用于可规模化生产和递送生物制剂的组合物和方法技术

本公开总体上涉及用于包封和可规模化递送生物活性化合物的包含无核小细胞的农业制剂和基于无核细胞的平台。本文公开了用于将无染色体和/或无核细胞内的生物活性化合物稳定且靶向递送到靶细胞上和/或靶细胞中的组合物。本公开还提供了改善生物活性化合物在无染色体和/或无核细胞中的包封和保留以及将生物活性化合物递送到靶细胞中的方法。

Compositions and methods for mass production and delivery of biological agents

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于可规模化生产和递送生物制剂的组合物和方法相关申请的交叉引用本申请要求2018年5月4日提交的美国临时申请号62/666,981和2017年9月25日提交的美国临时申请号62/562,723的优先权权益，以上申请中的每一项据此通过引用全文并入。
本公开整体涉及用于将生物活性化合物包封在无染色体和/或无核细胞内的制剂、平台、组合物和方法。本公开提供了包封在无染色体和/或无核细胞中的生物活性化合物到期望靶标的可规模化递送。另外，本文公开了用于以稳定和可规模化方式包封并递送生物活性化合物到靶标上和/或靶标中的方法。关于序列表的声明与本申请相关的序列表以文本格式代替纸质副本提供，并且据此通过引用并入说明书中。包含序列表的文本文件的名称为AGRO_004_02WO_SeqList_ST25.txt。文本文件为约89.5KB，创建于2018年9月24日，并通过EFS-Web以电子方式提交。
技术介绍
预计到2050年，世界人口将增长到90亿以上，人类社会将面临的最大挑战就是养活人民。联合国粮食及农业组织(FAO)估计，粮食生产与人口增长保持同步的必要增长中，预计有80％来自产量的增加以及每年可以在同一土地上种植作物的次数的增加。预计只有20％的新粮食生产来自农田扩张。需要全球作出努力来增加未来的作物收成和粮食生产，从而应对未来的挑战。农药在农业和粮食生产中起着重要作用，可防止大量作物损失。农药可以通过防治害虫(诸如昆虫)、啮齿动物、杂草、细菌、霉菌和真菌并且通过增加产量以及每年可以在同一土地上种植作物的次数来帮助生产粮食。然而，人们一直担心农药对人类健康和周围环境的负面影响。农药可能对人类而言是有毒的，并且可能具有急性和慢性健康影响，这取决于人体暴露于其中的数量和方式。有些农药可以在土壤和水中保留数年，这会使环境更易受到污染和伤害。因暴露于农药而面临最大健康风险的人是那些在工作中、在家或花园中与农药接触的人。由于常规农药给社会带来意想不到的后果，因此采用替代施加方式在没有农药的有害影响下防止害虫破坏作物至关重要。另一方面，肥料作为生长刺激剂对于增加作物产量非常重要。然而，基于化学的常规肥料使人们遭受农药所具有的类似负面影响。由于喷洒时从靶标上滴落或者由于降雨期间被冲刷，不仅作为防治试剂的农药而且作为刺激剂的肥料都存在化学物质功效降低和化学物质流失到土壤中的问题，这可能会导致地下水污染、环境破坏、功能活性丧失以及人类和动物健康问题。因此，还有必要开发一种新型递送系统，以确保生物活性化合物诸如生物防治剂和/或生物刺激剂的靶向递送。另外，非常需要一种有效的包封和递送平台，用于维持生物防治剂和/或生物刺激剂的生物活性，直到以可规模化、靶向、成本有效的方式将生物活性化合物递送到其预期靶标。
技术实现思路
本公开涉及包含完整小细胞的农业制剂，所述完整小细胞用于包封和递送生物活性化合物并将所述农业制剂施加于期望位点，诸如植物或害虫。本公开还涉及一种无核小细胞，所述无核小细胞用于包封和递送生物活性化合物并将所述平台施加于期望位点，诸如植物或害虫。本公开提供了用于将生物活性化合物包封在无染色体和/或无核小细胞内的平台、组合物、制剂和方法。本公开提供了包封在无染色体和/或无核小细胞中的生物活性化合物到期望靶标的可规模化递送。另外，本文公开了用于以稳定和可规模化方式包封生物活性化合物并将其递送到靶标上和/或靶标中的方法。在一些实施方案中，提供了一种农业制剂，所述农业制剂包含a)完整小细胞，所述小细胞在所述小细胞内包含至少一种生物活性化合物，其中所述生物活性化合物选自由以下各项组成的组：i)核酸，其中所述核酸靶向靶标的细胞内编码多肽的转录物，ii)生物防治化合物，其中所述生物防治化合物对害虫具有活性，以及iii)生物刺激剂化合物，其中所述生物刺激剂化合物刺激植物的生长或健康。在一些实施方案中，所述靶标是植物或害虫。在一些实施方案中，所述小细胞与至少一种农业上适合的添加剂或佐剂一起施加。在一些实施方案中，所述小细胞来源于原核细胞、革兰氏阴性细菌细胞、革兰氏阳性细菌细胞或真核细胞。在其他实施方案中，所述小细胞来源于内生菌或植物病原细菌。在一些实施方案中，所述小细胞是蛋白酶缺乏的或是核糖核酸酶缺乏的。在一些实施方案中，所述小细胞是蛋白酶缺乏的。在一些实施方案中，所述小细胞是核糖核酸酶缺乏的。在一些实施方案中，所述小细胞是蛋白酶缺乏的和是核糖核酸酶缺乏的。在一些实施方案中，所述小细胞是蛋白酶缺乏的，并且其中所述生物活性化合物是蛋白质。在一些实施方案中，所述小细胞是核糖核酸酶缺乏的，并且其中所述生物活性化合物是核酸。在一些实施方案中，所述生物活性化合物是所述核酸，所述核酸选自由以下各项组成的组：反义核酸、双链RNA(dsRNA)、短发夹RNA(shRNA)、小干扰RNA(siRNA)、微RNA(miRNA)、核酶、适体及其组合。在一些实施方案中，所述生物活性化合物对除所述靶标的细胞以外的细胞是惰性的。在一些实施方案中，所述生物防治化合物是肽、多肽、发酵产物、代谢物、抗体、化学信息素或微量营养素。在一些实施方案中，所述生物刺激剂化合物是肽、多肽、发酵产物、代谢物、抗体、化学信息素或微量营养素。在一些实施方案中，所述靶标包括植物、昆虫、蠕虫、细菌、真菌、病毒和水生动物，其中所述水生动物包括鱼、贝类和甲壳动物。在一些实施方案中，所述农业制剂还在所述小细胞内包含多肽，其中所述多肽在所述小细胞内表达，其中所述多肽与所述核酸结合。在一些实施方案中，所述多肽是dsRNA结合蛋白，并且其中所述dsRNA结合蛋白增加负载并增强dsRNA的稳定性。在一些实施方案中，所述小细胞还包含至少一种融合蛋白，并且其中所述融合蛋白在所述小细胞的表面上表达。在其他实施方案中，所述融合蛋白包含至少一个表面表达部分和至少一个靶细胞粘附部分，并且其中所述靶细胞粘附部分包含由纤维素结合结构域、木聚糖结合结构域、几丁质结合结构域和木质素结合结构域组成的碳水化合物结合模块。在一些实施方案中，所述小细胞用溶剂、试剂、固定剂、防腐剂或交联剂处理以具有更好的溶解性、增加的稳定性或增强的完整性。在一些实施方案中，所述小细胞表现出所述生物活性化合物的控制释放速率，其中所述释放可以是稳定释放或初始突释然后稳定释放。在一些实施方案中，提供了一种递送至少一种生物活性化合物的方法，所述方法包括：将所述小细胞施加于靶细胞。在一些实施方案中，将所述小细胞施加于靶标并通过内吞作用将其递送到所述靶标的细胞中。在其他实施方案中，提供了一种递送至少一种生物活性化合物的方法，所述方法还包括：将所述小细胞与试剂一起施加于所述靶细胞，其中所述试剂是用于改善所述小细胞穿透到所述靶细胞中的佐剂。在一些实施方案中，提供了一种递送至少一种生物活性化合物的方法，所述试剂是表面活性剂、乳化剂、作物油浓缩液、穿透剂、盐或其组合。在一些实施方案中，提供了一种递送至少一种生物活性化合物的方法，所述方法包括：将农业制剂施加于靶细胞，其中所述农业制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农业制剂，其包含：/na.完整小细胞，所述完整小细胞在所述小细胞内包含至少一种生物活性化合物，其中所述生物活性化合物选自由以下组成的组：/ni.核酸，其中所述核酸靶向靶标的细胞内编码多肽的转录物，/nii.生物防治化合物，其中所述生物防治化合物对害虫具有活性，以及/niii.生物刺激剂化合物，其中所述生物刺激剂化合物刺激植物的生长或健康，/n其中所述靶标是植物或害虫。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170925 US 62/562,723;20180504 US 62/666,9811.一种农业制剂，其包含：
a.完整小细胞，所述完整小细胞在所述小细胞内包含至少一种生物活性化合物，其中所述生物活性化合物选自由以下组成的组：
i.核酸，其中所述核酸靶向靶标的细胞内编码多肽的转录物，
ii.生物防治化合物，其中所述生物防治化合物对害虫具有活性，以及
iii.生物刺激剂化合物，其中所述生物刺激剂化合物刺激植物的生长或健康，
其中所述靶标是植物或害虫。


2.如权利要求1所述的农业制剂，其中所述小细胞与至少一种农业上适合的添加剂或佐剂一起施加。


3.如权利要求1所述的农业制剂，其中所述小细胞来源于原核细胞、革兰氏阴性细菌细胞、革兰氏阳性细菌细胞或真核细胞。


4.如权利要求1所述的农业制剂，其中所述小细胞来源于内生菌或植物病原细菌。


5.如权利要求1所述的农业制剂，其中所述小细胞是蛋白酶缺乏的或是核糖核酸酶缺乏的。


6.如权利要求5所述的农业制剂，其中所述小细胞是蛋白酶缺乏的。


7.如权利要求5所述的农业制剂，其中所述小细胞是核糖核酸酶缺乏的。


8.如权利要求1所述的农业制剂，其中所述小细胞是蛋白酶缺乏的和是核糖核酸酶缺乏的。


9.如权利要求1、5、6和8中任一项所述的农业制剂，其中所述小细胞是蛋白酶缺乏的，并且其中所述生物活性化合物是蛋白质。


10.如权利要求1、5、7和8中任一项所述的农业制剂，其中所述小细胞是核糖核酸酶缺乏的，并且其中所述生物活性化合物是核酸。


11.如权利要求1或10所述的农业制剂，其中所述生物活性化合物是所述核酸，所述核酸选自由以下组成的组：反义核酸、双链RNA(dsRNA)、短发夹RNA(shRNA)、小干扰RNA(siRNA)、微RNA(miRNA)、核酶、适体及其组合。


12.如权利要求1所述的农业制剂，其中所述生物活性化合物对除所述靶标的细胞以外的细胞是惰性的。


13.如权利要求1所述的农业制剂，其中所述生物防治化合物是肽、多肽、发酵产物、代谢物、抗体、化学信息素或微量营养素。


14.如权利要求1所述的农业制剂，其中所述生物刺激剂化合物是肽、多肽、发酵产物、代谢物、抗体、化学信息素或微量营养素。


15.如权利要求1所述的农业制剂，其中所述靶标包括植物、昆虫、蠕虫、细菌、真菌、病毒和水生动物，其中所述水生动物包括鱼、贝类和甲壳动物。


16.如权利要求1所述的农业制剂，其还在所述小细胞内包含多肽，其中所述多肽在所述小细胞内表达，其中所述多肽与所述核酸结合。


17.如权利要求16所述的农业制剂，其中所述多肽是dsRNA结合蛋白，并且其中所述dsRNA结合蛋白增加负载并增强dsRNA的稳定性。

【专利技术属性】
技术研发人员：A·H·莎克尔，Z·G·戴维斯，J·T·弗兰克，S·佐莫洛迪，P·普塔赫里，
申请(专利权)人：农业球体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US