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KR20130098441A - 나노입자 활성성분 결합물 - Google Patents

나노입자 활성성분 결합물 Download PDF

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KR20130098441A
KR20130098441A KR1020137021157A KR20137021157A KR20130098441A KR 20130098441 A KR20130098441 A KR 20130098441A KR 1020137021157 A KR1020137021157 A KR 1020137021157A KR 20137021157 A KR20137021157 A KR 20137021157A KR 20130098441 A KR20130098441 A KR 20130098441A
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KR
South Korea
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nanoparticles
therapeutically active
dna
rna
cancer
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020137021157A
Other languages
English (en)
Inventor
안드레아스 요르단
노르베르트 왈도에프너
클라우스 데켄
레지나 숄츠
Original Assignee
매그포스 나노테크놀로지스 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 매그포스 나노테크놀로지스 아게 filed Critical 매그포스 나노테크놀로지스 아게
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Abstract

본 발명은 나노입자들에 관한 것으로서, 여기에서 적어도 하나의 치료학적 활성물질이 상기 나노입자에 부착되고 그리고 상기 나노입자로부터의 상기 적어도 하나의 치료학적 활성물질의 분리가 변화하는 자기장에 의해 야기되거나 또는 개시된다. 더욱이, 본 발명은 약제학적 조성물들, 특히 상기 나노입자들을 포함하는 주사 용액들과 마찬가지로 이들의 암의 처치에의 용도에 관한 것이다.

Description

나노입자 활성성분 결합물{Nanoparticle active ingredients conjugates}
본 발명은 치료학적 활성물질들이 부착된 나노입자들에 관한 것으로, 여기에서 상기 치료학적 활성물질들의 방출이 자기장의 변화에 의해 야기되거나, 개시되거나 또는 실질적으로 증가된다.
초상자성(superparamagnetic) 나노입자들이 질병들의 처치에 있어서 부형제(excipients)로 사용될 수 있다는 것이 공지되어 있다. 이러한 정황에 있어서는, 여러 접근방법들이 뒤따른다. 하나의 공지된 전략은 예를 들면 소위 "자기성 약물 표적화(magnetic drug targeting)"에 기초하고 있으며, 여기에서 자기장의 수단들에 의한 활성성분들의 농도에 있어서의 국지적 증가를 실현하고자 하는 시도들이 이루어졌다(DE 10059151 A, Alexiou). 유사하게, 목표 검색 특성(target finding properties)"을 상기 입자들에 화학적으로 운송하여 특정의 신체 영역들 내에서의 상기 입자들의 축적을 실현시키고자 하는 시도들이 이루어졌다(DE 4428851 A1, EP 0516252 A2). 상기 입자들과 상기 활성성분들로 이루어지는 결합물로 종양세포들 내로 침투되도록 하기 위한 다층입자(multishell particles)들이 WO 98/58673(INM) 특허 명세서에 기술되어 있다.
본 발명은 건강한 조직 내에서는 치료학적 활성성분들의 현저한 방출이 일어나지 않고, 일단 나노입자들이 종양조직 및 종양세포들 내로 들어가면 상기 치료학적 활성성분의 제어된 방출이 일어날 수 있도록 치료학적 활성성분들이 담지되는 나노입자들을 목적으로 한다.
상기 목적은 청구항 1에 따른 나노입자와 청구항 13에 따른 상기 나노입자들의 용도에 의해 달성된다.
그 이상의 유리한 구체예들이 종속항들, 실시예들 및 상세한 설명으로부터 나온다.
본 발명에 의한 나노입자에 의하면 건강한 조직 내에서는 치료학적 활성성분들의 현저한 방출이 일어나지 않고, 일단 나노입자들이 종양조직 및 종양세포들 내로 들어가면 상기 치료학적 활성성분의 제어된 방출이 일어날 수 있도록 치료학적 활성성분들이 담지되는 효과가 있다.
본 발명은 나노입자들에 관한 것으로서, 여기에서 치료학적 활성성분들이 상기 나노입자들에 부착되고, 그리고 여기에서 상기 나노입자들로부터의 상기 치료학적 활성성분들의 분리가 자기장의 변화에 의해 야기되거나, 개시되거나 또는 실질적으로 증가된다. 이러한 정황에 있어서, 상기 적어도 하나의 치료학적 활성물질이 상기 변화하는 자기장의 직접적인 영향의 수단에 의하여 또는 상기 변화하는 자기장에 의해 야기되는 국부적 가열로 인하여 방출된다. 바람직하게는, 상기 방출은 상기 활성성분 즉, 상기 치료학적 활성물질과 상기 나노입자 사이의 열적으로 불안정한 연결자(linker)가 열적으로 분열되거나 및/또는 변화하는 자기장에 대해 불안정한 연결자가 사용된다는 사실에 의해 야기된다. 따라서, 본 발명은 열적으로 및/또는 자기장에 의하여 분열될 수 있는 연결자의 수단에 의해 치료학적 활성물질, 특히 세포증식억제제(cytostatic)를 나노입자에 부착시키는 것으로 이루어진다.
본 발명에 따른 나노입자들은 적어도 하나의 치료학적 활성물질이 나노입자에 부착되고 그리고 여기에서 상기 적어도 하나의 치료학적 활성물질의 상기 나노입자로부터의 분리가 변화하는 자기장에 의해 야기되거나 또는 개시되거나 또는 실질적으로 증가되는 것을 특징으로 한다.
환언하면, 본 발명은 나노입자들에 관한 것으로서, 여기에서 적어도 하나의 치료학적 활성물질이 연결자의 수단에 의하여 공유적으로 또는 이온적으로 부착되거나 또는 수소결합들을 통하여 또는 착물화(complexation ; 착화학 결합(complex bond))를 통하여 또는 층간결합(intercalation)을 통하여 또는 친유성 상호작용(lipophilic interactions)을 통하여 부착되고 그리고 상기 연결자가 열적 개시 또는 전자기장이나 자기장에 의한 개시로 인하여 분열될 수 있다.
열적으로 개시된 분열은 생리학적 조건들 하에서 45℃ 이상, 바람직하게는 50℃ 이상의 국부적 가열이 상기 연결자를 분열시키는 데 충분하다는 것을 의미한다. 전기장 또는 자기장에 의해 개시된 분열은 생리학적 조건들 하에서 전기장 또는 자기장의 적용이 단지 전기장 또는 자기장에 의하여 및/또는 상기 전기장 또는 자기장에 의해 유도된 국부적 pH 감소에 의하여 상기 연결자가 분열되도록 하는 원인이 되는 것을 의미한다.
상기 적어도 하나의 치료학적 활성물질 즉, 적어도 하나의 치료학적 활성물질군의 분자들 또는 하나의 특정한 활성성분은 바람직하게는 공유결합에 의하거나 또는 주로 공유결합 및/또는 충분히 강한 이온결합, 포접화합물(clathrate compounds) 또는 착물화(착화학 결합)에 의하여 또는 개별적으로 충분한 수의 수소결합들 또는 소수성 상호작용들의 배열에 의하여 부착되어 치료학적 활성물질의 조절되지 않은 방출을 실질적으로 회피할 수 있도록 한다. 조절되지 않은 방출이란 건강한 조직 내에서의 치료학적 활성물질의 분리, 특히 변화하는 자기장이 활성이지 않은 분리를 기술한다.
이러한 조절되지 않은 방출은 치료학적 활성물질이 치료적 효과보다는 해로운 부작용(detrimental side effects)들을 더 일으키는 국소들; 즉 발암성의 조직(carcinogenic tissue)의 외부 또는 개별적으로 종양세포들의 외부들에서 치료학적 활성물질들이 방출되는 결과를 가져온다.
따라서, 상기 치료학적 활성물질들은 상기 나노입자들에 고정되어 부착된 채로 남게 되고 그리고 상기 나노입자와 함께 종양세포로 이송된다. 상기 나노입자들이 종양세포들에로 이송되는 동안에는, 단지 기껏해야 뚜렷하지 않은 양의 치료학적 활성물질들의 적은 부분이 방출된다. 일단 종양세포들에 도착되면, 변화하는 자기장의 수단, 특히 외부에서 변화하는 자기장 또는 개별적으로 외부로부터 적용되는 변화하는 자기장(자극)에 의해 상기 치료학적 활성물질들이 방출된다.
이러한 정황에 있어서, "변화하는 자기장에 의해 야기되거나 또는 개시되는"은 직접적으로 상기 방출 또는 개별적으로 분리가 상기 변화하는 자기장 또는 개별적으로 자극에 의해 또는 간접적으로, 예를 들면 활성화 또는 개별적으로 효소의 유전자 발현 또는 열의 발생에 의하여 야기되는 것을 의미한다.
상기 나노입자들은 자성물질, 바람직하게는 강자성 물질, 반강자성 물질, 페리자성 물질, 반페리자성 물질 또는 초상자성 물질, 특히 바람직하게는 철산화물들, 특히 초상자성 철산화물들 또는 산화물층이 제공된 순수한 철들로 이루어진다. 이러한 나노입자들은 변화하는 자기장에 의해 가열될 수 있다. 상기 나노입자들을 포함하는 조직은 50℃ 이상의 온도로 가열될 수 있다. 하나의 종양세포 당 나노입자들의 형태의 최대 800pg 또는 그 이상의 철이 흡수될 수 있다는 사실로 인하여 이러한 고온들이 달성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 나노입자들은 철산화물들 및 특히 마그네타이트(magnetite ; Fe3O4), 마그헤마이트(maghemite ; γ-Fe2O3) 또는 상기 두 산화물들의 혼합물로 이루어진다. 대체로, 상기 바람직한 나노입자들은 화학식 FeOX로 표시되며, 여기에서 X는 1 내지 2의 수이다. 바람직하게는, 상기 나노입자들은 500㎚ 이하의 직경을 갖는다. 바람직하게는, 상기 나노입자들은 15㎚의 평균 직경을 갖거나 또는 1 내지 100㎚ 이내, 보다 바람직하게는 10 내지 20㎚의 범위 이내에 있다.
X가 1.0 내지 2.0의 범위 이내인 화학식 FeOX의 상기 자성물질들에 더해, M이코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 바륨(Ba)인 화학식 MFe2O4의 물질들 또는 다른 페라이트들이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 더욱이, 그 내부에 본 명세서에서 언급된 자성물질 등과 같은 자성물질들이 내포되거나 및/또는 그에 이러한 자성물질들이 부착된 실리카 또는 폴리머 입자들이 또한 적절하게 사용될 수 있다.
치료학적 활성물질들은 상기 나노입자들, 특히 초상자성 나노입자들에 부착되며, 여기에서 공유결합이 바람직하다. 선택될 수 있는 치료학적 활성물질에는 항증식성(antiproliferative), 항이동성(antimigration), 항혈관신생성(antiangiogenic), 항혈전성(antithrombotic), 세포독성(cytotoxic), 항응고성(anticoagulative), 항균성(antibacterial), 항바이러스성(antiviral) 및/또는 항진균성(antimycotic) 약물들이 포함되며, 여기에서 항증식성, 항이동성, 항혈관신생성, 세포분열억제성 및/또는 세포독성 물질들과 마찬가지로 항증식성, 항이동성, 항혈관신생성, 항혈전성, 항염증성, 소염성, 세포분열억제성, 세포독성, 항응고성, 항균성, 항바이러스성 및/또는 항진균성의 특성들을 갖는 핵산, 아미노산, 펩티드, 단백질, 탄수화물, 지질, 당단백질, 글리칸 또는 리포단백질들이 바람직하다. 더욱이, 이러한 물질들은 또한 다른 결합된 통상의 종양 처치 방법들의 방사선증감제 또는 증감제 또는 증폭제들이거나 또는 이러한 증감제들을 포함할 수 있다.
세포독성 및/또는 세포분열억제성 화합물들 즉, 세포독성 및/또는 세포분열억제성의 특성들을 갖는 화학적 화합물들로서는 알킬화제, 세포분열억제 특성을 갖는 항생제, 대사길항물질(antimetabolites), 미소관 저해제(microtubule inhibitors) 및 토포아이소머라아제 저해제(topoisomerase inhibitors), 백금 및 예를 들어 아스파라긴 분해효소(asparaginase), 트레티노인(tretinoin), 알칼로이드, 포도필로톡신(podophyllotoxins), 탁산(taxanes) 및 밀테포신(miltefosine®), 호르몬, 면역조절제(immunomodulators), 모노클로날항체(monoclonal antibodies), 신호변환제(signal transducers(신호변환을 위한 분자들)) 및 사이토카인(cytokines) 등과 같은 다른 세포분열억제제를 포함하는 화합물들이 사용될 수 있다.
그 중에서도 특히 알킬화제들의 예들에는 클로르에타민(chlorethamine), 시클로포스파미드(cyclophosphamide), 트로포스파미드(trofosfamide), 이포스파미드(ifosfamide), 멜파란(melphalan), 클로람부실(chlorabucil), 부설판(busulfan), 티오테파(thiotepa), 카무스틴(carmustine), 로무스틴(lomustine), 다카바진(cacarbazine), 프로카바진(procarbazine), 테모졸로미드(temozolomide), 트레오설판(treosulfan), 에스트라무스틴(estramustine) 및 니무스틴(nimustine) 들이 포함된다.
세포분열억제 특성을 갖는 항생제들의 예들에는 다우노루비신(daunorubicin), 독소루비신(doxorubicin ; 아드리아마이신(adriamycin)), 닥티노마이신(dactinomycin), 미토마이신 씨(mitomycin C), 블레오마이신(bleomycin), 에피루비신(epirubicin ; 4-에피아드리아마이신(4-epiadriamycin)), 이다루비신(idarubicin), 미톡산트론(mitoxantrone), 암사크린(amsacrine) 및 악티노마이신 디(actinomycin D)들이 포함된다.
메토트렉세이트(methotrexate), 5-플루오로우라실(5-fluorouracil), 6-티오구아닌(6-thioguanin), 6-머캡토푸린(6-mercaptopurine), 플루다라빈(fludarabine), 클라드리빈(cladribine), 펜토스타틴(pentostatin), 젬시타빈(gemcitabine), 시타라빈(cytarabine), 아자티오프린(azathioprine), 랄티트렉세드(raltitrxed), 카페시타빈(capecitabine), 시토신아라비노시드(cytosine arabinoside), 티오구아닌(thioguanine) 및 머캡토푸린(mercaptopurine) 들이 대사길항물질(대사길항제들)의 예들로 언급될 수 있다.
빈크리스틴(vincristine), 빈블라스틴(binblastine), 빈데신(vindesine), 에토포시드(etoposide) 들과 마찬가지로 테니포시드가 알칼로이드 및 포도필로톡신들의 군 중에서 고려될 수 있다. 게다가, 백금을 포함하는 화합물들이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 백금을 포함하는 화합물들의 예들로는 시스플라틴(cisplatin), 카보플라틴(carboplatin) 및 옥살리플라틴(oxaliplatin) 들이 있다. 미소관 저해제들 중에서는 예를 들어 빈카 알칼로이드들(빈크리스틴, 빈블라스틴, 빈데신, 비노렐빈(vinorelbine)) 등과 같은 알칼로이드 및 파클리탁셀(paclitaxel ; taxol®) 들과 마찬가지로 파클리탁셀의 유도체들이 고려될 수 있다. 토포아이소머라아제 저해제들의 예들에는 에토포시드, 테니포시드, 캄프토테신(camptothecin), 토포테칸(topotecan) 및 이리노테칸(irinotecan) 들이 포함된다.
파클리탁셀 및 도세탁셀들이 탁산의 화합물 군들의 예들이고, 다른 세포분열억제 물질들 중에서는 예를 들어 하이드로카바미드(hydrocarbamide ; 하이드록시우레아(hydroxyurea)), 이마티니브(imatinib), 밀테포신(miltefosine®), 암사크린, 토포테칸(토포아이소머라아제-I의 저해제), 펜토스타틴, 벡사로텐(bexarotene), 비올리무스 A9(biolimus A9), 라파마이신(rapamycin ; 실로리무스(sirolimus)), 로도마이신 디(rhodomycin D), 아메탄트론(ametantrone), 벤다무스틴(bendamustine), 옥사자포스포린(oxazaphosphorine), 5'-디옥시-5-플루오로우리딘(5'-deoxy-5-fluorouridine), 9-아미노캄프토테신(9-aminocamptothecin), 포도필로톡신 유도체들, 미토포도지드(mitopodozide), 빈카 알칼로이드, 칼리케아마이신(calicheamicins), 마이탄시노이드(maytansinoids), 트레티노인 및 아스파라긴 분해효소 들이 고려된다. 모노클로날항체들의 화합물 군들의 대표적인 예들에는 그 중에서도 특히 트라스투주마브(trastuzumab ; 또한 허셉틴(herceptin®)으로도 알려져 있음) 및 알렘투주마브(alemtuzumab ; 또한 마브캄파스(MabCampath®)로도 알려져 있음) 및 리투시마브(rituximab ; 또한 마브테라(MabThera®)로도 알려져 있음) 들이 있다.
본 발명에 따르면, 예를 들어 글루코코르티코이드(프레드니손), 에스트로겐(포스페스트롤(fosfestrol), 에스트라무스틴(estramustine), LHRH(부세렐린(buserelin)), 고세렐린(goserelin), 류프로렐린(leuprorelin), 트립토렐린(triptorelin)), 플루타미드(flutamide), 시프로테론아세테이트(cyproterone acetate), 타목시펜(tamoxifen), 토레미펜(tromifen), 아미노글루테티미드(aminoglutethimide), 포르메스탄(formestane), 엑세메스탄(exemestane), 레트로졸(letrozole) 및 아나스트로졸(anastrozole) 등과 같은 호르몬들이 또한 사용될 수 있다. 면역조절제들, 사이토카인, 항체들 및 신호변환제들의 군들 중에서, 인터루킨-2, 인터페론-알파, 에리트로포이에틴, G-CSF, 트라스투주마브(herceptin®), 리투시마브(MabThera®), 게피티니브(gefitinib ; Iressa®), 이브리투모마브(ibritumomab ; Zevalin®), 레바미솔(levamisole) 들과 마찬가지로 레티노이드(retinoids) 들이 고려된다.
바람직하게는, 앞서 언급한 물질들은 상기 나노입자들에 공유적으로 결합된다. 예를 들어, 상기 물질들은 각 물질들이 수반하는 관능기들에 따라 히드록시기, 아미노기, 카르보닐기, 티올기 또는 카르복실기들을 경유하여 부착될 수 있다. 따라서, 예를 들어 독소루비신은 에스테르의 형태에서의 그의 1차 히드록시기들을 경유하여 부착될 수 있으며, 백금 유도체들(시스플라틴, 카보플라틴, 옥살리플라틴 등)은 상기 백금에서의 친핵성 치환(nucleophilic substitution)의 수단에 의하여 아미노기에 의해 결합될 수 있으며; 파클리탁셀은 아민결합을 경유하여 부착될 수 있다.
히드록시기들은 바람직하게는 에스테르, 아세탈 또는 케탈로서 부착될 수 있고; 티오기들은 바람직하게는 티오에스테르, 티오아세탈 또는 티오케탈로서 부착될 수 있고, 아미노기들은 바람직하게는 아미드들 및 부분적으로는 이민(쉬프 염기(Schiff bases) 또는 이소시아네이트기와의 반응에 의한 우레탄으로서 부착될 수 있고; 카르복실기들은 바람직하게는 에스테르 또는 아미드로서 부착될 수 있고 그리고 카르보닐기들은 바람직하게는 아세탈 또는 개별적으로 케탈로서 부착될 수 있다.
활성성분 없이 그리고 코팅 없이의 나노입자들의 제조는 DE 4428851 A에 상세하게 기술되어 있다. 더욱이, 나노입자들의 표면의 관능기화(functionalization)는 공지되어 있으며, 따라서 공지의 절차들을 사용하여 상기 나노입자들의 표면 상에 아미노기, 히드록시, 카르복실기 또는 카르보닐기들이 생성될 수 있다.
따라서, 본 발명은 그들의 표면 상에 다수의 아미노기, 히드록시기, 카르복실기 또는 카르보닐기들을 갖는 나노입자들에 관한 것으로서, 여기에서 연결자들이 이민결합, 아민결합, 에스테르결합, 아미드결합 또는 케탈결합의 수단들에 의하여 상기 관능기들의 적어도 일부에 부착되고, 더욱이 상기 연결자들은 공유적, 이온적, 착물화, 친유적인 방법으로 또는 수소결합들의 수단에 의해 상기 치료학적 활성물질을 결합한다.
본 발명의 나노입자들의 바람직한 실시예의 특정의 특징은 특정의 형태들의 결합들의 수단에 의하여 상기 자성의 나노입자들에 결합되는 상기 활성성분들로 이루어진다. 상기 결합들은 상기 활성성분들의 방출이 외부의 변화하는 자기장(자극)의 수단에 의하여 자극될 수 있도록 구축된다.
변화하는 자기장은 그러한 경우에 초상자성 입자들이 상기 입자들의 여러 방출 과정들을 촉발시키도록 하는 외부 자극으로서 작용한다. 그 중에서도 특히 상기 과정들은 상기 입자들 및 그들의 주변들을 가열하는 결과를 가져온다. 본 발명에 따르면, 상기 변화하는 자기장에 의해 촉발된 상기 과정들은 나노입자와 치료학적 활성물질 사이의 상기 결합을 분열시켜 상기 분열 과정을 강하게 촉진시키는 데 사용된다. 이러한 정황에 있어서, 상기 자극에 의하여 생물학적 과정들(예를 들면 효소적 분열)에 의한 분열의 속도가 강하게 증가되고, 그에 따라 목적지에서의 상기 활성성분의 농도에서의 증가가 단지 일단 자극이 적용된 경우에만 달성되도록 한다. 유사하게, 상기 결합은 화학적 반응들(예를 들면 가수분해)에 의한 분열이 촉발되도록 하거나 또는 명백하게 증가되도록 구축될 수 있다. 더욱이, 상기 자기장에 의해 유도된 상기 가열은 연결자로서 사용된 핵산 분자 또는 폴리펩티드 분자가 용융되도록 하는 원인이 될 수 있다.
상기 치료학적 활성물질들은 직접적으로 또는 연결자 분자를 경유하여 부착될 수 있다. 상기 연결자 분자는 바람직하게는 아미드 결합 또는 에스테르 결합의 수단들에 의하여 상기 나노입자들 또는 개개의 나노입자에 부착된다.
본 발명에 따르면, 여러 길이의 핵산들(디옥시리보핵산(DNA), 리보핵산(RNA) 또는 펩티드핵산(PNA)) 또는 폴리펩티드들을 연결자로서 사용하는 것이 가능하다. 상기 필요한 분자들은 유전학적으로 또는 합성방법적으로 선택적으로 생산될 수 있다. 상기 연결자들은 생리학적 조건들 하에서 열적으로 유도되거나, 자기적으로 유도되거나 또는 산에 의해 유도되는 방법으로 분열될 수 있다.
상기 연결자의 분열은 상기 연결자들이 생리학적 조건들 하에서 열 충격, 자기장의 영향, 즉, 자기적 자극으로 인하여 또는 산에의 노출로 인하여 분열될 수 있는 적어도 하나의 결합을 그 연결자 내에 포함하는 것을 의미한다. 열(바람직하게는 적어도 45℃) 및/또는 자기장 및/또는 산에의 노출로 인하여 상기 결합은 생리학적 조건들 하에서 그러한 노출이 제공되지 않은 경우에 비하여 적어도 2배 더 빠르게 분열될 수 있어야 한다. 예를 들면, 산의 형성 및 국부적 pH의 감소는 이미 사멸된 세포들에 의해 야기될 수 있다. "상기 연결자 내의 결합"이라는 표현은 상기 나노입자에의 상기 연결자의 결합 뿐만 아니라 상기 치료학적 활성물질에의 연결자의 결합을 포함한다. 게다가, 상기 연결자는 또는 2개 또는 3개의 연결자 분자들로 이루어질 수 있다.
요구되는 분열을 보증하기 위하여, 상기 연결자들은 -S-S-, -O-P(=O)(O-)-O-, -CO-CO-, -NH-CO-CO-NH-, -C=N-C-, 케탈, -CO-NH-N=C-, 트리옥시실란 (-O-)(-O-)(-O-)Si-C 또는 아세탈 등의 관능기들의 적어도 하나를 갖는다.
예를 들면, 적절한 연결자들은
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의 형태들을 가질 수 있다. 상기 지그재그 선은 활성성분과 상기 연결자 또는 각각 상기 연결자와 상기 나노입자들 사이의 결합을 나타낸다.
바람직한 핵산들은 40 내지 60℃의 범위 이내의 용융점을 갖는 구조들, 바람직하게는 이중가닥구조(double stranded constructs)들이다. 이중가닥 DNA, RNA 또는 PNA가 사용되는 경우, 하나의 가닥은 상기 나노입자에 연결될 수 있는 기(예를 들면, 포스포아미데이트기(phosphoramidate group)를 경유하여 결합된 아미노기 또는 카르복시기)를 노출시킨다. 그 상보 가닥(complementary strand)은 예를 들면 역시 공유결합을 통하여 결합된 상기 활성성분을 수반할 수 있다. 상기 가닥들 사이에서 짝지워지는 염기들로 인하여 상기 활성성분은 또한 상기 입자들에 결합된다. 상기 활성성분은 단지 상기 이중가닥이 변화하는 자기장 내에서의 열의 발생으로 인하여 용융되어 열리는 경우에 방출될 수 있다. 상기 용융점 및 상기 연결자의 분해 둘 다는 DNA-DNA, DNA-RNA, DNA-PNA, RNA-RNA, RNA-PNA 또는 PNA-PNA으로부터 대응하는 호모 하이브리드(homo hybrids) 또는 헤테로 하이브리드(hetero hybrids)들을 선택하는 것에 의하여 조절될 수 있다.
바람직한 폴리펩티드들은 특히 수소결합들(예를 들면 면역글로블린 도메인(immunoglobulin domains)들 사이 등과 같은)을 경유하거나 또는 소수성 상호작용들(예를 들면 소위 류신 지퍼(leucine zippers)들 내에서와 같은)을 경유하여 한정된 호모 이량체(homo dimers)들 또는 헤테로 이량체(hetero dimers)들을 형성하는 경향인 분자들이다. 상기한 경우들에서는 역시 40 내지 60℃의 범위 내의 용융점을 가지며, 또한 그에 따라 생리학적 조건들 하에서 주로 짝지워진 상태로 존재하는 그러나 치료학적으로 획득가능한 온도들에서 그들의 단량체들로 분해되지 않는 그러한 쌍이 사용된다. 상기한 목적을 위하여, 하나의 결합 파트너(binding partner)는 상기 나노입자에 공유적으로 결합되고 그리고 다른 하나는 치료학적 활성물질에 공유적으로 결합된다. 상기 2개의 펩티드 가닥들 사이의 상기 결합이 용융되는 경우, 나노입자들은 분리되고, 그 후 치료학적 활성물질들은 단지 후속되는 효소적 분열 등과 같은 분열에 종속되는 경우에 자유롭게 확산될 수 있는 형태로 존재하게 된다.
유사하게, 폴리펩티드와 핵산 사이의 상호작용들이 대응하는 연결자 내에서 사용될 수 있다. 상기한 목적을 위하여, 비-공유적인 방법으로 핵산들과 상호작용하고 그리고 핵산들을 결합할 수 있는 폴리펩티드들이 상기 나노입자들에 부착된다. 상기한 상호작용들은 또한 열의 충격에 의해 용융되어, 결합된 효과기 분자(effector molecule)에 더해 부착된 핵산이 방출되도록 할 수 있다. 때로는 심지어 상기 방출된 핵산 자체가 효과기 분자(예를 들면, siRNA(small interfering RNA), 항감작 DNA(antisense DNA) 등)로서 작용할 수 있다. 잠재적 폴리펩티드 결합 핵산들은 특히 20 내지 50개의 아미노산의 길이를 갖는 징크 핑거(zinc finger)일 수 있으나, 그러나 또한 DNA-결합 도메인(DNA-binding domains)의 프리퀀트 헬릭스-턴-헬릭스 모티프(frequent helix-turn-helix motif)가 사용되거나, 또는 DNA 결합(약 100개의 아미노산의 길이의 DNA 결합 도메인을 갖는 작은 단백질) 또는 단일가닥 RNA 결합 단백질들(약 90개의 아미노산의 길이로 측정되는)의 개별적으로 "RNA 인식 모티프(RNA recognition motif)"(RRM 또는 개별적으로 RNP-1) 또는 이중가닥 RNA 결합 단백질들(약 65개의 아미노산의 길이로 측정되는)의 "이중가닥 RNA 결합 모티프"(DRBM)를 위한 "단일가닥 RNA 결합 단백질들"(SSB)이 사용될 수 있다.
다른 변형들은 연결자 시스템 내에서의 핵산(압타머(aptamers)) 또는 개개 단백질들에 의한 저분자량의 리간드들의 결합을 사용하여 이루어진다. 예를 들면 소위 "부착소(합텐 ; haptene)" 등에 대한 항체들(예를 들면 디니트로페놀, 트리니트로페놀, 디그옥시게닌(digoxigenine), 디그옥신, 비오틴들이 주로 사용된다)의 생성에 의하여 대체로, 모든 분자들이 사용될 수 있다. 특히 조효소들(코엔자임 A, ATP, GTP, FAD, NADH, NADPH, 비오틴, 엽산(folic acid, 피리독살포스페이트(pyridoxal phosphate) 등과 같은), 기질들(73개의 아미노산들을 포함하는 글루타치온-S-트랜스퍼라아제(GST ; glutathione-S-transferase)의 글루타치온 결합좌 등과 같은) 또는 호르몬들(안드로겐, 에스트로겐, 레틴산(retinoic acid), 티록신, 218 내지 252개의 아미노산들로 측정되는 비타민 D3에 대한 뉴클레어 호르몬 리셉터(nuclear hormone receptors)의 호르몬 결합 도메인(hormone binding domain) 등과 같은) 등과 같은 생체분자(biomolecules)들의 결합포켓들이 실제적으로 적용될 수 있다. 가장 흔히 사용되는 상호작용들 및 동시적으로 가장 강한 비-공유결합으로 알려진 것 중의 하나는 아비딘(avidin) 또는 개개 스트렙타비딘(streptavidin)에의 비오틴의 상호작용이다. 높은 결합 친화도(binding avidity)로 인하여, 기술적으로 달성가능한 온도의 범위 내에서의 용융을 실현하기 위하여 변성된 아비딘 또는 개개의 덜 강한 결합을 갖는 비오틴 유사체들(예를 들면, 데스티오비오틴(desthiobiotin) 또는 이미노비오틴(iminobiotin)을 사용하는 것이 바람직하다. 모든 경우에 있어서, 마이크로분자 리간드(micromolecular ligand)를 상기 나노입자들에 결합시키는 것은 이해될 수 있는 것이기는 하나; 그러나, 리간드의 선택에 따라, 그 역의 배열이 유리할 수 있다.
이러한 바람직한 실시예에 있어서, 단지 고려되는 결합방법들은 상기 나노입자와 상기 활성성분 사이에 결합을 형성하는 방법들이며, 여기에서 상기 결합은 "통상의" 생리학적 조건들 하에서는 충분히 안정하나, 그러나 본 발명에 따라 사용된 조건들(충격) 하에서는 상당히 덜 안정적이다. 방출의 메카니즘 및 또한 그에 따른 목표(예를 들면, 악성종양들의 경우에서의 종양)에 따른 결합의 형태는 본질적이며, 통상의 화학적 결합 방법들의 수단들에 의해 적용될 수 있어야 한다. 유사하게, 상기 방출은 세포내적(intracellularly)으로 또는 세포외적(extracellularly) 일어날 수 있다. 본 발명에 따라 생산된 상기 입자들은 그 효율이 변화하는 자기장 내에서의 활성화에 의해서만이 달성될 수 있는 한편으로 상기 충격 없이는 상기 활성성분이 크게 효율적이지 않은 채로 남게 되는 공지의 활성성분들의 캐리어(carriers)들과는 다르다.
본 발명에 따르면, 상기 나노입자/활성성분 결합물들은 바람직하게는 철을 포함하는 자성코어(magnetic cores)들에 기초하고 있으며, 상기 코어들은 상기 활성성분들이 관능기들을 경유하여 그에 결합되도록 하는 것을 허용하는 하나 또는 그 이상의 콜로이드성 덮개들 또는 코팅들로 둘러 쌓여진다. 상기 코어는 바람직하게는 마그네타이트 또는 마그헤마이트로 이루어진다. 상기 덮개의 1차적인 기능은 수성 매질 중에서의 콜로이드성 분포를 실현시키는 것과 상기 나노입자들이 응집되는 것으로부터 보호되도록 하는 것으로 이루어진다. 원칙적으로, WO 98/58763호에 기술된 바와 같은 여러 덮개들을 갖는 입자들은 이러한 입자들의 생물학적 행동들이 폴리머들로의 코팅들의 수단들에 의해 조절될 수 있기 때문에 그리고 상기 활성성분들이 상기 1차 덮개들의 관능기들에 결합될 수 있기 때문에 활성화될 수 있는 나노입자/활성성분 결합물들에 대한 적절한 근거(basis)들이 된다.
상기 활성성분들은 서로 다른 방법들을 사용하여 상기 1차 덮개들에 부착될 수 있다. 상기 입자 코어들이 아미노실란들에 의해 또는 덮개 또는 아미노기를 운송하는 개개 코팅에 의하여 상기 입자 코어들이 안정화되는 경우에 있어서, 상기 활성성분들은 예를 들어 상기 표면 근처에 위치되어 있는 아미노기에 결합될 수 있다. 이러한 정황에 있어서, 상기 결합은 예를 들어 숙신이미딜에스테르(succinimidyl esters), 설포숙신이미딜에스테르(sulfosuccinimidyl esters), 이소티오시아네이트(isothiocyanates), 트리아지닐클로라이드(triazinyl chlorides), 설포닐클로라이드(sulfonul chlorides), 테트라플루오로페닐에스테르(tetrafluorophenyl esters)를 경유하여 또는 또한 알데히드기들을 경유하여 수행될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 상기 활성성분은 화학적 방법에 의하여 상기 기들과 결합될 수 있는 것이어야 한다. 상기 활성성분이 직접적으로 상기 방법들을 사용하여 결합될 수 없는 경우에, 연결자 분자가 사용될 수 있다. 상기 "연결자"는 상기 활성성분을 상기 보호덮개의 상기 관능기들과 연결되고, 그리고 그에 따라 서로 다른 결합가능성들을 고려함에 있어서 다양성을 향상시킬 수 있도록 한다. 따라서, 상기 연결자 분자는 층간결합되거나, 또는 층간결합되거나 또는 층간결합될 수 있거나 또는 효소적 균열에 의해 분리될 수 있는, 열적으로 분안정한, 전자기적으로 불안정한, 광-불안정한, 산-불안정한 기들을 포함한다. 더욱이, 상기 방출메카니즘은 또한 상기 연결자를 경유하여 조절될 수 있다. 따라서, 상기 연결자는 또한 상기 활성성분들이 분리되는 것을 허용하는 기들을 도입할 수 있다. 잠재적인 기들에는 예를 들어 분열가능한 아세탈, 에스테르, 히드라존(hydrazone) 또는 이민기들이 포함된다. 유사하게, 펩티드 시퀀스들이 상기 활성성분이 단지 효소적 분리 또는 후속하여 비-공유결합의 용융 후에 방출되도록 하는 그러한 연결자들로서 사용하는 데 적절하다. 더욱이, 바람직하게는 DNA, RNA 및 PNA 분자들이 이중가닥 연결자들로서 사용될 수 있으며, 여기에서 상기 방출은 열적으로 유도된 상기 이중가닥들의 용융에 의해 일어난다.
본 발명에 따르면, 단지 정상적인 생리학적 조건들 하에서 분열을 일으키지 않거나 또는 단지 느린 분열속도인 연결자들이 사용될 수 있다. 상기 연결자 분자들은 예를 들면 목표 영역(예를 들면, 종양세포 내에서의 효소적 방출) 내에서 방출이 가능하도록 하는 것과 같이 구축될 수 있으며, 상기 방출은 정상적인 조건들 하에서는 상기 활성성분의 치료학적 농도가 달성되는 것이 불가능하게 되도록 낮다. 충분히 높은 속도에서의 상기 연결자 분자의 분열 또는 상기 연결자 분자의 개개 분열들은 단지 변화하는 자기장에 의한 외부로부터의 자극의 결과로서 야기되며, 상기 활성성분의 활성화의 결과를 가져온다. 바람직하게는 이러한 목표는 상기 연결자들의 효소적 분열을 허용하는 구조가 단지 일단 핵산 이중가닥들 또는 개개 다중가닥들 또는 달리 펩티드 이량체들 또는 개개 펩티드 올리고머들의 열적으로 유도된 용융이 일어나는 경우에만 달성되도록 한다는 사실에 의해 구현된다.
여러 관능기들(예를 들면, 카르복시, 에폭시, 알데히드)에 의해 안정화된 입자들은 입자들이 아미노실란에 의해 안정화되는 것과 동일한 방법으로 처리될 수 있다. 방출이 단지 앞서 언급한 조건들 하에서만 일어나도록 결합 방법이 선택되는 것이 절대적이다. 유사하게, 활성성분은 앞서 언급한 기들(실시예 1을 참조하시오)로 관능화된 알콕시실란에 결합될 수 있으며, 여기에서 후속하는 단계에서 상기 결합물은 실란들에 의해 이미 안정화된 입자들의 보호덮개에 결합된다. 상기 결합은 공유결합들로 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따르면, 충분한 안정성을 갖는 이온성 상호작용들을 형성하는 것이 또한 가능하다.
특허 명세서 제 WO 98/58673호에서 기술된 바와 같이 활성화될 수 있는 상기 나노입자/활성성분 결합물의 그 이상의 코팅(예를 들어 폴리머로)이 또한 가능하며, 또한 상기 입자/활성성분 결합물들의 생물학적 특성들을 강화하는 데 사용될 수 있다. 유사하게, 목표 검색 특성들을 완전한 구조로 운송하는 다른 분자들이 결합될 수 있다(예를 들면, 폴리클로날항체들, 모노클로날항체들, 인간화된 항체들, 키메라항체들, 재조합 항체들, 쌍특이성 항체들(bispecific antibodies), 항체 조각들, 압타머들, Fab 조각들, Fc 조각들, 펩티드들, 펩티도미메틱스(peptidomimetics), 개프머들(gapmers), 리보자임들, CpG 올리고머들, DNA-효소들(DNA-zymes), 리보스위치들 또는 지질들). 이러한 목적을 실현하기 위하여, 다른 변형들은 상기 목표에서의 상기 활성성분의 방출(활성화될 수 있는)을 방해하지 않아야 한다.
따라서, 상기 연결자가 열적으로 광화학적으로 또는 효소적으로 분열될 수 있는 기, 산-불안정성 기 또는 쉽게 분리될 수 있는 임의의 다른 기를 포함하는 경우, 최대 500개의 탄소원자들 또는 10 내지 30개의 염기쌍들, 바람직하게는 15 내지 25개의 염기쌍들을 갖는 여러 분자들이 연결자들로서 기능할 수 있다. 따라서, 상기 연결자 분자 내의 결합 및/또는 상기 연결자의 상기 활성성분에의 결합 및/또는 상기 연결자의 상기 나노입자의 표면에의 결합은 변화하는 자기장의 작용에 의해 직접적으로 분열될 수 있거나 또는 간접적으로 분열될 수 있어야 한다. 간접적인 분열은 펩티다아제들, 에스테라아제들 또는 가수분해효소들(hydrolases) 등과 같은 효소들이 목표들, 예를 들면 종양세포 내에서 예를 들면 상기 변화하는 자기장의 수단들에 의하여 여기되는 것 또는 그들의 활성 또는 발현이 증강되고 그리고 상기 효소들이 앞서 언급한 분열을 수행할 수 있게 되는 것을 의미한다. 게다가, 자성 나노입자들이 사용되는 경우, 만일 상기 입자들이 상기 변화하는 자기장에 의해 가열되는 경우, 간접적인 분열은 열적으로 불안정한 결합의 분열을 유도한다. 또한, 상기 목표에서 상기 변화하는 자기장의 작용에 의한 pH의 증가 및 후속하는 상기 연결자 분자 내에서의 산-불안정성 결합들의 분열이 완료되게 된다.
상기 에스테르기 및 상기 아미드 또는 개개 펩티드기들은 상기 연결자 분자 내에서의 또는 상기 연결자 분자에서의 효소적으로 분열가능한 기들의 일부이다. 열적으로 또는 산의 수단들에 의해 분열될 수 있는 기들의 예들에는 포스페이트기들, 티오포스페이트기들, 설페이트기들, 포스파미드기들, 카바메이트기들 또는 이민기들이 포함된다.
상기 활성성분은 상기 연결자에 공유적으로 결합되어야 할 필요는 없으며; 대신에 이는 또한 이온적으로 또는 수소결합들을 경유하여 부착되거나 또는 층간결합되거나 착물화된 형태로 존재할 수 있다.
더욱이, 상기 활성성분들의 상기 나노입자들의 표면에의 흡수적 결합 및 특히 변화하는 자기장에 의하여 상기 활성성분이 방출될 수 있도록 장벽층이 변형될 때까지 상당한 정도로 상기 활성성분의 방출을 방지하는 장벽층으로 이들을 피복하는 것이 가능하다.
다른 바람직한 실시예들에 있어서, 본 발명의 나노입자들은 하나 또는 그 이상의 덮개들 또는 코팅들로 둘러 쌓여지거나 또는 개별적으로 덮여진다. 상기 덮개들 또는 코팅들은 하나 또는 그 이상의 기능들을 가질 수 있으며, 또한 보호덮개, 장벽층 또는 세포-선택적 코팅으로 기능할 수 있다.
상기 치료학적 활성물질들의 상기 나노입자들에의 결합이 약한 경우, 예를 들면, 비-공유결합, 이온결합, 흡수성 결합, 지방친화성의 결합 및/또는 반데르발스결합 및/또는 수소결합들의 수단들에 의한 부착들의 경우에 있어서, 보호덮개 또는 장벽코팅이 상기 나노입자들이 그들의 목적지에 도달할 때까지 상기 치료학적 활성물질들의 방출을 방지하게 할 수 있다. 상기 보호덮개 또는 장벽코팅 대신으로 또는 이들 보호덮개 또는 장벽코팅 상에 또 다른 층으로서 세포-특이적 기능성을 운송하는 외부층이 상기 보호덮개 또는 장벽코팅에 적용될 수 있다.
상기 세포-특이적 코팅은 특정의 세포들 예를 들면 박테리아 세포들에 대한 또는 특정의 종양세포들에 대한 상기 나노입자들의 친화도를 증가시키고; 따라서, 이는 세포 식별로 기능한다. 이러한 세포-특이적 나노입자들은 그들의 친화도가 그들의 표면 상의 관능성으로 인하여 증가되기 때문에 바람직하게는 세포들 내에 축적되고; 따라서 이러한 나노입자들은 종양특이적이다. 이러한 기술 덕분으로, 종양특이적 나노입자들, 예를 들면 암의 특정한 형태들에 대한 나노입자들이 개발될 수 있다.
더욱이, 상기 나노입자들은 또한 상기 나노입자들이 응집되는 것을 방지하는 콜로이드성 보호덮개에 의해 안정화될 수 있다. 바람직하게는, 이러한 보호덮개들 또는 코팅들은 아미노기들 또는 카르복시기들로 제공된다. 생물학적, 합성 또는 반합성(semisynthetic) 폴리머들이 상기 보호덮개들 또는 개개 코팅들로 사용될 수 있다. 폴리머들, 바람직하게는 생물학적으로 안정한 폴리머들, 즉 생물학적 분해에 대해 크게 저항성인 폴리머들이 장벽층을 형성하는데 전형적으로 사용된다. 세포특이적-덮개들 또는 개개 코팅들의 생성을 위하여, 생분해가능한 폴리머들을 사용하는 것이 바람직하다.
폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴로니트릴 등과 같은 폴리아크릴산 및 폴리아크릴레이트, 폴리아미드, 폴리에테르아미드, 폴리에틸렌아민, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리카보우레탄, 폴리비닐케톤, 폴리비닐할로겐화물(polyvinyl halides), 폴리비닐리덴할로겐화물(polyvinylidene halides), 폴리비닐에테르, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐아로마틱스(polyvinyl aromatics), 폴리비닐에스테르, 폴리비닐피롤리돈, 폴리옥시메틸렌, 폴리테트라메틸렌옥사이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄, 실리콘폴리에테르우레탄(silicone polyether urethanes), 실리콘폴리우레탄(silicone polyurethanes), 실리콘폴리카보네이트우레탄(silicone polycarbonate urethanes), 폴리올레핀 탄성체들(polyolefin elastomers), EPDM 고무, 플루오로실리콘, 카복시메틸키토산, 키토산, 폴리아릴에테르에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리발러레이트(polyvalerates), 카복시메틸셀룰로오스, 셀룰로오스, 레이온, 레이온트리아세테이트, 셀룰로오스니트레이트, 셀룰로오스아세테이트, 히드록시에틸셀룰로오스, 셀룰로오스부티레이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 에틸비닐아세테이트 공중합체, 폴리설폰, 에폭시수지, ABS수지, 폴리실록산, 폴리디메틸실록산 등과 같은 실리콘(silicones), 폴리비닐할로겐(polyvinyl hologens) 및공중합체들, 셀룰로오스에테르, 셀룰로오스트리아세테이트, 키토산과 공중합체들 및/또는 상기한 물질들의 혼합물 등의 폴리머들이 생물학적으로 안정한 폴리머들로 사용될 수 있다.
*폴리발레로락톤(polyvalerolactones), 폴리-ε-데카락톤(poly-ε-decalactones), 폴리락톤산(polylactonic acid), 폴리글리콜산(polyglycolic acid), 폴리락타이드(polylactides), 폴리글리콜리드(polyglycolides), 폴리락타이드와 폴리글리콜리드의 공중합체, 폴리-ε-카프로락톤(poly-ε-caprolactone), 폴리히드록시부틸산(polyhydroxy butyric acid), 폴리히드록시부티레이트, 폴리히드록시발러레이트, 폴리히드록시부티레이트-발러레이트 공중합체(polyhydroxybutyrate-co-valerates), 폴리(1,4-디옥산-2,3-디온), 폴리(1,3-디옥산-2-온), 폴리-파라-디옥산, 폴리말레산 무수물(polymaleic acid anhydrides) 등과 같은 폴리무수물, 폴리히드록메타크릴레이트, 피브린, 폴리시아노아크릴레이트, 폴리카프로락톤디메틸아크릴레이트, 폴리-β-말레산, 폴리카프로락톤부틸아크릴레이트, 예를 들면 올리고카프로락톤디올과 올리고디옥사논디올들로부터의 다중블록 폴리머들(multiblock polymers), 예를 들면 PEG와 폴리(부틸렌테레프탈레이트)들로부터의 폴리에테르에스테르 다중블록 폴리머들, 폴리피보토락톤(polypivotolactones), 폴리글리콜산트리메틸카보네이트, 폴리카프로락톤글리콜리드, 폴리(γ-에틸글루타메이트), 폴리(DTH-이미노카보네이트), 폴리(DTE-co-DT-카보네이트), 폴리(비스페놀에이이미노카보네이트)(poly(bisphenol A iminocarbonate), 폴리오르토에스테르, 폴리트리메틸카보네이트, 폴리이미노카보네이트, 폴리(N-비닐)-피롤리돈, 폴리비닐알코올, 폴리에스테르아미드, 글리콜화 폴리에스테르(glcolized polyesters), 폴리포스포에스테르, 폴리포스파젠, 폴리[(p-카복시페녹시)프로판], 폴리히드록시펜타논산, 폴리무수물(polyanhydrides), 폴리에틸렌옥사이드프로필렌옥사이드, 연질 폴리우레탄, 주쇄(backbone)에 아미노산 잔기들을 갖는 폴리우레탄, 폴리에틸렌옥사이드 등과 같은 폴리에테르에스테르, 폴리알켄옥살레이트, 폴리오르토에스테르와 마찬가지로 그들의 공중합체, 지질들, 카라기난(carrageenanas), 피브리노겐, 녹말, 콜라겐, 단백질 기초 폴리머들(protein based polymers), 폴리아미노산, 합성 폴리아미노산, 제인(zein), 변성된 제인(modified zein), 폴리히드록시알카노에이트, 페트산(petic acid), 악트산(actic acid), 변성된 그리고 변성되지 않은 피브린과 카제인, 카복시메틸설페이트, 알부민, 히알루론산, 키토산과 그의 유도체들, 헤파란설페이트 및 그의 유도체들, 헤파린, 콘드로이틴설페이트, 덱스트란, β-시클로덱스트린, 알기네이트(alginates), 글리코사미노글리칼(glycosaminoglycans), 단당류(saccharides), 다당류(polysaccharides), 프로테오글리칸, 당단백질, PEG와 폴리프로필렌글리콜의 공중합체들, 아라비아검, 구아검, 젤라틴, 콜라겐 N-히드록시숙신이미드, 인지질, 앞서 언급한 물질들의 변성체들 및 공중합체들 및/또는 혼합물들이 생분해성 폴리머들로 사용될 수 있다.
특정의 세포들에 대한 친화도를 더욱 증가시키기 위하여, 모노클로날항체들 및/또는 압타머들이 상기 나노입자들의 표면 상에 또는 상기 나노입자들의 외부층 또는 덮개 상에 결합될 수 있다. 상기 모노클로날항체 및 압타머들이 그들이 종양세포들과 같은 특정의 세포들을 인식할 수 있고 그리고 더욱 상기 나노입자들의 세포 인식을 증가시킬 수 있도록 설계될 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시예들에 있어서, 상기 자성 나노입자들의 상기 코어들은 마그네타이트(Fe3O4) 마그헤마이트(γ-Fe2O3) 또는 상기 두 산화물들의 혼합물들로 이루어지며, 바람직하게는 이들은 초상자성이다. 게다가, 상기 코어들은 콜로이드성 보호덮개들에 의해 안정화되어 상기 치료학적 활성물질들의 부착을 허용한다. 결합의 형태로 인하여, 자성 나노입자들과 치료학적 활성물질들의 결합물들은 인체 내에서의 상기 치료학적 활성물질의 조절된 방출이 이 변화하는 자기장(자극)의 수단에 의해 야기될 수 있도록 구축된다.
더욱이, 본 발명은 본 발명의 나노입자들을 포함하는 치료학적 조성물들 뿐만 아니라 본 발명의 나노입자들을 이러한 치료학적 조성물들의 제조에 사용하는 것에 관한 것이다.
특히, 상기 치료학적 조성물들은 주입용액 또는 주사용액들이다. 상기 나노입자들의 이러한 용액들, 예를 들면 생리식염수의 용액들은 세포간(interstitial) 또는 개개 종양내(intratumoral) 투여에 적절하다. 비-고체의 종양들 및/또는 전이(metastases)의 형태의 암종들의 경우에 있어서, 전체 신체를 고려하여 동맥내(intraarterial) 또는 정맥내(intravenous) 투여가 더 허용된다.
본 발명에 따른 상기 나노입자들 및 약제학적 조성물들은 둘 다 축퇴된 세포종들(degenerated cell species) 또는 외부세포(foreign cells)들에 의해 특징지워지는 질병들의 처치 및 예방을 위하여 사용되며, 여기에서 이들이 외부세포들 또는 개개 축퇴된 세포들 및 건강한 자기유래의 세포들 사이를 식별할 수 있다는 사실로 이루어지는 본 발명의 나노입자들의 특징들이 유리하게 사용될 수 있다. 상기 축퇴된 세포들 중에는 그들의 증식 및 협착(stenotic) 또는 재협착(restenotic) 조직들과 관련하여 불완전한 암세포들 또는 개개 세포들이 특히 고려된다. 외부세포들에는 특히 박테리아성 세포들이 포함된다.
따라서, 본 발명의 나노입자들 및 상기 나노입자들을 포함하는 상기 약제학적 조성물들은 종양, 암종 및 암의 예방 및 처치를 위하여 사용된다.
본 발명의 나노입자들이 사용될 수 있는 암 및 종양들의 형태들의 예들에는 선암(adenocarcinomas), 맥락막 흑색종(choroidal melanoma), 급성 백혈병(acute leukemia), 청신경초종(acoustic neurinoma), 팽대부암(ampullary carcinoma), 항문암(anal carcinoma), 신경아교세포종(astrocytomas), 기저세포암(basal cell carcinoma), 췌장암(pancreatic cancer), 결합직종양(connective tissue tumor), 방광암(bladder cancer), 기관지암(bronchial carcinoma), 비소세포암(non-small cell bronchial carcinoma), 유방암(breast cancer), 버킷 임파종(Burkitt's lymphoma), 자궁체부암(corpus carcinoma), CUP증후군(CUP syndrome), 대장암, 소장암, 소장종양, 난소암, 자궁내막암(endometrial carcinoma), 상의세포종(ependimoma), 상피암(epithelial cancers), 유잉육종(Ewing tumors), 위장암(gastrointestinal cancers), 담낭암(gall bladder cancer), 담암(gall carcinomas), 자궁암(uterine cancer), 경부암(cervical cancer), 교아세포종(glioblastomas), 부인과적 암(gynecological cancers), 귀, 코 및 목의 종양들, 혈액종양(hematological neoplasias), 모낭세포성 백혈병(hairy cell leukemia), 요도암(urethral cancer), 피부암(skin cancer), 뇌종양(brain tumors ; gliomas), 뇌전이(brain metastases), 고환암(testicular cancer), 뇌하수체종양(hypophysis tumor), 암양종(carcinoids), 카포시육종(Kaposi's sarcoma), 후두암(laryngeal cancer), 생식세포종양(germ cell cancer), 골암(bone cancer), 결장암(colorectal carcinoma), 두부 및 목부 종양들(목, 코 및 귀의 영역들 내에 위치하는 종양들), 결장암종(colon carcinoma), 머리인두종(craniopharyngiomas), 입 및 입술 상의 영역 내의 암, 간암, 간전이, 백혈병, 눈썹의 종양, 폐암, 악성림프종(malignant lymphoma(호치킨/비호치킨), 림프종, 위암, 악성흑색종(malignant melanoma), 악성종양(malignant neoplasma), 위장관계(gastrointestinal track)의 악성종양, 유방암(breast carcinoma), 직장암(lectum cancer), 속질모세포종(medulloblastomas), 흑색종(melanoma), 수막종(meningiomas), 호치킨씨병, 균상 식윤종(mycosis fungoides), 비암(nose cancer), 신경초종(neurinoma), 신경아세포종(neuroblastoma), 신장암(kidney cancer), 신세포암(renal cell carcinoma), 비-호치킨 림프종, 핍지교종(oligodendroglioma), 식도암종(esophageal carcinoma), 골용해성 종양(osteolytic tumors) 및 골형성성 종양(osteoplastic tumors), 골육종(osteosarcoma), 난소암종(ovarian carcinoma), 대장암종(pancreatic carcinoma), 음경암종(penile carcinoma), 형질세포종(plasmacytoma), 두부와 목부의 편평상피세포 암종(squamous cell carcinoma), 전립선암종(prostate carcinoma), 후두암(throat cancer), 직장암종(rectal carcinoma), 망막아세포종(retinoblastoma), 질암(vaginal cancer), 갑상선암(thyroid cancer), 쉬니버그 폐암(Schneeberg lung cancer), 식도암(esophageal cancer), 유극세포암종(spinocellular carcinoma), 티-세포 림프종(T-cell lymphoma ; Mycosis fungoides), 흉선종(thymoma), 관암종(tube carcinoma), 안종양(eye tumors), 비뇨기 종양(urological tumors), 신우 요로상피암(urothelial carcinoma), 외음부 암종(vulvar carcinoma), 사마귀(wart appearance), 연부조직 종양(soft tissue tumors), 연부조직 육종(soft tissue sarcoma), 빌림스 종양(Wilm's tumor) 및 설암(tougue cancer) 들이 포함된다.
고체 종양들이 특히 바람직하다. 더욱이, 전립선암종, 뇌종양, 육종, 경부암, 난소암종, 유방암종, 기관지암, 흑색종, 두부 및 목부 종양들, 식도암종, 직장암, 대장암종, 방광암종 및 신장암종, 간, 두뇌 및 림프절들에서의 전이들이 바람직하다.
더욱이, 통상의 이상고열(hyperthermia), 방사선요법(radiotherapy)들과 함께 및/또는 통상의 화학요법과 함께 본 발명의 나노입자들의 적용 및 사용이 특히 바람직하다.
실시예들
실시예 1
방출을 위하여 미토마이신과 결합된 나노입자들의 제조
세포증식 억제제 미토마이신을 아미노실란으로 안정화된 철산화물 나노입자들에 결합시키기 위하여, 미토마이신과 트리에톡시실릴부틸알데히드의 결합물을 합성하였다. 이 목적을 위하여, 미토마이신과 트리에톡시실릴부틸알데히드를 1 : 1의 몰비로 용해시키고 2시간 동안 교반시켰다. 그렇게 함으로써, 상기 활성성분이 이민결합의 수단들에 의해 상기 실란에 결합된다. 후속하여, 상기 결합물을 다음과 같이 철산화물 나노입자들을 코팅하는 데 사용하였다. 코팅되지 않은 철산화물 입자들(수산화나트륨에 의한 침전에 의하여 염화철(II)과 염화철(III)로부터 제조된)의 현탁액을 아세트산을 이용하여 pH 5로 조절하였다. 후속하여, 연속적인 교반하에서 상기 미토마이신/실란 결합물의 혼합물을 첨가하였다. 아미노프로필트리에톡시실란에 대한 미토마이신의 몰비는 앞서 1 : 50으로 설정되었다. 24시간 후, 에틸렌글리콜을 첨가하여 상기 현탁액의 용적이 2배가 되도록 하였다. 계속해서 증류에 의하여 물을 제거하였다. 따라서, 상기 실란은 상기 철산화물 입자들에 결합되었다. 상기 현탁액을 초순수에 대한 투석에 의하여 정제하고 그리고 (증류에 의하여) 1몰/ℓ의 철 농도로 농축시켰다.
실시예 2
연결자로서 글루타르알데히드를 사용하는 아미노 변성된 올리고뉴클레오티드의 철산화물 나노입자들에의 결합
수산화나트륨으로의 염화철(II) 및 염화철(III)의 침전에 의하여 아미노실란으로 안정화된 나노입자들이 제조되었으며, 또한 아미노프로필트리에톡시실란의 첨가에 으하여 코팅되었다(WO 97/38058호에 따름). 상기 현탁액을 2몰/ℓ의 철 농도로 농축시켰다.
상기 현탁액 500㎕를 10㎖의 PIPES 완충액(피페라진-N-N'-비스-2-에탄설폰산(piperazine-N-N'-bis-2-ethane sulfonic acid ; pH = 7.4). 후속하여, 5% 글루타르알데히드 용액(6㎖)을 첨가하고, 그 혼합물을 2시간 동안 교반시켰다. 그에 의해 활성화된 상기 입자들을 세척하고 그리고 800㎕의 PIPES 완충액으로 재현탁시켰다. 0.3μmol의 아미노 변성된 올리고뉴클레오티드(아미노 말단 변성)를 물에 용해시키고 그리고 그에 첨가하였다. 상기 현탁액을 12시간 동안 교반시켰다. 후속하여, 상기 입자들을 초순수로 세척하고 그리고 500㎕의 초순수로 재현탁시켰다.
실시예 3
생분해가 가능한 층의 적용
상기 실시예 2에 따라 제조된, 글루타르디알데히드(glutaric dialdehyde) 연결자들 및 그에 부동화된 올리고뉴클레오티드를 갖는 상기 나노입자들을 친유화(lypophilized) 시키고 그리고 분무법(spraying method)을 사용하여 폴리글리콜을 포함하는 에탄올성 용액으로 처리하였다. 일단 상기 용매가 제거되면, 생분해가 가능한 폴리글리콜 코팅이 제공된 나노입자들이 수득된다. 예를 들면, 이러한 코팅들은 압타머들 및 종양 세포 특이적 항체들을 부착시키는 기능을 한다.
실시예 4
올리고뉴클레이티드를 경유하는 활성물질들의 결합
오늘날에는, 올리고뉴클레이티드 합성은 가장 자동화되어 있고, 그리고 기 구축된 보호기 화학(protective group chemistry)를이용하여 실행된다. 15개의 뉴클레오티드들로 이루어지는 짧은 올리고뉴클레오티드가 상기 나노입자들에 공유적으로 결합되어 있다(실시예 2를 참조하시오). 상기 제1의 뉴클레오티드에 대해 상보적인 제2의 뉴클레오티드가 말단의 변성을 통하여 활성성분 독소루비신과 결합되었다. 2 성분들을 서로 가져오고 그리고 95℃로 짧게 가열되어 상기 올리고뉴클레오티드들을 변성시켰다. 상기 올리고뉴클레오티드의 용융점의 바로 아래의 온도에서의 후속하는 배양(incubation)에 의하여 상기 2개의 가닥들을 서로 짝지워 이중가닥으로 형성시켰다. 상기 올리고뉴클레오티드의 시퀀스는 생리학적 조건들 하에서의 그 용융점이 약 48℃가 되도록 선택되었으며, 그에 따라 상기 이중가닥의 용융점은 가능하지 않게 되었다. 50℃ 이상의 가열로 인하여, 상기 제조된 DNA 이중가닥이 정량적으로 용융되고 그리고 상기 활성성분이 그 부착된 올리고뉴클레오티드와 함께 방출되었다. 상기 단일가닥 DNA는 그것이 세포 내로 들어가자마자 빠르게 분해되고, 따라서 상기 활성성분이 완전히 방출되었다.
실시예 5
핵산 3중결합 나선들을 통한 활성물질들의 결합
소위 siRNA(small interfering RNA)로서 치료요법에 있어서 특정의 유전자들을 불활성화시키기 위하여 이중나선 RNA가 사용될 수 있다. 이러한 RNA가 외부의 제어 하에서 운송자(transporter)로서 사용된 상기 나노입자로부터 방출되게 되는 경우, 선택의 방법은 특정의 3중결합 나선을 통한 결합으로 이루어진다.
사용된 올리고뉴클레오티드 결합 이중가닥들 및 대응하는 상기 siRNA는 말단의 변성을 통하여 상기 나노입자들에 공유적으로 결합된다(실시예 2에 따라). (이는 추후의 소위 "3중 성형 올리고뉴클레오티드"(TFO ; triplet forming nucleotide)의 형성을 허용한다.) 가수분해성의 효소들에 대한 증가된 안정성을 달성하기 위하여, 상기 핵산과 유사한 구조를 갖는 합성의 펩티드-유사 골격(peptide-like backbone)으로 치환된, 상기 핵산들의 당 인산 골격(sugar phosphate backbone)을 갖는, 소위 펩티드 핵산들(PNAs)들이 이러한 올리고뉴클레오티드들로 사용되었다. 상기 공유적으로 결합된 올리고뉴클레오티드는 원하는 3중 나선(이는 동시적으로 상기 이중가닥 RNA의 용융점들 보다 낮다)의 바로 아래의 용융점으로 혼성화에 의해 광범위한 홈(groove) 내에서 상기 이중가닥 RNA에 결합될 수 있다.
이 경우에 있어서, 45℃의 용융점으로서 생리학적 조건들 하에서 명백한 방출이 일어나지 않았다. 단지 상기 3중 나선의 치료학적으로 초과하는 상기 용융점에 의하여, 상기 3중 나선은 용융하면서 상기 이중가닥 siRNA를 방출한다.
실시예 6
올리고펩티드 분자를 통한 활성물질의 결합
온도 감응 올리고펩티드 도메인을 통한 상기 온도 감응 결합은 상기 종양 괴사 인자(tumor necrosis factor ; TNF 알파) 등과 같은 유전학적으로 생성된 폴리펩티드 효과기들을 목표로 하기에 특히 적절하다. 이러한 정황에 있어서, 헤테로이량체화(heterodimerizing), 소위 류신 지퍼(leucine zipper)가 사용되었다. 하전된 기들(아르기닌/라이신 대 글루타메이트/아스파르테이트)의 이온성 상호작용들에 의하여, 상기 결합이 안정화되고 그리고 동시적으로 특정되었다.
나노입자들에서, 맥스 류신 지퍼(max leucine zipper)의 22개의 아미노산들로 이루어지는 합성 올리고펩티드가 상기 올리고펩티드의 말단의 변성을 통하여 부착되었다. 미크 류신 지퍼(myc leucine zipper)의 대응하는 22개의 아미노산들을 운송하는 유전학적으로 생성된 TNF 제제가 첨가되는 경우, 상기 종양 괴사 인자는 정량적으로 상기 나노입자들에 부착된다. 열요법 동안에, 상기 류신 지퍼의 용융온도가 초과되고, 따라서 상기 종양 괴사 인자(그의 기능이 영향을 주지않음)이 국부적으로 방출되었다.
실시예 7
올리고뉴클레오티드 펩티드 결합들을 통한 활성물질들의 결합
핵산들에 대한 핵산들 및 단백질들에 대한 단백질들(또는 개별적으로 폴리펩티드들에 대한 폴리펩티드들)의 특정의 열-불안정한 상호작용들에 더해, 단백질들 또는 개별적으로 폴리펩티들 및 핵산들 사이에서 특정의(마찬가지로 불특정의) 생물학적 상호작용들이 존재한다. 이러한 상호작용들이 동일한 비-공유적 결합들에 기초하고 있기 때문에, 이들은 대체로 앞서 언급한 것과 같이 열-불안정한 것과 같은 것이 되고, 따라서 이들은 활성성분들의 열적 방출을 위한 열-불안정한 연결자 시스템으로서 동등하게 사용될 수 있다. 핵산들(예를 들면, 리프레서(repressors), 전사인자(transcription factors))에 대해 비특이적으로(예를 들면, 상기 DNA 복제 갈래(DNA replication fork)의 히스톤 또는 단일가닥 SSB 단백질) 또는 고도로 특이적으로 상호작용하는 단백질들이 사용되었다. 상기 리프레서 단백질들의 소위 "헬릭스 턴 헬릭스" 모티프들과 마찬가지로 핵수용기 단백질(nuclear receptor proteins)들의 소위 "징크 핑거" 모티프들이 특정의 DNA 결합 폴리펩티드들로서 사용되었다. 이들 둘 다는 전형적으로 약 60개의 아미노산들을 포함한다. (징크 핑거 모티프들은 개별적으로 2쌍의 시스테인들 또는 착물화된 아연 원자에 의하여 서로 고정된 개별적으로 한 쌍의 시스테인들과 한 쌍의 히스티딘들 2개의 동등한 크기의 루프들로 이루어진다.) 따라서, DNA의 깊게 파인곳(major groove)들 내부에 도달하는 2개의 손가락과 유사한 구조들이 형성되었다. 스테로이드 호르몬 수용기들의 경우에서 특이적으로 재발성 DNA 시퀀스(palindromic DNA sequence)를 인식하고 그리고 15 내지 20개의 아미노산들을 포함하는 아미노산 시퀀스를 포함하는 하나의 연결자가 상기 2개의 구조들 사이에 위치된다.
60개의 아미노산들로 이루어지고 그리고 글루코코르티코이드 수용기의 완전한 징크 핑거 모티프를 포함하는 합성의 올리고펩티드가 상기 나노입자들의 표면에 공유적으로 결합되었다. 상기 활성성분 분자 독소루비신은 상기 글루코코르티코이드 수용기(소위 "글루코코르티코이드 응답 요소"(GRE ; glucocorticoid response element)의 인식 시퀀스를 포함하고 15개의 염기쌍들로 측정되는 이중가닥 올리고뉴클레오티드에 공유적으로 결합되었다. 두 성부들은 결합되어 생리학적 조건들 하에서 안정한 착물을 형성한다. 상기 나노입자들이 변화하는 자기장의 적용에 의하여 가열되는 경우, 상기 착물의 용융온도는 초과된다. 상기 착물의 분해로 인하여, 상기 올리고뉴클레오티드/활성성분 결합물이 방출되었다.
실시예 8
합텐 항체 결합들을 통한 활성성분들의 결합
치료제로서의 합텐의 자가조직의 단백질들에 대한 동시적 결합은 면역 반응으로 유도될 수 있다. 항체들의 부착은 또한 부작용의 중화로 연결될 수 있다. 상기 효과는 합텐/항체 착물들의 열적 분해에 의한 국부적 활성화를 실현하기 위해 사용되었다.
생화학적으로(또는 선택적으로 유전학적으로) 생산된 독소루비신에 직접적으로 대항하는 항체의 소위 Fv 조각들(가장 작은 가능한 항원-결합 항체 조각들)이 나노입자들의 표면에 공유적으로 결합되었다. 상기 항원 결합좌들은 과량의 독소루비신의 첨가에 의해 포화되었다. 자기 분리(magnetic separation) 또는 원심분리에 의하여 상기 독소루비신 포화 나노입자들을 비특이적으로 결합된 활성성분들로부터 제거하였고, 필요한 경우, 이들을 부가적으로 세척하였다.
상기 독소루비신 포화 나노입자들의 정맥 투여 후, 상기 나노입자들은 순환하고 그리고 대량으로 이들은 세포증식억제제의 통상의 부작용들이 없었다. 상기 나노입자들이 연속적으로 재생된, 투과성의 정맥벽들을 통하여 상기 정맥들에 잔류할 수 있기 때문에, 종양들의 범위 내에서의 상기 나노입자들의 비특이적 축적이 달성되었다. 게다가, 특정의 표면 코팅에 의하여 양성의 세포들 내로가 아닌, 종양세포들 내에서의 세포간 집적(유사분열 주기(mitosis frequency)로 인하여)이 달성될 수 있다. 종양 내 축적(intratumoral accumulation)의 상당한 기간 후, 상기 나노입자들이 외부의 자기장들에 의해 가열될 수 있고; 이는 이상고열로 인한 조직 손상 및 열의 발생으로 인한 합텐/항체(조각) 착물의 용융의 결과를 가져온다. 자율적인 세포증식억제 효과로 인한 것과 마찬가지로 독소루비신들에 의해 야기된 방사에 대한 민감화 효과(sensitizing effect)로 인하여 이상고열의 상기 조직 손상 효과가 증강되었다. 따라서, 종양처치에 있어서 실제적인 복합상승효과(synergy)가 달성되었다.
실시예 9
비오틴/아비딘 결합들을 통한 활성성분들의 결합
비타민 비오틴과 계란 알부민으로부터의 결합 단백질 아비딘(또는 개개 그의 박테리아성 유수체 스트렙타비딘) 사이의 비-공유적 결합은 공지된 가장 강한 비-공유 상호작용이다. 그러나, 그 높은 결합 에너지로 인하여, 상기 결합은 투여에서의 온도 간격 내에서 용융될 수 없다. 상기 고도로 특정인 결합의 잇점을 여전히 가질 수 있기 때문에, 디스티오비오틴(desthiobiotin ; 비오틴의 경우 1 * 1015과 비교하여 5 * 1013의 해리상수를 갖는) 또는 이미노비오틴(iminobiotin ; 3.5 * 1011의 해리상수를 가짐) 등과 같은 감소된 결합력을 갖는 비오틴의 유도체들이 사용되어야만 하였으며, 그의 아비딘(스트렙타비딘)에의 결합은 치료학적으로 달성될 수 있는 온도들에서 생리학적으로 용융되었다.
*이미노비오틴은 그의 ε-아미노기를 통하여 독소루비신의 상기 아미노기에 결합되고; 상기 결합은 글루타르디알데히드(glutaric dialdehyde)를 통하여 형성되었다. 상기 나노입자들이 또한 글루타르디알데히드의 수단들에 의한 표면 코팅의 아미노관능기를 통하여 통상적으로 획득가능한 스트렙타빈에 결합되었다. 과량의 이미노비오티닐독소루비신의 첨가에 의하여, 상기 나노입자들에 독소루비신이 부가되었다. 종양의 영역 내에서의 내피세포들의 투과성으로 인하여 주로 상기 독소루비신이 부가된 나노입자들은 생체 내에서 수동적으로 풍부화 되었으며, 또한 부가적으로 그들은 상기 종양세포들 내에서의 내포작용(endocytosis)에 의하여 능동적으로 풍부화 되었다. 이러한 경우들에서, 역시, 자기적으로 유도된 이상고열이 민감화제(sensitizer) 독소루비신의 열적 방출에 의하여 상승적으로 증가되었다.
실시예 10
방출을 위한 시스플라틴과 결합된 나노입자들의 제조
아미노실란에 의해 안정화된 철산화물 나노입자들에 세포증식억제제 시스플라틴을 결합시키기 위하여, 실시예 1에서 특정된 상기 나노입자들을 아미노프로필트리에톡시실란의 수단들에 의하여 유도체로 만들었다. 이러한 목적을 위하여, 코팅되지 않은 철산화물 입자들의 현탁액(수산화나트륨으로의 침전에 의해 염화철(II) 및 염화철(III)로부터 제조된)을 아세트산을 이용하여 pH 5로 조정하였다. 히드록시기의 이론적 최대한의 수를 기준으로 하는 몰비에서 아미노프로필트리에톡시실란을 적가하고, 실온에서 1시간 동안 교반시키고 그리고 후속하여 상기 실란의 아미노기와 친핵성 치환 반응으로 반응하는 시스플라틴을 같은 몰량으로 혼합시켰다.
수득되는 상기 유도체화된 나노입자들은 하기의 구조를 갖는다.
Figure pat00010
실시예 11
교아세포종 세포들에 대한 실시예 10에 따른 시스플라틴 나노입자들의 영향
교아세포종 세포들 내에서의 유도체화되지 않은 나노입자들과 비교하여 상기 시스플라틴 나노입자들의 수성용액을 검사하였다.
교아세포종 인간 세포주 RUSIRS1(뇌종양)에 대해 시험관 내 시험들을 수행하였다. 환자의 종양조직으로부터 교아세포종 세포들을 취하였고, DE 199 12 798 C1에 기술된 바와 같이 배양하였다. 상기 시스플라틴 나노입자들의 효율을 측정하기 위하여, 개별적으로 25㎖의 세포배양매질(D-MEM + 20% FBS + 1.2㎖ 피루베이트)이 들어있는 75㎤ 세포배양병(cell culture bottle) 내에 2 * 106 RUSIRS1 세포들을 준비하였다. 상기 세포 현탁액을 4개의 배양용기들 상에 균일하게 분포시켰다. 개별적으로 상기 시스플라틴 나노입자들(CFe = 2mol/ℓ)의 수용액 153㎕를 2개의 상기 세포 현탁액들에 첨가하였다. 다른 2개의 배양병들을 대조군으로 사용하고, 거기에는 유도체화되지 않은 나노입자들(CFe = 2mol/ℓ)의 수용액 153㎕를 첨가하였다. 상기 세포들에의 첨가에 앞서, 상기 나노입자들을 37℃의 온도에서 15분간 가열시키고, 실온에서 10분간 방치하였다. 상기 나노입자들의 첨가 후, 상기 시료들을 1시간 동안 방치시키고, 후속하여 30분간 변화하는 자기장에 의한 처치에 종속시켰다. 상기 처치를 24시간 동안 반복시켰다. 37℃에서의 48시간의 배양시간 후, 유도체화되지 않은 나노입자들을 포함하는 2개의 샘플들의 경우에서 보다 시스플라틴 나노입자들을 갖는 2개의 샘플들의 경우에서 보다 분명한 손상들이 관찰되었다.

Claims (13)

  1. 치료학적 활성물질들이 연결자 분자 또는 합텐 항체 결합 또는 비오틴 아비딘 결합을 통하여 나노입자들에 결합되고,
    상기 연결자 분자는 핵산 분자, 폴리펩티드, 펩티드 핵산, 압타머, DNA, RNA, 류신 지퍼, 올리고뉴클레오티드, 올리고펩티드, 비오틴, 아비딘 또는 스트렙타비딘이고,
    상기 연결자 분자는 열-불안정, 전자기적으로 불안정, 광-불안정, 산-불안정한 기를 포함하거나 또는 층간결합되거나 또는 효소적으로 분열될 수 있으며,
    여기에서 상기 나노입자로부터의 치료학적 활성물질의 분리가 변화하는 자기장에 의해 야기되거나 또는 개시되거나 또는 증가되는 것을 특징으로 하는 나노입자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 치료학적 활성물질이 상기 나노입자에 공유적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 나노입자.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연결자 분자가 이중가닥 핵산 구조, 이중나선, DNA-DNA, DNA-RNA, DNA-PNA, RNA-RNA, RNA-PNA 또는 PNA-PNA로부터의 호모 하이브리드 또는 헤테로 하이브리드 임을 특징으로 하는 나노입자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노입자에 보호덮개 또는 코팅이 제공된 것을 특징으로 하는 나노입자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보호덮개 또는 코팅이 아미노기들 또는 카르복시기들을 갖는 것을 특징으로 하는 나노입자.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 치료학적 활성물질이 항증식성, 항이동성, 항혈관신생성, 항혈전성, 항염증성(anti-inflammatory), 소염성(antiphlogistic), 세포증식억제성, 세포독성, 항응고성, 항균성, 항바이러스성 또는 항진균성 약물들로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 나노입자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 치료학적 활성물질이 악티노마이신 디, 아메탄트론, 9-아미노캄프토테신, 아미노글루테티미드, 암사크린, 아나스트로졸, 퓨린 및 피리미딘 염기들의 길항제들, 안트라시클린(anthracycline), 아로마타아제 저해제(aromatase inhibitors), 아스파라긴 분해효소, 항에스트로젠제제(antiestrogens), 벤다무스틴, 벡사로텐, 비올리무스 A9, 블레오마이신, 부세렐린, 부설판, 칼리케아마이신, 캄포테신, 캄포테신 유도체들, 카페시타핀, 카보플라틴, 카무스틴, 클로람부실, 시스플라틴, 클라드리빈, 시클로포스파미드, 시타라빈, 시토신아라비노시드(cytosine arabinoside), 알킬화 세포증식억제제(alkylating cytostatics), 다카바진, 닥티노마이신, 다우노루비신, 5'-디옥시-5-플루오로우리딘, 도세탁셀, 독소루비신(아드리아마이신), 독소루비신 리포(doxorubicin lipo), 에피루비신, 에스트라무스틴, 에토포시드, 엑세메스탄, 플루다라빈, 플루오로우라실, 엽산 길항제들, 포메스탄, 젬시타빈, 글루코코르티코이드, 고세렐린, 호르몬들 및 호르몬 길항제들, 히캄틴, 히드록시우레아, 이다루비신, 이포스파미드, 이마티니브, 이리노테칸, 레트로졸, 류프로렐린, 로무스틴, 마이탄시노이드, 멜파란, 머캡토푸린, 메토트렉세이트, 밀테포신, 미토마이신, 미토포도지드, 세포분열저지성 제제들(antimitotic agents), 미톡산트론, 니무스트니, 옥살리플라틴, 옥사자포스포린, 파클리탁셀, 펜토스타틴, 포도필록토신 유도체들, 프로카바진, 라파마이신, 로도마이신 D, 타목시펜, 테모졸로미드, 테니포시드, 테스토락톤, 티오테파, 티오구아닌, 토포아이소머라아제 저해제들, 토포테칸, 트레오설판, 트레티노인, 트립토렐린, 트로포스파미드, 빈카 알칼로이드, 빈블라스틴, 빈크리스틴, 빈데신, 비노렐빈, 세포증식억제 활성 항생제들(cytostatically active antibiotics) 들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 나노입자.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 치료학적 활성물질이 핵산, 아미노산, 펩티드, 단백질, 탄수화물, 지질, 당단백질, 글리칸 및 리포단백질들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 나노입자.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노입자들이 초상자성 철산화물들 또는 산화물층을 갖는 순수한 철로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노입자.
  10. 제 1 항에 있어서,
    통상의 암 처치 방법들을 보충하기 위하여 민감화제, 방사선민감화제(radiosensitizer) 또는 증폭제(amplifier)들이 상기 나노입자에 부착되는 것을 특징으로 하는 나노입자.
  11. 제 1 항에 있어서,
    모노클로날항체 또는 항체 조각들 또는 압타머들이 상기 나노입자의 표면에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 나노입자.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 에 기재된 어느 한 항에 따른 나노입자들을 포함하는 주입 용액.
  13. 증식성 질병들, 암 및 박테리아성 감염들의 처치 또는 예방을 위한 약제학적 조성물의 제조를 위한 청구항 1 내지 청구항 11 에 기재된 어느 한 항에 따른 나노입자.
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