使用藻酸酯低聚物增强微米/纳米颗粒跨粘液层的易位制造技术

本发明专利技术提供了跨粘液层易位微米/纳米颗粒和由此携带的目标分子的方法。更具体地说，提供了一种使阳离子微米/纳米颗粒跨粘液层易位的方法，所述方法包括(a)使粘液层与至少一种藻酸酯低聚物以及阳离子微米/纳米颗粒接触，所述藻酸酯低聚物具有至少70％甘露糖醛酸酯残基，或(b)(i)使阳离子微米/纳米颗粒与具有至少70％甘露糖醛酸酯残基的藻酸酯低聚物接触，从而形成带有所述藻酸酯低聚物的微米/纳米颗粒，和(b)(ii)使粘液层与在步骤(b)(i)中制备的微米/纳米颗粒接触。还提供了一种使目标分子跨粘液层易位的方法，所述方法包括使粘液层与由自组装微米/纳米颗粒形成组分形成的微米/纳米颗粒接触，其中至少一种是阳离子微米/纳米颗粒形成剂，至少一种是藻酸酯低聚物，其具有至少70％的甘露糖醛酸酯残基，并且还包含所述目标分子，任选地其中所述目标分子与一种或多种自组装微米/纳米颗粒形成组分共价结合。本发明专利技术进一步涉及藻酸酯低聚物在本发明专利技术的方法中的用途以及本发明专利技术的微米/纳米颗粒。

Enhancement of translocation of micron / nano particles across the mucus layer using alginate oligomers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用藻酸酯低聚物增强微米/纳米颗粒跨粘液层的易位本专利技术涉及藻酸酯低聚物用于增强微米/纳米颗粒跨粘液层的易位，特别是当以微米/纳米颗粒形式提供或由微米/纳米颗粒携带时增强治疗或诊断上有用分子的递送至粘膜的上皮细胞层，从而增强分子的局部递送和/或全身摄取。在离体和体外情况下，可以增强将微米/纳米颗粒递送至产生粘液层的已培养细胞或至携带粘膜的组织。更具体地，本专利技术提供了某类藻酸酯低聚物，即富含甘露糖醛酸酯的藻酸酯低聚物，以增强由阳离子组分形成的阳离子微米/纳米颗粒或自组装微米/纳米颗粒跨粘液层的易位，特别是异常粘度的粘液层，例如患有囊性纤维跨膜受体功能障碍的受试者的粘液。本专利技术在递送核酸例如治疗性核酸或生物活性有限的活性剂至粘液层下面的细胞中特别有用，特别是在CFTR功能障碍的受试者中。现代精密药物的功效通常受到其达到靶目标的能力的限制。呼吸道、肠道和泌尿生殖道的粘膜表面由于其血管性和大表面积而成为药物递送的有吸引力的靶位。但是，此类表面的粘液屏障——包括粘蛋白、细菌和宿主衍生的多糖、细菌和细胞外DNA在内的组分的带电且复杂的聚合物“网”——代表了决定通过呼吸道或口服或直接递送至粘膜表面的那些药物的生物利用度、吸附和后续功效的主要障碍之一。此外，在许多慢性呼吸道和胃肠道疾病中，例如囊性纤维，高粘度粘液的产生阻碍了其清除并延长了感染和炎症。这种异常的粘液加重了在这类患者中跨越这些粘液屏障递送治疗的挑战。正在开发许多药物，包括抗生素，用于吸入递送，尤其是那些常用于治疗囊性纤维化(CF)的药物。用于CF的疾病改良治疗剂也正在配制用于口服施用。但是，它们在水中的不溶性为这些药物的生物利用度带来了重大问题。一种改善例如由于水溶性差、不稳定性或非特异性毒性而难以递送的治疗剂或诊断剂的整体生物利用度的有前途的方法是将此类药物掺入或形成为微米或纳米颗粒。此类颗粒包括囊泡(例如脂质体、聚合物体和类脂质体(niosome))，聚合物颗粒，金属颗粒，胶束，病毒，病毒样颗粒，树枝状聚合物，碳纳米管和这些实体的混合形式。颗粒递送系统也是基于核酸作为活性剂的疗法或诊断方法例如基因疗法、基因编辑、RNA干扰疗法、体外转录mRNA疗法、反义疗法以及使用核酸作为分子探针的共同特征，这是由于与将此类分子有效递送至靶细胞有关的问题。然而，大多数基于颗粒的药物递送系统被粘液层捕获并随后被快速去除。因此，颗粒输送系统的功效受到强烈限制，并且是该领域中长期存在的挑战。迄今为止，研究人员已采用多种技术来尝试改善跨粘膜药物/颗粒的递送(例如，粘膜粘附和粘液穿透颗粒)。然而，由于非特异性结合、粘液清除和毒性方面的问题，目前尚无一种药物被批准用于慢性呼吸道疾病。因此，迫切的未满足的需要是开发能够促进药物和小分子在人类疾病治疗和诊断中的跨粘膜递送的新型递送策略。藻酸酯是天然存在的多糖，已经发现其在临床上(例如在伤口敷料中、作为药物载体和在抗胃灼热制剂中)和非临床上(例如在食品制剂中)具有多种用途。它们是(1-4)连接的β-D-甘露糖醛酸(M)和/或其C-5差向异构体α-L-古洛糖醛酸(G)的线性聚合物。藻酸酯的主要结构可以有很大的不同。M和G残基可以被组织为连续的M或G残基的均聚物嵌段，因为可以发现交替的M和G残基的嵌段以及单个M或G残基填布在这些嵌段结构之间。藻酸酯分子可以包含这些结构中的一些或全部，并且这种结构可能不会均匀地分布在整个聚合物中。极端地，存在古洛糖醛酸的均聚物(聚古洛糖醛酸酯)或甘露糖醛酸的均聚物(聚甘露糖醛酸酯)。藻酸酯已从海褐藻例如丛梗藻属(Durvillea)、巨海藻属(Lessonia)和海带属(Laminaria)的某些物种)和细菌(如铜绿假单胞菌和棕色固氮菌)中分离出来。其他假单胞菌(例如荧光假单胞菌、恶臭假单胞菌和门氏假单胞菌)保留了产生藻酸酯的遗传能力，但在野生环境中它们不产生可检测水平的藻酸酯。通过突变，可以诱导这些非产生性假单胞菌稳定地产生大量藻酸酯。藻酸酯被合成为聚甘露糖醛酸酯，G残基是通过差向异构酶(特别是C-5差向异构酶)对聚合物中M残基的作用而形成的。在从藻类中提取藻酸酯的情况下，G残基主要组织为G嵌段，因为参与藻类中藻酸酯生物合成的酶优先将G引入另一个G，从而将M残基的片段转化为G嵌段。对这些生物合成系统的阐明允许产生具有特定一级结构的藻酸酯(WO94/09124，Gimmmestad，M等人，JournalofBacteriology，2003，Vol185(12)3515-3523和WO2004/011628)。藻酸酯通常从天然来源分离为大的高分子量聚合物(例如平均分子量在300,000至500,000道尔顿范围内)。然而，已知这样的大藻酸酯聚合物可被降解或分解，例如通过化学或酶水解以产生较低分子量的藻酸酯结构。工业上使用的藻酸酯的平均分子量通常在100,000至300,000道尔顿的范围内(这种藻酸酯仍被认为是大聚合物)，尽管平均分子量约为35,000道尔顿的藻酸酯已被用作药物中的赋形剂。WO2007/039754、WO2008/125828和WO2010/109180描述了低聚古洛糖醛酸酯(具有高比例的G残基的藻酸酯低聚物)对粘液粘度以及聚合物生物/大分子药物和阴离子纳米颗粒通过粘液的扩散的某些作用。WO2010/109176也描述了低聚古洛糖醛酸酯对携带阳离子脂质体纳米颗粒的核酸的转染特性的某些作用。WO2015/128495描述了某些含藻酸酯G残基的藻酸酯低聚物使具有CFTR功能障碍的患者(例如囊性纤维性患者)的粘液特性正常化的能力。现已令人惊讶地发现，富含甘露糖醛酸盐的藻酸酯低聚物，而不是富含古洛糖酸盐的藻酸酯低聚物，增强了阳离子微米/纳米颗粒但不是阴离子微米/纳米颗粒跨粘液层的易位。这样的藻酸酯低聚物也可以与形成阳离子微米/纳米颗粒的组分一起掺入自组装的微米/纳米颗粒中，并且与在不存在这样的藻酸酯低聚物的情况下形成的等同的微米/纳米颗粒相比，预期这种微米/纳米颗粒以提高的效率跨粘液层易位。还已经发现，富含甘露糖醛酸酯的低聚物而不是富含古洛糖醛酸酯的藻酸酯低聚物降低了与阳离子微米/纳米颗粒和包含阳离子微米/纳米颗粒形成组分的微米/纳米颗粒相关的细胞毒性。不希望受理论的束缚，据信富含甘露糖醛酸酯的藻酸酯低聚物具有这些特殊性质，但是富含古洛糖醛酸酯的藻酸酯低聚物由于它们的负电荷和柔性结构而没有。粘液的各种成分使得该物质带有整体负电荷。在气道粘液分泌物中，MUC5AC和MUC5B是粘弹性凝胶中的主要粘蛋白。这些粘蛋白由在大部分苏氨酸和丝氨酸上糖基化的富含脯氨酸、苏氨酸、丝氨酸(PTS结构域)的长串联重复序列组成。这些聚糖中的许多终止于带负电荷的羧基或硫酸根基团，在PTS结构域上赋予高负电荷。该负电荷促进阳离子颗粒的静电粘合捕集。在患有慢性气道炎症的受试者中，例如在CF中所见，发生粘蛋白过度分泌。这导致粘蛋白含量增加，赋予CF粘液更高的负电荷和粘弹性。粘蛋白含量的增加也降低了CF粘液网孔的尺寸。其他生物大分子，包括染色体DNA和F-肌动蛋白微丝，在患有慢性气道炎症的受试者的气道粘液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将阳离子微米/纳米颗粒跨粘液层易位的方法，所述方法包括/n(a)使所述粘液层与至少一种藻酸酯低聚物连同所述阳离子微米/纳米颗粒接触，所述藻酸酯低聚物具有至少70％甘露糖醛酸酯残基；或/n(b)(i)使所述阳离子微米/纳米颗粒与具有至少70％甘露糖醛酸酯残基的藻酸酯低聚物接触，从而形成携带所述藻酸酯低聚物的微米/纳米颗粒，和/n(b)(ii)使所述粘液层与步骤(b)(i)中制备的所述微米/纳米颗粒接触。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180420 GB 1806495.6;20180319 GR 201801001141.一种将阳离子微米/纳米颗粒跨粘液层易位的方法，所述方法包括
(a)使所述粘液层与至少一种藻酸酯低聚物连同所述阳离子微米/纳米颗粒接触，所述藻酸酯低聚物具有至少70％甘露糖醛酸酯残基；或
(b)(i)使所述阳离子微米/纳米颗粒与具有至少70％甘露糖醛酸酯残基的藻酸酯低聚物接触，从而形成携带所述藻酸酯低聚物的微米/纳米颗粒，和
(b)(ii)使所述粘液层与步骤(b)(i)中制备的所述微米/纳米颗粒接触。


2.一种用于将目标分子递送至粘膜表面的上皮细胞的方法，所述方法包括
(a)使所述粘膜表面的粘液层与至少一种藻酸酯低聚物连同包括所述目标分子的阳离子微米/纳米颗粒接触，所述藻酸酯低聚物具有至少70％甘露糖醛酸酯残基；或
(b)(i)使包括所述分子的阳离子微米/纳米颗粒与至少一种藻酸酯低聚物接触，所述藻酸酯低聚物具有至少70％甘露糖醛酸酯残基，从而形成携带所述藻酸酯低聚物的微米/纳米颗粒，和
(b)(ii)使所述粘膜表面的粘液层与步骤(b)(i)中制备的所述微米/纳米颗粒接触。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述微米/纳米颗粒携带所述目标分子，或者以其微米/纳米颗粒的形式提供所述分子。


4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中所述目标分子共价结合至所述微米/纳米颗粒的另一组分，或者可以不同于所述微米/纳米颗粒的其他组分。


5.一种使目标分子跨粘液层易位的方法，所述方法包括使所述粘液层与微米/纳米颗粒接触，所述微米/纳米颗粒
(i)由自组装微米/纳米颗粒形成组分形成，其中至少一种是阳离子微米/纳米颗粒形成剂，至少一种是具有至少70％甘露糖醛酸酯残基的藻酸酯低聚物，和
(ii)还包含所述目标分子，任选地其中所述目标分子与一种或多种所述自组装微米/纳米颗粒形成组分共价结合。


6.一种用于将目标分子递送至粘膜表面的上皮细胞的方法，所述方法包括使所述粘膜表面的粘液层与微米/纳米颗粒接触，所述微米/纳米颗粒
(i)由自组装微米/纳米颗粒形成组分形成，其中至少一种是阳离子微米/纳米颗粒形成组分，至少一种是具有至少70％甘露糖醛酸酯残基的藻酸酯低聚物，和
(ii)还包含所述目标分子，任选地其中所述目标分子与一种或多种所述自组装微米/纳米颗粒形成组分共价结合。


7.一种由自组装微米/纳米颗粒形成组分形成的微米/纳米颗粒，其中
(i)至少一种自组装微米/纳米颗粒形成组分是阳离子微米/纳米颗粒形成组分，并且至少一种是具有至少70％甘露糖醛酸酯残基的藻酸酯低聚物，和
(ii)所述微米/纳米颗粒还包含目标分子，任选地其中所述目标分子与一种或多种所述自组装微米/纳米颗粒形成组分共价结合。


8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法或微米/纳米颗粒，其中所述微米/纳米颗粒包括两亲性自组装微米/纳米颗粒形成组分和/或病毒或病毒样粒子的结构组分。


9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法或微米/纳米颗粒，其中所述阳离子微米/纳米颗粒形成组分为阳离子两亲性自组装微米/纳米颗粒形成组分和/或病毒或病毒样粒子的阳离子结构组分。


10.根据权利要求2至9中任一项所述的方法或微米/纳米颗粒，其中所述分子是具有治疗和/或诊断用途的分子。


11.一种藻酸酯低聚物，其中所述藻酸酯低聚物具有至少70％甘露糖醛酸酯残基，其用于将治疗性或诊断性阳离子微米/纳米颗粒跨粘液层易位的方法中，所述方法包括
(a)使所述粘液层与至少一种藻酸酯低聚物连同所述阳离子微米/纳米颗粒接触，所述藻酸酯低聚物具有至少70％甘露糖醛酸酯残基；或
(b)(i)使所述阳离子微米/纳米颗粒与具有至少70％甘露糖醛酸酯残基的藻酸酯低聚物接触，从而形成携带所述藻酸酯低聚物的微米/纳米颗粒，和
(b)(ii)使所述粘液层与步骤(b)(i)中制备的所述微米/纳米颗粒接触。


12.一种藻酸酯低聚物，其中所述藻酸酯低聚物具有至少70％甘露糖醛酸酯残基，其用于将治疗性或诊断性目标分子递送至受试者粘膜表面的上皮细胞的方法中，所述方法包括
(a)使所述粘膜表面的粘液层与至少一种藻酸酯低聚物连同包括所述治疗性或诊断性目标分子的阳离子微米/纳米颗粒接触，所述藻酸酯低聚物具有至少70％甘露糖醛酸酯残基；或
(b)(i)使包括所述治疗性或诊断性目标分子的阳离子微米/纳米颗粒与至少一种藻酸酯低聚物接触，所述藻酸酯低聚物具有至少70％甘露糖醛酸酯残基，从而形成携带所述藻酸酯低聚物的微米/纳米颗粒，和
(b)(ii)使所述粘膜表面的粘液层与步骤(b)(i)中制备的所述微米/纳米颗粒接触。


13.一种藻酸酯低聚物，其中所述藻酸酯低聚物具有至少70％甘露糖醛酸酯残基，其用于跨受试者的粘液层易位治疗性或诊断性目标分子的方法中，所述方法包括
(a)制备由自组装微米/纳米颗粒形成组分形成的微米/纳米颗粒，其中至少一种自组装微米/纳米颗粒形成组分是阳离子微米/纳米颗粒形成组分，并且至少一种是所述藻酸酯低聚物，所述微米/纳米颗粒进一步包含所述治疗性或诊断性目标分子，任选地其中所述治疗性或诊断性分子共价结合至一种或多种所述自组装微米/纳米颗粒形成组分，和
(b)使所述粘液层与步骤(a)中制备的所述微米/纳米颗粒接触。


14.一种藻酸酯低聚物，其中所述藻酸酯低聚物具有至少70％甘露糖醛酸酯残基，其用于将治疗性或诊断性目标分子递送至受试者粘膜表面的上皮细胞的方法中，所述方法包括
(a)制备由自组装微米/纳米颗粒形成组分形成的微米/纳米颗粒，其中至少一种自组装微米/纳米颗粒形成组分是阳离子微米/纳米颗粒形成组分，并且至少一种是所述藻酸酯低聚物，所述微米/纳米颗粒进一步包含所述治疗性或诊断性目标分子，任选地其中所述治疗性或诊断性分子共价结合至一种或多种所述自组装微米/纳米颗粒形成组分，和
(b)使所述粘膜表面的粘液层与步骤(a)中制备的所述微米/纳米颗粒接触。


15.一种产品，其包含具有至少70％甘露糖醛酸酯残基的藻酸酯低聚物和阳离子微米/纳米颗粒作为组合制剂，用于在权利要求1至4中任一项所定义的方法中单独、同时或依次使用。


16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法、微米/纳米颗粒、藻酸酯低聚物或产品，其中所述粘液层是粘膜表面的粘液层
(i)所述粘液层受CFTR功能障碍的影响，
(ii)所述粘液层是呼吸系统例如鼻子、鼻腔、咽喉、气管、鼻旁窦、支气管或细支气管的粘液层，
(iii)所述粘液层是胃肠道例如口、咽、食道、胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠、直肠或肛门的粘液层，
(iv)所述粘液层是胰管和/或胆管的粘液层，
(v)所述粘液层是女性生殖系统例如阴道、子宫颈、子宫、输卵管或卵巢的粘液层，
(vi)所述粘液层是男性生殖系统例如睾丸、附睾、输精管、副腺、精囊、前列腺和尿道球腺的粘液层。


17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法、微米/纳米颗粒、藻酸酯低聚物或产品，其中所述微米/纳米颗粒为约1μm至约500μm、约10μm至约200μm或约10μm至约100μm的微米颗粒。


18.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·塔加拉基斯，S·哈特，A·克里斯蒂安森，A·德森，P·赖伊，
申请(专利权)人：阿尔吉法玛公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO