用于递送治疗剂的阴离子核心组合物以及制备和使用所述组合物的方法技术

本发明专利技术涉及包含具有保护链和阴离子基团的聚合物骨架以及阳离子治疗剂的组合物。本发明专利技术涉及用于治疗感染、炎性疾病、过度生长及受损细胞和器官的组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交叉引用本申请要求于2009年9月9日提交的美国临时申请第61/240857号和2009年9月9日提交的美国临时申请第61/241004号的优先权。联邦资助研究的声明本专利技术是根据国立过敏与传染病研究院(NIAID)的编号为1R43AI078539的合同和国立糖尿病、消化及肾脏疾病研究所(NIDDK)的编号为1R43DK084724的合同项下的美国联邦政府的支持下而完成。美国联邦政府可对本文所述的主题拥有特定权益。
技术介绍
新药、制剂和其它用于施用生物活性肽和蛋白质以及其它治疗剂和物质的系统的开发受到提供这些肽或蛋白质或其它物质以获得所需生理效应的需求的推动。对于肽和蛋白质，其中很多已被观察在胃肠道中是不稳定的并且因此可能需要对其进行稳定化或进行保护或者通过体循环进行递送。另外，低分子量的肽和蛋白质倾向于具有较短的生物半衰期，这是由于其通过肾脏和网状内皮系统从体循环有效清除。许多肽和蛋白质还可由于蛋白质水解(肽键切割)而失去其体内活性。部分地出于避免这些不良效应的目的，可以使用药物递送系统。已经开发了药物递送策略以用于肽和蛋白质的体内递送，但其中大多数不能用于持续性递送。例如，经泵的药物连续全身性输注的使用对于需要高活动水平的非住院患者并不现实。输注具有生活质量的相关不利之处并且有潜在的静脉内(i. V.)路径感染。由具有允许药物透过的膜的胶囊构成的可植入泵的使用受到胶囊体积的限制。肽和蛋白质通常在胶囊内以浓缩的制剂使用并且发生聚集，由此而失去特定活性。在很多情况下，药物被释放于细胞外空间并且分布于淋巴中。其它可植入的生物可降解递送系统被植入或注射入表皮中。所述系统的成分通常由于周边细胞的生物活性而缓慢降解(即，由于降解维系这些植入物在一起的化学键的酶的释放)。在生理条件下表面携帯净正电荷并且具有碱性(高于pH 7.5)的等电点(pi)的蛋白质可受益于本专利技术的组合物。碱性蛋白质的应用具有很大的治疗潜力，包括应用于治疗癌症和相关的肿瘤疾病、全身性感染、炎症以及神经系统疾病诸如阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和朊蛋白病。对用于碱性(Pl高于PH 7. 5)的蛋白质和肽的全身性递送的生物可降解药物递送载体存在着需求，其提供更长的体内循环、在血液中更高的稳定性，并且可更方便地施用。在本专利技术的一个实施方案中，受益于本专利技术的载体的抗感染剂是Pl为9. 56的溶葡球菌素。可潜在地用于在体内阻断特定的细胞内机制的大多数肽和药物需要碱性部分，诸如允许膜内化的氨基基团。通过与碱性残基连接，这些细胞作用肽和药物可滲透生物膜。这些碱性残基在有时候被统称为细胞穿透部分(cell penetrating moiety)或者细胞穿透月太(cell penetrating peptides) (Cell-Penetrating Peptide, Ulo Langel 著，Pharmacoloy & Toxicology Series, 2002, CRC Press, New York)。
技术实现思路
在本专利技术的ー个方面，提供了包含含有单体单元的聚合物骨架、与所述聚合物骨架共价连接的保护链、与所述聚合物骨架的单体单元共价键合的羧酸根、硫酸根、磺酸根或磷酸根阴离子基团以及与所述阴离子基团不通过中间离子(例如金属)直接静电连接的加载分子的组合物。在ー个方面，所述阴离子基团的硫和/或磷原子彼此之间的间隔超过一个原子从而使其螯合特性最小化。所述的加载分子可包含i)细胞穿透肽， )阴离子结合域，或iii)超过7. 3的等电点。应该了解，加载分子与本专利技术的组合物之间的静电相互作用是主要的相互作用模式(Kd为10 μ M)而任何痕量的疏水相互作用(当其存在吋)是微弱(Kd> ΙΟμΜ)和不显著的。出于本说明书的目的，术语“阴离子结合域”是具有带正电的氮原子从而使该分子能够以低于IOyM的解离常数结合羧酸根、硫酸根、磺酸根或磷酸根部分的任何分子部分。在一个相关方面，与药学可接受的赋形剂一起提供包含含有单体単元的聚合物骨架、与所述聚合物骨架共价连接的保护链、与所述聚合物骨架的单体单元共价键合的羧酸根、硫酸根、磺酸根或者磷酸根阴离子基团以及与所述阴离子基团不通过中间离子(例如金属)直接静电连接的加载分子的药物组合物，其中阴离子基团的硫和/或磷原子(当存在吋)彼此之间的间隔超过ー个原子，并且其中所述的加载分子包含i) 细胞穿透肽，ii)阴离子结合域，或iii)超过7. 3的等电点。现发现,在无中间金属的情况下，含有螯合分子的聚合物可以结合金属结合肽/蛋白质。不期望受理论的束缚，通过使用带类似负性但是非螯合的部分(如硫酸根、磺酸根和磷酸根)对羧基基团进行衍生化从而去除螯合分子螯合金属的能力表明了结合肽和蛋白质的能力是通过离子相互作用实现的。本专利技术的这些实施方案、其它实施方案以及它们的特征和特性将通过下文的详述、附图和权利要求而被明确。通过引用并入本说明书中提及的所有公开文献、专利和专利申请均通过引用的方式并入本文，其引用程度等同于将各个公开文献、专利或专利申请特定且个别地表明通过引用的方式并入。附图简述本专利技术的特定特征通过所附的权利要求进行特别地说明。对本专利技术的特征和优点的更好了解可通过參考下文示例性实施方案的详细描述和附图而获得，这些实施方案应用了本专利技术的原理。附图如下图I所示为本专利技术的一种阴离子核心组合物的例子。所示的本专利技术为具有聚合物骨架和直接静电结合于载体的阴离子基团的阳离子加载分子或碱性肽/蛋白质的组合物。本示意图描述了聚合物骨架，其具有a)共价连接的侧保护链，b)共价连接的侧阴离子基团，所述阴离子基团源自羧酸根、硫酸根、磺酸根或磷酸根基团，其中阴离子基团随之与阳离子加载分子或碱性肽/蛋白质(等电点高于7但是在优选高于7. 3并在更优选高于7. 5)直接进行静电相互作用(没有中间离子)。本图并不对本专利技术所预想的组合物进行限制。专利技术详述定义为方便计，在进ー步描述本专利技术之前，在本说明书、实施例和所附的权利要求书中所使用的需要进ー步解释的特定术语总结于此。这些定义应參照本公开的其余内容进行解读并且应被本领域的技术人员所理解。除非另外进行定义，否则本文所使用的全部技术和科学术语具有的含义与本领域的普通技术人员所通常理解的相同。冠词“一”和“ー个”被用于指ー个以上(即，至少ー个)该冠词语法上的修饰对象。例如，“一元件”指的是ー个元件或多于ー个元件。术语“碱性蛋白质”是等电点为碱性(高于7)的蛋白质，其被称为“碱性蛋白质”，而等电点为酸性(低于7)的蛋白质被称为“酸性蛋白质”。蛋白质的溶解度在等电点处最低。蛋白质具有可电离的基团，诸如羧基基团和氨基基团。由于这些基团的电荷取决于PH，因此蛋白质分子根据pH可具有不同的电荷。在特定的pH下负电荷的数量与正电荷的数量相等，此PH为等电点，因此相似蛋白质之间的静电排斥在此点处最小并且溶解度也最低。、但是，例如，在低于等电点的PH下，与在等电点处的电荷相比，氨基基团将获得额外的质子而使得该蛋白质获得额外正电荷，或者羧基基团将质子化而使得该蛋白质失去负电荷。为确定氨基或羧基基团的质子化是否造成蛋白质在酸化时的性质变化，这取决于起始的等电点pH。等电点高于8. O的碱性蛋白质的酸化趋向于中性pH，其发生变化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.09.09 US 61/240,857;2009.09.09 US 61/241,0041.一种组合物，其包含 包含单体单元的聚合物骨架； 共价连接于所述聚合物骨架的保护链； 选自硫酸根、磺酸根、磷酸根和羧基的阴离子基团成员，所述阴离子基团通过单一化学键与所述聚合物骨架的单体单元共价键合；以及 在不存在中间金属离子的情况下通过静电相互作用直接连接于所述阴离子基团的加载分子; 其中所述加载分子 i)包含细胞穿透肽； ii)包含阴离子结合域；或 iii)具有闻于7.3的等电点。2.根据权利要求I所述的组合物，其中所述加载分子与所述阴离子基团的静电相互作用基本由离子相互作用构成。3.根据权利要求I所述的组合物，其中所述保护侧链包括聚乙二醇。4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述聚乙二醇是烷氧基聚乙二醇。5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述烷氧基聚乙二醇是甲氧基聚乙二醇。6.根据权利要求1-5所述的组合物，其中所述聚合物骨架包含非生物性单体。7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述非生物性单体选自聚乙烯亚胺、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸和聚烯丙胺。8.根据权利要求1-5所述的组合物，其中所述聚合物骨架包括多聚氨基酸。9.根据权利要求8所述的组合物，其中所述多聚氨基酸选自多聚赖氨酸、多聚鸟氨酸、多聚精氨酸、多聚谷氨酸、多聚天冬氨酸、多聚半胱氨酸、多聚丝氨酸、多聚苏氨酸和多聚酪氨酸。10.根据权利要求8所述的组合物，其中所述多聚氨基酸是多聚赖氨酸。11.根据权利要求1-5所述的组合物，其中所述聚合物骨架包括多糖。12.根据权利要求11所述的组合物，其中所述多糖选自肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、硫酸角质素、卡拉胶、果胶、透明质酸、岩藻依聚糖和葡聚糖。13.根据权利要求11所述的组合物，其中所述多糖是肝素。14.根据权利要求11所述的组合物，其中所述多糖是软骨素。15.根据权利要求1-14所述的组合物，其中所述加载分子选自(i)肽；(ii)蛋白质；以及(iii)有机小分子。16.根据权利要求1-14所述的组合物，其中所述加载分子是包含5-10个氨基酸的细胞穿透连续序列的肽或蛋白质，该序列中碱性氨基酸(赖氨酸和精氨酸)的数目减去酸性氨基酸(谷氨酸和天冬氨酸)的数目等于2或更大。17.根据权利要求13-14所述的组合物，其中所述加载分子是包含5-10个氨基酸的细胞穿透连续序列的肽或蛋白质，该序列中碱性氨基酸赖氨酸和精氨酸的总数减去酸性氨基酸谷氨酸和天冬氨酸的数目等于2或更大。18.根据权利要求16或17所述的组合物，其中所述肽中的细胞穿透连续序列由选自i)Lys-Lys-Lys-Lys,2)Lys-Lys-Lys-Arg,3)Lys-Lys-Arg-Lys,4)Lys-Lys-Arg-Arg,4)Lys-Arg-Arg-Lys, 5) Lys-Arg-Arg-Arg,以及 6) Arg-Arg-Arg-Arg 的序列组成,其中任何氨基酸可为D或L异构体并且所述序列的所示的定向可为氨基至羧基或羧基至氨基。19.根据权利要求1-14所述的组合物，其中所述加载分子是抗感染剂。20.根据权利要求13-14所述的组合物，其中所述加载分子包括选自下列的任意一种试剂溶葡球菌素、干扰素和SEQ ID NO : 12-45。21.根据权利要求1-14所述的组合物，其中所述加载分子是溶葡球菌素。22.根据权利要求13所述的组合物，其中所述加载分子是溶葡球菌素。23.根据权利要求14所述的组合物，其中所述加载分子是溶葡球菌素。24.根据权利要求20-23所述的组合物，其进一步包含选自下列的抗生素阿莫西林、氨苄青霉素、阿度西林、阿洛西林、氨曲南、枯草菌素、苄星青霉素、苄星青霉素V、苄青霉素(G)、比阿培南、羧苄西林、头孢乙腈、头孢羟氨苄、头孢氨苄、头孢来星、头孢洛宁、头孢噻啶、头孢噻吩、头孢匹林、头孢曲秦、头孢西酮、头孢氮氟、头孢唑啉、头孢拉定、头孢沙定、头孢替唑、头孢克罗、头孢孟多、头孢米诺、头孢尼西、头孢雷特、头孢替安、头孢丙烯、头孢拉宗、头孢呋辛、头孢唑南、头霉素(如头孢西丁、头孢替坦、头孢美唑)、碳头孢烯(如氯碳头孢)、头孢卡品、头孢达肟、头孢地尼、头孢托仑、头孢他美、头孢克肟、头孢甲肟、头孢地嗪、头孢哌酮、头孢噻厢、头孢咪唑、头孢匹胺、头孢泊厢、头孢磺唳、头孢他唳、头孢特仑、头孢布烯、头孢噻林、头孢唑肟、头孢曲松、氧头孢烯(如氟氧头孢、拉氧头孢)、头孢吡肟、头孢唑兰、头孢匹罗、头孢喹肟、头孢比普、氯霉素、氯己定、克林霉素、氯甲西林、氯唑西林、粘菌素、环丝氨酸、达托霉素、多尼培南、强力霉素、依匹西林、厄他培南、红霉素、法罗培南、磷霉素、庆大霉素、亚胺培南、利奈唑胺、美西林、美罗培南、甲氧苯青霉素、甲氧西林、美洛西林、米诺环素、莫匹罗星、萘夫西林、新霉素、苯唑西林、帕尼培南、培那西林、非奈西林、苯氧甲基青霉素(V)、哌拉西林、多粘菌素、多粘菌素B、普鲁卡因青霉素、丙匹西林、奎奴普丁 /达福普汀、雷莫拉宁、利福霉素、利福平、磺苄西林、替考拉宁、替加环素、替吉莫南、甲氧苄啶/磺胺甲噁唑、以及万古霉素。25.根据权利要求1-14所述的组合物，其中所述加载分子包含SEQID NO:l-59。26.根据权利要求13所述的组合物，其中所述加载分子包含SEQID NO:l-59。27.根据权利要求14所述的组合物，其中所述加载分子包含SEQID NO:l-59。28.根据权利要求13所述的组合物，其中所述加载分子包含SEQID NO 340...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·M·卡斯蒂洛，E·M·伯洛汀，A·尼希莫托阿施菲尔德，
申请(专利权)人：药明公司，
类型：发明
国别省市：