本发明专利技术提供用于将生物材料递送至动物细胞或组织的方法和组合物，所述组合物包含（ａ）生物材料；（ｂ）具有水解键的生物降解交联剂部分，其中所述生物降解交联剂部分与所述生物材料共价结合；和（ｃ）基质，其中所述基质与所述生物降解交联剂部分共价结合，条件是通过断裂所述水解键，所述生物降解交联剂适于水解，从而释放并递送所述生物材料。本发明专利技术还提供所述组合物的制备方法。本发明专利技术还提供将生物材料递送至动物细胞或组织的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及表面修饰，更具体而言涉及分子与表面的交联并当交 联生物降解时释放分子。
技术介绍
多种生物材料，包括核酸、蛋白质、细胞、药物(pharmaceutical agent)和诊断剂的递送已经是广泛研究的焦点。基因治疗通常被理解 为是指设计用于将核酸包括反义DNA和RNA、核酶、病毒基因组片 段和功能性活性治疗基因递送至靶细胞的技术(Culver, 1994, Gene Therapy: A Handbook for Physicians, Mary Ann Liebert， Inc., New York: NY)。这些核酸本身可具有治疗活性，例如抑制mRNA翻译的反义 DNA，或者它们能够编码例如促进、抑制、扩大或代替细胞功能的治 疗性蛋白。基因治疗的成功可由操作向有需要的生物的基因递送率和 量的能力来衡量。目前包括离体和体内基因治疗方法在内的基因治疗策略的严重 缺点是以前描述的载体和递送系统的组合不能有效地将核酸递送至目标群体的细胞内部。通常认为病毒载体是最有效的核酸递送载体。重组复制缺陷病毒 载体已用于体外和体内转导(即感染或转染)动物细胞。这些载体包括 逆转录病毒、腺病毒、腺伴随病毒和疱疹病毒载体。虽然它们对于基 因转移是高效的，但是与使用病毒载体相关的一个主要缺点是许多病 毒载体不能感染非分裂细胞。与使用病毒基因载体相关的另一个严重 问题是这些载体在将它们给予的患者中有引发免疫反应的可能。该免 疫反应限制病毒载体的效力，因为当重复或长时间给予载体时，患者 的免疫系统迅速清除载体。此外，通过病毒载体向细胞的基因组中插 入基因可能在细胞内引发不期望的突变。与病毒基因载体相关的其它 问题包括不能随时间在转染细胞中适当地调节基因表达、具有毒性和 其它由向人组织递送病毒载体引起的副作用(例如肝损伤和心肌炎)， 以及有可能产生和向其它人传播有害病毒颗粒。此外，如现有技术方法中使用的那些，病毒基因载体通常不能以 特定的、定位的方式递送至所选择的组织。相反，很多现有技术给予 病毒载体的方法导致载体系统地分散至与期望的靶组织毗邻的组织 或有液体交换的组织中。这些方法不能定位病毒载体减少了这些方法 的使用，因为非定位病毒载体可能转染非目标组织、引发免疫反应、 被迅速从体内清除或具有下降的转染能力。非常需要存在以定位方式 递送病毒载体的方法。病毒载体可用作载体将蛋白质和其它治疗分子递送至该病毒载 体转染的细胞中。这些蛋白质和其它治疗分子可以被被动地、非特异 性地引入病毒载体颗粒中。或者，病毒载体特异性引入融合蛋白，所 述融合蛋白具有融合于其中的多肽病毒包装信号的蛋白质。虽然病毒载体已被广泛地用于实验性基因治疗方案和人研究(Feldman等，1997, Cardiovasc. Res. 35:391-404; Roth等，1997， J. Natl. Cancer Inst. 89:21-39)，但是这些载体中尚无任何一种被证明在病毒载体介导的基因治疗中有效。假设腺病毒载体的缺点至少部分是由于宿 主个体的免疫反应导致的有限的转基因表达及其对宿主个体器官的细胞毒作用引起(Sm他等，1996, Gene Ther. 3: 190-200; Tripathy等， 1996， Nat. Med. 2:545-549; Nabel等，1995, Gene Ther, Cardiovasc. Dis. 91 :541-548)。其他研究者已致力于使腺病毒载体突变以使它们具有 相对低的免疫原性和毒性。除了多数细胞类型表现对病毒载体低的摄取效率以及低的由病 毒载体递送的基因构建体表达水平之外，许多靶细胞群还以低的数量 在体内存在使得对这些特定细胞类型的转染效率甚至被进一步降低。 因此，需要可用于有效地将病毒载体递送至靶细胞群的基因治疗方 法。本领域的其它工作己致力于试图例如通过将特异性受体配体连接 在载体上而将腺病毒载体特异地靶向具体的细胞类型(Tzimagiorgis 等，1996, Nucl. Acids 24:3476-3477)。为用于基因递送，病毒载体必须以病毒载体中的生物化学组分保 留它们功能的方式递送至靶细胞。具体而言，病毒载体必须保留与耙 细胞结合的能力、将载体携带的核酸转移至细胞内部的能力，而且在 一些情况下还有在细胞内催化核酸参与的化学反应(例如反转录、整 合至宿主细胞基因组中或促进核酸上的基因元件的转录)的能力。因 此，将病毒载体给予患者而不接触化学上严酷或生化上灭活的条件是 重要。此外，许多介质都不与同病毒载体接触相容。理想地，病毒载 体适合用于其中或其上的介质应该是可生物降解的，且其形式适合用 于手术介入和治疗介入中。其它研究者证明通过将腺病毒载体与聚赖氨酸或阳离子脂质结 合形成可溶性病毒载体复合物增强转染(Fasbender等，1997, J. Biol. Chem. 272:6479-6489)。但是这些病毒复合物仍然具有本文描述的病 毒载体特征性缺点中的许多，包括病毒载体可以被利用与期望的组织 接触的持续时间短。生物材料递送的一种方法是用含有所述生物材料的组合物包衣医学器件，所述生物材料从中释放(例如Goldstein等的美国专利 6,143,037及其中的参考文献)。该包衣的问题在于由于包衣剂的性质， 它们可能引起急性或慢性炎症反应(参见Lincoff等，J. Am. Coll. Cardiol.， 29, 808.16 (1997))。由于有限的将核酸有效地转移至靶细胞 群中以及获得基因产物体内高水平表达的能力，因此从包衣递送核酸 也有问题。此外，目前的方法不提供生物材料与递送载体之间的足够强的连 接。例如，将质粒DNA引入胶原海绵中并将其植入物骨中可成功地 递送核酸，但大部分DNA在很短的时间(例如小于1小时)就流失了(参 见Bonadio等，Nat. Med. 1999， 5(7):753-9)。其它已知的方法通过基质 生物降解之外的方式不提供生物材料足够的释放，而基质的生物降解 可能太低效。己尝试通过在包衣剂中弓I入生物降解区来解决这些问题。参见例 如Pathak等的美国专利6,639,014，其公开引入生物降解水凝胶中的 生物学活性材料的控释递送。但是，该方法没有解决包衣剂与被包衣 表面之间连接不够紧密的问题。本专利技术的专利技术人以前已经证明可使用亲和接合体(或连接体)例如 特异性抗体或重组蛋白(如受体片段)将基因治疗载体与其它递送系统 的表面连接或包含于其它递送系统中(参见Levy等的美国专利申请 09/487,949、 Levy等的美国专利申请公开2003/0044408A 1和Levy 等的美国专利6,333,194)。其它研究者尝试通过以下方法将带电荷的生物剂递送至生物系 统使带电荷的生物剂与带有相反电荷的电极表面可逆地结合，使电 极与生物系统接触，然后释放电极表面的电荷(例如美国专利 4,585,652和5,208,154)。由于必须有电导线将电极与电源连接以及从 实现从电极表面缓释生物剂的难度，该方法严重受限。因此，这些组合物用于将病毒载体递送至特定组织的有用性受限。仍然非常需要这样的组合物，其适合于以使生物材料被给予的时 间延长且与该给予相关的免疫原性降至本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于将生物材料递送至动物细胞或组织的组合物，所述组合物包含： （ａ）生物材料； （ｂ）具有水解键的生物降解交联剂部分，其中所述生物降解交联剂部分与所述生物材料共价结合；和 （ｃ）基质，其中所述基质与所述生物降解交联剂部分共价结合，条件是通过断裂所述水解键，所述生物降解交联剂适于水解，从而释放并递送所述生物材料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：I阿尔费里夫，RJ利维，I菲什拜因，
申请(专利权)人：费城儿童医院，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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