寡核苷酸组合物和其方法技术

本公开尤其涉及具有选定设计的手性控制的寡核苷酸、手性控制的寡核苷酸组合物以及其制备和使用方法。在一些实施例中，所提供的手性控制的寡核苷酸组合物提供了与参照寡核苷酸组合物不同的核酸聚合物裂解样式。在一些实施例中，所提供的手性控制的寡核苷酸组合物在核酸聚合物的互补序列中提供了单一位点裂解。在一些实施例中，手性控制的寡核苷酸组合物具有本文中所描述的任何碱基序列，和/或样式或碱基修饰、糖修饰、骨架修饰和/或立体化学，或者这些要素的组合。

Oligonucleotide compositions and methods thereof

The present disclosure relates in particular to chiral controlled oligonucleotides with selected designs, chiral controlled oligonucleotide compositions, and their preparation and use methods. In some embodiments, the chirally controlled oligonucleotide compositions provided provide a different nucleic acid polymer pyrolysis pattern from the reference oligonucleotide compositions. In some embodiments, the chiral controlled oligonucleotide compositions provided provide single site cleavage in complementary sequences of nucleic acid polymers. In some embodiments, chirally controlled oligonucleotide compositions have any base sequence described herein, and/or combination of style or base modification, sugar modification, skeleton modification and/or stereochemistry, or of these elements.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】寡核苷酸组合物和其方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年5月4日提交的美国临时申请第62/331,960号和2017年1月18日提交的美国临时申请第62/447,832号以及2016年7月22日提交的PCT申请第PCT/US2016/043542号的优先权，其各自的全部内容以引入的方式并入本文中。

技术介绍
寡核苷酸适用于各种应用，如治疗、诊断、研究和纳米材料应用。天然存在的核酸(例如，未经修饰的DNA或RNA)在用于治疗时可例如由于其对细胞外和细胞内核酸酶的不稳定性和/或其较差的细胞渗透性和分布而受到限制。需要新型改进的寡核苷酸和寡核苷酸组合物，例如新型反义和siRNA寡核苷酸和寡核苷酸组合物。
技术实现思路
本公开尤其涵盖以下认识：寡核苷酸结构元件，如碱基序列、化学修饰(例如，糖、碱基和/或核苷酸间键(internucleotidiclinkage)的修饰和其样式)和/或立体化学(例如，骨架手性中心(手性核苷酸间键)的立体化学和/或其样式)可对寡核苷酸的特性(例如，活性)具有显著影响。在一些实施例中，本公开示出，包括具有受控的结构元件(例如，受控的化学修饰和/或受控的骨架立体化学样式)的寡核苷酸的寡核苷酸组合物提供意想不到的特性，包含但不限于本文中所述的那些。在一些实施例中，本公开示出，化学修饰和立体化学的组合可提供意想不到地极大改善的特性(例如生物活性、选择性等)。在一些实施例中，本公开提供一种具有特定碱基序列和/或糖修饰样式(例如，2′OMe、2′-F、2′-MOE等)和/或碱基修饰样式(例如，5-甲基胞嘧啶)和/或骨架修饰样式(硫代磷酸酯或经修饰的硫代磷酸酯)和/或骨架手性中心立体化学样式(例如，每个硫代磷酸酯为Sp或Rp)的寡核苷酸的寡核苷酸组合物。在一些实施例中，核苷酸间键的修饰可将经修饰键中的磷原子转化为手性中心。例如，在硫代磷酸酯(phosphorothioate；PS)修饰中，与磷(P)原子结合的非桥连氧(O)原子中的一个被硫(S)原子置换。在寡核苷酸合成中使用PS修饰的结果是其在磷处产生手性中心，所述磷可以具有“Sp”或“Rp”构型。例如，具有19个PS键[例如，长度为20个核苷酸，具有19个PS修饰，在每个PS修饰处各自具有两种可能的立体化学(Rp或Rp)]的常规立构无规(stereorandom)经PS修饰寡核苷酸组合物是超过500,000(219)种立体异构体的混合物，所述立体异构体各自具有相同核苷酸序列(例如，碱基序列)，但是沿其骨架的立体化学不同；这样的组合物是“立构无规”寡核苷酸组合物。在一些实施例中，与立构无规组合物相反，手性控制的寡核苷酸组合物是单一寡核苷酸的基本上纯的制剂，其中所述组合物中预定水平的寡核苷酸具有共同的碱基序列和长度、共同的骨架键联样式和共同的骨架手性中心样式。在一些实施例中，一些寡核苷酸组合物是立体纯的(即，手性控制的寡核苷酸组合物)，其中每个PS处的立体化学是确定的(Sp或Rp)。在一些实施例中，在寡核苷酸的立构无规组合物中，多种寡核苷酸可具有相同碱基序列、相同糖修饰样式(例如，2′-OMe、2′-F、2′-MOE等)、相同碱基修饰样式(例如，5-甲基胞嘧啶)和相同骨架修饰样式(磷酸酯或PS)，但是不同的骨架手性中心样式，并且其水平因非立体控制合成而为随机的(未如本文中所示使用手性助剂的某些方法那样通过立体控制合成而预先确定)。可选择手性控制的寡核苷酸组合物，以与相同碱基序列的寡核苷酸的立构无规制剂相比，具有更高的期望的生物活性(例如，更高的活性、RNA干扰或RNAseH介导的路径中的效率等)和降低的非所期望的活性(例如，非所期望的免疫原性、毒性等)。在一些实施例中，手性控制的寡核苷酸组合物能够更好地区分突变体(mu)和野生型(wt)HTT序列(具有单nt差异)。本公开尤其涵盖以下认识：立构无规寡核苷酸制剂含有多种不同化学实体，其在例如寡核苷酸链内的单个骨架手性中心的立体化学结构方面彼此不同。在不控制骨架手性中心的立体化学的情况下，立构无规寡核苷酸制剂提供包括未确定水平的寡核苷酸立体异构体的未受控组合物。尽管这些立体异构体可具有相同碱基序列和/或化学修饰，但是至少由于其不同的骨架立体化学，其是不同的化学实体，并且如本文中所证明，其可具有不同的特性，如生物活性。本公开尤其提供新型组合物，其是或含有目标寡核苷酸的特定立体异构体。在一些实施例中，特定立体异构体可例如通过其碱基序列、其长度、其骨架键联样式和其骨架手性中心样式来限定。如本领域中所理解，在一些实施例中，碱基序列可涉及寡核苷酸中碱基残基的身份(identity)和/或修饰状态，和/或此类残基的杂交特性(即，与特定互补残基杂交的能力)。本公开尤其示出，特定寡核苷酸的单个立体异构体可显示出彼此不同的稳定性和/或活性(例如，功能和/或毒性特性)。此外，本公开示出，通过寡核苷酸内特定手性结构的引入和/或定位实现的稳定性和/或活性改善比得上或甚至优于通过使用特定骨架键联、残基修饰等(例如，通过使用某些类型的经修饰磷酸酯[例如，硫代磷酸酯、经取代的硫代磷酸酯等]、糖修饰[例如，2′-修饰等]和/或碱基修饰[例如，甲基化等])实现的那些。本公开尤其认识到，在一些实施例中，寡核苷酸的特性(例如，稳定性和/或活性)可通过优化寡核苷酸的骨架手性中心样式来调节，任选地与寡核苷酸的一个或多个其它特征(例如，键联样式、核苷修饰样式等)的调整和/或优化相组合。在一些实施例中，本公开提供了寡核苷酸的组合物，其中所述寡核苷酸具有共同的骨架手性中心样式，其出人意料地极大提高了所述寡核苷酸的稳定性和/或生物活性。在一些实施例中，骨架手性中心样式提供了提高的稳定性。在一些实施例中，骨架手性中心样式提供了出人意料地提高的活性。在一些实施例中，骨架手性中心样式提供了提高的稳定性和活性。在一些实施例中，当寡核苷酸用于裂解核酸聚合物时，骨架手性中心样式本身出人意料地改变了靶核酸聚合物的裂解样式。在一些实施例中，骨架手性中心样式有效地阻止了在第二位点的裂解。在一些实施例中，骨架手性中心样式产生了新裂解位点。在一些实施例中，骨架手性中心样式使裂解位点数目最小化。在一些实施例中，骨架手性中心样式使裂解位点数目最小化，使得在靶核酸聚合物的与寡核苷酸互补的序列内的仅一个位点裂解靶核苷酸聚合物。在一些实施例中，骨架手性中心样式提高了裂解位点处的裂解效率。在一些实施例中，寡核苷酸的骨架手性中心样式改善了靶核酸聚合物的裂解。在一些实施例中，骨架手性中心样式提高了选择性。在一些实施例中，骨架手性中心样式使脱靶效应(off-targeteffect)最小化。在一些实施例中，骨架手性中心样式提高了选择性，例如，差异仅在于单核苷酸多态性(singlenucleotidepolymorphism，SNP)的两个靶序列之间的裂解选择性。在一些实施例中，骨架手性中心样式，如具有式O-I结构的所提供的寡核苷酸中的那些，包括：(Sp)m(Rp)n、(Rp)n(Sp)m、(Np)t(Rp)n(Sp)m或(Sp)t(Rp)n(Sp)m的一个或多个重复，或者是其本身。在本文中所述的一些实施例中，m是1-50；n是1-10；并且t是1-50。在一些实施例中，骨架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手性控制的寡核苷酸组合物，其包括特定寡核苷酸类型的寡核苷酸，所述寡核苷酸的特征在于：1)共同的碱基序列和长度；2)共同的骨架键联样式；和3)共同的骨架手性中心样式；所述组合物是手性控制的，其中相对于具有相同碱基序列和长度的寡核苷酸的基本上外消旋的制剂，所述组合物富含所述特定寡核苷酸类型的寡核苷酸，其中所述寡核苷酸靶向突变亨廷顿基因，并且所述长度为约10至约50个核苷酸，其中所述骨架键联包括至少一个硫代磷酸酯，并且其中所述骨架手性中心样式包括至少一个Rp手性中心和至少一个Sp手性中心。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.04 US 62/331,960;2016.07.22 US PCT/US2016/1.一种手性控制的寡核苷酸组合物，其包括特定寡核苷酸类型的寡核苷酸，所述寡核苷酸的特征在于：1)共同的碱基序列和长度；2)共同的骨架键联样式；和3)共同的骨架手性中心样式；所述组合物是手性控制的，其中相对于具有相同碱基序列和长度的寡核苷酸的基本上外消旋的制剂，所述组合物富含所述特定寡核苷酸类型的寡核苷酸，其中所述寡核苷酸靶向突变亨廷顿基因，并且所述长度为约10至约50个核苷酸，其中所述骨架键联包括至少一个硫代磷酸酯，并且其中所述骨架手性中心样式包括至少一个Rp手性中心和至少一个Sp手性中心。2.一种手性控制的寡核苷酸组合物，其包括通过具有以下特性来定义的寡核苷酸：1)共同的碱基序列和长度；2)共同的骨架键联样式；和3)共同的骨架手性中心样式，所述组合物是单一寡核苷酸的基本上纯的制剂，其中所述组合物中预定水平的寡核苷酸具有所述共同的碱基序列和长度、所述共同的骨架键联样式和所述共同的骨架手性中心样式；或一种手性控制的寡核苷酸组合物，其包括通过具有以下特性来定义的寡核苷酸：1)共同的碱基序列和长度；2)共同的骨架键联样式；和3)共同的骨架手性中心样式，所述组合物是单一寡核苷酸的基本上纯的制剂，其中所述组合物中至少约10％的所述寡核苷酸具有所述共同的碱基序列和长度、所述共同的骨架键联样式和所述共同的骨架手性中心样式。3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述寡核苷酸包括一个或多个翼区和共同的核心区，其中：每个翼区独立地具有两个或更多个碱基的长度，并且独立地并任选地包括一个或多个手性核苷酸间键；并且所述核心区独立地具有两个或更多个碱基的长度并且独立地包括一个或多个手性核苷酸间键。4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述寡核苷酸类型的寡核苷酸包括至少一个翼区和核心区，其中：每个翼区独立地具有两个或更多个碱基的长度，并且独立地并任选地包括一个或多个手性核苷酸间键；所述核心区独立地具有两个或更多个碱基的长度，并且独立地包括一个或多个手性核苷酸间键；并且其中翼区中的至少一个核苷酸与所述核心区的至少一个核苷酸不同，其中差异在于以下一种或多种：1)骨架键联；2)骨架手性中心样式；3)糖修饰。5.根据权利要求1所述的组合物，其中相同寡核苷酸类型的寡核苷酸具有相同结构。6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述寡核苷酸包括一个或多个天然磷酸酯键和一个或多个硫代磷酸酯键。7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述寡核苷酸包括翼-核心-翼结构。8.根据权利要求7所述的组合物，其中翼包括手性核苷酸间键和天然磷酸酯键9.根据权利要求8所述的组合物，其中所述核心包括一个或多个硫代磷酸酯键。10.根据权利要求6所述的组合物，其中所述寡核苷酸中的每一个包括经修饰糖部分。11.根据权利要求10所述的组合物，其中所述经修饰糖部分包括高亲和力糖修饰。12.根据权利要求10所述的组合物，其中所述经修饰糖部分具有2′-修饰。13.根据权利要求10所述的组合物，其中所述经修饰糖部分包括双环糖修饰。14.根据权利要求10所述的组合物，其中所述经修饰糖部分包括2′-修饰，其中2′-修饰是2′-OR1，其中R1是任选地经取代的C1-6烷基。15.根据权利要求10所述的组合物，其中所述经修饰糖部分包括2′-修饰，其中2′-修饰是2′-MOE。16.根据权利要求10所述的组合物，其中所述经修饰糖部分包括2′-修饰，其中2′-修饰是2′-OMe。17.根据权利要求10所述的组合物，其中所述经修饰糖部分包括2′-修饰，其中所述2′-修饰是S-cEt。18.根据权利要求10所述的组合物，其中所述经修饰糖部分包括2′-修饰，其中所述2′-修饰是FANA。19.根据权利要求10所述的组合物，其中所述经修饰糖部分包括2′-修饰，其中所述2′-修饰是FRNA。20.根据权利要求10所述的组合物，其中所述经修饰糖部分具有5′-修饰。21.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述寡核苷酸包括一个或多个天然磷酸酯键，以及包括(Sp)t(Rp)n(Sp)m的骨架手性中心样式，其中t是2-10，n是1，并且m是2-10，并且t和m中的至少一个大于5。22.根据权利要求6所述的组合物，其中所述寡核苷酸包括含有以下的骨架手性中心样式：SSR、RSS、SSRSS、SSRSSR、RSSSRSRRRS、RSSSSSSSSS、SRRSRSSSSR、SRSRSSRSSR、RRRSSSRSSS、RRRSRSSRSR、RRSSSRSRSR、SRSSSRSSSS、SSRRSSRSRS、SSSSSSRRSS、RRRSSRRRSR、RRRRSSSSRS、SRRSRRRRRR、RSSRSSRRRR、RSRRSRRSRR、RRSRSSRSRS、SSRRRRRSRR、RSRRSRSSSR、RRSSRSRRRR、RRSRSRRSSS、RRSRSSSRRR、RSRRRRSRSR、SSRSSSRRRS、RSSRSRSRSR、RSRSRSSRSS、RRRSSRRSRS、SRRSSRRSRS、RRRRSRSRRR或SSSSRRRRSR。23.根据权利要求22所述的组合物，其中所述寡核苷酸靶向包括单核苷酸多态性(SNP)的突变亨廷顿基因。24.根据权利要求23所述的组合物，其中所述单核苷酸多态性选自rs362307、rs7685686、rs362268、rs2530595、rs362331和rs362306。25.根据权利要求1所述的组合物，其中所述寡核苷酸具有选自以下的结构：表N1A、N2A、N3A、N4A和8；以及WV-937、WV-1087、WV-1090、WV-1091、WV-2611、WV-2601、WV-1092、WV-2595和WV-2603。26.根据权利要求1所述的组合物，其中所述寡核苷酸是WV-1092。27.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱德拉·瓦尔格赛，米纳，内纳德·斯夫尔齐卡帕，苏索万·莫哈帕特拉，克里斯多佛·J·弗朗西斯，格雷戈里·L·韦尔迪，安娜·索科洛夫斯卡，
申请(专利权)人：波涛生命科学有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG