技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本
發(fā)明涉及藥學(xué)
生物相容載體以及用于
治療、
預(yù)防、成像以及診斷應(yīng)用的活性劑的靶向遞送的領(lǐng)域。更具體地,本發(fā)明涉及由天然分泌的生物相容遞送組件
(biocompatible?delivery?module,BDM)與改造的藥物包裹組件(engineered?drug?
encapsulation?module,EDEM)的受控結(jié)合產(chǎn)生的生物相容雜交載體。
背景技術(shù)
[0002] 當(dāng)代藥物治療方法主要基于新的治療分子的發(fā)展以及組合
治療方案的進(jìn)步。然而,這些方法的臨床功效內(nèi)在地受到無意中因預(yù)期作用部位的有限濃度和廣泛的整體生物
分布引起的它們的物理化學(xué)、藥代動
力學(xué)和交叉
反應(yīng)性屬性的限制。
[0003] 在努力解決上述挑戰(zhàn)的過程中,出現(xiàn)的對
納米技術(shù)的使用正有利于向不健康器官、組織和/或細(xì)胞遞送藥物分子。最先進(jìn)的納米技術(shù)啟發(fā)的藥物遞送平臺集中于治療活性
分子在合成脂質(zhì)基載體系統(tǒng)中的捕獲。包裹有利于藥物與體內(nèi)環(huán)境隔開,從而克服藥物的
不理想的性質(zhì),包括有限的溶解性、血清
穩(wěn)定性、循環(huán)
半衰期和生物分布。
[0004] 由無毒組分組成且由靶細(xì)胞特異性內(nèi)化的理想的合成納米載體至今仍難以捉摸。因此,這些系統(tǒng)沒有納米技術(shù)能夠提供的全部潛力。對究竟分子如何本質(zhì)上被傳送的理解
可以提供針對有效的生物相容藥物遞送媒介的設(shè)計圖。
[0005] 已知細(xì)胞通過分泌可溶因子或通過直接相互作用交換信息。最近的研究得出了以下結(jié)論:細(xì)胞還釋放對鄰近和遠(yuǎn)離的細(xì)胞都有影響的膜來源的小泡(Marcus&Leonard,
2013)。這些細(xì)胞外小泡由大部分細(xì)胞分泌,是大部分生物
流體的生理組成部分(Vlassov,
Magdaleno,Setterquist,&Conrad,2012)。細(xì)胞外小泡導(dǎo)致(entail)亞型凋亡體、微泡和外
來體(EL?Andaloussi, Breakefield,&Wood,2013)。
[0006] 雖然有關(guān)細(xì)胞外小泡是怎么能夠起細(xì)胞間通信的介質(zhì)作用的研究仍處于早期階段,但是探索它們在將生物活性貨物從“供體”細(xì)胞遞送給“受體”細(xì)胞中的傳承作用對于洞
察最佳藥物遞送的復(fù)雜性有貢獻(xiàn)價值。各種研究已經(jīng)確定了細(xì)胞外小泡能夠起治療載體的
作用的數(shù)種條件。這些載體具有使它們在藥學(xué)上優(yōu)于合成藥物載體的明顯特性的證據(jù)日益
增多。對這種優(yōu)越性特別重要的是收集整合在細(xì)胞外小泡的表面組成中的膜蛋白與特殊脂
質(zhì)。
[0007] 存在數(shù)個阻礙開發(fā)或模擬用于有效藥物遞送系統(tǒng)的天然載體的障礙。最顯著的是,將細(xì)胞外小泡從信使轉(zhuǎn)化為藥物載體要求將外源性治療或診斷分子引入“供體”細(xì)胞
內(nèi)。至今提出的各個基因工程方法包括在“供體”細(xì)胞上使用
生物工程方法(即,遺傳修飾、
病毒
轉(zhuǎn)染、有毒陽離子脂質(zhì)轉(zhuǎn)染等)以及施用于分離的小泡的強(qiáng)有力的或破壞性操作機(jī)制
(即,電穿孔、綴合化學(xué)等)。這些方法最終引起了安全性和可量測性的擔(dān)憂,因而妨礙了向
臨床上的轉(zhuǎn)化。其他仍需解決的重要問題包括對載體的結(jié)構(gòu)完整性的控制、活性貨物的有
效包裹和額外靶向部分的摻入。
[0008] 理想地,如果可以開發(fā)出完整的細(xì)胞外小泡膜,則可以避免要求向合成納米載體中摻入大量生物活性膜組分的復(fù)雜的生物模擬功能化途徑。相反地,為了克服生物技術(shù)方
案的可怕結(jié)果,向細(xì)胞外小泡引入外源性治療和靶向組分的策略應(yīng)該優(yōu)選不受細(xì)胞操作影
響?;谶@些假設(shè),用現(xiàn)代納米特有的藥物遞送系統(tǒng)中使用的納米技術(shù)策略替代生物工程
技術(shù)可能是有利的。
[0009] 鑒于上述缺點(diǎn),本發(fā)明的目的在于提供一種新型的藥物載體,該藥物載體具有高度限定的屬性,沒有
現(xiàn)有技術(shù)載體的缺點(diǎn),同時協(xié)同加強(qiáng)離體產(chǎn)生的合成納米載體與體內(nèi)
產(chǎn)生的細(xì)胞外小泡的優(yōu)點(diǎn)。
[0010] 本發(fā)明的另一個目的在于提供一種藥物組合物,包含所述新型藥物載體。
[0011] 本發(fā)明的再一個目的在于提供基于所述新型藥物載體或包含所述新型藥物載體的藥物的用途和方法,用于治療、監(jiān)測、預(yù)防、分階段和/或診斷
疾病或病癥。
[0012] 本發(fā)明的再一個目的在于提供一種用于以涉及到刺激響應(yīng)性組件的可控方式制備所述新型藥物載體的方法。
[0013] 本發(fā)明的再一個目的在于提供用于向細(xì)胞,特別是向選自白細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和干細(xì)胞的細(xì)胞遞送一種或多種生物活性劑的方法。
[0014] 本發(fā)明的再一個目的在于提供一種以涉及到刺激響應(yīng)性組件的可控方式生產(chǎn)上述藥物載體的方法。
[0015] 本發(fā)明的另外的目的和優(yōu)點(diǎn)將隨描述的進(jìn)行而出現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容
[0016] 本發(fā)明提供一種雜交生物相容載體(雜交體(hybridosome)),其包含源自至少一種生物相容遞送組件(BDM)和包含至少一個可調(diào)的促融部分的至少一種改造的藥物包裹組
件(EDEM)的結(jié)構(gòu)性和生物活性元件。
[0017] 本發(fā)明還提供一種藥物組合物,包含如上限定的雜交體和至少一種藥學(xué)上可接受的載體、佐劑或賦形劑。
[0018] 本發(fā)明還進(jìn)一步提供一種用于制備雜交生物相容載體(雜交體)的方法,所述雜交體包含源自至少一種生物相容遞送組件(BDM)和包含至少一個可調(diào)的促融部分的至少一種
改造的藥物包裹組件(EDEM)的結(jié)構(gòu)性和生物活性元件,所述的方法包括:
[0019] (a)提供具有至少一個促融部分的至少一種EDEM或包含所述至少一種EDEM的組合物;
[0020] (b)提供至少一種BDM或包含所述至少一種BDM的組合物;
[0021] (c)使所述至少一種EDEM與所述至少一種BDM在低于7.4的pH和0℃~60℃的
溫度下
接觸,從而使所述至少一種EDEM與所述至少一種BDM結(jié)合起來,產(chǎn)生所述雜交體;以及,任
選地,
[0022] (d)使所述雜交體純化不含未融合的EDEM和/或BDM。
[0023] 本發(fā)明還進(jìn)一步提供一種向白細(xì)胞遞送一種或多種生物活性劑的方法,所述方法包括:使包含雜交體的組合物與包含所述白細(xì)胞的組合物接觸,所述雜交體包含所述一種
或多種生物活性劑,其中,所述雜交體由包含至少一個可調(diào)節(jié)的促融部分的至少一種EDEM
與至少一種白細(xì)胞來源的BDM融合產(chǎn)生。
[0024] 本發(fā)明還進(jìn)一步提供一種向神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞遞送一種或多種生物活性劑的方法,所述方法包括:使包含雜交體的組合物與包含所述神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的組合物接觸,所述雜交體
包含所述一種或多種生物活性劑,其中,所述雜交體由包含至少一個可調(diào)節(jié)的促融部分的
至少一種EDEM與至少一種神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞來源的BDM融合產(chǎn)生。
[0025] 本發(fā)明還進(jìn)一步提供一種向在離體擴(kuò)增過程中的細(xì)胞遞送一種或多種生物活性劑的方法,所述方法包括使包含雜交體的組合物與包含所述細(xì)胞的組合物接觸,所述雜交
體包含所述一種或多種生物活性劑,其中,所述雜交體由包含至少一個可調(diào)的促融部分的
至少一種EDEM與來源于所述細(xì)胞的至少一種BDM融合產(chǎn)生。
附圖說明
[0026] 參照所附的附圖并通過以下
實(shí)施例,本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將更易顯而易見,其中,
[0027] 圖1是表示Au-iLNP、Au原料和iLNP的紫外可見吸收
光譜的圖;
[0028] 圖2是Au-iLNP的透射
電子顯微鏡(TEM)(比例尺:100nm)照片;
[0029] 圖3是GBM-exos和空iLNP的直徑(通過
納米粒子跟蹤分析(NTA)得到)的圖;
[0030] 圖4是表示將GBM-exos與iLNP在非電離條件(pH為7.4)下或在融合緩沖液(pH為5.5)中混合后的平均粒徑(通過動態(tài)光散射(DLS)得到)的圖;
[0031] 圖5是表示改變緩沖液pH條件的情況下GBM-exos與iLNP的R18融合測定的結(jié)果的圖;
[0032] 圖6是表示GBM-exos與含有0、30%、40%或50%的DLinDMA含量的iLNP的R18融合測定的結(jié)果的圖;
[0033] 圖7是表示GBM-exo與含有可電離的脂質(zhì)DODAP或DLinDMA的iLNP的R18融合測定的結(jié)果的圖;
[0034] 圖8是表示GBM-exos與含有不同PEG-脂質(zhì)含量的iLNP的R18融合測定的結(jié)果的圖;
[0035] 圖9是表示GBM-exos與iLNP在不同溫度下的R18融合測定的結(jié)果的圖;
[0036] 圖10是通過GBM-exos與iLNP的混合物在pH?5.5下進(jìn)行的
熒光交叉相關(guān)光譜法(FCCS)得到的圖;
[0037] 圖11是表示通過動態(tài)光散射(DLS)監(jiān)測到的GBM-exos與iLNP的混合物在pH?5.5下的平均粒徑的隨時間變化的圖;
[0038] 圖12是表示通過動態(tài)光散射(DLS)監(jiān)測到的MCL-exos與iLNP的混合物在pH?5.5下的平均粒徑和多分散指數(shù)隨時間變化的圖;
[0039] 圖13顯示出表示iLNP與外來體混合物在pH為5.5下混合3、5、7、9和18分鐘后的粒子分布的五個圖;
[0040] 圖14是表示iLNP、外來體和雜交體的NTA尺寸分布的重疊的圖;
[0041] 圖15是表示等量的pDNA在iLNP、未融合的iLNP+外來體和雜交體中轉(zhuǎn)染后72小時的GFP表達(dá)細(xì)胞的流式細(xì)胞術(shù)分析的圖。時間表示轉(zhuǎn)染時間;
[0042] 圖16是表示每秒的DLS平均
光子的圖,所述每秒的平均光子表示pDNA-iLNP的每個
蔗糖梯度的
密度部分中納米粒子的存在;
[0043] 圖17是表示用合并的粒子密度轉(zhuǎn)染后72小時的GFP表達(dá)細(xì)胞的流式細(xì)胞術(shù)分析的結(jié)果的圖;
[0044] 圖18是表示等量的純化后的雜交體轉(zhuǎn)染后72小時的GFP表達(dá)細(xì)胞的流式細(xì)胞術(shù)分析的結(jié)果的圖。時間表示轉(zhuǎn)染時間;
[0045] 圖19是表示用IgG第二
抗體標(biāo)記的純化后的IgG雜交體孵育24小時的流式細(xì)胞術(shù)的結(jié)果的圖(對照:淺灰色;IgG第二抗體:灰色);
[0046] 圖20是表示外來體與含有寡核苷酸的iLNP的R18融合測定的結(jié)果的圖;
[0047] 圖21是表示外來體與包裹固體納米粒子的iLNP或同時包裹寡核苷酸/納米粒子的iLNP的R18融合測定的結(jié)果的圖;
[0048] 圖22是表示外來體與包裹蛋白的iLNP的R18融合測定的結(jié)果的圖;
[0049] 圖23是表示外來體與表面修飾的iLNP的R18融合測定的結(jié)果的圖;
[0050] 圖24是表示單獨(dú)的MCL-外來體或與iLNP混合的MCL-外來體的芘融合測定的結(jié)果的圖,所述與iLNP混合的MCL-外來體是通過微流體快速混合或通過擠出制得的;
[0051] 圖25是表示在融合緩沖液或pH為7.4的緩沖液中的空iLNP與標(biāo)記的PMN-MV以及包裹不同種類貨物的iLNP的R18融合測定的結(jié)果的圖;
[0052] 圖26是表示空iLNP與標(biāo)記的PLT-MV在融合緩沖液或pH為7.0的緩沖液中的R18融合測定的結(jié)果的圖。
[0053] 圖27是表示用由NBD標(biāo)記的iLNP制備的雜交體或單獨(dú)用NBD標(biāo)記的iLNP轉(zhuǎn)染1小時的Jeko1細(xì)胞的平均熒光強(qiáng)度的柱狀圖(n=160個細(xì)胞,誤差線表示標(biāo)準(zhǔn)誤差)。
具體實(shí)施方式
[0054] 本發(fā)明的第一方面提供了一種雜交生物相容載體(雜交體),包含源自至少一種生物相容遞送組件(BDM)和包含至少一個可調(diào)的促融部分的至少一種改造的藥物包裹組件
(EDEM)的結(jié)構(gòu)性和生物活性元件。
[0055] 如本文所使用的,術(shù)語“雜交生物相容載體”或“雜交體”是指包含源自至少一種生物相容遞送組件(BDM)(例如,外來體、微泡、凋亡體)和包含可調(diào)的促融部分的至少一種改
造的藥物包裹組件(EDEM)的結(jié)構(gòu)性和生物活性元件(例如,脂質(zhì)、糖類、
脂肪酸、多核苷酸或
多肽)的雜交生物相容載體。在具體的實(shí)施方式中,雜交體的內(nèi)部容積體(internal?
volume)包含至少一種源自在體內(nèi)分泌的BDM的生物活性劑(例如內(nèi)源性多核苷酸、酶或多
肽)和至少一種包裹在體外制備的EDEM中的生物活性劑。在另一種實(shí)施方式中,所述雜交體
的內(nèi)部容積體僅包含源自BDM的天然組分,并且可以作進(jìn)一步處理。本發(fā)明的雜交體由將一
種BDM與一種EDEM、數(shù)種BDM與一種EDEM、數(shù)種EDEM與一種BDM或數(shù)種BDM與數(shù)種EDEM結(jié)合起
來產(chǎn)生。該結(jié)合事件可以通過BDM和EDEM的尺寸、它們各自的電荷以及在結(jié)合反應(yīng)過程中使
用的條件(例如,BDM/EDEM的比,pH、溫度和反應(yīng)時間)來控制。這樣的由單獨(dú)的單元組裝新
型組合物的組分策略可以提供新的改造靈活度。這種信使與治療組分的結(jié)合可以賦予得到
的雜交載體獨(dú)特的特性,而該獨(dú)特的特性通過單一系統(tǒng)不能得到。
[0056] 如本文所使用的,“生物相容遞送組件(BDM)”是指包含脂雙層且在體內(nèi)產(chǎn)生而被釋放到細(xì)胞外環(huán)境中的天然分泌的小泡。BDM由各種類型的細(xì)胞分泌,包括但不限于上皮細(xì)
胞、
腫瘤細(xì)胞和其它免疫細(xì)胞(例如,肥大細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞、樹突細(xì)胞)。本發(fā)明
中使用的BDM分離自從受試者(優(yōu)選為人受試者)取得的生理流體或組織樣品,或分離自培
養(yǎng)基。在一種具體的實(shí)施方式中,本發(fā)明中使用的BDM來源于細(xì)胞培養(yǎng)物,其中細(xì)胞是天然
的或是之前已經(jīng)被無限增殖和/或改造的。細(xì)胞培養(yǎng)物可以是均一的(一種類型的細(xì)胞)或
是不均一的(數(shù)種類型的細(xì)胞),并且可以由分離的細(xì)胞和/或組織組成。BDM可以分離自或
來源于有
機(jī)體,包括原核生物、真核生物、細(xì)菌、
真菌、
酵母、無
脊椎動物、脊椎動物、爬行類、魚、昆蟲、
植物和動物。從培養(yǎng)的細(xì)胞中取得的培養(yǎng)基(“條件培養(yǎng)基”、細(xì)胞培養(yǎng)基(cell?
media/cell?culture?media))可以是生物流體。
[0057] BDM可以使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的方法收集和分離。例如,BDM可以通過選自由以下組成的組,但不限于以下的一種或多種技術(shù)從細(xì)胞培養(yǎng)物或組織上清液中收集:
差速超離心、梯度超離心、過濾、切向流動過濾(TFF)、低壓徑跡蝕刻
膜過濾(track-etched?
membrane?filtration)和它們的組合。在一種實(shí)施方式中,本發(fā)明中使用的BDM通過將培養(yǎng)
物上清液離心以沉淀不希望的細(xì)胞碎片,之后進(jìn)行超離心以沉淀外來體,進(jìn)行密度梯度超
離心(例如,用蔗糖梯度)或這些方法的組合來制備。
[0058] 對于本發(fā)明有用的BDM的尺寸范圍為約30nm至約2000nm,并且該BDM可以含有生物活性分子(例如,多核苷酸和/或多肽)。BDM的實(shí)例包括但不限于:“外來體”(直徑為約30nm
至約200nm)、“微泡”(直徑為約100nm至約2000nm)和“凋亡體”(直徑為約300nm至約
2000nm)。術(shù)語BDM可以與“外來體”、“微泡”或“凋亡體”、“膜粒子”、“膜小泡”、“外來體樣小泡”、“核外粒體樣小泡”、“核外粒體”或“外小泡”互換使用。BDM脂雙層來源于供
體細(xì)胞的膜。來源于不同細(xì)胞類型的BDM相比于質(zhì)膜可以表現(xiàn)出脂質(zhì)組成的不同。在外來體的發(fā)生期
間,跨膜和外周膜蛋白可以包埋在小泡膜中,同時胞質(zhì)組分也可以摻入小泡中。
[0059] 如本文所使用的,術(shù)語“內(nèi)源性”是指由細(xì)胞天然產(chǎn)生的或來源于細(xì)胞的化合物。例如,如果多肽是在得到BDM的細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的,那么BDM含有該內(nèi)源性多肽。
[0060] 如本文所使用的,如適用于載體、粒子、小泡或分子的術(shù)語“天然分泌”是指通過天然存在的過程從細(xì)胞、有機(jī)體或組織中釋放到環(huán)境中的載體、粒子、小泡或分子。例如,可以
與來源分離且尚未由人在實(shí)驗(yàn)室中從該來源的邊界中進(jìn)行物理易位的外來體是天然分泌
的。天然分泌粒子的過程的另外的非限制性實(shí)例為細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器與細(xì)胞膜的融合和細(xì)胞膜
的起泡。
[0061] 如本文所使用的,“改造的藥物包裹組件(EDEM)”是指包含已經(jīng)在體外產(chǎn)生的一種或多種膜的小泡。在本發(fā)明中有用的EDEM選自但不限于:脂質(zhì)基納米粒子(LNP)、脂質(zhì)體、聚
合物穩(wěn)定的LNP、蜂蠟體(cerasome)、神經(jīng)鞘體(sphingosome)、囊泡(niosome)、
聚合物囊泡
(polymersome)、合成納米粒子穩(wěn)定的LNP、核殼式脂質(zhì)聚合物雜交納米粒子、天然膜來源的
LNP、快速消除式脂質(zhì)納米粒子(reLNP)和天然膜包覆的LNP。本發(fā)明中使用的EDEM具有至少
一種使它們與BDM的結(jié)合能夠受控的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。在一種實(shí)施方式中,所述結(jié)構(gòu)性質(zhì)由EDEM的
脂雙層的一種或多種組成部分提供。在一種具體的實(shí)施方式中,本發(fā)明中使用的EDEM為可
電離的LNP(iLNP)。
[0062] 本發(fā)明中使用的EDEM可以具有各種形態(tài)。它們可以包含一個脂雙層(
單層的小泡)、一系列由狹窄的
水性區(qū)室隔開的同心雙層(多層小泡或MLV)或膜形成聚合物。此外,與
BDM相反,EDEM基本上在尺寸和密度分布上是均一的。本文使用的EDEM的直徑(平均粒徑)為
約15至約500nm。在一些實(shí)施方式中,EDEM的直徑為約300nm或更小、250nm或更小、200nm或
更小、150nm或更小、100nm或更小,或50nm或更小。在一個具體的實(shí)施方式中,本發(fā)明中使用
的EDEM的直徑為約15至約150nm。
[0063] 在本發(fā)明中有用的EDEM被制成顯示特定的物理化學(xué)特性。每種特定的EDEM的物理化學(xué)特性可以隨其中包載的活性劑的性質(zhì)和濃度、聚合物膜或脂雙層的膜組成、分散有
EDEM的介質(zhì)的性質(zhì)、它們的尺寸和多分散性的不同而不同。在本發(fā)明的一個具體的實(shí)施方
式中,EDEM包含脂雙層膜,該脂雙層膜包含可電離的陽離子脂質(zhì)和輔助脂質(zhì)。在一些具體的
實(shí)施方式中,用于產(chǎn)生本發(fā)明的雜交體的EDEM是基于DlinDMA:Chol:DSPC:PEG-Cer的摩爾
比(摩爾比為40:40:17.5:2.5)來制備的。
[0064] EDEM的制備可以通過本領(lǐng)域已知的各種方法進(jìn)行,例如在以下參考文獻(xiàn)中所公開的。例如,這些方法包括超聲處理、擠出、高壓/均質(zhì)化、微流體化、
洗滌劑透析法、小脂質(zhì)體
的
鈣誘導(dǎo)融合和脂質(zhì)膜水合法。例如,LNP可以使用以前記載的預(yù)先形成的小泡的方法來制
備(Maurer等人,2001)。通常,該方法由擠出LNP穿過小孔聚
碳酸酯膜以將LNP尺寸減少至充
分限定的尺寸分布組成,并且在后期,如果需要,將治療劑裝載到預(yù)先形成的小泡中?;蛘?,
可以通過
微流體系統(tǒng)中的自發(fā)自組裝制備EDEMS。用這樣的制備技術(shù)生產(chǎn)充分限定的尺寸
分布的方案在本領(lǐng)域中是已知的(Belliveau等人,2012)。優(yōu)選地,本發(fā)明中使用的EDEM在
尺寸和密度分布上基本上是均一的,以促進(jìn)從BDM的亞群和雜交體中分離出來。該分離通過
使用本領(lǐng)域中公知的技術(shù)進(jìn)行,例如,尺寸排阻色譜法和密度梯度離心。在一個具體的實(shí)施
方式中,EDEM的密度低于雜交體中的EDEM的密度,從而有利于通過蔗糖密度梯度離心使雜
交小泡與EDEM分離。
[0065] 如本文所使用的,“促融部分”是指EDEM或雜交體的促融脂質(zhì)或任何其它促融組分。這樣的促融部分增強(qiáng)膜的破壞或膜與脂雙層之間的脂質(zhì)混合,或使得膜能夠被破壞或
膜與脂雙層之間能夠進(jìn)行脂質(zhì)混合。例如,第一膜可以來自于EDEM,而第二膜包括BDM?;?br>者,第一膜可以是雜交體的膜,而第二膜是外細(xì)胞表面膜、內(nèi)體膜、溶酶體膜或核膜。促融部
分增大EDEM與第二膜的相互作用或包含所述促融部分的雜交體與第二膜的相互作用,從而
促進(jìn)膜脂質(zhì)的混合以及內(nèi)部容積體與包裹的內(nèi)容物的混合?;蛘?,促融部分可以增加進(jìn)入
或離開細(xì)胞區(qū)室。這樣的區(qū)室可以是例如內(nèi)體或核。在某些實(shí)施方式中,促融部分可以為例
如靶向因子(例如,膜破壞性合成聚合物)或者例如為pH響應(yīng)型膜易位多肽(例如,
蜂毒肽)。
在一些實(shí)施方式中,促融部分可以包含促融區(qū)段(例如,脂質(zhì)的頭基、脂質(zhì)的尾基、聚合物的
段或區(qū)域、肽的區(qū)段)。
[0066] 按照本文使用的術(shù)語“可調(diào)的”來講,其意味著通過改變本發(fā)明的方法的反應(yīng)條件(例如,pH、溫度、鹽)和/或通過改變EDEM的促融組分(例如,可電離的脂質(zhì)、促融脂質(zhì)、pH響
應(yīng)型聚合物、輔助脂質(zhì)、促融靶向部分)的量,在結(jié)合反應(yīng)期間選擇性地賦予EDEM和/或BDM
高促融性,而在結(jié)合前或結(jié)合后保持較低的相對促融性是可能的。優(yōu)選地,在各種情況下,
促融部分可以在其需要量(例如,濃度)下具有可調(diào)的促融性。促融部分的促融特性可以通
過本領(lǐng)域中已知的合適的測定方法確定。例如,聚合物的促融性可以在體外細(xì)胞測定(例如
紅細(xì)胞的細(xì)胞溶血測定)中確定。在體外細(xì)胞測定中可以確定內(nèi)體溶解性(endosomolytic)
聚合物活性。
[0067] 術(shù)語“促融脂質(zhì)”可以用于指,與在高pH(即為約7.4的pH)下的電荷或結(jié)構(gòu)相比,在低pH(即約5.5的pH)下經(jīng)歷結(jié)構(gòu)和/或電荷變化的脂質(zhì),這導(dǎo)致脂質(zhì)變得更加促融。這些促
融脂質(zhì)可以是陰離子型脂質(zhì)、中性脂質(zhì)或pH敏感型脂質(zhì),該pH敏感性脂質(zhì)的特征在于,當(dāng)pH
從約pH?7變化到約pH?4時,脂質(zhì)經(jīng)歷電荷或結(jié)構(gòu)的變化,從而使得它們變得更加促融。反之
pH從約4變化到約6時,也可以發(fā)生電荷或結(jié)構(gòu)的變化。在其他實(shí)施方式中,當(dāng)溫度升高超過
相轉(zhuǎn)變溫度例如20℃時,促融脂質(zhì)經(jīng)歷結(jié)構(gòu)變化以使其呈現(xiàn)六
角形結(jié)構(gòu)或形成錐體的結(jié)
構(gòu)。這種類型的另外的促融脂質(zhì)在本領(lǐng)域中是已知的,可以用在本文描述的制劑、復(fù)合物和
方法中。這些“促融”脂質(zhì)的一些實(shí)例改變結(jié)構(gòu)以采取六角形結(jié)構(gòu),而這些脂質(zhì)的其他實(shí)例
經(jīng)歷電荷變化。這些促融脂質(zhì)還可以包括在本領(lǐng)域中稱為“形成錐體的”脂質(zhì)的那些脂質(zhì)。
術(shù)語“促融脂質(zhì)”還可以用于指表現(xiàn)出錐體形成的分子形狀性質(zhì)以使脂質(zhì)構(gòu)架包含小的橫
截面頭基和較大的?;湙M截面積的脂質(zhì)。不希望受到任何特定理論的限制,在超過具體
的溫度(例如20℃)時,認(rèn)為這些脂質(zhì)引發(fā)非雙層六角形HII相轉(zhuǎn)變。
[0068] 如本文所使用的,術(shù)語“脂質(zhì)”和“類脂”是指一組包含與親油性尾基通過連接基團(tuán)結(jié)合的極性頭基的有機(jī)化合物。脂質(zhì)通常通過不可溶于水,但溶于許多
有機(jī)溶劑來表征。通
常將脂質(zhì)分成三類:“簡單脂質(zhì)”,包括脂肪和油;“化合物脂質(zhì)”,包括磷脂和糖脂;和“衍生的脂質(zhì)”,如類固醇。術(shù)語“脂質(zhì)”和“類脂”可以互換使用。
[0069] 如本文所使用的,“輔助脂質(zhì)”是指穩(wěn)定脂質(zhì),包括中性脂質(zhì)和陰離子型脂質(zhì)。本發(fā)明中使用的一些EDEM包括或可加入一種或多種輔助脂質(zhì),如膽甾醇和1,2-二硬脂酰基-sn-
甘油-3-膽
堿磷酸(DSPC)。中性脂質(zhì)是指在生理pH下以不帶電荷或中性的兩性離子形式存
在的數(shù)種脂質(zhì)形式。代表性的脂質(zhì)包括但不限于:二硬脂?;?磷脂酰膽堿(DSPC)、二油酰
基-磷脂酰膽堿(DOPC)、二棕櫚?;?磷脂酰膽堿(DPPC)、二油酰基-磷脂酰甘油(DOPG)、二
棕櫚?;?磷脂酰甘油(DPPG)、二油酰基-磷脂酰
乙醇胺(DOPE)、棕櫚酰油?;?磷脂酰膽堿
(POPC)、棕櫚酰油酰基-磷脂酰乙醇胺(POPE)和二油?;?磷脂酰乙醇胺、二棕櫚?;?磷脂
酰乙醇胺(DPPE)、二肉豆蔻?;姿嵋掖及?DMPE)、二硬脂?;?磷脂酰乙醇胺(DSPE)、16-
O-單甲基PE、16-O-二甲基PE、18-1-反式PE、1-硬脂酰基-2-油?;?磷脂酰乙醇胺(SOPE)和
1,2-二反油?;?dielaidoyl)-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(反式DOPE)。陰離子脂質(zhì)為在生理
pH下帶有負(fù)電荷的脂質(zhì)。這些脂質(zhì)包括磷脂酰甘油、二?;字=z
氨酸、雙磷脂酰甘油和
用陰離子修飾基團(tuán)修飾的中性脂質(zhì)。
[0070] 如本文所使用的,“可電離的陽離子脂質(zhì)”是指在所選的pH(例如,低于生理pH)下帶有凈正電荷的脂質(zhì)。這樣的脂質(zhì)包括但不限于:1,2-二亞油基
氧基-N,N-二甲氨基丙烷
(DLinDMA)、2,2-二亞油基-4-(2-二甲基氨基乙基)-[1,3]-二氧戊環(huán)(DLin-KC2-DMA)、4-
(二甲基氨基)丁酸(6,9,28,31-四烯-19-基)三十七醇酯(DLin-MC3-DMA)、二(十八烷基)二
甲基銨(DODMA)、二硬脂基二甲基銨(DSDMA)、N,N-二油基-N,N-二甲基
氯化銨(DODAC)、N-
(2,3-二油基氧基)丙基-N,N,N-三甲基氯化銨(DOTMA)、1,2-二油酰基-3-二甲銨丙烷
(DODAP)、N-(4-羧基芐基)-N,N-二甲基-2,3-雙(油酰氧基)丙-1-銨(DOBAQ)、YSK05、4-
(((2,3-雙(油酰氧基)丙基)-(甲基)氨基)甲基)苯
甲酸(DOBAT)、N-(4-羧基芐基)-N,N-二
甲基-2,3-雙(油酰氧基)丙-1-銨(DOBAQ)、3-((2,3-雙(油酰氧基)丙基)(甲基)氨基)丙酸
(DOPAT)、N-(2-羧基丙基)-N,N-二甲基-2,3-雙-(油酰氧基)-丙-1-銨(DOMPAQ)、N-(羧基甲
基)-N,N-二甲基-2,3-雙(油酰氧基)丙-1-銨(DOAAQ)、Alny-100、3-(二甲基氨基)-丙基
(12Z,15Z)-3-[(9Z,12Z)-十八碳-9,12-二烯-1-基]-二十一碳-12,15-二烯酯(DMAP-BLP)
和3-(N-(N′,N′-二甲基氨基乙烷)-氨基甲?;?膽甾醇(DC-Chol)。
[0071] 在某些實(shí)施方式中,可電離的陽離子脂質(zhì)可以是氨基脂質(zhì)。如本文所使用的,術(shù)語“氨基脂質(zhì)”意味著包括那些含有一種或多種脂肪酸或脂肪烷基鏈以及氨基頭基(包括烷基
氨基或二烷基氨基基團(tuán))的可質(zhì)子化形成陽離子脂質(zhì)的脂質(zhì)。在某些實(shí)施方式中,本發(fā)明的
氨基或陽離子脂質(zhì)具有至少一種可質(zhì)子化或去質(zhì)子化的基團(tuán),以使所述脂質(zhì)在生理pH(例
如,pH?7.4)或低于該生理pH的pH下帶有正電荷,而在第二pH(優(yōu)選為生理pH或高于該生理
pH)下為中性。當(dāng)然,應(yīng)懂得的是,根據(jù)pH加入或移除質(zhì)子是一個平衡過程,而且提到帶電荷
的或中性脂質(zhì)是指占主導(dǎo)地位的物質(zhì)的性質(zhì),并不要求全部脂質(zhì)呈帶電荷形式或中性形
式。在本發(fā)明的使用中并不排除具有不止一種可質(zhì)子化或去質(zhì)子化基團(tuán)的脂質(zhì)或兩性離子
脂質(zhì)。
[0072] 在一種實(shí)施方式中,陽離子脂質(zhì)可以通過本領(lǐng)域已知的方法和/或國際公開號WO2012040184、WO2011153120、WO2011149733、WO2011090965、WO2011043913、
WO2011022460、WO2012061259、WO2012054365、WO2012044638、WO2010080724、WO201021865
和WO2014089239以及美國公開號US20140309277中記載的方法合成;它們每個都通過引用
以其整體并入本文。
[0073] 應(yīng)注意的是,術(shù)語“可電離的”是指分子結(jié)構(gòu)中具有至少一個可電離的部位的化合物,而并不一定指“電離的”,即可電離的陽離子脂質(zhì)可以是電離的形式或未電離的形式。在
一些具體的實(shí)施方式中,本發(fā)明中使用的EDEM包括上述可電離的陽離子脂質(zhì)的組合(例如,
DLinDMA、DLin-KC2-DMA和/或DLin-MC3-DMA),以精確地調(diào)整雜交體在生理pH下的凈陽離子
表面電荷。
[0074] 術(shù)語“pH響應(yīng)型聚合物”是指,與在生理pH(pH為約7.4)下的電荷或結(jié)構(gòu)相比,在低pH下經(jīng)歷結(jié)構(gòu)或電荷變化造成聚合物變得更加促融的聚合物。在本發(fā)明的一些非限制性實(shí)
施方式中,聚合物可以由烷基
丙烯酸(如丁基丙烯酸(BAA)或丙基丙烯酸(PAA))的均聚物制
備,或可以是乙基丙烯酸(EAA)的共聚物。還可以使用烷基胺的聚合物或
馬來酸酐與甲基乙
烯基醚或苯乙烯的共聚物的烷基醇衍生物。在一些實(shí)施方式中,聚合物可以與其它
單體制
成共聚物。其它單體的加入可以提高聚合物的效能,或增加具有有用功能的化學(xué)基團(tuán)以促
進(jìn)與其它分子實(shí)體(包括靶向部分和/或其他佐劑物質(zhì),如聚(乙二醇))的締合
(association)。這些共聚物可以包括但不限于具有含有能夠與靶向部分交聯(lián)的基團(tuán)的單
體的共聚物。
[0075] 通常,pH響應(yīng)型聚合物由具有特定性質(zhì)的單體殘基構(gòu)成。陰離子單體殘基包括帶陰離子電荷或可帶有陰離子電荷的物質(zhì),包括可質(zhì)子化的陰離子物質(zhì)。陰離子單體殘基可
以在7.2-7.4的約為中性的pH下為陰離子。陽離子單體殘基包括帶有陽離子電荷或可帶有
陽離子電荷的物質(zhì),包括可去質(zhì)子化的陽離子物質(zhì)。陽離子單體殘基可以在7.2-7.4的約為
中性的pH下為陽離子。疏水單體殘基包含疏水性物質(zhì)。親水單體殘基包含親水性物質(zhì)。
[0076] 通常,每種聚合物可以是均聚物(來源于一個單一類型的單體(具有基本上相同的化學(xué)組成)的聚合)或共聚物(來源于兩種或更多種不同單體(具有不同的化學(xué)組成)的聚
合)。為共聚物的聚合物包括無規(guī)共聚物鏈或嵌段共聚物鏈(例如,二嵌段共聚物、三嵌段共
聚物、更高級(higher-ordered)的嵌段共聚物等)。任何已知的嵌段共聚物鏈可以根據(jù)本領(lǐng)
域已知的方法按常規(guī)進(jìn)行構(gòu)造和實(shí)現(xiàn)。通常,各聚合物可以是線性聚合物或非線性聚合物。
非線性聚合物可以具有各種結(jié)構(gòu),例如包括支鏈聚合物、刷狀聚合物、星形聚合物、樹枝狀
聚合物,并且可以是交聯(lián)聚合物、半交聯(lián)聚合物、接枝聚合物及它們的組合。
[0077] 如本文所使用的,術(shù)語“結(jié)合起來(unite,uniting,unification)”或“融合”是指一種或多種EDEM和BDM的膜和/或膜的組成部分之間的直接相互作用。術(shù)語“直接相互作用”
可以指簡單的聚集、脂質(zhì)交換、結(jié)構(gòu)破裂、半融合和融合。術(shù)語“半融合”和“融合”是指BDM與EDEM的膜的組分的完全混合以及形成包含原包含在BDM/EDEM中的每一個中、形成該融合粒
子的物質(zhì)(例如,活性劑、內(nèi)源性蛋白或核酸)的共同的內(nèi)部空間。術(shù)語“融合效率”是指由發(fā)
生融合的EDEM和BDM產(chǎn)生的雜交體的相對量。
[0078] 如本文所使用的,術(shù)語“膜”是指包含諸如脂肪酸、脂質(zhì)分子或聚合物等脂族分子的“殼”,并包圍一個內(nèi)部區(qū)室。這樣,該術(shù)語可以用于限定脂質(zhì)納米粒子的膜、聚合物囊泡
(polymersome)的膜、天然分泌的粒子的膜或任何類型的細(xì)胞的膜,所述任何類型的細(xì)胞包
括細(xì)菌、真菌、植物、動物或人細(xì)胞(例如上皮細(xì)胞)。術(shù)語膜也包括細(xì)胞內(nèi)脂雙層,例如內(nèi)體
或溶酶體膜以及核膜。
[0079]
發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn),本發(fā)明的雜交體相比于本領(lǐng)域已知的其他藥物載體呈現(xiàn)出數(shù)個優(yōu)勢,這些優(yōu)勢是通過將EDEM與BDM物理結(jié)合起來并協(xié)同加強(qiáng)這些組件中每個顯示的優(yōu)
點(diǎn)得到的。另一方面,EDEM可以設(shè)計成具有精確限定的物理化學(xué)性質(zhì)、可調(diào)的促融性、對大
量活性劑的高包裹效率,承受得住綴合化學(xué)需要的嚴(yán)酷環(huán)境,并且滿足臨床制備條件。另一
方面,BDM具有安全的毒性和免疫原性譜,表現(xiàn)出對靶(例如,細(xì)胞、組織或器官)固有特異
性,并且優(yōu)化了有機(jī)體循環(huán)性質(zhì)。因此,本發(fā)明的雜交體對治療、成像和診斷應(yīng)用特別有益。
大量活性劑可以容易地體外包裹到EDEM中,并且通過使所述EDEM與源自受試者的特定的
BDM結(jié)合起來,產(chǎn)生包含活性劑的個體化的(personalized)生物相容雜交體。本發(fā)明的生物
雜交體還可以呈現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)中的一個或多個:(a)與網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)(RES)的巨噬細(xì)胞隔絕
(sequestration)下降;(b)免疫系統(tǒng)應(yīng)答減少;(c)
循環(huán)壽命增加;(d)遞送具有特異性且靶
向增強(qiáng);以及(e)治療和/或監(jiān)測效果提高。
[0080] 有利地,本發(fā)明的雜交體的尺寸可以制作成適合極為具體的靶向應(yīng)用。因此,在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中,可以選擇用于產(chǎn)生雜交體的EDEM和BDM的具體的結(jié)構(gòu)特性以促進(jìn)
雜交體分配到靶組織中。例如,為了靶向?qū)嶓w腫瘤組織,可以選擇一種或多種基本組件
(EDEM或BDM),以使得到的雜交體的尺寸比在實(shí)體腫瘤中的“漏”血管中發(fā)現(xiàn)的窗狀間隙小。
這樣,該定制的雜交體可容易地
外滲穿過血管的膜孔,直接從間質(zhì)空間靶向腫瘤細(xì)胞。同樣
地,為了靶向
肝細(xì)胞,可以選擇和/或改造基本組件中的一種或多種,以使得到的雜交體比
肝中內(nèi)皮層
內(nèi)襯肝血竇的膜孔小。這樣,雜交體能夠容易地滲透內(nèi)皮膜孔到達(dá)靶向的肝細(xì)
胞。相反,本發(fā)明的雜交體可以這樣的方式設(shè)計,即其尺寸將限制或避免其分布到某些細(xì)胞
或組織上。在一些具體的實(shí)施方式中,雜交體的尺寸為20nm~800nm,優(yōu)選為50nm~400nm,
更優(yōu)選為100nm~200nm。
[0081] 在一些具體的實(shí)施方式中,用于產(chǎn)生雜交體的BDM和/或EDEM包含以下中的一種或多種:受體介導(dǎo)的胞吞、網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的和胞膜窖介導(dǎo)的胞吞、吞噬和大胞飲、促融性、內(nèi)體
或溶酶體破壞和/或使這樣的雜交體相對于其他同樣類型的遞送系統(tǒng)具有優(yōu)勢的可釋放性
能。
[0082] 本發(fā)明中使用的EDEM的細(xì)胞毒性和/或
生物相容性通過具體選擇包含在其脂雙層中的脂質(zhì)而被降低,從而進(jìn)一步提高得到的雜交體的生物相容性。因此,本發(fā)明中使用的
EDEM沒有有毒轉(zhuǎn)染脂質(zhì),如脂質(zhì)轉(zhuǎn)染胺
試劑(Lipofectamine)和HiPer-Fect,該有毒轉(zhuǎn)染脂
質(zhì)被一種或多種可電離的陽離子脂質(zhì)如DLinDMA、DLin-KC2-DMA和/或Dlin-MC3-DMA有利地
取代。可電離的陽離子脂質(zhì)可以用作EDEM的唯一的可電離的脂質(zhì)(例如,iLNP),或可以與輔
助脂質(zhì)和/或PEG修飾的脂質(zhì)組合。
[0083] 如上所述,使用EDEM作為本發(fā)明的雜交體的一種組分使得出現(xiàn)巨大優(yōu)勢:(1)EDEM可通過大規(guī)模方法生產(chǎn),且可以生產(chǎn)大量包裹的活性劑;(2)活性劑的包裹效率高;(3)制備
的EDEM的尺寸可控,從而使得可生產(chǎn)得到的雜交體具有治療上最佳尺寸;(4)由于EDEM在體
外生產(chǎn),可以保持一些特定的結(jié)構(gòu)特性,以便容易分離未結(jié)合的亞群;(5)EDEM能夠承受綴
合化學(xué)所需要的嚴(yán)酷環(huán)境;以及(6)本發(fā)明中使用的EDEM具有可調(diào)的促融性。由于數(shù)種EDEM
可以與一種或多種BDM結(jié)合起來,有可能分別產(chǎn)生包裹不同活性劑的EDEM(出于一些原因,
如在溶劑中的溶解性不同等,不同的活性劑不能被包裹在一起,),然后將所述各不同的
EDEM與一種或多種BDM結(jié)合起來,從而產(chǎn)生包含所有需要的活性劑的雜交體。
[0084] 在一些具體的實(shí)施方式中,本發(fā)明中使用的EDEM用靶向部分和/或穩(wěn)定部分修飾。
[0085] 本發(fā)明中使用的EDEM與BDM亞單位相比顯示出提高的物理和化學(xué)穩(wěn)定性。因此,雖然BDM在生理環(huán)境中顯示出良好穩(wěn)定性,但是EDEM能夠承受綴合化學(xué)和后插入要求的通用
環(huán)境。例如,EDEM在與還原劑(例如,二硫蘇糖醇(DDT))接觸時可以保留穩(wěn)定性。結(jié)合該增強(qiáng)
的穩(wěn)定性,本發(fā)明考慮通過使用另外的賦形劑來對EDEM表面進(jìn)行修飾。在一種實(shí)施方式中,
術(shù)語“修飾”可以用于表征相對于制備的EDEM經(jīng)修飾的EDEM,所述經(jīng)修飾的EDEM是由制備的
EDEM制得的。因此,“修飾”也可以指EDEM制劑的變化,因?yàn)闉榱诉M(jìn)一步靶向組織或細(xì)胞,本
發(fā)明的EDEM組合物可以加入促融部分或另外的陽離子、非陽離子和PEG修飾的脂質(zhì)。
[0086] 可以制備本發(fā)明中使用的EDEM,以實(shí)現(xiàn)雜交體優(yōu)先靶向特定的組織、細(xì)胞或器官,如心臟、
肺臟、腎臟和/或腦。例如,可以制備EDEM(如iLNP)以實(shí)現(xiàn)向靶細(xì)胞和組織的增強(qiáng)的
遞送。
[0087] 如本文所使用的,“靶向部分”是可以在體外與EDEM結(jié)合(共價或非共價地)以促使雜交體與特定的靶細(xì)胞或靶組織相互作用的賦形劑。如本公開中所使用的,“結(jié)合”或“綴
合”是指兩個實(shí)體(此處為靶向部分和載體小泡)在實(shí)現(xiàn)兩個實(shí)體之間締合的治療/診斷益
處的充分的
親和性下締合。例如,靶向可以通過在雜交體內(nèi)或雜交體上包含一種或多種靶
向配體(例如,單克隆抗體)來介導(dǎo),以促進(jìn)向靶細(xì)胞或組織的遞送。通過靶向組織對靶向配
體的識別積極地促進(jìn)靶細(xì)胞和組織對雜交體的內(nèi)容物進(jìn)行組織分配和細(xì)胞吸收。基于配體
的物理、化學(xué)或生物性質(zhì)(例如,選擇性親和性和/或?qū)Π屑?xì)胞表面標(biāo)記或特征的識別)選擇
合適的配體。
[0088] 選擇靶向配體,以使利用靶細(xì)胞的獨(dú)特的特性,從而使雜交體能區(qū)別靶細(xì)胞和非靶細(xì)胞。這樣的靶向部分可以包括但不限于以下中的任何成員:特異性結(jié)合對、抗體、單克
隆抗體以及它們的衍生物或類似物,包括可變區(qū)(FV)
片段、單鏈Fv(scFv)片段、Fab’片段、F
(ab')2片段、單域抗體;抗體片段、人源化抗體、抗體片段;前述的多價形式。
[0089] 考慮包含能夠提高組合物對一種或多種靶細(xì)胞或組織的親和性的一種或多種配體(例如,肽、適配體、寡核苷酸、維生素或其他分子)的雜交體。在一些實(shí)施方式中,靶向配
體可以跨越包埋或包裹在雜交體中的脂質(zhì)納米粒子(例如,糖胺聚糖)的表面。在一個實(shí)施
方式中,雜交體包括多價結(jié)合試劑,所述的多價結(jié)合試劑包括但不限于:單特異性或雙特異
性抗體,例如二硫鍵穩(wěn)定的抗Fv片段、scFv
串聯(lián)((SCFV)2片段)、雙抗體、三抗體或四抗體,
它們通常為以共價鍵連接或其它方式穩(wěn)定的(即,亮氨酸
拉鏈或螺旋穩(wěn)定的)scFv片段;并
且,其它歸巢部分包括例如適配體、受體和融合蛋白。
[0090] 在一些實(shí)施方式中,雜交體可以用于多特異性親和性機(jī)制(multi-specific?affinity?regimes)。由此雜交體包含至少兩種與雜交體表面共價連接的不同靶向部分。第
一靶向部分特異性地結(jié)合至細(xì)胞表面上的
抗原或分子(即細(xì)胞表面抗原),而第二靶向部分
結(jié)合至細(xì)胞內(nèi)靶。在一些實(shí)施方式中,第一靶向部分和第二靶向部分包含在單個多肽鏈中。
在某些實(shí)施方式中,靶向部分的部分或全部由氨基酸(包括天然的、非天然的和修飾的氨基
酸)、核酸和適配體或糖類組成。在某些實(shí)施方式中,靶向部分是小分子。在某些實(shí)施方式
中,細(xì)胞內(nèi)靶向部分是外源性,并綴合至EDEM,而細(xì)胞外靶向部分在BDM上且在體內(nèi)產(chǎn)生。在
另一種實(shí)施方式中,在體內(nèi)產(chǎn)生的細(xì)胞內(nèi)靶向部分在BDM上,而細(xì)胞外靶向部分與EDEM綴
合。
[0091] 在雙特異性實(shí)施方式中的“第一靶向部分”可以是抗體、抗體樣分子、肽或小分子(例如維生素(例如葉酸))、糖(例如乳糖和半乳糖)或其它小分子。細(xì)胞表面抗原可以是任
何經(jīng)歷內(nèi)化的細(xì)胞表面分子,例如,細(xì)胞表面上的蛋白、糖、脂質(zhì)頭基或其它抗原。在本發(fā)明
的環(huán)境中有用的細(xì)胞表面抗原的實(shí)例包括但不限于:四跨膜蛋白(tetraspanins)、EGF受
體、HER2/Neu、VEGF受體、整聯(lián)蛋白、CD38、CD33、CD19、CD20、CD22和脫唾液酸糖蛋白受體。
[0092] 在雙特異性實(shí)施方式中的“第二靶向部分”識別細(xì)胞內(nèi)靶。該靶向部分特異性結(jié)合至細(xì)胞內(nèi)膜表面或抗原,例如蛋白。在某些實(shí)施方式中,細(xì)胞內(nèi)靶向部分將增強(qiáng)物質(zhì)到希望
的細(xì)胞內(nèi)
位置的
定位。在一些實(shí)施方式中,第二靶向部分為
蛋白質(zhì)的,而在某些實(shí)施方式
中,為抗體或抗體樣分子。其它第二靶向部分包括肽(例如合成的
蜂毒肽類似物)和有機(jī)大
分子,該有機(jī)大分子借助它們的大小(分子重量>500g)、電荷或其它物理化學(xué)性質(zhì)不能或勉
強(qiáng)能夠獨(dú)立地進(jìn)入細(xì)胞。在一些實(shí)施方式中,第二靶向部分為核酸適配體。第二靶向部分可
以結(jié)合至胞質(zhì)蛋白;結(jié)合至質(zhì)膜的內(nèi)面的蛋白,或細(xì)胞的核膜、線粒體膜或其它膜;或核蛋
白或其它亞細(xì)胞區(qū)室中的蛋白。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見的是,阻斷細(xì)胞內(nèi)信
號傳導(dǎo)的關(guān)鍵功能的靶向部分將是用作第二靶向部分的良好候選物。第二靶向部分可以直
接抑制蛋白的活性,或阻斷與蛋白的底物的相互作用,或者它們可以阻斷蛋白-蛋白相互作
用。
[0093] 另外的實(shí)施方式包括摻入用于增強(qiáng)活性雜交體細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的互補(bǔ)功能性靶向部分。用于增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的實(shí)例是通過使用能夠“劫持”、結(jié)合或
嚙合天然活性細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)系
統(tǒng)的靶向部分實(shí)現(xiàn)的。例如,將微管動力復(fù)合物的這些蛋白之一與動力蛋白結(jié)合肽結(jié)合起
來允許沿微管轉(zhuǎn)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)主動轉(zhuǎn)運(yùn)。示例性的動力蛋白包括但不限于動力蛋白和驅(qū)動蛋白。
[0094] 在某些實(shí)施方式中,第二靶向部分具有雙重作用,即膜滲透能力和細(xì)胞內(nèi)靶向功能。例如,肽毒蜂肽或其類似物在低pH下具有膜相互作用能力,并且在細(xì)胞溶膠內(nèi)具有核歸
巢功能。這種雙重作用可歸功于第二靶向部分的區(qū)段。例如,核靶向功能通過核定位序列
(例如,肽序列“KRK”)和包含在相同的第二靶向部分中的兩親α螺旋區(qū)段調(diào)節(jié)。因此,在某些
實(shí)施方式中,第二靶向部分的雙重功能可以介導(dǎo)雜交體的兩個互補(bǔ)功能。下面的實(shí)施例中
描述了用雙重目的的第二靶向部分修飾的示例性雜交體組合物。
[0095] 此外,本發(fā)明的EDEM可以被修飾以表現(xiàn)在它們表面具有兩親性質(zhì)的分子,如細(xì)胞滲透肽。這些肽的特征在于它們能夠通過
缺陷的產(chǎn)生、破裂或通過孔形成來破壞膜雙層完
整性,導(dǎo)致EDEM與BDMS之間相互作用。這樣的肽的實(shí)例可以來源于蛋白(例如,Tat和Rev)以
及來源于毒素的肽(例如響尾蛇胺或蜂毒肽)。適于用在本發(fā)明中的優(yōu)選類型的細(xì)胞滲透肽
包含在生理pH下是“惰性的”而在低pH環(huán)境下具有活性的疏水性結(jié)構(gòu)域。當(dāng)pH誘導(dǎo)疏水性結(jié)
構(gòu)域解折疊和暴露時,該部分結(jié)合至脂雙層,并實(shí)現(xiàn)EDEM與BDM或雜交體與內(nèi)體區(qū)室之間相
互作用。在下面的實(shí)施例中描述了促融肽的示例性綴合。
[0096] 本發(fā)明還考慮向EDEM中或EDEM上摻入化學(xué)選擇性和生物
正交互補(bǔ)功能分子,以提高部位與BDM的特異性結(jié)合。例如,向EDEM脂雙層(如SNARE蛋白,可溶性N-乙基馬來酰亞胺
敏感性因子附著蛋白受體)或其合成模擬物中摻入融合肽,允許EDEM與BDM之間有受體特異
性相互作用。
[0097] 在一種實(shí)施方式中,為了促進(jìn)靶向部分綴合到EDEM,一部分摩爾比的PEG修飾的脂質(zhì)可以代替具有功能實(shí)體(如馬來酰亞胺,例如1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-
N-[馬來酰亞胺(聚乙二醇)-2000])或在PEG的遠(yuǎn)端具有胺基(例如,1,2-二硬脂?;?sn-甘
油-3-磷酸乙醇胺-N-[氨基(聚乙二醇)-2000])的PEG修飾的脂質(zhì)。下面的實(shí)施例中描述了
示例性的綴合方法。
[0098] 本文描述的EDEM還可以包含錨固到脂雙層中的遮蔽部分。如本文中所使用的,術(shù)語“穩(wěn)定部分”是指能夠通過包含在雜交體中的EDEM組分修飾雜交體的表面性質(zhì)的分子。穩(wěn)
定部分可以防止雜交體彼此粘附或粘附到血細(xì)胞或血管壁上。在某些實(shí)施方式中,具有穩(wěn)
定部分的雜交體在被給予受試者時具有降低的免疫原性。在一種實(shí)施方式中,穩(wěn)定部分還
可以增加雜交體在受試者體內(nèi)的血液循環(huán)時間。用在本發(fā)明中的穩(wěn)定部分可以包括本領(lǐng)域
公知的那些。
[0099] 穩(wěn)定部分的實(shí)例包括但不限于包含聚乙二醇的化合物以及其他化合物,例如但不限于樹狀聚合物、聚環(huán)氧烷、聚乙烯醇、聚
羧酸酯、多糖和/或羥乙基
淀粉,這些化合物減小
復(fù)合物與體內(nèi)或體外存在的物質(zhì)(例如,血清補(bǔ)充蛋白、輔因子、
激素或維生素)的相互作用
或結(jié)合。術(shù)語“PEG修飾的脂質(zhì)”是指但不限于:共價綴合到具有C6-C20長度的烷基鏈的脂質(zhì)
的長度高達(dá)20kDa的聚乙二醇鏈。在某些實(shí)施方式中,合適的聚乙二醇脂質(zhì)包括PEG修飾的
磷脂酰乙醇胺(PEG-PE)、PEG修飾的神經(jīng)酰胺(例如,PEG-CerC20)、PEG修飾的二烷基胺、PEG
修飾的二酰基甘油和PEG修飾的二烷基甘油。在一種實(shí)施方式中,聚乙二醇脂質(zhì)為(甲氧基
聚乙二醇)2000-二肉豆蔻酰甘油(PEG-s-DMG)。PEG修飾的脂質(zhì)的另外的非限制性實(shí)例包括
PEG-二烷氧基丙基(DAA)、R-3-[(ω-甲氧基-聚(乙二醇)2000)氨基甲?;?]-1,2-二肉豆
蔻基氧丙基-3-胺(PEG-c-DOMG)和N-乙酰半乳糖胺-((R)-2,3-雙(十八烷氧基)丙基-l-(甲
氧基聚(乙二醇)2000)丙基氨基甲酸酯))(GalNAc-PEG-DSG)。
[0100] 本發(fā)明考慮提供的PEG顯示在EDEM、BDM和/或雜交體的表面,可以使用除脂質(zhì)之外的化合物,例如,肽、疏水錨或聚合物、糖類、金屬或其它離子,以與PEG綴合,從而將這些化
合物錨固到脂雙層中。
[0101] 轉(zhuǎn)到BDM,本發(fā)明考慮在BDM的發(fā)生期間摻入細(xì)胞溶膠和質(zhì)膜中的生物活性分子,產(chǎn)生具有允許BDM用作活性劑的有效納米粒子載體的獨(dú)特功能性質(zhì)的BDM。在這方面,BDM能
夠?qū)⒒钚詣┻f送至靶細(xì)胞和組織,同時保留內(nèi)源性貨物以及活性劑的生物活性。特別地,
BDM表現(xiàn)出以進(jìn)化方式優(yōu)化的血清半衰期和與靶組織和/或細(xì)胞的相互作用。在一種或多種
BDM與一種或多種EDEM結(jié)合后,BDM的有利的遞送能力被轉(zhuǎn)移給本發(fā)明的雜交體。此外,BDM
能夠?qū)?nèi)源性生物活性組分轉(zhuǎn)移給雜交體。在一種具體的實(shí)施方式中,一種或多種BDM被收
集起來,用于促進(jìn)由供體細(xì)胞在體內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)源性miRNA、多核苷酸和多肽釋放到由本發(fā)明
的雜交體包圍的容積體中。在另一種實(shí)施方式中,一種或多種BDM被收集起來,用于促進(jìn)BDM
膜中包埋的生物活性分子和/或多肽轉(zhuǎn)移作為雜交體的膜的組成部分。
[0102] 在一些實(shí)施方式中,本發(fā)明中使用的BDM來源于患有疾病或失調(diào)(例如,癌癥)的供體受試者。不受任何特定理論的限制,預(yù)期從受試者收集的BDM中的至少一些具有特異性靶
向與疾病或失調(diào)相關(guān)的細(xì)胞的能力,因此被有利地用于監(jiān)測或治療疾病。此外,本發(fā)明中使
用的BDM的組分可以與特定的性細(xì)胞相互作用,并促進(jìn)胞吞,從而使得包裹物質(zhì)能夠靶向遞
送到特定的細(xì)胞、細(xì)胞類型或組織中。不受任何特定理論的限制,用在本發(fā)明中的BDM的靶
細(xì)胞特異性取決于得到BDM的細(xì)胞類型。例如,來源于B細(xì)胞或成膠質(zhì)細(xì)胞瘤細(xì)胞的BDM可用
于產(chǎn)生本發(fā)明的雜交體。這樣的BDM可以將一種或多種在體內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)源性B細(xì)胞或成膠質(zhì)
細(xì)胞瘤靶向部分轉(zhuǎn)移給雜交體,從而使雜交體具有B細(xì)胞或成膠質(zhì)細(xì)胞瘤特異性。此外,預(yù)
期將雜交體重新引入得到用于產(chǎn)生該雜交體的BDM的受試者,轉(zhuǎn)移到雜交體中的BDM組分使
得該雜交體與該受試者的免疫系統(tǒng)相容。
[0103] 在一些實(shí)施方式中,得到BDM的細(xì)胞是腫瘤細(xì)胞。腫瘤細(xì)胞可以是初級腫瘤細(xì)胞或可以由腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生得到,例如,通過傳代、培養(yǎng)、擴(kuò)增、無限增殖(immortalization)等。因
此,腫瘤細(xì)胞可以來自癌癥或初癌患者的腫瘤,或者可以來自腫瘤或癌細(xì)胞系。腫瘤細(xì)胞可
以來自良性腫瘤或
惡性腫瘤。
[0104] 在其它實(shí)施方式中,得到BDM的細(xì)胞是受感染的細(xì)胞,即含有病原體的細(xì)胞。
[0105] 在其它實(shí)施方式中,得到BDM的細(xì)胞是突變細(xì)胞。例如,在一些實(shí)施方式中,突變細(xì)胞表達(dá)突變體或錯折疊的蛋白。在一些實(shí)施方式中,突變的細(xì)胞超表達(dá)一種或多種蛋白。在
一些實(shí)施方式中,突變體細(xì)胞包含在退行性失調(diào)中,如蛋白質(zhì)病(proteopathic)失調(diào)中。在
一些實(shí)施方式中,細(xì)胞為中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞。
[0106] 在一種實(shí)施方式中,本發(fā)明的藥物組合物包含在其內(nèi)區(qū)室中不含有任何治療劑和/或
診斷劑的雜交體。這樣的雜交體可以例如通過將“空的”EDEM與BDM結(jié)合起來產(chǎn)生。在
一些具體的實(shí)施方式中,“空的”EDEM在其膜中包含一些結(jié)構(gòu)性元件,其可以方便通過本領(lǐng)
域已知的技術(shù)(例如,電穿孔)進(jìn)一步裝載活性劑。
[0107] 如本文所使用的,“活性劑”或“生物活性劑”是指在與活的有機(jī)體(例如,哺乳動物,例如人)接觸時產(chǎn)生生理結(jié)果(例如,有益的或有用的結(jié)果)的任何化合物或化合物的混
合物。活性劑不同于遞送組合物的其它組分(如,載體、稀釋劑、黏合劑、
著色劑等)?;钚詣?br>可以是能夠調(diào)節(jié)活的受試者的生物學(xué)過程的任何分子以及其結(jié)合部分或片段。在某些實(shí)施
方式中,活性劑可以為用在疾病的診斷、治療或預(yù)防或作為藥物治療的組分的物質(zhì)。在某些
實(shí)施方式中,活性劑可以指促進(jìn)獲得有關(guān)活的有機(jī)體(例如,
哺乳動物)或人的身體內(nèi)靶向
部位的診斷信息。例如,
顯像劑可以歸為本發(fā)明中的活性劑,因?yàn)樗鼈兪翘峁┰\斷需要的成
像信息的物質(zhì)。
[0108] 在一些其他實(shí)施方式中,組合物的雜交體包含一種或多種治療劑和/或診斷劑。如上所述的,首先將這些治療劑和/或診斷劑包裹在EDEM中,然后通過將所述EDEM與BDM結(jié)合
起來將其轉(zhuǎn)移到雜交體的內(nèi)區(qū)室中。
[0109] 如本文所使用的,“治療劑”是能夠在動物(如哺乳動物或人)的靶向部位產(chǎn)生希望的生物學(xué)效果的生理學(xué)或藥理學(xué)活性物質(zhì)。該治療劑可以是任何無機(jī)或有機(jī)化合物。治療
劑可以降低、抑制、削弱、消除、停滯或穩(wěn)定動物(如哺乳動物或人)的疾病、失調(diào)或細(xì)胞生長
的發(fā)展或進(jìn)展。實(shí)例包括但不限于:肽、蛋白、核酸(包括siRNA、miRNA和DNA)、聚合物以及小
分子。在各種實(shí)施方式中,治療劑可以被表征或不被表征。
[0110] 在一種實(shí)施方式中,在結(jié)合EDEM與BDM二者之前,治療劑可存在于EDEM或BDM中。例如,BDM可以含有一種或多種得到BDM的細(xì)胞內(nèi)源性的治療劑(例如,miRNA),而EDEM可以在
與BDM結(jié)合之前包含一種或多種治療劑(例如,
抗腫瘤劑)。用于將活性劑包裹到EDEM中的方
法在本領(lǐng)域中是已知的(Bao,Mitragotri,&Tong,2013)?;蛘?,在EDEM和BDM結(jié)合起來后,可
以通過共價或非共價結(jié)合到細(xì)胞表面、后插入雜交體膜中,或通過開孔進(jìn)入到雜交體的膜
中以使活性劑進(jìn)入被包裹的容積體中(例如,電穿孔法)來給雜交體裝載治療劑。
[0111] 本發(fā)明的治療劑也可以是各種各樣的形式。這樣的形式包括但不限于:未改變的分子、分子復(fù)合物以及藥理學(xué)上可接受的鹽(例如,
鹽酸鹽、溴酸鹽、
硫酸鹽、
磷酸鹽、亞
硝酸鹽、硝酸鹽、
硼酸鹽、乙酸鹽、馬來酸鹽、
酒石酸鹽、油酸鹽、水楊酸鹽等)。在一些實(shí)施方式
中,治療劑可以用金屬、胺或有機(jī)陽離子的鹽(例如,季銨鹽)來修飾。藥物的衍生物,例如
堿、酯和酰胺,也可以用作治療劑。
水溶性治療劑可以以其水溶性衍生物的形式(如堿性衍
生物(base?derivative))使用。在這樣的情況下,衍生物治療劑在被遞送至靶部位時可以
被轉(zhuǎn)化為原始治療活性形式。這樣的轉(zhuǎn)化可以通過各種代謝過程發(fā)生(包括酶切割、通過體
內(nèi)pH的
水解)或通過其他類似過程發(fā)生。
[0112] 如本發(fā)明所考慮的,合適的治療劑包括但不限于:化療劑(即抗腫瘤劑)、麻醉劑、β-腎上腺素能阻滯劑、抗
高血壓劑、抗抑郁劑、抗驚厥劑、止吐劑(anti-emetic?agent)、抗
組胺劑、抗心律不齊劑、抗瘧劑、抗增殖劑、抗血管形成劑、創(chuàng)傷修復(fù)劑、組織修復(fù)劑、
熱療劑
及它們的組合。
[0113] 在一些實(shí)施方式中,合適的治療劑還可以為但不限于免疫
抑制劑、細(xì)胞因子、細(xì)胞毒劑、溶核化合物、
放射性同位素、受體、前體藥物活化酶。本發(fā)明的治療劑可天然地分泌或
通過合成或重組方法或它們的任何組合產(chǎn)生。
[0114] 各種各樣的治療劑可以與本文描述的EDEM結(jié)合使用。這樣的治療劑的非限制實(shí)例包括抗腫瘤劑、抗感染劑、局部麻醉劑、抗過敏劑、抗貧血劑、血管發(fā)生、抑制劑、β-腎上腺素能阻滯劑、鈣通道拮抗劑、抗高血壓劑、抗抑郁劑、抗驚厥劑、抗細(xì)菌劑、抗真菌劑、抗病毒
劑、抗
風(fēng)濕劑、抗蠕蟲劑、抗寄生蟲劑、糖皮質(zhì)激素、激素、激素拮抗劑、免疫調(diào)節(jié)劑、神經(jīng)遞
質(zhì)拮抗劑、抗糖尿病劑、抗
癲癇劑、
止血劑、抗
張力亢進(jìn)藥(anti-hypertonics)、抗
青光眼劑、免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子、
鎮(zhèn)靜劑、趨化因子、維生素、毒素、麻醉藥、植物來源劑(例如來自葉、根、花、
種子、莖或枝的提取物)及其組合。
[0115] 在各種實(shí)施方式中,受經(jīng)典的多藥耐藥性影響的藥物作為本發(fā)明的治療劑可以具有特定的效用。這樣的藥物包括但不限于長春花生物堿(例如,長春堿)、蒽環(huán)類(例如,阿霉
素)和RNA轉(zhuǎn)錄抑制劑。
[0116] 在另外的實(shí)施方式中,治療劑可以是癌癥化療劑。合適的癌癥化療劑的實(shí)例包括但不限于:氮芥、亞硝基脲、吖丙啶、鏈烷磺酸鹽、四嗪、鉑化合物,嘧啶類似物、嘌呤類似物、抗
代謝物、葉酸類似物、蒽環(huán)類、紫杉烷(taxane)、長春花生物堿和拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑和激
素藥。
[0117] 另外的可以用作本發(fā)明的治療劑的癌癥化療劑包括但不限于:烷基化劑,例如,環(huán)磷酰胺;
烷基磺酸鹽;氮丙啶;吖丙啶和甲基三聚氰胺(methylamelamine);抗代謝物;嘧啶
類似物;抗腎上腺素劑(anti-adrenals);葉酸補(bǔ)充劑(folic?acid?replenisher);視黃酸;
以及上述的任意一種的藥學(xué)上可接受的鹽、酸或衍生物。
[0118] 另外的適合用在本發(fā)明中的治療劑包括但不限于起調(diào)節(jié)或抑制激素對腫瘤的作用的抗激素劑。這樣的抗激素劑的非限制性實(shí)例包括:抗雌激素劑,例如包括他莫昔芬和托
瑞米芬;抗雄激素劑,例如亮脯利特;以及上述任意一種的藥學(xué)上可接受的鹽、酸或衍生物。
[0119] 在本發(fā)明的另外的實(shí)施方式中,細(xì)胞因子可以用作治療劑。這樣的細(xì)胞因子的非限制性實(shí)例為淋巴因子、單核因子和傳統(tǒng)的多肽激素。另外的實(shí)例包括生長激素,如人生長
激素、N-甲硫氨酰人生長激素和
牛生長激素;甲狀旁腺激素;甲狀腺素;胰島素;胰島素原;
松弛素;松弛素原(prorelaxin);糖蛋白激素,例如促卵泡激素(FSH)、促甲狀腺素(TSH)和
黃體生成素(LH);肝生長因子;
成纖維細(xì)胞生長因子;催乳素;胎盤催乳素;腫瘤
壞死因子α
和腫瘤壞死因子β;繆勒氏管抑制物質(zhì)(mullerian-inhibiting?substance);小鼠促性腺激
素相關(guān)肽;抑制素;活化素;血管內(nèi)皮生長因子;整合素;血小板生成素(TPO);神經(jīng)生長因
子,如NGF-β;血小板生長因子;轉(zhuǎn)化生長因子(TGF),如TGF-α和TGF-β;胰島素樣生長因子I
和胰島素樣生長因子II;紅細(xì)胞生成素(EPO);骨誘導(dǎo)因子;干擾素,如干擾素α、干擾素β和
干擾素γ;集落刺激因子(CSF),如巨噬細(xì)胞-CSF(M-CSF)、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞-CSF(GM-CSF)
和粒細(xì)胞-CSF(GCSF);白細(xì)胞介素(ILS);腫瘤壞死因子,如TNF-α或TNF-β;以及其他多肽因
子,包括LIF和kit配體(KL)。如本文所使用的,術(shù)語細(xì)胞因子包括來自天然來源或來自重組
來源的蛋白(例如,來自T-細(xì)胞培養(yǎng)物和天然序列的細(xì)胞因子的生物活性的等同物)。
[0120] 在另外的實(shí)施方式中,治療劑還可以是抗體基治療劑,非限制性實(shí)例包括赫賽汀、愛必妥(Erbitux)、阿瓦斯汀、利妥昔單抗、舒萊、依那西普、阿達(dá)木單抗和英夫利昔單抗。
[0121] 在一些實(shí)施方式中,治療劑可以是納米粒子。這樣的納米粒子的非限制性實(shí)例包括任何金屬和
半導(dǎo)體基納米粒子,其包括但不限于:金、
銀、氧化
鐵、
量子點(diǎn)和碳
納米管。例
如,在一些實(shí)施方式中,納米粒子可以是能夠用于熱
切除或熱治療的納米粒子。
[0122] 在一些實(shí)施方式中,EDEM裝載有陰離子治療劑。陰離子治療劑包括任何具有凈負(fù)電荷或具有能夠與雜交體的可電離的脂質(zhì)相互作用的帶負(fù)電的基團(tuán)的治療劑。這樣的治療
劑包括任何已知的或潛在的治療劑,包括藥物和化合物,例如但不限于帶負(fù)電荷基團(tuán)的寡
核苷酸、核酸、修飾的核酸(包括蛋白-核酸等)、蛋白和肽,具有負(fù)電荷基團(tuán)的常規(guī)藥物,如
植物堿及類似物等。內(nèi)在地不是陰離子的治療劑可以衍生具有陰離子基團(tuán),以有利于它們
在本發(fā)明中的使用。例如,紫杉醇可以衍生具有聚谷氨酸基團(tuán)。
[0123] 在一種實(shí)施方式中,雜交體包含待引入細(xì)胞的帶負(fù)電的核酸。預(yù)期用在本發(fā)明中的核酸的非限制性實(shí)例有siRNA、微小RNA(miRNA)、小發(fā)夾RNA或短發(fā)夾RNA(shRNA)、指導(dǎo)
RNA(gRNA)、成簇的規(guī)律間隔的短回文重復(fù)RNA(crRNA)、反式激活成簇的規(guī)律間隔的短回文
重復(fù)RNA(tracrRNA)、免疫刺激寡核苷酸、質(zhì)粒、反義核酸和核酶。本發(fā)明考慮的是,包含在
雜交體中的核酸可以對得到BDM的細(xì)胞是內(nèi)源性的和/或?yàn)橛蒃DEM包裹的外源性核酸。
[0124] 在一些實(shí)施方式中,出于調(diào)節(jié)或以其它方式減少或消除內(nèi)源性核酸或基因的表達(dá)的目的,雜交體包裹的多核苷酸編碼小干擾RNA(siRNA)或反義RNA。在某些實(shí)施方式中,這
樣被包裹的多核苷酸可以是天然的或本質(zhì)上重組的,并且可以利用有義或反義作用機(jī)制
(例如,通過調(diào)節(jié)靶基因或核酸的表達(dá))發(fā)揮它們的治療活性。如本文所使用的,術(shù)語“調(diào)節(jié)”
是指改變靶多核苷酸或多肽的表達(dá)。調(diào)節(jié)可以是指增加或提高,也可以是指減少或降低。
[0125] 在其它一些實(shí)施方式中,本發(fā)明的雜交體包含編碼感興趣的多肽或蛋白的多核苷酸,所述多肽或蛋白例如激素、酶、受體或調(diào)節(jié)肽。在一些具體的實(shí)施方式中,雜交體包含生
物活性劑,就進(jìn)一步的轉(zhuǎn)染而言,該生物活性劑能夠產(chǎn)生可以使另外的雜交體容易靶向/轉(zhuǎn)
染到靶細(xì)胞的功能多肽。在某些實(shí)施方式中,本文描述的雜交體使用多官能策略以促進(jìn)包
裹物質(zhì)(例如,一種或多種多核苷酸)的遞送以及與靶細(xì)胞相互作用時隨后的釋放。
[0126] 通常,供用作特定癌癥類型的
疫苗的藥物組合物將包含來源于特定癌癥類型的腫瘤/癌細(xì)胞的BDM。例如,用在成膠質(zhì)細(xì)胞瘤癌癥疫苗中的藥物組合物通常包含純化不含成
膠質(zhì)細(xì)胞瘤腫瘤/癌細(xì)胞的BDM。這樣,BDM包含腫瘤相關(guān)抗原,該抗原刺激針對待治療/對抗
的腫瘤/癌細(xì)胞上存在的抗原的適應(yīng)性免疫應(yīng)答。其它疾病也適用同樣的原點(diǎn)/意圖匹配。
[0127] 在一種實(shí)施方式中,本發(fā)明有用的BDM可以是通過破壞細(xì)菌外膜或寄生物或由細(xì)菌外膜或寄生物起泡以由外膜形成保留抗原的小泡而得到的任何脂蛋白體(參見國際公開
號WO2014122232和WO201108027,它們每個都通過引用以其整體并入本文)。來源于細(xì)菌和
寄生物的BDM具有許多使它們成為對免疫治療遞送平臺有吸引力的候選物的性質(zhì),包括:
(i)強(qiáng)免疫原性;(ii)自佐劑活性;(iii)能與哺乳動物細(xì)胞相互作用且能夠通過膜融合或
借助黏著受體進(jìn)行的細(xì)胞附著被吸收;以及(iv)有通過重組工程摻入異種抗原表達(dá)的可能
性。
[0128] 因此,包含本發(fā)明的雜交體和至少一種藥學(xué)上可接受的載體或賦形劑的藥物組合物可以用于治療或預(yù)防各種疾病和失調(diào)。
[0129] 如本文所使用的,“診斷劑”是指在受試者體內(nèi)或測試樣品中可以被檢測到的組分,其進(jìn)一步地描述在本文中。在一些實(shí)施方式中,本發(fā)明的診斷劑可以是提供關(guān)于動物
(如哺乳動物或人)體內(nèi)靶向部位的成像信息的物質(zhì)。本發(fā)明中使用的診斷劑可以包括本領(lǐng)
域中已知的任何診斷劑。
[0130] 診斷劑可以通過各種各樣的方式檢測,包括作為提供和/或增強(qiáng)可檢測到的
信號的試劑,所述的可檢測到的信號包括但不限于γ-發(fā)射信號、放射性信號、光學(xué)信號、熒光吸
收信號、回聲信號、磁信號和
斷層信號。用于對診斷劑成像的技術(shù)可以包括但不限于計算機(jī)
斷層術(shù)(CT)、
磁共振成像(MRI)、光學(xué)成像、單光子發(fā)射計算機(jī)斷層術(shù)(SPECT)、
正電子發(fā)射
斷層術(shù)(PET)、x-射線成像和γ射線成像等。
[0131] 在一種實(shí)施方式中,放射性同位素可以起診斷劑的作用,因而可以摻入到本文描述的雜交體中,其可以包括發(fā)射γ射線、正電子、β和α粒子以及
X射線的
放射性核素。合適的
放射性核素包括但不限于:225Ac、72As、211At、11B、128Ba、212Bi、75Br、77Br、14C、109Cd、62Cu、64Cu、67Cu、18F、67Ga、68Ga、3H、123I、125I、130I、131I、111In、177Lu、13N、15O、32P、33P、212Pb、103Pd、186Re、
188 47 153 89 99m 88 90
Re、Sc、 Sm、Sr、 Tc、Y和 Y。
[0132] 在一些實(shí)施方式中,有效負(fù)載(payload)可以是可檢測到的試劑,例如但不限于:各種有機(jī)小分子、無機(jī)化合物、納米粒子、酶或酶底物、熒光物質(zhì)、發(fā)光物質(zhì)(例如,發(fā)光氨)、
生物發(fā)光物質(zhì)(例如,熒光素酶、熒光素、水母發(fā)光蛋白)、
化學(xué)發(fā)光物質(zhì)。這樣的光學(xué)可檢測
到的標(biāo)記例如包括但不限于:十八烷羅丹明B、7-硝基-2-1,3-苯并 二唑-4-基、4-乙酰氨
基-4’-異硫氰酸基芪-2,2’-二磺酸、吖啶及衍生物、5-(2’-氨基乙基)氨基
萘-1-磺酸
(EDANS)、4-氨基-N-(3-[乙烯基磺?;鵠苯基)萘二甲酰亞胺-3,6-二磺酸二鋰鹽、N-(4-苯
胺基-1-萘基)馬來酰亞胺、鄰氨基苯甲酰胺、BODIPY、亮黃、香豆素及衍生物、花青染料、焰
紅染料(cyanosine)、4’,6-聯(lián)脒(diaminidino)-2-苯基吲哚(DAPI)、溴代鄰苯三酚紅、7-二
乙基氨基-3-(4′-異硫氰酸基苯基)-4-甲基香豆素、二亞乙基三胺五乙酸、4,4'-二異硫氰
酸基二氫-芪-2,2’-二磺酸、4,4'-二異硫氰酸基芪-2,2’-二磺酸、丹磺酰氯、4-二甲基氨基
苯基偶氮苯基-4’-異氰酸酯(DABITC)、曙紅及衍生物、赤蘚紅及衍生物、乙錠、熒光素、5-羧
基熒光素(FAM)、5-(4,6-二氯三嗪-2-基)氨基熒光素(DTAF)、2’,7’-二甲氧基-4’,5’-二
氯-6-羧基熒光素、異硫氰酸熒光素、X-羅丹明-5(6)-異硫氰酸酯(QFITC或XRITC)、熒光胺、
烯-1-基]乙烯基]-1,1-二甲基-3-(3-磺丙基)-,氫氧化物、內(nèi)鹽與n,n-二乙基乙胺(1:1)的
化合物(IR144)、5-氯-2-[2-[3-[(5-氯-3-乙基-2(3H)-苯并噻唑-亞基)亞乙基]-2-(二苯
基氨基)-1-環(huán)戊烯-1-基]乙烯基]-3-乙基苯并噻唑高氯酸鹽(IR140)、孔雀石綠異硫氰酸
酯、4-甲基傘形
酮、鄰甲酚酞、硝基酪氨酸、副薔薇苯胺、酚紅、B-藻紅蛋白、鄰苯二甲
醛、芘、芘丁酸酯、1-芘丁酸琥珀酰亞胺酯量子點(diǎn)(succinimidyl?1-pyrene,butyrate?quantum?
dots)、活性紅4(CibacronTM亮紅3B-A)、羅丹明及衍生物、6-羧基-X-羅丹明(ROX)、6-羧基羅
丹明(R6G)、麗絲胺羅丹明B磺酰氯羅丹明(Rhod)、羅丹明B、羅丹明123、羅丹明X異硫氰酸
酯、磺基羅丹明B、磺基羅丹明101、磺基羅丹明101的磺酰氯衍生物(德克薩斯紅)、N,N,N’,
N’-四甲基-6-羧基羅丹明(TAMRA)四甲基羅丹明、四甲基羅丹明異氰酸酯(TRITC)、核黃素、
玫紅酸、鋱
螯合物衍生物、花青-3(Cy3)、花青-5(Cy5)、花青-5.5(Cy5.5)、花青-7(Cy7)、IRD?
700、IRD?800、Alexa?647、La?Jolta藍(lán)、酞花青以及萘酞花青(naphthalo?cyanine)。
[0133] 對于包含光學(xué)成像的實(shí)施方式,診斷劑可以是
造影劑,例如半導(dǎo)體
納米晶體或量子點(diǎn)。對于光學(xué)相干斷層成像(optical?coherence?tomography?imaging),診斷劑可以為
金屬(例如金或銀)納米籠粒子。在一些實(shí)施方式中,診斷劑可以是金屬納米粒子,如金納米
粒子或銀納米粒子。
[0134] 在一些實(shí)施方式中,診斷劑可以包括磁共振(MR)顯像劑。示例性的磁共振劑包括但不限于:順磁劑和超順磁劑等。示例性的順磁劑可以包括但不限于釓噴酸、釓、釓特醇或
釓酸。超順磁劑可以包括但不限于:超順
磁性氧化鐵以及氧化鐵和氧化亞鐵復(fù)合物
(ferristene)。在某些實(shí)施方式中,診斷劑可以包括X射線造影劑。X射線造影劑的實(shí)例包括
但不限于碘帕醇、碘美普爾、碘海醇、碘噴托和甲泛葡胺。
[0135] 類似于上述治療劑,診斷劑可以以各種各樣的方式與雜交體締合,這樣的方式例如包括包埋、包裹或栓至雜交體上。在一些實(shí)施方式中,診斷劑可以是可以共價或非共價粘
附到粒子表面的
金屬離子復(fù)合物/綴合物。在一些實(shí)施方式中,診斷劑可以是可共價或非共
價粘附到雜交體表面的放射性核素。同樣地,診斷劑的裝載可以通過本領(lǐng)域已知的各種各
樣的方式進(jìn)行。在實(shí)施例部分存在將診斷劑裝載到EDEM中的一個實(shí)例。
[0136] 因此,本發(fā)明的一種實(shí)施方式涉及包含至少一種EDEM的雜交體,所述EDEM可以包含活性劑,如診斷劑和/或治療劑。雜交體可以用作用于對疾病或病癥(包括疾病,例如癌
癥)進(jìn)行治療、監(jiān)測、預(yù)防、分階段和/或診斷的組合物的一部分。這可以例如通過在雜交體
中將治療劑和診斷劑組合起來實(shí)現(xiàn)。這也可以通過給予包含裝載治療劑的第一亞群和裝載
診斷劑的第二亞群的雜交體來實(shí)現(xiàn)。在另一種實(shí)施方式中,本發(fā)明提供用于診斷可以通過
給予診斷劑診斷的疾病或病癥的方法,包括將本發(fā)明的雜交體給予有需要的受試者。
[0137] 因此,包含本發(fā)明的雜交體和至少一種藥學(xué)上可接受的載體或賦形劑的藥物組合物可以用于診斷目的。
[0138] 在另外的方面,本發(fā)明提供一種包含雜交體的藥物組合物,其中,在BDM中摻入的活性劑引起對一種或多種疾病相關(guān)抗原(例如,腫瘤抗原)的免疫。考慮的是,包含能夠引起
免疫應(yīng)答的雜交體的藥物組合物可以用在免疫療法(例如抗癌或抗感染)的環(huán)境中。
[0139] 在一些實(shí)施方式中,BDM包括在體內(nèi)產(chǎn)生的疾病相關(guān)抗原,例如,一種或多種腫瘤相關(guān)抗原、一種或多種病原體相關(guān)抗原或一種或多種退行性失調(diào)相關(guān)抗原。術(shù)語“疾病相關(guān)
抗原”可以涉及在疾病相關(guān)細(xì)胞中產(chǎn)生的蛋白,該疾病相關(guān)細(xì)胞與非疾病相關(guān)細(xì)胞相比存
在結(jié)構(gòu)異常和/或表達(dá)模式異常。異常蛋白也由感染腫瘤病毒(例如,EBV和HPV)的細(xì)胞產(chǎn)
生。例如,在一些實(shí)施方式中,BDM非常適合提呈在受試者體內(nèi)可以刺激希望的免疫應(yīng)答的
抗原。可以出現(xiàn)這種優(yōu)勢,因?yàn)锽DM是由細(xì)胞產(chǎn)生的,而不是人工合成的,因此提供的是“天
然”抗原。即,由細(xì)胞產(chǎn)生并在BDM中發(fā)現(xiàn)的抗原可以是由細(xì)胞以與受試者體內(nèi)的免疫細(xì)胞
經(jīng)歷的抗原類似的程度處理(例如,
糖化等)和折疊的全長肽。除了蛋白之外,在疾病相關(guān)細(xì)
胞中其它像細(xì)胞表面糖脂和糖蛋白一樣的物質(zhì)也可以具有異常結(jié)構(gòu),因此可以作為免疫系
統(tǒng)的靶。這樣,BDM抗原可以用在抗例如癌癥的疫苗或治療中。在一些實(shí)施方式中,因此,一
種或多種抗原各自可以包括癌細(xì)胞抗原。作為非限制性實(shí)例,癌細(xì)胞抗原可以是胎盤型堿
性磷酸酶、p53、p63、p73、mdm-2、組織蛋白酶-D酶原(procathepsin-D)、B23、C23、PLAP、
CA125、MUC-1、cerB/HER2、NY-ESO-1.SCP1、SSX-1、SSX-2、SSX-4、HSP27、HSP60、HSP90、
GRP78、TAG72、HoxA7、HoxB7、EpCAM、ras、間皮素(mesothelin)、存活蛋白、EGFK、MUC-1和c-myc。
[0140] 在另一種實(shí)施方式中,BDM來源于抗原提呈蛋白。本發(fā)明特別地考慮來源于病態(tài)抗原提呈細(xì)胞的BDM。在具體的實(shí)施方式中,BDM包含來自慢性淋巴細(xì)胞性白血病(CLL)和套細(xì)
胞淋巴瘤的腫瘤相關(guān)抗原。在非限制性實(shí)例中,BDM來源于具有酪氨酸蛋白激酶跨膜受體
ROR1的套細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞。
[0141] 在另外的方面,本發(fā)明提供了包含雜交體的藥物組合物,其中,在BDM中摻入的活性劑為組合物帶來免疫抑制能力(例如,如在自身免疫疾病、感染、過敏癥和移植的環(huán)境中
所需要的),以避免受試者的免疫系統(tǒng)的有害激活和/或過度反應(yīng)。這個方面可以通過分離
提供一種或多種免疫抑制劑的BDM來實(shí)現(xiàn)。在一種實(shí)施方式中,BDM抑制作為同種異體/異種
細(xì)胞移植或
基因治療的結(jié)果出現(xiàn)的免疫反應(yīng)。如在實(shí)施例部分所示,一種實(shí)施方式包含從
血小板和激活的多形核嗜中性粒細(xì)胞分離的免疫抑制性BDM。
[0142] 在另外的方面,本發(fā)明提供包含用于遞送治療劑的雜交體的藥物組合物。
[0143] 如本文所使用的,“藥物組合物”是指包含待以單次或多次劑量給予的物理分離單位的組合物,每個單位包含預(yù)定量的至少一種藥學(xué)活性成分和至少一種選自藥學(xué)上可接受
的賦形劑的其它成分。例如,本發(fā)明提供一種包含用于向活的有機(jī)體的組織或細(xì)胞靶向遞
送一種或多種活性劑的雜交體的藥物組合物。在另外的實(shí)施例中,本發(fā)明提供一種用于在
體外向組織或細(xì)胞遞送一種或多種活性劑的雜交體的藥物組合物。
[0144] 在一些實(shí)施方式中,本發(fā)明的雜交體可以用作用于向動物(如哺乳動物或人)的靶細(xì)胞或組織遞送活性劑(如治療劑和/或診斷劑)的系統(tǒng)。在某些實(shí)施方式中,本發(fā)明提供用
于向靶細(xì)胞或組織中引入活性劑的方法。本發(fā)明的粒子可包含各種各樣的治療劑和/或診
斷劑。在另一方面,本發(fā)明提供一種用于將治療劑和/或診斷劑給予受試者的方法。在該方
法中,將本發(fā)明的包含治療劑和/或診斷劑的雜交體給予有需要的患者。在某些實(shí)施方式
中,遞送活性劑(例如,治療劑和/或診斷劑)可以構(gòu)成療法的手段。
[0145] 術(shù)語“療法”或“治療”是指預(yù)期使像哺乳動物那樣的個體,例如,人(通常稱為患者)或動物的病癥產(chǎn)生有益變化的過程。有益變化可以包括例如以下中的一種或多種:功能
的恢復(fù);癥狀的減少;疾病、失調(diào)或病癥的進(jìn)展的限制或延遲;或患者病癥、疾病或失調(diào)的惡
化的預(yù)防、限制或延遲。除了別的之外,這樣的療法通常包括借助雜交體給予活性劑。
[0146] 術(shù)語“治療”是本領(lǐng)域公認(rèn)的,包括防止易于患,但尚未被診斷出的疾病、失調(diào)和/或病癥的活的有機(jī)體(例如哺乳動物或人)發(fā)生疾病、失調(diào)或病癥;抑制疾病、失調(diào)或病癥,
例如阻礙其發(fā)展;以及減輕疾病、失調(diào)或病癥,例如引起疾病、失調(diào)和/或病癥的衰退。治療
疾病或病癥包括減輕具體疾病或病癥的至少一個癥狀,盡管潛在的病理生理學(xué)沒有受到影
響,例如,通過給予止痛劑來治療受試者的
疼痛,盡管這樣的止痛劑并沒有治療疼痛的原
因。
[0147] 如上所述的,本發(fā)明的雜交體可以包含可以根據(jù)需要治療的疾病的類型來選擇的治療劑。例如,某些類型的癌癥或腫瘤,例如白血病、淋巴瘤、骨髓瘤、癌和肉瘤以及實(shí)體腫
瘤和混合腫瘤,可以涉及給予相同或可能不同的治療劑。
[0148] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還將認(rèn)識到本發(fā)明的雜交體可以出于各種目的使用。本發(fā)明的方法比現(xiàn)有技術(shù)的方法有許多優(yōu)勢。利用活性劑治療患者的方法已經(jīng)使用了很長一段時
間了。然而,在大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)的方法中,活性劑通常被遞送至整個人體或動物體,而不靶
向至受疾病影響的特定的部位。因此,在現(xiàn)有技術(shù)的方法中,活性劑均勻地分布在整個有機(jī)
體中?,F(xiàn)有技術(shù)的方法的一個缺陷在于人或動物體未受影響的區(qū)域也可以受到活性劑的影
響。此外,只有一小部分活性劑可以在患病部位起作用。
[0149] 如本發(fā)明所考慮的,雜交體提高了將適量的包裹物質(zhì)(例如,治療劑和/或診斷劑)遞送至靶細(xì)胞或組織的可能性,接著使與未結(jié)合的組件或它們的包裹內(nèi)容物有關(guān)的潛在全
身性不良作用或毒性最小化。例如,當(dāng)EDEM(例如,iLNP)包含或以其它方式加入一種或多種
可電離的脂質(zhì)時,一個或多個靶細(xì)胞的脂雙層中的相轉(zhuǎn)變可以促進(jìn)包裹物質(zhì)(例如,脂質(zhì)納
米粒子中包裹的一種或多種活性劑)遞送至靶細(xì)胞。同樣地,在某些實(shí)施方式中,本文公開
的化合物可用于制備以在體內(nèi)具有降低的毒性為特征的雜交體。在某些實(shí)施方式中,降低
的毒性是與本文公開的組合物有關(guān)的高轉(zhuǎn)染效率的函數(shù),從而使得可以將減少量的這樣的
組合物給予受試者來實(shí)現(xiàn)希望的治療響應(yīng)或結(jié)果。
[0150] 本發(fā)明的雜交體可以設(shè)計為促進(jìn)包裹物質(zhì)(例如,一種或多種活性劑)的包裹和釋放到一個或多個靶細(xì)胞和/或組織中。例如,當(dāng)雜交體包含或以其它方式加入一種或多種促
融脂質(zhì)時,一種或多種靶細(xì)胞的脂雙層中的相轉(zhuǎn)變和潛在的破壞可促進(jìn)包裹物質(zhì)(例如,雜
交體中包裹的一種或多種活性劑)的遞送。
[0151] 同樣地,在某些實(shí)施方式中,將具有可電離的親
水頭基的脂質(zhì)摻入到EDEM中可用來促進(jìn)內(nèi)體或溶酶體釋放雜交體中包裹的內(nèi)容物。這樣的增強(qiáng)的釋放可以通過質(zhì)子-海綿
介導(dǎo)的破壞機(jī)制來實(shí)現(xiàn),在該機(jī)制中,EDEM中的化合物可以緩沖內(nèi)體的
酸化的能力反過來
又促進(jìn)內(nèi)體或溶酶體脂質(zhì)膜的滲透溶脹和破壞,從而促進(jìn)其中包裹的貨物釋放到靶細(xì)胞
中。
[0152] 在另外的實(shí)施方式中,本發(fā)明的雜交體還可以提供以下用于治療的另外的優(yōu)勢中的至少一種:(1)增加遞送系統(tǒng)的循環(huán)時間;(2)通過使用患者來源的BDM和任選地加入穩(wěn)定
部分減緩了雜交體的RES吸收;(3)由于穩(wěn)定包裹,防止了雜交體內(nèi)的貨物過早釋放;(4)在
引入受試者體內(nèi)時由于存在內(nèi)源性BDM組分而減少了免疫系統(tǒng)應(yīng)答;(5)由于BDM上的內(nèi)源
性靶向部分或栓至EDEM上的外源性靶向部分,增強(qiáng)了雜交體穿過血管的生物屏障(例如,內(nèi)
皮屏障、血腦屏障)的轉(zhuǎn)胞吞作用;(6)增加了雜交體在患病部位(如腫瘤部位)的積聚;(7)
由于源自BDM的內(nèi)源性靶向部分,增加了向靶細(xì)胞的內(nèi)體的內(nèi)化,以及由于EDEM提供的促融
性質(zhì),增加了隨后的內(nèi)體釋放。
[0153] 如上所討論的,在某些實(shí)施方式中,本發(fā)明的雜交體允許優(yōu)先將活性劑遞送至患病部位。這樣的靶向遞送還可以允許人們避免高劑量的活性劑。這樣的靶向遞送可以增強(qiáng)
活性劑的功效。這可以反過來幫助阻止與給予高劑量的各種活性劑有關(guān)的毒
副作用或與載
體自身(例如,脂質(zhì)、外源性靶向載體)有關(guān)的作用。在某些實(shí)施方式中,有可能可以用低劑
量的活性劑以靶向的方式治療或檢測疾病,而不影響身體的未涉及的區(qū)域。
[0154] 本發(fā)明還考慮包含具有可內(nèi)源性獲得的靶向部分的BDM的雜交體,該可內(nèi)源性獲得的靶向部分可以促進(jìn)成功地將活性劑遞送至本領(lǐng)域已知的難以在體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)染的細(xì)
胞類型(例如,干細(xì)胞和免疫細(xì)胞)。例如,包含來源于白細(xì)胞的BDM的雜交體可以表現(xiàn)出增
強(qiáng)的細(xì)胞吸收,而EDEM單獨(dú)表現(xiàn)出減少的細(xì)胞吸收。
[0155] 本發(fā)明的雜交體可用于治療、監(jiān)測、預(yù)防和/或診斷許多疾病和病癥(例如,
炎癥,例如與癌癥有關(guān)的炎癥)。某些實(shí)施方式可以包括向受疾病或病癥影響的部位遞送相同或
可能不同的治療劑。在某些實(shí)施方式中,本發(fā)明的遞送系統(tǒng)可能對于腫瘤學(xué)方面的應(yīng)用特
別有用,例如用于治療、監(jiān)測、預(yù)防和/或診斷癌性病癥(例如,惡性腫瘤細(xì)胞)。在這樣的實(shí)
施方式中,本發(fā)明的雜交體可用于將活性劑(例如,治療和/或診斷劑)遞送至受癌癥(例如,
腫瘤)影響的部位??梢灾委?、監(jiān)測、預(yù)防和/或診斷的癌性病癥的非限制性實(shí)例包括但不限
于:白血病、淋巴瘤、
皮膚癌(包括黑素瘤、基底細(xì)胞癌和鱗狀細(xì)胞癌)、上皮性頭頸部癌、肺
癌(包括鱗狀細(xì)胞癌或表皮樣癌、小細(xì)胞癌、腺癌和大細(xì)胞癌)、
乳腺癌、胃腸道癌、甲狀腺的
惡性腫瘤、骨和軟組織肉瘤、卵巢癌、輸卵管癌、子宮癌、
宮頸癌、
前列腺癌、睪丸癌、膀胱癌、腎細(xì)胞癌、胰腺癌和肝細(xì)胞癌。在一些實(shí)施方式中,本發(fā)明提供一種用于治療患有以實(shí)體腫
瘤為特征的癌癥的受試者的方法。在一些實(shí)施方式中,疾病選自由癌癥和
帕金森病組成的
組。
[0156] 在另外的實(shí)施方式中,本發(fā)明的雜交體可用于將活性劑遞送至
病毒感染的細(xì)胞。在這樣的實(shí)施方式中,本發(fā)明的雜交體可用于治療、監(jiān)測、預(yù)防和/或診斷病毒感染。
[0157] 在一些實(shí)施方式中,本發(fā)明的雜交體可以用于靶向受試者的發(fā)炎部位。因此,在這樣的實(shí)施方式中,本發(fā)明的雜交體可用于治療、預(yù)防、監(jiān)測和/或診斷與炎癥有關(guān)的病癥或
疾病。代表性的病癥包括但不限于:過敏;哮喘;阿爾茨海默病;糖尿病;激素失衡(hormonal?
imbalance);自身免疫疾病,例如,類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和銀屑??;骨關(guān)節(jié)炎;骨質(zhì)疏松癥;動脈
粥樣硬化,包括
冠狀動脈疾??;血管炎;慢性炎性病癥,例如,
肥胖癥;潰瘍,例如馬喬林潰
瘍;由
石棉或煙霧引起的
呼吸道炎癥;包皮炎癥;由病毒(例如人
乳頭狀瘤病毒、乙型
肝炎病
毒或丙型肝炎病毒或Epstein-Bar病毒)引起的炎癥;血吸蟲??;盆腔炎病;卵巢上皮炎癥;
巴雷特化生;幽
門螺桿菌(H.pylori)胃炎;慢性胰腺炎;中華肝吸蟲侵?jǐn)_;慢性膽囊炎和炎
癥性腸?。谎装Y相關(guān)癌癥,例如,前列腺癌、結(jié)腸癌、乳腺癌;胃腸道癌,例如胃癌,肝細(xì)胞癌、結(jié)腸直腸癌、胰腺癌、胃癌、鼻咽癌、食道癌、膽管癌、膽囊癌和肛殖癌(anogenital?
cancer);體壁癌(intergumentary?cancer),例如,皮膚癌;呼吸道癌,例如支氣管癌和間皮
瘤;泌尿生殖道癌,例如包莖、陰莖癌和膀胱癌;以及生殖系統(tǒng)癌,例如卵巢癌。本發(fā)明的雜
交體可與其他已知的疾病治療方法結(jié)合或同時使用,其他已知的疾病治療方法包括但不限
于化療和放療。
[0158] 在一種實(shí)施方式中,本發(fā)明提供了一種調(diào)節(jié)靶核苷酸或多肽的表達(dá)的方法。這些方法通常包括使細(xì)胞與本發(fā)明的與能夠調(diào)節(jié)靶多核苷酸或多肽的表達(dá)的核酸有關(guān)的雜交
體接觸。
[0159] 在相關(guān)實(shí)施方式中,本發(fā)明提供了一種治療受試者的以超表達(dá)多肽為特征的疾病或失調(diào)的方法,包括給受試者提供本發(fā)明的雜交體,其中,治療劑選自siRNA、微RNA、反義寡
核苷酸和能夠表達(dá)siRNA、微RNA或反義寡核苷酸的質(zhì)粒,并且其中所述siRNA、微RNA或反義
RNA包含特異性結(jié)合至編碼多肽的多核苷酸的多核苷酸或其互補(bǔ)物。
[0160] 這些方法可以通過使本發(fā)明的雜交體與細(xì)胞接觸一段足以使細(xì)胞內(nèi)遞送發(fā)生(例如,在核內(nèi))的時間來進(jìn)行。典型的應(yīng)用包括使用公知的方法來提供siRNA的細(xì)胞內(nèi)遞送,以
敲落特定的細(xì)胞靶或使其沉默?;蛘撸瑧?yīng)用包括遞送編碼治療有用的多肽的DNA或mRNA序
列。以這種方式,通過提供缺陷基因產(chǎn)物或缺失基因產(chǎn)物(absent?gene?products)來為遺
傳疾病提供療法。
[0161] 本發(fā)明還考慮的是通過本文描述的雜交體向靶細(xì)胞同時遞送一種或多種獨(dú)特的包裹物質(zhì)。因此,通過使具有獨(dú)特的活性劑的兩種獨(dú)特的EDEM合并成單個雜交體,具體的實(shí)
施方式可用于治療單一失調(diào)或缺陷,其中,每種這樣的活性劑通過不同的作用機(jī)制起作用。
例如,本發(fā)明的雜交體可以將以下二者合并起來:包含被包裹的多核苷酸、意圖使出故障的
內(nèi)源性多核苷酸及其蛋白或酶產(chǎn)物失活或“敲掉”的EDEM,和包含被包裹的酶、意圖提供酶
取代的第二EDEM。在某些實(shí)施方式中,含有診斷劑(例如,金納米粒子)的EDEM可以與BDM在
雜交體中融合,治療失調(diào),并通過診斷
可視化技術(shù)定位受影響的細(xì)胞或器官?;蛘?,本發(fā)明
的具體的實(shí)施方式通過使兩種獨(dú)特的BDM合并到相同的EDEM中可以促進(jìn)同時遞送例如兩種
獨(dú)特的內(nèi)源性產(chǎn)生的多核苷酸(例如,miRNA)。
[0162] 本發(fā)明的一種實(shí)施方式適合治療與靶細(xì)胞內(nèi)的或由靶細(xì)胞分泌的蛋白和/酶的缺陷有關(guān)的疾病或失調(diào)。例如,疾病的癥狀可以通過提供本發(fā)明的組合物得到改善(例如,囊
性纖維化)。本發(fā)明對其有用的失調(diào)包括但不限于諸如以下的失調(diào):龐帕病(Pompe?
Disease)、高歇病(Gaucher?Disease)、β地中海貧血、亨廷頓氏病、帕金森病、肌肉萎縮癥
(例如,迪歇納病(Duchenne)和貝克爾征(Becker))、血友病、SMN1相關(guān)脊髓性肌肉萎縮
(SMA)、肌肉萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)、半乳糖血癥、囊性纖維化(CF)、半乳糖腦苷酯酶缺乏
(galactocerebrosidase?deficiencies)、弗里德賴希氏
共濟(jì)失調(diào)、佩梅病和尼曼匹克病。
[0163] 另外,本發(fā)明為基于同時遞送能夠提呈抗原的BDM和含有佐劑的EDEM的高度免疫原性疫苗的開發(fā)提供了新的平臺。佐劑與抗原提呈BDM的結(jié)合遞送代表了用于通過利用這
兩種組分的主要性質(zhì)來引起固有免疫應(yīng)答的治療性疫苗的有前途的策略:(1)由EDEM提供
的強(qiáng)佐劑活性;以及(2)針對由BDM提呈且與靶疾病相關(guān)的抗原的特異性適應(yīng)性免疫應(yīng)答。
例如,BDM可提呈任何疾病相關(guān)抗原,例如一種或多種用于癌癥療法的腫瘤相關(guān)抗原、一種
或多種用于治療感染的致病抗原或與其它疾病相關(guān)的任何其它抗原或抗原的組合,特別是
用于免疫受損病癥和/或需要強(qiáng)的免疫增強(qiáng)的情況(例如,在年老的人中)的抗原或抗原的
組合。另外,本發(fā)明提供了雜交體組合物,其誘發(fā)對疫苗(例如,抗癌、肝炎、流感、瘧疾和HIV
的那些疫苗)重要的強(qiáng)免疫應(yīng)答。本發(fā)明還對其中抗原的組合提呈至患者的免疫系統(tǒng)可能
有利的任何療法有用。
[0164] 在另外的實(shí)施方式中,可通過遞送可包含疾病相關(guān)抗原的雜交體來引起免疫應(yīng)答(美國公開號20120189700,其通過引用以其整體并入本文)。在一種實(shí)施方式中,EDEM可配
制為用在例如但不限于抗病原體或抗癌的疫苗中。
[0165] 在一種實(shí)施方式中,EDEM可配制為用作疫苗。在一種實(shí)施方式中,EDEM可包裹編碼至少一種抗原的至少一種修飾的核酸分子和/或mRNA。作為非限制性實(shí)例,EDEM可包含至少
一種外源性抗原和用于疫苗劑型的賦形劑(參見國際公開號WO2011150264和美國公開號
US20110293723,它們均通過引用以其整體并入本文)。疫苗劑型可以通過本文描述的方法、
本領(lǐng)域已知的方法和/或國際公開號WO2011150258和美國公開號US20120027806中記載的
方法選擇,國際公開號WO2011150258和美國公開號US20120027806均通過引用以其整體并
入本文。
[0166] 在一種實(shí)施方式中,EDEM可以包含至少一種佐劑。在另一種實(shí)施方式中,EDEM可以包含至少一種治療劑和至少一種佐劑。作為非限制性實(shí)例,包含佐劑的EDEM可通過國際公
開號WO2011150240和美國公開號US20110293700(它們均通過引用以其整體并入本文)中記
載的方法配制。
[0167] 在一種實(shí)施方式中,EDEM可包裹至少一種外源性疾病相關(guān)抗原,該抗原編碼來自病毒的肽、片段或區(qū)域。作為非限制性實(shí)例,EDEM可以包含但不限于國際公開號
WO2012024621、WO201202629、WO2012024632和美國公開號US20120064110、US20120058153
和US20120058154中記載的抗原,這些文獻(xiàn)均通過引用以其整體并入本文。
[0168] 本發(fā)明的雜交體可用于將治療劑在體外或體內(nèi)遞送至細(xì)胞或組織。所述方法和制劑可容易地
修改為用于遞送用于治療任何可接受這樣的治療的疾病或失調(diào)的任何治療劑。
本發(fā)明的方法可在體外、離體或體內(nèi)實(shí)施。例如,本發(fā)明的雜交體也可利用本領(lǐng)域技術(shù)人員
已知的方法用于將核酸在體內(nèi)遞送至細(xì)胞。在另外的方面,本發(fā)明提供了一種包含本發(fā)明
的雜交體和藥學(xué)上可接受的稀釋劑的藥物組合物。藥學(xué)上可接受的稀釋劑的實(shí)例包括用于
靜脈內(nèi)注射的溶液(例如,鹽水或
葡萄糖)。組合物還可采取乳膏、
軟膏、凝膠、懸液或乳液的
形式。
[0169] 對于體內(nèi)
給藥,本發(fā)明的包含雜交體的藥物組合物優(yōu)選通過非腸道(例如,關(guān)節(jié)內(nèi)、靜脈內(nèi)、腹膜內(nèi)、皮下、肌內(nèi))給藥。在具體的實(shí)施方式中,藥物組合物通過快速濃注
(bolus?injection)經(jīng)靜脈內(nèi)或腹膜內(nèi)給藥。其它給藥途徑包括局部(皮膚、眼部、黏膜)、口
服、肺部、鼻內(nèi)、舌下、直腸和
陰道。此外,可以制備適合眼部給藥的藥物組合物。這樣的制劑
可以例如為眼藥水的形式,眼藥水包括例如活性成分在水性或油性液體賦形劑中的0.1/
1.0%(重量/重量)溶液和/或懸液。這樣的眼藥水可以進(jìn)一步包含緩沖劑、鹽和/或一種或
多種任何本文描述的另外的成分。
[0170] 在另外的方面,本發(fā)明提供根據(jù)以上所述的用于遞送診斷劑的藥物組合物。
[0171] 除了遞送用于治療的活性劑外,本發(fā)明的雜交體可以提供用于檢測受到疾病或病癥影響的組織和細(xì)胞以及檢測治療后的進(jìn)展或復(fù)發(fā)的手段。當(dāng)前非侵入性成像法依賴使用
利用腫瘤內(nèi)增強(qiáng)的代謝和氨基酸代謝的造影劑,但是這些造影劑受到
背景噪音和非特異性
吸收的限制。因此,本發(fā)明提供根據(jù)以上所述的直接向靶部位(如腫瘤部位和/或炎癥部位)
遞送診斷劑以使得能夠診斷成像以及其能夠精確定位的藥物組合物。
[0172] 在另外的方面,本發(fā)明提供一種用于制備雜交生物相容載體(雜交體)的方法,所述雜交體包含源自至少一種生物相容遞送組件(BDM)和包含至少一個可調(diào)的促融部分的至
少一種改造的藥物包裹組件(EDEM)的結(jié)構(gòu)性和生物活性元件,所述方法包括:
[0173] (a)提供包含至少一個促融部分的至少一種EDEM或包含所述至少一種EDEM的組合物;
[0174] (b)提供至少一種BDM或包含所述至少一種BDM的組合物;
[0175] (c)使所述至少一種EDEM與所述至少一種BDM在低于7.4的pH和0℃~60℃的溫度下接觸,從而使所述至少一種EDEM與所述至少一種BDM結(jié)合起來,產(chǎn)生所述雜交體;以及,任
選地,
[0176] (d)使所述雜交體純化不含未融合的EDEM和/或BDM。
[0177] 本發(fā)明的方法具有數(shù)個重要的特性,使得其對本領(lǐng)域具有重大實(shí)用性。本發(fā)明提供一種通過使一種或多種EDEM與一種或多種BDM結(jié)合起來制備顯示原始EDEM和BDM組分的
特性的雜交組分來產(chǎn)生雜交體的方法。使EDEM與BDM結(jié)合起來涉及促融性通過改變反應(yīng)環(huán)
境可調(diào)的兩種組分中的任一種中存在的至少一種促融物質(zhì)。在某些實(shí)施方式中,EDEM(例
如,iLNP)選擇性地表現(xiàn)出與BDM結(jié)合增強(qiáng)的能力(例如,靜電相互作用)。在某些實(shí)施方式
中,BDM(例如,外來體)選擇性地表現(xiàn)出與BDM結(jié)合增強(qiáng)的能力(例如,較高的膜流動性)。因
此,本文提供的是用于通過限定反應(yīng)環(huán)境來產(chǎn)生雜交體的方法。這樣的方法通常包括使本
文使用的BDM與EDEM(例如,iLNP)接觸的步驟,以使該接觸造成簡單的聚集和/或通過半融
合和/或融合進(jìn)行脂質(zhì)混合時的膜破壞,導(dǎo)致EDEM與BDM群體的一些部分合并成雜交體的亞
群(sub-population)。由此考慮的方法由于誘導(dǎo)、控制、限制和/或終止相應(yīng)的結(jié)合機(jī)制的
手段而具有巨大的優(yōu)勢。此外,本發(fā)明的方法使組件實(shí)體被取代或重排來制作治療相關(guān)的
結(jié)構(gòu)。
[0178] 在一種實(shí)施方式中,包含具有限定的形態(tài)和物理特性的預(yù)先形成的小泡的水性EDEM混合物(其中,一種或多種脂質(zhì)具有或呈現(xiàn)出促融特性)通過一個入口被加入到單個室
中,而收集的BDM的水性混合物被加入到第二入口。然后,使這些組分在公共室中接觸。在一
種實(shí)施方式中,所述接觸通過借助擴(kuò)散進(jìn)行的原始組合物的混合得到增強(qiáng)。在優(yōu)選的實(shí)施
方式中,通過機(jī)械手段(例如,搖晃)進(jìn)行混合?;蛘撸珺DM與EDEM的結(jié)合可通過受控的流體動
力學(xué)促進(jìn),例如在微流體混合設(shè)備中。在這樣的實(shí)施方式中,EDEM與BDM被注射到微流體室
的不同的入口中,并通過室的幾何形狀和流動曲線(flow?profile)發(fā)生受控的混合。
[0179] 本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)雜交體的方法,其中,所述方法提供對EDEM和BDM的促融性質(zhì)的控制。對于生產(chǎn)本發(fā)明的雜交體,包含其中EDEM和/或BDM的組分呈現(xiàn)出增強(qiáng)的促融屬性
的反應(yīng)環(huán)境是優(yōu)選的實(shí)施方式。在一種實(shí)施方式中,酸性反應(yīng)環(huán)境增加EDEM的凈陽離子表
面電荷,并且可同時具有呈現(xiàn)出增強(qiáng)的凈陰離子表面電荷的BDM。在優(yōu)選的實(shí)施方式中,結(jié)
合發(fā)生在pH為約4至約6的酸性緩沖液中。不受任何理論的限制,在另一種實(shí)施方式中,可調(diào)
節(jié)反應(yīng)溫度,以造成EDEM中脂質(zhì)從雙層到六角相的相轉(zhuǎn)變,而同時降低BDM中的膜硬度。由
于BDM組成部分(例如,蛋白)的潛在降解,反應(yīng)溫度被限制在約60℃。在優(yōu)選的實(shí)施方式中,
反應(yīng)溫度被設(shè)置為37℃。在一種實(shí)施方式中,反應(yīng)環(huán)境顯示出生理離子強(qiáng)度。本發(fā)明考慮但
不限于使用NaCl或KCl的混合物。在另外的實(shí)施方式中,反應(yīng)溶液可以存在鈣離子。
[0180] 本發(fā)明因此提供一種用于生產(chǎn)雜交體的方法,其中通過在反應(yīng)環(huán)境中共孵育一段時間來促進(jìn)EDEM與BDM結(jié)合,該時間包括但不限于5分鐘、15分鐘、30分鐘、1小時、2小時、5小
時或更長。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,共孵育發(fā)生約1小時。
[0181] 在該方法的具體的變型中,改變混合環(huán)境來限制組件的結(jié)合。一般而言,EDEM與BDM結(jié)合受到許多參數(shù)的限制,這些參數(shù)可以包括粒子濃度凈表面電荷、電荷密度、pH、離子
強(qiáng)度、添加劑濃度和溫度。用于改變混合環(huán)境的方法在本領(lǐng)域中是公知的。例如,但不限于,
可使用加入具有更高緩沖能力的溶液或透析組件混合物來改變反應(yīng)溶液的性質(zhì)。在一種優(yōu)
選的實(shí)施方式中,脫鹽柱可用于改變?nèi)苜|(zhì)性質(zhì)。
[0182] 本發(fā)明還涉及一種用于產(chǎn)生雜交體的方法,其中,所述方法可任選地包括使這些雜交體純化不含過量的各個組件。對于生產(chǎn)本發(fā)明的雜交體,包含純化步驟是優(yōu)選的實(shí)施
方式。在需要純化雜交體的情況下,純化可通過蔗糖密度梯度或其它適合形成密度梯度的
介質(zhì)進(jìn)行的離心來實(shí)現(xiàn)。然而,理解的是,也可以使用其它純化方法,例如色譜法、過濾、相
分配、沉淀或吸收。純化方法包括例如通過蔗糖密度梯度進(jìn)行的離心純化或通過尺寸排阻
柱進(jìn)行的純化。蔗糖梯度可為約0%的蔗糖至約60%的蔗糖,優(yōu)選為約5%的蔗糖至約30%
的蔗糖。制備蔗糖梯度的緩沖液可以為任何適合存儲含復(fù)合物的部分的水性緩沖液,優(yōu)選
適合將雜交體給予到細(xì)胞或組織的緩沖液。備選的分離技術(shù)可以包括但不限于等電聚焦
和/或免疫親和色譜法。例如,包含可電離的脂質(zhì)的EDEM顯示出凈陽離子表面電荷,并且可
通過
電泳分離。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,雜交體的純化可通過順序的純化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
例如,與對BDM表面分子的親和性有關(guān)的第一免疫親和色譜法,接著進(jìn)行與PEG分子的親和
性有關(guān)的第二免疫親和色譜法可以順序地將雜交體與過量的BDM和EDEM分離開。另外的分
離技術(shù)可以包括與多角度光散射(multi?angle?light?scattering)連接的非對稱流場流
分級,以分級反應(yīng)物和產(chǎn)物小泡。
[0183] 本發(fā)明的方法中使用的EDEM促進(jìn)或提高包裹物質(zhì)(例如,活性劑)的包裹和釋放到一種或多種靶BDM(例如,通過滲透或與BDM的脂質(zhì)膜融合)中。在某些實(shí)施方式中,本文描述
的EDEM與BDM的結(jié)構(gòu)特性證明了高融合效率。術(shù)語“融合效率”是指由進(jìn)行融合的EDEM與BDM
產(chǎn)生的雜交體的相對量。在某些實(shí)施方式中,本文描述的EDEM與BDM的結(jié)構(gòu)特性證明了高融
合效率,從而提高了適量的包裹物質(zhì)(例如,活性劑)與內(nèi)源性生物物質(zhì)在雜交體中結(jié)合,接
著使與化合物或它們包裹的內(nèi)容物有關(guān)的潛在全身性不良作用或毒性最小化的可能性。
[0184] 在某些實(shí)施方式中,EDEM制劑具有可調(diào)的屬性,以使得產(chǎn)生其中這樣的組件是組分的雜交體(例如,膜相容性)。例如,向本文公開的EDEM中摻入可電離的脂質(zhì)、輔助脂質(zhì)、
PEG修飾的脂質(zhì)、pH響應(yīng)型聚合物和/或pH活化型細(xì)胞滲透肽可以控制這樣的組件(或其中
這樣的組件為組分的雜交體的組件)與一種或多種靶BDM的脂質(zhì)膜的融合性,從而提高例如
對EDEM-BDM結(jié)合的控制。不受特定理論的限制,iLNP脂質(zhì)彼此的相對摩爾比以所選脂質(zhì)的
特性、靶BDM的性質(zhì)、被包裹的物質(zhì)的特性和預(yù)期遞送靶(例如,細(xì)胞、組織或器官)的那些性
質(zhì)為
基礎(chǔ)。另外的考慮包括例如所選脂質(zhì)的烷基鏈的毒性、尺寸、電荷、pKa、促融性及飽和
度。
[0185] 在某些實(shí)施方式中,本文使用的EDEM組合物的可電離的脂質(zhì)成分表征為具有一種或多種使得這樣的組件相對于其它分類亞單位有優(yōu)勢的性質(zhì)。例如,在某些實(shí)施方式中,本
文使用的EDEM允許控制和調(diào)整(tailor)結(jié)合性質(zhì)(例如,表面電荷)。特別地,本文公開的化
合物可通過限定的和可調(diào)的陽離子性質(zhì)以及它們能夠與潛在帶相反電荷的BDM結(jié)合的能力
來表征。這樣的能力可包括例如受控的離子對形成、促融能力和/或促進(jìn)包裹物質(zhì)(例如,活
性劑)釋放到產(chǎn)生的組合物中。
[0186] 在某些實(shí)施方式中,EDEM制劑具有可調(diào)的屬性,以賦予EDEM與BDM之間的膜相容性。例如,調(diào)整輔助脂質(zhì)摻入到本文公開的EDEM中可以使這樣的組件的膜硬度相容,以促進(jìn)
與一種或多種靶BDM的脂質(zhì)膜結(jié)合。具體地,可以使脂質(zhì)與甾醇(例如膽甾醇)的相對摩爾比
相匹配,以與靶BDM的特性類似。另外的考慮包括例如其中這樣的組件為組分的雜交體的得
到的硬度,以確保與靶細(xì)胞或組織相互作用。
[0187] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,BDM具有可調(diào)的屬性,以賦予EDEM與BDM之間的膜相容性。例如,高含量的BDM膜組分(例如但不限于鞘磷脂、摻入磷脂中的
飽和脂肪酸和膽甾
醇)可以引起硬度比得到它的供體細(xì)胞的硬度高。同時,由于BDM膜組分可能與得到該BDM的
細(xì)胞的質(zhì)膜的膜組分不同,導(dǎo)致硬度更高,因此BDM在生產(chǎn)過程中可表現(xiàn)出增強(qiáng)的穩(wěn)定性。
然而,在酸性pH環(huán)境(例如,約pH?5)中,預(yù)計本發(fā)明的BDM膜顯示出較低的硬度(以及較高的
促融性),并且可允許與EDEM的膜結(jié)合。
[0188] 在某些實(shí)施方式中,向使用的EDEM中摻入可電離的脂質(zhì)(例如,具有一個或多個烷氨基基團(tuán)或部分)(例如,頭基)可通過利用它們的促融性來進(jìn)一步促進(jìn)BDM膜破裂。這可能
不僅基于優(yōu)化的pKa以及由此導(dǎo)致的脂質(zhì)的pH依賴性陽離子性質(zhì),而且還基于優(yōu)化的相轉(zhuǎn)
變溫度,促進(jìn)從雙層相轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨热诤系姆崔D(zhuǎn)六角HII相(Semple等人,2010)。認(rèn)為該結(jié)果促
進(jìn)陽離子狀態(tài)的可電離的脂質(zhì)與陰離子脂質(zhì)之間的離子對的形成,由此破壞BDM膜結(jié)構(gòu),從
而將內(nèi)容物轉(zhuǎn)移到雜交體中。
[0189] 本文使用的EDEM可用于產(chǎn)生促進(jìn)或提高包裹物質(zhì)(例如,活性劑)包裹和釋放到一種或多種靶BDM(例如,通過滲透BDM的脂質(zhì)膜或與BDM的脂質(zhì)膜融合)中。例如,當(dāng)脂質(zhì)基組
合物(例如,iLNP)包含或以其它方式加入一種或多種可電離的脂質(zhì)時,一種或多種BDM的脂
雙層中的相轉(zhuǎn)變可促進(jìn)包裹物質(zhì)(例如,包裹在液體納米粒子中的活性劑)遞送至一種或多
種雜交體中。
[0190] 在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中,控制EDEM中可電離的脂質(zhì)的總量可以用于控制本文公開的雜交體的結(jié)構(gòu)特性。因此,在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中,EDEM的物理特性與可電離的
脂質(zhì)含量成比例。例如,直徑小的EDEM與直徑大的EDEM相比,整體可電離的脂質(zhì)含量更低。
因此,本文公開的EDEM中的一種或多種可以與相同的BDM結(jié)合,直到實(shí)現(xiàn)中性凈表面電荷以
及如此受限的尺寸。
[0191] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,EDEM可以制備成包裹酶和生物活性催化化合物,所述酶和生物活性催化化合物在整合到雜交體中時能夠與源自BDM的一種或多種化合物相互
作用。例如,EDEM可以制成含有能夠降解通過BDM轉(zhuǎn)移到雜交體中的任何內(nèi)源性多核苷酸的
核糖核酸酶。
[0192] 通過舉例說明的方式給出進(jìn)一步描述本發(fā)明的以下實(shí)施例,這些實(shí)施例并不意圖以任何方式限制本發(fā)明。
[0193] 實(shí)施例1
[0194] iLNP作為改造的和藥物包裹組件的生產(chǎn)
[0195] 實(shí)施例1-4的材料和方法
[0196] A)化學(xué)品
[0197] 1,2-二硬脂?;?sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[氨基(聚乙二醇)-2000](胺-PEG-DSPE)、[1,2-二油?;?sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-(7-硝基-2-1,3-苯并 二唑-4-基)]
(NBD-PE)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[馬來酰亞胺(聚乙二醇)-2000]
(mal-PEG-DSPE)、二硬脂?;?磷脂酰膽堿(DSPC)、1,2-二油?;?3-二甲銨-丙烷(DODAP)、
N-棕櫚?;?鞘氨醇-1-琥珀酰[甲氧基(聚乙二醇)2000](PEG-Cer)和膽甾醇購自Avanti?
Polar?Lipids(Alabaster、AL)。1,2-二亞油基氧基-3-二甲氨基丙烷(DLinDMA)和PEG-脂質(zhì)
的合成以前已有記載(Heyes、Palmer、Bremner、&MacLachlan、2005)。
[0198] B)基于擠出的iLNP的制劑
[0199] 預(yù)先形成的小泡的制備:根據(jù)所需的小泡的性質(zhì),將可電離的陽離子脂質(zhì)(DLinDMA或DODAP)、DSPC、膽甾醇和PEG-脂質(zhì)(PEG-s-DMG或PEG-Cer)以適當(dāng)?shù)哪柋?例
如,40:17.5:40:2.5)溶解于乙醇中。為了形成小泡,在渦旋下將脂質(zhì)制劑混入低pH的含水
緩沖液(50nM的乙酸乙酯,pH為4)中,直到達(dá)到最終濃度為大約10nM和乙醇與含水緩沖液的
比為3:7。然后,在室溫下,利用微型
擠出機(jī)(Avanti)將產(chǎn)生的多層小泡擠出穿過孔徑為
80nm或100nm的兩個層疊的NucleporeTM聚碳酸酯
過濾器(Whatman)。
[0200] 預(yù)先形成的小泡寡核苷酸的包裹:使用以前記載的預(yù)先形成的小泡的方法實(shí)現(xiàn)寡核苷酸包裹(Maurer等人,2001)。一般而言,將寡核苷酸溶解于與擠出的小泡的水溶液
(50mM乙酸酯,pH為4,30%的乙醇)匹配的水溶液中,隨后在渦旋混合下逐滴加入到單層小
泡中。分別在質(zhì)粒與脂質(zhì)(重量/重量)比為1:30和RNA與脂質(zhì)(重量/重量)比為1:16下,進(jìn)行
質(zhì)粒、siRNA和shRNA的包裹。然后,將混合物在37℃下孵育30分鐘,接著在4℃下用PBS(pH為
7.4)交換徹底透析除去殘留的乙醇和緩沖劑交換物。通過與PBS(pH為7.4)平衡的陰離子交
換旋轉(zhuǎn)柱(Pierce-Thermo?Fisher?Scientific?Inc.)除去未被包裹的shRNA和質(zhì)粒。用酸
性異丙醇(10%HCl)以1:5的體積比溶解裝載的小泡后,通過260nm處的吸收(Spectramax?
M5e,分子裝置)來確定寡核苷酸的包裹效率。
[0201] 蛋白包裹iLNP:與上述方案相比,通過預(yù)先將蛋白溶解于含水緩沖液(50mM乙酸鈉,pH為5.5)中以分別達(dá)到最終濃度為1.5mg/ml和1mg/ml,接著在渦旋混合下逐滴加入脂
質(zhì)混合物(DlinDMA:DSPC:Chol:PEG-Cer摩爾比為40:17.5:40:2.5)的乙醇溶液(最終EtOH
含量為20%)來制備包裹牛血清
白蛋白(BSA,Sigma?Aldrich)的iLNP和包裹人血紅蛋白
(Sigma?Aldrich)的iLNP。將該溶液在37℃下孵育1小時。將包裹BSA的脂質(zhì)小泡按如上所述
擠出。通過用PBS(pH為7.4,4℃)交換的徹底透析((300kDA?MWCO,仕必純(Spectrumlabs))
實(shí)現(xiàn)除去游離蛋白、殘留乙醇和緩沖劑交換物。在用10%的Triton?X-100(Sigma?Aldrich)
溶解iLNP后,通過BCATM蛋白測定
試劑盒(Pierce-Thermo?Fisher?Scientific?Inc.)確定
蛋白包裹效率。在蛋白定量期間通過抑制(withhold)洗滌劑來監(jiān)測游離蛋白的徹底除去。
[0202] 包裹小分子的iLNP:類似于上述方案,通過預(yù)先將小分子溶解于含水緩沖液(25mM乙酸鈉,pH為5.5)中以達(dá)到最終濃度為1mM,接著在渦旋混合下逐滴加入脂質(zhì)混合物
(DODAP:DSPC:Chol:PEG-Cer摩爾比為40:17.5:40:2.5)的乙醇溶液(最終EtOH含量為20%)
來制備包裹羧基熒光素的iLNP。將該溶液在37℃下孵育1小時,接著按如上所述擠出。通過
用PBS(pH為7.4,4℃)交換的徹底透析((300kDA?MWCO,仕必純)實(shí)現(xiàn)除去小分子、殘留乙醇
和緩沖劑交換物。
[0203] 包裹Au納米粒子的iLNP:由于Au納米粒子在陰離子緩沖液中不穩(wěn)定,通過以金與脂質(zhì)重量比為1:20將Au納米粒子保持在去離子水溶液中實(shí)現(xiàn)對20nm?Au納米粒子(Nanocs?
Inc.)的包裹。如上所述的,加入乙醇的脂質(zhì)混合物,擠出溶液,并通過透析將緩沖劑交換為
PBS。在PBS中,游離的Au納米粒子聚集并沉淀。通過Au-iLNP在525nm左右的等離子共振
波長下的紫外-可見光吸收度以及透射電子顯微鏡(TEM)監(jiān)測被包裹的金納米粒子的存在。按以
前的記載,與空小泡相比在450nm處的紫外-可見光吸收的增加用于確定金濃度(Haiss,
Thanh,Aveyard,&Fernig,2007)。如圖1中所示,原料金納米粒子和Au-iLNP二者的紫外-可
見光吸收光譜都表示特征
表面等離子共振峰在約550nm處。具體地,根據(jù)與空iLNP和DNA-
iLNP相比在450nm處吸收讀數(shù)的相對增加確定Au-iLNP的包裹效率為30%,Au-DNA-iLNP的
包裹效率為26%。圖2中示出的電子顯微照片支持了被包裹的金納米粒子的存在。
[0204] C)iLNP的微流體基制劑
[0205] 通過利用快速混合微流體系統(tǒng)進(jìn)行的裝載siRNA的脂質(zhì)納米粒子的制備:根據(jù)制造商的使用說明在NanoassemblrTM微流體系統(tǒng)(Precision?NanoSystems)上制備脂質(zhì)納米
粒子。根據(jù)希望的制劑,制備類似于預(yù)先形成小泡途徑的由DLinDMA、膽甾醇、DSPC和PEG-
lipid以適當(dāng)?shù)哪柋?例如40:40:18:2)組成的總脂質(zhì)濃度為10mM的乙醇溶液。此外,在pH
為4.0的25nM乙酸酯緩沖液中制備siRNA與脂質(zhì)重量比(重量/重量)為1:16的siRNA水溶液。
根據(jù)生產(chǎn)的總體積,使用1ml和3ml的
注射器產(chǎn)生總流速為12ml/min的入口流。對于每種制
劑,將siRNA水溶液與乙醇-脂質(zhì)溶液在室溫下以3:1(Aq:Et)的流速比混合。然后,將產(chǎn)物通
過用PBS交換透析,除去殘留乙醇以及將pH升至7.4,并按照上述預(yù)先形成的小泡的方法除
去游離的siRNA。
[0206] 實(shí)施例2
[0207] 細(xì)胞外小泡(EV)分離作為生物相容遞送組件
[0208] 外來體:通過由Thery等(Théry,Amigorena,Raposo,&Clayton,2006)以前記載的差速離心將外來體與套細(xì)胞淋巴瘤(MCL-exo)和成膠質(zhì)細(xì)胞瘤細(xì)胞系(GBM-exo)的上清液
分離。然后使用BCATM蛋白測定試劑盒(Pierce-Thermo?Fisher?Scientific?Inc.)測量外來
體的蛋白含量,并將外來體等分試樣儲存于-80℃下。至于額外的純化,將外來體沉淀溶解
于PBS中,使用標(biāo)準(zhǔn)方案使其在蔗糖墊(sucrose?cushion)的頂部成層。
[0209] 微泡:從人樣本中分離出人血小板來源的和激活的多形核嗜中性粒細(xì)胞來源的微泡(PLT-MV和PMN-MV)樣品。簡而言之,按以前所述(Sadallah,Eken,Martin,&Schifferli,
2011)通過差速離心來源于健康供體輸血的血小板濃縮物分離出PLT-MV。PMN-MV按最近公
開的方式純化(Eken,Sadallah,Martin,Treves,&Schifferli,2013);從健康的血液供體的
新鮮的暗黃
覆蓋層中分離出PMN。將它們用甲酰甲硫氨酰亮氨酰苯丙氨酸活化,并通過差速
離心分離脫落的(shed)微泡。
[0210] 實(shí)施例3
[0211] 通過將加入聚乙二醇的脂質(zhì)與Fab’片段、抗體片段、肽和糖胺聚糖偶聯(lián)對iLNP進(jìn)行表面修飾
[0212] 通過將還原的抗體、Fab’片段、融合肽和糖胺聚糖綴合到錨固到iLNP的膜上的加入聚乙二醇的脂質(zhì)上來證明iLNP的改造相容性。與實(shí)施例1的制劑相比,0.5mol%的加入聚
乙二醇的脂質(zhì)替代在PEG的遠(yuǎn)端有馬來酰亞胺基團(tuán)或胺基的PEG修飾的脂質(zhì)。綴合根據(jù)基于
以下之間的反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方案進(jìn)行:(1)在遠(yuǎn)端PEG末端的馬來酰亞胺基團(tuán)與還原的抗體、
Fab’片段或末端巰基化的肽的游離的巰基之間的反應(yīng);(2)遠(yuǎn)端PEG末端的胺基與糖胺聚糖
(GAG)的糖胺聚糖鏈上的活化的羧基基團(tuán)之間的反應(yīng)。
[0213] 方法:
[0214] Fab’片段:首先,用2-硫基乙胺利用供應(yīng)商的使用說明提到的最終濃度的五分之一還原抗-CD38F(ab)2片段。將60μg?F(ab)2在37℃下用10mM?MEA在反應(yīng)緩沖液(1mM?EDTA,
PBS)中孵育90分鐘。使用ZebaTM旋轉(zhuǎn)脫鹽柱(Pierce-Thermo?Fisher?Scientific?Inc.)通
過與反應(yīng)緩沖液進(jìn)行緩沖劑交換除去MEA。立即加入裝載有siRNA的iLNP(mal:Fab’比為2:
1),并在4℃下在搖晃板上孵育過夜。在用PBS(pH為7.4)平衡的瓊脂糖CL-4
B柱上分離未結(jié)
合的抗體/片段。含有Fab’片段的部分由280nm處的吸收讀數(shù)確定,將該部分合并到一起,并
在10kDa離心過濾器( Ultra-0.5,Merck?Millipore)中濃縮。在非還原條件下使
用10%的丙烯酰胺進(jìn)行凝膠電泳(SDS-PAGE),以證實(shí)在F(ab)2到Fab’的還原過程之后Fab’
片段的完整性。
[0215] IgG抗體:用二硫蘇糖醇(DTT)(Sigma)還原IgG抗體。在偶聯(lián)反應(yīng)之前,將抗體用TM
25mM?DTT在PBS中在4℃下還原1小時。通過使用用PBS(pH為7.4)平衡的40kDa的Zeba 旋轉(zhuǎn)
脫鹽柱(Pierce-Thermo?Fisher?Scientific?Inc.)將還原的Ab與過量的DTT分離。在PBS
(pH為7.4)中在4℃下進(jìn)行綴合(mal:抗體的比為1:4)過夜。在瓊脂糖CL-2柱上除去未結(jié)合
的抗體。如針對Fab’片段所進(jìn)行的描述,由280nm處的吸收讀數(shù)確定抗體綴合。
[0216] 肽:將具有N-末端半胱氨酸的26-氨基酸蜂毒肽類似物肽通過與巰基化的肽(thiolated?peptide)以肽與馬來酰亞胺為1:1的摩爾比混合綴合到pDNA-iLNP上,并在室
溫下孵育過夜。
[0217] 糖胺聚糖:通過常規(guī)EDC-磺基NHS偶聯(lián)反應(yīng)使糖胺聚糖(5k?MW)綴合到遠(yuǎn)端PEG末端的胺基上。首先,通過DIW中的EDC/NHS(EDC:COOH比為1:1,EDC/NHS比為1:1)將糖胺聚糖
活化1小時,接著加入在PBS(pH為8.2)中的iLNP(糖胺聚糖:胺比為5:1)。反應(yīng)繼續(xù)2小時后,
在室溫下通過用PBS(pH為7.4)交換的透析(截留分子量:10kDa),以除去未結(jié)合的糖胺聚
糖。
[0218] 通過
流體力學(xué)直徑的DLS測量結(jié)果來進(jìn)一步確定成功綴合。如表1中所見,在IgG、融合肽、Fab’片段和糖胺聚糖的偶聯(lián)后,由DLS測得的流體力學(xué)直徑(Dh)、iLNP的平均直徑
增加了。
[0219] 實(shí)施例4
[0220] 對體內(nèi)分泌的iLNP和Ev的表征
[0221] 如實(shí)施例1、2和3中所述制備iLNP和分離EV后,使用標(biāo)準(zhǔn)的方案利用DLS(Zetasizer?NS,Malvern)和NTA(LM20,Nanosight)記錄iLNP和EV的尺寸分布。如表1中所
示,平均尺寸隨貨物的包裹或iLNP的表面修飾而增加。由于合成條件受控,可以產(chǎn)生具有小
的多分散指數(shù)(PDI)的iLNP,這也反應(yīng)在了尖銳的單模態(tài)(mono-modal)NTA尺寸分布中。作
為分泌的小泡,外來體具有遺傳的多分散性。如圖3中所示,NTA分析的單種粒子方法揭示出
了空iLNP和不同尺寸的GBM-exo的亞群的單模態(tài)尺寸分布。
[0222]
[0223] 表1:iLNP和外來體的尺寸確定以及貨物包裹效率
[0224] 實(shí)施例5
[0225] BDM與EDEM的相互作用的受控引發(fā)
[0226] 研究了iLNP與外來體之間的相互作用是否可以通過改變環(huán)境的pH來誘導(dǎo)。如圖4中所示,iLNP/外來體溶液的平均直徑在融合(10mM?MES,pH?5.5,145mM?NaCl,5mM?KCl)緩
沖液中增加,而在pH為7.4時明顯沒有顯著變化。由于DLS測量的整體性質(zhì)使得難以
正面推
斷出兩個亞單位之間存在相互作用,因此接下來焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向外來體與iLNP二者的脂質(zhì)膜之間
的相互作用。
[0227] 除了尺寸變化,兩種膜之間的脂質(zhì)混合給出了另外確定融合事件的方法。在融合過程中,來自兩種膜的脂質(zhì)分散在新形成的膜中。通過由親油性自猝滅羅丹明染料(R18)的
稀釋產(chǎn)生的熒光的增加來監(jiān)測脂質(zhì)混合。用1μl十八烷基羅丹明B氯化物(R18)(Biotium)
(1mM)在MES緩沖液(10mM?MES,pH?5.5,145mM?NaCl,5mM?KCl)中的乙醇溶液標(biāo)記外來體(20
μg蛋白)。將該溶液在室溫下孵育30分鐘。通過使用用MES融合緩沖液(10mM?MES,pH?5.5,
145mM?NaCl,5mM?KCl)平衡的 脫鹽柱(截留分子量為40kDa)除去未摻入的R18。
將R18-標(biāo)記的外來體(5μg總蛋白)懸于攪拌的
石英比色皿中的適當(dāng)?shù)木彌_液中,通過LS55
熒光分光光度計(Perkin?Elmer)測量560nm激發(fā)波長和590nm發(fā)射波長處樣品的熒光。平衡
3分鐘后,向外來體中加入未標(biāo)記的iLNP(30μg總脂質(zhì)),并監(jiān)測熒光另外30分鐘。通過加入
用于破壞膜的Triton?X-100得到最大R18稀釋。將脂質(zhì)混合的程度作為與單獨(dú)外來體的平
衡熒光的差測量,并表示為洗滌劑破壞后最大熒光去猝滅的%。與外來體類似,微泡樣品
(0.25μg?PLT-MV和1.2μg?PMN-MV總蛋白)用R18的乙醇溶液標(biāo)記,接著去除游離染料,并如
上所述監(jiān)測熒光的增加。
[0228] 在未標(biāo)記的iLNP與R18標(biāo)記的外來體之間融合時,摻入外來體的膜中的羅丹明分散到未標(biāo)記的脂質(zhì)體膜蛋白中,導(dǎo)致近四分之一的自猝滅減少,隨后熒光與膜融合程度成
比例增加。如圖5中所示,熒光的快速增加發(fā)生在pH為5.5時,熒光連續(xù)較慢的增加發(fā)生在pH
為6.6時,而脂質(zhì)混合在pH為7.6時受到阻礙。為了證實(shí)iLNP的陽離子性質(zhì)是脂質(zhì)混合背后
的驅(qū)動力,而不是pH的變化,圖6表明加入0%的DLinDMA脂質(zhì)體(DSPC/Chol/PEG)沒有導(dǎo)致
去猝滅。為了排除對可電離的脂質(zhì)DLinDMA特異的促融性質(zhì)潛在地為脂質(zhì)混合背后的驅(qū)動
力,制備了其中用可電離的脂質(zhì)DODAP替代DLinDMA的iLNP。在向R18標(biāo)記的外來體中加入這
些DODAP-iLNP時觀察到了脂質(zhì)混合(圖7)。另外,在將iLNP的PEG-脂質(zhì)含量從2.5mol%增大
至10mol%(圖8)和改變溫度(圖9)時進(jìn)行了類似試驗(yàn)。
[0229] 實(shí)施例6
[0230] 在單一粒子上探測的BDM與EDEM的相互作用
[0231] 接下來,研究專注于外來體與iLNP在單一粒子水平下的相互作用。包含外來體蛋白和脂質(zhì)體膜的混合物的粒子的臨時出現(xiàn)在熒光交叉-相關(guān)色譜法(fluorescence?cross-
correlation?spectroscopy,F(xiàn)CC)裝置中定量。在準(zhǔn)備FCCS測量時,用親油性BodipyTM(630/
650)標(biāo)記iLNP膜,同時通過與BodipyTMNHS酯(493/502)綴合來標(biāo)記外來體表面蛋白。然后,
將外來體與iLNP二者在融合緩沖液中以可比較的粒子數(shù)目混合,并記錄兩個通道
(channel)中相關(guān)強(qiáng)度
波動的出現(xiàn)。兩個監(jiān)測器上的
同步信號表示聚集的或融合的外來體
和iLNP,同時各個粒子產(chǎn)生臨時獨(dú)立的信號。在圖10中,在外來體-BodipyTM(493)與iLNP-
BodipyTM(630)混合時隨時間表現(xiàn)出了交叉相關(guān)度(θ)的增加。在剛混合兩種粒子后未觀察
到綠色通道與紅色通道之間的相關(guān)性。在8分鐘的時間內(nèi),各個粒子的交叉相關(guān)度從0%增
加到了大約70%,意味著探測的粒子的總熒光猝發(fā)(burst)的近70%顯示了外來體表面蛋
白和脂質(zhì)體膜。
[0232] 使用兩種親水性染料(488和633)的對照混合物確定了檢測的最小交叉相關(guān)度。作為陽性對照,雙標(biāo)記的互補(bǔ)DNA鏈(488/633)IBA標(biāo)準(zhǔn)(IBA?GmbH)用于得到可實(shí)現(xiàn)的最大交
叉相關(guān)度。
[0233] 實(shí)施例7
[0234] 促融EDEM和BDM融合形成雜交體
[0235] 為了排除簡單聚集、結(jié)構(gòu)破裂或由于脂質(zhì)交換造成的
假陽性融合測定的可能性,通過DLS和NTA在不同的時間點(diǎn)記錄pH為5.5的緩沖液中較少貨物的iLNP/外來體混合物的
平均尺寸和尺寸分布。使用相同的試驗(yàn)條件監(jiān)測z-均平均尺寸10小時。如圖11中所示,在混
合的第一小時,平均粒徑快速增大,并在接下來的9個小時內(nèi)保持基本不受影響。在聚集的
情況下,帶相反電荷的小泡具有連續(xù)聚集成靜電結(jié)構(gòu)形式的能力,然而不是這種情況。另外
排除聚集的指示物是直徑增加的程度。兩種融合球的體積以V∝r3的方式與半徑成比例,由
此85nm與130nm球的融合將會產(chǎn)生141nm的粒子。另一方面,在聚集的情況下,半徑與每個加
入聚集體的另外的球成線性比例關(guān)系。這將使多個亞單位的直徑范圍中大直徑增加的證
明。這進(jìn)一步得到如圖12中所示的支持,siRNA-iLNP與MCL-exos的混合物在融合緩沖液(室
溫下儲存)中在9天的時間內(nèi)沒有表現(xiàn)出平均直徑的顯著增加。
[0236] 為了排除由DLS揭示的平均尺寸或高斯尺寸分布的變化不是平均化亞群的人為現(xiàn)象,評價了基于各個粒子的NTA測量的外來體、iLNP和融合產(chǎn)物的尺寸分布。在分析前,將
iLNP與外來體用融合緩沖液稀釋(對于iLNP,稀釋20000倍;而對于外來體,0.01mg外來體蛋
白/ml)。對于融合反應(yīng),將外來體與iLNP按1:1的比孵育,并每2分鐘記錄從反應(yīng)混合物中取
出的樣品。每次測量,記錄1800
幀的動畫。使用具有自動模糊設(shè)置、最小軌道長度和最小預(yù)
期粒徑的NTA分析
軟件套件版本3.0分析數(shù)據(jù)。
[0237] 監(jiān)測融合反應(yīng)中隨時間的尺寸分布(圖13)表明,在混合3分鐘后,50-90nm的iLNP群體大大減少,而90-125nm的亞群增加。在18分鐘的時間內(nèi),尺寸分布示出了144.2nm的粒
子峰,可以推斷出,通過在BMD的存在下增加EDEM的促融性產(chǎn)生了顯示出不同尺寸分布的粒
子。外來體、iLNP和新形成的粒子的這些獨(dú)特的尺寸分布描繪在了圖14中。新形成的小泡的
群體被稱為“雜交體”。
[0238] 圖14中充分限定的尺寸分布或圖11和圖12中所見的產(chǎn)生的小泡的直徑延長的穩(wěn)定性是融合后衰減的凈表面電荷的指示。結(jié)果,連續(xù)融合受到阻礙,且系統(tǒng)顯示出一個自發(fā)
反饋回路。
[0239] 實(shí)施例8
[0240] 雜交體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移導(dǎo)致GFP表達(dá)
[0241] 為了證實(shí)雜交體介導(dǎo)的遺傳貨物的遞送的功能,由GBM細(xì)胞系外來體和包裹GFP質(zhì)粒的iLNP制備雜交體。通過流式細(xì)胞術(shù)和共聚焦顯微鏡法分析用測試制劑轉(zhuǎn)染的GBM細(xì)胞
中的報道基因GFP的表達(dá)。細(xì)胞(在前一天接種的50000個細(xì)胞)用iLNP(500ng?GFP-pDNA/
孔)轉(zhuǎn)染并裝載雜交體(5μg總蛋白/孔)。在轉(zhuǎn)染前通過使外來體與pDNA-iLNP在融合緩沖液
中混合30分鐘制備雜交體。為了排除轉(zhuǎn)染是由于外來體誘導(dǎo)的胞吞造成iLNP的偶然內(nèi)化的
結(jié)果,還將細(xì)胞用未融合的iLNP(500ng?GFP-pDNA/孔)和外來體(5μg總蛋白/孔)同時轉(zhuǎn)染。
在轉(zhuǎn)染0.5小時、1小時、2小時或24小時后,用PBS清洗細(xì)胞兩次,加入新鮮的培養(yǎng)基,并培養(yǎng)
細(xì)胞72小時。表達(dá)GFP的細(xì)胞的量用流式細(xì)胞術(shù)分析(參見圖15)。雜交體表現(xiàn)出與pDNA-
iLNP或用外來體共轉(zhuǎn)染的未融合的pDNA-iLNP相比更高的轉(zhuǎn)染速率。
[0242] 實(shí)施例9
[0243] 雜交體的純化
[0244] 為了排除轉(zhuǎn)染試驗(yàn)中未融合的iLNP的干擾,通過連續(xù)蔗糖密度梯度離心將它們與雜交體分開。為了確定pDNA-iLNP的密度,以0-55%的連續(xù)蔗糖(重量/體積)梯度(190000g,
14小時)離心,并進(jìn)行柱
分餾。蔗糖餾分的密度通過折射計確定,粒子的存在通過DLS中的光
子計數(shù)分析。數(shù)據(jù)揭示出pDNA-iLNP的最大密度為1.05g/ml(參見圖16)。
[0245] pDNA-iLNP/外來體融合混合物(蛋白與質(zhì)粒的重量比為1:0.1)在相應(yīng)蔗糖梯度上的離心在梯度的頂部產(chǎn)生了包含未融合的iLNP的明顯乳白色帶。合并對應(yīng)密度為1.06-
1.08、1.09-1.18和1.19-1.25g/ml的粒子的蔗糖餾分,并通過用PBS交換透析除去蔗糖。
[0246] 通過與細(xì)胞(72h,50’000個細(xì)胞/孔)一起孵育和通過流式細(xì)胞術(shù)分析表達(dá)GFP的細(xì)胞的數(shù)量來監(jiān)測這些餾分轉(zhuǎn)染GFP的能力。如圖17和16中所示,所有餾分都產(chǎn)生了GFP表
達(dá)。
[0247] 將pDNA-雜交體(低于1.05g/ml的粒子)合并,通過透析除去蔗糖,并在獨(dú)立的轉(zhuǎn)染研究中再次測試它們。用pDNA-雜交體(基于合并的餾分的BCA測定的2.5μg蛋白/孔)轉(zhuǎn)染細(xì)
胞(50000個細(xì)胞)0.5小時、1小時、2小時或24小時。在
指定的轉(zhuǎn)染時間后,用PBS清洗細(xì)胞2
次,并加入新鮮的培養(yǎng)基。通過流式細(xì)胞術(shù)分析培養(yǎng)72小時后的表達(dá)GFP的細(xì)胞的量(參見
圖18)。
[0248] 實(shí)施例10
[0249] 雜交體上的外源性靶向部分
[0250] 使用如上所示的IgG表面修飾的iLNP來制備在表面上具有IgG片段的雜交體。類似于實(shí)施例9中加入裝載有質(zhì)粒的雜交體,將栓有IgG的iLNP與GBM來源的外來體在融合緩沖
液中混合30分鐘(脂質(zhì)與外來體蛋白的重量比為6:1),并以蔗糖梯度分離未融合的iLNP。密
度為1.12-1.14g/ml(Rf=0.62,相比之下,裝載有質(zhì)粒的雜交體的Rf=0.36)的微粒層可見。
將低于1.08g/ml的餾分合并,并通過用PBS交換透析除去殘留的蔗糖。在非還原條件下使用
10%的丙烯酰胺進(jìn)行凝膠電泳(SDS-PAGE),以證實(shí)IgG與外來體蛋白二者都存在。
[0251] 用蔗糖梯度純化的IgG-雜交體(如通過BCA測定所確定的1.4μg蛋白含量/孔)轉(zhuǎn)染GBM細(xì)胞系(在前一天接種的50000個細(xì)胞/孔)。孵育24小時后,清洗細(xì)胞,如圖19所示,流式
細(xì)胞術(shù)確定大概80%的細(xì)胞對于第二抗IgG標(biāo)記的抗體為陽性。
[0252] 實(shí)施例11
[0253] 用于通用雜交體的不同EDEM
[0254] 通過兩種類型的融合測定確定通過改變EDEM貨物或表面修飾來產(chǎn)生不同雜交體的能力。
[0255] R18測定如實(shí)施例5中所概述的進(jìn)行。簡而言之,通過在融合緩沖液中混合實(shí)施例1中示出的不同iLNP物質(zhì)與R18標(biāo)記的GBM細(xì)胞系來源的外來體來確定融合。與包裹寡核苷
酸、蛋白和金納米粒子(單獨(dú)金納米粒子或與pDNA同時被包裹的金納米粒子)的iLNP的融合
在圖20至圖22中示出。外來體和具有肽和IgG表面修飾的iLNP之間的融合在圖23中示出。
[0256] 使用芘測定確定MCL-外來體與裝載有siRNA的iLNP的融合。這些siRNA-iLNP通過擠出或通過快速混合微流體芯片(如實(shí)施例1中所概述的)制備。
[0257] 該測定是以標(biāo)記膜與未標(biāo)記的膜融合時芘激發(fā)物的稀釋造成的單體熒光(大約400nm)的增加為基礎(chǔ)。用1μl的2.5mM?1-芘十二烷酸的乙醇溶液(Life?Technologies)在37
℃下標(biāo)記100μl的PBS中的外來體(35μg總蛋白)30分鐘。通過以100000g進(jìn)行60分鐘的超離
心來進(jìn)行雙重沉淀(two-fold?pelleting)和用MES緩沖液清洗(0.2M?MES,150mM?NaCl,pH?
5.5)來除去過量的1-芘十二烷酸。在除去游離的芘后,將標(biāo)記的外來體(10μg總蛋白/孔)懸
于96孔板中的MES緩沖液(0.2M?MES?150mM?NaCl,pH?5.5)中。在37℃用Synergy?HT酶標(biāo)儀
(Biotek)記錄加入未標(biāo)記的iLNP(5μg總脂質(zhì))時單體熒光的增加。如圖24中所示,在外來體
與通過擠出(ext)和微流體芯片(mf)產(chǎn)生的iLNP混合后出現(xiàn)了單體信號的增加。
[0258] 實(shí)施例12
[0259] 作為用于通用雜交體的生物相容遞送組件的細(xì)胞外小泡
[0260] 由不同類型的細(xì)胞分泌的微泡與不同iLNP之間的融合通過R18融合測定確定。
[0261] 如實(shí)施例2中所示,將人微泡與血小板(PLT-MV)和多形核嗜中性粒細(xì)胞(PMN-MV)分離。
[0262] 類似于實(shí)施例5,用R18的乙醇溶液標(biāo)記微泡樣品(0.25μg?PLT-MV和1.2μg?PMN-MV總蛋白),接著除去游離染料。在加入不同iLNP物質(zhì)時監(jiān)測熒光的增加。
[0263] 如圖25中所示,在融合緩沖液中混合iLNP與PMN-MV導(dǎo)致R18去猝滅。確定了pH依賴型iLNP與PMN-MV的相互作用,因?yàn)榧尤雙H為7.4的iLNP沒有導(dǎo)致去猝滅。與pDNA-iLNP和
BSA-iLNP混合導(dǎo)致了R18去猝滅。
[0264] 如圖26中所示,PLT-MV與空iLNP的混合是pH依賴性的,且與空iLNP與外來體的混合類似。PMN-MV與PLT-MV由于具有抗炎性和免疫抑制性質(zhì)而作為BDM令人們特別感興趣。已
經(jīng)證明了,PMN-MV能夠抑制細(xì)胞因子的釋放(腫瘤壞死因子α、轉(zhuǎn)化生長因子β1、白細(xì)胞介素
8、白細(xì)胞介素10和白細(xì)胞介素12p70),并減少人單核細(xì)胞來源的樹突細(xì)胞中的免疫激活受
體(CD40、CD80、CD83、CD86、CCR7、HLA-DP、HA-DQ和HA-DR)(Sadallah,Eken,&Schifferli,
2011)。
[0265] 實(shí)施例13
[0266] 難以轉(zhuǎn)染的細(xì)胞中雜交體的細(xì)胞吸收
[0267] 熒光顯微鏡用于確定難以轉(zhuǎn)染的淋巴細(xì)胞系(Jeko1)進(jìn)行的雜交體的細(xì)胞吸收。由MCL-exo和NBD標(biāo)記的iLNP(iLNP制劑DlinDMA:Chol:DSPC:PEG-S-DMG:NBD-PC?40:40:
17.5:2:0.5制劑)制備雜交體。將MCL-Exo(2μg總蛋白/孔)與NBD標(biāo)記的iLNP(1μg總脂質(zhì)/
孔)在反應(yīng)緩沖液(10mM?MES,pH?6.0,145mM?NaCl,5mM?KCl)中混合,并在
振蕩器上在37℃
下孵育30分鐘。
[0268] 將雜交體與iLNP用靶
細(xì)胞轉(zhuǎn)染1小時,然后用PBS清洗2次,以除去表面結(jié)合的且未內(nèi)化的小泡。然后,將細(xì)胞重懸于PBS中,在相同的儀器設(shè)置下生成熒光圖像。通過在開放的
源軟件ImageJ中進(jìn)行
圖像分析確定每孔中iLNP膜染料的平均熒光強(qiáng)度。如在圖27中所示,
在用雜交體轉(zhuǎn)染1小時后,Jeko1細(xì)胞(n=160)表現(xiàn)出的iLNP膜染料的平均強(qiáng)度是單獨(dú)用
iLNP轉(zhuǎn)染的平均強(qiáng)度的近7倍。
[0269] 參考文獻(xiàn)
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