MRNA递送的脂质纳米颗粒组合物和方法技术

本文公开在靶细胞中调节蛋白的产生的组合物和方法。本文公开的组合物和方法能够减轻与蛋白或酶缺乏相关的疾病。

【技术实现步骤摘要】
MRNA递送的脂质纳米颗粒组合物和方法本申请是申请号为201280036309.5、申请日为2012年6月8日、专利技术名称为“MRNA递送的脂质纳米颗粒组合物和方法”的中国专利技术专利申请的分案申请，原申请为国际申请号为PCT/US2012/041724的国家阶段申请，该国际申请要求申请日为2011年6月8日，申请号为61/494,881的美国临时专利申请的优先权。治疗蛋白和酶缺乏仍然需要新的途径和治疗方法。例如，溶酶体沉积病是由溶酶体功能缺乏导致的约50种的一组稀有遗传性代谢疾病，通常由于代谢所需酶缺乏导致。法布里病(Fabrydisease)是酶α半乳糖苷酶(GLA)缺乏导致的溶酶体沉积病，其导致称为神经酰胺三己糖苷(globotriaosylceramide)的糖脂在血管和其他组织中积累，从而引起各种令人痛苦的临床症状。对于某些疾病，类似于法布里病，有需求代替蛋白或酶，该蛋白或酶通常通过细胞分泌至血流内。增加受影响的蛋白或酶的水平或产量的治疗，例如基因治疗，能够提供这些疾病的治疗或者甚至治愈这些疾病。然而，为了该目的使用常规基因治疗一直有多处限制。常见基因治疗包括使用DNA插入所需遗传信息至宿主细胞内。引入DNA内的细胞通常被一定程度整合至一种或多种转染的细胞的基因组内，使得引入的遗传物质可在宿主中长期作用。尽管这种持续的作用可以有巨大益处，但外源性DNA整合至宿主基因组内也可具有许多不利作用。例如，将引入的DNA插入完整基因内，可能导致妨碍或者甚至完全消除内源基因的作用的突变。因此，使用DNA的基因治疗可导致对治疗的宿主中关键遗传功能的损害，例如，消除或者有害地降低关键酶的产生或者中断调解细胞生长的关键基因，这导致未调节或癌性细胞增殖。此外，使用常见的基于DNA的基因治疗，所需基因产品的有效表达是必须的，从而包含强的启动子序列，这也可导致在细胞中常见基因表达调节的非期望改变。也可能，基于DNA的遗传物质导致引入非所需抗-DNA抗体，反过来，这可触发可能的致命免疫应答。使用病毒载体的基因治疗途径也能够导致不利的免疫应答。在一些情况下，病毒载体甚至可整合至宿主基因组内。此外，制备临床级别病毒载体也昂贵和耗时。使用病毒载体对引入的遗传物质的靶向递送也难于控制。因此，尽管已经评估使用病毒载体递送分泌的蛋白的基于DNA的基因治疗(美国专利No.6,066,626；US2004/0110709)，但由于这些各种原因这些途径受到限制。递送编码分泌的蛋白的核酸的这些现有途径的另一障碍是最终产生的蛋白的水平。在血液中难以达到所需蛋白的显著水平，并且量维持时间不长。例如，通过核酸递送产生的蛋白量未达到正常生理水平。参见，例如，US2004/0110709。与DNA相比，使用RNA作为基因治疗剂则基本上更加安全，因为：(1)RNA未涉及稳定地整合至转染的细胞的基因组内，从而消除以下忧虑：引入的遗传物质破坏必需基因的正常功能，或者导致引起有害或致癌作用的突变；(2)有效地翻译编码的蛋白无需外源性启动子序列，从而也避免有害的副作用；(3)与质粒DNA(pDNA)相比，信使RNA(mRNA)缺乏免疫CpG基序，从而不会产生抗-RNA抗体；以及(4)由于RNA的相对较短的半衰期，由于基于mRNA的基因治疗导致的任何有害作用具有有限的持续时间。此外，mRNA不需要进入细胞核内执行它的功能，但DNA必须克服该主要障碍。基于mRNA的基因治疗过去使用不多的一个原因是mRNA远远不如DNA稳定，特别是当它达到细胞的细胞质处以及将它暴露于降解的酶时。在mRNA中糖部分的第二个碳上羟基的存在导致空间位阻，该空间位阻妨碍mRNA形成DNA的更加稳定的双螺旋结构，因而使得mRNA更加容易水解降解。因此，直至最近，普遍认为mRNA对于抵抗转染方案太不稳定。RNA稳定修饰上的进展激起对在基因治疗中使用mRNA替代质粒DNA的更多兴趣。诸如阳离子脂质或高分子递送媒介物的某些递送媒介物也可帮助保护转染的mRNA远离内源性RNA酶。然而，尽管增加了修饰的mRNA的稳定性，但将mRNA以使得可达蛋白产生的治疗水平的方式体内递送至细胞内仍然是个挑战，特别是对于编码全长蛋白的mRNA。尽管对编码分泌的蛋白的mRNA的递送已经有预估(US2009/0286852)，但是通过体内mRNA递送实际产生的全长分泌的蛋白的水平尚不得而知，并且也没有理由期望其水平超出由基于DNA的基因治疗的水平更高。迄今为止，使用mRNA基因治疗的显著进展仅在低水平的翻译不是限制因素的申请中出现，例如使用编码抗原的mRNA免疫。涉及通过皮内注射裸露或鱼精蛋白复合的mRNA针对肿瘤抗原的接种的临床试验已经表明其可行性、没有毒性和有前景的结果。X.Su等人，Mol.Pharmaceutics8:774-787(2011)。遗憾的是，在其他申请中低水平的翻译极大地限制基于mRNA的基因治疗的探索，其需要较高水平的编码蛋白的mRNA持续表达以发挥生理或治疗作用。本专利技术提供递送通过“储库效应”导致治疗有效水平的分泌的蛋白产生的mRNA基因治疗剂的方法。在本专利技术的实施方案中，编码分泌的蛋白的mRNA承载在脂质纳米颗粒中以及体内递送至靶细胞。然后靶细胞用作产生治疗水平的可溶、分泌的蛋白至循环系统内的储存来源。在一些实施方案中，产生的分泌的蛋白的水平在正常生理水平上。本专利技术提供将在脂质体转移媒介物中mRNA细胞内递送至一种或多种靶细胞以产生分泌的功能性蛋白的治疗水平的组合物和方法。本专利技术的组合物和方法用于控制和治疗大量疾病，特别是由蛋白和/或酶缺乏引起的疾病，其中蛋白或酶通常由分泌产生。患有这些疾病的个体可具有潜在遗传缺陷，其导致蛋白或酶表达受损，包括例如分泌的蛋白未合成、分泌的蛋白减少合成，或者合成缺乏或具有减弱生理活性的分泌的蛋白。特别地，本专利技术的方法和组合物用于治疗溶酶体沉积病和/或尿素循环代谢障碍，这些疾病由于在尿素循环中涉及的分泌酶的生物合成中一种或多种缺陷发生。本专利技术的组合物包含mRNA、转移媒介物以及促进与它们接触和随后靶细胞的转染的试剂。mRNA能够编码临床使用的分泌的蛋白。例如，mRNA可编码功能性分泌的尿素循环酶或者在溶酶体沉积病中牵涉的分泌的酶。mRNA能够编码例如红细胞生成素(例如，人EPO)或者α-半乳糖苷酶(例如，人α-半乳糖苷酶(人GLA))。在一些实施方案中，mRNA能够包含赋予mRNA稳定性(例如，与mRNA的野生型或天然形式相比)的一种或多种修饰以及也可包含相对于野生型的一种或多种修饰，这些修饰修正在蛋白的相关异常表达中牵涉的缺陷。例如，本专利技术的核酸可包含对5'和3'非翻译区的一者或两者的修饰。这些修饰可包括但不限于包含巨细胞病毒(CMV)即刻早期1(IE1)基因的部分序列、聚A尾巴(polyAtail)、Cap1结构或者编码人生长激素(hGH)的序列。在一些实施方案中，将mRNA修饰以降低mRNA免疫原性。也涵盖包括施用本专利技术的组合物的治疗受试者的方法。例如，提供治疗或预防病症的方法，其中特定分泌的蛋白的产生和/或特定分泌的蛋白的利用不充足。在一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合物在制备用于治疗患有蛋白或肽缺乏的受试者的药物中的用途，其中所述组合物包含编码所述蛋白或肽的mRNA,其中所述mRNA被包封在包含一种或多种PEG-修饰的脂质的脂质纳米颗粒内，并且其中施用所述药物导致mRNA编码的所述蛋白或肽的表达，且在施用后至少72小时在血清中可检测到所述蛋白或肽的表达。/n

【技术特征摘要】
20110608 US 61/494,8811.一种组合物在制备用于治疗患有蛋白或肽缺乏的受试者的药物中的用途，其中所述组合物包含编码所述蛋白或肽的mRNA,其中所述mRNA被包封在包含一种或多种PEG-修饰的脂质的脂质纳米颗粒内，并且其中施用所述药物导致mRNA编码的所述蛋白或肽的表达，且在施用后至少72小时在血清中可检测到所述蛋白或肽的表达。


2.根据权利要求1所述的用途，其中所述脂质纳米颗粒具有小于100nm的尺寸。


3.根据权利要求1所述的用途，其中所述mRNA包含至少一种修饰，所述修饰相对于未经修饰的对应物增强了mRNA的稳定性。


4.根据权利要求3所述的用途，其中所述修饰包含修饰的核苷酸。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·C·吉尔德，F·德罗莎，M·哈特莱因，
申请(专利权)人：川斯勒佰尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US