使用交变电场提高细胞膜通透性制造技术

通常不能横穿细胞的细胞膜的某些物质(例如大分子)可通过向细胞施加交变电场达一段时间而被引入细胞中，其中选择交变电场的频率，使得施加交变电场提高细胞膜的通透性。一旦细胞膜的通透性提高，物质就能够穿过细胞膜。此方法在癌细胞(例如胶质母细胞瘤)的情况下特别有用。别有用。别有用。

【技术实现步骤摘要】
使用交变电场提高细胞膜通透性
[0001]本申请是以下申请的分案申请：申请日：2019年7月3日；申请号：201980039388.7；专利技术名称“使用交变电场提高细胞膜通透性”。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求美国临时申请62/693,811(2018年7月3日提交)、62/728,255(2018年9月7日提交)和62/795,136(2019年1月22日提交)的权益，这些申请的中的每一个均通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0004]使用交变电场治疗胶质母细胞瘤(GBM)是一种新颖且经过验证的疗法，其已成为抗癌治疗的附加物理疗法(术后放化疗)。已对中频交变电场(100
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500kHz)进行了详细研究。最近，已显示TTFields可延长维持替莫唑胺(temozolomide)化疗的胶质母细胞瘤患者的中位生存期(延长5个月)。在治疗肿瘤的情况下，这些频率下的交变电场通常称为“肿瘤治疗场”或“TTFields”。
[0005]关于TTFields的机制存在许多假说，但TTFields抗癌作用的最广泛提出的(“标准”)机制集中于微管蛋白亚基具有内在偶极矩的性质。通过外源性强加200kHz TTFields，迫使微管结构沿交变电场线排列，通过干扰支持有丝分裂纺锤体的细胞骨架，破坏主动分裂细胞的功能。此类应力最终促进受损的细胞增殖。概念实验验证和相关技术发展在过去十年中出现，最终由美国食品和药物管理局(FDA)批准用于治疗复发性和新诊断的胶质母细胞瘤的商业化临床TTFields装置(Novocure公司)。
[0006]在过去的几年中，关于作用机制的更多细节已有报告。例如，已显示TTFields会破坏隔膜蛋白(在细胞分裂期间负责锚定有丝分裂纺锤体的细胞内蛋白质)的定位，从而干扰有丝分裂。一些小组报告化疗或放疗联合TTFields引起的DNA损伤延长，而另一些小组则表明通过线粒体基质的溶胀对线粒体功能的影响。其他小组探讨了GBM患者的化疗(如替莫唑胺)与TTFields的联合治疗。对联合干预的此类研究揭示针对胶质母细胞瘤的其他有希望的影响。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个方面涉及用于将物质递送穿过细胞的细胞膜的第一方法。第一方法包括将交变电场施加到细胞达一段时间，其中施加交变电场提高细胞膜的通透性；以及将物质引入细胞附近，其中细胞膜的提高的通透性使物质能够穿过细胞膜。
[0008]在第一方法的一些情况下，细胞是癌细胞。在第一方法的一些情况下，细胞是胶质母细胞瘤细胞。在第一方法的一些情况下，以约200kHz的频率施加交变电场。在第一方法的一些情况下，交变电场以50至190kHz之间的频率施加。在第一方法的一些情况下，交变电场以210至400kHz之间的频率施加。在第一方法的一些情况下，交变电场的场强为至少1V/cm。
[0009]在第一方法的一些情况下，细胞处于活体受试者的的身体内，通过向受试者的身体施加电场而将交变电场施加到细胞，并且引入包括向受试者施用物质。在这些情况下，细
胞可为癌细胞。在这些情况下，细胞可为胶质母细胞瘤细胞。在这些情况下，交变电场的频率可在50至190kHz之间。在这些情况下，交变电场的频率可在210至400kHz之间。在这些情况下，交变电场的场强可为至少1V/cm RMS。在这些情况下，交变电场的场强可在1至4V/cm RMS之间。在这些情况下，引入物质的步骤可在给定时间开始，且施加交变电场的步骤在给定时间之后至少12小时结束。在这些情况下，施加交变电场的步骤可在给定时间之前至少一小时开始。在这些情况下，物质的分子量可为至少1.2kDa。在这些情况下，物质的分子量可为至少4kDa。在这些情况下，物质的分子量可为至少20kDa。在这些情况下，物质可具有至少一种通常阻碍物质穿过细胞膜的特性。在这些情况下，细胞可为对使用物质的治疗具有天然抗性的癌细胞。在这些情况下，细胞可包括细菌，并且物质包括抗生素。
[0010]本专利技术的另一方面涉及用于攻击癌细胞的第二方法。第二方法包括第一频率下的第一交变电场施加到癌细胞达第一时间段，其中将第一频率下的第一交变电场施加到癌细胞达第一时间段提高癌细胞的细胞膜的通透性；将物质引入癌细胞，其中细胞膜的提高的通透性使物质能够穿过细胞膜；以及将第二频率下的第二交变电场施加到癌细胞达第二时间段，其中第二频率不同于第一频率，并且其中第二频率下的第二交变电场降低癌细胞的生存力。
[0011]在第二方法的一些情况下，癌细胞包括胶质母细胞瘤细胞，第一频率在250kHz至350kHz之间，并且第二频率在150kHz至250kHz之间。在第二方法的一些情况下，癌细胞包括子宫肉瘤细胞，第一频率在125kHz至175kHz之间，并且第二频率在75kHz至125kHz之间。在第二方法的一些情况下，癌细胞包括乳腺癌细胞，第一频率在75kHz至175kHz之间，并且第二频率在100kHz至300kHz之间。在第二方法的一些情况下，引入物质的步骤在给定时间开始，施加第一交变电场的步骤在给定时间之后至少12小时结束。在第二方法的一些情况下，施加第一交变电场的步骤至少在给定时间之前一小时开始。在第二方法的一些情况下，第二时间段包括多个不连续的时间间隔，在该时间间隔期间，将第二频率下的第二交变电场施加到癌细胞，其中多个不连续的时间间隔总计至少一周。
[0012]在第二方法的一些情况下，癌细胞处于活体受试者的的身体内，通过向受试者的身体施加第一交变电场而将第一交变电场施加到癌细胞，通过向受试者的身体施加第二交变电场而将第二交变电场施加到癌细胞，并且引入包括向受试者施用物质。在第二方法的一些情况下，第一交变电场的场强为至少1V/cm RMS。在第二方法的一些情况下，物质的分子量为至少1.2kDa。在第二方法的一些情况下，物质的分子量为至少4kDa。在第二方法的一些情况下，物质的分子量为至少20kDa。
[0013]本专利技术的另一方面涉及用于治疗受试者的身体内的肿瘤并将物质递送穿过受试者的身体内的细胞膜的第三方法。第三方法包括将第一频率下的第一交变电场施加到受试者的身体达第一时间段，其中将第一频率下的第一交变电场施加到受试者的身体达第一时间段提高受试者的身体内的细胞膜的通透性；将物质施用到受试者，其中细胞膜的提高的通透性使物质能够穿过细胞膜；以及将第二频率下的第二交变电场施加到受试者的身体达至少一周长的第二时间段，其中第二频率不同于第一频率，并且其中第二频率下的第二交变电场抑制肿瘤的生长。
[0014]在第三方法的一些情况下，肿瘤包括受试者大脑中的胶质母细胞瘤，第一频率在250kHz至350kHz之间，并且第二频率在150kHz至250kHz之间。在第三方法的一些情况下，第
二时间段包括多个不连续的时间间隔，在该时间间隔期间，将第二频率下的第二交变电场施加到受试者的身体，其中多个不连续的时间间隔总计至少一周。在第三方法的一些情况下，施用物质的步骤在给定时间开始，并且施加第一交变电场的步骤在给定时间之后至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于治疗受试者的身体内的肿瘤并促进物质递送穿过所述受试者的身体内的细胞膜的装置，所述装置包括：交流电压发生器(44)，其能够在第一频率和不同于所述第一频率的第二频率下产生交变电场，并且所述交流电压发生器(44)具有控制输入端，其中所述交流电压发生器(44)被配置为当所述控制输入端处于第一状态时在所述第一频率下，和当所述控制输入端处于第二状态时在所述第二频率下输出所述交变电场；和控制器(42)，其被编程为(a)将所述控制输入端置于所述第二状态，使得所述交流电压发生器(44)在所述第二频率下输出所述交变电场，(b)接受切换所述交变电场至所述第一频率的请求，(c)在接收到所述请求之后，将所述控制输入端置于所述第一状态，使得所述交流电压发生器(44)在所述第一频率下输出所述交变电场达一段时间间隔，以及(d)在经过所述时间间隔之后，将所述控制输入端置于所述第二状态，使得所述交流电压发生器(44)在所述第二频率下输出所述交变电场；其中所述第一频率在125kHz至175kHz之间，并且所述第二频率在75kHz至125kHz之间。2.根据权利要求1所述的装置，还包括：电极组，其被配置为附着到所述受试者的身体；和导线，其将所述交流电压发生器(44)的输出端连接到所述电极组。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述交变电场的场强为至少1V/cmRMS。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：埃德温，
申请(专利权)人：齐拉格，
类型：发明
国别省市：