WO2008107489A1 - Aptamer-basierte reagenzien für hämostase beteiligtes zielmolekül - Google Patents

Aptamer-basierte reagenzien für hämostase beteiligtes zielmolekül Download PDF

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WO2008107489A1
WO2008107489A1 PCT/EP2008/052793 EP2008052793W WO2008107489A1 WO 2008107489 A1 WO2008107489 A1 WO 2008107489A1 EP 2008052793 W EP2008052793 W EP 2008052793W WO 2008107489 A1 WO2008107489 A1 WO 2008107489A1
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WO
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aptamer
group
target molecule
based reagent
adenosine
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/052793
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English (en)
French (fr)
Inventor
Günter Mayer
Alexander Heckel
Bernd PÖTZSCH
Original Assignee
Rheinische Friedrich-Wilhelms Universität
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Filing date
Publication date
Application filed by Rheinische Friedrich-Wilhelms Universität filed Critical Rheinische Friedrich-Wilhelms Universität
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/115—Aptamers, i.e. nucleic acids binding a target molecule specifically and with high affinity without hybridising therewith ; Nucleic acids binding to non-nucleic acids, e.g. aptamers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2310/00—Structure or type of the nucleic acid
    • C12N2310/10—Type of nucleic acid
    • C12N2310/16—Aptamers

Definitions

  • the invention relates to aptamer-based reagents and aptamer-target molecule complexes which are suitable for modulating the hemostatic system in a targeted manner and for the treatment of diseases such as tumor diseases, cardiovascular diseases, disorders associated with impaired blood clotting or bleeding.
  • the system of blood clotting is a part of the body's defense mechanisms and protects the body after an injury from uncontrolled blood loss.
  • the process of coagulation activation by endogenous inhibition mechanisms is regulated so that clot formation on the injured vessel wall remains limited.
  • a congenital or acquired malfunction of the hemostatic system may lead to bleeding or thrombosis.
  • haemostasis can be induced by targeted stimulation of the hemostasis system, such as by the administration of hemostatic agents such as recombinant factor VIIa or desamino-8D-arginine novasopressin.
  • hemostasis can be achieved by targeted injection of the vessels with astringent and locally embolizing agents. This procedure is a routine procedure in the treatment of acute bleeding gastrointestinal ulcers.
  • UD 40075 / SAM AL
  • the disadvantage here is in particular the considerable inaccuracy of the applications.
  • the position of the catheter and local flow characteristics of the blood are crucial for the accuracy of the occlusion.
  • misinjections for example caused by previously unrecognized vascular anastomoses, are associated with the risk of inducing embolization of vascular areas that supply healthy tissue. Because the chemical embolizers cause an irreversible reaction, misdirections can not be corrected.
  • aptamers as pharmaceuticals.
  • document WO 03/002592 discloses the use of aptamers which bind to thrombin as drugs for the treatment of thrombosis.
  • the object of the invention was to provide a means which overcomes at least one of the aforementioned disadvantages of the prior art.
  • the object of the present invention was to provide a means that allows targeted activation of the hemostasis system or individual components of the hemostasis system.
  • an aptamer-based reagent comprising: at least one aptamer involved in hemostasis with procoagulatory, proaggregatory and / or perfibrino-lytic activity-binding aptamer, at least one aptamer base having at least one photolabile protecting group; and at least one linker at the 5'-end, 3'-end, at one of the nucleobases and / or at the ribose phosphate backbone of the aptamer, wherein the linker has at least one further photolabile protecting group and at least one leaving group for producing a covalent linkage with the target molecule ,
  • a further subject matter relates to an aptamer-target molecule complex obtained from the reaction of the aptamer-based reagent of the present invention with a target molecule, whereby a covalent bond between the aptamer-based reagent and the target molecule can be formed with cleavage of the leaving group to produce a covalent linkage with the target molecule wherein the target molecule is selected from the group comprising hemostasis-involved target molecules having procoagulant, proaggregatory and / or prof ⁇ brinolytic activity.
  • the aptamer-based reagents according to the invention have the surprising property of having only slight or negligible toxicity.
  • the aptamer-based reagents according to the invention can prevent or at least significantly reduce an untargeted release of a bound target molecule.
  • reagent is to be understood as meaning a reactive species which is suitable for entering into a covalent bond with a target molecule.
  • aptamer-based reagent is to be understood in the sense of the invention as an aptamer, - A -
  • Only non-covalent binding of the aptamer to a target molecule may not have sufficient stability and / or is always in equilibrium with a proportion of free aptamer and free target molecule, thereby allowing systemic release of the target molecule.
  • the target protein is thrombin, which causes coagulation, this can cause systemic coagulation activation.
  • the aptamer-based reagent can provide noncovalent photocleavable binding and covalent photocleavable binding to a target molecule.
  • the advantage of the aptamer-based reagents is in particular that they can specifically recognize a target molecule via the aptamer and bind non-covalently and additionally covalently bind the aptamer-based reagent to the target molecule, wherein the covalent bond via the one covalent bond formed to the target molecule mediating group of the aptamer-based reagent.
  • Covalent attachment of the aptamer-based reagent to the target molecule may avoid or at least reduce the risk that the aptamer will dissociate from the target molecule and the target molecule will be released untargeted in the body. This allows aptamer-target molecule complexes to be systemically administered.
  • Aptamer-based reagents and aptamer-target molecule complexes of the present invention comprise at least one photolabile protecting group on at least one base of the aptamer and at least one further photolabile protecting group which is part of the linker to which the aptamer is attached to the target molecule.
  • the photolabile protecting group on the aptamer allows the aptamer to cleave after cleavage, thereby loosening the binding of the aptamer to the target molecule.
  • the advantage of the further photolabile protecting group on the linker is, in particular, that the covalent binding of the aptamer to the target molecule is likewise cleavable by their photoinduced cleavage.
  • the cleavage of the non-covalent bond and the covalent bond of the aptamer-target molecule complex is preferably simultaneously cleavable, for example in a common photo- or light-induced cleavage process.
  • a particular advantage of the aptamer-based reagents according to the invention is that they can provide reliable binding of the aptamer to a target molecule.
  • a particular advantage of the aptamer-target molecule complexes according to the invention is that they can enable a systemic administration of an otherwise active target molecule or protein in the form of an inactive aptamer-target molecule complex.
  • aptamer is to be understood as meaning single-stranded nucleic acids which do not bind covalently to a target molecule, in particular target protein.
  • the aptamer binds with high affinity and specificity to binding regions of the target molecule that are unique to the target molecule or that selectively occur only in a small group of target molecules. This allows a targeted influencing of the function of the target molecules, in particular a regulation of their activity. For example, by binding an aptamer, inhibition of the activity of the target molecule can be achieved, for example by sterically inhibiting the catalytic center of an enzyme.
  • the aptamer is specific for hemostatic target molecules having procoagulant, proaggregatory, and / or profibrinolytic activity.
  • Target molecules are preferably selected from the group comprising platelet-activating phospholipids, platelet-activating nucleotides and / or proteins involved in hemostasis.
  • a preferred platelet-activating phospholipid is, for example, the platelet-activating factor (PAF).
  • Preferred platelet-activating nucleotides are selected from the group comprising adenosine triphosphate (ATP) and / or adenosine diphosphate (ADP).
  • the target molecule is a target protein.
  • the aptamer is specific for a target protein involved in hemostasis.
  • Target proteins are preferably proteins involved in haemostasis, in particular blood coagulation, in particular coagulation-specific proteins, preferably coagulation factors.
  • the aptamer is specific for target proteins involved in hemostasis selected from the group comprising:
  • coagulation-active serine proteases preferably selected from the group comprising thrombin, activated factor VII (FVIIa), activated factor IX (FIXa) and / or activated factor X (FXa);
  • Cofactors preferably selected from the group comprising tissue thromboplastin (TF) and factor Va (FVa) and / or factor VIII (FVIIIa);
  • Transglutaminases such as activated factor XIII (FXIIIa); and or
  • fibrinolytic enzymes preferably selected from the group comprising plasmin and / or tissue-specific plasminogen activator (t-PA).
  • Preferred target proteins are selected from the group comprising thrombin, activated factor VII (FVIIa), tissue thromboplastin (TF), activated factor X (FXa), activated factor IX (FIXa), activated factor XI (FXIa), activated factor XIII (FXIIIa), Cofactor V (FVa) and / or cofactor FVIII and / or plasmin.
  • the aptamer is specific for thrombin.
  • Preferred aptamers are accordingly thrombin aptamers.
  • the aptamer is specific for an extrinsic coagulation-activating complex of serine protease factor VIIa (FVIIa) and cofactor tissue thromboplastin (TF).
  • FVIIa serine protease factor VIIa
  • TF cofactor tissue thromboplastin
  • Aptamers having the desired properties, in particular the desired specificity can be synthesized according to customary selection methods, for example the so-called SELEX® (Systematic Evolution of Ligands by Ex-ponic Enrichment) method, for example described in US Pat. Nos. 5,475,096, 5,270,163 and EP 0 533 838 which is hereby referred to be selected.
  • Particularly preferred aptamers can be selected with the desired properties with a modified method, the so-called CounterSELEX® method.
  • it can be provided to produce aptamers of known structure by conventional methods of nucleic acid synthesis and / or amplification.
  • Suitable aptamers preferably have an inhibitory effect on the target molecule or target protein, for example thrombin.
  • an aptamer-target molecule complex preferably comprises a target molecule present in inactivated form by a bound inhibitory aptamer. This allows aptamer-target molecule complexes to be administered systemically without the target molecule having a systemic effect. For example, when administering a thrombin aptamer-thrombin complex, this may avoid causing systemic blood clotting.
  • Suitable aptamers may have a sequence length in the range of> 10 bases to ⁇ 150 bases, preferably in the range of> 15 bases to ⁇ 60 bases, preferably in the range of> 20 bases to ⁇ 30 bases.
  • An aptamer-based reagent has at least one aptamer binding to a target molecule.
  • an aptamer-based reagent has one aptamer or two aptamers specific for a target molecule. It may be preferred for an aptamer-based reagent to have several identical or different aptamers, for example two identical or different aptamers, or three identical or different aptamers.
  • the aptamer-based reagent may include another localizing molecule, for example, another aptamer and / or a specific antibody that selectively binds to particular cell surfaces, for example tumor tissue.
  • another localizing molecule for example, another aptamer and / or a specific antibody that selectively binds to particular cell surfaces, for example tumor tissue.
  • Aptamers have at least one sequence segment that specifically binds to the target molecule.
  • Useful aptamers are preferably modified with at least one sequence segment which is complementary to at least one specific sequence segment of the aptamer binding to the target molecule, preferably with an antisense segment. This can bring about the formation of an interaction to the specific binding sequence section, a refolding of the aptamer into an inactive form. Suitable modifications by such antisense sections result from the sequence of the aptamer specifically binding to the target molecule sequence portion of the aptamer.
  • An antisense segment may be inserted at the 5 'and / or 3' end or within the sequence.
  • the antisense portion is inserted at the 5 'end of the sequence.
  • the Length of the antisense section is variable, preferably the length is in the range of> 2 bases to ⁇ 15 bases, preferably in the range of> 4 bases to ⁇ 8 bases.
  • a length of the antisense portion in the range of> 2 bases to ⁇ 15 bases can lead to an increase in the efficiency of inactivation of the aptamer.
  • At least one base of the aptamer has at least one photolabile protecting group, the bases being selected from the group comprising guanine, cytosine, adenine, thymine and / or uracil.
  • the at least one base having at least one photolabile protecting group is a base of the antisense portion of the aptamer.
  • the aptamer may have from one to four bases, preferably from two to three bases, photolabile protecting groups, one base having one to three photolabile protecting groups, preferably at least one photolabile protecting group or two photolabile protecting groups.
  • the bases selected from the group comprising guanine, cytosine, adenine, thymine and / or uracil may hereby be identical or different photolabile protecting groups.
  • the photolabile protecting groups may be the same or different photolabile protecting groups.
  • the bases having one or more photolabile protecting groups are bases of the antisense portion of the aptamer.
  • the photolabile protecting group at the base (s) of the antisense portion can prevent the antisense portion from binding to the target molecule binding configuration and inactivate the aptamer. Cleavage of the photolabile protecting group allows the antisense portion to bind to the target molecule binding configuration and / or cause refolding of the aptamer, and the aptamer loses its ability to bind to the target molecule.
  • the aptamer has at least one photolabile protecting group on at least one cytosine base.
  • the photolabile protecting group is attached to the NH 2 group of the base. More preferably, the aptamer may have two photolabile protecting groups on at least one cytosine base.
  • Two photolabile protecting groups on a cytosine base can provide the advantage that the base has a greater steric change. Increased steric modification of the base can advantageously lead to the fact that folding of the aptamer into its inactive form can be increasingly prevented or at least increasedly reduced.
  • the aptamer has at least one adenine base at least one photolabile protecting group.
  • the photolabile protecting group is bound to the NH 2 group of the adenine.
  • the aptamer may have two photolabile protecting groups on at least one adenine base. Two photolabile protecting groups on an adenine base can provide the advantage that the adenine has a greater steric change. Increased steric modification of the adenine can advantageously lead to an increased ability of the aptamer to be folded into its inactive form, or at least reduced to an increased extent.
  • An aptamer may have a DNA or an RNA sequence.
  • suitable aptamers have a DNA sequence.
  • aptamers which have a sequence comprising 2'-modified RNA, for example 2'-fluoro, 2'-methoxy and / or T-amino-modified RNA.
  • aptamers may have 2'-modified RNA, for example 2'-fluoro, 2'-methoxy and / or 2'-amino-modified nucleotides.
  • aptamers which have a DNA sequence which contains one or more 2'-modified ribonucleotides, for example selected from the group comprising T-fluoro, 2'-methoxy and / or 2'-amino guanosine, cytidine, Adenosine and / or uridine exhibit.
  • aptamers which have one or more 2'-modified deoxyribonucleotides, for example selected from the group comprising 2'-fluoro, T-methoxy and / or 2'-amino guanosine, cytidine, adenosine and / or thymidine.
  • An advantage of the use of motifs of 2'-modified RNA, in particular 2'-modified ribonucleotides selected from the group comprising 2'-fluoro, 2'-methoxy and / or T-amino guanosine, cytidine, adenosine and / or uridine in particular in an inserted antisense sequence of a DNA sequence aptamer can provide the advantage of increased stability of the aptamer.
  • the aptamer is a thrombin-binding aptamer.
  • the aptamer has the following sequence SEQ ID NO: 1 according to formula (1) as given below:
  • N 1 , N 2 , N 3 , N 4 are the same or independently selected from the group comprising guanosine, cytidine, adenosine, thymidine, 2'-fluoro, T-methoxy and / or 2'-amino-modified ribonucleotide from the group comprising guanosine, cytidine, adenosine and / or uridine, or a deletion;
  • N 5, N 6, N 7, N 8 are the same or independently selected from the group consisting of guanosine, cytidine, adenosine, thymidine, 2'-fluoro, methoxy T- and / or 2'-amino-modified ribonucleotide selected from the group comprising guanosine, cytidine, adenosine and / or uridine, or a deletion, or
  • N 5 , N 6 , N 7 , Ns are each an ethylene glycol unit or a
  • the aptamer has the following sequence SEQ ID NO: 2 according to the formula (2) as indicated below:
  • N 1 , N 2 , N 3 , N 4 are the same or independently selected from the group comprising guanosine, cytidine, adenosine, thymidine, 2'-fluoro, T-methoxy and / or 2'-amino-modified ribonucleotide from the group comprising guanosine, cytidine, adenosine and / or uridine, or a deletion;
  • N 5 , N 6 , N 7 , Ns are the same or independently selected from the group comprising guanosine, cytidine, adenosine, thymidine, 2'-fluoro, T-methoxy and / or 2'-amino-modified ribonucleotide selected from the group comprising guanosine, cytidine, adenosine and / or uridine, or a deletion, or N 5 , N 6 , N 7 , Ns are each an ethylene glycol moiety or a deletion.
  • C corresponds to the usual one-letter code of the nucleotides for cytidine used here, correspondingly "A” stands for adenosine, "G” for guanosine and "T” for thymidine.
  • the aptamer has a motif N1N2N3N4 or N4N3N2N1 at the 5 'or at the 3' end of the aptamer sequence. It may also be provided that the aptamer has an antisense motif at both ends.
  • the motifs N 1 N 2 N 3 N 4 or N 4 N 3 N 2 N 1 is a total deletion, so that at the site of the motifs N1N2N3N4 or N4N3N2N1 no nucleotides may be present.
  • a sequence portion capable of binding to the target molecule binding sequence portion of the aptamer is preferably an antisense portion comprising the bases N 1 N 2 N 3 N 4 AACC at the 5 'end or an antisense portion comprising the bases CCAAN 4 N 3 N 2 N 1 inserted at the 3 'end of the aptamer sequence.
  • N 1 , N 2 , N 3 , N 4 can also be a deletion, so that no nucleotides can be provided at positions N 1 , N 2 , N 3 and / or N 4 .
  • the length of the sequence section is in the range of> 4 bases to ⁇ 8 bases, preferably in the range of> 4 bases to ⁇ 6 bases. In particular, a length in the range of> 4 bases to ⁇ 8 bases can lead to an increase in the efficiency of inactivation of the aptamer.
  • Ni cytidine and / or
  • N 2 adenosine N 2 adenosine, and / or
  • N 4 cytidine.
  • Ni is cytidine
  • N 2 is adenosine
  • N 3 is cytidine
  • N 4 is cytidine.
  • N 5 is guanosine; and / or N 6 is selected from the group comprising guanosine, cytidine, adenosine and / or thymidine, preferably cytidine; and / or N 7 is selected from the group comprising guanosine and / or adenosine; and or
  • Ns is selected from the group comprising adenosine and / or thymidine, preferably adenosine.
  • the motifs NsNöN ⁇ Ns or NsN ⁇ NöNs are altogether a deletion, so that no nucleotides or ethylene glycol units can be present at the site of the motifs NsNöN ⁇ Ns or NsN ⁇ NöNs.
  • the motif NsNöN ⁇ Ns if it comprises nucleotides, is a motif GNRA, wherein N is selected from the group comprising guanosine, cytidine, adenosine and / or thymidine, and R is selected from the group comprising guanosine and / or adenosine , It is further preferred that the motif NsNöN ⁇ Ns has a motif selected from the group comprising GCGA, GAAA and / or GCAT.
  • the motif NsN ⁇ NöN if it comprises nucleotides, is a motif GNRA, wherein N is selected from the group comprising guanosine, cytidine, adenosine and / or thymidine, and R is selected from the group comprising guanosine and / or Adenosine. It is further preferred that the motif NsN 7 N 6 Ns has a motif selected from the group comprising GCGA, GAAA and / or GCAT.
  • the motifs may comprise NsN 6 N 7 Ns or NsN 7 N 6 Ns in the range of 1 ethylene glycol units to 4 ethylene glycol units, preferably in the range of 2 to 3 ethylene glycol units.
  • Preferably usable are linear ethylene glycol units HO- (CH 2 CH 2 O) n -CH 2 CH 2 -OH where n is an integer in the range from 0 to 4, preferably in the range from 0 to 1.
  • N 5 , N 6 , N 7 and Ns form one or two ethylene glycol units.
  • An advantage of using ethylene glycol units is that they do not interact with the aptamer. It is particularly advantageous in this case that the activity of the aptamer is not reduced by incorporation of ethylene glycol units over the activity of the unmodified aptamer.
  • a motif NsN 6 N 7 Ns selected from the group comprising GCGA, GAAA, GCAT or a motif NsN 7 N 6 Ns selected from the group comprising GAAA and / or GCAT and / or one or two ethylene glycol units is that the aptamer can have an activity as high as that of the unmodified aptamer, or has only a slight reduction in activity.
  • the aptamer has the following DNA sequence SEQ ID NO: 3 according to the formula (3) as indicated below: 5'-AACCGAAAGGTTGGTGTGGTTGG-S '(3) (SEQ ID NO: 3),
  • bases cytosine and / or adenine are modified at positions 1, 2, 3 and / or 4 of the sequence with one or two photolabile protecting group (s).
  • At least one of the cytosine or adenine bases at positions 1, 2, 3 and / or 4 of the sequence has at least one photolabile protecting group. It is particularly preferred that at least one of the cytosine bases at positions 3 and / or 4 of the sequence has at least one photolabile protecting group. More preferably, two bases cytosine and / or adenine may each have at least one same or different photolabile protecting group. Particularly preferably, the bases cytosine and / or adenine can be modified with two identical or different photolabile protecting group (s).
  • the aptamer has the following sequence SEQ ID NO: 4 according to the formula (4) as indicated below:
  • N9, N10, N 11, N 12 are the same or independently selected from the group consisting of guanosine, cytidine, adenosine, thymidine, 2'-fluoro, methoxy T- and / or 2'-amino-modified ribonucleotide selected from the Group comprising guanosine, cytidine, adenosine and / or uridine, or a deletion;
  • N13, N 14, N 15 never are the same or independently selected from the group consisting of guanosine, cytidine, adenosine, thymidine, 2'-fluoro, methoxy T- and / or 2'-amino-ribonucleotide selected from the modif ⁇ initiatedes Group comprising guanosine, cytidine, adenosine and / or uridine, or a deletion, or N 5 , N 6 , N 7 , Ns are each an ethylene glycol moiety or a deletion.
  • N10 adenosine N10 adenosine, and / or
  • N 9 is cytidine
  • N 10 is adenosine and Nn is cytidine and N 12 is cytidine.
  • N 13 is guanosine; and or N 14 is selected from the group comprising guanosine, cytidine, adenosine and / or thymidine, preferably cytidine; and / or Ni 5 is selected from the group comprising guanosine and / or adenosine; and / or None is selected from the group comprising adenosine and / or thymidine, preferably adenosine.
  • the motifs N9N10N11N12 and / or N13N14N15N16 are altogether a deletion, so that no nucleotides or ethylene glycol units may be present at the site of the motifs motifs N9N10N11N12 and / or N13N14N15N16.
  • the motif N13N14N15N16 if it comprises nucleotides, is a motif GNRA, wherein N is selected from the group comprising guanosine, cytidine, adenosine and / or thymidine, and R is selected from the group comprising guanosine and / or adenosine , It is further preferred that the motif N13N14N15N16 has a motif selected from the group comprising GAAA, GCAT and / or GTGA.
  • the motif may have N13N14N15N16 in the range of 1 ethylene glycol units to 4 ethylene glycol units, preferably in the range of 2 to 3 ethylene glycol units.
  • Preferably used are linear ethylene glycol units HO- (CH 2 CH 2 O) n - CH 2 CH 2 -OH where n is an integer in the range of 0 to 4, preferably in the range of 0 to 1.
  • Nn form, N 14, N 15 and Nie from one or two ethylene glycol units.
  • At least one of the cytosine, thymine or adenine bases at positions 5, 6, 1 and / or 8 of SEQ ID NO: 4 is at least one photolabile Protective group has. It is particularly preferred that at least one of the cytosine bases at positions 7 and / or 8 of the sequence has at least one photolabile protecting group. More preferably, two bases selected from the group comprising cytosine, thymine and / or adenine may each have at least one same or different photolabile protecting group. Particularly preferably, the bases cytosine and / or adenine can be modified with two identical or different photolabile protecting group (s).
  • aptamers which bind to thrombin are disclosed, for example, in document WO 03/002592, to which reference is made in its entirety. Further useful aptamers which bind to factor IXa or factor VIIa are disclosed, for example, in Rusconi CP, Scardino E, Layzer J, Pitoc GA, Ortel TL, Monroe D, Sullenger BA. RNA aptamers as reversible antagonists of coagulation factor IXa. Nature. 2002 Sep 5; 419 (6902): 90-4; and Rusconi CP, Yeh A, Lyerly HK, Lawson JH, Sullenger BA. Blocking the initiation of coagulation by RNA aptamer to factor VIIa. Thromb Haemost. 2000 Nov; 84 (5): 841-8.).
  • photolabile protecting groups when multiple photolabile protecting groups are used, they are the same. This allows the photolabile protecting groups can be cleaved by irradiation of a wavelength, preferably in an irradiation process.
  • Preferred photolabile protecting groups are selected from the group comprising compounds according to the following formulas (I), (II), (III), (IV), (V) and / or (VI):
  • R is the same or each independently selected from the group comprising H, methyl, COOH and / or CF 3 ;
  • R 2 is the same or each independently selected from the group comprising H and / or OCH 3 , or both groups R 2 together form -CH 2 OCH 2 -;
  • R 3 is the same or each independently selected from the group comprising H and / or Br;
  • R 4 is the same or each independently selected from the group comprising OH, OCH 3 and / or N (CH 3 ) 2 .
  • a particular advantage of the photolabile protecting groups is that they can be cleaved off from the aptamer-target molecule complexes by means of UV radiation and / or radiation in the infrared range.
  • this allows the photolabile protecting groups to be cleaved while the aptamer-target molecule complexes are in the human body without the radiation causing damage to the body.
  • Another advantage is that no surgical intervention or administration of cleavage substances is necessary for cleavage.
  • a very particular advantage can be provided by the fact that a radiation-induced cleavage allows targeted and localized activation of the aptamer-target molecule complex in determinable body tissues, organs and / or areas.
  • Another advantage is that radiation is painless for the patient.
  • the photolabile protecting group according to the formula (I) can be cleaved off by means of radiation in the UVA range. Radiation in the UVA range can provide the advantage that no irradiation of the body causes DNA damage.
  • Particularly preferred photolabile protecting groups are selected from the group comprising compounds of the formulas (II), (III), (IV), (V) and / or (VI).
  • photolabile protecting groups selected from the group comprising compounds according to the formulas (II), (III), (IV), (V) and / or (VI) is that they form cleavage products which have no or only negligible toxicity exhibit.
  • these compounds are useful in medicines without toxic side effects due to the cleavage products to be expected.
  • photolabile protecting groups selected from the group comprising compounds according to the formulas (II), (III), (IV), (V) and / or (VI) can be cleaved off by means of radiation in the infrared range. Radiation in the infrared range can provide the advantage that a higher penetration depth into the tissue is made possible. This allows a targeted cleavage of the photolabile protecting groups in low-lying tissues and / or organs, for example in the stomach or intestine.
  • Preferred wavelengths for the photoactivation of the photolabile protecting group are in the UV-A range to infrared range, preferably in a wavelength range of 315 nm to 1100 nm.
  • Preferred is a wavelength in the range of 315 nm to 400 nm, preferably in the range of 350 nm to 380 nm, particularly preferred is a wavelength of 366 nm.
  • a wavelength in the range of 670 nm to 1100 nm Particular preference is furthermore given to a wavelength range from 670 nm to 750 nm.
  • the irradiation time is in the range of 10 seconds to 1 minute, preferably in the range of 10 seconds to 30 seconds.
  • Aptamer-based reagents according to the invention comprise, in addition to the aptamer binding to the target molecule, at least one linker which has at least one further photolabile protecting group and at least one leaving group for producing a covalent linkage with the target molecule
  • the linker is linked via a covalent bond to the 5 'or 3' end of the aptamer. More preferably, the photolabile protecting group is over one covalent bond associated with the linker. More preferably, the leaving group is linked via a covalent bond with the photolabile protecting group.
  • the linker may provide the advantage that the leaving group of the aptamer-based reagent mediating covalent binding to the target molecule can react with and bind to the target molecule entropically favored after binding of the aptamer into the target molecule.
  • the linker is soluble in the blood. This provides the advantage that after cleavage the linker attached to the aptamer can be removed from the body via the bloodstream.
  • the linker is selected from the group comprising polyethylene glycol (s), peptidic linkers and / or unbranched or branched, saturated or unsaturated C 1 -C 10 -alkyl.
  • a polyethylene glycol linker in the range of 1 polyethylene glycol units to 100 polyethylene glycol units, preferably in the range of 1 to 25 polyethylene glycol units, preferably in the range of 1 to 4 polyethylene glycol units.
  • n is an integer in the range of 1 to 100, preferably in the range of 1 to 25, preferably in the range from 2 to 4.
  • the linker is a peptidic linker, wherein the peptidic linker comprises amino acids selected from the group consisting of isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan, valine, Arginine, histidine, alanine, glycine, serine, tyrosine, proline, cysteine, asparagine, aspartic acid, glutamic acid and / or glutamine.
  • the peptidic linker comprises amino acids selected from the group consisting of isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan, valine, Arginine, histidine, alanine, glycine, serine, tyrosine, proline, cysteine, asparagine, aspartic acid, glutamic acid and / or glutamine.
  • the amino acids are selected from the group comprising glycine, alanine, leucine, valine, isoleucine, proline and / or phenylalanine.
  • the peptidic linker comprises ⁇ -alanine units.
  • the peptidic linker comprises in the range of 1 to 24 amino acids, preferably in the range of 2 to 8 amino acids, more preferably in the range of 2 to 4 amino acids.
  • the peptidic linker comprises in the range of 1 to 12 ⁇ -alanine units, preferably 2 to 4 ⁇ -alanine units.
  • the linker is functionalized, wherein the linker may preferably have thiol groups and / or protease and / or lipase interfaces.
  • Protease and / or lipase interfaces can provide the advantage that the linker is cleavable by proteases and / or lipases.
  • the peptidic linker comprises amino acid sequences selected from the group comprising Gly-Phe-Leu-Gly (SEQ ID NO: 5) and / or Gly-Phe-Ala-Leu (SEQ ID NO: 6).
  • the linker is an unbranched or branched, saturated or unsaturated C2-C48 alkyl group, preferably C 6 -C 24 -alkyl, particularly preferably C 2 -C 8 alkyl.
  • the leaving group conferring a covalent bond to the target molecule is selected from the group consisting of N-hydroxy-succinimide, N-hydroxy-succinimide derivatives, preferably selected from the group comprising sulfo-N-hydroxy-succinimide and / or N-hydroxy succinimide esters, especially pentafluorophenyl, imidazole, methyl, Ethyl and / or propyl esters, N-hydroxy-phthalimide, N-hydroxy-phthalimide derivatives, preferably selected from the group comprising sulfo-N-hydroxy-phthalimide and / or N-hydroxy-phthalimide ester, in particular pentafluorophenyl, imidazole, Methyl, ethyl and / or propyl ester.
  • the leaving groups can provide the advantage that they can form covalent bonds between the aptamer and amine and / or hydroxy groups of the target molecule or protein, thereby cleaving off the leaving group ,
  • covalent bonds to amine groups of the N-terminus and amino acids selected from the group comprising lysine, threonine, arginine, serine, tyrosine and / or cysteine, preferably to lysine, can be formed.
  • a particular advantage lies in the fact that the leaving groups such as N-hydroxy succinimide and N-hydroxy-phthalimide are removable without parts of the compound remain on the target molecule and hinder its activity or even prevent.
  • a particularly preferred embodiment of the aptamer-based reagent has the following general formula (VII):
  • the aptamer of the aptamer-based reagent in this case has a sequence according to SEQ ID NO: 3.
  • a particular advantage of the aptamer-based reagents is the ability to produce a covalent bond to the target molecule via a carbamate function.
  • a carbamate function is the ability to produce a covalent bond to the target molecule via a carbamate function.
  • a very particular advantage of the aptamer-based reagent can be provided by the fact that an unmodified target molecule can be released without remaining residues of the aptamer-based reagent at the specific site of action.
  • the aptamer-based reagent may have, in addition to a first to a participating in the hemostasis target molecule with procoagulant, proaggregatory and / or prof ⁇ brinolytischer activity binding aptamer another aptamer, which also binds to the target molecule.
  • This further aptamer which also binds to the target molecule, is preferably an aptamer having one of the sequence of the first Aptamer's different sequence.
  • the further aptamer preferably binds to a different region of the target molecule from the binding site of the first aptamer.
  • the aptamer-based reagent may have, in addition to a binding to thrombin aptamer another aptamer, which also binds to thrombin.
  • This further aptamer preferably binds to thrombin at a site other than the binding site of the first aptamer.
  • the further aptamer will preferentially bind to the exosite II of thrombin or to another domain of thrombin.
  • the further aptamer binds to a domain of thrombin which affects the activity of thrombin, for example, to a domain of thrombin which mediates inactivation of thrombin.
  • binding of heparin blocks for example, binding of another aptamer to exosite II of thrombin and prevents or retards thereby mediated inactivation of thrombin, allowing thrombin to remain active for longer.
  • the further aptamer has no photolabile protecting group. This may provide the advantage that the further aptamer is not photoinduced from thrombin and may, for example, prevent or delay inactivation of thrombin, while photoinduced release of the first preferably inhibiting aptamer may activate thrombin at the target site.
  • the further aptamer which also binds to the target molecule, is connected via a further linker to the first aptamer.
  • the further linker is preferably a nucleotidic linker.
  • the nucleotide linker has a length in the range of> 1 nucleotide to ⁇ 30 nucleotides, preferably in the range of> 2 nucleotides to ⁇ 15 nucleotides, more preferably in the range of> 5 nucleotides to ⁇ 15 nucleotides, more preferably in the range of> 10 nucleotides to ⁇ 15 nucleotides, wherein the nucleotides are selected from the group comprising guanosine, cytidine, adenosine and / or thymidine , A preferred nucleotide is adenosine.
  • Particularly preferred nucleotidic linkers are so-called poly A linkers.
  • thrombin-binding aptamers can have a particularly good affinity for thrombin, whose linkers contain predominantly the nucleotide adenosine or are formed from the nucleotide adenosine.
  • An aptamer construct comprising at least one aptamer binding to the hemostasis with procoagulatory, proaggregatory and / or prof ⁇ brinolytic activity binding aptamer and another aptamer which also binds to the target molecule and at least one linker linking the aptamer sequences, preferably a nucleotidic linker is also called a "fusion aptamer”.
  • the further linker of the fusion aptamer is a polyethylene glycol linker, a peptidic linker and / or a straight-chain or branched, saturated or unsaturated C 1 -C 8 -alkyl.
  • another polyethylene glycol linker of the fusion aptamer comprises 1 to 15 polyethylene glycol units, preferably in the range of 1 to 10 polyethylene glycol units, preferably in the range of 2 to 8 polyethylene glycol units.
  • PEG linear polyethylene glycol
  • a peptidic linker of the fusion aptamer preferably comprises amino acids selected from the group comprising glycine, alanine and / or ⁇ -alanine.
  • the peptidic linker comprises in the range of 2 to 4 amino acids.
  • the peptidic linker of the fusion aptamer comprises ⁇ -alanine units.
  • the peptidic linker of the fusion aptamer comprises in the range of 2 to 4 ⁇ -alanine units.
  • the linker of the fusion aptamer is an unbranched or branched, saturated or unsaturated C 1 -C 4 -alkyl group, preferably a C 1 -C 30 -alkyl group, more preferably a C 2 -C 20 -alkyl group.
  • a preferred embodiment of the aptamer-based reagent comprises a "fusion aptamer" of the following sequence according to formula (7) as indicated below:
  • Another object of the present invention is the use of aptamer-based reagents, their pharmacologically acceptable salts, derivatives and / or conjugates, for the manufacture of a medicament.
  • aptamer-based reagents for the preparation of a medicament for the therapeutic and / or prophylactic treatment of diseases selected from the group comprising cardiovascular diseases and / or diseases associated with impaired blood coagulation, especially as anticoagulants.
  • a further subject matter relates to an aptamer-target molecule complex obtained from the reaction of the aptamer-based reagent of the present invention with a target molecule, whereby a covalent bond between the aptamer-based reagent and the target molecule can be formed with cleavage of the leaving group to produce a covalent linkage with the target molecule wherein the target molecule is selected from the group comprising hemostasis-involved target molecules having procoagulant, proaggregatory and / or prof ⁇ brinolytic activity.
  • Another object of the present invention is an aptamer-target molecule complex comprising: at least one inventive aptamer-based reagent, and a covalently bound target molecule, wherein the covalent bond between the aptamer-based reagent and the target molecule with elimination of the leaving group to produce a covalent Linkage is formed with the target molecule, wherein the target molecule is selected from the group comprising involved in hemostasis target molecules with procoagulant, proaggregatory and / or prof ⁇ brinolytischer activity.
  • Preferred target molecules are target proteins involved in hemostasis selected from the group comprising:
  • coagulation-active serine proteases preferably selected from the group comprising thrombin, activated factor VII (FVIIa), activated factor IX (FIXa) and / or activated factor X (FXa);
  • Cofactors preferably selected from the group comprising tissue thromboplastin (TF) and factors Va (FVa) and / or factor Villa (FVIIIa); Transglutaminases such as activated factor XIII (FXIIIa); and or
  • f ⁇ brino lyric enzymes preferably selected from the group comprising plasmin and / or tissue-specific plasminogen activator (t-PA).
  • a particular advantage of the aptamer-target molecule complex results from the fact that active and / or activating target molecules, for example coagulation activators such as thrombin, can be administered in inhibited form by aptamer-target molecule complexes according to the invention and used specifically for locally limited coagulation activation.
  • active and / or activating target molecules for example coagulation activators such as thrombin
  • the aptamer-target molecule complex advantageously has the target molecule in non-active form by being covalently and non-covalently bound to a target molecule-inhibiting aptamer-based reagent.
  • a covalent and non-covalent bond is preferably to be understood as meaning a simultaneous covalent and non-covalent bond between aptamer-based reagent and target molecule.
  • a major advantage of the aptamer-target molecule complex according to the invention is that it can provide a systemic application with simultaneously possible limited local activation of the efficacy.
  • a particular advantage of using the inventive aptamer-target molecule complex arises from the fact that preferably no systemic effects of the target molecule occur.
  • the aptamer-target molecule complex according to the invention can be administered with few side effects or even without side effects.
  • a particular advantage of the aptamer-target molecule complex is that the target molecule is specifically non-covalently bound via the aptamer and additionally covalent, wherein the covalent bond is formed via the covalent bond to the target molecule mediating leaving group of the aptamer-based reagent ,
  • the aptamer-target molecule complex is advantageously photoactivatable, in particular, the target molecule is photoinduced releasable.
  • the term "photo-induced" release means that when irradiated with a suitable wavelength, for example with UV or IR radiation, the target molecule is released from the aptamer-target molecule complex and can take up its activity.
  • the non-covalent binding of the aptamer as well as the covalent binding to the aptamer-based reagent by irradiation with a suitable wavelength is solvable.
  • the target molecule can be selectively released, for example, by irradiation with UV or IR radiation in irradiated tissues, organs or regions of the body, without the systematically activated aptamer-target molecule complex being activated elsewhere.
  • a light-induced release of thrombin from a thrombin-thrombin aptamer complex can be achieved.
  • the aptamer-target molecule complex has the following general formula (VIII):
  • aptamer-target molecule complexes according to the invention can be administered according to customary methods, for example by oral administration or by injection. Preferred is administration by injection.
  • a further subject matter relates to the use of the aptamer-target molecule complexes, their pharmacologically acceptable salts, derivatives and / or conjugates, for the photoinduced release of the target molecules, in particular selected from the group comprising target molecules involved in hemostasis with procoagulant, proaggregatory and / or prof ⁇ brinolytic activity, preferably targeting proteins involved in hemostasis selected from the group comprising:
  • coagulation-active serine proteases preferably selected from the group comprising thrombin, activated factor VII (FVIIa), activated factor IX (FIXa) and / or activated factor X (FXa);
  • Cofactors preferably selected from the group comprising tissue thromboplastin (TF) and factors Va (FVa) and / or factor Villa (FVIIIa);
  • Transglutaminases such as activated factor XIII (FXIIIa); and or
  • f ⁇ brinolytician enzymes preferably selected from the group comprising plasmin and / or tissue-specific plasminogen activator (tissue-type plasminogen activator, t-PA).
  • the aptamer-target molecule complexes are useful for the manufacture of a medicament.
  • the drug can be administered systemically, for example via injections. This can be selectively activated in certain areas of the body by irradiation.
  • Another object relates to the use of aptamer-target molecule complexes, their pharmacologically acceptable salts, derivatives and / or conjugates, for the manufacture of a medicament for the therapeutic and / or prophylactic treatment of diseases selected from the group comprising tumor diseases, in particular solid malignant tumors, cardiovascular Diseases, disorders associated with impaired blood clotting and / or bleeding.
  • Solid malignant tumors are in particular selected from the group comprising carcinomas, sarcomas and / or blastomas, preferably selected from the group comprising colorectal adenocarcinomas, malignant melanomas and other solid tumors of the skin and skin appendages, liver metastases of malignant solid tumors and bile duct carcinomas.
  • Cardiovascular disorders may be, in particular, thromboembolic disorders, for example selected from the group comprising acute peripheral and central arterial and venous occlusions.
  • Disorders associated with impaired blood coagulation may be selected from the group comprising hereditary coagulation disorders, preferably including hemorrhagic and thrombophilic diatheses.
  • Bleeding may be selected from the group comprising perioperative bleeding and spontaneous bleeding of the blood preferably comprising microvascular intra- and postoperative bleeding in surgical procedures in vasculoid organs such as in liver and brain surgery.
  • aptamer-target molecule complexes comprising a target protein that can induce blood coagulation, for example selected from the group comprising coagulant serine proteases, preferably selected from the group comprising thrombin, activated factor VII (FVIIa), activated factor IX (FIXa) and / or activated factor X (FXa); Cofactors, preferably selected from the group comprising tissue thromboplastin (TF) and factors Va (FVa) and / or factor Villa (FVIIIa); Transglutaminases such as activated factor XIII (FXIIIa), for haemostasis, in particular as a hemostyptic usable.
  • coagulant serine proteases preferably selected from the group comprising thrombin, activated factor VII (FVIIa), activated factor IX (FIXa) and / or activated factor X (FXa)
  • Cofactors preferably selected from the group comprising tissue thromboplastin (TF) and factors Va (F
  • thrombin aptamer-thrombin complexes can be used as a local hemostyptic.
  • aptamer-target molecule complexes comprising a target molecule capable of inducing blood coagulation are useful for controlled and localized coagulation activation.
  • aptamer-target molecule complexes comprising a target molecule capable of inducing blood coagulation are further useful for homogeneous thrombosis of smaller or larger irradiated tissue areas or vascular areas.
  • inventive aptamer-target molecule complexes can successfully trigger the occlusion of small or large body, tissue or organ areas, or vessels, and that use is associated with no or only very slight systemic side effects.
  • adjacent body tissue, or organ areas, or vessels may be spared by an embolism triggered by the aptamer-target molecule complexes of the invention.
  • the aptamer-target molecule complexes are further useful after hemostasis or postoperative management of rebleeding, for example in diffuse bleeding or after endoscopically assisted surgery.
  • bleeding can be stopped by a local, targeted activation of the aptamer-target molecule complexes by irradiation.
  • the possibility of inducing haemostasis in selected tissues or organs is opened up.
  • a hemostasis can be specifically achieved in blood vessels. This is particularly advantageous in small blood vessels and microvessels, since these other treatment options are difficult to access.
  • gastrointestinal bleeding may be due to targeted endoscopic irradiation and thereby induced release of clot activating target molecules
  • thrombin be breastfed in the affected areas.
  • the coagulation activation can be limited to the bleeding tissue districts.
  • vascular aneurysms of the cerebral circulation are treatable by a targeted localized activation of coagulation in the affected blood vessels using the aptamer-target molecule complexes of the invention.
  • the systemically administrable aptamer-target molecule complexes make it possible for these to be brain-friendly via the blood, where they can be selectively activated and locally activated.
  • a very special advantage of the aptamer-target molecule complexes can be provided by the fact that they allow the treatment of solid primary tumors and tumor metastases by a targeted interruption of the tumor-supplying vasculature.
  • the effectiveness is advantageously not dependent on the tumor entity.
  • the aptamer-target molecule complexes according to the invention can trigger a blood coagulation, for example selected from the group comprising coagulant serine proteases, preferably selected from the group comprising thrombin, activated factor VII (FVIIa), activated factor IX (FIXa ) and / or activated factor X (FXa); Cofactors, preferably selected from the group comprising tissue thromboplastin (TF) and factors Va (FVa) and / or factor Villa (FVIIIa); Transglutaminases such as activated factor XIII (FXIIIa), in particular thrombin aptamer-thrombin complexes, targeted to close tumor-supplying vessels.
  • a blood coagulation for example selected from the group comprising coagulant serine proteases, preferably selected from the group comprising thrombin, activated factor VII (FVIIa), activated factor IX (FIXa ) and / or activated factor X (FXa); Cofactors,
  • inventive aptamer-target molecule complexes even in very large tumors, a closure or embolization of the or can successfully trigger supplying vessels and use is associated with no or very little systemic side effects. This further significantly reduces the bleeding risk associated with surgical removal of large and vascularized tumors.
  • a particular advantage of the inventive aptamer-target molecule complexes is provided by the fact that unwanted clinical consequences of arterial or venous thrombosis, for example of the surrounding tissue by untargeted activation can be avoided or at least significantly reduced.
  • aptamer-target molecule complexes wherein the target molecule is profibrinolytic, for example plasmin, or anticoagulant, are useful for the treatment of thromboembolic disorders selected from the group.
  • a thrombus-selective fibrinolysis can be achieved, thereby reducing the risk of bleeding complications as a result of a systemic fibrinolytic action.
  • a treatment of varices can be limited by targeted photo-induced activation to the varicose blood vessels.
  • a treatment of varices can be limited by targeted photo-induced activation to the varicose blood vessels.
  • a further subject of the invention are medicaments comprising aptamer-target molecule complexes according to the invention.
  • the starting compound 3-ethyl-4-nitrophenol was prepared as described in Chem. Commun. 1987, 753-755. Subsequently, the phenolic OH group with toluene-4-sulfonic acid 2- (tert-butyl-diphenyl-silanyloxy) ethyl ester (TBDPSOCH 2 CH 2 OTS) in the basic to tert-butyl [2- (3-ethyl-4 -nitro-phenoxy) -ethoxy] -diphenyl-silane and the product was obtained by column chromatography.
  • the starting compound 4-ethyl-3-nitrobenzoic acid was prepared analogously to the procedure in J.
  • the aptamer-based reagent was finally obtained by reaction with disuccinimidyl carbonate analogously to the corresponding instructions from Chem. Eur. J. 2006, 12, 3655-3671.
  • the aptamer sequence provided at the 5'-end with the amino C6 linker and a photolabile protecting group was obtained, the linker having another photolabile protecting group and this leaving group N-hydroxy-succinimide.
  • Thrombin (Sigma, Cell Systems) was dissolved in 50 mM borate buffer pH 8.0. The aptamer-based reagent of Example 1 was added in excess. After overnight incubation at room temperature, the aptamer-thrombin complex of formula (VIII) was obtained by gel filtration.
  • Thrombin (Sigma, Cell Systems) was dissolved in 50 mM borate buffer pH 8.0. The aptamer-based reagent of Example 2 was added in excess. After overnight incubation at room temperature, the aptamer-thrombin complex was obtained by gel filtration.
  • a thrombin fusion aptamer 5'-AACC ⁇ GAAAGGTTGGTGTGGTTGGAAAAAAAAAAGTC CGTGGTAGGGC AGGTTGGGGTGACT-3 '(SEQ ID NO: 7) was prepared by standard-phase solid phase synthesis (Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., 2006, Appendix 3C).
  • C NPE corresponds to the molecule of formula (IX) wherein the phosphoramidite of this cytolipid-blocked photolabile protecting group, nitrophenylethyl (dC NPE ), as described in Angew. Chem. 2006, 118, 6900-6902.
  • An unexposed and an exposed variant of the photoactivatable fusion aptamer according to SEQ ID NO: 7 from Example 6 were used.
  • the exposed variant of the photoactivatable fusion aptamer was prepared by irradiation for 3 minutes at a wavelength of 365 nm.
  • control sequences used were a fusion aptamer with a sequence 5'-GGTTGGTGTGGT TGGAAAAAAAAAAAGTCCGTGGTAGGGCAGGTTGGGGTGACT-S '(SEQ ID NO: 8).
  • the aptamer sequence at the 5'-end of the fusion aptamer, before the linker binds to the exosite I of thrombin, while the aptamer sequence at the 3 'end of the fusion aptamer, after the linker, binds to the Exosite-II binds by thrombin.
  • the exposed variant of the thrombin-binding fusion aptamer according to SEQ ID NO: 7 could no longer bind to the exosite I of thrombin and inhibit thrombin-mediated coagulation.
  • the unexposed variant of the aptamer of SEQ ID NO: 7 was able to bind to the exosite-I of thrombin, as a result of which coagulation occurred after the addition of the anticoagulated citrated plasma.
  • An unexposed and an exposed variant of the photoactivatable fusion aptamer according to SEQ ID NO: 7 from Example 6 were used.
  • the exposed variant of the photoactivatable fusion aptamer was prepared by irradiation for 3 minutes at a wavelength of 365 nm.
  • control sequences used were a fusion aptamer with a sequence 5'-GGTTGGTGTGGT TGGAAAAAAAAAAAGTCCGTGGTAGGGCAGGTTGGGGTGACT-S '(SEQ ID NO: 8).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Aptamer-basiertes Reagens umfassend wenigstens ein an ein an der Hämostase beteiligtes Zielmolekül mit prokoagulatorischer, proaggregatorischer und/oder profibrinolytischer Aktivität bindendes Aptamer, wobei wenigstens eine Base des Aptamers wenigstens eine photolabile Schutzgruppe aufweist; und wenigstens einen Linker am 5'-Ende, 3'-Ende, an einer der Nucleobasen und/oder am Ribosephosphatrückgrat des Aptamers, wobei der Linker wenigstens eine weitere photolabile Schutzgruppe und wenigstens eine Abgangsgruppe, zur Herstellung einer kovalenten Verknüpfung mit dem Zielmolekül, aufweist, sowie Aptamer-Zielmolekül-Komplexe, erhalten aus der Umsetzung des Aptamer- basierten Reagens mit einem Zielmolekül, wobei eine kovalente Bindung zwischen dem Aptamer-basierten Reagens und dem Zielmolekül unter Abspaltung der Abgangsgruppe zur Herstellung einer kovalenten Verknüpfung mit dem Zielmolekül ausbildbar ist.

Description

RHEINISCHE FRIEDRICH- WILHELMS UNIVERSITÄT
Düsseldorf, 7. März 2008 Unser Zeichen: UD 40075 / SAM
Rheinische Friedrich- Wilhelms Universität Regina-Pacis-Weg 3, 53113 Bonn, Deutschland
APTAMER-BASIERTE REAGENZIEN FÜR HAMOSTASE BETEILIGTES ZIELMOLEKÜL
Die Erfindung betrifft Aptamer-basierte Reagenzien und Aptamer-Zielmolekül-Komplexe, die geeignet sind das Hämostasesystem gezielt zu modulieren und zur Behandlung von Erkrankungen wie Tumorkrankungen, kardiovaskuläre Erkrankungen, Erkrankungen, die mit einer gestörten Blutgerinnung in Zusammenhang stehen oder Blutungen geeignet sind.
Das System der Blutgerinnung ist ein Teil der körpereigenen Abwehrmechanismen und schützt den Körper nach einer Verletzung vor unkontrolliertem Blutverlust. Gleichzeitig ist der Prozess der Gerinnungsaktivierung durch endogene Inhibitionsmechanismen derart reguliert, dass die Gerinnselbildung auf die verletzte Gefäßwand begrenzt bleibt. Bei einer angeborenen oder erworbenen Fehlfunktion des Hämostasesystems kann es zu Blutungen oder zu einer Thromboseneigung kommen.
In Abhängigkeit von der Lokalisation und der Ausdehnung eines operativen Eingriffs kann es als Folge eines Operationstraumas zu verstärkten Nachblutungen kommen, die das Operationsergebnis unmittelbar gefährden und für den Patienten zu bleibenden Schäden führen können. In diesen Fällen kann durch eine gezielte Stimulation des Hämostasesystems, wie zum Beispiel durch die Gabe von Hämostyptika wie rekombinanter Faktor VIIa oder Desamino-8D-Argininovasopressin eine Blutstillung induziert werden. Im Fall von arteriellen Blutungen kann eine Blutstillung durch gezielte Unterspritzung der Gefäße mit adstringierenden und lokal embolisierenden Agenzien erreicht werden. Dieses Vorgehen ist ein Routineverfahren in der Behandlung von akut blutenden gastrointestinalen Ulcera. UD 40075 / SAM:AL Im Stand der Technik bekannt ist eine gezielte Unterbrechung der Gefäßzirkulation durch eine Katheter-assistierte lokale intravasale Applikation von chemischen Embolisatoren oder des gerinnungsaktiven Thrombins, die beispielsweise in der Behandlung von soliden Tumoren und zum Verschluss von rupturgefährdeten Aneurysmen, beispielsweise im cerebralen Gefäßsystem eingesetzt wird. Nachteilig hierbei ist insbesondere die erhebliche Ungenauigkeit der Applikationen. So sind die Lage des Katheters und lokale Strömungseigenschaften des Blutes entscheidend für die Genauigkeit der Okklusion.
Weiterhin sind Fehlinjektionen, beispielsweise verursacht durch vorher nicht erkannte Gefäßanastomosen, mit der Gefahr verbunden, eine Embolisation von Gefäßarealen, die gesundes Gewebe versorgen, herbeizuführen. Da die chemischen Embolisatoren zu einer irreversiblen Reaktion führen, können Fehlinjektionen nicht korrigiert werden.
Ein weiterer Nachteil aller kathetergestützten Embolisationsverfahren besteht in der Notwendigkeit eines interventionellen Eingriffs.
Im Stand der Technik ist weiterhin die Verwendung von Aptameren als Arzneimittel bekannt. Beispielsweise offenbart die Schrift WO 03/002592 die Verwendung von Aptameren, die an Thrombin binden, als Arzneimittel zur Behandlung von Thrombosen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Mittel zur Verfügung zu stellen, das wenigstens einen der vorgenannten Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere bestand die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Mittel zur Verfügung zu stellen, das eine gezielte Aktivierung des Hämostasesystems oder einzelner Komponenten des Hämostasesystems ermöglicht.
Erfmdungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Aptamer-basiertes Reagens, umfassend: wenigstens ein an ein an der Hämostase beteiligtes Zielmolekül mit prokoagulatorischer, proaggregatorischer und/oder pro fϊbrino lyrischer Aktivität bindendes Aptamer, wobei wenigstens eine Base des Aptamers wenigstens eine photolabile Schutzgruppe aufweist; und wenigstens einen Linker am 5'-Ende, 3'-Ende, an einer der Nucleobasen und/oder am Ribosephosphatrückgrat des Aptamers, wobei der Linker wenigstens eine weitere photolabile Schutzgruppe und wenigstens eine Abgangsgruppe, zur Herstellung einer kovalenten Verknüpfung mit dem Zielmolekül, aufweist.
Ein weiterer Gegenstand betrifft einen Aptamer-Zielmolekül-Komplex erhalten aus der Umsetzung des erfindungsgemäßen Aptamer-basierten Reagens mit einem Zielmolekül, wobei eine kovalente Bindung zwischen dem Aptamer-basierten Reagens und dem Zielmolekül unter Abspaltung der Abgangsgruppe zur Herstellung einer kovalenten Verknüpfung mit dem Zielmolekül ausbildbar ist, wobei das Zielmolekül ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend an der Hämostase beteiligte Zielmoleküle mit prokoagulatorischer, proaggregatorischer und/oder profϊbrinolytischer Aktivität.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es wurde überraschend gefunden, dass die erfindungsgemäßen Aptamer-basierten Reagenzien die überraschende Eigenschaft besitzen, nur geringe oder vernachlässigbare Toxizität aufweisen. Insbesondere wurde überraschend gefunden, dass die erfindungsgemäßen Aptamer-basierten Reagenzien eine ungezielte Freisetzung eines gebundenen Zielmoleküls verhindern oder zumindest deutlich vermindern können.
Unter dem Begriff "Reagens" ist im Sinne der Erfindung eine reaktive Spezies zu verstehen, die geeignet ist, eine kovalente Bindung mit einem Zielmolekül einzugehen. Unter dem Begriff "Aptamer-basiertes Reagens" ist im Sinne der Erfindung ein Aptamer zu verstehen, - A -
das eine photolabile Schutzgruppe aufweist und mit einem Linker umfassend eine photolabile Schutzgruppe und eine Abgangsgruppe zur Herstellung einer kovalenten Verknüpfung mit einem Zielmolekül, modifiziert ist.
Eine lediglich nicht-kovalente Bindung des Aptamers an ein Zielmolekül kann eine nicht ausreichende Stabilität aufweisen und/oder steht stets im Gleichgewicht mit einem Anteil von freiem Aptamer und freiem Zielmolekül, wodurch eine systemische Freisetzung des Zielmoleküls möglich ist. Dies kann beispielsweise im Fall, dass das Zielprotein Thrombin ist, welches eine Gerinnung auslöst, eine systemische Gerinnungsaktivierung hervorrufen.
In vorteilhafter Weise kann das Aptamer-basierte Reagens eine nicht kovalente photospaltbare Bindung und eine kovalente photospaltbare Bindung an ein Zielmolekül zur Verfügung stellen.
Der Vorteil der Aptamer-basierten Reagenzien ergibt sich insbesondere dadurch, dass diese ein Zielmolekül spezifisch über das Aptamer erkennen und nicht-kovalent binden können und das Aptamer-basierte Reagens zusätzlich kovalent an das Zielmolekül binden kann, wobei die kovalente Bindung über die eine kovalente Bindung an das Zielmolekül vermittelnde Gruppe des Aptamer-basierten Reagens ausgebildet wird. Eine kovalente Bindung des Aptamer- basierten Reagens an das Zielmolekül kann vermeiden, oder zumindest das Risiko vermindern, dass das Aptamer vom Zielmolekül dissoziiert und das Zielmolekül ungezielt im Körper freigesetzt wird. Dies ermöglicht, dass Aptamer-Zielmolekül-Komplexe systemisch verabreicht werden können.
Erfindungsgemäße Aptamer-basierte Reagenzien und Aptamer-Zielmolekül-Komplexe umfassen wenigstens eine photolabile Schutzgruppe an wenigstens einer Base des Aptamers und wenigstens eine weitere photolabile Schutzgruppe, die Teil des Linkers ist, mit dem das Aptamer mit dem Zielmolekül verbunden ist. Die photolabile Schutzgruppe am Aptamer ermöglicht, dass sich das Aptamer nach deren Abspaltung umfaltet, und dadurch die Bindung des Aptamers an das Zielmolekül gelöst wird.
Der Vorteil der weiteren photolabilen Schutzgruppe am Linker liegt insbesondere darin, dass durch deren photoinduzierte Abspaltung die kovalente Bindung des Aptamers an das Zielmolekül ebenfalls spaltbar ist. Hierbei ist die Spaltung der nicht kovalenten Bindung und der kovalenten Bindung des Aptamer-Zielmolekül-Komplexes vorzugsweise gleichzeitig, beispielsweise in einem gemeinsamen photo- oder lichtinduzierten Spaltvorgang spaltbar.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Aptamer-basierten Reagenzien liegt darin, dass diese eine sichere Bindung des Aptamers an ein Zielmolekül zur Verfügung stellen können.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Aptamer-Zielmolekül-Komplexe liegt darin, dass diese eine systemische Verabreichung eines ansonsten aktiven Zielmoleküls oder Zielproteins in Form eines inaktiven Aptamer-Zielmolekül-Komplexes ermöglichen können.
Unter dem Begriff "Aptamer" sind im Sinne dieser Erfindung einzelsträngige Nukleinsäuren zu verstehen, die nicht kovalent an ein Zielmolekül, insbesondere Zielprotein binden.
Vorzugsweise bindet das Aptamer mit hoher Affinität und Spezifität an Bindungsbereiche des Zielmoleküls, die für das Zielmolekül einzigartig sind oder lediglich bei einer kleinen Gruppe von Zielmolekülen selektiv auftreten. Dies ermöglicht eine gezielte Beeinflussung der Funktion der Zielmoleküle, insbesondere eine Regulation deren Aktivität. Beispielsweise kann durch Bindung eines Aptamers eine Inhibition der Aktivität des Zielmoleküls erreicht werden, beispielsweise indem das katalytische Zentrum eines Enzyms sterisch inhibiert wird. In bevorzugten Ausführungsformen ist das Aptamer spezifisch für an der Hämostase beteiligte Zielmoleküle mit prokoagulatorischer, proaggregatorischer und/oder profibrinolytischer Aktivität. Zielmoleküle sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend thrombozytenaktivierende Phospholipide, thrombozytenaktivierende Nukleotide und/oder an der Hämostase beteiligte Proteine.
Ein bevorzugtes thrombozytenaktivierendes Phospholipid ist beispielsweise der Plättchenaktivierende Faktor (Platelet-activating factor, PAF). Bevorzugte thrombozytenaktivierende Nukleotide sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend Adenosintriphosphat (ATP) und/oder Adenosindiphosphat (ADP).
Vorzugsweise ist das Zielmolekül ein Zielprotein. Vorzugsweise ist das Aptamer spezifisch für ein an der Hämostase beteiligtes Zielprotein. Zielproteine sind vorzugsweise an der Hämostase insbesondere der Blutgerinnung beteiligte Proteine, insbesondere gerinnungsspezifische Proteine, bevorzugt Gerinnungsfaktoren.
Besonders bevorzugt ist das Aptamer spezifisch für an der Hämostase beteiligte Zielproteine ausgewählt aus der Gruppe umfassend:
- gerinnungsaktive Serinproteasen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Thrombin, aktivierter Faktor VII (FVIIa), aktivierter Faktor IX (FIXa) und/oder aktivierter Faktor X (FXa);
- Kofaktoren, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Gewebethromboplastin (TF) und Faktor Va (FVa) und/oder Faktor VIII (FVIIIa);
- Transglutaminasen wie aktivierter Faktor XIII (FXIIIa); und/oder
- fibrinolytische Enzyme, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Plasmin und/oder gewebespezifischer Plasminogenaktivator (tissue-type Plasminogen activator, t-PA). Bevorzugte Zielproteine sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend Thrombin, aktivierten Faktor VII (FVIIa), Gewebethromboplastin (TF), aktivierter Faktor X (FXa), aktivierter Faktor IX (FIXa), aktivierter Faktor XI (FXIa), aktivierter Faktor XIII (FXIIIa), Kofaktor V (FVa) und/oder Kofaktor FVIII und/oder Plasmin.
Vorzugsweise ist das Aptamer spezifisch für Thrombin. Bevorzugte Aptamere sind entsprechend Thrombinaptamere. Weiter bevorzugt ist das Aptamer spezifisch für einen extrinsischen die Gerinnung aktivierenden Komplex aus Serinprotease Faktor VIIa (FVIIa) und Kofaktor Gewebethromboplastin (TF).
Aptamere mit den gewünschten Eigenschaften, insbesondere gewünschter Spezifität, können entsprechend üblichen Selektionsverfahren, beispielsweise dem so genannten SELEX® (Systematic Evolution of Ligands by EX-ponential Enrichment)- Verfahren, beispielsweise beschrieben in US 5,475,096, US 5,270,163 und EP 0 533 838, auf die hiermit Bezug genommen wird, selektioniert werden. Insbesondere bevorzugt können Aptamere mit den gewünschten Eigenschaften mit einem modifizierten Verfahren, dem so genannten Counter- SELEX®- Verfahren selektioniert werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, Aptamere mit bekannter Struktur mit herkömmlichen Methoden der Nukleinsäuresynthese und/oder Vervielfältigung herzustellen.
Geeignete Aptamere wirken vorzugsweise inhibitorisch auf das Zielmolekül oder Zielprotein, beispielsweise Thrombin. Ein Aptamer-Zielmolekül-Komplex umfasst entsprechend vorzugsweise ein Zielmolekül, das durch ein gebundenes inhibierendes Aptamer in inaktivierter Form vorliegt. Dies ermöglicht, dass Aptamer-Zielmolekül-Komplexe systemisch verabreicht werden können, ohne dass das Zielmolekül eine systemische Wirkung entfaltet. Dies kann beispielsweise bei der Verabreichung eines Thrombinaptamer-Thrombin- Komplexes vermeiden, dass eine systemische Blutgerinnung ausgelöst wird. Geeignete Aptamere können eine Sequenzlänge im Bereich von > 10 Basen bis < 150 Basen, vorzugsweise im Bereich von > 15 Basen bis < 60 Basen, bevorzugt im Bereich von > 20 Basen bis < 30 Basen, aufweisen.
Ein Aptamer-basiertes Reagens weist wenigstens ein an ein Zielmolekül bindendes Aptamer auf. Vorzugsweise weist ein Aptamer-basiertes Reagens ein Aptamer oder zwei Aptamere, die spezifisch für ein Zielmolekül sind, auf. Es kann bevorzugt sein, dass ein Aptamer-basiertes Reagens mehrere gleiche oder verschiedene Aptamere aufweist, beispielsweise zwei gleiche oder verschiedene Aptamere, oder drei gleiche oder verschiedene Aptamere.
Beispielsweise kann das Aptamer-basierte Reagens ein weiteres Lokalisatormolekül, beispielsweise ein weiteres Aptamer und/oder einen spezifischen Antikörper aufweisen, das selektiv an bestimmte Zelloberflächen bindet, beispielsweise an Tumorgewebe. Dies kann den Vorteil zur Verfügung stellen, dass ein Aptamer-basiertes Reagens und/oder ein Aptamer- Zielmolekül-Komplex selektiv bestimmte Gewebe oder Organe erkennen und/oder binden kann.
Aptamere weisen wenigstens einen Sequenzabschnitt auf, der spezifisch an das Zielmolekül bindet. Verwendbare Aptamere sind vorzugsweise mit wenigstens einem Sequenzabschnitt modifiziert, der zu wenigstens einem spezifisch an das Zielmolekül bindenden Sequenzabschnitt des Aptamers komplementär ist, vorzugsweise mit einem Antisenseabschnitt. Dieser kann über Ausbildung einer Wechselwirkung zu dem spezifisch bindenden Sequenzabschnitt eine Umfaltung des Aptamers in eine inaktive Form bewirken. Geeignete Modifikationen durch derartige Antisenseabschnitte ergeben sich aus der Sequenz des spezifisch an das Zielmolekül bindenden Sequenzabschnitts des Aptamers.
Ein Antisenseabschnitt kann am 5'- und/oder 3'-Ende oder innerhalb der Sequenz eingefügt sein. Vorzugsweise wird der Antisenseabschnitt am 5'-Ende der Sequenz eingefügt. Die Länge des Antisenseabschnitts ist variabel, vorzugsweise liegt die Länge im Bereich von > 2 Basen bis < 15 Basen, bevorzugt im Bereich von > 4 Basen bis < 8 Basen.
Eine Länge des Antisenseabschnitts im Bereich von > 2 Basen bis < 15 Basen kann insbesondere dazu führen, dass die Effizienz der Inaktivierung des Aptamers erhöht werden kann.
Wenigstens eine Base des Aptamers weist wenigstens eine photolabile Schutzgruppe auf, wobei die Basen ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Guanin, Cytosin, Adenin, Thymin und/oder Uracil. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Base, die wenigstens eine photolabile Schutzgruppe aufweist, eine Base des Antisenseabschnitts des Aptamers.
In auch bevorzugten Ausführungsformen kann das Aptamer an ein bis 4 Basen, bevorzugt an 2 bis 3 Basen photolabile Schutzgruppen aufweisen, wobei eine Base eine bis drei photolabile Schutzgruppen, vorzugsweise wenigstens eine photolabile Schutzgruppe oder zwei photolabile Schutzgruppen aufweisen kann. Die Basen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanin, Cytosin, Adenin, Thymin und/oder Uracil können hierbei gleiche oder verschiedene photolabile Schutzgruppen aufweisende Basen sein. Die photolabilen Schutzgruppen können hierbei gleiche oder verschiedene photolabile Schutzgruppen sein. Vorzugsweise sind die Basen, die eine oder mehrere photolabile Schutzgruppen aufweisen, Basen des Antisenseabschnitts des Aptamers.
Die photolabile Schutzgruppe an der oder den Basen des Antisenseabschnitts können verhindern, dass der Antisenseabschnitt an die das Zielmolekül bindende Konfiguration bindet, und das Aptamer inaktivieren würde. Eine Abspaltung der photolabilen Schutzgruppe ermöglicht, dass der Antisenseabschnitt an die das Zielmolekül bindende Konfiguration bindet, und/oder eine Umfaltung des Aptamers bewirkt, und das Aptamer seine Fähigkeit an das Zielmolekül zu binden, verliert. Vorzugsweise weist das Aptamer an wenigstens einer Cytosin-Base wenigstens eine photolabile Schutzgruppe auf. Vorzugsweise ist die photolabile Schutzgruppe an die NH2- gruppe der Base gebunden. Weiter bevorzugt kann das Aptamer an wenigstens einer Cytosin- Base zwei photolabile Schutzgruppen aufweisen. Zwei photolabile Schutzgruppen an einer Cytosin-Base können den Vorteil zur Verfügung stellen, dass die Base eine stärkere sterische Veränderung aufweist. Eine verstärkte sterische Modifikation der Base kann vorteilhafter Weise dazu führen, dass eine Faltung des Aptamers in seine inaktive Form verstärkt verhindert oder zumindest verstärkt vermindert werden kann.
Weiter bevorzugt weist das Aptamer an wenigstens einer Adenin-Base wenigstens eine photolabile Schutzgruppe auf. Vorzugsweise ist die photolabile Schutzgruppe an die NH2- gruppe des Adenins gebunden. Weiter bevorzugt kann das Aptamer an wenigstens einer Adenin-Base zwei photolabile Schutzgruppen aufweisen. Zwei photolabile Schutzgruppen an einer Adenin-Base können den Vorteil zur Verfügung stellen, dass das Adenin eine stärkere sterische Veränderung aufweist. Eine verstärkte sterische Modifikation des Adenins kann vorteilhafter Weise dazu führen, dass eine Faltung des Aptamers in seine inaktive Form verstärkt verhindert oder zumindest verstärkt vermindert werden kann.
Ein Aptamer kann eine DNA- oder eine RNA-Sequenz aufweisen. Vorzugsweise geeignete Aptamere weisen eine DNA-Sequenz auf. Weiterhin geeignet sind Aptamere, die eine Sequenz umfassend 2'-modifϊzierte RNA, beispielsweise 2'-Fluoro-, 2'-Methoxy- und/oder T- Amino -modifizierte RNA aufweisen. Weiterhin können Aptamere 2'-modifϊzierte RNA, beispielsweise 2'-Fluor-, 2'-Methoxy-und/oder 2'-Amino-modifizierte Nukleotide aufweisen.
Geeignet sind weiterhin Aptamere, die eine DNA-Sequenz aufweisen, die eine oder mehrere 2'-modifϊzierte Ribonukleotide, beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend T- Fluoro-, 2'-Methoxy- und/oder 2'-Amino- Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Uridin aufweisen. Auch geeignet sind Aptamere, die eine oder mehrere 2'-modifizierte Desoxyribonukleotide, beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend 2'-Fluoro-, T- Methoxy- und/oder 2'-Amino- Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Thymidin aufweisen.
Ein Vorteil der Verwendung von Motiven 2'-modifizierter RNA, insbesondere 2'-modifizierte Ribonukleotiden ausgewählt aus der Gruppe umfassend 2'-Fluoro-, 2'-Methoxy- und/oder T- Amino- Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Uridin, insbesondere in einer eingefügten Antisense-Sequenz eines Aptamers mit DNA-Sequenz kann den Vorteil einer erhöhten Stabilität des Aptamers zur Verfügung stellen.
Vorzugsweise ist das Aptamer ein an Thrombin bindendes Aptamer. In bevorzugten Ausführungsformen weist das Aptamer folgende Sequenz SEQ ID NO: 1 gemäß der Formel (1) wie nachstehend angegeben auf:
5'-NIN2N3N4AACCN5N6N7N8GGTTGGTGTGGTTGG-S' (1) (SEQ ID NO: 1)
worin:
N1, N2, N3, N4 sind gleich oder unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin, Thymidin, 2'-Fluoro-, T- Methoxy- und/oder 2'-Amino-modifϊziertes Ribonukleotid ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Uridin, oder eine Deletion;
N5, N6, N7, N8 sind gleich oder unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin, Thymidin, 2'-Fluoro-, T- Methoxy- und/oder 2'-Amino-modifiziertes Ribonukleotid ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Uridin, oder eine Deletion, oder
N5, N6, N7, Ns sind jeweils eine Ethylenglykoleinheit oder eine
Deletion.
In weiter bevorzugten Ausführungsformen weist das Aptamer folgende Sequenz SEQ ID NO: 2 gemäß der Formel (2) wie nachstehend angegeben auf:
5'-GGTTGGTGTGGTTGGN8N7N6N5CCAAN4N3N2NI-S' (2) (SEQ ID NO: 2)
worin:
N1, N2, N3, N4 sind gleich oder unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin, Thymidin, 2'-Fluoro-, T- Methoxy- und/oder 2'-Amino-modifϊziertes Ribonukleotid ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Uridin, oder eine Deletion;
N5, N6, N7, Ns sind gleich oder unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin, Thymidin, 2'-Fluoro-, T- Methoxy- und/oder 2'-Amino-modifϊziertes Ribonukleotid ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Uridin, oder eine Deletion, oder N5, N6, N7, Ns sind jeweils eine Ethylenglykoleinheit oder eine Deletion. "C" steht vorliegend entsprechend dem üblichen hier verwendeten Ein-Buchstaben-Code der Nukleotide für Cytidin, entsprechend stehen "A" für Adenosin, "G" für Guanosin und "T" für Thymidin.
Vorzugsweise weist das Aptamer ein Motiv N1N2N3N4 oder N4N3N2N1 am 5'- oder am 3'- Ende der Aptamersequenz auf. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Aptamer an beiden Enden ein Antisense-Motiv aufweist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Motive N1N2N3N4 oder N4N3N2N1 insgesamt eine Deletion ist, so dass an der Stelle der Motive N1N2N3N4 oder N4N3N2N1 keine Nukleotide vorhanden sein können.
In diesen Ausführungsformen des Aptamers ist vorzugsweise ein Sequenzabschnitt, der an den das Zielmolekül bindenden Sequenzabschnitt des Aptamers binden kann, bevorzugt ein Antisenseabschnitt, umfassend die Basen N1N2N3N4AACC am 5 '-Ende oder ein Antisenseabschnitt umfassend die Basen CCAAN4N3N2N1 am 3 '-Ende der Aptamersequenz eingefügt. N1, N2, N3, N4 können auch eine Deletion sein, so dass an den Positionen N1, N2, N3 und/oder N4 keine Nukleotide vorgesehen sein können. Die Länge des Sequenzabschnitts liegt im Bereich von > 4 Basen bis < 8 Basen, vorzugsweise im Bereich von > 4 Basen bis < 6 Basen. Eine Länge im Bereich von > 4 Basen bis < 8 Basen kann insbesondere dazu führen, dass die Effizienz der Inaktivierung des Aptamers erhöht werden kann.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen des Aptamers der Sequenzen SEQ ID NO: 1 gemäß der Formel (1) und SEQ ID NO: 2 gemäß der Formel (2) ist:
Ni Cytidin, und/oder
N2 Adenosin, und/oder
N3 Cytidin, und/oder
N4 Cytidin. In ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen des Aptamer-basierten Reagens ist Ni Cytidin, und N2 ist Adenosin und N3 ist Cytidin und N4 ist Cytidin.
In weiter bevorzugten Ausfuhrungsformen des Aptamers der Sequenzen SEQ ID NO: 1 gemäß der Formel (1) und SEQ ID NO: 2 gemäß der Formel (2) ist: N5 ist Guanosin; und/oder N6 ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Thymidin, vorzugsweise Cytidin; und/oder N7 ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin und/oder Adenosin; und/oder
Ns ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend Adenosin und/oder Thymidin, vorzugsweise Adenosin.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Motive NsNöNγNs oder NsNγNöNs insgesamt eine Deletion sind, so dass an der Stelle der Motive NsNöNγNs oder NsNγNöNs keine Nukleotide oder Ethylenglycol-Einheiten vorhanden sein können.
Es ist bevorzugt, dass das Motiv NsNöNγNs, sofern es Nukleotide umfasst, ein Motiv GNRA ist, wobei N ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Thymidin, und R ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Guanosin und/oder Adenosin. Es ist weiterhin bevorzugt, dass das Motiv NsNöNγNs ein Motiv ausgewählt aus der Gruppe umfassend GCGA, GAAA und/oder GCAT aufweist.
Es ist weiter bevorzugt, dass das Motiv NsNγNöNs, sofern es Nukleotide umfasst, ein Motiv GNRA ist, wobei N ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Thymidin, und R ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Guanosin und/oder Adenosin. Es ist weiterhin bevorzugt, dass das Motiv NsN7N6Ns ein Motiv ausgewählt aus der Gruppe umfassend GCGA, GAAA und/oder GCAT aufweist.
Vorzugsweise können die Motive NsN6N7Ns oder NsN7N6Ns im Bereich von 1 Ethylenglykol-Einheiten bis 4 Ethylenglykol-Einheiten aufweisen, bevorzugt im Bereich von 2 bis 3 Ethylenglykol-Einheiten. Vorzugsweise verwendbar sind lineare Ethylenglykol- Einheiten HO-(CH2CH2O)n-CH2CH2-OH mit n ist eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 4, bevorzugt im Bereich von 0 bis 1.
In sehr bevorzugten Ausführungsformen des Aptamer-basierten Reagens bilden N5, N6, N7 und Ns eine oder zwei Ethylenglykoleinheiten aus.
Ein Vorteil der Verwendung von Ethylenglykoleinheiten liegt darin, dass diese keine Wechselwirkung mit dem Aptamer ausbilden. Von Vorteil ist dabei insbesondere, dass die Aktivität des Aptamers durch einen Einbau von Ethylenglykoleinheiten nicht gegenüber der Aktivität des nicht-modifϊzierten Aptamers vermindert wird.
Ein Vorteil, der insbesondere durch ein Motiv NsN6N7Ns ausgewählt aus der Gruppe umfassend GCGA, GAAA, GCAT oder ein Motiv NsN7N6Ns ausgewählt aus der Gruppe umfassend GAAA und/oder GCAT und/oder eine oder zwei Ethylenglykoleinheiten zur Verfügung gestellt werden kann, ist, dass das Aptamer eine Aktivität aufweisen kann, die ebenso hoch wie die des nicht-modifϊzierten Aptamers ist, oder lediglich eine geringe Verringerung der Aktivität aufweist.
In weiter besonders bevorzugten Ausführungsformen des Aptamer-basierten Reagens weist das Aptamer folgende DNA-Sequenz SEQ ID NO: 3 gemäß der Formel (3) wie nachstehend angegeben auf: 5'-AACCGAAAGGTTGGTGTGGTTGG-S' (3) (SEQ ID NO: 3),
wobei die Basen Cytosin und/oder Adenin an den Positionen 1, 2, 3 und/oder 4 der Sequenz mit einer oder zwei photolabilen Schutzgruppe(n) modifiziert sind.
Es ist bevorzugt, dass wenigstens eine der Basen Cytosin oder Adenin an den Positionen 1, 2, 3 und/oder 4 der Sequenz wenigstens eine photolabile Schutzgruppe aufweist. Es ist insbesondere bevorzugt, dass wenigstens eine der Basen Cytosin an den Positionen 3 und/oder 4 der Sequenz wenigstens eine photolabile Schutzgruppe aufweist. Weiter bevorzugt können zwei Basen Cytosin und/oder Adenin jeweils wenigstens eine gleiche oder unterschiedliche photolabile Schutzgruppe aufweisen. Besonders bevorzugt können die Basen Cytosin und/oder Adenin mit zwei gleichen oder unterschiedlichen photolabilen Schutzgruppe(n) modifiziert sein.
Ein Vorteil eines Aptamers der DNA-Sequenz gemäß der Formel (3) SEQ ID NO: 3, wobei die Basen Cytosin und/oder Adenin an den Positionen 1, 2, 3 und/oder 4 der Sequenz mit einer oder zwei photolabilen Schutzgruppe(n) modifiziert sind, ist, dass dieses nach photoinduzierter Abspaltung der photolabilen Schutzgruppe(n) eine spontane Umfaltung des Aptamers in eine inaktive Form zur Verfügung stellen kann.
In auch bevorzugten Aus führungs formen weist das Aptamer folgende Sequenz SEQ ID NO: 4 gemäß der Formel (4) wie nachstehend angegeben auf:
5'- N9Ni0Ni iN^TACCNisNuNisNieGGTTGGGCAGGTTGG -3' (4) (SEQ ID NO: 4)
worin: N9, N10, N11, N12 sind gleich oder unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin, Thymidin, 2'-Fluoro-, T- Methoxy- und/oder 2'-Amino-modifiziertes Ribonukleotid ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Uridin, oder eine Deletion;
N13, N14, N15, Nie sind gleich oder unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin, Thymidin, 2'-Fluoro-, T- Methoxy- und/oder 2'-Amino-modifϊziertes Ribonukleotid ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Uridin, oder eine Deletion, oder N5, N6, N7, Ns sind jeweils eine Ethylenglykoleinheit oder eine Deletion.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen des Aptamers der Sequenz SEQ ID NO: 4 gemäß der Formel (4) ist:
N9 Cytidin, und/oder
N10 Adenosin, und/oder
Nn Cytidin, und/oder
N12 Cytidin.
In ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen des Aptamer-basierten Reagens ist N9 Cytidin, und N10 ist Adenosin und Nn ist Cytidin und N12 ist Cytidin.
In weiter bevorzugten Ausführungsformen des der Sequenz SEQ ID NO: 4 gemäß der Formel (4) ist:
N13 ist Guanosin; und/oder N14 ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Thymidin, vorzugsweise Cytidin; und/oder Ni 5 ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin und/oder Adenosin; und/oder Nie ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend Adenosin und/oder Thymidin, vorzugsweise Adenosin.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Motive N9N10N11N12 und/oder N13N14N15N16 insgesamt eine Deletion sind, so dass an der Stelle der Motive Motive N9N10N11N12 und/oder N13N14N15N16 keine Nukleotide oder Ethylenglykol-Einheiten vorhanden sein können.
Es ist bevorzugt, dass das Motiv N13N14N15N16, sofern es Nukleotide umfasst, ein Motiv GNRA ist, wobei N ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Thymidin, und R ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Guanosin und/oder Adenosin. Es ist weiterhin bevorzugt, dass das Motiv N13N14N15N16 ein Motiv ausgewählt aus der Gruppe umfassend GAAA, GCAT und/oder GTGA aufweist.
Vorzugsweise kann das Motiv N13N14N15N16 im Bereich von 1 Ethylenglykol-Einheiten bis 4 Ethylenglykol-Einheiten aufweisen, bevorzugt im Bereich von 2 bis 3 Ethylenglykol- Einheiten. Vorzugsweise verwendbar sind lineare Ethylenglykol-Einheiten HO-(CH2CH2O)n- CH2CH2-OH mit n ist eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 4, bevorzugt im Bereich von 0 bis 1.
In sehr bevorzugten Ausführungsformen des Aptamer-basierten Reagens bilden Nn, N14, N15 und Nie eine oder zwei Ethylenglykoleinheiten aus.
Es ist bevorzugt, dass wenigstens eine der Basen Cytosin, Thymin oder Adenin an den Positionen 5, 6, 1 und/oder 8 der Sequenz SEQ ID NO: 4 wenigstens eine photolabile Schutzgruppe aufweist. Es ist insbesondere bevorzugt, dass wenigstens eine der Basen Cytosin an den Positionen 7 und/oder 8 der Sequenz wenigstens eine photolabile Schutzgruppe aufweist. Weiter bevorzugt können zwei Basen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Cytosin, Thymin und/oder Adenin jeweils wenigstens eine gleiche oder unterschiedliche photolabile Schutzgruppe aufweisen. Besonders bevorzugt können die Basen Cytosin und/oder Adenin mit zwei gleichen oder unterschiedlichen photolabilen Schutzgruppe(n) modifiziert sein.
Verwendbare Aptamere, die an Thrombin binden, sind beispielsweise offenbart in der Schrift WO 03/002592, auf die in vollem Umfang Bezug genommen wird. Weiter verwendbare Aptamere, die an Faktor IXa oder Faktor VIIa binden, sind beispielsweise offenbart in Rusconi CP, Scardino E, Layzer J, Pitoc GA, Ortel TL, Monroe D, Sullenger BA. RNA aptamers as reversible antagonists of coagulation factor IXa. Nature. 2002 Sep 5;419(6902):90-4; und Rusconi CP, Yeh A, Lyerly HK, Lawson JH, Sullenger BA. Blocking the initiation of coagulation by RNA aptamers to factor VIIa. Thromb Haemost. 2000 Nov;84(5):841-8.).
Es ist bevorzugt, dass bei einer Verwendung mehrerer photolabiler Schutzgruppen, diese gleich sind. Dies ermöglicht, die photolabilen Schutzgruppen mittels Bestrahlung einer Wellenlänge, vorzugsweise in einem Bestrahlungsvorgang abgespalten werden können.
Bevorzugte photolabile Schutzgruppen sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend Verbindungen gemäß der nachstehenden Formeln (I), (II), (III), (IV), (V) und/oder (VI):
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wonn:
R ist gleich oder jeweils unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend H, Methyl, COOH und/oder CF3; R2 ist gleich oder jeweils unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend H und/oder OCH3, oder beide Gruppen R2 bilden gemeinsam -CH2OCH2- aus; R3 ist gleich oder jeweils unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend H und/oder Br; R4 ist gleich oder jeweils unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend OH, OCH3 und/oder N(CH3)2.
Ein besonderer Vorteil der photolabilen Schutzgruppen liegt darin, dass diese mittels UV- Strahlung und/oder Strahlung im Infrarot-Bereich von den Aptamer-Zielmolekül-Komplexen abspaltbar sind. Vorteilhafter Weise ermöglicht dies, die photolabilen Schutzgruppen abgespalten werden können, während sich die Aptamer-Zielmolekül-Komplexe im menschlichen Körper befinden, ohne dass die Strahlung eine Schädigung des Körpers verursacht. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass keine operativen Eingriffe oder Verabreichung von spaltenden Substanzen zur Abspaltung notwendig sind. Ein ganz besonderer Vorteil kann dadurch zur Verfügung gestellt werden, dass eine strahlungsinduzierte Abspaltung eine gezielte und lokal begrenzbare Aktivierung des Aptamer-Zielmolekül-Komplexes in bestimmbaren Körpergeweben, -organen und/oder - bereichen ermöglicht.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass eine Bestrahlung für den Patienten schmerzfrei ist.
Beispielsweise ist die photolabile Schutzgruppe gemäß der Formel (I) mittels Strahlung im UVA-Bereich abspaltbar. Strahlung im UVA-Bereich kann den Vorteil zur Verfügung stellen, dass bei einer Bestrahlung des Körpers keine DNA-Schäden verursacht werden.
Besonders bevorzugte photolabile Schutzgruppen sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend Verbindungen gemäß der Formeln (II), (III), (IV), (V) und/oder (VI).
Ein besonderer Vorteil photolabiler Schutzgruppen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Verbindungen gemäß der Formeln (II), (III), (IV), (V) und/oder (VI) liegt darin, dass diese Spaltprodukte ausbilden, die keine oder nur eine vernachlässigbare Toxizität aufweisen. Insbesondere sind diese Verbindungen in Arzneimitteln verwendbar, ohne dass toxische Nebenwirkungen aufgrund der Abspaltprodukte zu erwarten sind.
Vorteilhafterweise sind photolabile Schutzgruppen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Verbindungen gemäß der Formeln (II), (III), (IV), (V) und/oder (VI) mittels Strahlung im Infrarot-Bereich abspaltbar. Strahlung im Infrarot-Bereich kann den Vorteil zur Verfügung stellen, dass eine höhere Eindringtiefe in das Gewebe ermöglicht wird. Dies ermöglicht, eine gezielte Abspaltung der photolabilen Schutzgruppen in tief liegenden Geweben und/oder Organen, beispielsweise im Magen oder Darm.
Bevorzugte Wellenlängen für die Photoaktivierung der photolabilen Schutzgruppe liegen im UV-A Bereich bis Infrarot-Bereich, vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von 315 nm bis 1100 nm. Bevorzugt ist eine Wellenlänge im Bereich von 315 nm bis 400 nm, vorzugsweise im Bereich von 350 nm bis 380 nm, besonders bevorzugt ist eine Wellenlänge von 366 nm. Bevorzugt ist weiterhin eine Wellenlänge im Bereich von 670 nm bis 1100 nm. Besonders bevorzugt ist weiter ein Wellenlängenbereich von 670 nm bis 750 nm.
Vorteilhafter Weise liegt die Bestrahlungsdauer im Bereich von 10 Sekunden bis 1 Minute, vorzugsweise im Bereich von 10 Sekunden bis 30 Sekunden.
Erfindungsgemäße Aptamer-basierte Reagenzien umfassen neben dem an das Zielmolekül bindenden Aptamer wenigstens einen Linker, welcher wenigstens eine weitere photolabile Schutzgruppe und wenigstens eine Abgangsgruppe, zur Herstellung einer kovalenten Verknüpfung mit dem Zielmolekül, aufweist
Vorzugsweise ist der Linker über eine kovalente Bindung mit dem 5'- oder 3 '-Ende des Aptamers verbunden. Weiter vorzugsweise ist die photolabile Schutzgruppe über eine kovalente Bindung mit dem Linker verbunden. Weiter bevorzugt ist die Abgangsgruppe über eine kovalente Bindung mit der photolabilen Schutzgruppe verbunden.
Der Linker kann den Vorteil zur Verfügung stellen, dass die die kovalente Bindung an das Zielmolekül vermittelnde Abgangsgruppe des Aptamer-basierte Reagenziens nach einer Bindung des Aptamers in das Zielmolekül entropisch begünstigt mit dem Zielmolekül reagieren und dieses binden kann.
Vorteilhafter Weise ist der Linker im Blut löslich. Dies stellt den Vorteil zur Verfügung, dass nach der Abspaltung der an das Aptamer gebundene Linker über den Blutkreislauf aus dem Körper entfernbar ist.
In bevorzugten Ausführungsformen des Aptamer-basierten Reagens ist der Linker ausgewählt aus der Gruppe umfassend Polyethylenglykol(e), peptidische Linker und/oder unverzweigtes oder verzweigtes, gesättigtes oder ungesättigtes Ci-Cioo-Alkyl.
Vorzugsweise weist ein Polyethylenglykol-Linker im Bereich von 1 Polyethylenglykol- Einheiten bis 100 Polyethylenglykol-Einheiten, bevorzugt im Bereich von 1 bis 25 Polyethylenglykol-Einheiten, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 4 Polyethylenglykol- Einheiten auf.
Vorzugsweise verwendbar für den Linker sind lineare Polyethylenglykol (PEG)-Einheiten HO-(CH2CH2O)n-H, wobei n ist eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 100, bevorzugt im Bereich von 1 bis 25, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 4.
In bevorzugten Ausführungsformen des Aptamer-basierten Reagens ist der Linker ein peptidischer Linker, wobei der peptidische Linker Aminosäuren ausgewählt aus der Gruppe umfassend Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan, Valin, Arginin, Histidin, Alanin, Glycin, Serin, Tyrosin, Prolin, Cystein, Asparagin, Asparaginsäure, Glutaminsäure und/oder Glutamin umfassen kann. Vorzugsweise sind die Aminosäuren ausgewählt aus der Gruppe umfassend Glycin, Alanin, Leucin, Valin, Isoleucin, Prolin und/oder Phenylalanin. Vorzugsweise umfasst der peptidische Linker ß-Alanin-Einheiten.
Vorzugsweise umfasst der peptidische Linker im Bereich von 1 bis 24 Aminosäuren, bevorzugt im Bereich von 2 bis 8 Aminosäuren, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 4 Aminosäuren. Vorzugsweise umfasst der peptidische Linker im Bereich von 1 bis 12 ß- Alanin-Einheiten, bevorzugt 2 bis 4 ß-Alanin-Einheiten.
Vorzugsweise ist der Linker funktionalisiert, wobei der Linker bevorzugt Thiolgruppen und/oder Protease- und/oder Lipase-Schnittstellen aufweisen kann. Protease- und/oder Lipase-Schnittstellen können den Vorteil zur Verfügung stellen, dass der Linker durch Proteasen und/oder Lipasen spaltbar ist. In besonders bevorzugten Ausführungsformen umfasst der peptidische Linker Aminosäuresequenzen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Gly-Phe-Leu-Gly (SEQ ID NO: 5) und/oder Gly-Phe-Ala-Leu (SEQ ID NO: 6).
In weiter bevorzugten Ausführungsformen des Aptamer-basierten Reagens ist der Linker eine unverzweigte oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte C2-C48-Alkylgruppe, bevorzugt C6-C24-Alkyl, besonders bevorzugt Ci2-Ci8-Alkyl. Vorzugsweise ist der Linker eine Alklgruppe -(CH2)D- wobei n ist eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 100, bevorzugt im Bereich von 2 bis 48, auch bevorzugt im Bereich von 6 bis 24, besonders bevorzugt im Bereich von 12 bis 18, ganz besonders bevorzugt ist n = 2, 6, 12 oder 18.
Vorzugsweise ist die eine kovalente Bindung an das Zielmolekül vermittelnde Abgangsgruppe ausgewählt aus der Gruppe N-Hydroxy-succinimid, N-Hydroxy-succinimid- Derivate, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Sulfo-N-Hydroxy-succinimid- und/oder N-Hydroxy-succinimidester, insbesondere Pentafluorphenyl-, Imidazol-, Methyl-, Ethyl- und/oder Propylester, N-Hydroxy-phthalimid, N-Hydroxy-phthalimid-Derivate, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Sulfo-N-Hydroxy-phthalimid und/oder N-Hydroxy-phthalimidester, insbesondere Pentafluorphenyl-, Imidazol-, Methyl-, Ethyl- und/oder Propylester.
Die Abgangsgruppen, insbesondere N-Hydroxy-succinimid und N-Hydroxy-phthalimid können den Vorteil zur Verfügung stellen, dass diese kovalente Bindung zwischen dem Aptamer und Amin- und/oder Hydroxy-Gruppen des Zielmoleküls oder Zielproteins ausbilden können, wobei die Abgangsgruppe abgespalten wird.
Vorzugsweise können kovalente Bindungen zu Amingruppen des N-Terminus und Aminosäuren ausgewählt aus der Gruppe umfassend Lysin, Threonin, Arginin, Serin, Tyrosin und/oder Cystein, vorzugsweise zu Lysin, ausgebildet werden.
Ein besonderer Vorteil liegt weiterhin darin, dass die Abgangsgruppen wie N-Hydroxy- succinimid und N-Hydroxy-phthalimid entfernbar sind, ohne dass Teile der Verbindung am Zielmolekül verbleiben und dessen Aktivität behindern oder gar verhindern würden.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Aptamer-basierten Reagens weist die nachstehende allgemeine Formel (VII) auf:
Figure imgf000026_0001
(VII) wobei: C ■>NNPrEt die nachstehende Formel (IX)
Figure imgf000027_0001
aufweist.
Das Aptamer des Aptamer-basierten Reagens weist hierbei eine Sequenz gemäß SEQ ID NO: 3 auf.
Ein besonderer Vorteil der Aptamer-basierten Reagenzien, insbesondere beispielsweise des Aptamer-basierten Reagens gemäß der Formel (VII), ist die Fähigkeit, zum Zielmolekül eine kovalente Bindung über eine Carbamatfünktion herzustellen. Von besonderem Vorteil ist hierbei, dass nach Belichtung und Bindungsspaltung eine Decarboxylierung erfolgt, welche das unmodifizierte Zielmolekül freisetzt. Ein ganz besonderer Vorteil des Aptamer-basierten Reagens kann dadurch zur Verfügung gestellt werden, dass ein unmodifiziertes Zielmolekül ohne verbleibende Reste des Aptamer-basierten Reagens an dem bestimmten Wirkungsort freigesetzt werden kann.
In vorteilhaften Ausführungsformen kann das Aptamer-basierte Reagens neben einem ersten an ein an der Hämostase beteiligtes Zielmolekül mit prokoagulatorischer, proaggregatorischer und/oder profϊbrinolytischer Aktivität bindenden Aptamer ein weiteres Aptamer aufweisen, das ebenfalls an das Zielmolekül bindet. Dieses weitere Aptamer, das ebenfalls an das Zielmolekül bindet, ist vorzugsweise ein Aptamer mit einer von der Sequenz des ersten Aptamers verschiedenen Sequenz. Das weitere Aptamer bindet vorzugsweise an einen von der Bindungsstelle des ersten Aptamers verschiedenen Bereich des Zielmoleküls.
In besonders vorteilhaften Ausfuhrungsformen kann das Aptamer-basierte Reagens neben einem an Thrombin bindenden Aptamer ein weiteres Aptamer aufweisen, das ebenfalls an Thrombin bindet. Dieses weitere Aptamer bindet vorzugsweise an einer von der Bindungsstelle des ersten Aptamers verschiedene Stelle an Thrombin. Bindet das erste Aptamer beispielsweise an die Exosite-I von Thrombin, so bindet das weitere Aptamer vorzugsweise an die Exosite-II von Thrombin oder an eine andere Domäne von Thrombin. Vorzugsweise bindet das weitere Aptamer an eine Domäne von Thrombin, die die Aktivität von Thrombin beeinfiusst, beispielsweise an eine Domäne von Thrombin, die eine Inaktivierung von Thrombin vermittelt.
Dies kann den Vorteil zur Verfügung stellen, dass beispielsweise durch die Bindung eines weiteren Aptamers an die Exosite-II von Thrombin eine Bindung von Heparin blockiert und eine dadurch vermittelte Inaktivierung von Thrombin verhindert oder verzögert wird, wodurch Thrombin länger aktiv bleiben kann.
Vorzugsweise weist das weitere Aptamer keine photolabile Schutzgruppe auf. Dies kann den Vorteil zur Verfügung stellen, dass das weitere Aptamer nicht photoinduziert von Thrombin abgespalten wird und beispielsweise eine Inaktivierung von Thrombin verhindern oder verzögert kann, während eine photoinduzierte Freisetzung des ersten vorzugsweise inhibierenden Aptamers Thrombin am Bestimmungsort aktivieren kann.
Vorzugsweise ist das weitere Aptamer, das ebenfalls an das Zielmolekül bindet, über einen weiteren Linker mit dem ersten Aptamer verbunden. Der weitere Linker ist vorzugsweise ein nukleotidischer Linker. Vorzugsweise weist der nukleotidischer Linker eine Länge im Bereich von > 1 Nukleotide bis < 30 Nukleotide, bevorzugt im Bereich von > 2 Nukleotide bis < 15 Nukleotide, weiter bevorzugt im Bereich von > 5 Nukleotide bis < 15 Nukleotide, besonders bevorzugt im Bereich von > 10 Nukleotide bis < 15 Nukleotide auf, wobei die Nukleotide ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Thymidin. Ein bevorzugtes Nukleotid ist Adenosin. Besonders bevorzugte nukleotidische Linker sind so genannte PoIy A-Linker.
Es konnte überraschend festgestellt werden, dass Thrombin-bindende Aptamere eine besonders gute Affinität zu Thrombin aufweisen können, deren Linker überwiegend das Nukleotid Adenosin enthalten oder aus dem Nukleotid Adenosin ausgebildet sind.
Ein Aptamerkonstrukt, das wenigstens ein an ein an der Hämostase beteiligtes Zielmolekül mit prokoagulatorischer, proaggregatorischer und/oder profϊbrinolytischer Aktivität bindendes Aptamer und ein weiteres Aptamer, das ebenfalls an das Zielmolekül bindet, und wenigstens einen die Aptamersequenzen verbindenden Linker, vorzugsweise einen nukleotidischen Linker, aufweist wird auch als "Fusions- Aptamer" bezeichnet.
Es kann auch bevorzugt sein, dass der weitere Linker des Fusions- Aptamers ein Polyethylenglykol-Linker, ein peptidische Linker und/oder ein unverzweigtes oder verzweigtes, gesättigtes oder ungesättigtes Ci-Cso-Alkyl ist.
Vorzugsweise weist ein weiterer Polyethylenglykol-Linker des Fusions- Aptamers 1 bis 15 Polyethylenglykol-Einheiten, bevorzugt im Bereich von 1 bis 10 Polyethylenglykol- Einheiten, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 8 Polyethylenglykol-Einheiten auf. Bevorzugt verwendbar sind lineare Polyethylenglykol (PEG)-Einheiten HO-(CH2CH2O)n-H, wobei n eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 10, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 8, ist. Ein peptidischer Linker des Fusions-Aptamers umfasst vorzugsweise Aminosäuren ausgewählt aus der Gruppe umfassend Glycin, Alanin und/oder ß-Alanin. Vorzugsweise umfasst der peptidische Linker im Bereich von 2 bis 4 Aminosäuren. Vorzugsweise umfasst der peptidische Linker des Fusions-Aptamers ß-Alanin-Einheiten. Bevorzugt umfasst der peptidische Linker des Fusions-Aptamers im Bereich von 2 bis 4 ß-Alanin-Einheiten.
In weiter bevorzugten Ausführungsformen des Thrombin-bindenden Fusions-Aptamers ist der Linker des Fusions-Aptamers eine unverzweigte oder verzeigte, gesättigte oder ungesättigte Ci -C4o-Alkylgruppe, bevorzugt eine Ci - C30 -Alkylgruppe, besonders bevorzugt eine C2 - C20 -Alkylgruppe. Vorzugsweise ist der Linker des Fusions-Aptamers eine Alklgruppe - (CH2)D- wobei n ist eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 40, bevorzugt im Bereich von 1 bis 30, auch bevorzugt im Bereich von 2 bis 20, besonders bevorzugt liegt n im Bereich von 2 bis 18, ganz besonders bevorzugt ist n = 2, 6, 12 oder 18.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Aptamer-basierten Reagenz weist ein "Fusions- Aptamer" der folgenden Sequenz gemäß der Formel (7) wie nachstehend angegeben auf:
5'-AACC^GAAAGGTTGGTGTGGTTGGAAAAAAAAAAAAAAAAGTC CGTGGTAGGGC AGGTTGGGGTGACT-3' (SEQ ID NO: 7).
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Aptamer- basierten Reagenzien, deren pharmakologisch akzeptablen Salzen, Derivaten und/oder Konjugaten, zur Herstellung eines Arzneimittels.
Vorzugsweise sind Aptamer-basierte Reagenzien, insbesondere Thrombinaptamer- Reagenzien, deren pharmakologisch akzeptablen Salzen, Derivaten und/oder Konjugaten, zur Herstellung eines Arzneimittels zur therapeutischen und/oder prophylaktischen Behandlung von Erkrankungen ausgewählt aus der Gruppe umfassend kardiovaskuläre Erkrankungen und/oder Erkrankungen, die mit einer gestörten Blutgerinnung in Zusammenhang stehen, insbesondere als Blutgerinnungshemmer geeignet.
Ein weiterer Gegenstand betrifft einen Aptamer-Zielmolekül-Komplex erhalten aus der Umsetzung des erfindungsgemäßen Aptamer-basierten Reagens mit einem Zielmolekül, wobei eine kovalente Bindung zwischen dem Aptamer-basierten Reagens und dem Zielmolekül unter Abspaltung der Abgangsgruppe zur Herstellung einer kovalenten Verknüpfung mit dem Zielmolekül ausbildbar ist, wobei das Zielmolekül ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend an der Hämostase beteiligte Zielmoleküle mit prokoagulatorischer, proaggregatorischer und/oder profϊbrinolytischer Aktivität.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Aptamer-Zielmolekül-Komplex umfassend: wenigstens ein erfmdungsgemäßes Aptamer-basiertes Reagens, und ein kovalent gebundenes Zielmolekül, wobei die kovalente Bindung zwischen dem Aptamer-basierten Reagens und dem Zielmolekül unter Abspaltung der Abgangsgruppe zur Herstellung einer kovalenten Verknüpfung mit dem Zielmolekül ausgebildet ist, wobei das Zielmolekül ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend an der Hämostase beteiligte Zielmoleküle mit prokoagulatorischer, proaggregatorischer und/oder profϊbrinolytischer Aktivität.
Bevorzugte Zielmoleküle sind an der Hämostase beteiligte Zielproteine ausgewählt aus der Gruppe umfassend:
- gerinnungsaktive Serinproteasen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Thrombin, aktivierten Faktor VII (FVIIa), aktivierten Faktor IX (FIXa) und/oder aktivierten Faktor X (FXa);
- Kofaktoren, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Gewebethromboplastin (TF) und Faktoren Va (FVa) und/oder Faktor Villa (FVIIIa); - Transglutaminasen wie aktivierten Faktor XIII (FXIIIa); und/oder
- fϊbrino lyrische Enzyme, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Plasmin und/oder gewebespezifischer Plasminogenaktivator (tissue-type Plasminogen activator, t- PA).
Es wird hierbei für die Beschreibung des Zielmoleküls, des Aptamers, des Linkers, der photolabilen Schutzgruppen und des Aptamer-basierten Reagens in vollem Umfang auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen.
Ein besonderer Vorteil des Aptamer-Zielmolekül-Komplexes ergibt sich dadurch, dass aktive und/oder aktivierende Zielmoleküle, beispielsweise Gerinnungsaktivatoren wie Thrombin, durch erfindungsgemäße Aptamer-Zielmolekül- Komplexe in inhibierter Form verabreichbar und gezielt für eine lokal begrenzte Gerinnungsaktivierung verwendbar sind.
Der Aptamer-Zielmolekül-Komplex weist das Zielmolekül vorteilhafter Weise in nicht aktiver Form auf, indem dieses kovalent und nicht-kovalent an ein das Zielmolekül inhibierenden Aptamer-basiertes Reagenz gebunden ist. Eine kovalent und nicht-kovalente Bindung ist vorzugsweise im Sinne einer gleichzeitigen kovalenten und nicht-kovalenten Bindung zwischen Aptamer-basiertem Reagens und Zielmolekül zu verstehen.
Ein großer Vorteil des erfmdungsgemäßen Aptamer-Zielmolekül-Komplexes liegt darin, dass dieser eine systemische Applikation bei gleichzeitig möglicher begrenzter lokaler Aktivierung der Wirksamkeit zur Verfügung stellen kann.
Ein besonderer Vorteil bei der Verwendung des erfmdungsgemäßen Aptamer-Zielmolekül- Komplexes ergibt sich daraus, dass vorzugsweise keine systemischen Wirkungen des Zielmoleküls auftreten. Der erfmdungsgemäße Aptamer-Zielmolekül-Komplex ist entsprechend systemisch nebenwirkungsarm oder sogar nebenwirkungsfrei verabreichbar. Ein Vorteil des Aptamer-Zielmolekül-Komplexes ergibt sich insbesondere dadurch, dass das Zielmolekül spezifisch über das Aptamer nicht-kovalent gebunden ist und zusätzlich kovalent, wobei die kovalente Bindung über die eine kovalente Bindung an das Zielmolekül vermittelnde Abgangsgruppe des Aptamer-basierten Reagens ausgebildet ist.
Der Aptamer-Zielmolekül-Komplex ist vorteilhafter Weise photoaktivierbar, insbesondere ist das Zielmolekül photoinduziert freisetzbar.
Unter dem Begriff der "photoinduzierten" Freisetzung wird im Sinne dieser Erfindung verstanden, dass bei Bestrahlung mit geeigneter Wellenlänge, beispielsweise mit UV- oder IR-Strahlung das Zielmolekül aus dem Aptamer-Zielmolekül-Komplex freigesetzt wird und seine Aktivität aufnehmen kann.
Von besonderem Vorteil ist hierbei, dass die nicht-kovalente Bindung des Aptamers ebenso wie die kovalente Bindung an das Aptamer-basierte Reagens durch Bestrahlung mit geeigneter Wellenlänge lösbar ist. Das Zielmolekül ist beispielsweise durch Bestrahlung mit UV- oder IR-Strahlung in bestrahlten Geweben, Organen oder Regionen des Körpers gezielt freisetzbar, ohne dass an anderer Stelle systemisch verabreichter Aptamer-Zielmolekül- Komplex aktiviert wird.
In bevorzugten Ausführungsformen ist beispielsweise eine lichtinduzierte Freisetzung von Thrombin aus einem Thrombin-Thrombinaptamerkomplex erzielbar.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen weist der Aptamer-Zielmolekül-Komplex die nachstehende allgemeine Formel (VIII) auf:
Figure imgf000034_0001
3'-GGTTGGTGTGGTTGGAAAGCNPECAA-5'-OCH2CH2 (VIII)
wobei:
CNPE die nachstehende Formel (IX)
Figure imgf000034_0002
aufweist.
Die erfindungsgemäßen Aptamer-Zielmolekül- Komplexe sind entsprechend üblichen Methoden verabreichbar, beispielsweise durch eine orale Verabreichung oder durch Injektion. Bevorzugt ist eine Verabreichung mittels Injektion.
Ein weiterer Gegenstand betrifft die Verwendung der Aptamer-Zielmolekül-Komplexe, deren pharmakologisch akzeptablen Salzen, Derivaten und/oder Konjugaten, zur photoinduzierten Freisetzung der Zielmoleküle, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe umfassend an der Hämostase beteiligte Zielmoleküle mit prokoagulatorischer, proaggregatorischer und/oder profϊbrinolytischer Aktivität, vorzugsweise an der Hämostase beteiligte Zielproteine ausgewählt aus der Gruppe umfassend:
- gerinnungsaktive Serinproteasen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Thrombin, aktivierten Faktor VII (FVIIa), aktivierten Faktor IX (FIXa) und/oder aktivierten Faktor X (FXa);
- Kofaktoren, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Gewebethromboplastin (TF) und Faktoren Va (FVa) und/oder Faktor Villa (FVIIIa);
- Transglutaminasen wie aktivierten Faktor XIII (FXIIIa); und/oder
- fϊbrinolytische Enzyme, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Plasmin und/oder gewebespezifischer Plasminogenaktivator (tissue-type Plasminogen activator, t-PA).
Vorteilhafter Weise sind die Aptamer-Zielmolekül-Komplexe, deren pharmakologisch akzeptable Salze, Derivate und/oder Konjugate, zur Herstellung eines Arzneimittels verwendbar.
Von besonderem Vorteil ist hierbei, dass das Arzneimittel systemisch beispielsweise über Injektionen verabreichbar ist. Dieses kann selektiv in bestimmten Bereichen des Körpers durch Bestrahlung aktiviert werden.
Noch ein Gegenstand betrifft die Verwendung von Aptamer-Zielmolekül-Komplexen, deren pharmakologisch akzeptablen Salzen, Derivaten und/oder Konjugaten, zur Herstellung eines Arzneimittels zur therapeutischen und/oder prophylaktischen Behandlung von Erkrankungen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Tumorkrankungen, insbesondere solide maligne Tumore, kardiovaskuläre Erkrankungen, Erkrankungen, die mit einer gestörten Blutgerinnung in Zusammenhang stehen und/oder Blutungen. Solide maligne Tumore sind insbesondere ausgewählt aus der Gruppe umfassend Karzinome, Sarkome und/oder Blastome, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend kolorektale Adenokarzinome, maligne Melanome und andere solide Tumore der Haut und Hautanhangsorgane, Lebermetastasen von malignen soliden Tumoren und Gallengangskarzinomen.
Kardiovaskuläre Erkrankungen können insbesondere thromboembolische Erkrankungen sein, beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend akute periphere und zentrale arterielle und venöse Gefäßverschlüsse.
Erkrankungen, die mit einer gestörten Blutgerinnung in Zusammenhang stehen können ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend hereditäre Blutgerinnungsstörungen vorzugsweise umfassend hämorrhagische und thrombophile Diathesen.
Blutungen können ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend perioperative Blutungen und spontane Organblutungen vorzugsweise umfassend mikrovaskuläre intra- und postoperative Blutungen bei chirurgischen Eingriffen in gefäßreichen Organen wie zum Beispiel in der Leber- und Gehirnchirurgie.
Beispielsweise sind Aptamer-Zielmolekül-Komplexe, umfassend ein Zielprotein, dass eine Blutgerinnung auslösen kann, beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend gerinnungsaktive Serinproteasen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Thrombin, aktivierten Faktor VII (FVIIa), aktivierten Faktor IX (FIXa) und/oder aktivierten Faktor X (FXa); Kofaktoren, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Gewebethromboplastin (TF) und Faktoren Va (FVa) und/oder Faktor Villa (FVIIIa); Transglutaminasen wie aktivierten Faktor XIII (FXIIIa), zur Blutstillung, insbesondere als Hämostyptikum verwendbar. Vorteilhafter Weise sind insbesondere Thrombinaptamer-Thrombin-Komplexe als lokales Hämostyptikum verwendbar. Vorteilhafter Weise sind Aptamer-Zielmolekül- Komplexe, umfassend ein Zielmolekül, dass eine Blutgerinnung auslösen kann, zur kontrollierten und lokal begrenzten Gerinnungsaktivierung verwendbar.
Vorteilhafter Weise sind Aptamer-Zielmolekül- Komplexe, umfassend ein Zielmolekül, dass eine Blutgerinnung auslösen kann, weiterhin zur homogenen Thrombosierung von kleineren oder größeren bestrahlten Gewebebereichen oder Gefäßbezirken verwendbar.
Von besonderem Vorteil ist, dass die erfmdungsgemäßen Aptamer-Zielmolekül-Komplexe einen Verschluß von kleinen oder auch großen Körper- Gewebe-, oder Organbereiche, oder Gefäße erfolgreich auslösen können und eine Verwendung mit keinen oder nur sehr geringen systemischen Nebenwirkungen verbunden ist. Insbesondere können angrenzende Körper- Gewebe-, oder Organbereiche, oder Gefäße von einer durch die erfindungsgemäßen Aptamer- Zielmolekül-Komplexe ausgelösten Embolie verschont bleiben.
Vorteilhafter Weise sind die Aptamer-Zielmolekül-Komplexe weiterhin nach Operationen zur Blutstillung oder in der postoperativen Behandlung von Nachblutungen verwendbar, beispielsweise bei diffusen Blutungen oder nach endoskopisch unterstützen Operationen. Insbesondere können Blutungen durch eine lokale, gezielte Aktivierung der Aptamer- Zielmolekül-Komplexe durch Bestrahlung gestillt werden. Insbesondere wird die Möglichkeit eröffnet, eine Blutstillung in ausgewählten Geweben oder Organen herbeizuführen. So kann eine Blutstillung gezielt in Blutgefäßen erreicht werden. Insbesondere in kleinen Blutgefäßen und Mikrogefäßen ist dies von besonderem Vorteil, da diese anderen Behandlungsmöglichkeiten nur schwer zugänglich sind.
Beispielsweise können gastrointestinale Blutungen durch gezielte endoskopische Bestrahlung und dadurch induzierter Freisetzung von gerinnungsaktivierenden Zielmolekülen beispielsweise Thrombin in den betroffenen Arealen gestillt werden. Von Vorteil ist insbesondere, dass die Gerinnungsaktivierung auf die blutenden Gewebebezirke begrenzt werden kann.
Weiterhin sind Gefäßaneurysmen der zerebralen Zirkulation durch eine gezielte lokal begrenzte Aktivierung der Gerinnung in den betroffenen Blutgefäßen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Aptamer-Zielmolekül-Komplexe behandelbar. Insbesondere ermöglichen die systemisch verabreichbaren Aptamer-Zielmolekül-Komplexe, dass diese über das Blut gehirngängig sein können und dort gezielt und lokal begrenzt aktivierbar sind.
Ein ganz besonderer Vorteil der Aptamer-Zielmolekül-Komplexe kann dadurch zur Verfügung gestellt werden, dass diese die Behandlung von soliden Primärtumoren und Tumormetastasen durch eine gezielte Unterbrechung des tumorversorgenden Gefäßsystems ermöglichen. Die Effektivität ist dabei in vorteilhafter Weise nicht von der Tumorentität abhängig.
Insbesondere ermöglichen die erfindungsgemäßen Aptamer-Zielmolekül-Komplexe, insbesondere umfassend ein Zielprotein, dass eine Blutgerinnung auslösen kann, beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend gerinnungsaktive Serinproteasen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Thrombin, aktivierten Faktor VII (FVIIa), aktivierten Faktor IX (FIXa) und/oder aktivierten Faktor X (FXa); Kofaktoren, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Gewebethromboplastin (TF) und Faktoren Va (FVa) und/oder Faktor Villa (FVIIIa); Transglutaminasen wie aktivierten Faktor XIII (FXIIIa), insbesondere Thrombinaptamer-Thrombin-Komplexe, Tumore versorgende Gefäße gezielt zu verschließen.
Von besonderem Vorteil ist, dass die erfmdungsgemäßen Aptamer-Zielmolekül-Komplexe auch bei sehr großen Tumoren einen Verschluß oder Embolisierung des oder der versorgenden Gefäße erfolgreich auslösen können und eine Verwendung mit keinen oder nur sehr geringen systemischen Nebenwirkungen verbunden ist. Dies vermindert weiter deutlich das Blutungsrisiko bei einer operativen Entfernung von großen und gefäßreichen Tumoren.
Ein besonderer Vorteil der erfϊndungsgemäßen Aptamer-Zielmolekül-Komplexe, wird dadurch zur Verfügung gestellt, dass unerwünschte klinische Folgen von arteriellen oder venösen Thrombosen beispielsweise des umgebenden Gewebes durch ungezielte Aktivierung vermieden oder zumindest deutlich verringert werden können.
Weiterhin sind Aptamer-Zielmolekül-Komplexe, wobei das Zielmolekül profibrinolytisch, beispielsweise Plasmin, oder antikoagulatorisch wirkt, zur Behandlung von thromboembolischen Erkrankungen ausgewählt aus der Gruppe verwendbar. Insbesondere kann eine thrombusselektive Fibrinolyse erzielt werden und dadurch die Gefahr von Blutungskomplikationen als Folge einer systemischen fϊbrinolytischen Wirkung reduziert werden.
Weiterhin ist eine Behandlung von Varizen durch Aptamer-Zielmolekül-Komplexe, wobei das Zielmolekül eine Blutgerinnung induziert, beispielsweise Thrombin oder Faktor VIIa, möglich. Vorteilhafter Weise kann eine Behandlung von Varizen durch gezielte photoinduzierte Aktivierung auf die varikös veränderten Blutgefäße beschränkt werden. Von besonderem Vorteil ist hierbei, dass auch kleine Gefäße behandelbar sind.
Ein weitere Gegenstand der Erfindung sind Arzneimittel umfassend erfindungsgemäße Aptamer-Zielmolekül-Komplexe.
Wenn nicht anders ausgeführt, weisen die verwendeten technischen und wissenschaftlichen Ausdrücke die Bedeutung auf, wie sie gemeinhin von einem Durchschnittsfachmann in dem Gebiet, zu dem diese Erfindung gehört, verstanden wird. AlIe Veröffentlichungen, Patentanmeldungen, Patente und weiteren hier angegebenen Literaturangaben sind voll inhaltlich durch Bezugnahme aufgenommen.
Beispiele, die der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung dienen, sind nachstehend angegeben.
Beispiel 1
Herstellung eines Thrombinaptamer-basierten Reagens
Die Ausgangsverbindung 3-Ethyl-4-nitrophenol wurde hergestellt wie beschrieben in Chem. Commun. 1987, 753-755. Anschließend wurde die phenolische OH-Gruppe mit Toluol-4- sulfonsäure-2-(tert-butyl-diphenyl-silanyloxy)-ethylester (TBDPSOCH2CH2OTS) im Basischen zu tert-Butyl-[2-(3-ethyl-4-nitro-phenoxy)-ethoxy]-diphenyl-silan alkyliert und das Produkt durch säulenchromatographische Reinigung erhalten. Dann wurde tert-Buty{-[2-(3- ethyl-4-nitro-phenoxy)-ethoxy]-diphenyl-silan analog der entsprechenden Vorschrift aus J. Org. Chem. 1990, 55, 580-584 mit Triton B als Base und Paraformaldehyd in Dimethylsulfoxid (DMSO) unter Erhitzen zu 2-{5-[2-(te/t-Butyl-diphenyl-silanyloxy)- ethoxy]-2-nitro-phenyl}-propan-l-ol umgesetzt, das durch anschließende chromatographische Reinigung erhalten wurde.
Zur Dimethoxytritylschützung wurde 2-{5-[2-(te/t-Butyl-diphenyl-silanyloxy)-ethoxy]-2- nitro-phenyl}-propan-l-ol analog der entsprechenden Vorschrift aus Angew. Chem. 2005, 117, 475-477 in Pyridin suspendiert, Dimethoxytritylchlorid wurde zugegeben und das Reaktionsgemisch wurde über Nacht gerührt. [2-(3-{2-[Bis-(4-methoxy-phenyl)-phenyl- methoxy]- 1 -methyl-ethyl} -4-nitro-phenoxy)-ethoxy]-te/t-butyl-diphenyl-silan wurde nach säulenchromatographischer Aufreinigung erhalten. Zur Silylentschützung wurde [2-(3-{2- [Bis-(4-methoxy-phenyl)-phenyl-methoxy]- 1 -methyl-ethyl} -4-nitro-phenoxy)-ethoxy]-te/t- butyl-diphenyl-silan anschließend analog der entsprechenden Vorschrift aus Chem. Eur. J. 2003, 9, 3353-3366 über Nacht mit Tetrabutylammoniumfluorid (Fluka) behandelt und anschließend säulenchromatographisch gereinigt.
Zum Aufbau des Phosphoramidites wurde das erhaltene 2-(3-{2-[Bis-(4-methoxy-phenyl)- phenyl-methoxy]-l-methyl-ethyl}-4-nitro-phenoxy)-ethanol analog der entsprechenden Vorschrift aus Angew. Chem. 2005, 117, 475-477 mit CEOPClNiPr2 (Fluka) zur Reaktion gebracht. Nach wässriger Aufarbeitung und säulenchromatographischer Reinigung erhielt man Diisopropyl-phosphoramidsäure 2-(3- {2-[bis-(4-methoxy-phenyl)-phenyl-methoxy]- 1 - methyl-ethyl}-4-nitro-phenoxy)-ethylester 2-cyano-ethylester, welcher für eine Festphasensynthese zur Verfügung stand.
Diese wurde nach Standardbedingungen (Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., 2006, Appendix 3C) durchgeführt, wobei das Phosphoramidit des an Cytidin gebundenen Nitrophenylethyl (dCNPE) wie in Angew. Chem. 2006, 118, 6900-6902 beschrieben hergestellt und verwendet wurde.
Aus dem HPLC-gereinigten 2-(2-Nitrophenyl)-propan-l-ol- Vorläufer erhielt man das Aptamer-basierte Reagens gemäß der Formel (VII) schließlich durch Umsetzung mit Disuccinimidylcarbonat analog zur entsprechenden Vorschrift aus Chem. Eur. J. 2006, 12, 3655-3671 und anschließender Reinigung durch HPLC.
Beispiel 2
Herstellung eines weiteren Thrombinaptamer-basierten Reagens
a) Herstellung der photolabilen Schutzgruppe gemäß der Formel (I)
Die Ausgangsverbindung 4-Ethyl-3-nitrobenzoesäure wurde analog der Vorschrift in J.
Chem. Soc. 1952, 4519-4521 durch Nitrierung von 4-Ethylbenzoesäure (Aldrich) hergestellt. Anschließend erfolgte jeweils nach HeIv. Chim. Acta 2004, 87, 520-659 die Veresterung der Säuregruppe zu 4-Ethyl-3-nitrobenzoesäuremethylester, sowie die Hydroxymethylierung der Ethylgruppe mit Paraformaldehyd und Kalium- te/t-butanolat in Dimethylsulfoxid (DMSO)/te/t-Butanol zu 4-(2-Hydroxy-l-methylethyl)-3-nitrobenzoesäuremethylester. Nach säulenchromatographischer Aufreinigung (SiO2) erfolgte die Schützung der Alkoholfunktion mit te/t-Butyldimethylsilylchlorid und Imidazol als Aktivator in Dimethylformamid (DMF) zu 4-(l-(tert-Butyldimethylsilyloxy)propan-2-yl)-3-nitrobenzoesäuremethylester. Die freie Säure 4-(l-(tert-Butyldimethylsilyloxy)propan-2-yl)-3-nitrobenzoesäure wurde durch Hydrolyse mit Natronlauge in Ethanol gewonnen.
Zur Aktivierung der Säure wurde 4-(l-(tert-Butyldimethylsilyloxy)propan-2-yl)-3- nitrobenzoesäure mit Sulfo-N-Hydroxy-succinimid (Sulfo-NHS) und N,NΛ- Dicyclohexylcarbodiimid (DCC) in Dimethylformamid (DMF) umgesetzt.
b) Herstellung der mit einem 5'-Amino-C6-Linker versehenen Aptamersequenz
Eine Festphasensynthese der mit einem 5'-Amino-C6-Linker versehenen Aptamersequenz 5'- AACCGAAAGGTTGGTGTGGTTGG-3' (SEQ ID NO: 3), 5'-H2N-(CH2)O-AACCGAAA GGTTGGTGTGGTTGG-3', wurde nach Standardbedingungen (Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., 2006, Appendix 3C) durchgeführt, wobei das Phosphoramidit der an Cytidin in Position 3 gebundenen photolabilen Schutzgruppe Nitrophenylethyl (dCNPE) wie in Angew. Chem. 2006, 118, 6900-6902 beschrieben hergestellt und verwendet wurde. Hierbei entspricht dCNPE dem Molekül der Formel (IX). Die 5'- Modifϊkation geschah nach Standardbedingungen mittels eines käuflichen 5'-Amino-C6- Linkers (Nucleic Resources).
c) Anknüpfung der mit einem 5'-Amino-C6-Linker versehenen Aptamersequenz an die photolabile Schutzgruppe Die erhaltene und mit einem 5 '-Amino-C6-Linker (Nucleic Resources) versehene Aptamersequenz wurde mit dem in Schritt a) erhaltenen Sulfo-NHS-Aktivester in DMF/H2O bei Raumtemperatur (22°C-23°C) über Nacht inkubiert.
Nach der Amidknüpfung erfolgte die Silylentschützung mit Tetra-n-butylammoniumfluorid (TBAF) (Fluka) zur Freisetzung der Hydroxyfunktionalität analog der entsprechenden Vorschrift aus Chem. Eur. J. 2003, 9, 3353-3366.
Aus dieser Sequenz erhielt man das Aptamer-basierte Reagenz schließlich durch Umsetzung mit Disuccinimidylcarbonat analog zur entsprechenden Vorschrift aus Chem. Eur. J. 2006, 12, 3655-3671.
Somit erhielt man die am 5'-Ende mit dem Amino-C6-Linker und einer photolabilen Schutzgruppe versehene Aptamersequenz, wobei der Linker eine weitere photolabile Schutzgruppe und diese die Abgangsgruppe N-Hydroxy-succinimid aufwies.
Beispiel 3
Herstellung eines weiteren Thrombinaptamer-basierten Reagens
a) Herstellung der photolabilen Schutzgruppe gemäß der Formel (I) Die Ausgangsverbindung 4-Ethyl-3-nitrobenzoesäure wurde analog der Vorschrift in J. Chem. Soc. 1952, 4519-4521 durch Nitrierung von 4-Ethylbenzoesäure (Aldrich) hergestellt. Anschließend erfolgte jeweils nach HeIv. Chim. Acta 2004, 87, 520-659 die Veresterung der Säuregruppe zu 4-Ethyl-3-nitrobenzoesäuremethylester, sowie die Hydroxymethylierung der Ethylgruppe mit Paraformaldehyd und Kalium- te/t-butanolat in Dimethylsulfoxid (DMSO)/te/t-Butanol zu 4-(2-Hydroxy-l-methylethyl)-3-nitrobenzoesäuremethylester. Nach säulenchromatographischer Aufreinigung (SiO2) erfolgte die Schützung der Alkoholfunktion mit te/t-Butyldimethylsilylchlorid und Imidazol als Aktivator in Dimethylformamid (DMF) zu 4-(l-(tert-Butyldimethylsilyloxy)propan-2-yl)-3-nitrobenzoesäuremethylester. Die freie Säure 4-(l-(tert-Butyldimethylsilyloxy)propan-2-yl)-3-nitrobenzoesäure wurde durch Hydrolyse mit Natronlauge in Ethanol gewonnen.
b) Einfuhrung des Linkers
Die erhaltene 4-(l-(tert-Butyldimethylsilyloxy)propan-2-yl)-3-nitrobenzoesäure wurde mit 2- (2-Aminoethoxy)ethanol in Dichlormethan und
Figure imgf000044_0001
dimethylaminopyridin (DCC/DMAP) als Kupplungsreagenz zu 4-(l-(tert- Butyldimethylsilyloxy)propan-2-yl)-Λ/-(2-(2-hydroxyethoxy)ethyl)-3-nitrobenzamid umgesetzt und säulenchromatographisch gereinigt.
c) Darstellung des Phosphoramidits und DNA-Festphasensynthese
Zur Darstellung des Phosphoramidits wurde 4-(l-(tert-Butyldimethylsilyloxy)propan-2-yl)-JV- (2-(2-hydroxyethoxy)ethyl)-3-nitrobenzamid analog der entsprechenden Vorschrift aus Angew. Chem. 2005, 117, 475-477 mit 2-Cyanethyl-N,Λ/-diisopropylchlorphosphoramidit (CEOPClNiPr2) (Fluka) zur Reaktion gebracht. Nach wässriger Aufarbeitung und säulenchromatographischer Reinigung (SiO2) erhielt man 2-(2-(4-(l-(tert- Butyldimethylsilyloxy)propan-2-yl)-3-nitrobenzamido)ethoxy)ethyl-2- cyanoethyldiisopropylphosphoramidit, welches zur Festphasensynthese zur Verfügung stand.
Die Festphasensynthese des mit einer photolabilen Schutzgruppe und einem Linker versehenen Aptamers 5'-AACCGAAAGGTTGGTGTGGTTGG-S' (SEQ ID NO: 3), wurde nach Standardbedingungen (Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., 2006, Appendix 3C) durchgeführt. Hierbei wurde das Phosphoramidit des Cytidin (dCNPE) in Position 4 des Aptamers eingebaut und das Phosphoramidit des Linkers am 5'- Ende. Anschließend erfolgte die Silylentschützung zur Freisetzung der Hydroxyfunktionalität mit Tetra-n-butylammoniumfluorid (TBAF) (Fluka) analog der entsprechenden Vorschrift aus Chem. Eur. J. 2003, 9, 3353-3366.
d) Herstellung des Aptamer-basierten Reagens
Aus dem 2-(2-Nitrophenyl)-propan-l-ol Vorläufer erhielt man das Aptamer-basierte Reagens schließlich durch Umsetzung mit Disuccinimidylcarbonat analog zur entsprechenden Vorschrift aus Chem. Eur. J. 2006, 12, 3655-3671.
Beispiel 4
Herstellung eines Thrombinaptamer-Thrombin-Komplexes
Thrombin (Sigma, Cell Systems) wurde in 50 mM Borat Puffer pH 8,0 gelöst. Das Aptamer- basierte Reagens aus Beispiel 1 wurde im Überschuss zugegeben. Nach Inkubation bei Raumtemperatur über Nacht wurde der Aptamer- Thrombin-Komplex gemäß Formel (VIII) durch Gelfiltration erhalten.
Beispiel 5
Herstellung eines weiteren Thrombinaptamer-Thrombin-Komplexes
Thrombin (Sigma, Cell Systems) wurde in 50 mM Borat Puffer pH 8,0 gelöst. Das Aptamer- basierte Reagens aus Beispiel 2 wurde im Überschuss zugegeben. Nach Inkubation bei Raumtemperatur über Nacht wurde der Aptamer- Thrombin-Komplex durch Gelfiltration erhalten.
Beispiel 6
Herstellung eines Thrombin-Fusions-Aptamers Das Aptamer 5'-AACC^GAAAGGTTGGTGTGGTTGGAAAAAAAAAAAAAAAAGTC CGTGGTAGGGC AGGTTGGGGTGACT-3' (SEQ ID NO: 7) wurde durch Festphasensynthese nach Standardbedingungen (Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., 2006, Appendix 3C) hergestellt.
Hierbei entspricht CNPE dem Molekül der Formel (IX), wobei das Phosphoramidit dieser an Cytidin in Position 4 gebundenen photolabilen Schutzgruppe Nitrophenylethyl (dCNPE) wie in Angew. Chem. 2006, 118, 6900-6902 beschrieben hergestellt und verwendet wurde.
Beispiel 7
Regulation der antikoagulatorischen Aktivität von Thrombin durch Photoaktivierung
Bezüglich des Effekts der photoinduzierten Umfaltung des Fusionsaptamers gemäß SEQ ID NO: 7 aus Beispiel 6 auf die Exosite-I-vermittelte Spaltung von Fibrinogen durch Thrombin wurde ein modifizierter Thrombinzeit-Clottingtest durchgeführt.
Verwendet wurden eine unbelichtete sowie eine belichtete Variante des photoaktivierbaren Fusions-Aptamers gemäß SEQ ID NO: 7 aus Beispiel 6. Die belichtete Variante des photoaktivierbaren Fusions-Aptamers wurde durch 3-minütige Bestrahlung bei einer Wellenlänge von 365 nm hergestellt.
Als Kontrollsequenzen diente ein Fusions- Aptamer mit einer Sequenz 5'-GGTTGGTGTGGT TGGAAAAAAAAAAAAAAAAGTCCGTGGTAGGGCAGGTTGGGGTGACT-S' (SEQ ID NO: 8). Bei diesen Fusions-Aptameren bindet jeweils die Aptamersequenz am 5'-Ende des Fusions- Aptamers, vor dem Linker, an die Exosite-I von Thrombin, während die Aptamersequenz am 3 '-Ende des Fusions-Aptamers, nach dem Linker, an die Exosite-II von Thrombin bindet.
Die unbelichtete sowie die belichtete Variante des Aptamers der SEQ ID NO: 7 als auch die aufgeführten Kontrollsequenzen wurden in Konzentrationen von 4,8 μM in PBS-Puffer (0,1% BSA, 3mM MgCl2) mit 20 nM humanem alpha-Thrombin (Cellsystems) für 10 min bei Raumtemperatur (22°C bis 23°C) inkubiert. Anschließend wurde zu jeweils 25 μl dieser Ansätze 50 μl gepooltes, mit Citrat antikoaguliertes Citratplasma (eigene Herstellung) zugegeben und die Zeit bis zur Ausbildung eines messbaren Fibringerinnsels erfasst. Die Durchführung dieser Versuchsreihe erfolgte mittels eines automatisierten Gerinnungsanalyzers AMAX CS 190 (Amelung, Lemgo, Deutschland).
Es zeigte sich, dass die unbelichtete Variante des Aptamers der SEQ ID NO: 7 eine verglichen mit der Kontrolle deutlich verlangsamte Gerinnung zeigte, während die belichtete Variante des Aptamers der SEQ ID NO: 7 eine Gerinnung zeigte, die sich nur wenig von der Gerinnungszeit der Kontrolle unterschied.
Durch die photoinduzierte Umfaltung des Aptamers konnte die belichtete Variante des Thrombin-bindenden Fusions-Aptamers gemäß SEQ ID NO: 7 nicht mehr an die Exosite-I von Thrombin binden, und die durch Thrombin vermittelte Gerinnung inhibieren. Die unbelichtete Variante des Aptamers der SEQ ID NO: 7 konnte wie die Kontrolle an die Exosite-I von Thrombin binden, wodurch eine Gerinnungsbildung nach Zugabe des antikoagulierten Citratplasmas eintrat.
Es konnte festgestellt werden, dass die Gerinnungshemmung bei Zugabe des Thrombin- bindenden Fusions-Aptamers gemäß SEQ ID NO: 7 aus Beispiel 6 lichtabhängig reguliert werden kann. Im belichteten Zustand erfolgte keine Gerinnungshemmung. Beispiel 8
Regulation der Amydolytischen Aktivität durch Photoaktivierung
Der Einfluss des schaltbaren Fusionsaptamers auf die über die Exosite-II-vermittelte, durch Heparin beschleunigte Inhibierung von Thrombin durch Antithrombin (AT) wurde ebenfalls untersucht.
Verwendet wurden eine unbelichtete sowie eine belichtete Variante des photoaktivierbaren Fusions-Aptamers gemäß SEQ ID NO: 7 aus Beispiel 6. Die belichtete Variante des photoaktivierbaren Fusions-Aptamers wurde durch 3-minütige Bestrahlung bei einer Wellenlänge von 365 nm hergestellt.
Als Kontrollsequenzen diente ein Fusions-Aptamer mit einer Sequenz 5'-GGTTGGTGTGGT TGGAAAAAAAAAAAAAAAAGTCCGTGGTAGGGCAGGTTGGGGTGACT-S' (SEQ ID NO: 8).
Die Durchführung erfolgte in einem fluorogenen Testsystem im 96-well Mikrotoiterplattenformat. Hierzu wurden sowohl die unbelichtete als auch die belichtete Variante sowie die aufgeführten Kontrollsequenzen in Konzentrationen von 474,7 nM in PBS-Puffer (0,1% BSA, 3mM MgC12) mit humanem alpha-Thrombin (16 nM, Cellsystems) in der Anwesenheit von 0,01 U/ml unfraktioniertem Heparin (UFH, Liquemin®, Roche) für 10 Minuten bei Raumtemperatur (22°C bis 23°C) in einem Gesamtvolumen von 100 μl inkubiert. Anschließend erfolgte je Testansatz die Zugabe von 100 μl eines Gemisches aus Antithrombin (0,032 U/ml, Kybernin®, CSL Behring) und 100 μM eines fluorogenen Peptidsubstrats für Thrombin (Z-Gly-Gly-Arg-AMC, Bachern, Weil am Rhein). Die Kinetik des Substratumsatzes wurde anschließend mittels eines Plattenfluorometers (Ascent Fluoroscan, Thermo Fisher Scientifϊc, Langenselbold) bestimmt. Es konnte festgestellt werden, dass die Amidolytische Aktivität von Thrombin bei Zugabe des Thrombin-bindenden Fusions-Aptamers gemäß SEQ ID NO: 7 aus Beispiel 6 lichtabhängig nicht reguliert werden kann. Dies zeigt, dass sowohl die belichtete Variante des Thrombin-bindenden Fusions-Aptamers gemäß SEQ ID NO: 7 nach der photoinduzierten Umfaltung des Aptamers wie auch die unbelichtete Variante des Aptamers der SEQ ID NO: 7 wie die Kontrolle weiterhin an die Exosite-II von Thrombin binden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Aptamer-basiertes Reagens umfassend: wenigstens ein an ein an der Hämostase beteiligtes Zielmolekül mit prokoagulatorischer, proaggregatorischer und/oder pro fϊbrino lyrischer Aktivität bindendes Aptamer, wobei wenigstens eine Base des Aptamers wenigstens eine photolabile Schutzgruppe aufweist; und wenigstens einen Linker am 5'-Ende, 3'-Ende, an einer der Nucleobasen und/oder am Ribosephosphatrückgrat des Aptamers, wobei der Linker wenigstens eine weitere photolabile Schutzgruppe und wenigstens eine Abgangsgruppe, zur Herstellung einer kovalenten Verknüpfung mit dem Zielmolekül, aufweist.
2. Aptamer-basiertes Reagens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aptamer spezifisch ist für an der Hämostase beteiligte Zielproteine ausgewählt aus der Gruppe umfassend:
- gerinnungsaktive Serinproteasen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Thrombin, aktivierter Faktor VII (FVIIa), aktivierter Faktor IX (FIXa) und/oder aktivierter Faktor X (FXa);
- Kofaktoren, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Gewebethromboplastin (TF) und Faktor Va (FVa) und/oder Faktor FVIII (FVIIIa);
- Transglutaminasen wie aktivierter Faktor XIII (FXIIIa); und/oder
- fibrinolytische Enzyme, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Plasmin und/oder gewebespezifischer Plasminogenaktivator (tissue-type Plasminogen activator, t-PA).
3. Aptamer-basiertes Reagens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aptamer an ein bis 4 Basen, bevorzugt an 2 bis 3 Basen photolabile Schutzgruppen aufweist, wobei eine Base ein bis drei photolabile Schutzgruppen, vorzugsweise wenigstens eine oder zwei photolabile Schutzgruppen aufweisen kann.
4. Aptamer-basiertes Reagens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aptamer folgende Sequenz SEQ ID NO: 1 gemäß der Formel (1) wie nachstehend angegeben aufweist:
5'-NIN2N3N4AACCN5N6N7N8GGTTGGTGTGGTTGG-S' (1) (SEQ ID NO: 1)
worin:
N1, N2, N3, N4 sind gleich oder unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin, Thymidin, 2'-Fluoro-, T- Methoxy- und/oder 2'-Amino-modifϊziertes Ribonukleotid ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Uridin, oder eine Deletion;
N5, N6, N7, Ns sind gleich oder unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin, Thymidin, 2'-Fluoro-, T- Methoxy- und/oder 2'-Amino-modifϊziertes Ribonukleotid ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Uridin, oder eine Deletion, oder N5, N6, N7, Ns sind jeweils eine Ethylenglykoleinheit oder eine Deletion.
5. Aptamer-basiertes Reagens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aptamer folgende Sequenz SEQ ID NO: 2 gemäß der Formel (2) wie nachstehend angegeben aufweist:
5'-GGTTGGTGTGGTTGGN8N7N6N5CCAAN4N3N2NI-S' (2) (SEQ ID NO: 2)
worin:
N1, N2, N3, N4 sind gleich oder unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin, Thymidin, 2'-Fluoro-, T- Methoxy- und/oder 2'-Amino-modifϊziertes Ribonukleotid ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Uridin, oder eine Deletion;
N5, N6, N7, N8 sind gleich oder unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin, Thymidin, 2'-Fluoro-, T- Methoxy- und/oder 2'-Amino-modifϊziertes Ribonukleotid ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Uridin, oder eine Deletion, oder N5, N6, N7, N8 sind jeweils eine Ethylenglykoleinheit oder eine Deletion.
6. Aptamer-basiertes Reagens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
Ni ist Cytidin, und/oder
N2 ist Adenosin, und/oder
N3 ist Cytidin, und/oder
N4 ist Cytidin.
7. Aptamer-basiertes Reagens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
N5 ist Guanosin; und/oder
N6 ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin, Cytidin, Adenosin und/oder Thymidin, vorzugsweise Cytidin; und/oder N7 ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend Guanosin und/oder Adenosin; und/oder Ns ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend Adenosin und/oder Thymidin, vorzugsweise Adenosin.
8. Aptamer-basiertes Reagens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aptamer folgende Sequenz SEQ ID NO: 3 gemäß der Formel (3) wie nachstehend angegeben aufweist:
5'-AACCGAAAGGTTGGTGTGGTTGG-S' (3) (SEQ ID NO: 3),
wobei die Basen Cytosin und/oder Adenin an den Positionen 1, 2, 3 und/oder 4 der Sequenz mit einer oder zwei photolabilen Schutzgruppe(n) modifiziert sind.
9. Aptamer-basiertes Reagens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die photolabile Schutzgruppe ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Verbindungen gemäß der nachstehenden Formeln (I), (II), (III), (IV), (V) und/oder (VI):
Figure imgf000054_0001
Figure imgf000054_0002
Figure imgf000054_0003
wonn
R ist gleich oder jeweils unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend H, Methyl, COOH und/oder CF3; R2 ist gleich oder jeweils unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend H und/oder OCH3, oder beide Gruppen R2 bilden gemeinsam -CH2OCH2- aus; R3 ist gleich oder jeweils unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend H und/oder Br; R4 ist gleich oder jeweils unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend OH, OCH3 und/oder N(CH3)2.
10. Aptamer-basiertes Reagens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge für die Photoaktivierung der photolabilen Schutzgruppe im UV-A Bereich bis Infrarot-Bereich liegt, vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von 315 nm bis 1100 nm, bevorzugt in einem Wellenlängenbereich von 350 nm bis 380 nm, besonders bevorzugt in einem Wellenlängenbereich von 670 nm bis 750 nm, und/oder die Bestrahlungsdauer im Bereich von 10 Sekunden bis 1 Minute, vorzugsweise im Bereich von 10 Sekunden bis 30 Sekunden liegt.
11. Aptamer-basiertes Reagens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Linker ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Polyethylenglykol(e), peptidische Linker und/oder unverzweigtes oder verzweigtes, gesättigtes oder ungesättigtes Ci-Cioo-Alkyl.
12. Aptamer-basiertes Reagens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Linker lineare Polyethylenglykol (PEG)-Einheiten HO-(CH2CH2O)n-H, wobei n ist eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 100, bevorzugt im Bereich von 1 bis 25, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 4, aufweist.
13. Aptamer-basiertes Reagens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der peptidische Linker Aminosäuren ausgewählt aus der Gruppe umfassend Glycin, Alanin, Leucin, Valin, Isoleucin, Prolin und/oder Phenylalanin umfasst, vorzugsweise umfasst der peptidische Linker im Bereich von 2 bis 4 Aminosäuren, besonders bevorzugt umfasst der peptidische Linker Aminosäuresequenzen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Gly-Phe- Leu-Gly (SEQ ID NO: 5) und/oder Gly-Phe-Ala-Leu (SEQ ID NO: 6).
14. Aptamer-basiertes Reagens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Linker eine unverzweigte oder verzeigte, gesättigte oder ungesättigte C2-C48-Alkylgruppe ist, bevorzugt C6-C24-AIkVl, besonders bevorzugt Ci2-Ci8-Alkyl.
15. Aptamer-basiertes Reagens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine kovalente Bindung an das Zielprotein vermittelnde Abgangsgruppe ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend N-Hydroxy-succinimid, N-Hydroxy-succinimid-Derivate, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Sulfo-N-Hydroxy-succinimid- und/oder N-Hydroxy-succinimidester, insbesondere Pentafluorphenyl-, Imidazol-, Methyl-, Ethyl- und/oder Propylester, N-Hydroxy-phthalimid, N-Hydroxy-phthalimid-Derivate, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Sulfo -N-Hydroxy-phthalimid und/oder N-Hydroxy- phthalimidester, insbesondere Pentafluorphenyl-, Imidazol-, Methyl-, Ethyl- und/oder Propylester.
16. Aptamer-basiertes Reagens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aptamer-basierte Reagens die nachstehende allgemeine Formel (VII) aufweist:
Figure imgf000056_0001
(VII) wobei:
C -.NNPrEt die nachstehende Formel (IX)
Figure imgf000057_0001
aufweist.
17. Verwendung von Aptamer-basierten Reagenzien nach einem der vorherigen Ansprüche, deren pharmakologisch akzeptablen Salzen, Derivaten und/oder Konjugaten, zur Herstellung eines Arzneimittels.
18. Verwendung von Aptamer-basierten Reagenzien nach einem der vorherigen Ansprüche, deren pharmakologisch akzeptablen Salzen, Derivaten und/oder Konjugaten, zur Herstellung eines Arzneimittels zur therapeutischen und/oder prophylaktischen Behandlung von Erkrankungen ausgewählt aus der Gruppe umfassend kardiovaskuläre Erkrankungen und/oder Erkrankungen, die mit einer gestörten Blutgerinnung in Zusammenhang stehen, insbesondere als Blutgerinnungshemmer.
19. Aptamer-Zielmolekül- Komplex, erhalten aus der Umsetzung des Aptamer-basierten Reagens nach einem der Ansprüche 1 bis 16 mit einem Zielmolekül, wobei eine kovalente Bindung zwischen dem Aptamer-basierten Reagens und dem Zielmolekül unter Abspaltung der Abgangsgruppe zur Herstellung einer kovalenten Verknüpfung mit dem Zielmolekül ausbildbar ist, wobei das Zielmolekül ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend an der Hämostase beteiligte Zielmoleküle mit prokoagulatorischer, proaggregatorischer und/oder profibrinolytischer Aktivität.
20. Aptamer-Zielmolekül-Komplex umfassend: wenigstens ein Aptamer-basiertes Reagens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, und ein kovalent gebundenes Zielmolekül, wobei die kovalente Bindung zwischen dem Aptamer-basierten Reagens und dem Zielmolekül unter Abspaltung der Abgangsgruppe zur Herstellung einer kovalenten Verknüpfung mit dem Zielmolekül ausgebildet ist, wobei das Zielmolekül ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend an der Hämostase beteiligte Zielmoleküle mit prokoagulatorischer, proaggregatorischer und/oder profibrinolytischer Aktivität.
21. Aptamer-Zielmolekül-Komplex nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Komplex die nachstehende allgemeine Formel (VIII) aufweist:
Figure imgf000058_0001
3'-GGTTGGTGTGGTTGGAAAGCNPECAA-5'-OCH2CH2 (VIII)
wobei:
CNPE die nachstehende Formel (IX)
Figure imgf000059_0001
aufweist.
22. Verwendung von Aptamer-Zielmolekül-Komplexen nach einem der vorherigen Ansprüche, deren pharmakologisch akzeptablen Salzen, Derivaten und/oder Konjugaten, zur photoinduzierten Freisetzung des Zielmoleküls ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend an der Hämostase beteiligte Zielmoleküle mit prokoagulatorischer, proaggregatorischer und/oder profibrinolytischer Aktivität.
23. Verwendung von Aptamer-Zielmolekül-Komplexen nach einem der vorherigen Ansprüche, deren pharmakologisch akzeptablen Salzen, Derivaten und/oder Konjugaten, zur Herstellung eines Arzneimittels.
24. Verwendung von Aptamer-Zielmolekül-Komplexen nach einem der vorherigen Ansprüche, deren pharmakologisch akzeptablen Salzen, Derivaten und/oder Konjugaten, zur Herstellung eines Arzneimittels zur therapeutischen und/oder prophylaktischen Behandlung von Erkrankungen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Tumorkrankungen, kardiovaskuläre Erkrankungen, Erkrankungen, die mit einer gestörten Blutgerinnung in Zusammenhang stehen und/oder Blutungen.
25. Arzneimittel umfassend Aptamer-Zielmolekül- Komplexe nach einem der vorherigen Ansprüche.
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