa stanovovali fluorometricky potom ako sa virozómy úplne rozpustili v 0,1M NaOH obsahujúcom 0,1% (v/v) Triton X-100. Na kalibráciu fluorescenčnej stupnice sa stanovila fluorescencia prázdnych DOSPER-virozómov, ktoré sa rozpustili vo vyššie uvedenom detergentom roztoku, ako nula.
Pri pripájaní Fab’ fragmentov na virozómy prostredníctvom vopred vytvorených komplexov fosfatidyletanolamínu a bifunkčnej molekuly na vytváranie priečnych väzieb sa 3 mg čerstvo redukovaného Fab’ z hlodavčej monoklonálnej anti-CDIO-(AntiCALLA) protilátky, rozpustené v 2,8 ml tlmivého roztoku z kyseliny citrónovej (100 mM NaCl, 40 mM kyselina citrónová, 35 mM Na2HPO4.2H2O, 2 mM EDTA, pH 5,5) pridali do roztoku 0,524 mg A/-[4-(p-maleimido-fenyl)butyryl]fosfatidyletanolamínu (MPB.PE) v 215 μΙ tlmivého roztoku z kyseliny citrónovej
-15obsahujúcom 0,5 % n-oktyl-oligo-etylénu. Zmes sa potom inkubovala v dusíku 16 hodín pri 4 °C pričom sa mierne miešala. Po inkubovaní sa odstránil nenaviazaný MPB.PE prostredníctvom 400μΙ dávky čerstvo redukovanej vlhkej Thiopropyl Sepharose 6B (Pharmacia, Švédsko). Zmes sa inkubovala 4 hodiny pri laboratórnej teplote. Thiopropyl Sepharose 6B sa odstránila centrifugáciou a výsledný roztok sa neutralizoval na pH 7,0. Neutralizačný roztok sa nahradil s OEG (54 mg/ml).
Roztoky pripravené ako bolo opísané vyššie, sa pridali ku roztokom na prípravu DOSPER virozómov. V priebehu formovania virozómov sa Fab’-MPB.PE molekuly začlenili do lipidovej dvojvrstvy.
Mikrografy DOSPER virozómov potvrdzujú výhodnú unilamelárnu štruktúru vezikúl s priemerným priemerom približne 120 až 180 nm, čo sa stanovuje laserovým svetelným rozptylom. Jasne sú viditeľné HA proteínové ihlice influenza vírusu.
Plná fuzogénna aktivita predložených DOSPER virozómov sa potvrdila kvantitatívnym testom založeným na fluorescenčnom uvoľňovaní opísanom v Hoekstra a ďalší (1984), Biochemistry 23: 5675-5681 a L. Lúscher a ďalší (1993), Árch. Virol. 130: 317-326. Fluorescenčná sonda, oktadecyl rodamín B chlorid (R18) (získaná od Molecular Probes Inc., Eugene, USA), sa začlenila s vysokou hustotou do membrány DOSPER virozómov nanesením tlmeného OEG (Ci2E8) roztoku obsahujúceho DOSPER a HA na tenký suchý film fluorescenčnej sondy, nasledovalo trepanie 5 až 10 minút na rozpustenie sondy, potom sa pokračovalo ako je opísané v časti Príprava DOSPER virozómov.... Rozpúšťanie potlačeného rodamínu sa pozorovalo prostredníctvom inkubovania rodamínom značených DOSPER virozómov s modelovými lipozómami (pomer DOSPER/DOPC:lipozomálnemu fosfolipidu = 1:20). Fluorescencia sa merala Perkin-Elmer 1000 spektrofluorimetrom pri excitačnej vlnovej dĺžke 560 nm a emisnej vlnovej dĺžke 590 nm.
Príklad 2
Príjem virozómov bunkami
Začleňovanie 3H-značených plazmidov do DOSPER virozómov
-16V zásade sa začleňovanie nukleokyselinových zlúčenín do virozómov uskutočňovalo nasledujúcimi troma spôsobmi:
1. Dialýzou: Nukleokyselinové zlúčeniny sa obaľovali v priebehu vytvárania virozómov, pričom detergent Oktyl-POE (od Alexis Corp., Laeufelfingen, Švajčiarsko) sa odstránil dialýzou.
2. Biobeads: Nukleokyselinové zlúčeniny sa obaľovali v priebehu vytvárania virozómov, pričom detergent OEG sa odstránil prostredníctvom mikronosičov, napr. Biobeads SM2.
3. Ultrasonifikácia: Nukleokyselinové zlúčeniny sa obaľovali katiónovými lipidmi, výhodne DOSPER, a získané lipozómy alebo lipidové komplexy obsahujúce nukleovú kyselinu, výhodne DOSPER lipozómy alebo lipidové komplexy, sa fúzovali s DOSPER virozómami ultrasonifikáciou.
Keďže najlepšie rýchlosti začleňovania sa získali tretím spôsobom, väčšina experimentov sa uskutočňovala použitím tohto fúzovacieho spôsobu na začleňovanie nukleokyselinového materiálu do virozómov.
Plazmid pGREEN LANTERN® (GIBCO-BRL) sa produkoval v E. coli v prítomnosti 3H-metyltymidínu, aby sa získali rádioaktívne značené plazmidy na presnú kvantifikáciu účinnosti transfekcie. Špecifická aktivita plazmidu bola 6,625x1010 dpm/g (= 29,84 mCi/g).
11,6 μg 3H značeného plazmidu (17,5 μΙ) sa rozpustilo v 480 μΙ HEPES-NaCI tlmivého roztoku. Po pridaní 116 μg DOSPER (1 μg/μl) sa výsledná zmes 30 sekúnd ultrasonifikovala a potom sa nechala 15 min. v pokoji. Týmto spôsobom sa vytvorili lipidové komplexy pozostávajúce s DOSPER plazmidu. Alternatívne je namiesto lipidových komplexov možné produkovať DOSPER lipozómy a to bežnými metódami, napr. z tlmeného roztoku OEG, ktorý obsahuje DOSPER a plazmid a následným odstránením detergentu použitím dialýzy alebo mikronosičov absorbujúcich detergent, pričom voliteľne nasleduje ultrasonifikácia, čo vedie k vytvoreniu DOSPER lipozómov naplnených plazmidmi.
K roztoku obsahujúcemu lipidové komplexy alebo lipozómy naplnené plazmidom sa pridalo 93 μΙ vopred vyrobených (napr. podľa príkladu 1) prázdnych DOSPER virozómov. Zmes sa ultrasonifikovala 1 min., aby sa fúzovali DOSPER virozómy s lipozómami alebo lipidovými komplexami, aby sa začlenili plazmidy do
- 17virozómov. Tento spôsob zavádzania požadovaného materiálu do virozómov sa môže aplikovať aj na zavádzanie liečiv alebo látok líšiacich sa od nukleokyselinového materiálu, výhodne na zavádzanie negatívne nabitých látok.
Porovnanie účinnosti transfekcie 3H značeného plazmidu DOSPER virozómami a DOSPER lipozómami pg značenej plazmidovej DNA sa enkapsulovalo do DOSPER virozómov a 11,7 pg do vopred vyrobených DOSPER lipozómov. Štyri rozličné adherentné bunkové línie, tzn. HeLa, 293T, COS-1 a NIH3T3, a okrem toho bunkové línie K562 a P3/NSI/1-Ag4-1 rastúce v suspenznej kultúre, sa transfekovali s DOSPER virozómami a DOSPER lipozómami.
5x105 buniek každého bunkového typu sa inkubovalo v 500 pl (= 0,5 ml) média s 25 pl buď roztoku DOSPER virozómov obsahujúcich plazmid, alebo roztoku DOSPER lipozómov obsahujúcich plazmid, 2, 3, 6 a 24 hodín pri 37 °C. Pridané alikvoty DOSPER virozómov a DOSPER lipozómov obsahovali 400 ng značeného plazmidu, čo zodpovedalo rádioaktivite 26500 dpm (= 100 %). Po inkubovaní sa bunky premyli, lyžovali a príjem rádioaktivity sa meral betasnímačom.
Hodnotil sa vplyv dĺžky času transfekcie (inkubačného času) na množstvo prijatej plazmidovej DNA a výsledky sú graficky uvedené na obrázkoch 1 až 6. Vyššie uvedený Stručný opis obrázkov sumarizuje bunkové línie na každom z obrázkov. Z obrázkov 1 až 6 jasne vyplýva, že DOSPER virozómy sú vynikajúce na transfekciu v porovnaní s DOSPER lipozómami pri všetkých typoch buniek a pri všetkých inkubačných časoch. Dlhší inkubačný čas, 6 a 24 hodín, s DOSPER lipozómami viedol len k veľmi minimálnemu zvýšeniu príjmu DNA, zatiaľ čo dlhší inkubačný čas s DOSPER virozómami viedol k značne zvýšenému príjmu DNA. Tento výsledok naznačuje, že HA-sprostredkovaný príjem virozómov je oveľa účinnejší ako príjem indukovaný DOSPER lipozómami bez pomoci akýchkoľvek vírusových väzobných ligandov pre bunkové receptory. Je zaujímavé, že v prípade DOSPER virozómov inkubačné časy 6 až 24 hodín neviedli k saturácii začleňovania DNA, ale ďalej sa zvyšoval príjem DNA, čo je efekt, ktorý môže byť spôsobený rýchlou výmenou membránových receptorov po ich odstránení prostredníctvom receptorom sprostredkovanej endocytózy virozómov na bunkovom povrchu. Vo
-18všeobecnosti sa zistilo, že adherentné bunkové línie (rastúce v monovrstvách) boli účinnejšie transfekované ako bunkové línie transfekované v suspenznej kultúre.
Príklad 3
Časovo závislý príjem plazmidov eukaryotickými bunkami
Príklad 2 sa opakoval s iným 3H-značeným plazmidom, tzn. pcDNA3.1/His B/lacZ (dodávateľ: Invitrogen, Groningen, Holandsko). Bunkové línie COS-1, K562, 293T a P3X63Ag8 sa transfekovali DOSPER virozómami naplnenými týmto plazmidom a inkubovali sa 2, 4 a 72 hodín. Porovnanie s DOSPER lipozómami sa v tomto experimente neuskutočňovalo.
Výsledky sú graficky uvedené na obrázku 7. Je z neho možné odvodiť, že predlžovanie času inkubovania by mohlo viesť k ďalšiemu zvyšovaniu príjmu značeného plazmidu bunkou, keď sa použijú predložené virozómy. V skutočnosti, použitím predložených DOSPER virozómov, ako vysoko účinného prenosového systému pre nukleokyselinový materiál je možné dodať 60 až 80 % celkového množstva nukleokyselinového (napr. plazmidu) vstupu do požadovaných cieľových buniek. Všetky testované bunkové línie boli porovnateľne prístupné virozómu, a tým príjmu plazmidu.
Príklad 4
Porovnanie DOSPER virozómov a DOTAP virozómov
Virozómy penetrujú cicavčie bunky prostredníctvom HA-poháňaného receptorom sprostredkovaného mechanizmu známeho z influenza A vírusu. Neočakávalo sa, že by chemická povaha lipidovej dvojvrstvy virozómovej membrány mohla hrať dôležitú úlohu pokiaľ sa správne zachovával prirodzený status a fuzogénna aktivita HA. Preto sa verilo, že DOSPER virozómy a DOTAP virozómy majú približne rovnakú účinnosť transfekcie nukleokyselinového materiálu do cicavčích buniek.
Avšak prekvapujúco, výsledky experimentov zostavených na porovnávanie transfekčných účinností DOSPER a DOTAP virozómov boli iné, tzn. významne sa
-19líšili od očakávaní. Experimenty sa uskutočňovali podľa príkladov 1 a 2, pričom sa použil trítiom značený plazmid pcDNA3.1/His B/lacZ na enkapsuláciu a transfekciu. DOTAP virozómy sa pripravili podľa príkladu 1 vo WO97/41834 a zavedenie plazmidu sa uskutočnilo ako je opísané tu vyššie, použitím rovnakého postupu ako pre DOSPER virozómy. Rovnaké množstvo 3H-značeného plazmidu, ako je opísané v príklade 2 pre DOSPER virozómy, sa enkapsulovalo do DOTAP virozómov. Bunkové línie 293T, K562, Sp2 a HeLa sa inkubovali s DOSPER a DOTAP virozómami v rovnakých podmienkach ako je opísané vyššie, v príklade 2.
Výsledky sú graficky uvedené na obrázkoch 8 až 11. Je z nich zrejmé, že transfekčná účinnosť DOSPER virozómov je aspoň dvojnásobne vyššia ako transfekčná účinnosť DOTAP virozómov a môže byť až desaťnásobne vyššia. Najjasnejšie je viditeľný rozdiel v transfekčnej účinnosti najmä pri bunkových líniách rastúcich v suspenznej kultúre, ako napríklad v bunkovej línii Sp2 (obrázok 10). Príčine tohto javu sa ešte úplne nerozumie, ale môže byť aspoň čiastočne spôsobený rozdielnou chemickou povahou týchto dvoch lipidov, pričom polárna hlava DOSPER molekuly obsahuje štyri voľné aminoskupiny, zatiaľ čo polárna hlava DOTAP molekuly obsahuje len jednu voľnú aminoskupinu. Predpokladáme, bez viazanosti na teóriu, že enkapsulácia negatívne nabitého materiálu, ako napríklad plazmidov, do virozómov obsahujúcich DOSPER môže viesť k vyšším množstvám užitočných virozómov. Na rozdiel od toho, enkapsulácia plazmidu do DOTAP virozómov môže viesť k väčšiemu počtu defektných vezikúl s nízkym transfekčným potenciálom. Z druhej hypotézy by vyplývalo posilnenie účinku DOSPER v priebehu viazania sa virozómov na bunkovú membránu cieľových buniek, čo je názor, ktorý nemôžme vylúčiť.
Výsledky tak demonštrujú, že použitie polykatiónového lipidu DOSPER vykazuje prekvapujúco vynikajúcu transfekčnú účinnosť v porovnaní s najčastejšie používaným katiónovým lipidom DOTAP.
Príklad 5
Génová expresia po transfekcii s predloženými virozómami
-20Kvantitatívne stanovovanie použitím β-Gal ELISA kitu (dodávateľ: Boehringer Mannheim) expresie β-galaktozidázy uskutočňovanej cieľovými bunkami v experimentoch podľa príkladu 3, ktoré obdržali plazmid pcDNA3.1/His B/Iac Z prostredníctvom virozomálnej transfekcie, tiež potvrdilo, že nie len transfekčná rýchlosť virozómom dodávaného plazmidu bola vynikajúca v porovnaní s transfekčnou rýchlosťou lipozómom dodávaného plazmidu, ale aj jeho expresia v cieľových bunkách. Výsledkom experimentov bola dvadsaťnásobne až štyridsaťnásobne vyššia expresia β-galaktozidázy, keď sa použili DOSPER virozómy namiesto DOSPER lipozómov na transfekciu plazmidu do cieľových buniek (obrázok 12).
Avšak pozorovalo sa aj to, že existuje silná závislosť hladiny expresie βgalaktozidázy na koncentrácii plazmidu vo vnútri virozómov:
Tabuľka 2
Porovnanie virozómových prípravkov
Celkové množ. plazmidu en- kapsulovaného vo virozóme [pg] Celkové množ. DOSPER vo virozómoch [pg] Relatívny počet virozómov [zvolené jednotky] Pomer plazmid/DOSPER [pg/pg]
prípravok 1 0,4 6,45 100 0,062
prípravok 2 0,2 4,45 100 0,045
prípravok 3 0,4 8,9 200 0,045
prípravok 4 0,13 3,78 100 0,034
prípravok 5 0,4 11,35 300 0,035
Virozómy v prípravku 2 obsahujú o polovicu menej plazmidu ako virozómy v prípravku 1, pričom počet virozómov je rovnaký v oboch prípravkoch. Prípravok 1 zodpovedá výhodnému virozómovému prípravku, ktorý sa používal vo väčšine tu opísaných experimentov. Prípravok 3 obsahuje rovnaké množstvo plazmidu, tento však je distribuovaný v dvojnásobnom počte virozómov. Prípravok 4 obsahuje ešte menšie množstvo plazmidu enkapsulované v rovnakom množstve virozómov ako v
-21 prípravkoch 1 a 2. Prípravok 5 obsahuje rovnaké množstvo plazmidu ako prípravky 1 a 3, avšak toto množstvo je enkapsulované v takom počte virozómov, ktoré je trojnásobne vyššie ako v prípravku 1.
Výsledky, ktoré sú graficky znázornené na obrázku 13, dosvedčujú, že empiricky odvodená, výhodná DOSPER virozómová formulácia je dosť optimálna, a ďalej, že znižovanie plazmidovej koncentrácie v prípravkoch 2, 3 a 4 neviedlo k zvýšenej úrovni expresie. Hypotéza, že preplnenie cieľových buniek prostredníctvom transfekcie s virozómovými prípravkami podobnými vyššie opísanému prípravku 1 by možno mohlo inhibovať expresiu, sa preto ukázala ako ďalej neudržateľná.

Claims (27)

1. Lipidová vezikula s dvojvrstvovou membránou, ktorá má pozitívny sieťový náboj pri fyziologickom pH, pričom vezikula okrem toho obsahuje aspoň jeden aktívny fuzogénny peptid, ktorý je iný ako Sendai vírusový hemaglutinín, ktorý spôsobuje internalizáciu vezikúl cieľovými bunkami prostredníctvom receptorom sprostredkovanej fagocytózy alebo endocytózy, vyznačujúca sa tým, že vezikulová membrána obsahuje 5 až 30 % hmotn, vztiahnuté na celkový obsah membránových lipidov, 1,3-dioleoyloxy-2-(6-karboxyspermyl)propylamidu (DOSPER) a vyváženie 95 až 70 % hmotn. iných lipidov zahŕňajúcich fosfatidylcholín (PC) alebo jeho deriváty a voliteľne fosfatidyletanolamín (PE) a/alebo katiónové lipidy iné ako DOSPER.
2. Vezikula podľa nároku 1, vy z n a č u j ú c a sa t ý m , že ďalej obsahuje požadované liečivo alebo látku na dodanie do cieľových buniek, pričom uvedené požadované liečivo alebo látka sú výhodne negatívne nabité a výhodne vybrané zo skupiny obsahujúcej farbičku, stopovaciu látku, kozmetické činidlo, farmaceutický alebo biologicky aktívnu látku a nukleokyselinový materiál.
3. Vezikula podľa nároku 2, vyznačujúca sa tým, že požadovaným liečivom alebo látkou je nukleokyselinový materiál vybraný zo skupiny zahŕňajúcej DNA alebo RNA s krátkymi reťazcami, deoxyribonukleotidy, oligodeoxyribonukleotidy, oligodeoxyribonukleotidové selenoáty, oligodeoxyribonukleotidové fosforotioáty, oligodeoxyribonukleotidové fosforamidáty, oligodeoxyribonukleotidové metylfosfonáty, peptidové nukleové kyseliny, ribonukleotidy, oligoribonukleotidy, oligoribonukleotidové fosforotioáty, 2’-Ome-oligoribonukleotidové fosfáty, 2'-0meoligoribonukleotidové fosforotioáty, ribozýmy, gény, plazmidy a vektory.
4. Vezikula podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúca sa tým, že požadovaným liečivom alebo látkou je nukleokyselinový materiál a vezikula obsahuje uvedený nukleokyselinový materiál v množstve v rozsahu od 0,03
-26do 0,1, výhodne 0,045 do 0,065, pg nukleokyselinového materiálu na 1 pg DOSPER.
5. Vezikula podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúca sa tý m , že priemerný priemer vezikuly je v rozsahu 120 až 180 nm.
6. Vezikula podľa nároku 6, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje aspoň jeden bunkovo špecifický marker pripojený na vezikulovú membránu.
7. Vezikula podľa nároku 6, vyznačujúca sa tým, že vezikulová membrána ďalej obsahuje fosfatidyletanolamín (PE) a bifunkčnú molekulu na vytváranie priečnych väzieb, ktorá je jedným zo svojich väzobných miest pripojená na voľnú aminoskupinu fosfatidyletanolamínu a druhým svojim väzobným miestom je pripojená na bunkovo špecifický marker.
8. Vezikula podľa nároku 6 alebo 7, vyznačujúca sa tým, že bunkovo špecifickým markerom je biologicky aktívny proteín na naviazanie sa na receptor cieľových buniek vybraný zo skupiny pozostávajúcej z protilátky, protilátkového fragmentu, cytokínu a rastového faktora.
9. Vezikula podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, vyznačujúca sa t ý m , že hemaglutinín je odvodený od vírusu vybraného zo skupiny pozostávajúcej z rabdovírusu, parainfluenza vírusu typu II, Semliki Forest vírusu a togavírusu.
10. Vezikula podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 9, vyznačujúca sa tým, že vezikulová membrána obsahuje DOSPER v koncentrácii 10 až 30 %, výhodne 20 až 25 % hmotn., vztiahnuté na celkový obsah membránových lipidov.
11. Vezikula podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 10, vyznačujúca sa tým, že vezikulová membrána obsahuje, vztiahnuté na celkový obsah lipidov, 25 % hmotn. DOSPER a 75 % hmotn. PC, výhodne dioleoylfosfatidylcholínu (DOPC).
-2712. Prostriedok na použitie na kozmetické, farmaceutické alebo diagnostické aplikácie, vyznačujúci sa tým, že obsahuje rôzne vezikuly podlá ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11.
13. Spôsob výroby lipidovej vezikuly podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že zahŕňa nasledujúce kroky:
a) prípravu tlmivého roztoku, ktorý obsahuje neiónový detergent, a ktorý okrem toho obsahuje DOSPER a iné lipidy a aspoň jeden aktívny fuzogénny peptid, ktorým je iný ako Sendai vírusový hemaglutinín, ktorý spôsobuje internalizáciu vezikúl cieľovými bunkami prostredníctvom receptorom sprostredkovanej fagocytózy alebo endocytózy;
b) nastavenie lipidových koncentrácií, vztiahnuté na celkový obsah membránových lipidov, na 5 až 30 % hmotn. DOSPER a vyváženie 95 až 70 % hmotn. inými lipidmi zahŕňajúcimi fosfatidylcholín (PC) alebo jeho deriváty a voliteľne fosfatidyletanolamín (PE) a/alebo katiónové lipidy iné ako DOSPER; a
c) odstránenie detergentu dialýzou alebo ošetrením roztoku s mikronosičovými guľôčkami na vytvorenie pozitívne nabitých lipidových dvojvrstvových vezikúl.
14. Spôsob podľa nároku 13, vy z n a č u j ú c i sa t ý m , že ďalej zahŕňa krok zavedenia určitého množstva požadovaného lieku alebo látky do vezikúl na dodanie do cieľových buniek, pričom požadovaný liek alebo látka je výhodne negatívne nabitá a najmä vybraná zo skupiny obsahujúcej farbičku, stopovaciu látku, kozmetické činidlo, farmaceutický alebo biologicky aktívnu látku a nukleokyselinový materiál.
15. Spôsob podľa nároku 13 alebo 14, v y z n a č u j ú c i sa t ý m, že ďalej zahŕňa krok prípravy konjugátových molekulových komplexov pozostávajúcich z fosfatidyletanolamínu (PE), bifunkčnej molekuly na vytváranie priečnych väzieb a bunkovo špecifického markera takým spôsobom, že bifunkčná molekula na vytváranie priečnych väzieb je jedným väzobným miestom pripojená na voľnú aminoskupinu fosfatidyletanolamínu a druhým svojim väzobným miestom je
-28pripojená na tiolovú skupinu bunkovo špecifického markera; odstránenie nekonjugovaného materiálu a pridanie molekulových komplexov ku roztoku v kroku a).
16. Spôsob podľa nároku 14 alebo 15, vyznačujúci sa tým, že zavádzanie požadovaného liečiva alebo látky sa uskutočňuje pridávaním požadovaného liečiva alebo látky ku roztoku v kroku a), a potom sa v kroku c) formujú vezikuly obsahujúce uvedené liečivo alebo látku.
17. Spôsob podľa nároku 14 alebo 15, vyznačujúci sa tým, že zavádzanie požadovaného liečiva alebo látky do vezikúl sa uskutočňuje pridávaním požadovaného liečiva alebo látky ku vezikulám vzniknutým v kroku c), sonifikáciou zmesi na integráciu liečiva alebo látky do vezikúl, a odstránením neintegrovaného materiálu, výhodne gólovou filtráciou.
18. Spôsob podľa nároku 14 alebo 15, vyznačujúci sa tým, že zavádzanie požadovaného liečiva alebo látky do vezikúl sa uskutočňuje pridávaním pozitívne nabitých lipidových komplexov alebo lipozómov naplnených požadovaným liečivom alebo látkou ku vezikulám vzniknutým v kroku c) a sonifikáciou výslednej zmesi na fúzovanie lipidových komplexov alebo lipozómov s vezikulami na integráciu liečiva alebo látky do vezikúl.
19. Spôsob podľa nároku 18, vyznačujúci sa tým, že pozitívne nabité lipidové komplexy alebo lipozómy obsahujú 50 až 100 % hmotn, vztiahnuté na celkový obsah lipidov, DOSPER lipidu.
20. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 15 až 18, vyznačujúci sa tým , že bunkovo špecifický marker je vybraný zo skupiny obsahujúcej protilátku, protilátkový fragment, cytokín a rastový faktor.
21. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 14 až 20, vyznačujúci sa t ý m, že požadované liečivo alebo látka je nukleokyselinový materiál vybraný zo
-29skupiny zahŕňajúcej DNA alebo RNA s krátkymi reťazcami, deoxyribonukleotidy, oligodeoxyribonukleotidy, oligodeoxyribonukleotidové selenoáty, oligodeoxyribonukleotidové fosforotioáty, oligodeoxyribonukleotidové fosforamidáty, oligodeoxyribonukleotidové metylfosfonáty, peptidové nukleové kyseliny, ribonukleotidy, oligoribonukleotidy, oligoribonukleotidové fosforotioáty, 2'-Ome-oligoribonukleotidové fosfáty, 2'-Ome-oligoribonukleotidové fosforotioáty, ribozýmy, gény, plazmidy a vektory.
22. Spôsob podľa nároku 21, vyznačujúci sa tým, že nukleokyselinový materiál sa do virozómov zavádza v koncentrácii 0,03 až 0,1, výhodne 0,045 až 0,065, pg nukleokyselinového materiálu na 1 pg DOSPER lipidu.
23. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 13 až 22, vyznačujúci sa tým, že neiónovým detergentom je oktaetylénglykol monododecyléter (Ci2E8) alebo n-oktyl-oligoxyetylén.
24. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 15 až 23, vyznačujúci sa tým, že činidlom na vytváranie priečnych väzieb je heterobifunkčná organická molekula majúca aspoň jednu maleimidoskupinu a aspoň jednu karboxylovú skupinu a výhodne je vybraná zo skupiny obsahujúcej bis-/V-sukcínimidylové deriváty a fotoaktivovateľné sukcínimidylové deriváty.
25. Použitie vezikuly podľa nároku 1 na výrobu prostriedku na kozmetické, diagnostické alebo medicínske aplikácie, najmä na dodávanie požadovaného liečiva alebo látky do pokojových alebo proliferujúcich cieľových buniek.
26. Použitie podľa nároku 25, ktoré zahŕňa inkubovanie cieľových buniek in vitro v prítomnosti vezikúl a voliteľne prenos inkubovaných cieľových buniek do organizmu in vivo.
-3027. Použitie podľa nároku 25 alebo 26, kde cieľové bunky sú vybrané zo skupiny obsahujúcej rakovinové bunky, leukemické bunky a vírusom infikované bunky.
28. Použitie podľa nároku 27, kde metabolická alebo proliferatívna aktivita cieľových buniek sa pri inkubovaní v prítomnosti vezikúl redukuje.
29. Použitie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 25 až 28, kde požadovaným liečivom alebo látkou je nukleokyselinový materiál, ktorý obsahuje aspoň jeden antisense oligonukleotid, výhodne antisense oligonukleotid, ktorého cieľom sú protoonkogény alebo onkogénom kódovaná mRNA.
SK478-2002A 1999-10-08 2000-09-29 Lipidic vesicles, a method for the manufacture thereof pharmaceutical composition containing the same and use thereof SK4782002A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/414,872 US6210708B1 (en) 1996-05-08 1999-10-08 Cationic virosomes as transfer system for genetic material
PCT/EP2000/009540 WO2001026628A1 (en) 1999-10-08 2000-09-29 Cationic dosper virosomes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK4782002A3 true SK4782002A3 (en) 2002-09-10

Family

ID=23643351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK478-2002A SK4782002A3 (en) 1999-10-08 2000-09-29 Lipidic vesicles, a method for the manufacture thereof pharmaceutical composition containing the same and use thereof

Country Status (19)

Country Link
EP (1) EP1217990B1 (sk)
JP (1) JP2003512306A (sk)
KR (1) KR100869195B1 (sk)
AT (1) ATE258428T1 (sk)
AU (1) AU778399B2 (sk)
CA (1) CA2388053A1 (sk)
CO (1) CO5280052A1 (sk)
CZ (1) CZ20021216A3 (sk)
DE (1) DE60008006T2 (sk)
DK (1) DK1217990T3 (sk)
ES (1) ES2215073T3 (sk)
HU (1) HUP0202809A2 (sk)
NO (1) NO20021607L (sk)
PE (1) PE20010703A1 (sk)
PL (1) PL355231A1 (sk)
RU (1) RU2002112224A (sk)
SK (1) SK4782002A3 (sk)
TR (1) TR200200930T2 (sk)
WO (1) WO2001026628A1 (sk)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100488491C (zh) * 2002-11-21 2009-05-20 派维翁生物技术有限公司 高效融合小泡,其制备方法和含有该小泡的药物组合物
JP4497894B2 (ja) * 2003-11-07 2010-07-07 明彦 河合 物質導入剤およびその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL296382A1 (en) * 1991-02-02 1993-11-02 Nika Health Products Ltd Li Li Artificial membrane beads containing functionally active peptides responsible for fusion as a drug administering system
DE19521412A1 (de) * 1995-06-14 1996-12-19 Boehringer Mannheim Gmbh Neue kationische und polykationische Amphiphile, diese enthaltende Reagenzien und deren Verwendung
NZ332666A (en) * 1996-05-08 2000-05-26 Nika Health Products Ltd Cationic virosomes having a positively charged lipid bilayer membrane with an integrated viral fusogenic peptide as genetic transfer systems for use in gene therapy
ATE340259T1 (de) * 1996-07-16 2006-10-15 Archibald James Mixson Kationisches vehikel: dns komplexe und ihre verwendung in gentherapie

Also Published As

Publication number Publication date
PL355231A1 (en) 2004-04-05
EP1217990B1 (en) 2004-01-28
PE20010703A1 (es) 2001-07-11
DE60008006T2 (de) 2004-09-09
CZ20021216A3 (cs) 2002-10-16
WO2001026628A1 (en) 2001-04-19
AU778399B2 (en) 2004-12-02
CA2388053A1 (en) 2001-04-19
CO5280052A1 (es) 2003-05-30
NO20021607D0 (no) 2002-04-05
DK1217990T3 (da) 2004-05-24
JP2003512306A (ja) 2003-04-02
KR20020063872A (ko) 2002-08-05
TR200200930T2 (tr) 2002-08-21
EP1217990A1 (en) 2002-07-03
NO20021607L (no) 2002-06-07
RU2002112224A (ru) 2004-01-10
AU7785000A (en) 2001-04-23
ES2215073T3 (es) 2004-10-01
HUP0202809A2 (hu) 2002-12-28
ATE258428T1 (de) 2004-02-15
KR100869195B1 (ko) 2008-11-18
DE60008006D1 (de) 2004-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6210708B1 (en) Cationic virosomes as transfer system for genetic material
US7993672B2 (en) Stable lipid-comprising drug delivery complexes and methods for their production
US6008202A (en) Stable lipid-comprising drug delivery complexes and methods for their production
JP2003535832A (ja) ポリヌクレオチドおよび薬物の標的化リポソームへのカプセル化
US20200283795A1 (en) Plant virus movement proteins and methods of using same
JP2002538096A (ja) 生理活性複合体のリポソームへのカプセル化
JP2008501729A (ja) カチオン性脂質および使用方法
AU2008295666B2 (en) Improved liposomes and uses thereof
EP1217990B1 (en) Cationic dosper virosomes
Yanagihara et al. Liposome-mediated gene transfer
SK43199A3 (en) Method for preparing compositions for transferring nucleic acids
Düzgünes et al. Intracellular delivery of therapeutic oligonucleotides in pH-sensitive and cationic liposomes
Narainpersad Cationic liposome mediated targeted gene delivery with and without pegylated accessories.