(57)【要約】      （修正有）【課題】ニューロンの死及び／又は機能不全と関連する中枢神経系（CNS）障害を処置する為の方法及びシステムの提供。【解決手段】CNS障害を有する哺乳動物に成長因子を含む高分子量神経治療薬を含み、更に、ＭＲＩ検出用若しくはＣＴ検出用薬剤等の追跡薬剤及び促進薬剤として低分子量ヘパリンを含む治療的有効量の薬学的組成物を投与する方法で、成長因子の組織クリアランス速度を決定し、７〜４５日の中断後に再度投与する、ことを含む工程を含む、CNS障害を有する哺乳動物を処置する方法。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
CNS障害を有する哺乳動物に成長因子を含む治療的有効量の薬学的組成物を投与する工程を含む、中枢神経系（CNS）障害を有する哺乳動物を処置する方法であって、
投与する工程が、哺乳動物のCNSにおける成長因子の実質的な蓄積を伴わない薬学的組成物の送達を含む、方法。
【請求項２】
送達が対流増加送達（convection enhanced delivery：CED）を含む、請求項1記載の方法。
【請求項３】
薬学的組成物が追跡薬剤をさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項４】
薬学的組成物が促進薬剤をさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項５】
投与する工程が間欠的な送達を含む、請求項1記載の方法。
【請求項６】
成長因子の組織クリアランス速度を決定する工程をさらに含む、請求項9記載の方法。
【請求項７】
組織クリアランス速度を決定する工程が、霊長類で前臨床的になされる、請求項6記載の方法。
【請求項８】
組織クリアランス速度を決定する工程が、ヒト対象におけるクリアランス速度指標を測定する工程を含む、請求項9記載の方法。
【請求項９】
CEDが流速の漸増的増加を含む、請求項2記載の方法。
【請求項１０】
薬学的組成物が、CED適合性の無逆流工程設計カニューレの使用により送達される、請求項2記載の方法。
【請求項１１】
薬学的組成物が追跡薬剤をさらに含む、請求項7記載の方法。
【請求項１２】
追跡薬剤がMRI磁石またはCT検出可能薬剤を含む、請求項11記載の方法。
【請求項１３】
追跡薬剤がリポソームを含む、請求項12記載の方法。
【請求項１４】
追跡薬剤がガドリニウムキレートである、請求項13記載の方法。
【請求項１５】
薬学的組成物が、成長因子を含む高分子量神経治療薬を含む、請求項1記載の方法。
【請求項１６】
高分子量の神経治療薬がリポソームを含む、請求項15記載の方法。
【請求項１７】
薬学的組成物が促進薬剤をさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項１８】
促進薬剤が低分子量ヘパリンを含む、請求項17記載の方法。
【請求項１９】
成長因子が、NGF、BDNF、NT-3、NT-4/5、NT-6、GDNF、CNTF、LIF、IGF-1、b-FGF、ニュールツリン、パーセフィン（persephin）、アルテミン、TGFα、TGFβ、IGF-2、PDGF、EGF、カルジオトロピン、EGF、IGF、VEGF、ソニックヘッジホッグ（SHH）、BMP、FGF20、VIP、PDGF、プレイオトロフィン（PTN）、およびHGFからなる群より選択される、請求項1記載の方法。
【請求項２０】
投与が薬学的組成物の送達の後に約7日〜約45日の中断を含み、中断の後に成長因子の別の送達が続く、請求項1記載の方法。
【請求項２１】
CNS障害が、ハンチントン病、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症（ALS）、パーキンソン病、脳卒中、頭部外傷、脊髄損傷、多発性硬化症、レビー小体を伴う認知症、網膜変性、癲癇、精神障害、ホルモンバランスの障害、および蝸牛変性からなる群より選択される、請求項1記載の方法。
【請求項２２】
成長因子を含む薬学的組成物を標的CNS組織中の成長因子応答性ニューロン集団に局部的に送達する工程を含む、哺乳動物CNSにおける成長因子応答性ニューロン集団の生存を促進するための方法であって、
成長因子が成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成される、方法。
【請求項２３】
介入がない時にニューロン集団が細胞死を起こす危険性がある標的CNS組織中の成長因子応答性ニューロン集団に、成長因子を含む薬学的組成物を局部的に送達する工程を含む、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロンの死を低減するための方法であって、
成長因子が成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成される、方法。
【請求項２４】
成長因子を含む薬学的組成物を、患者における成長因子応答性のCNSニューロン集団に局部的に送達する工程を含む、その早期段階のCNS障害を有すると診断された患者を処置するための方法であって、
成長因子のそのような投与が、投与された成長因子がない時の後期段階のCNS障害と関連する臨床的徴候の重症度を防止し、遅延させ、または低下させる、方法。
【請求項２５】
成長因子を含む薬学的組成物を患者における成長因子応答性のCNSニューロン集団に局部的に送達する工程を含む、CNS障害の危険性がある患者を処置するための予防的方法であって、
成長因子のそのような投与がCNS障害の発症を防止するかもしくは遅延させ、またはひとたびそれが顕在的になるとCNS障害の重症度を低下させる、予防的方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み入れられる、2006年4月25日に申請された、米国仮特許出願第60/795,012号に対する優先権を主張する。
【０００２】
連邦政府が資金援助した学術研究または開発に関する声明
本発明は、National Institutes of Neurological Disorders and Strokeによって授与された、助成金第NINDS U54 NS045309号の下で政府の支援と共に行なわれた。米国政府は本発明における一定の権利を有する。
【０００３】
コンパクトディスクで提出された材料の参照による組み入れ
該当なし
【０００４】
著作権保護を条件とする材料の通知
本特許文献における一部の材料は米国およびその他の国の著作権法の下での著作権保護を条件とする。著作権権利の所有者は、それが米国特許商標局の公的に利用可能なファイルまたは記録として現れる場合に、特許文献または特許開示のいかなる者による複写複製に対しても異論を有さないが、そうでなければ何であれ全ての著作権権利を留保する。著作権所有者は、本明細書によって、米国特許法施行規則1.14条に準ずるその権利を含むが、これらに限定されない、本特許文献を秘密に維持するためのその権利のいずれも放棄しない。
【背景技術】
【０００５】
発明の背景
1、発明の分野
本発明は、中枢神経系におけるニューロンの死および／または機能不全を特徴とする神経変性疾患およびその他の状態に関する。本発明はまた、中枢神経系におけるニューロンの生存を助長することができる成長因子に関係する。本発明は、成長因子の局部投与によって中枢神経系におけるニューロンの死および／または機能不全を特徴とする神経変性疾患およびその他の状態を処置する方法に具体的に関連する。
【０００６】
2、関連技術の説明
成長因子は神経系において重要な役割を果たす天然タンパク質である。それらは神経組織内部だけでなく、多くの神経支配された標的組織でも見出される。成長因子はニューロンおよび／またはグリア細胞の成長、生存、および表現型分化を助長する。成長因子はまた、通常ニューロン可塑性と称される過程である、成熟神経系におけるシナプス接合のリモデリングにおいて役割を果たす。これらの生理学的役割のために、成長因子は、ニューロンの生存および／または適切な機能が損なわれる中枢神経系（CNS）障害を処置するのに有用である。そのようなCNS障害は、（1）損傷の部位付近の軸索突起および／もしくは神経細胞体の変性を引き起こす、物理的損傷、（2）脳卒中の場合のような、神経系の一部への血流の一時的もしくは恒久的な停止（虚血）、(3)それぞれ癌およびAIDS化学治療薬剤であるシスプラチンおよびジデオキシシチジン（ddC）などの、神経毒素への意図的なもしくは偶発的な曝露、（4）糖尿病もしくは腎不全などの、慢性代謝疾患、または（5）特異的なニューロン集団の変性の結果として生じる、パーキンソン病、ハンチントン病、アルツハイマー病、および筋萎縮性側索硬化症（ALS）などの、神経変性疾患：を含む多くの異なる手段によって生じ得る。
【０００７】
CNSに送達される成長因子の治療効果は多数の作用のメカニズムから生じ得る。成長因子は、CNS障害で損なわれるニューロン集団の生存を助長しおよび／または表現型分化を維持することによって治療効力に寄与し得る。さらに、成長因子は、特定のCNS障害で損なわれないが、成長因子に応答して、例えば、ニューロン可塑性を通じて、CNSにおける有益な代償性変化をもたらすことができる二次的なニューロン集団に作用し得る。特定の成長因子がCNS障害を処置する際に潜在的に有用であるために、CNS障害で損なわれるニューロン集団または埋め合わせをする二次的なニューロン集団は特定の因子に対して応答性でなければならない。特定の成長因子に対する応答性は、大部分が受容体チロシンキナーゼのファミリーに属する、そのコグネートな（cognate）成長因子受容体によって付与される。
【０００８】
神経成長因子（NGF）は、脳由来神経栄養因子（BDNF）、ニューロトロフィン-3（NT-3）、NT-4/5、およびNT-6を含む、ニューロトロフィンと呼ばれる、成長因子の明確にされたファミリーの創立メンバーである。これらのニューロトロフィンはtrkチロシンキナーゼ受容体のファミリー、すなわち、trkA、trkB、trkC、および低親和性p75受容体を介して作用することが公知である。
【０００９】
グリア細胞株由来神経栄養因子（GDNF）は、形質転換成長因子（TGF）スーパーファミリーのタンパク質に対するその最も近い構造的相同性を有するグリコシル化されたジスルフィド結合型のホモ二量体である。GDNFは、インビトロで中脳のドーパミン作動性ニューロンの生存を促進しかつ中脳のドーパミン作動性ニューロンの伝達物質表現型を刺激する際のその効力に基づいたアッセイを用いて、同定および精製された。インビボにおいて、外因性のGDNFによる処置は、黒質ニューロンのドーパミン作動性の表現型を刺激し、かつパーキンソン病の動物モデルにおいて軸索切断またはドーパミン作動性神経毒素によって誘導される機能的欠損を回復させる。最初はドーパミン作動性ニューロンに相対的に特異的であると考えられたが、その後の実験により、GDNFは、インビトロおよびインビボの両方において、脳幹および脊髄のコリン作動性ニューロンに対する神経栄養効力を有することが示された。
【００１０】
GDNF、ならびに関連リガンドであるニュールツリン、アルテミン、およびパーセフィン（persephin）は、中脳ドーパミンニューロンおよび運動ニューロンを含む、CNSにおける幾つかのニューロン集団を維持する。GDNFファミリーのリガンドは、受容体複合体を形成しかつRET受容体チロシンキナーゼを通じてシグナルを送る、特異的なGDNFファミリー受容体アルファタンパク質に結合する。GDNFはまた、アルファ受容体を通して直接的にシグナルを送るだけでなく、神経細胞接着分子（NCAM）を通してFynおよびFAKの活性化を介してシグナルを送ることもできる。
【００１１】
CNSにおいて、NGFの受容体である、trkAの発現は、前脳基底部におけるコリン作動性ニューロンに殆ど専ら限定されている。コリン作動性ニューロンの変性および／またはジストロフィーはアルツハイマー病の特質であるので、これらのコリン作動性ニューロンは特に神経学的に興味深い。前脳基底部コリン作動性ニューロンは、アセチルコリンエステラーゼ組織化学を用いたまたはアセチルコリンの合成酵素である、コリンアセチルコリンエステラーゼ（ChAT）に対する、もしくはp75に対する抗体を用いた免疫組織化学による形態学的調製物において容易に同定することができる。
【００１２】
アルツハイマー病は、最近の記憶がないこと、記憶喪失、感情的行動における混乱、および空間的関係または運動能力をうまく取り扱うのが困難であることを特徴とする進行性認知症である。本疾患は世界中で起こりおよび高寿命の人口を有する多くの先進国における高齢期の知的衰弱の全症例の2分の1から3分の2の原因となっている。
【００１３】
アルツハイマー病は、認知症のその他の原因が除外された後、主に臨床症状によって診断される。死後、アルツハイマー病で見られる変性に伴う脳における数多くの特徴的な神経原線維のもつれおよび老人斑の観察によって、診断を結論的に確定することができる。
【００１４】
大脳皮質の連合野および記憶野における選択された細胞の進行性の領域特異的な損失および変性が、ある種の皮質下核における異常と共に、アルツハイマー病で見られる。ニューロンの損失は、とりわけ頭頂および前頭連合野、海馬、ならびに扁桃の大錐体細胞に影響を及ぼす。強く影響を受ける海馬入力は、内嗅皮質、前脳基底部のコリン作動性ニューロン、青斑核のノルアドレナリン作動性ニューロンからの入力である。皮質への主要なコリン作動性投射が生じる、マイネルトの前脳基底核もまた重篤な変性を受ける。
【００１５】
実質的証拠により、アルツハイマー病患者に見られる行動変化における前脳基底部コリン作動性ニューロンの重要な役割が指摘されている。コリン作動性機能の損失は本疾患における最も早期の変化の1つである。コリン作動性欠損の程度は、記憶減損の程度と相関し、かつアセチルコリンエステラーゼ阻害剤によるコリン作動性機能の増強はわずかではあるが顕著な症状の改善をもたらす。動物において、海馬および皮質を神経支配するコリン作動性ニューロンの傷害は、コリン作動性機能を増強する薬物によって回復する際立った記憶および認識欠損を結果的にもたらす。
【００１６】
その他のモノアミン伝達物質（ノルエピネフリン、セロトニン、およびドーパミン）を産生する投射ニューロンならびにグルタメート、ガンマ-アミノ酪酸（GABA）、ソマトスタチン、ニューロペプチドY、コルチコトロピン放出因子、サブスタンスP、およびその他の神経調整因子を産生する皮質ニューロンもまたアルツハイマー病において影響を受ける。
【００１７】
初期の学術研究は、アルツハイマー病およびその他の神経病理に対する治療薬としてのNGFの見込みを指摘したが、NGFを用いた人体臨床試験で批判に耐えられない副作用が観察された。末梢性ニューロパシーの処置のための低用量でのNGFの全身投与は、何人かの患者で重篤な筋肉痛を引き起こし、一方でNGFの脳室内注入により処置されたアルツハイマー病の患者は、末梢のNGF投与に関して報告されたものと同様の末梢吻側の筋肉痛、および顕著な体重損失を経験した。
【００１８】
パーキンソン病の処置のためのGDNFを用いた臨床試験も報告されおよび種々雑多な結果を示している。パーキンソン病は、主として黒質線条体経路における、ドーパミン産生ニューロンのゆっくりとした変性が神経学的効果を結果的にもたらす障害である。GDNFの室内投与は決定できる臨床的利益をもたらさず、および多数の有害な副作用が報告された。パーキンソン病を処置するために、線条体へのGDNFの局部送達も用いられている。潜在的に少なくとも一部は投薬量および送達の違いのために、背側被殻へのGDNFの連続的注入および拡散を伴う2つの臨床試験によって異なる結果が報告された。
【００１９】
重要なことに、中和抗GDNF抗体が数人のヒト患者由来の血清中で検出され、および毒物学研究において、プルキンエおよび顆粒細胞損失を特徴とする部分的小脳損傷がGDNF注入を受けたサルで観察された。
【００２０】
神経変性疾患のある患者の脳実質へのニューロトロフィン注入を伴う臨床研究は、連続的注入を用いおよび注入物が標的組織に到達するのを拡散に頼ってきた。拡散に基づく送達と関連する多くの困難があり、最も決定的なのは低い組織分布容量である。注入されたニューロトロフィンの分布をモニタリングするための手段がなければ、治療効力を決定するのは難しい。例えば、Gillらは、グリア細胞株由来神経栄養因子（GDNF）を臨床研究でパーキンソン病のための処置として用いた時、GDNFがカテーテルの先端から離れてどのくらい遠くまで拡散するのか明確でないこと、および拡散によって到達しなければ、より吻側部の被殻は変性し続け得ることをNat. Med. 9:5899-595, 2003（非特許文献1）で報告した。彼らは、GDNFの用量が上昇するにつれて、投薬量低下を必要としかつ吻側部の被殻を潜在的にさらに損なう、血管原性浮腫またはタンパク質集積によるかも知れない、高いT2 MRIシグナル強度がカテーテルの先端周辺で観察されることも見出した。
【００２１】
アルツハイマー病およびパーキンソン病などの神経変性疾患を含む、CNS障害の処置に有用な方法および治療的組成物に対する必要性が存在し続けている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】Gillら Nat. Med. 9:5899-595, 2003
【発明の概要】
【００２３】
本発明は、哺乳動物CNS組織における成長因子の組織クリアランス速度が以前に考えられていたよりも低いという知見に一部端を発する。特に、本開示は、典型的な処置レジメンで脳実質に注入された成長因子が送達後約2〜6週まで検出可能であることを確定している。
【００２４】
神経変性疾患の処置のための脳実質への成長因子注入を伴う以前の試験は、連続的注入を利用した。しかしながら、著しく低い組織クリアランス速度の結果として、成長因子の連続的注入は、標的化された脳組織における成長因子の治療的有効レベルを達成するために必要でなく、連続的投与から結果として生じる蓄積は、有害な効果を有する可能性がある。例えば、脳実質における成長因子の蓄積は、用量の集積ならびに二次的な部位およびCSFへの漏れにつながる可能性があり、それは望ましくない二次的な効果だけでなく、免疫応答および付随する成長因子中和抗体の産生を引き起こす潜在的可能性を有する。そのような中和抗GDNF抗体は、線条体へのGDNFの連続的注入を受けた患者の血清中で観察されている。さらに、GDNF動物毒性研究において細胞毒性が二次的な部位で観察され、血管周囲空間を経由した被殻から二次的な部位への注入物の流れが霊長類で観察されている。
【００２５】
本発明は、中和抗体の産生および免疫応答の開始を含む有害事象の危険性を低下させるために、過剰摂取につながる用量集積を避けながら、標的化されたCNS組織における成長因子の有効治療用量を達成および維持することに向けられている。本発明は、損なわれたCNS組織における成長因子の持続性の有効治療用量を提供するために、以前は認識されなかった組織クリアランス速度を相殺する投与レジメンにより、これらの目的を達成する。対照的に、成長因子の治療的投薬量を調節するための先行技術努力は、上記の免疫を介する過程などの有害事象に対処することができない不十分なフィードバックパラメーターである；ニューロンの変性または機能不全を示す電気的活動を検出することができるセンサーを利用した、Elsberryら、米国特許第6,042,579号。
【００２６】
好ましい態様において、投与レジメンは、組織クリアランスを相殺する、間欠的な送達を伴う。
【００２７】
好ましい態様において、本発明は、好ましくはCNSにおける損なわれた細胞集団への成長因子の送達のための工程設計無逆流カニューラと併せた、対流増加送達（「convection enhanced delivery：CED」）の方法を伴う。好ましい態様において、本発明は、成長因子と追跡薬剤の送達をさらに伴い、追跡薬剤は、注入された成長因子の分布をモニタリングするための代用物として働く。好ましい態様において、本発明は、脳実質における増加した成長因子移動性を提供する促進薬剤の使用をさらに伴う。したがって、成長因子の蓄積に関する問題に対処することに加えて、本発明は、典型的なカテーテルを用いた拡散に基づく送達に固有の限界、特に低い組織分布容量、カテーテル先端での蓄積、逆流、ならびに二次的な部位およびCSFへの漏れを克服し、かつ神経治療薬投与のリアルタイムモニタリングおよび最適化を提供する。
【００２８】
上で述べた目的に従い、ある局面において、本発明は、哺乳動物CNSにおける成長因子応答性ニューロン集団の生存を助長するための方法を提供する。本方法は、成長因子を含む薬学的組成物を成長因子応答性ニューロン集団に局部的に送達する工程を含み、成長因子は成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成される。そのような投与レジメンは成長因子の実質的な蓄積を避けるよう設計される。
【００２９】
ある態様において、本方法は、CNSにおける成長因子応答性ニューロン集団に局部的に送達される成長因子のクリアランス速度を決定する工程を含む。好ましい態様において、クリアランス速度を決定する工程は、前臨床的に、好ましくは霊長類でなされる。別の好ましい態様において、クリアランス速度を決定する工程は、ヒト対象におけるクリアランス速度指標の測定によってなされる。
【００３０】
好ましい態様において、薬学的組成物は対流増加送達（CED）によって送達可能である。
【００３１】
好ましい態様において、薬学的組成物は、CEDによって局部的に送達される。
【００３２】
好ましい態様において、CEDは約0.5μL/分から約10μL/分の注入速度を含む。
【００３３】
好ましい態様において、CEDは約0.5μL/分を超える、より好ましくは約0.7μL/分を超える、より好ましくは約1μL/分を超える、より好ましくは約1.2μL/分を超える、より好ましくは約1.5μL/分を超える、より好ましくは約1.7μL/分を超える、より好ましくは約2μL/分を超える、より好ましくは約2.2μL/分を超える、より好ましくは約2.5μL/分を超える、より好ましくは約2.7μL/分を超える、より好ましくは約3μL/分を超える注入速度だけでなく、好ましくは約25μL/分未満、より好ましくは約20μL/分未満、より好ましくは約15μL/分未満、より好ましくは約12μL/分未満、より好ましくは約10μL/分未満の注入速度も含む。
【００３４】
好ましい態様において、CEDは、送達の間の、「ステッピング」と称される、流速の漸増的増加を含む。好ましくは、ステッピングは、約0.5μL/分から約10μL/分の注入速度を含む。
【００３５】
好ましい態様において、ステッピングは、約0.5μL/分を超える、より好ましくは約0.7μL/分を超える、より好ましくは約1μL/分を超える、より好ましくは約1.2μL/分を超える、より好ましくは約1.5μL/分を超える、より好ましくは約1.7μL/分を超える、より好ましくは約2μL/分を超える、より好ましくは約2.2μL/分を超える、より好ましくは約2.5μL/分を超える、より好ましくは約2.7μL/分を超える、より好ましくは約3μL/分を超える注入速度だけでなく、好ましくは約25μL/分未満、より好ましくは約20μL/分未満、より好ましくは約15μL/分未満、より好ましくは約12μL/分未満、より好ましくは約10μL/分未満の注入速度も含む。
【００３６】
好ましい態様において、薬学的組成物は、CED適合性の無逆流工程設計カニューラの使用によって送達される。
【００３７】
ある態様において、工程設計カニューラは慢性投与に適合する。そのようなカニューラは、本明細書に記載するような、慢性CNS障害の処置における使用に好ましい。
【００３８】
別の態様において、工程設計カニューラは急性投与に適合する。そのようなカニューラは、本明細書に記載するような、急性CNS障害の処置における使用に好ましい。
【００３９】
好ましい態様において、薬学的組成物は、導かれた成長因子送達を提供する追跡薬剤を含む。好ましくは、追跡薬剤は、時に「MRI磁石」と本明細書において称される、MRI造影薬剤である。好ましい態様において、追跡薬剤はリポソームを含む。とりわけ好ましい態様において、追跡薬剤はガドリニウムキレートを含むリポソームを含む。
【００４０】
好ましい態様において、薬学的組成物は、標的組織への成長因子の送達を促進する促進薬剤を含む。好ましい態様において、促進薬剤は低分子量ヘパリンである。
【００４１】
ある態様において、薬学的組成物は、成長因子および担体を含む高分子量神経治療薬を含む。ある態様において、担体は合成担体である。多種多様な合成担体が、本発明の高分子量神経治療薬における使用のために利用可能である。好ましい態様において、担体はリポソームである。別の好ましい態様において、担体は、金粒子などの金属粒子、またはポリマーである。別の態様において、担体は、天然に存在する組成物またはその変異体である。そのような天然担体の例として、修飾されたウイルス粒子（例えば、修飾された表面タンパク質プロファイルを持つウイルス粒子）を含む、ウイルス粒子が含まれる。
【００４２】
好ましい態様において、薬学的組成物は、NGF、BDNF、NT-3、NT-4/5、NT-6、GDNF、CNTF、LIF、IGF-1、b-FGF、ニューツルリン、パーセフィン、アルテミン、TGFα、TGFβ、IGF-2、PDGF、EGF、カルジオトロピン、EGF、IGF、VEGF、ソニックヘッジホッグ（SHH）、BMP、FGF20、VIP、PDGF、プレイオトロフィン（PTN）、およびHGFからなる群より選択される成長因子を含む。
【００４３】
ある態様において、薬学的組成物は成長因子をコードする核酸を含む。好ましい態様において、成長因子は、NGF、BDNF、NT-3、NT-4/5、NT-6、GDNF、CNTF、LIF、IGF-1、b-FGF、ニューツルリン、パーセフィン、アルテミン、TGFα、TGFβ、IGF-2、PDGF、EGF、カルジオトロピン、EGF、IGF、VEGF、ソニックヘッジホッグ（SHH）、BMP、FGF20、VIP、PDGF、プレイオトロフィン（PTN）、およびHGFからなる群より選択される。好ましい態様において、薬学的組成物はベクターを含み、ベクターは調節可能プロモーターの制御下の成長因子をコードするそのような核酸を含む。
【００４４】
好ましい態様において、薬学的組成物は、NGF、またはその活性断片もしくは変異体を含み、かつ成長因子応答性ニューロン集団は、前脳基底部のコリン作動性ニューロンを含む。
【００４５】
好ましい態様において、NGFに加えて、薬学的組成物は、コリン作動性アゴニスト、塩酸タクリンなどのコリンエステラーゼ阻害剤、ニューロトロフィン、内在性神経栄養因子合成または産生の誘導剤、老人性アミロイド斑形成の阻害剤、およびPHF形成の阻害剤からなる群より選択される生体活性薬剤をさらに含む。
【００４６】
別の好ましい態様において、薬学的組成物は、GDNF、またはその活性断片もしくは変異体を含み、かつ成長因子応答性ニューロン集団は、前脳基底部のコリン作動性ニューロンを含む。
【００４７】
別の好ましい態様において、薬学的組成物は、GDNF、またはその活性断片もしくは変異体を含み、かつ成長因子応答性ニューロン集団は、線条体および／または中脳における細胞体または細胞突起を有するドーパミン作動性ニューロンを含む。
【００４８】
別の好ましい態様において、薬学的組成物は、VIP、またはその活性断片もしくは変異体を含み、かつ成長因子応答性ニューロン集団は、線条体および／または中脳における細胞体または細胞突起を有するドーパミン作動性ニューロンを含む。
【００４９】
別の好ましい態様において、薬学的組成物は、PTN、またはその活性断片もしくは変異体を含み、かつ成長因子応答性ニューロン集団は、線条体および／または中脳における細胞体または細胞突起を有するドーパミン作動性ニューロンを含む。
【００５０】
幾つかの態様において、成長因子を、細胞体から離れているニューロンの末端に送達してもよいことが正しく理解されると考えられる。
【００５１】
別の好ましい態様において、薬学的組成物は、BMP、またはその活性断片もしくは変異体を含み、かつ成長因子応答性ニューロン集団は、脳卒中によって影響されるCNS座の細胞を含む。
【００５２】
好ましい態様において、本方法は薬学的組成物の間欠的な局部送達を含む。
【００５３】
好ましい態様において、成長因子の投与は、成長因子の送達の後に約7日〜約45日、より好ましくは約14日〜約45日、より好ましくは約17日〜約35日、より好ましくは約20日〜約35日の中断を含み、中断の後に成長因子の別の送達が続く。好ましい態様において、成長因子の投与は、2回またはそれより多くのそのような中断を含む。
【００５４】
別の態様において、成長因子の投与は、7日未満、好ましくは約2日から約6日、または45日を上回る中断を含む。
【００５５】
好ましい態様において、2回またはそれより多くの中断の継続期間は、3回またはそれより多くの送達工程を含む間欠的な投与レジメンでは異なる。好ましい態様において、間欠的な投与レジメンの早期の送達工程間の中断の継続期間は、その後の送達工程間の中断よりも実質的に短い。
【００５６】
ある態様において、送達される成長因子の用量は送達工程間で相違する。好ましい態様では、2回またはそれより多くの送達工程を含む間欠的な投与レジメンにおいて、後期の送達工程で送達される成長因子の用量よりも、早期の送達工程で送達される成長因子の用量は多い。
【００５７】
好ましい態様において、CEDの継続期間は、約30分〜約12時間、より好ましくは約30分〜約6時間である。
【００５８】
別の態様において、CEDの継続期間は、約30分未満でありまたは約12時間を上回る。
【００５９】
好ましい態様において、送達の継続期間は、追跡薬剤の使用および注入物分布のモニタリングによって通知される。
【００６０】
ある局面において、本発明は、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロンの死を低下させるための方法を提供する。本方法は、介入がない時に細胞死を起こす危険性のある成長因子応答性CNSニューロン集団に、成長因子を含む薬学的組成物を局部的に送達する工程を含み、成長因子は成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成される。
【００６１】
ある局面において、本発明は、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロンによるシナプス形成を調整するための方法を提供する。本方法は、成長ホルモン応答性CNSニューロン集団に成長因子を含む薬学的組成物を局部的に送達する工程を含み、成長因子は成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成され、成長因子が成長因子応答性ニューロン集団によるシナプス形成を調整する。
【００６２】
ある局面において、本発明は、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロンによる神経突起伸張を調整するための方法を提供する。本方法は、成長ホルモン応答性CNSニューロン集団に、成長因子を含む薬学的組成物を局部的に送達する工程を含み、成長因子は成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成され、成長因子が成長因子応答性ニューロン集団による神経突起伸張を調整する。
【００６３】
ある局面において、本発明は、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロンにおける神経伝達物質代謝回転を増加させるための方法を提供する。本方法は、成長ホルモン応答性CNSニューロン集団に、成長因子を含む薬学的組成物を局部的に送達する工程を含み、成長因子は成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成され、成長因子が成長因子応答性ニューロン集団における神経伝達物質代謝回転を増加させる。
【００６４】
ある局面において、本発明は、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロンの表現型分化を調整するための方法を提供する。本方法は、成長ホルモン応答性CNSニューロン集団に、成長因子を含む薬学的組成物を局部的に送達する工程を含み、成長因子は成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成され、成長因子が成長因子応答性ニューロン集団の表現型分化を調整する。
【００６５】
ある局面において、本発明は、ニューロンの死および／または機能不全を特徴とするCNS障害を有する患者を処置するための方法を提供する。ある態様において、CNS障害は慢性障害である。別の態様において、CNS障害は急性障害である。好ましい態様において、CNS障害は、ハンチントン病、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症（ALS）、パーキンソン病、脳卒中、頭部外傷、脊髄損傷、多発性硬化症、レビー小体を伴う認知症、網膜変性、癲癇、精神障害、ホルモンバランスの障害、および蝸牛変性からなる群より選択される。ニューロンの死および／または機能不全を特徴とするCNS障害と関連する炎症を低下させる方法がさらに企図される。
【００６６】
本方法は、患者における成長因子応答性CNSニューロン集団に、成長因子を含む薬学的組成物を局部的に送達する工程を含み、成長因子のそのような投与は患者の処置において治療的に有効である。成長因子は、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成される。
【００６７】
急性CNS障害が処置される態様において、好ましくは投与が中止されるエンドポイントがある。
【００６８】
ある局面において、本発明は、好ましくは臨床的提示前に、その早期段階のCNS障害を有すると診断された患者を処置するための方法を提供する。本方法は、患者における成長因子応答性CNSニューロン集団に、成長因子を含む薬学的組成物を局部的に送達する工程を含み、成長因子のそのような投与は、CNS障害と関連する臨床的徴候の重症度を防止し、遅延させ、または低下させる。成長因子は、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成される。
【００６９】
ある局面において、本発明は、CNS障害の危険性がある患者を処置するための予防的方法を提供する。本方法は、患者における成長因子応答性CNSニューロン集団に、成長因子を含む薬学的組成物を局部的に送達する工程を含み、成長因子のそのような投与は、CNS障害の発症を防止するかもしくは遅延させ、またはひとたびそれが顕在的になるとCNS障害の重症度を低下させる。成長因子は、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成される。
【００７０】
本明細書における予防的方法を含む処置方法は、好ましくは手術前診断を伴う。
【００７１】
好ましい態様において、手術前診断は遺伝子スクリーニングを伴う。別の好ましい態様において、手術前診断は神経イメージングを伴う。ある態様において、行なわれる神経イメージングは機能的神経イメージングを含む。別の態様において、行なわれる神経イメージングは非機能的イメージングを伴う。好ましくは、なされる神経イメージングはPET、MRI、および／またはCTを伴う。
【００７２】
本明細書における処置方法はまた、好ましくは標的局在化および／または導かれたカニューラ配置のための神経イメージング、好ましくはMRIを含む。好ましくは、定位固定（stereotactic）ホルダーを神経イメージングと併せて用い、標的ニューロン集団におけるまたは標的ニューロン集団の近位での導かれたカニューラ配置を提供する。
【００７３】
本明細書における処置方法はまた、好ましくは神経イメージング、好ましくは注入物分布をモニタリングするための投与されたMRI磁石と併せたMRIを含む。
【００７４】
ある局面において、本発明は、CNSニューロン集団の死および／または機能不全を特徴とするCNS障害を処置するのに有用な局部送達可能な薬学的組成物を提供する。
【００７５】
好ましい態様において、薬学的組成物は、CEDによって送達可能である。
【００７６】
好ましい態様において、薬学的組成物は追跡薬剤を含む。
【００７７】
好ましい態様において、追跡薬剤はMRI磁石である。
【００７８】
好ましい態様において、追跡薬剤はリポソームを含む。とりわけ好ましい態様において、追跡薬剤は、MRI磁石、好ましくはガドリニウムキレートを含むリポソームを含む。極めて好ましい態様において、追跡薬剤は、MRI磁石、好ましくはガドリニウムキレートを含むリポソームから本質的になる。
【００７９】
好ましい態様において、薬学的組成物は促進薬剤を含む。
【００８０】
好ましい態様において、促進薬剤は低分子量ヘパリンである。
【００８１】
好ましい態様において、成長因子は、NGF、BDNF、NT-3、NT-4/5、NT-6、GDNF、CNTF、LIF、IGF-1、b-FGF、ニュールツリン、パーセフィン、アルテミン、TGFα、TGFβ、IGF-2、PDGF、EGF、カルジオトロピン、EGF、IGF、VEGF、ソニックヘッジホッグ（SHH）、BMP、FGF20、VIP、PDGF、プレイオトロフィン（PTN）、およびHGFからなる群より選択される。
【００８２】
本発明の薬学的組成物を生成する方法も提供される。
【００８３】
ある局面において、本発明は、本発明の薬学的組成物を含む送達装置を提供する。
【００８４】
ある局面において、本発明は、本発明の薬学的組成物を含むカテーテルまたはカニューラを提供する。
【００８５】
ある局面において、本発明は、CEDによって本発明の薬学的組成物の送達をもたらすことができるポンプを含む送達装置を提供する。好ましい態様において、本発明は、CEDによって本発明の薬学的組成物の間欠的な送達をもたらすことができるポンプを含む送達装置を提供する。好ましい態様において、本装置は、本発明の薬学的組成物をさらに含む。好ましい態様において、本装置は、CED適合性の、無逆流工程設計カニューラをさらに含み、カニューラは慢性または急性投与に適合している。
【００８６】
ある局面において、本発明は、成長因子またはそれをコードする核酸を用いて、ニューロンの死および／または機能不全を特徴とするCNS障害を有する患者の処置に有用な医用薬剤を生成する方法を提供し、医用薬剤は、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度でCNS障害を有する患者のCNSに送達可能であり、成長因子またはそれをコードする核酸は、患者のCNSにおける成長因子を実質的に蓄積させることなく医用薬剤が患者のCNSに送達される時に、治療的有効用量を提供するのに十分な量で存在する。好ましい態様において、医用薬剤はCEDによって送達可能である。好ましい態様において、医用薬剤を間欠的に送達してもよい。
【００８７】
ある局面において、本発明は、成長因子またはそれをコードする核酸を用いて、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロンの死を低下させるのに有用な医用薬剤を生成する方法を提供し、医用薬剤は、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度でCNS障害を有する患者のCNSに送達可能であり、成長因子またはそれをコードする核酸は、患者のCNSにおける成長因子を実質的に蓄積させることなく医用薬剤が患者のCNSに送達される時に、治療的有効用量を提供するのに十分な量で存在する。好ましい態様において、医用薬剤はCEDによって送達可能である。好ましい態様において、医用薬剤を間欠的に送達してもよい。
【００８８】
ある局面において、本発明は、成長因子またはそれをコードする核酸を用いて、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロンによる神経突起伸張を調整するのに有用な医用薬剤を生成する方法を提供し、医用薬剤は、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度でCNS障害を有する患者のCNSに送達可能であり、成長因子またはそれをコードする核酸は、患者のCNSにおける成長因子を実質的に蓄積させることなく医用薬剤が患者のCNSに送達される時に、治療的有効用量を提供するのに十分な量で存在する。好ましい態様において、医用薬剤はCEDによって送達可能である。好ましい態様において、医用薬剤を間欠的に送達してもよい。
【００８９】
ある局面において、本発明は、成長因子またはそれをコードする核酸を用いて、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロンにおける神経伝達物質代謝回転を増加させるのに有用な医用薬剤を生成する方法を提供し、医用薬剤は、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度でCNS障害を有する患者のCNSに送達可能であり、成長因子またはそれをコードする核酸は、患者のCNSにおける成長因子を実質的に蓄積させることなく医用薬剤が患者のCNSに送達される時に、治療的有効用量を提供するのに十分な量で存在する。好ましい態様において、医用薬剤はCEDによって送達可能である。好ましい態様において、医用薬剤を間欠的に送達してもよい。
【００９０】
ある局面において、本発明は、成長因子またはそれをコードする核酸を用いて、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロンの表現型分化を調整するのに有用な医用薬剤を生成する方法を提供し、医用薬剤は、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度でCNS障害を有する患者のCNSに送達可能であり、成長因子またはそれをコードする核酸は、患者のCNSにおける成長因子を実質的に蓄積させることなく医用薬剤が患者のCNSに送達される時に、治療的有効用量を提供するのに十分な量で存在する。好ましい態様において、医用薬剤はCEDによって送達可能である。好ましい態様において、医用薬剤を間欠的に送達してもよい。
【００９１】
ある局面において、本発明は、成長因子またはそれをコードする核酸を用いて、その早期段階のCNS障害を有すると診断された患者を処置するのに有用な医用薬剤を生成する方法を提供し、医用薬剤は、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度でCNS障害を有する患者のCNSに送達可能であり、成長因子またはそれをコードする核酸は、患者のCNSにおける成長因子を実質的に蓄積させることなく医用薬剤が患者のCNSに送達される時に、治療的有効用量を提供するのに十分な量で存在する。好ましい態様において、医用薬剤はCEDによって送達可能である。好ましい態様において、医用薬剤を間欠的に送達してもよい。
【００９２】
ある局面において、本発明は、成長因子またはそれをコードする核酸を用いて、CNS障害の危険性がある患者の予防的処置に有用な医用薬剤を生成する方法を提供し、医用薬剤は、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度でCNS障害を有する患者のCNSに送達可能であり、成長因子またはそれをコードする核酸は、患者のCNSにおける成長因子を実質的に蓄積させることなく医用薬剤が患者のCNSに送達される時に、治療的有効用量を提供するのに十分な量で存在する。好ましい態様において、医用薬剤はCEDによって送達可能である。好ましい態様において、医用薬剤を間欠的に送達してもよい。
【００９３】
ある態様において、医用薬剤は追跡薬剤をさらに含む。
【００９４】
ある態様において、医用薬剤は促進薬剤をさらに含む。
【００９５】
ある態様において、医用薬剤を生成する方法は、（i）担体、および（ii）成長因子またはそれをコードする核酸を含む本発明の高分子量神経治療薬の使用を伴う。
【００９６】
ある局面において、本発明は、CNS障害の処置のためのキットを提供し、キットは1つまたは複数の本発明の薬学的組成物を含む。
【００９７】
別の局面において、本発明は、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロンの死を低下させるのに有用なキットを提供し、キットは1つまたは複数の本発明の薬学的組成物を含む。
【００９８】
別の局面において、本発明は、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロンによる神経突起伸張を調整するのに有用なキットを提供し、キットは1つまたは複数の本発明の薬学的組成物を含む。
【００９９】
別の局面において、本発明は、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロンにおける神経伝達物質代謝回転を増加させるのに有用なキットを提供し、キットは1つまたは複数の本発明の薬学的組成物を含む。
【０１００】
別の局面において、本発明は、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロンの表現型分化を調整するのに有用なキットを提供し、キットは1つまたは複数の本発明の薬学的組成物を含む。
【０１０１】
別の局面において、本発明は、その早期段階にあるCNS障害を有すると診断された患者を処置するのに有用なキットを提供し、キットは1つまたは複数の本発明の薬学的組成物を含む。
【０１０２】
別の局面において、本発明は、CNS障害の危険性がある患者の予防的処置に有用なキットを提供し、キットは1つまたは複数の本発明の薬学的組成物を含む。
【０１０３】
ある態様において、本発明のキットは、CEDに有用な送達装置、好ましくはカニューラ、およびより好ましくは工程設計無逆流カニューラをさらに含む。ある態様において、本発明のキットは、CEDに有用なポンプをさらに含む。
【０１０４】
本発明の別の局面は、中枢神経系（CNS）障害を有する哺乳動物を処置する方法である。ある態様において、本方法は、薬学的組成物の送達を、対応する薬学的組成物の組織クリアランスと関連付けることによって、CNS障害を有する哺乳動物に成長因子などの薬学的組成物を投与する工程を伴う。ある態様において、薬学的組成物は、対流増加送達（CED）によって投与される。ある態様において、薬学的組成物は追跡薬剤を含む。別の態様において、薬学的組成物は促進薬剤をさらに含む。ある態様において、薬学的組成物は間欠的に送達される。ある様態において、間欠的な送達は、組織クリアランスの過程の平衡を保たせる。
【０１０５】
本発明の別の局面は、哺乳動物CNSにおける成長因子応答性ニューロン集団の生存を助長するための方法である。ある態様において、本方法は、成長因子を含む薬学的組成物を成長因子応答性ニューロン集団に局部的に送達する工程を伴い、成長因子は、成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成されるように、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達される。ある様態において、送達は成長因子を実質的に蓄積させない。ある態様において、本方法は、CNSにおける成長因子応答性ニューロン集団に局部的に送達される成長因子の組織クリアランス速度を決定する工程を含む。ある態様において、組織クリアランス速度を決定する工程は、前臨床的に霊長類で行なわれる。別の態様において、組織クリアランス速度を決定する工程は、ヒト対象におけるクリアランス速度指標を測定することによって実行される。
【０１０６】
本発明の別の局面は、哺乳動物CNSにおける成長因子応答性ニューロン集団の死を低下させるための方法である。ある態様において、本方法は、介入がない時に細胞死を起こす危険性がある成長因子応答性CNSニューロン集団に、成長因子を含む薬学的組成物を局部的に送達する工程を伴い、成長因子は、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成される。
【０１０７】
本発明の別の局面は、CNS障害を処置する方法である。ある態様において、本方法は、患者における成長因子応答性CNSニューロン集団に、成長因子を含む薬学的組成物を局部的に送達する工程を伴い、成長因子のそのような投与は患者の処置において治療的に有効である。ある態様において、成長因子は、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成される。ある態様において、CNS障害は急性CNS障害を含み、投与はエンドポイントで中止される。
【０１０８】
本発明の別の局面は、その早期段階のCNS障害と診断された患者を処置するための方法である。ある態様において、本方法は、患者における成長因子応答性CNSニューロン集団に、成長因子を含む薬学的組成物を局部的に送達する工程を伴い、成長因子のそのような投与は、投与された成長因子がない時に後期段階のCNS障害と関連する臨床的徴候の重症度を防止し、遅延させ、または低下させる。ある態様において、成長因子は、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成される。
【０１０９】
本発明の別の局面は、CNS障害の危険性がある患者を処置するための予防的方法である。ある態様において、本方法は、患者における成長因子応答性CNSニューロン集団に、成長因子を含む薬学的組成物を局部的に送達する工程を伴い、成長因子のそのような投与は、CNS障害の発症を防止するかもしくは遅延させ、またはひとたびそれが顕在的になるとCNS障害の重症度を低下させる。ある態様において、成長因子は、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成される。
【０１１０】
本発明のさらなる局面は本明細書の以下の部分でもたらされ、詳細な説明はそれに制限することなく本発明の好ましい態様を完全に開示する目的のためのものである。
[本発明101]
CNS障害を有する哺乳動物に成長因子を含む治療的有効量の薬学的組成物を投与する工程を含む、中枢神経系(CNS)障害を有する哺乳動物を処置する方法であって、
投与する工程が、哺乳動物のCNSにおける成長因子の実質的な蓄積を伴わない薬学的組成物の送達を含む、方法。
[本発明102]
送達が対流増加送達(convection enhanced delivery:CED)を含む、本発明101記載の方法。
[本発明103]
薬学的組成物が追跡薬剤をさらに含む、本発明101記載の方法。
[本発明104]
薬学的組成物が促進薬剤をさらに含む、本発明101記載の方法。
[本発明105]
投与する工程が間欠的な送達を含む、本発明101記載の方法。
[本発明106]
成長因子の組織クリアランス速度を決定する工程をさらに含む、本発明109記載の方法。
[本発明107]
組織クリアランス速度を決定する工程が、霊長類で前臨床的になされる、本発明106記載の方法。
[本発明108]
組織クリアランス速度を決定する工程が、ヒト対象におけるクリアランス速度指標を測定する工程を含む、本発明109記載の方法。
[本発明109]
CEDが流速の漸増的増加を含む、本発明102記載の方法。
[本発明110]
薬学的組成物が、CED適合性の無逆流工程設計カニューレの使用により送達される、本発明102記載の方法。
[本発明111]
薬学的組成物が追跡薬剤をさらに含む、本発明107記載の方法。
[本発明112]
追跡薬剤がMRI磁石またはCT検出可能薬剤を含む、本発明111記載の方法。
[本発明113]
追跡薬剤がリポソームを含む、本発明112記載の方法。
[本発明114]
追跡薬剤がガドリニウムキレートである、本発明113記載の方法。
[本発明115]
薬学的組成物が、成長因子を含む高分子量神経治療薬を含む、本発明101記載の方法。
[本発明116]
高分子量の神経治療薬がリポソームを含む、本発明115記載の方法。
[本発明117]
薬学的組成物が促進薬剤をさらに含む、本発明101記載の方法。
[本発明118]
促進薬剤が低分子量ヘパリンを含む、本発明117記載の方法。
[本発明119]
成長因子が、NGF、BDNF、NT-3、NT-4/5、NT-6、GDNF、CNTF、LIF、IGF-1、b-FGF、ニュールツリン、パーセフィン(persephin)、アルテミン、TGFα、TGFβ、IGF-2、PDGF、EGF、カルジオトロピン、EGF、IGF、VEGF、ソニックヘッジホッグ(SHH)、BMP、FGF20、VIP、PDGF、プレイオトロフィン(PTN)、およびHGFからなる群より選択される、本発明101記載の方法。
[本発明120]
投与が薬学的組成物の送達の後に約7日〜約45日の中断を含み、中断の後に成長因子の別の送達が続く、本発明101記載の方法。
[本発明121]
CNS障害が、ハンチントン病、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、パーキンソン病、脳卒中、頭部外傷、脊髄損傷、多発性硬化症、レビー小体を伴う認知症、網膜変性、癲癇、精神障害、ホルモンバランスの障害、および蝸牛変性からなる群より選択される、本発明101記載の方法。
[本発明122]
成長因子を含む薬学的組成物を標的CNS組織中の成長因子応答性ニューロン集団に局部的に送達する工程を含む、哺乳動物CNSにおける成長因子応答性ニューロン集団の生存を促進するための方法であって、
成長因子が成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成される、方法。
[本発明123]
介入がない時にニューロン集団が細胞死を起こす危険性がある標的CNS組織中の成長因子応答性ニューロン集団に、成長因子を含む薬学的組成物を局部的に送達する工程を含む、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロンの死を低減するための方法であって、
成長因子が成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達され、それによって成長因子の治療的有効量が標的CNS組織中で達成される、方法。
[本発明124]
成長因子を含む薬学的組成物を、患者における成長因子応答性のCNSニューロン集団に局部的に送達する工程を含む、その早期段階のCNS障害を有すると診断された患者を処置するための方法であって、
成長因子のそのような投与が、投与された成長因子がない時の後期段階のCNS障害と関連する臨床的徴候の重症度を防止し、遅延させ、または低下させる、方法。
[本発明125]
成長因子を含む薬学的組成物を患者における成長因子応答性のCNSニューロン集団に局部的に送達する工程を含む、CNS障害の危険性がある患者を処置するための予防的方法であって、
成長因子のそのような投与がCNS障害の発症を防止するかもしくは遅延させ、またはひとたびそれが顕在的になるとCNS障害の重症度を低下させる、予防的方法。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
本発明は、例証的目的のみのためのものである以下の図面を参照することによってより完全に理解されると考えられる。
【０１１２】
【図１】ラット脳画像である。LMW Hep（1マイクログラム／マイクロリットル）をGDNFと共にラット脳に注入する。（GDNF + LMW Hepを注入した左半球；対照としてPBSと共にGDNFのみを受けた右半球）。
【図２】ラット脳画像である。LMW Hep（1マイクログラム／マイクロリットル）をGDNFと共にラット脳に注入する。（GDNF + LMW Hepを注入した左半球；対照としてPBSと共にGDNFのみを受けた右半球）。
【図３】AAV2-GDNFによる形質導入後の異なる時点でのGDNFの発現を例証するグラフである。AAV2-GDNFを異なる用量で線条体に注入し、GDNF発現のレベルとの相関を解析するためにラットに異なる時点で麻酔をかけた。結果は経時的なGDNFの漸進的蓄積を示している。
【図４】本発明の方法に従って処置したサル脳の画像である。GDNF（30μg/部位）を正常サル脳の片側にCEDで投与した。尾状核で1つの部位を標的化し、被殻で2つの部位を標的化した。3週間後、サルに麻酔をかけた。顕著な残存GDNFタンパク質が存在した。TH染色により、GDNF処置した側のみでのDA繊維の強い上方調節に明らかになった。
【図５】4日での正常ラット中への5μgのニューツリン（NTN）投与の効果を例証するグラフである。単一投与後にDA代謝回転の顕著な増加が見られた。NTNとヘパリンの間の明らかな相乗効果が同様に観察された。
【図６】単一投与後のGDNFの組織クリアランスを例証するグラフである。
【図７】単一投与後のDAレベルの調節を例証するグラフである。
【図８】異なる用量でラット線条体に注入（CED）したAAV2-GDNFを例証する。
【図９】AAV2-GDNFによる形質導入後の異なる時点でのラット脳におけるGDNFの発現を例証するグラフである。各時点における平均値を3つの半球から算出した。
【図１０】ラット脳からのNFクリアランスを明らかにするための実験パラメーターを例証する。
【図１１】CEDによるその毎週の注入後のラット脳におけるGDNFタンパク質のクリアランスを例証するグラフである。各週における平均値を3匹のラット（6つの半球）から算出した。
【図１２】ラット脳へのその線条体内注入後のGDNFのクリアランスを例証するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０１１３】
本発明の詳細な説明
本発明は、哺乳動物CNSの成長因子応答性ニューロン集団への成長因子の局部送達のための方法および組成物に向けられている。本発明は、CNSにおける成長因子の組織クリアランスが、外因性の成長因子が今までに典型的に投与されてきた速度と比べて低いという知見に一部端を発している。組織クリアランスよりも大きい速度での成長因子の注入は、不必要でかつ潜在的に毒性のある成長因子の蓄積を結果的にもたらす。本発明において、標的組織内で、成長因子の毒性のある蓄積を避けかつ治療的に有効なウィンドウの範囲内に維持されるレベルを経時的に達成するために、組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で成長因子を送達する。好ましい態様において、間欠的に成長因子を送達する。
【０１１４】
遅い組織クリアランスという現象は、特定の成長因子または脳領域に限定されない。その結果として、本投与法と関連する利益は、特定の成長因子、CNSにおける特定のニューロン集団、または特定の適応症に限定されない。原則として、CNSにおける多種多様なニューロン集団に、多種多様な成長因子を送達する能力を与えて、成長因子に応答性であるかまたは成長因子に応答性のニューロン集団によって機能的に補償され得るニューロン集団の、死および／または機能不全を特徴とする任意の適応症を処置してもよい。
【０１１５】
成長因子の投与
多くの成長因子は、種々の神経変性疾患を処置するための試みにおいて、様々な手段によって送達されている。概説としては、例えば、その全体が参照により本明細書に組み入れられる、Dawbarn et al., Neuropathol and App. Neurobiol, 29:211-230, 2003を参照されたい。本発明は、改善された効力でこれらの疾患における成長因子応答性ニューロン集団に成長因子を送達する新規の手段を提供する。特に、本発明は、望まれない有害効果を伴わずに持続した有効治療用量を達成するために、組織クリアランス速度を相殺する速度で、標的ニューロン集団に成長因子を送達するための方法および組成物を提供する。
【０１１６】
本発明の方法において、成長因子は、成長因子の組織クリアランス速度に実質的に対抗する速度で送達される。「組織クリアランス速度と実質的に対抗する速度」は、組織クリアランス速度にほぼ反対する送達速度を意味する。速度とは、経時的な成長因子の量を指す。送達速度は組織クリアランス速度に正確に反対する必要はなく、標的組織における成長因子の量は一定であり続ける必要はない。例えば、本発明の好ましい態様において、投与は、成長因子の間欠的な送達を伴う。そのような投与プロトコルは、中断のほぼ初めに最大値および中断のほぼ終わりに最小値となる標的組織における変化した量の成長因子を結果的にもたらすことが正しく理解されると考えられる。本方法で求められていることは、標的組織における（治療的ウィンドウの範囲内の）成長因子の治療的有効量の維持を経時的に提供する送達速度である。標的組織における特定の成長因子の実験的に決定されたクリアランス速度を考慮することによって、当業者は過度の実験を伴うことなく適当な送達速度を容易に決定することができる。
【０１１７】
本方法における成長因子送達の速度は、成長因子の組織クリアランスの速度によって与えられ、かつ組織クリアランスの速度に実質的に対抗する。成長因子送達の所望の速度は、成長因子の連続的または間欠的な送達および適当な濃度で達成されてもよい。CEDは本発明における送達の手段として好ましく、かつ適当な濃度の成長因子を有する薬学的組成物の間欠的な送達が好ましい。しかしながら、代替の態様において、0.5μl/分未満の注入速度で送達してもよく、送達の速度が組織クリアランスの速度に実質的に対抗するように、非常に短い中断（日、時間、分）を伴う間欠的な送達、および連続的送達さえも含む投与レジメンが、適当な濃度の成長因子でなされてもよい。
【０１１８】
成長因子の「実質的な蓄積」または「害になる蓄積」は、典型的に一定期間の間最大限に有効な治療的用量を遥かに上回る（すなわち、成長因子の有効最大量よりも多い）、成長因子の最低限の治療的有効量よりも多くかつ望ましくない体に害のある効果をもたらす可能性がある成長因子の量の達成を意味する。「間欠的な送達」は、連続しない送達を意味する。本発明に従い、好ましい態様において、標的組織におけるそのレベルが減衰している場合、標的組織における因子の治療的有効量を維持するために、特定の成長因子を投与する。成長因子は、一定期間の間、典型的には約30分〜約12時間、より好ましくは約30分〜約6時間、送達が休止される点で、標的集団に注入される。送達の継続期間は、好ましい態様における追跡薬剤で特徴付けられると考えられる。送達の間、標的組織における成長因子のレベルは増加する。好ましくは、最大限に有効な治療的用量（治療的投薬最高値）が標的組織中で達成される時、送達が休止される。あまり好ましくないが、最大限に有効な治療的用量を超えた時、送達が休止されてもよい。好ましくは、本明細書において開示されるような追跡薬剤でモニタリングされ得るように、注入物が、標的組織の実質的に全体にわたって分布する時、送達が休止される。好ましくは、注入物が標的組織に実質的に限られたままである時、送達が休止される。休止後に、組織クリアランス機構が作用し、標的組織における成長因子のレベルがゆっくりと減少する。標的組織における成長因子が減衰している時、好ましくは成長因子の治療的有効量が標的組織中に留まる間、より好ましくは成長因子が成長因子の最低限の治療的有効量を上回るまたはわずかに上回る時、送達を繰り返す。あまり好ましくないが、成長因子が成長因子の最低限の治療的有効量を下回る時、送達を繰り返してもよい。ある態様において、治療的有効量は、途切れなく連続的に維持されるわけではない。
【０１１９】
好ましい態様において、成長因子の投与は、成長因子の送達の後に約7日〜約45日、より好ましくは約14日〜約45日、より好ましくは約17日〜約35日、より好ましくは約20日〜約35日の中断を含み、中断の後に成長因子の別の送達が続く。好ましい態様において、成長因子の投与は2回またはそれより多くのそのような中断を含む。
【０１２０】
別の態様において、成長因子の投与は、約7日未満の中断または約45日よりも多い中断を含む。
【０１２１】
本明細書における方法において、成長因子は注入によって哺乳動物CNSにおける成長因子応答性ニューロンの標的集団に局部的に送達される。とりわけ好ましいのは、CEDの方法である。「CED」は、0.5μl/分を超える速度での注入を意味する。好ましい態様において、成長因子は、好適なカテーテルまたはカニューラ、好ましくは工程設計無逆流カニューラを通してCEDによって送達される。好ましい態様において、CEDの方法はCED適合性の無逆流工程設計カニューラを用いてなされる。その全体が参照により本明細書に組み入れられる、Krauze et al., J. Neurosurg., 103:923-929, 2005を参照されたい。両方ともそれらの全体が参照により本明細書に組み入れられる、米国特許出願公開第2007/0088295 A1号および第2006/0135945 A1号も参照されたい。本方法は、標的組織に少なくとも極めて近接してカニューラの先端を配置する工程を伴う。カニューラが配置された後、それはカニューラ先端を通して成長因子を標的組織に送達するポンプに接続される。カニューラ先端からの圧力勾配は、注入の間維持される。
【０１２２】
標的集団「〜に近接して」とは、標的集団の有効距離の範囲内にあることを意味する。特に、標的組織に対するカニューラの位置付けに関して、近接性は、注入物が標的組織に到達すると考えられるような距離を指す。薬学的組成物を送達する極めて好ましい手段はCEDであるので、本明細書における大抵の場合での近接性は、薬学的組成物のCEDによって到達する標的組織からの距離の範囲内であることを指す。
【０１２３】
好ましい態様において、工程設計無逆流カニューラは、容器から成長因子を引き出すポンプと連結され、制御された速度で成長因子を標的組織までカテーテルを通して流すのに十分な圧力を生成する。頭蓋内圧力が脳組織を損傷しないような好適なレベルで維持されるように、任意の好適な流速を用いることができる。1つより多くのカニューラを用いることができる。
【０１２４】
成長因子の標的組織への浸透は、何時間にもわたる陽圧注入によって大きく促進される。浸透は、低分子量ヘパリンなどの促進薬剤の使用によってさらに強化される。さらに、追跡薬剤、好ましくはMRI磁石の包含は、注入物による組織浸透のリアルタイムモニタリングを提供し、かつ送達の休止を知らせる。
【０１２５】
この様式で、成長因子の任意の好適な量を投与することができる。好適な量とは、治療的に有効であり、したがって過剰な望ましくない副作用を引き起こすことなく、標的組織中の成長因子応答性ニューロンを誘発することができる量である。典型的には、成長因子の量は、約1μgから約1000μg、より好ましくは約1μgから約500μg、より好ましくは約1μgから約250μg、より好ましくは約1μgから約100μgであると考えられる。とりわけ好ましい態様において、成長因子の量は約10μgから約100μgである。好ましい態様において、CEDは約0.5μL/分から約10μL/分の注入速度を含む。
【０１２６】
好ましい態様において、CEDは、約0.5μL/分を超える、より好ましくは約0.7μL/分を超える、より好ましくは約1μL/分を超える、より好ましくは約1.2μL/分を超える、より好ましくは約1.5μL/分を超える、より好ましくは約1.7μL/分を超える、より好ましくは約2μL/分を超える、より好ましくは約2.2μL/分を超える、より好ましくは約2.5μL/分を超える、より好ましくは約2.7μL/分を超える、より好ましくは約3μL/分を超える注入速度だけでなく、好ましくは約25μL/分未満、より好ましくは約20μL/分未満、より好ましくは約15μL/分未満、より好ましくは約12μL/分未満、より好ましくは約10μL/分未満の注入速度も含む。
【０１２７】
好ましい態様において、CEDは、送達の間の、「ステッピング」と称される、流速の漸増的増加を含む。 好ましくは、ステッピングは約0.5μL/分から約10μL/分の注入速度を含む。
【０１２８】
好ましい態様において、ステッピングは、約0.5μL/分を超える、より好ましくは約0.7μL/分を超える、より好ましくは約1μL/分を超える、より好ましくは約1.2μL/分を超える、より好ましくは約1.5μL/分を超える、より好ましくは約1.7μL/分を超える、より好ましくは約2μL/分を超える、より好ましくは約2.2μL/分を超える、より好ましくは約2.5μL/分を超える、より好ましくは約2.7μL/分を超える、より好ましくは約3μL/分を超える注入速度だけでなく、好ましくは約25μL/分未満、より好ましくは約20μL/分未満、より好ましくは約15μL/分未満、より好ましくは約12μL/分未満、より好ましくは約10μL/分未満の注入速度も含む。
【０１２９】
CEDの方法に関するさらなる教示のために、例えば、その各々がその全体として参照により本明細書に組み入れられる、Saito et al., Exp. Neurol., 196:3891-389, 2005; Krauze et al., Exp. Neurol., 196:104-111, 2005; Krauze et al., Brain Res. Brain Res. Protocol., 16:20-26, 2005;米国特許出願公開第2006/0073101号;米国特許第5,720,720号を参照されたい。
【０１３０】
処置に関する本方法は好ましくは、CNS障害の存在または危険性についての1つまたは複数の手術前診断決定を伴う。本明細書で用いる場合の「CNS障害」は、1つまたは複数のニューロン集団の死および／または機能不全を特徴とする哺乳動物CNSの障害を指す。CNS障害には、神経変性疾患、例えば、アルツハイマー病などの慢性障害だけでなく、脳卒中などの急性障害も含まれる。様々なCNS障害と関連する多くのバイオマーカーが公知である。例えば、その全体が参照により本明細書に組み入れられる、Henley et al., Curr. Opin. Neurol., 18:698-705, 2005を参照されたい。なされる診断決定には好ましくは、神経イメージングが含まれる。例えば、その全体が参照により本明細書に組み入れられる、Mathis et al., Arch. Neurol., 62: 196-200, 2005を参照されたい。好ましい態様において、診断決定は遺伝子検査を伴う。
【０１３１】
本方法はまた、好ましくは、標的化されるニューロン集団の場所を、定位固定的に規定するための手術前イメージングを伴う。
【０１３２】
極めて好ましい態様において、本方法は、カニューラの配置をモニタリングするために、投与の間のイメージングをさらに含む。ある態様において、本方法は、ニューロナビゲーションシステムの使用を含み、例えば、その全体が参照により本明細書に組み入れられる、米国特許出願公開第2002/0095081号を参照されたい。好ましい態様において、本方法は、注入物分布をモニタリングするための神経イメージングをさらに含む。
【０１３３】
ある局面において、本発明は、CNS障害の処置のための方法を提供する。
【０１３４】
好ましい態様において、本発明は、アルツハイマー病の処置のための方法を提供する。本方法は、NGF、またはその活性断片もしくは変異体を、局部的に、および好ましくは間欠的に、前脳基底部のコリン作動性ニューロンに投与する工程を含む。
【０１３５】
好ましい態様において、本発明は、アルツハイマー病の処置のための方法を提供する。本方法は、GDNF、またはその活性断片もしくは変異体を、局部的に、および好ましくは間欠的に、前脳基底部のコリン作動性ニューロンに投与する工程を含む。
【０１３６】
好ましい態様において、本発明は、パーキンソン病の処置のための方法を提供する。本方法は、GDNF、またはその活性断片もしくは変異体を、局部的に、および好ましくは間欠的に、線条体および／または中脳に投与する工程を含む。
【０１３７】
好ましい態様において、本発明は、パーキンソン病の処置のための方法を提供する。本方法は、VIP、またはその活性断片もしくは変異体を、局部的に、および好ましくは間欠的に、線条体および／または中脳に投与する工程を含む。
【０１３８】
好ましい態様において、本発明は、パーキンソン病の処置のための方法を提供する。本方法は、PTN、またはその活性断片もしくは変異体を、局部的に、および好ましくは間欠的に、線条体および／または中脳に投与する工程を含む。
【０１３９】
好ましい態様において、本発明は、脳卒中の処置のための方法を提供する。本方法は、BMP、またはその活性断片もしくは変異体を、局部的に、および好ましくは間欠的に、脳卒中によって影響されるCNS座に投与する工程を含む。
【０１４０】
表1は、種々の標的ニューロン集団において所望の効果を生成するために本発明で用いることができる成長因子のリストを提供する。この説明は例示的であり、限定的であることは意図されない。
【０１４１】
より一般的に、表2は、列挙された特定の種類のニューロンにおける生存、神経突起伸張、および表現型維持などの、有益な効果を生成することが通常できる成長因子のリストを提供する。この説明は例示的であり、限定的であることは意図されない。 
【０１４２】
送達される成長因子の用量は、特定の成長因子、標的組織密度、標的組織容量、および組織クリアランス速度によって決定される。典型的には、成長因子の量は、約1μgから約1000μg、より好ましくは約1μgから約500μg、より好ましくは約1μgから約250μg、より好ましくは約1μgから約100μgであると考えられる。とりわけ好ましい態様において、成長因子の量は約10μgから約100μgである。好ましい態様において、約7日〜約45日、より好ましくは約14日〜約45日、より好ましくは約17日〜約35日、より好ましくは約20日〜約35日の中断の後に、必要ならば、害になる蓄積をもたらすことなく、組織における成長因子の治療的有効量を維持するように再度設計された用量で、送達が繰り返される。
【０１４３】
好ましい態様において、成長因子の投与は、2回またはそれより多くのそのような中断を含む。
【０１４４】
好ましい態様において、3回またはそれより多くの送達工程を含む投与レジメンにおいて、後期に生じる中断の継続期間は、早期に生じる中断の継続期間よりも長い。
【０１４５】
好ましい態様において、2回またはそれより多くの送達工程を含む間欠的な投与レジメンにおいて、早期の送達で与えられる成長因子の用量は、後期の送達で与えられる成長因子の用量よりも多い。
【０１４６】
成長因子を、有効量の第二の治療薬剤と共に投与することがさらに企図される。例えば、アルツハイマー病の処置において、そのような第二の治療薬剤として、コリン作動性アゴニスト、特にCNSに特異的でかつ末梢筋肉には特異的でないコリン作動性アゴニスト、塩酸タクリンなどのコリンエステラーゼ阻害剤、NGF、BDNF、NT-3、NT-4/5などのニューロトロフィン、塩基性線維芽細胞成長因子（bFGF）、毛様体神経栄養因子（CNTF）、老人性アミロイド斑形成の阻害剤、PHF形成の阻害剤、および内在性神経栄養因子合成または産生の誘導剤：が含まれてもよい。
【０１４７】
本発明による成長因子タンパク質産物を、当業者に公知の任意の手段によって単離または作製してもよい。
【０１４８】
天然に存在する成長因子タンパク質産物を、哺乳動物ニューロン細胞調製物から、または成長因子を分泌もしくは発現する哺乳動物細胞株から単離または作製してもよい。例えば、その全体が参照により本明細書に組み入れられる、PCT国際公開公報第WO93/06116号は、B49神経膠芽腫細胞の無血清成長馴化培地からのGDNFの単離を記載している。GDNFタンパク質産物はまた、当業者に公知の任意の手段によって化学的に合成してもよい。それらがより高い純度でタンパク質の比較的多い量を達成することができるので、GDNFタンパク質産物は好ましくは組み換え技術によって産生される。組み換えGDNFタンパク質産物形態には、グリコシル化されたおよびグリコシル化されていない形態のタンパク質、ならびに細菌、哺乳動物、または昆虫細胞系で発現されたタンパク質が含まれる。
【０１４９】
一般に、組み換え技術は、成長因子をコードしている遺伝子を単離する工程、好適なベクターおよび細胞種類に遺伝子をクローニングする工程、必要ならば所望の変異体をコードするように遺伝子を修飾する工程、ならびに成長因子タンパク質産物を産生するために遺伝子を発現させる工程を伴う。あるいは、所望の成長因子タンパク質産物をコードするヌクレオチド配列を、化学的に合成してもよい。成長因子タンパク質産物は、遺伝子暗号の縮重またはアレル変異に起因して、コドン使用法が相違するヌクレオチド配列を用いて発現され得ることが企図される。
【０１５０】
本明細書における幾つかの態様において、成長因子は、形質導入された細胞で発現し得るコードされた核酸の形態で投与される。ある態様において、高分子量神経治療薬が患者に投与され、神経治療薬は成長因子をコードする核酸を含み、核酸は患者の形質導入されたCNSで発現し、かつコードされた成長因子が産生される。したがって、成長因子はインサイチューで産生される。本発明の成長因子タンパク質をコードする核酸は、当技術分野において周知である。
【０１５１】
好ましい態様において、成長因子をコードする核酸はインサイチューで調節可能である。ある態様において、調節可能プロモーターの制御下の成長因子をコードする核酸を含むベクターを含む薬学的組成物が投与される。成長因子をコードする核酸の調節可能な発現が成長因子の間欠的な送達を提供することが、正しく理解されると考えられる。
【０１５２】
治療的注入用組成物は、単一投与でCEDによって送達されるべき容量の薬学的組成物である。注入物の容量は、標的組織およびその容量によって概ね決定されると考えられる。典型的な容量は、約10μlから約10 ccであると考えられるが、より多いおよびより少ない容量が用いられてもよい。
【０１５３】
「標的組織」という用語は、関心対象のニューロン集団を含むCNSにおける物理的な（通常解剖学的な）標的を指す。
【０１５４】
追跡薬剤は、好ましくは磁気共鳴イメージング（MRI）またはX線コンピューター断層撮影によって検出可能である。追跡薬剤の分布は、成長因子または高分子量神経治療薬の分布の間接的測定としてモニタリングされ、使用される。成長因子が標的組織に到達しかつその中で有効濃度を達成していることを確認するため、および非標的組織への注入物の望まれない送達を検出するために、このモニタリングを行う。
【０１５５】
好ましい態様において、追跡薬剤は成長因子から離れている。追跡薬剤は、成長因子の分布と相関する様式で分布し、したがって成長因子分布の間接的指標である。
【０１５６】
好ましい態様において、追跡薬剤および成長因子は各々担体組成物の形態にあり、それによって極めてよく似た分布特徴がそれらに付与される。
【０１５７】
極めて好ましい態様において、追跡薬剤および成長因子は、リポソーム組成物の形態にある。リポソームに基づく追跡薬剤は、リポソームに基づく高分子量神経治療薬の分布のまさに極めて正確な間接的指標である。
【０１５８】
「モニタリング」という行為は、経時的に追跡薬剤の連続画像を得る工程を指す。追跡薬剤の分布をモニタリングすることによって、組織内の高分子量神経治療薬の分布の場所および容量を、注入過程の間の任意の時点で決定してもよい。連続画像は、イメージング器械が画像を得ることができる最大限の速度までの任意の速度で得られてもよい。例えば、連続画像を、数ミリ秒から時間の範囲に及ぶ間隔で得てもよいが、より典型的には1、2、5、10、15、20、または30分の間隔など分間隔で得てもよい。連続画像間の間隔は、注入の間、様々に異なってもよい。場合によっては、カニューラに沿ったバックフローを検出するために、または注入物が所望の標的組織に侵入していることを確認するために、注入過程の初めに短い間隔で（例えば、5、10、または15秒毎に）画像を得ることが望ましい可能性がある。ひとたび適切な部位への送達を確認すれば、画像間の間隔を延ばしてもよく、および画像を用いて注入の進行を追ってもよい。
【０１５９】
ある局面において、本発明は、CEDによって、追跡薬剤を含む本発明の薬学的組成物を送達する工程、それがCNSの中を通って移動する時に追跡薬剤の分布をモニタリングする工程、および高分子量神経治療薬がCNS内に所定の容量で分布した時に、薬学的組成物の送達を休止する工程を含む、処置方法を提供する。固形組織の中を通る追跡薬剤の移動を、磁気共鳴イメージング（MRI）またはX線コンピューター断層撮影（CT）などのイメージング技術によってモニタリングしてもよい。追跡薬剤は、治療薬剤と実質的に同様であるCNS組織中での移動性を有し、追跡薬剤が所望の領域に到達するかもしくは所望の分布の容量を達成することが観察された時に、または標的組織の境界に到達する、もしくはほぼ到達する、もしくは標的組織の境界を超えていることが観察された時に、送達を休止する。
【０１６０】
所定の容量が脳の特定の領域に対応してもよい。分布の所定の容量は、注入を追うためにモニタリングされている追跡薬剤について観察される分布の容量と「実質的に同様」である。「実質的に同様」とは、20％未満の容量の差を指す。より好ましくは、容量の差は、15％未満、より好ましくは10％未満、より好ましくは5％未満である。追跡薬剤の分布をモニタリングすることによって、所定の分布の容量に到達した時に、注入を休止してもよい。
【０１６１】
例えば、当技術分野において標準的であるイメージングソフトウェア、例えば、iFLOW（商標）を用いることによって、分布の容量を決定してもよい。例えば、その全体が参照により本明細書に組み入れられる、Krautze et al., Brain Res. Protocols, 16:20-26, 2005;およびSaito et al., Exp. Neurol., 196:3891-389, 2005も参照されたい。
【０１６２】
成長因子変異体
本明細書で用いる場合の「成長因子変異体」という用語には、天然に存在する成長因子のアミノ酸配列内の残基からアミノ酸が欠失している（「欠失変異体」）、天然に存在する成長因子のアミノ酸配列内の残基にアミノ酸が挿入されている（「付加変異体」）、天然に存在する成長因子のアミノ酸配列内の残基をアミノ酸が置換している（「置換変異体」）ポリペプチドが含まれる。そのような変異体は、ポリペプチドをコードするDNAの中に適当なヌクレオチド変化を導入することによって、または所望のポリペプチドのインビトロ化学合成によって、調製される。最終的な分子に生物学的活性があるならば、欠失、挿入、および置換の多くの組み合わせが可能であることが、当業者によって正しく理解されると考えられる。
【０１６３】
本明細書で用いる場合の「生物学的活性がある」という用語は、変異体の断片が、それが基づく成長因子と、同様の特性を示すが、同じ特性の必ずしも全てを示すわけではなく、かつ必ずしも同じ程度に示すわけではないことを意味する。
【０１６４】
1つまたは複数の選択されたアミノ酸残基の置換、挿入、または欠失のための突然変異生成技術は当業者に周知である（例えば、その開示がその全体として参照により本明細書に組み入れられる、米国特許第4,518,584号）。変異体の構築において、突然変異部位の場所および突然変異の性質という2つの主要な変数がある。成長因子変異体を設計する際、突然変異部位および突然変異の性質の選択は、修飾されるべき成長因子特徴によると考えられる。突然変異のための部位を、例えば、（1）まず保存的アミノ酸選別物と置換し、次いで達成された結果次第でより極端な選択物と置換する、（2）標的アミノ酸残基を欠失させる、または（3）位置を定められた部位の近くにアミノ酸残基を挿入するによって、個々にまたは順々に修飾することができる。1〜20のアミノ酸の保存的変化が好ましい。ひとたび所望の成長因子タンパク質産物のアミノ酸配列が決定されれば、タンパク質の発現で使用するべき核酸配列は容易に決定される。また、N末端およびC末端欠失変異体を、タンパク質分解酵素によって作製してもよい。
【０１６５】
成長因子欠失変異体のために、欠失は通常、約1〜30残基、より通例として約1〜10残基、および典型的には約1〜5の連続する残基に及ぶ。N末端、C末端、および内部の配列内欠失が企図される。その他のファミリーメンバーと低い相同性のある領域に欠失を導入し、特定の成長因子の活性を修飾してもよい。その他のファミリー配列と実質的に相同性のある区域の欠失は、特定の成長因子の生物学的活性を、より顕著に改変する可能性がより高いと考えられる。連続する欠失の数は、影響を受けるドメインにおける成長因子タンパク質産物の三次構造を保存するように選択されると考えられる。
【０１６６】
変異体の例として、各々その全体が参照により本明細書に組み入れられる、米国特許第6,723,701号;第6,468,970号;第6,440,702号;第5,741,778号;第5,731,284号;第5,830,857号;第5,733,875号に開示された変異体が含まれる。
【０１６７】
成長因子付加変異体のために、アミノ酸配列付加には典型的に、長さが1残基から、100またはそれより多くの残基を含むポリペプチドまでの範囲に及ぶNおよび／またはC末端融合だけでなく、単一または多数のアミノ酸残基の内部の配列内付加も含まれる。内部の付加は通常、約1〜10残基、より典型的には約1〜5残基、および通常約1〜3アミノ酸残基の範囲に及んでもよい。N末端付加変異体の例として、N末端メチオニル残基（細菌の組み換え細胞培養におけるGDNFの直接的発現のアーティファクト）、および組み換え宿主細胞からの成熟成長因子の分泌を促進するための成長因子のN末端への異種N末端シグナル配列の融合を持つ成長因子が含まれる。そのようなシグナル配列は通常、意図された宿主細胞種から得られ、したがって意図された宿主細胞種に相同であると考えられる。付加にはまた、その他の成長因子の配列に由来するアミノ酸配列が含まれてもよい。
【０１６８】
成長因子置換変異体は、除去された成長因子アミノ酸配列の少なくとも1つのアミノ酸残基およびその箇所に挿入された異なる残基を有する。そのような置換変異体には、アミノ酸変化を結果的にもたらしてもよくまたはもたらさなくてもよい種集団内で、天然に存在するヌクレオチド配列変化を特徴とするアレル変異体が含まれる。
【０１６９】
成長因子アミノ酸配列の特異的な突然変異は、グリコシル化部位（例えば、セリン、スレオニン、またはアスパラギン）に対する修飾を伴ってもよい。グリコシル化の不在またはほんの一部のグリコシル化は、任意のアスパラギン結合型グリコシル化認識部位での、またはO-結合型炭水化物の付加によって修飾される分子の任意の部位での、アミノ酸置換または欠失から生じる。アスパラギン結合型グリコシル化認識部位は、適当な細胞性グリコシル化酵素によって特異的に認識される3ペプチド配列を含む。これらの3ペプチド配列は、Asn-Xaa-ThrかまたはAsn-Xaa-Serのいずれかであり、その場合XaaはPro以外の任意のアミノ酸であってよい。グリコシル化認識部位の一番目および三番目のアミノ酸位置の1つもしくは両方での種々のアミノ酸置換もしくは欠失（ならびに／または二番目の位置でのアミノ酸欠失）は、修飾された3ペプチド配列での非グリコシル化を結果的にもたらす。したがって、適当な変更されたヌクレオチド配列の発現は、その部位でグリコシル化されていない変異体を産生する。あるいは、成長因子アミノ酸配列を修飾してグリコシル化部位を付加してもよい。
【０１７０】
突然変異生成のために成長因子アミノ酸残基または領域を同定するための1つの方法は、その全体が参照により本明細書に組み入れられる、Cunningham and Wells（Science, 244:1081-1085, 1989）によって記載されたような「アラニンスキャニング突然変異生成」と呼ばれる。この方法では、アミノ酸残基または標的残基の群を同定し（例えば、Arg、Asp、His、Lys、およびGluなどの荷電残基）、かつ細胞の中または外側でアミノ酸と周囲の水性環境との相互作用に影響を及ぼすように中性のまたは負に荷電したアミノ酸（最も好ましくはアラニンまたはポリアラニン）で置換する。その後、置換に対して機能的感受性を示すそれらのドメインを、置換の部位に追加のまたは代替の残基を導入することによって精錬する。このように、アミノ酸配列変異体を導入するための標的部位を決定し、アラニンスキャニングまたはランダム突然変異生成を、DNA配列の対応する標的コドンまたは領域に対して実行し、かつ発現された成長因子変異体を、所望の活性および活性の程度の最適な組み合わせについてスクリーニングする。
【０１７１】
置換突然変異生成のための最大の関心対象の部位として、様々な種由来の特定の成長因子で見出されるアミノ酸が、側鎖のかさ、電荷、および／または疎水性の点で実質的に異なっている部位が含まれる。その他の関心対象の部位は、様々な種から得られる、成長因子関連タンパク質の特定の残基が同一である部位である。そのような位置は通常タンパク質の生物学的活性のために重要である。初めに、これらの部位を比較的保存された様式で置換する。そのような保存的置換を表3で例示的な置換という見出しの下に示す。そのような置換が生物学的活性の変化を結果的にもたらす場合、より実質的な変化（例示的な置換）を導入しかつ／またはその他の付加もしくは欠失を作製して、結果として得られる産物を活性についてスクリーニングしてもよい。
【０１７２】
アミノ酸配列に対する保存的修飾（およびコードする核酸配列に対する対応する保存的修飾）は、天然の成長因子関連物の機能的および化学的特徴と同様の機能的および化学的特徴を有する成長因子タンパク質産物を生成することが期待される。対照的に、成長因子タンパク質産物の機能的および／または化学的特徴における実質的修飾を、以下を維持することに対するそれらの効果の点で顕著に相違する置換を選択することによって、遂行してもよい：（a）例えば、シートもしくはらせん立体構造のような、置換の領域中のポリペプチド骨格の構造、（b）標的部位での分子の電荷もしくは疎水性、または（c）側鎖のかさ。天然に存在する残基は共通の側鎖特性に基づく群に分けられる： 
（1）疎水性：ノルロイシン、Met、Ala、Val、Leu、Ile；
（2）中性親水性：Cys、Ser、Thr；
（3）酸性：Asp、Glu；
（4）塩基性：Asn、Gln、His、Lys、Arg；
（5）鎖配向に影響する残基：Gly、Pro；および
（6）芳香性：Trp、Tyr、Phe。
【０１７３】
非保存的置換は、これらの部類のうちの1つのメンバーの別のものへの交換を伴ってもよい。そのような置換された残基を、その他の成長因子タンパク質と相同である成長因子タンパク質の領域に、または分子の非相同な領域に導入してもよい。
【０１７４】
成長因子誘導体
成長因子または成長因子変異体の化学的に修飾された誘導体は、本明細書における開示を所与として当業者によって調製され得る。誘導体化に最も好適な化学的部分には、水溶性ポリマーが含まれる。それが付着するタンパク質は、生理的環境などの水性環境では沈殿しないので、水溶性ポリマーが望ましい。好ましくは、ポリマーは治療的産物または組成物の調製に対して薬学的に許容されると考えられる。当業者は、ポリマー／タンパク質コンジュゲートが治療的に用いられるかどうかという考慮、ならびに用いられる場合、所望の投薬量、循環時間、タンパク質分解に対する抵抗性、およびその他の考慮に基づいて、所望のポリマーを選択することができると考えられる。所望の形態で（すなわち、浸透圧ポンプによって、または、より好ましくは注射もしくは注入によって、または、経口、経肺、もしくはその他の送達経路用にさらに製剤化して）誘導体を投与し、その有効性を明らかにすることによって、誘導体化の有効性を確かめてもよい。
【０１７５】
好適な水溶性ポリマーには、ポリエチレングリコール、エチレングリコール／プロピレングリコールのコポリマー、カルボキシメチルセルロース、デキストラン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ-1,3-ジオキソラン、ポリ-1,3,6-トリオキサン、エチレン／無水マレイン酸コポリマー、ポリアミノ酸（ホモポリマーかまたはランダムコポリマーのいずれか）、およびデキストランまたはポリ(n-ビニルピロリドン)ポリエチレングリコール、プロプロピレングリコールホモポリマー、酸化ポリプロピレン／酸化エチレンコポリマー、ポリオキシエチル化ポリオール（例えば、グリセロール）、ポリビニルアルコール、ならびにその混合物が含まれるが、これらに限定されない。ポリエチレングリコールプロピオンアルデヒドは、水中でのその安定性のために、製造の際の利点を有し得る。
【０１７６】
ポリマーは任意の分子量であってもよく、および分岐していてもよくまたは分岐していなくてもよい。ポリエチレングリコールについて、取り扱いおよび製造における容易さのために、好ましい分子量は約2 kDaから約100 kDaである（「約」という用語は、ポリエチレングリコールの調製において、ある分子は述べられた分子量よりも大きい重さがあり、ある分子は述べられた分子量よりも小さい重さがあると考えられることを示している）。所望の治療プロファイル（例えば、所望される持続放出の継続期間、もしあれば生物学的活性に対する効果、取り扱いの容易さ、抗原性の程度または欠如、および治療的タンパク質または変異体に対するポリエチレングリコールのその他の公知の効果）に応じて、その他のサイズを用いてもよい。
【０１７７】
そのように付着しているポリマー分子の数は様々に異なってもよく、当業者は機能に対する効果を確かめることができると考えられる。モノ誘導体化してもよく、または同じもしくは異なる化学的部分（例えば、異なる重量のポリエチレングリコールなどのポリマー）を用いて、ジ誘導体化、トリ誘導体化、テトラ誘導体化、もしくは誘導体化の幾つかの組み合わせを提供してもよい。反応混合物中のそれらの濃度と同様に、タンパク質（またはペプチド）分子に対するポリマー分子の割合は、様々に異なると考えられる。一般に、（過剰な未反応タンパク質またはポリマーがないという点で反応の効率の観点から）最適な比率は、所望の誘導体化の程度（例えば、モノ、ジ、トリなど）、選択されたポリマーの分子量、ポリマーが分岐しているかまたは分岐していないかということ、および反応条件などの要因によって決定されると考えられる。
【０１７８】
ポリエチレングリコール分子（またはその他の化学的部分）は、タンパク質の機能性または抗原性ドメインに対する効果を考慮して、タンパク質に付着させるべきである。当業者に利用可能な多数の付着方法がある。例えば、その開示がその全体として参照により本明細書に組み入れられる、欧州特許第0 401 384号（PEGをG-CSFに共役させている）を参照されたく、Malik et al., Exp. Hematol. 20:1028-1035 (1992)（塩化トレシルを用いたGM-CSFのペグ化を報告している）も参照されたい。例えば、遊離アミノ基またはカルボキシル基などの反応基を介して、アミノ酸残基の至る所にポリエチレングリコールを共有結合させてもよい。反応基は活性化されたポリエチレングリコール分子が結合し得る反応基である。遊離アミノ基を有するアミノ酸残基には、リジン残基およびN末端アミノ酸残基が含まれてもよい。遊離カルボキシル基を有するアミノ酸残基には、アスパラギン酸残基、グルタミン酸残基、およびC末端アミノ酸残基が含まれてもよい。スルフヒドリル基も、ポリエチレングリコール分子を付着させるための反応基として用いてもよい。治療目的のために、N末端またはリジン基での付着などの、アミノ基での付着が好ましい。受容体結合が望ましい場合、受容体結合に重要な残基での付着は避けるべきである。
【０１７９】
N末端が化学的に修飾されたタンパク質が特にに望ましい場合もある。ポリエチレングリコールを本組成物の例証として用いて、反応混合液中のタンパク質（またはペプチド）分子に対するポリエチレングリコール分子の割合、行われるべきペグ化反応の種類、および選択されたN末端がペグ化されたタンパク質を得る方法を（分子量、分岐などによって）種々のポリエチレングリコール分子から選択してもよい。N末端がペグ化された調製物を得る（すなわち、必要ならばこの部分をその他のモノペグ化部分から分離する）方法は、ペグ化されたタンパク質分子の集団から、N末端がペグ化された材料を精製することによってもよい。特定のタンパク質における誘導体化に利用可能な異なる種類の一級アミノ基（リジン 対 N末端）の異なる反応性を活用する還元的アルキル化によって、選択的なN末端の化学的修飾を達成してもよい。適当な反応条件下で、カルボニル基含有ポリマーによるN末端での、実質的に選択的なタンパク質の誘導体化が達成される。例えば、リジン残基のe-アミノ基とタンパク質のN末端残基のa-アミノ基の間のpKaの差を利用することを可能にするpHで反応を行なうことによって、タンパク質を選択的にN末端でペグ化してもよい。そのような選択的誘導体化によって、水溶性ポリマーのタンパク質への付着は制御され：ポリマーとのコンジュゲーションは主にタンパク質のN末端で生じ、かつリジン側鎖アミノ基などその他の反応基の顕著な修飾は生じない。還元的アルキル化を用いると、水溶性ポリマーは上で記載した種類であってもよく、タンパク質への共役のための単一の反応性アルデヒド基を有するべきである。単一の反応性アルデヒドを含むポリエチレングリコール分子プロピオンアルデヒドを用いてもよい。
【０１８０】
本発明は、少なくとも1つのポリエチレングリコール分子に連結した、原核生物によって発現された成長因子、またはその変異体である誘導体の使用だけでなく、アシルまたはアルキル連結を介して1つまたは複数のポリエチレングリコール分子に付着した、成長因子、またはその変異体の使用も企図する。
【０１８１】
当技術分野において公知のペグ化反応のいずれかによって、ペグ化を実行してもよい。例えば、Focus on Growth Factors, 3 (2):4-10 (1992)；その開示全体が参照により本明細書に組み入れられる、欧州特許第0 154 316号；その開示全体が参照により本明細書に組み入れられる、欧州特許第0 401 384号；およびその開示全体が参照により本明細書に組み入れられる、本明細書に引用したペグ化に関連するその他の刊行物を参照されたい。反応性ポリエチレングリコール分子（もしくは類似の反応性水溶性ポリマー）を用いたアシル化反応またはアルキル化反応を介して、ペグ化を実行してもよい。
【０１８２】
アシル化によるペグ化は通常、ポリエチレングリコール（PEG）の活性エステル誘導体を成長因子または変異体と反応させる工程を伴う。任意の公知のまたは後に見出された反応性PEG分子を用いて、成長因子タンパク質または変異体のペグ化を実行してもよい。好ましい活性化PEGエステルは、N-ヒドロキシスクシンイミドとエステル化したPEG（「NITS」）である。本明細書で用いる場合、「アシル化」は、治療的タンパク質とPEGなどの水溶性ポリマーとの間の以下の種類の連結を含むことが企図されるが、これらに限定されない：アミド、カルバメート、ウレタンなど。その全体が参照により本明細書に組み入れられる、Bioconjugate Chem., 5:133-140 (1994)を参照されたい。反応条件を、ペグ化の技術分野において公知のまたは後に開発される条件のいずれかから選択してもよいが、修飾されるべき成長因子または変異体を不活化すると考えられる温度、溶媒、およびpHなどの条件は避けるべきである。
【０１８３】
アシル化によるペグ化は通常、ポリペグ化された成長因子タンパク質または変異体を結果的にもたらすと考えられる。好ましくは、接続する連結はアミドであると考えられる。また好ましくは、結果として得られる産物は、実質的に（例えば、＞95％）モノ、ジ、またはトリペグ化されているのみと考えられる。しかしながら、より高い程度のペグ化を伴う幾つかの種を、使用する特異的な反応条件に応じた量で形成してもよい。望ましい場合、中でも、透析、脱塩、限外濾過、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、および電気泳動を含む、標準的な精製技術によって、混合物、特に未反応種から、より精製されたペグ化種を分離してもよい。
【０１８４】
アルキル化によるペグ化は通常、PEGの末端アルデヒド誘導体を還元薬剤の存在下で成長因子タンパク質または変異体と反応させる工程を伴う。アルキル化によるペグ化はまた、ポリペグ化された成長因子タンパク質または変異体を結果的にもたらすことができる。さらに、反応条件を操作して、実質的に成長因子タンパク質または変異体のN末端のa-アミノ基のみでのペグ化（すなわち、モノペグ化されたタンパク質）に有利に働かせることができる。モノペグ化またはポリペグ化のいずれかの場合において、PEG基は、好ましくは--CH2--NH--基を介してタンパク質に付着している。特に--CH2--基に関して、この種の連結を本明細書において「アルキル」連結と称する。
【０１８５】
モノペグ化された産物を生成するための還元的アルキル化を介する誘導体化は、誘導体化に利用可能な異なる種類の一級アミノ基（リジン 対 N末端）の異なる反応性を活用する。リジン残基のe-アミノ基とタンパク質のN末端残基のa-アミノ基の間のpKaの差を利用することを可能にするpHで、反応を行なう。そのような選択的誘導体化によって、アルデヒドなどの反応基を含む水溶性ポリマーの付着は制御され：ポリマーとのコンジュゲーションは主にタンパク質のN末端で生じ、リジン側鎖アミノ基などその他の反応基の顕著な修飾は生じない。ある重要な局面において、本発明は、モノポリマー／成長因子タンパク質（または変異体）コンジュゲート分子の実質的に均質な調製物（ポリマー分子が実質的に1つの場所のみ（例えば、＞95％）で付着している成長因子タンパク質または変異体を意味する）の使用を企図する。より具体的には、ポリエチレングリコールを用いる場合、本発明はまた、ことによると抗原性連結基を欠き、かつ成長因子タンパク質または変異体に直接共役したポリエチレングリコール分子を有するペグ化された成長因子タンパク質または変異体の使用を包含する。
【０１８６】
したがって、本発明による現在好ましい成長因子タンパク質産物は、PEG基がアシル基またはアルキル基を介して付着している、ペグ化された成長因子タンパク質または変異体である。上で考察したように、そのような産物は、モノペグ化されていてもよくまたはポリペグ化されて（例えば、2〜6のPEG基および好ましくは2〜5のPEG基を含んで）いてもよい。PEG基は通常、アミノ酸のa-またはe-アミノ基でタンパク質に付着しており、これは好適な反応条件下でPEG基に付着するようになるのに十分に反応性である、タンパク質に付着した任意のアミノ基にPEG基が付着し得ることも企図される。
【０１８７】
アシル化およびアルキル化アプローチの両方で用いられるポリマー分子を、上で記載したような水溶性ポリマーの中から選択してもよい。選択されるポリマーは、好ましくは、ポリマー化の程度が本方法で提供するように制御され得るように、アシル化のための活性エステルまたはアルキル化のためのアルデヒドなどの、単一の反応基を有するように修飾されるべきである。例示的な反応性PEGアルデヒドは、水安定性であるポリエチレングリコールプロピオンアルデヒド、またはそのモノC1〜C10アルコキシもしくはアリールオキシ誘導体である（その全体が参照により本明細書に組み入れられる、米国特許第5,252,714号を参照されたい）。ポリマーは分岐していてもよくまたは分岐していなくてもよい。アシル化反応のために、選択されるポリマーは、単一の反応性エステル基を有するべきである。本還元的アルキル化のために、選択されるポリマーは、単一の反応性アルデヒド基を有するべきである。これらは通常、哺乳動物組換え発現系でより好都合に作製されるので、水溶性ポリマーは、通常、天然に存在するグリコシル残基からは選択されないと考えられる。ポリマーは任意の分子量であってもよく、分岐していてもよくまたは分岐していなくてもよい。
【０１８８】
本明細書における使用のために特に好ましい水溶性ポリマーは、ポリエチレングリコールである。本明細書で用いる場合、ポリエチレングリコールは、モノ（C1〜C10）アルコキシ-またはアリールオキシ-ポリエチレングリコールなどその他のタンパク質を誘導体化するのに用いられるPEGの形態のいずれかを包含するよう意味される。
【０１８９】
一般に、化学的誘導体化を、活性化されたポリマー分子と生物学的活性物質を反応させるのに用いる任意の好適な条件下で行なってもよい。ペグ化された成長因子タンパク質または変異体を調製するための方法は通常、（a）タンパク質が1つまたは複数のPEG基に付着するようになる条件下で、成長因子タンパク質または変異体を（PEGの反応性エステルまたはアルデヒド誘導体などの）ポリエチレングリコールと反応させる工程、および（b）反応産物を得る工程を含むと考えられる。一般に、アシル化反応のための最適な反応条件は、公知のパラメーターおよび所望の結果に基づいてケースバイケースで決定されると考えられる。例えば、PEG：タンパク質の比が大きくなるほど、ポリペグ化された産物のパーセンテージも大きくなる。
【０１９０】
モノポリマー／成長因子タンパク質（または変異体）コンジュゲート分子の実質的に均質な集団を生成するための還元的アルキル化は通常、（a）成長因子タンパク質または変異体のアミノ末端におけるa-アミノ基の選択的な修飾を可能にするのに好適なpHにおいて、還元的アルキル化条件下で、成長因子タンパク質または変異体を反応性PEG分子と反応させる工程、および（b）反応産物を得る工程を含むと考えられる。
【０１９１】
モノポリマー／成長因子タンパク質（または変異体）コンジュゲート分子の実質的に均質な集団のために、還元的アルキル化反応条件は、成長因子タンパク質または変異体のアミノ末端への水溶性ポリマー部分の選択的な付着を可能にする反応条件である。そのような反応条件は通常、リジンアミノ基とN末端におけるa-アミノ基の間のpKaの差を提供する（pKaは、アミノ基の50％がプロトン化されておりかつ50％がプロトン化されていないpHである）。pHはまた、ポリマーと使用するべきタンパク質との比に影響を及ぼす。一般に、pHがより低い場合、タンパク質に対してより大過剰のポリマーが望ましいと考えられる（すなわち、N末端a-アミノ基の反応性が小さいほど、より多くのポリマーが最適条件を達成するのに必要とされる）。本発明の目的のために、pHは通常3〜9、好ましくは3〜6の範囲内に収まると考えられる。
【０１９２】
別の重要な考慮は、ポリマーの分子量である。一般に、ポリマーの分子量が高いほど、より少ないポリマー分子がタンパク質に付着し得る。同様に、これらのパラメーターを最適化する時、ポリマーの分岐を考慮に入れるべきである。通常、分子量が高いほど（または分岐が多いほど）、ポリマー：タンパク質比はより高くなる。一般に、本明細書において企図されるペグ化反応のために、好ましい平均分子量は約2 kDa〜約100 kDaである。好ましい平均分子量は、約5 kDa〜約50 kDa、特に好ましくは約12 kDa〜約25 kDaである。水溶性ポリマーとGDNFタンパク質または変異体との比は通常、1：1〜100：1、好ましくは（ポリペグ化のために）1：1〜20：1、および（モノペグ化のために）1：1〜5：1の範囲に及ぶと考えられる。
【０１９３】
上で示した条件を用いて、還元的アルキル化により、アミノ末端にa-アミノ基を有する任意の成長因子タンパク質または変異体へのポリマーの選択的な付着が提供され、かつモノポリマー／成長因子タンパク質（または変異体）コンジュゲートの実質的に均質な調製物が提供されると考えられる。「モノポリマー／成長因子タンパク質（または変異体）コンジュゲート」という用語は、ここでは、成長因子タンパク質または成長因子変異体タンパク質の分子に付着した単一のポリマー分子から構成される組成物を意味するために用いられる。モノポリマー／成長因子タンパク質（または変異体）コンジュゲートは好ましくは、N末端に位置するが、リジンアミノ側基上には位置しないポリマー分子を有すると考えられる。本調製物は好ましくは、90％を超えるモノポリマー／成長因子タンパク質（または変異体）コンジュゲート、およびより好ましくは95％を超えるモノポリマー／成長因子タンパク質（または変異体）コンジュゲートであり、観察可能な分子の残りは未反応（すなわち、ポリマー部分を欠くタンパク質）であると考えられる。
【０１９４】
本還元的アルキル化のために、還元薬剤は水性溶液中で安定であり、好ましくは還元的アルキル化の初期過程で形成されるシッフ塩基のみを還元することができるべきである。好ましい還元薬剤は、水素化ホウ素ナトリウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウム、ジメチルアミンボラン、トリメチルアミンボラン、およびピリジンボランから選択してもよい。特に好ましい還元薬剤は、シアノ水素化ホウ素ナトリウムである。溶媒、反応時間、温度などのその他の反応パラメーター、および産物の精製の手段を、水溶性ポリマーによるタンパク質の誘導体化に関する公開された情報に基づいてケースバイケースで決定することができる（本明細書において引用された刊行物参照）。
【０１９５】
成長因子薬学的組成物
成長因子薬学的組成物は典型的に、1つまたは複数の薬学的および生理学的に許容される製剤材料と混合した治療的有効量の成長因子タンパク質産物を含む。好適な製剤材料には、抗酸化剤、防腐剤、着色剤、希釈薬剤、乳化薬剤、懸濁薬剤、溶媒、フィルター、増量剤、緩衝剤、送達ビヒクル、希釈剤、および賦形剤が含まれるが、これらに限定されない。例えば、好適なビヒクルには、ことによるとその他の材料が補充された、水、生理食塩水、または人工的CSFが含まれてもよい。中性緩衝食塩水または血清アルブミンと混合した食塩水は、さらに例示的なビヒクルである。
【０１９６】
ひとたび治療的組成物を製剤すれば、それを滅菌バイアル中で、溶液、懸濁液、ゲル、エマルジョン、固形物、または脱水もしくは凍結乾燥した粉末として保管してもよい。そのような製剤をすぐに使用できる形態か、または例えば投与前に再構成を必要とする凍結乾燥された形態のいずれかで保管してもよい。
【０１９７】
最適な薬学的製剤は当業者によって決定されると考えられる。例えば、その開示が参照により本明細書に組み入れられる、Remington's Pharmaceutical Sciences, 第18版 (1990, Mack Publishing Co., Easton, Pa. 18042) 1435〜1712ページを参照されたい。上記の状態を処置するための方法に関与する最終的な投薬レジメンは、薬物の作用を修飾する様々な因子、例えば、患者の年齢、状態、体重、性別、および食事、任意の感染症の重症度、投与の時間、ならびにその他の臨床的因子を考慮して、主治医によって決定されると考えられる。研究が実施されるにつれて、様々な疾患および状態の処置のための適当な投薬レベルに関するさらなる情報が現れると考えられる。
【０１９８】
薬学的組成物は典型的には、薬学的に許容される担体と組み合わせた有効量のそれぞれの成長因子を含むことができおよびさらに、その他の医用薬剤、薬学的薬剤、担体、希釈剤などを含んでもよい。「薬学的に許容される」とは、生物学的にせよそうでないにせよ望ましくなくはない材料を意味し、すなわち、いかなる望ましくない生物学的効果も引き起こすことなく、または体に害のある様式でそれが含まれる薬学的組成物のその他の構成要素のいずれとも相互作用することなく、選択した薬剤と一緒に、本材料を個体に投与してもよい。
【０１９９】
好ましい態様において、成長因子は、NGF、BDNF、NT-3、NT-4/5、NT-6、GDNF、CNTF、LIF、IGF-1、b-FGF、ニュールツリン、パーセフィン、アルテミン、TGFa、TGFb、IGF-2、PDGF、EGF、カルジオトロピン、EGF、IGF、VEGF、ソニックヘッジホッグ（SHH）、BMP、FGF20、VIP、PDGF、プレイオトロフィン（PTN）、およびHGFからなる群より選択される。
【０２００】
好ましい態様において、本発明の薬学的組成物は、CEDによって哺乳動物CNSに局部的に送達可能である。
【０２０１】
好ましい態様において、本薬学的組成物は追跡薬剤を含む。
【０２０２】
追跡薬剤は好ましくは、MRIによる使用のための常磁性イオンを含む。好適な金属イオンは、22から29まで（22と29を含む）、42、44、および58から70まで（58と70を含む）の原子数を有する金属イオンを含み、かつ+2または+3の酸化状態を有する。そのような金属イオンの例は、クロム(III)、マンガン(II)、鉄(II)、鉄(III)、コバルト(II)、ニッケル(II)、銅(II)、プラセオジム(III)、ネオジム(III)、サマリウム(III)、ガドリニウム(III)、テルビウム(III)、ジスプロシウム(III)、ホルミウム(III)、エルビウム(III)、およびイッテルビウム(III)である。
【０２０３】
好ましい態様において、追跡薬剤は、注入した薬学的組成物の分布をモニタリングするために、MRIと併せて使用し得るMRI磁石を含む。
【０２０４】
好ましい態様において、MRI磁石はガドリニウムキレートである。
【０２０５】
好ましい態様において、追跡薬剤は、MRI磁石を含むリポソームを含む。好ましい態様において、MRI磁石はガドリニウムキレートである。
【０２０６】
CEDをモニタリングするために（CTなどの）X線イメージングを用いる態様では、トレーサーは、放射線不透過性材料を含んでもよい。好適な放射線不透過性材料は周知であり、ヨード化合物、バリウム化合物、ガリウム化合物、タリウム化合物などを含む。放射線不透過性材料の具体的な例として、バリウム、ジアトリゾエート、エチオダイズド油、クエン酸ガリウム、イオカルム酸、イオセタム酸、ヨーダミド、ヨージパミド、ヨードキサム酸、イオグラミド、イオヘキソール、イオパミドール、イオパノ酸、イオプロセム酸、イオセファム酸、イオセル酸、イオスラミドメグルミン、イオスメチン酸、イオタスル、イオテトル酸、イオタラム酸、イオトロクス酸、イオキサグル酸、イオキソトリロ酸、イポデート、メグルミン、メトリザミド、メトリゾエート、プロピリオドン、および塩化第一タリウムが含まれる。
【０２０７】
好ましい態様において、薬学的組成物は促進薬剤を含む。促進薬剤は、好ましくは促進薬剤および成長因子の両方がCEDによって送達される時に、成長因子の標的組織への送達を促進することができる。好ましい態様において、促進薬剤は、組織から効率的に除去される生体分子である。好ましい態様において、促進薬剤は、成長因子と比べて短い半減期を有する。好ましい態様において、促進薬剤は、脳実質における成長因子結合部位への結合を成長因子と競合することができ、結合部位はコグネートな成長因子受容体以外のものである。促進薬剤のさらなる説明のために、米国特許第2002/0114780号を参照されたい。
【０２０８】
本発明における使用のためにとりわけ好ましい促進薬剤は、低分子量ヘパリンである。低分子量ヘパリン（LMW Hep）は、注入したGDNFの分布の容量を効率的に増強させ、幅広い治療的ウィンドウを有し、かつ（同じ用量で出血を引き起こし得る）高分子量ヘパリンよりも安全である。LMW Hep（1マイクログラム／マイクロリットル）がGDNFと共に注入される時、GDNF分布の大きい改善が見られる（図1および2）。高分子量ヘパリンは、5,000〜35,000ダルトンの分子量範囲の非分画形態である。
【０２０９】
高分子量神経治療薬
ある態様において、成長因子は、高分子量神経治療薬として提供される。本発明の高分子量神経治療薬組成物は、成長因子および担体を含む。ある局面において、本発明は、高分子量神経治療薬を含む薬学的組成物を提供する。さらに高分子量神経治療薬に関して、その全体が参照により本明細書に組み入れられる、2006年4月26日に出願された、米国仮特許出願第60/795,371号、およびをその全体が参照により本明細書に組み入れられる、2007年2月9日に出願された、米国仮特許出願第60/900,492号参照されたい。
【０２１０】
本発明の高分子量神経治療薬組成物は、約200 kDaを超える、より好ましくは約500 kDaを超える、より好ましくは約1000 kDaを超える、より好ましくは約1500 kDaを超える、より好ましくは約2000 kDaを超える、より好ましくは約2500 kDaを超える、より好ましくは約3000 kDaを超える、より好ましくは約3500 kDaを超える、より好ましくは約4000 kDaを超える、より好ましくは約4500 kDaを超える、より好ましくは約5000 kDaを超える、より好ましくは約5500 kDaを超える、より好ましくは約6000 kDaを超える、より好ましくは約6500 kDaを超える、より好ましくは約7000 kDaを超える、より好ましくは約7500 kDaを超える、より好ましくは約8000 kDaを超える、より好ましくは約8500 kDaを超える、より好ましくは約9000 kDaを超える、より好ましくは約9500 kDaを超える、より好ましくは約10000 kDaを超える分子量を有する。
【０２１１】
ある態様において、本発明の高分子量神経治療薬組成物は、約10 nmを超える、より好ましくは約20 nmを超える、より好ましくは約30 nmを超える、より好ましくは約40 nmを超える、より好ましくは約50 nmを超える、より好ましくは約60 nmを超える、より好ましくは約70 nmを超える、より好ましくは約80 nmを超える、より好ましくは約90 nmを超える、より好ましくは約100 nmを超える、より好ましくは約110 nmを超える、より好ましくは約120 nmを超える直径または長さを有する。幾つかの態様において、本発明の高分子量神経治療薬組成物は、約130 nmを超える、または約140 nmを超える、または約150 nmを超える、または約160 nmを超える、または約170 nmを超える、または約180 nmを超える、または約190 nmを超える、または約200 nmを超える直径または長さを有する。
【０２１２】
ある態様において、担体は合成担体である。
【０２１３】
多種多様な合成担体が、本発明の高分子量神経治療薬における使用のために利用可能である。好ましい態様において、担体はリポソームである。別の好ましい態様において、担体は、金粒子などの金属粒子、またはポリマーである。担体に関して、例えば、各々その全体が参照により本明細書に組み入れられる、Feigner et al., Ann N Y Acad Sci. 1995 Nov 27;772:126-39；Ramsay et al., Curr Drug Deliv. 2005 Oct;2(4):341-51；Allen et al., Anticancer Agents Med Chem. 2006 Nov;6(6):513-23；Mitra et al., Curr Pharm Des. 2006;12(36):4729-49を参照されたい。
【０２１４】
ある態様において、担体は天然に存在する組成物またはその変異体である。そのような担体の例として、修飾されたウイルス粒子（例えば、修飾された表面タンパク質プロファイルを有するウイルス粒子）を含む、ウイルス粒子が含まれる。例えば、参照によりその全体が本明細書に明白に組み入れられる、de Jonge, et al., Gene Therapy (2006) 13, 400-411を参照されたい。
【０２１５】
ある態様において、高分子量神経治療薬はAAVウイルスよりも大きい。
【０２１６】
ある態様において、高分子量神経治療薬はAAVウイルスよりも高い分子量を有する。
【０２１７】
ある態様において、高分子量神経治療薬はAAV以外の担体を含む。
【０２１８】
キット
ある局面において、本発明は、1つまたは複数の本発明の薬学的組成物を含むキットを提供する。ある態様において、本発明のキットは、CEDに有用な送達装置、好ましくはカニューラ、およびより好ましくは工程設計無逆流カニューラをさらに含む。ある態様において、本発明のキットは、CEDに有用なポンプをさらに含む。キットは、接続パーツ、チューブ類、パッケージング材料、取扱説明パンフレット、およびCNS障害の処置を実施するのに有用なその他の材料をさらに含んでもよい。
【０２１９】
データ編集
ある局面において、本発明は、CNS障害を有する患者に送達する場合の注入物分布の画像に基づくモニタリングから得られたデータを編集する方法を提供する。データには、注入物の容量、分布の容量、神経解剖学的分布、標的集団の神経解剖学的場所、遺伝子データ、注入パラメーター、カニューラパラメーター、およびカニューラ配置データが含まれてもよいが、これらに限定されない。ある態様において、本発明は、そのようなデータを含むデータベースを提供する。ある態様において、データベースは、CNS障害を有する患者のCNSにおける注入物の分布を記載するアルゴリズムを導き出すのに有用であり、治療的送達をモデル化するために用いてもよい。
【０２２０】
送達装置
ある局面において、本発明は、好ましくはCEDによって、好ましくは間欠的なCEDによって、本発明の薬学的組成物を送達することができるポンプを含む送達装置を提供する。本装置は、CNSニューロン集団への局在化された送達を促進するカテーテルもしくはカニューラを含み、またはカテーテルもしくはカニューラと併せて用いられる。好ましくは、慢性または急性投与に適合するCED適合性の、無逆流工程設計カニューラが用いられる。好ましい態様において、本装置は本発明の薬学的組成物をさらに含む。
【０２２１】
任意の対流増加送達装置が使用に適当であり得る。好ましい態様において、本装置は浸透圧ポンプまたは注入ポンプである。浸透圧ポンプおよび注入ポンプは両方とも、種々の供給業者、例えば、Alzet Corporation, Hamilton Corporation, Alza, Inc., Palo Alto, Calif.から市販されている。
【０２２２】
カテーテルまたはカニューラは、選ばれた対象におけるCNS組織中に挿入される。当業者は、CNSのどの通常領域が適当な標的であるかを容易に決定し得る。例えば、パーキンソン病を処置する場合、線条体は、標的とするのに適した脳の領域である。定位固定地図および位置付け装置は、例えば、ASI Instruments, Warren, Mich.から入手可能である。また、対象の脳のCTおよび／またはMRIイメージングにより得られた解剖学的地図を用いることによって位置付けを実施し、注射装置を選択した標的に導くのを手助けしてもよい。
【０２２３】
極めて好ましい態様において、CEDの方法は、CED適合性の無逆流工程設計カニューラを用いてなされる。そのような極めて好ましいカニューラは、その全体が参照により本明細書に明白に組み入れられる、Krauze et al., J Neurosurg. 2005 Nov;103(5):923-9. Treatment of CNS Disordersに開示されている。
【０２２４】
処置は通常、結果的に対象におけるCNS障害の重症度または症状を低下させるかまたは防止し、すなわち、対象の状態の向上または「治療効果」をもたらす。それゆえ、処置は、CNS障害の重症度を低下させまたはCNS障害の1つもしくは複数の症状を防止し、CNS障害の進行または悪化を阻止し、場合によっては、CNS障害を回復させることができる。
【０２２５】
本明細書で用いる場合、「改善する」という用語は、対象の状態の向上、状態の重症度の低下、または状態の進行もしくは悪化の阻止を意味する。
【０２２６】
急性CNS障害の場合、処置によって、本障害の改善、本障害からの完全または部分的回復であり得る臨床的エンドポイントまで、対象の状態が向上すると考えられ、その時点で好ましくは成長因子の投与が中止される。
【０２２７】
急性CNS障害は、投与を中止してもよい臨床点まで対象の状態が向上するように、成長因子の投与によって有効に処置され得る障害である。急性CNS障害の例として、脳卒中およびCNS外傷が含まれてもよく、重症度によるが、脳卒中および外傷を、慢性的な処置（慢性的な成長因子投与）を必要とする慢性CNS障害とみなしてもよい。
【０２２８】
対象を処置するための本発明の方法は、CNS障害の危険性がある対象におけるCNS障害を防止するための、または早期段階のCNS障害と診断された対象における臨床的提示を防止するための予防に適用可能である。
【０２２９】
対象を処置するための本発明の方法には、その他の治療の形態を補足することもできる。補足的治療には、薬物処置、食事の変更などが含まれる。本発明の処置の方法の前に、本発明の処置の方法と同時に、または本発明の処置の方法の後に、補足的治療を投与することができる。当業者は、本発明の処置方法と組み合わせたレジメンで使用し得る治療を、容易に見極めることができる。
【０２３０】
本明細書に記載する薬学的組成物は、ヒト適用だけでなく家畜適用のためにも使用してよいこと、および「患者」という用語は限定的な様式でみなされるべきではないことが留意されるべきである。
【０２３１】
全ての引用は参照によりそれらの全体が本明細書に明白に組み入れられる。
【実施例】
【０２３２】
実施例1：AAV2-GDNFのCED後のラット線条体におけるGDNF発現
AAV2-GDNFを異なる用量で線条体に注入し、GDNF発現の蓄積を解析するために異なる時点でラットに麻酔をかけた。GDNFはELISAで測定した。
AAV2-GDNF (Avigenから) = 1.1e13 vg/ml（PBS + 0.001％ プルロニックF68）
【０２３３】
3つの異なる用量を選んだ:
15 ml # 最大 = 1.65e11 vg [1.1e13 vg/ml]
15 ml # 1/2 log = 9.07e10 vg [6.05e12 vg/ml]
15 ml # log - 1 = 1.65e10 vg [1.1e12 vg/ml] 
【０２３４】
時点当たり7匹のラット：
A群：4匹のラット Lhemisph：最大/Rhemisph：1/2 log [ELISA用に3匹、IHC用に1匹]
B群：3匹のラット Lhemisph：log-1/Rhemisph：AAV2-LacZ（対照）[ELISA用に3匹]
CED - 注入速度：0.2μl/分 = 11分
0.5μl/分 = 8分
0.8μl/分 = 11分
15μl       30分
【０２３５】
結果を表4および図3に提供し、それにより経時的なGDNFの漸進的蓄積が示される。
【０２３６】
実施例2：パーキンソン病の処置におけるGDNFタンパク質送達の評価
サル被殻へのGDNFの単一用量投与により、数週よりも長い間続くことができるGDNFの長期の組織レベルが結果的にもたらされた（図4）。
【０２３７】
対流増加送達（CED）を用いたGDNFの局部投与の頻度および用量レベルを理解するために、単一用量の投与と組織半減期および生物学的効果の関係（図4）を確定した。また、機能的評価およびPETイメージングを用いたMPTPサルにおけるさらなる研究を、PDサルで局部投与したGDNFの薬物動態をさらに特徴付けるために行ってもよい。
【０２３８】
用量依存的な仕方での応答の大きさおよび継続期間を確定するための正常アカゲザルにおける用量発見研究を行なう。39匹の動物を使用し、3匹の動物のコホートに分ける。各コホートは、10、50、または100μgの用量のGDNFを被殻中の2つの部位に一方的に受ける。
【０２３９】
対側側にPBSまたは賦形剤を注入する（表5および図5参照）。低分子量ヘパリンが製剤に含まれている。低分子量ヘパリンはCED後の脳におけるGDNFの分布を有意に増加させ、溶液中のGDNFタンパク質を安定化させ、およびGDNFの機能的効果を増加させ得るDA代謝回転に対するGDNFの効果を増加させる。その全体が参照により本明細書に組み入れられる、(Hamilton J. F., Morrison P. F., Chen M.Y., Harvey-White J, Pernaute R.S., Phillips H. S., Oldfield E. H., and Bankiewicz K. S. Heparin Co-infusion during Convection-Enhanced Delivery (CED) increases the distribution of the glial derived neurotrophic factor (GDNF) ligand family in rat striatum and enhances the pharmacological activity of neurturin. (2001) Experimental Neurology 168, 155-161)。
【０２４０】
各動物は、被殻中の2つの部位に一方的なGDNFの投与を受ける。PBSは対側側に送達すれる。CEDが薬物投与に用いられると考えられる。GDNF投与の対側効果があり得るので、3匹の正常サルに6週で麻酔をかけて、GDNFおよびDOPAC/DA比の正常なレベルを決定する。
【０２４１】
短縮方法：
外科手術
各動物は、CEDによって被殻に向かう2つの部位（部位あたり50μl）にGDNFまたはPBS/賦形剤を受ける。定位固定座標をMRIに基づいて確定し、逆流抵抗性の融合されたシリカカニューラを標的組織に置く。CEDを外部ポンプで制御する。GDNF投与後、大槽穿刺によってCSFを採取し、動物をそれらのケージに戻す。CSFをベースラインでおよび2週毎に全てのサルから採取する（6週齢動物CSFをベースラインで、および0、2、4、6週で；4週齢動物をベースライン、0、2、および4週で；2週齢動物をベースライン、0、2週で；0週齢ならびにベースラインおよび0週で）。血液試料をCSF試料と一緒に採取する。GDNF投与直後に（0週）または 2、4、もしくは6週後に、動物に麻酔をかけおよびそれらの脳を除去する（新鮮）。脳をブロック化して3-mmの厚切りにし、すぐに凍結する。将来の病理学的評価のために生命維持に不可欠な臓器を採取する。
【０２４２】
脳処理：
1 - ElisaによるGDNFレベル；2 - HPLCによるDOPAC/DAレベル；3 - GDNF、TH、CD68、GFAP免疫染色；4 - H&E：用に脳を処理する。
【０２４３】
凍結脳ブロックをクライオスタットの中に取り付けおよび被殻を含む各ブロックから6つの冠状切片（20μm）を採取する。切片を後固定し、GDNF送達の程度を決定するためにGDNF免疫化学用に染色する。脳の両側の被殻を解剖して取り出し、湿重量を得るために計量する。組織をホモジェナイズし、ならびにELISAでGDNF含有量を、ならびにHPLCでDAおよび代謝物を得るために処理する。試料のタンパク質含有量も同様に測定する。
【０２４４】
結果
GDNF免疫染色によって、被殻中のGDNFタンパク質が全ての時点で検出される。GDNFの分布の容量（Vd）は時間の関数として低下する。ELISAおよびHPLCデータをクロス確認するために、GDNF染色の検証を用いる。
【０２４５】
1、単一投与後のGDNFの組織クリアランス
図6に関して、3用量のGDNFの被殻中への単一投与後、GDNFの組織レベルは用量および時間の関数として下落する。
【０２４６】
2、GDNFの単一投与後のDAレベルの上方調節
図7は被殻中への単一用量投与のあり得る結果を記載している。幾つかのシナリオが可能である。（i）DA上方調節のパターンがGDNF組織レベルの上方調節のパターンに密接に従うと考えられ、その場合GDNFの生物学的効果はGDNFタンパク質の存在に依存する。（ii）GDNFが生物学的効果を誘引し、それらはGDNFの検出可能な組織レベルを超えて持続する。
【０２４７】
3、GDNFのCSFレベル
全てのその他の時点では検出できないレベルのGDNFのわずかの増加が0週であってもよい。
【０２４８】
4、GDNF抗体
GDNF Abは、いずれの時点でもCSFまたは血清中では検出されない。
【０２４９】
5、神経病理学的所見
動物はホルマリンで灌流されないが、小脳を任意の病理について調べることができる。病理は観察されない。
【０２５０】
上の方法を用いて、単一用量のGDNF、その組織半減期、およびサルにおけるDA系に対するその生物学的効果の間の関係を明らかにする。
【０２５１】
対象：
種：マカク（カニクイザルまたはアカゲザル）
性：オスまたはメス
年齢：若い成体から成体
数：39
重量：3〜8 kg
【０２５２】
実験薬剤：
グリア由来神経栄養因子（GDNF）
【０２５３】
処置群を表6に示し、注入パラメーターを表7に示す。
【０２５４】
検討評価スケジュール：
磁気共鳴イメージング（MRI）
頭蓋内PBS/GDNF投与（CEDによる）
CSFおよび血液採取：
0週生存：ベースラインおよびCED後
2週生存：ベースライン、CED後、および外科手術後2週で
4週生存：ベースライン、CED後、ならびに外科手術後2および4週で
6週生存：ベースライン、CED後、ならびに外科手術後2、4、および6週で
麻酔：
9匹の動物がCED手順後に麻酔される
9匹の動物が外科手術後2週で麻酔される
9匹の動物が外科手術後4週で麻酔される
9匹の動物が外科手術後6週で麻酔される
3匹の動物（PBS）が外科手術後6週で麻酔される
【０２５５】
剖検および組織処理：
麻酔後、心灌流を行なって1 Lのリン酸緩衝食塩水を全身に導入する。脳を摘出し、ブロック化して3-mmの厚切りにし、ドライアイスで冷やしたイソペンタン中で新鮮凍結する。代表的な生命維持に不可欠な臓器の試料を摘出し、組織学的検討のために処理する。
【０２５６】
脳組織処理：
凍結脳ブロックをクライオスタットの中に取り付けおよび被殻を含む各ブロックから6つの冠状切片（20μm厚）を採取する。切片を後固定し、GDNF分布を評価するためのGDNF免疫組織化学用に染色する。
【０２５７】
残りの凍結脳組織で解剖を行ない、各ブロックから被殻核を摘出する。被殻組織を計量し、ホモジェナイズし、ELISAでGDNF含有量を得るために処理する。DAおよび代謝物レベルをHPLCで測定する。
【０２５８】
研究継続期間：
生存中の期間：CED注入後0〜6週
【０２５９】
生存中の評価パラメーター：
MRI
頭蓋内PBS/GDNF投与
外科手術後の臨床的観察
毎週の健康観察
血液採取（5 ml、血清）：外科手術前、CED後、ならびにCED後2、4、および6週で
CSF採取（1 ml）：外科手術前、CED後、ならびにCED後2、4、および6週で
【０２６０】
神経病理学的および生化学的パラメーター：
外科手術前に、CED後に、ならびにCED後2、4、および6週で採取した血清およびCSF試料に対してGDNF抗体アッセイを行なう。
【０２６１】
外科手術前に、CED後に、ならびにCED後2、4、および6週で採取したCSF試料に対してGDNFアッセイを行なう。
【０２６２】
脳組織解析
ELISAで決定されるGDNFレベル（主要エンドポイント）
HPLCで決定されるDOPAC/DA比（主要エンドポイント）
GDNF免疫染色（主要エンドポイント）
GFAP、TH、CD68免疫染色（副次エンドポイント）
H&E染色（主要エンドポイント）
その全体が参照により本明細書に組み入れられる、Hadaczek et al., Human Gene Therapy, 17:1-12, 2006も参照されたい。
【０２６３】
実施例3：ラット線条体におけるGDNF発現の評価
AAV2-GDNFを異なる用量でラット線条体に注入（CED）し、GDNF発現のレベルとの相関を経時的に解析するために異なる時点でラットに麻酔をかけた。両半球に適切な量のAAV2-GDNFを15μlの総容量で注入した。被検群を図8に例証する。
【０２６４】
以下の注入速度で線条体内CEDのための標準的な外科手術手順を行なった：0.2μl/分を11分間、0.5μl/分を8分間、および0.8μl/分を11分間。線条体組織中のGDNFタンパク質の濃度をELISAで決定した。麻酔後、脳を速やかに除去しならびに線条体を左右対称に解剖し、すぐに凍結させた。試料をホモジェナイズし、酸性化処理に曝露した。GDNFの組織レベルをGDNF Emax（登録商標）ImmunoAssay System（Promega）によってホモジェネート中で決定した。GDNF発現を検証するために、A群由来の1匹のラットを免疫組織化学的評価のために用いた（抗ヒトGDNFポリクローナル抗体による標準的DAB染色を用いた：R&D Systems、1:50）。
【０２６５】
結果：
AAV2-GDNFによるラット線条体の形質導入によって、用量依存的な様式での脳組織中のGDNFタンパク質の発現が結果的にもたらされた（図9）。それが線条体組織内でその一定の濃度に達する時、GDNF発現のレベルは1か月まで増加しているところであった。その時点以来、感染したウイルスの最大用量（1.6511 vg）について、ELISAで検出されるGDNFの平均量は〜11 ng/mg組織タンパク質であった。9.0710 vgおよび1.6510 vgという、より低い用量のベクターによって、それぞれ、〜6-7 ng/mg組織タンパク質および〜2-3 ng/mg組織タンパク質という：より低いGDNF組織濃度が結果的にもたらされた。
【０２６６】
実施例4：ラット脳からのGDNFクリアランスの評価
方法：
ラット脳からのGDNFクリアランスを調べるために、本発明者らは、本発明者らがGDNFタンパク質をCEDによって線条体の中に送達する実験を設計した。両半球に1μgのGDNFを15μlの総容量で注入した。本発明者らは、何らかの蓄積効果があるかどうかを見るために、4週の注入を行なった。脳組織採取のために毎週3匹の動物に麻酔をかけた。図10を参照されたい。
【０２６７】
以下の注入速度で線条体内CEDのための標準的な外科手術手順を行なった：0.2μl/分を11分間、0.5μl/分を8分間、および0.8μl/分を11分間。線条体組織中のGDNFタンパク質の濃度をELISAで決定した。麻酔後、脳を速やかに除去しならびに線条体を左右対称に解剖し、すぐに凍結させた。試料をホモジェナイズし、酸性化処理に曝露した。GDNFの組織レベルをGDNF Emax（登録商標）ImmunoAssay System（Promega）によってホモジェネート中で決定した。
【０２６８】
結果：
ラット線条体へのGDNFタンパク質の毎週の送達によって、脳組織におけるその一定のレベルが結果的にもたらされた。平均濃度は、1、2、3、および4週目に、それぞれ32.9；26.6；29.0；および;28.8 pg/mgタンパク質であった（図11）。
【０２６９】
実施例5：ラット脳からのGDNFクリアランスの時間経過
GDNFタンパク質を線条体に注入し、脳からのGDNFクリアランスの時間経過を解析するために異なる時点でラットに麻酔をかけた。
【０２７０】
GDNFの量をELISAで測定した。
GDNF（NIHから；10μg/30μl）：0.33μg/μl
【０２７１】
ある用量を選んだ：
もとのストックをPBSで1：2に希釈した
系統当たり40μl + 80μl PBS = 120μl（0.11μg/μl）
15μlを各半球に注入する
（総量：半球当たり1.65μg GDNF）
時点当たり2匹のラット（4つの半球）
CED注入速度：0.2μl/分 = 11分；0.5μl/分 = 8分；0.8μl/分 = 11分；15μl、合計30分（図12）。
【０２７２】
以下の刊行物はそれらの全体が参照により本明細書に組み入れられる：
2014224140.tif 000003
【０２７３】
上の説明は多くの詳細を含むが、これらは本発明の範囲を限定するものとみなされるべきではなく、本発明の現在好ましい態様のうちの幾つかの例証を単に提供するものであるとみなされるべきである。それゆえ、本発明の範囲は、当業者に明白となり得るその他の態様を完全に包含することが正しく理解されると考えられる。付随する特許請求の範囲において、単数の要素に対する言及は、明確にそのように述べられない限り、「1つおよびただ1つ」を意味するよう意図されず、むしろ「1つまたは複数」を意味するよう意図される。当業者に公知である上記の好ましい態様の要素に対する全ての構造的、化学的、および機能的等価物は、参照により本明細書に明白に組み入れられおよび本説明および特許請求の範囲によって包含されるよう意図される。その上、装置または方法が本発明によって解決するよう求められる各々の問題およびあらゆる問題に対処する必要はなく、それが本説明および特許請求の範囲によって包含される必要はない。さらに、本開示における要素、構成要素、または方法工程は、要素、構成要素、または方法工程が特許請求の範囲で明確に列挙されているかどうかとは無関係に、社会に捧げられるよう意図されない。本明細書における特許請求の範囲の要素は、要素が「〜を意味する」という語句を用いて明白に列挙されているのでない限り、米国特許法第112条、第6項の下にあると見なされるべきではない。
【０２７４】
（表１）
2014224140.tif 000004
【０２７５】
（表２）
2014224140.tif 000005
【０２７６】
（表３）
2014224140.tif 000006
【０２７７】
（表４）
2014224140.tif 000007
【０２７８】
（表５）正常サルにおける用量測距研究
2014224140.tif 000008
【０２７９】
（表６）処置群
2014224140.tif 000009
【０２８０】
（表７）注入パラメーター
2014224140.tif 000010
【図１】
2014224140.tif 000011
【図２】
2014224140.tif 000012
【図３】
2014224140.tif 000013
【図４】
2014224140.tif 000014
【図５】
2014224140.tif 000015
【図６】
2014224140.tif 000016
【図７】
2014224140.tif 000017
【図８】
2014224140.tif 000018
【図９】
2014224140.tif 000019
【図１０】
2014224140.tif 000020
【図１１】
2014224140.tif 000021
【図１２】
2014224140.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月3日(2014.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒト患者の標的脳組織に成長因子を送達する方法に用いるための薬学的組成物であって、
成長因子の組織クリアランス速度に反対する速度で、間欠的な対流増加送達（convection enhanced delivery：CED）によって投与される、成長因子を含む注入物を含み、投与間の間欠の間に成長因子送達の休止があり、成長因子の投与間の間欠が少なくとも1週であり、
成長因子がヒト患者の標的脳組織に送達され、標的脳組織が被殻以外である、組成物。。
【請求項２】
注入物が追跡薬剤をさらに含む、請求項1記載の組成物。
【請求項３】
CEDが流速の漸増的増加を含む、請求項1記載の組成物。
【請求項４】
注入物が、CED適合性の無逆流工程設計カニューレの使用により送達される、請求項1記載の組成物。
【請求項５】
追跡薬剤がMRI磁石またはCT検出可能薬剤を含む、請求項2記載の組成物。
【請求項６】
追跡薬剤がリポソームを含む、請求項2記載の組成物。
【請求項７】
追跡薬剤がガドリニウムキレートである、請求項2または5記載の組成物。
【請求項８】
注入物が、成長因子を含む高分子量神経治療薬を含む、請求項1記載の組成物。
【請求項９】
注入物が促進薬剤としての低分子量ヘパリンをさらに含む、請求項1記載の組成物。
【請求項１０】
成長因子が、NGF、BDNF、NT-3、NT-4/5、NT-6、GDNF、CNTF、LIF、IGF-1、b-FGF、ニュールツリン、パーセフィン（persephin）、アルテミン、TGFα、TGFβ、IGF-2、PDGF、EGF、EGF、IGF、BMP、FGF20、VIP、PDGF、プレイオトロフィン（PTN）、およびHGFからなる群より選択される、請求項1記載の組成物。
【請求項１１】
成長因子の投与間の間欠が7日〜45日である、請求項1または10記載の組成物。
【請求項１２】
成長因子の投与間の間欠が14日〜45日である、請求項1または10記載の組成物。
【請求項１３】
成長因子の投与間の間欠が17日〜35日である、請求項1または10記載の組成物。
【請求項１４】
成長因子の投与間の間欠が20日〜35日である、請求項1または10記載の組成物。
【請求項１５】
注入物が、標的脳組織の全体にわたって分布する時、送達が休止される、請求項1または10記載の組成物。
【請求項１６】
注入物が、標的脳組織に限られたままである時、送達が休止される、請求項1または10記載の組成物。
【請求項１７】
3回またはそれより多くの投与を含み、2回またはそれより多くの中断の継続期間の長さが異なる、請求項1または10記載の組成物。
【請求項１８】
中断の継続期間が経時的に増加する、請求項17記載の組成物。