使用适体构建体的药物递送制造技术

一种分子复合物，其包括治疗剂和控释构建体，该控释构建体包括第一基质缀合位点，该第一基质缀合位点经由结合区并任选地经由一个或多个间隔元件与细胞粘附位点连接，其中结合区具有其与治疗剂结合的折叠构型，其中构建体构造为使得当在第一基质缀合位点和细胞粘附位点之间施加机械张力时，结合区采取释放所结合治疗剂的折叠较少的构型。用于负载治疗剂的相关控释构建体、药物组合物以及制造和使用方法。

Drug delivery using aptamer constructs

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用适体构建体的药物递送

技术介绍
包括小分子药物和生物制剂在内的治疗剂的局部递送相对于全身递送具有许多优点。此外，已显示治疗剂在局部部位的持续和/或延迟释放显著降低了治疗益处所需的要求剂量水平，这能够降低潜在的有害副作用。特别需要改善局部递送的一个领域是使用生长因子用于促进组织修复。例如，Medtronic销售的骨移植产品由可吸收的胶原海绵载体(ACS)组成，其含有重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)。它经批准用于刺激ACS植入部位处的局部骨形成。虽然它是一种成功的产品，但ACS浸泡有1.5mg的rhBMP-2，这比将其给药的医院内所有个体中天然存在的BMP-2要多，这必然导致在体内最初放置海绵之后存在非生理性相关水平的BMP-2，随后当治疗剂迅速扩散离开ACS时BMP-2浓度迅速下降。在使用各种生长因子(例如BMP、FGF和EGF)用于促进伤口愈合以及还用于体外组织工程方面存在许多希望。然而，当如已提出的那样在传统的载体基质上给药、或喷射到伤口上或经由注射器注射到伤口部位时，遇到的相同问题在于，最初非生理性相关的浓度非常高，随后浓度快速下降，并且生长因子的时间持久性低。由此产生的实际问题可能包括副作用(来自于剂量太高)、效率不足(来自于随后剂量太低)以及需要多次重复剂量(以保持随时间的功效)。细胞毒性药物(例如用于控制癌症的那些)产生相关问题，因为确保靶细胞接收到足够的细胞毒性剂量，可能导致非靶细胞暴露于足以引起有害副作用的剂量。几乎所有类别的药物都产生类似的问题，其中产生的挑战在于，以正确浓度递送和递送至体内的正确部位。另外，许多药物对其分子靶标不完全具有特异性。如果它们能够靶向至正确的组织和/或细胞类型，即使该靶向仅部分具有特异性，也将有利地增加总体特异性。为了解决这些担忧和其它问题，本专利技术涉及一种技术，其能够在发生细胞与递送构建体的直接接触(优选在靶向部位内)时，局部持续释放治疗剂。适体适体(aptamer)是与特定靶分子结合的寡核苷酸或肽分子、或其衍生物/类似物。它们通常通过选择过程从大的可变序列库中产生。适体与抗体共享一些特征，比如强结合亲和力和特异性，并且已提出将适体用作治疗剂。哌加他尼(Pegaptanib)(商品名)是一种结合并拮抗VEGF的组合PEG化核酸适体的抗-VEGF适体。它经批准用于治疗年龄相关性黄斑变性。还提出将适体用于隔离和释放治疗剂如生长因子。Battig等人(2014)Biomaterials35:8040-8048描述了一种超多孔水凝胶基质，其提出作为组织植入物，并且其包括用于隔离生长因子的核酸适体，并阐明了这种隔离(即将适体用生长因子负载)可以在不使用可能损害生长因子活性的苛刻条件的情况下完成。生长因子的释放速率可以通过改造适体的结合亲和力来控制，但释放通过被动扩散进行，不需要细胞的存在。本专利技术涉及治疗剂(例如生长因子)从包括结合配偶体、优选适体的构建体中的受控释放(controlledrelease)，这种受控释放仅在细胞的存在下、优选仅在靶细胞的存在下发生，其通过使用细胞牵引力，以通过导致配偶体的构象变化而从结合配偶体释放治疗剂。
技术实现思路
在本专利技术的第一方面，提供一种分子复合物，其包括治疗剂和控释构建体(controlledreleaseconstruct)，该控释构建体包括第一基质缀合位点(primarymatrixconjugationsite)，该第一基质缀合位点经由结合区并任选地经由一个或多个间隔元件(spacerelement)与细胞粘附位点连接，其中结合区具有其与治疗剂结合的折叠构型，其中构建体构造成当在第一基质缀合位点和细胞粘附位点之间施加机械张力时，结合区采取释放出结合的治疗剂的折叠较少的构型。在本专利技术的第二方面，提供一种控释构建体，其包括第一基质缀合位点，该第一基质缀合位点经由结合区并任选地经由一个或多个间隔元件与细胞粘附位点连接，其中结合区具有其能够结合治疗剂的折叠构型，其中构建体构造成当在第一基质缀合位点和细胞粘附位点之间施加机械张力时，结合区采取不太能够结合治疗剂的折叠较少的构型。在本专利技术的第三方面，提供一种药物组合物，其包括根据本专利技术第一方面的分子复合物或根据本专利技术第二方面的控释构建体，并包括药学上可接受的载体。在本专利技术的第四方面，提供根据本专利技术第一方面的分子复合物或根据本专利技术第二方面的控释构建体或根据本专利技术第三方面的药物组合物，其用作药物。在本专利技术的第五方面，提供根据本专利技术第一方面的分子复合物或根据本专利技术第二方面的控释构建体或根据本专利技术第三方面的药物组合物，其用作辅助组织再生的药物。在本专利技术的第六方面，提供一种将治疗剂递送至对其有需求的受试者的方法，其包括将根据本专利技术第一方面的分子复合物或根据本专利技术第三方面的药物组合物给予所述受试者。在本专利技术的第七方面，提供一种治疗需要组织再生的受试者的方法，其包括将根据本专利技术第一方面的分子复合物、或根据本专利技术第二方面的控释构建体、或根据本专利技术第三方面的药物组合物给予所述受试者。在本专利技术的第八方面，提供一种制备如本专利技术第一方面所定义的分子复合物的方法，其包括使治疗剂与如本专利技术第二方面所定义的控释构建体接触。附图说明图1(a)示出本专利技术的核心原理，即治疗剂(在此为视作非限定性例子的生长因子TGF-β)能够以非活性形式与本专利技术的控释构建体复合(在图1(a)中描述为“大休眠(latent)复合物”)。构建体的一端可以与细胞外底物或基质连接。当构建体具有施加于另一端的细胞牵引力时，控释构建体改变其构型，使得治疗剂分离并以活性形式释放。细胞牵引力施加于构建体的一端，因为该端部变得与细胞表面连接，并通过其所连接的细胞中的运动而移动。重要的是要理解到，足以导致本专利技术起作用所需的细胞牵引力的细胞运动不需要包括完全的细胞迁移(尽管它包括这种运动)。甚至被认为不迁移的细胞也从它们的膜表面发出过程，这些局部运动将提供足够的细胞牵引力以使本专利技术起作用。图1(b)在第一个图中示出本文讨论的根据本专利技术某些实施方式的构建体的示意性结构，并在下方的图中示出根据本专利技术某些实施方式的控释构建体，其包括第二基质缀合位点和蛋白酶切割位点。图1(c)示出的是MonteCarlo模拟，其阐明适体结合位点(比如提出用于本专利技术某些实施方式者)将在整联蛋白细胞粘附位点与整联蛋白去结合(unbind)之前解折叠(unfold)并释放出治疗剂。图2示意性地示出本专利技术的控释构建体的几种示例性布置(arrangement)。图3示出实施例1中描述的实验结果。图4示出胶原蛋白凝胶官能化策略的反应示意图。这种凝胶可以与本专利技术的构建体结合使用。图5在A部分中示出本专利技术的分子复合物的最佳缀合策略的开发。在B部分中，给出了与优化有关的数据。图6示出用于阐明根据本专利技术的构建体可以缀合到胶原蛋白凝胶支架(scaffold)上的实验。图6A示出所提出的缀合反应，图6B示出确认成功缀合的荧光显微照片。在彩色原图中，左上和右上显微照片显示红色通道中的荧光，其在该单色复印件中显示为较浅的色度(shade)。图7示出本专利技术的构建体可以与官能化玻璃表面连接。图8示出的实验阐明，用本专利技术的构建体官能化的玻璃表面导致细胞产生粘着斑，比起对照表面上的细胞增殖更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分子复合物，其包括治疗剂和控释构建体，所述控释构建体包括第一基质缀合位点，所述第一基质缀合位点经由结合区并任选地经由一个或多个间隔元件与细胞粘附位点连接，其中所述结合区具有其与所述治疗剂结合的折叠构型，其中所述构建体构造成当在所述第一基质缀合位点和所述细胞粘附位点之间施加机械张力时，所述结合区采取释放出结合的治疗剂的折叠较少的构型。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.20 GB 1615989.91.一种分子复合物，其包括治疗剂和控释构建体，所述控释构建体包括第一基质缀合位点，所述第一基质缀合位点经由结合区并任选地经由一个或多个间隔元件与细胞粘附位点连接，其中所述结合区具有其与所述治疗剂结合的折叠构型，其中所述构建体构造成当在所述第一基质缀合位点和所述细胞粘附位点之间施加机械张力时，所述结合区采取释放出结合的治疗剂的折叠较少的构型。2.如权利要求1所述的分子复合物，其中所述构建体还包括第二基质缀合位点，所述第二基质缀合位点经由切割位点、但不经由所述结合区与所述细胞粘附位点连接，使得在所述第二基质缀合位点和所述细胞粘附位点之间施加的任何机械张力不导致释放出所述结合的治疗剂。3.如权利要求2所述的分子复合物，其中所述切割位点是酶促切割的位点，使得当切割时，所述第二基质缀合位点与所述构建体的其余部分分离。4.如权利要求1、2或3所述的分子复合物，其中所述结合区是适体。5.如权利要求1、2、3或4所述的分子复合物，其中所述结合区是包括核酸或其衍生物/类似物的适体。6.如权利要求1至5中任一项所述的分子复合物，其中所述结合区包括核酸或核酸类似物的序列，所述核酸或核酸类似物例如RNA、DNA、PNA(肽核酸)、LNA(锁核酸)、BNA(桥接核酸)、MNA(吗啉代核酸)、GNA(乙二醇核酸)和TNA(苏糖核酸)、或其混合物。7.如权利要求6所述的分子复合物，其中所述结合区包括RNA，其任选地是取代的。8.如权利要求6或7所述的分子复合物，其中所述结合区由单链核酸或核酸类似物组成。9.如权利要求6或7所述的分子复合物，其中所述结合区由双链核酸或核酸类似物组成。10.如权利要求1至9中任一项所述的分子复合物，其中所述治疗剂是蛋白质生长因子。...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·D·阿尔姆奎斯特，A·斯泰斯卡洛娃，
申请(专利权)人：帝国大学创新有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB