专利名称:新型核酸转移系统的制作方法
新型核酸转移系统本发明涉及分子生物学领域,和特别地旨在提出新型的在基因疗法中有用的载体 以用于核酸的载体化。基因疗法主要基于使用用于治疗目的的核酸,从而有助于获得“DNA-药物”。起初 局限于遗传性遗传病的情形(其中将病因性基因的功能性拷贝引入到受遗传性缺陷侵害 的体细胞中),而如今基因转移已扩展至治疗获得性疾病例如癌症。最近,基因疗法已扩展至转移短的核酸序列,其目的是要么修饰基因的表达(例 如,外显子跳跃),要么通过遗传重组来修复病因性基因异常(例如,短的DNA序列,DNA/RNA 嵌合体),要么抑制基因的表达(例如,siRNA或“小干扰RNA”,反义寡核苷酸)。本发明的发明者更特别地对该最后一种类型的治疗策略感兴趣。RNA干扰是在进化过程中高度保守的现象。它基于这样的机制,所述机制使用通常 包含21至25个核苷酸的、通常双链的小RNA (称为siRNA),其一旦被转染到细胞中,就通过 与mRNA (信使RNA)的序列互补性来阻断mRNA的翻译。这些siRNA可以就这样转染到细胞中,或者可以源自尺寸更大的RNA分子的降解。在后一种情况下,在细胞中存在的双链RNA首先由称为切酶(Dicer)( “切割器 (eminceuse) ”)的III型核糖核酸酶进行加工。所述切酶将双链RNA均切割成21至25个 碱基对,从而形成siRNA。然后,切酶将siRNA转移至多蛋白复合体,RISC复合体(RNA诱导 的沉默复合体)。siRNA的一条链(称为“过客链(passenger)”)被清除,而另一条链(称 为“引导链(guide)”)则将RISC复合体导向具有与引导链互补的序列的mRNA。如果siRNA 和靶mRNA之间的互补性是完全的,那么RISC复体就切割靶mRNA,后者被降解并因而不再翻 译成蛋白质。因此,就这样转染的或者源自更长RNA的切割的siRNA导致靶基因表达的沉默。 几个非互补的碱基就足以阻止切割。因此,该机制非常特异于siRNA和其靶标(mRNA)的序 列。然而,在许多病理学状态中,许多基因过表达或者在错误的地点或在错误的时刻 表达。能够抑制这些病理性表达的可能性是对于治疗这许多疾病来说的重要希望,在这许 多疾病中最重要的是癌症,但也有病毒或自身免疫原因的疾病。siRNA的使用代表了用于研究某些基因的功能的令人感兴趣的工具。这是因为,通 过阻断靶基因的表达,可以经由缺陷来确定其功能。然而,该治疗策略的体内运用还提出了许多困难,尤其是在实施方面。这是因为, 在基因疗法的情形下核酸的转染主要遇到三个障碍。首先,为了有效,核酸必须应当到达特异地瞄准的靶细胞,并穿过细胞膜,而不被 生物体降解。其次,核酸的转染此外还应当是在毒性方面可接受的。最后,核酸分子具有低 的体内稳定性。为了克服这些困难,已经提出了几项载体化技术以用于将核酸分子转移到细胞中。第一项技术使用腺病毒(AAV,“腺伴随病毒”),其为重组病毒。另一种转染方式,电转移,在于在给细胞注射核酸分子后,在所考虑的细胞的水平上施加电场。事实上,尽管 这头两种方法使得能够获得令人满意的基因转移水平,但是另一方面,它们在毒性方面具 有缺点。恰好使得能够摆脱该缺点的另一项技术是利用合成载体。通常用于核酸转染的 合成载体的实例为例如脂复合物(Iipoplexes),其是核酸与阳离子脂质的复合物,任选地 与中性脂质相联合。基本上,这些带正电荷的载体通过非特异的静电相互作用而内在化 到细胞中。作为实例,已就其在核酸递送系统中的用途,对壳聚糖(一种包含非乙酰化的 β-D-葡糖胺残基的带正电荷的多糖)进行了广泛研究。因此,从!LdeMartimprey等人, Nucleic Acids Res. 2008 ;36(1)中获知了这样的siRNA递送系统,其中将siRNA吸附在“核 心/冠”类型的纳米颗粒的表面上,所述核心包含聚(氰基丙烯酸异丁酯)并且所述冠包含 壳聚糖。然而,利用脂质阳离子的递送系统的运用通常需要在体内使用之前进行大量的调 整,以期望最佳的转染效率。此外,核酸/合成载体复合物的形成并不总是立即的,并且在合成方面可以是限 制性的。此外,与病毒载体相比,合成载体对于在静脉内注射后靶向组织来说具有较低的体 内效率。最后,由于其阳离子性质,所有这些系统具有与带负电荷的细胞质蛋白质强烈相互 作用的天然倾向,这可以引起聚集现象和毒性反应。本发明的目标恰好在于,提出新的用于核酸转染的具有非阳离子性质的合成载体 化方式,其使得能够应对前述的缺点。特别地,本发明由发明人的出人意料的发现而产生,即包含10至40个核苷酸的核 酸分子与角鲨烯类基团类型的至少Cw的烃化合物或其类似物的偶联导致形成纳米颗粒, 从而构成在载体化和转染方面有效的递送系统,其还在毒性方面是可接受的。WO 2006/090029已经描述了,当其被共价偶联至吉西他滨(一种亲水的且极性的 分子)时,角鲨烯在水性介质中自发形成具有百来个纳米的纳米颗粒的能力。尤其,通过如 此合成的衍生物的两亲性行为(角鲨烯部分代表了疏水部分,而吉西他滨部分代表了亲水 部分)来解释在此之中的该能力。与所有预期相反,发明人发现,角鲨烯及其类似物形成纳米颗粒的该能力,在 当其与小尺寸的核酸分子(例如siRNA或反义寡核苷酸)(然而其具有依然比在WO 2006/090029中所考虑的核苷类似物的分子量高很多的分子量)共价联合时也可以表现出 来。出人意料地,此外还证实,如此形成的纳米颗粒具有足够小的尺寸(几十至几百纳米), 以与通过全身途径在基因疗法中应用相容。因此,根据第一个方面,本发明涉及复合物,其由与至少一个具有角鲨烯结构的至 少C18的烃化合物或其类似物共价偶联的至少一个包含10至40个核苷酸的核酸分子形成。根据本发明的一个优选的实施方案,所述包含10至40个核苷酸的核酸分子为反 义寡核苷酸,或者十分特别优选地为RNA分子,特别是siRNA分子。因此,本发明的目标旨在根据本发明的复合物,其中所述核酸分子为RNA分子,特 别是siRNA分子。其他核酸分子也能够通过根据本发明的载体化系统来进行运送,例如适配体。在这方面,十分特别地可以使用对于治疗癌症有用的序列,例如RET/PTC1 siRNA和RET/PTC 3siRNA(甲状腺乳头状癌)、EWS_fIilsiRNA(尤文肉瘤)、抗-ICAM反义寡 核苷酸和抗-ICAM siRNA(Kretschmer-Kazemi Far, R.等人,Nucl. Acids Res. 200331 4417-4424)、抗-RhoA 和抗-Rho C siRNA(Pille 等人,(2005) · Anti-RhoA and anti-RhoCsiRNAs inhibit the proliferation and invasiveness of MDA-MB-23lbreast cancer celles in vitro and in vivo. Mol Ther 11, 267-574)、抗 _K_ras siRNA (Martin SE 等人,Multiplexing siRNAs to compressRNAi-based screen size in human cells. Nucleic Acids Res. 2007 ;35 (8))以及抑制生长因子例如VEGF-A和VEGF-C (Α或B型血管 内皮生长因子)表达的siRNA (Filleur等人,Cancer Res,2003)。特别地,RET/PTCls iRNA是具有与嵌合癌基因RET/PTC1 (甲状腺乳头状癌 (Papillary Thyroid Carcinoma))互补的序列的siRNA,其由于染色体重排而产生,和特别 地由于原癌基因RET(具有酪氨酸激酶活性的膜受体)的酪氨酸激酶结构域与另一个基因 的5’末端融合(在H4的情况下)而产生。尤其在患有甲状腺乳头状癌的受试者中检测到 该嵌合癌基因。已筛选、选择和克隆了几种RET/PTCls iRNA (H. De Martimprey等人,2007,参见下 面)°根据本发明更特别地考虑RET/PTC1 siRNA的序列。因此,本发明的目标旨在根据本发明的复合物,其中所述核酸分子为RET/PTCls iRNA,其具有下述序列5' -C⑶UACCAUCGAGGAUCCAdAdA-3‘ (SEQ ID NO :1)。根据本发明的另一个目标,形成根据本发明的复合物的两个实体通过酯、醚、硫 醚、二硫键化合物、磷酸酯或酰胺类型(优选地,二硫键化合物类型)的共价键相偶联。根据一个特别的实施方案,复合物由与至少两个具有角鲨烯结构的至少Cw的烃 化合物或其类似物共价偶联的至少一个包含10至40个核苷酸的核酸分子形成。本发明的另一个目标旨在根据本发明的复合物的纳米颗粒,如前面所描述的。根据另一个目标,本发明旨在制备根据本发明的纳米颗粒的方法,其特征在于,所 述方法至少包括-将根据本发明的复合物分散在至少一种有机溶剂例如醇(例如乙醇)中,其浓度 足以当在搅拌下且通常逐滴地向水相中添加所得的混合物时,获得以在所述水相中的悬浮 液形式的所述复合物的纳米颗粒的瞬时形成,和-需要时,分离所述纳米颗粒。特别优选地,在根据本发明的复合物中和在从该复合物开始形成的纳米颗粒中所 使用的 siRNA 为 RET/PTC1 siRNA (SEQ ID NO :1)。根据本发明的另一个目标,本发明旨在根据本发明的复合物和/或相应的纳米颗 粒,其用于在治疗和/或预防癌症,尤其是内分泌性癌症,和更特别地甲状腺乳头状癌中使 用,或者用于在治疗和/或预防病毒性病理学状态中使用。本发明还旨在药物组合物,其包含至少一种根据本发明的复合物和/或纳米颗 粒,以及与之相联合的至少一种药学上可接受的载体。·具有角鲨烯结构的烃化合物在本发明的范围内,“具有角鲨烯结构的化合物”是包含至少一个角鲨烯类基团 (尤其如下文所定义)的化合物。
在本发明的范围内,当将其与水性介质放在一起时,“角鲨烯类基团(radical squalenoyle),,能够重现由角鲨烯和/或其衍生物所表现出的自组织特性。特别地,根据本发明的“角鲨烯类基团”可以通过由异戊二烯单元形成的线性的烃 结构来概括,所述烃结构可以由下面的式(I)来表示
权利要求
1.复合物,其由与至少一个具有角鲨烯结构的至少C18的烃化合物或其类似物共价偶 联的至少一个包含10至40个核苷酸的核酸分子形成。
2.根据前一项权利要求的复合物,其中所述具有角鲨烯结构的至少Cw的烃化合物或 其类似物由下述式(I)的基团来表示
3.根据前述权利要求中任一项的复合物,其中所述具有角鲨烯结构的至少Cw的烃化 合物为1,1,,2-三-去甲角鲨烯酸。
4.根据前述权利要求中任一项的复合物,其中所述包含10至40个核苷酸的核酸分子 为RNA分子。
5.根据前述权利要求中任一项的复合物,其中所述RNA分子为si RNA分子。
6.根据前一项权利要求的复合物,其中所述siRNA为RET/PTClsiRNA。
7.根据前一项权利要求的复合物,其特征在于,所述RET/PTClsiRNA具有下面的核苷 酸序列5' -C⑶UACCAUCGAGGAUCCAdAdA-3 ‘ (SEQ IDNO :1)。
8.根据前述权利要求中任一项的复合物,其中所述共价偶联为酯、醚、硫醚、二硫键化 合物、磷酸酯或酰胺类型的共价键,优选地二硫键化合物类型的共价键。
9.根据前述权利要求中任一项的复合物,其由下述通式(II)来表示
10.根据前一项权利要求的复合物,其中X为二硫键化合物共价连接,并且Z表示式 (I)的基团,其中m表示1和η表示2。
11.在权利要求1至10中任一项之中所描述的复合物的纳米颗粒。
12.根据前一项权利要求的纳米颗粒,其平均尺寸为30至500nm,特别地50至250nm, 甚至100至400nm。
13.制备根据权利要求11或12中任一项的纳米颗粒的方法,其特征在于,所述方法至 少包括-将根据权利要求1至10中任一项的复合物分散在至少一种有机溶剂中,其浓度足以 当在搅拌下向水相中添加所得的混合物时,获得以在所述水相中的悬浮液形式的所述复合 物的纳米颗粒的瞬时形成,和-需要时,分离所述纳米颗粒。
14.根据权利要求11或12之一的纳米颗粒,其用于在治疗和/或预防癌症,尤其是内 分泌性癌症,和更特别地甲状腺乳头状癌中使用。
15.药物组合物,其包含至少一种在权利要求1至10中任一项之中所描述的复合物和 /或在权利要求11或12之一中所描述的纳米颗粒,以及与之相联合的至少一种药学上可接 受的载体。
全文摘要
本发明涉及复合物,其由与至少一个具有角鲨烯结构的至少C18的烃化合物或其类似物共价偶联的至少一个包含10至40个核苷酸的核酸分子形成。
文档编号A61K31/7088GK102083847SQ200980124754
公开日2011年6月1日 申请日期2009年5月14日 优先权日2008年5月16日
发明者C·马尔维, D·德马埃勒, L·马萨德, M·拉瓦内, P·库夫勒尔 申请人:国家科研中心, 巴黎第十大学