(57)【要約】Ｉｎ  ｖｉｖｏにおいて細胞を磁気的に操作する方法が記載され、該方法は、磁気化可能な粒子の細胞との会合を含む。より具体的には、磁気化可能な粒子の細胞との会合により、細胞内イオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させることを含むことを特徴とする、磁気化可能な粒子の細胞との会合を含む、細胞を磁気的に操作する方法が記載される。Ｉｎ  ｖｉｖｏにおいて細胞を磁気的に操作し、および／または、ｉｎ  ｖｉｖｏにおいてイオンチャネルを活性化させる方法における、磁気化可能な粒子の使用も記載される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気化可能な粒子の細胞との会合を含む、ｉｎ  ｖｉｖｏにおいて、細胞を磁気的に操作する方法。
【請求項２】
磁気化可能な粒子の細胞との会合を含み、該細胞内イオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させることを含むことを特徴とする、細胞を磁気的に操作する方法。
【請求項３】
前記磁気化可能な粒子を、抗体または酵素と会合させることを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
粒子が、細胞内または細胞外において会合させられることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
粒子が、細胞内において会合されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
粒子が、前記イオンチャネルのＮ末端領域と会合させられることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
粒子が、前記イオンチャネルのＣＯＯＨ末端領域と会合させられることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
Ｉｎ  ｖｉｖｏにおける方法であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
Ｅｘ  ｖｉｖｏにおける方法であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記粒子がナノ粒子であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１１】
細胞の遠隔操作を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１２】
前記細胞が哺乳類細胞であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１３】
前記細胞がバクテリア細胞であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１４】
前記細胞が植物細胞であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１５】
前記細胞が接続組織または神経組織由来であることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記細胞が、骨、神経、心細胞、またはこれらの如何なる組み合わせ由来であることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記イオンチャネルが機械的感受性イオンチャネルであることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項１８】
前記機械的感受性イオンチャネルが細胞中へトランスフェクションされていることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記イオンチャネルが電圧開閉イオンチャネルであることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記イオンチャネルがリガンド開閉イオンチャネルであることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記イオンチャネルが、ナトリウムチャネル、カリウムチャネル、カルシウムチャネル、塩化物チャネル、非選択的カチオンチャネル、またはこれらの如何なる組み合わせをも包含する群から選択されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項２２】
前記イオンチャネルが、カルシウムイオンチャネルまたはカリウムイオンチャネルから選択されることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記イオンチャネルが、カリウムイオンチャネルであることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記カリウムチャネルがＴＲＥＫ−１チャネルであることを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
磁気化可能な粒子のイオンチャネルとの会合を含むことを特徴とする、機械的感受性イオンチャネルを操作する方法。
【請求項２６】
前記磁気化可能な材料が、元素鉄（Ｆｅ）もしくはこれらの化合物、およびクロム化合物、あるいはこれらの組み合わせを包含する群から選択されることを特徴とする、請求項１、２、または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記鉄化合物が鉄塩であることを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記鉄塩が、磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）、マグネマイト（γＦｅ２Ｏ３）、およびグレジット（Ｆｅ３Ｓ４）、あるいはこれらの如何なる組み合わせをも包含する群から選択されることを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記クロム化合物がクロム塩であることを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記クロム塩が酸化クロム（ＣｒＯ２）であることを特徴とする、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記磁性材料が、生体と相容れるコーティングを有する磁性中心を含む粒子を含むことを特徴とする、請求項１、２、または２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記粒子が、中心および該中心をつつむシリカ殻を持つことを特徴とする、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記粒子が、
（ａ）磁気化可能な粒子を含む中心；および
（ｂ）該中心をつつむシリカ殻
を含むものから選択されることを特徴とする、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記磁気化可能な粒子が、元素鉄（Ｆｅ）もしくはこれらの塩、およびクロム塩、あるいはこれらの組み合わせを包含する群から選択されることを特徴とする、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記粒子が有孔粒子であり、この孔内に多数の磁気中心を有することを特徴とする、請求項２５に記載の方法。
【請求項３６】
前記粒子が、５０００ｎｍ以下の平均粒径を持つことを特徴とする、請求項１、２、または２５に記載の方法。
【請求項３７】
前記粒子が、１ｎｍ〜５０００ｎｍの平均粒径を持つことを特徴とする、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記磁気化可能な粒子への遠隔磁場の適用を含むことを特徴とする、請求項１、２、または２５に記載の方法。
【請求項３９】
前記粒子が、細胞内の鍵となる細胞要素を認識する特異的抗体またはタンパク質結合モチーフの１つ以上を取り付けられることを特徴とする、請求項１、２、または２５に記載の方法。
【請求項４０】
前記特異的抗体またはタンパク質結合モチーフが、膜貫通型細胞外マトリックス分子、接着分子、または分散型膜接着タンパク質、または細胞外マトリックスタンパク質から選択されることを特徴とする、請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
Ｉｎ  ｖｉｖｏにおけることを特徴とする、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記特異的抗体またはタンパク質結合モチーフが、膜貫通型接着分子または細胞外マトリックス分子であることを特徴とする、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記膜貫通型接着分子が、インテグリン、カドヘリン、セレクチン、および免疫グロブリンから選択されることを特徴とする、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記特異的抗体またはタンパク質結合モチーフが、分散型膜接着タンパク質から選択されることを特徴とする、請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記分散型膜接着タンパク質がＲＧＤ（アルギニン−グリシン−アスパラギン酸）であることを特徴とする、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
イオンチャネルが役割を演じる疾患を患う患者を処置し、以降の本明細書中記載されるような磁気化可能な粒子の該患者への投与、および体外磁場を使用して該イオンチャネルまたは細胞を操作することを含む方法。
【請求項４７】
細胞を破壊するかまたは細胞成長を阻害する方法であって、磁気化可能な粒子の細胞との会合により、細胞内のイオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させることを含む方法。
【請求項４８】
細胞へ浸透圧ショックを誘導する方法であって、磁気化可能な粒子の細胞との会合により、細胞内イオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させることを含む方法。
【請求項４９】
請求項４６に記載の方法を含む、腫瘍細胞を処置または弱体化させる方法。
【請求項５０】
前記腫瘍細胞が癌細胞であることを特徴とする、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
標的を絞った静磁場を用いてイオンチャネルを開いたままにすることを介して、細胞を殺傷することを含むことを特徴とする、請求項４７に記載の患者の処置方法。
【請求項５２】
標的を絞った時間変動磁場を用いて、イオンチャネルを周期的に開閉させることを介して、細胞を殺傷することを含むことを特徴とする、請求項４７に記載の患者の処置方法。
【請求項５３】
イオンチャネルが細胞の正常な恒常性における鍵となる役割を演じる数多くの体内組織を、疾患が巻き込むことがある、請求項４７に記載の処置方法。
【請求項５４】
前記細胞が心筋細胞であることを特徴とする、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
高血圧の処置を含むことを特徴とする、請求項５３に記載の方法。
【請求項５６】
痛みの緩和を含むことを特徴とする、請求項５３に記載の方法。
【請求項５７】
麻酔を含むことを特徴とする、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記麻酔が局所的であることを特徴とする、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
組織および／または骨の修復を含むことを特徴とする、請求項４６に記載の患者の処置方法。
【請求項６０】
前記細胞が、靱帯細胞、腱細胞、軟骨細胞、および他のストローマ細胞（軟骨始原細胞のような）から選択されることを特徴とする、請求項５９に記載の処置方法。
【請求項６１】
皮膚、軟骨、靱帯、腱、筋、または骨のような組織の再生、あるいは人工組織の生成を含むことを特徴とする、請求項５９に記載の処置方法。
【請求項６２】
イオンチャネルの遠隔活性化を含むことを特徴とする、請求項５９に記載の処置方法。
【請求項６３】
傷の治癒および／または組織接着を含むことを特徴とする、請求項５９に記載の処置方法。
【請求項６４】
骨の修復および／または骨の成長を含むことを特徴とする、請求項５９に記載の処置方法。
【請求項６５】
歯への適用または動物への適用を含むことを特徴とする、請求項４６に記載の処置方法。
【請求項６６】
体外磁場によるイオンチャネル調節作用を通じて、局所麻酔を確立する方法。
【請求項６７】
前記痛みの緩和が麻酔を含むことを特徴とする、請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
０．１〜１０Ｈｚの周波数の磁場の使用を含むことを特徴とする、請求項４６に記載の処置方法。
【請求項６９】
１０ｍＴ〜１４００ｍＴの磁束を典型的に持つ磁場の使用を含むことを特徴とする、請求項４６に記載の処置方法。
【請求項７０】
磁気化可能な粒子の細胞との会合、および該磁気化可能な粒子を磁気的に操作することにより、該細胞内のイオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させることを含む、細胞において治療効果を誘導する方法。
【請求項７１】
細胞内のイオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させる一方、磁気化可能な粒子と同時に、別々に、または連続して投与される、治療に活性な物質の投与を含む、処置方法。
【請求項７２】
磁気化可能な粒子の細胞との会合、該磁気化可能な粒子を磁気的に操作すること、および治療に活性な物質を同時に、別々に、または連続して投与することにより、該細胞内のイオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させることを含む、細胞へ治療に活性な物質を標的化する方法。
【請求項７３】
磁気化可能な粒子の細胞との会合を含む、ｉｎ  ｖｉｖｏにおいて細胞を磁気的に操作する方法における、磁気化可能な粒子の使用。
【請求項７４】
磁気化可能な粒子の細胞との会合、および該細胞内イオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させることを含む、細胞を磁気的に操作するためのシステムの製造における、磁気化可能な粒子の使用。
【請求項７５】
前記磁気化可能な粒子を、抗体または酵素と会合させることを含むことを特徴とする、請求項７３または７４に記載の使用。
【請求項７６】
粒子が、細胞内または細胞外において会合させられることを特徴とする、請求項７３または７４に記載の使用。
【請求項７７】
粒子が、細胞内において会合させられることを特徴とする、請求項７６に記載の使用。
【請求項７８】
粒子が、前記イオンチャネルのＮ末端領域と会合させられることを特徴とする、請求項７７に記載の使用。
【請求項７９】
粒子が、前記イオンチャネルのＣＯＯＨ末端領域と会合させられることを特徴とする、請求項７７に記載の使用。
【請求項８０】
Ｉｎ  ｖｉｖｏにおける方法であることを特徴とする、請求項７４に記載の使用。
【請求項８１】
Ｅｘ  ｖｉｖｏにおける方法であることを特徴とする、請求項７４に記載の使用。
【請求項８２】
前記粒子がナノ粒子であることを特徴とする、請求項７３または７４に記載の使用。
【請求項８３】
細胞の遠隔操作を含むことを特徴とする、請求項７３または７４に記載の使用。
【請求項８４】
前記細胞が哺乳類細胞であることを特徴とする、請求項７３または７４に記載の使用。
【請求項８５】
前記細胞がバクテリア細胞であることを特徴とする、請求項７３または７４に記載の使用。
【請求項８６】
前記細胞が植物細胞であることを特徴とする、請求項７３または７４に記載の使用。
【請求項８７】
前記細胞が接続組織または神経組織由来であることを特徴とする、請求項８３に記載の使用。
【請求項８８】
前記細胞が、骨、神経、心細胞、またはこれらの如何なる組み合わせ由来であることを特徴とする、請求項８７に記載の使用。
【請求項８９】
前記イオンチャネルが機械的感受性イオンチャネルであることを特徴とする、請求項７４に記載の使用。
【請求項９０】
前記機械的感受性イオンチャネルが細胞中へトランスフェクションされていることを特徴とする、請求項８９に記載の使用。
【請求項９１】
前記イオンチャネルが電圧開閉イオンチャネルであることを特徴とする、請求項８９または９０に記載の使用。
【請求項９２】
前記イオンチャネルがリガンド開閉イオンチャネルであることを特徴とする、請求項６６または６７に記載の使用。
【請求項９３】
前記イオンチャネルが、ナトリウムチャネル、カリウムチャネル、カルシウムチャネル、塩化物チャネル、非選択的カチオンチャネル、またはこれらの如何なる組み合わせをも包含する群から選択されることを特徴とする、請求項７４に記載の使用。
【請求項９４】
前記イオンチャネルが、カルシウムイオンチャネルまたはカリウムイオンチャネルから選択されることを特徴とする、請求項９３に記載の使用。
【請求項９５】
前記イオンチャネルが、カリウムイオンチャネルであることを特徴とする、請求項９４に記載の使用。
【請求項９６】
前記カリウムチャネルがＴＲＥＫ−１チャネルであることを特徴とする、請求項９４に記載の使用。
【請求項９７】
磁気化可能な粒子のイオンチャネルとの会合を含むことを特徴とする、機械的感受性イオンチャネルを操作する方法における使用のためのシステムの製造における、磁気化可能な粒子の使用。
【請求項９８】
前記磁気化可能な材料が、元素鉄（Ｆｅ）もしくはこれらの化合物、およびクロム化合物、あるいはこれらの組み合わせを包含する群から選択されることを特徴とする、請求項７３、７４、または９７に記載の使用。
【請求項９９】
前記鉄化合物が鉄塩であることを特徴とする、請求項９８に記載の使用。
【請求項１００】
前記鉄塩が、磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）、マグネマイト（γＦｅ２Ｏ３）、およびグレジット（Ｆｅ３Ｓ４）、あるいはこれらの如何なる組み合わせをも包含する群から選択されることを特徴とする、請求項１００に記載の使用。
【請求項１０１】
前記クロム化合物がクロム塩であることを特徴とする、請求項９８に記載の使用。
【請求項１０２】
前記クロム塩が酸化クロム（ＣｒＯ２）であることを特徴とする、請求項１０１に記載の使用。
【請求項１０３】
前記磁気化可能な材料が、生体と相容れるコーティングを有する磁性中心を含む粒子を含むことを特徴とする、請求項７３、７４、または９７に記載の使用。
【請求項１０４】
前記粒子が、中心および該中心をつつむシリカ殻を持つことを特徴とする、請求項１０３に記載の使用。
【請求項１０５】
前記粒子が、
（ａ）磁気化可能な粒子を含む中心；および
（ｂ）該中心をつつむシリカ殻
を含むものから選択されることを特徴とする、請求項１０４に記載の使用。
【請求項１０６】
前記磁気化可能な粒子が、元素鉄（Ｆｅ）もしくはこれらの塩、およびクロム塩、あるいはこれらの組み合わせを包含する群から選択されることを特徴とする、請求項１０５に記載の使用。
【請求項１０７】
磁気化可能な粒子の細胞との会合、および該磁気化可能な粒子を磁気的に操作することにより、該細胞内イオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させることを含む、該細胞において治療効果を誘導するためのシステムの製造における、磁気化可能な粒子の使用。
【請求項１０８】
細胞内イオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させると同時に、別々に、または連続して、治療に活性な物質が投与されることを特徴とする、請求項１０７に記載の使用。
【請求項１０９】
磁気化可能な粒子の細胞との会合、該磁気化可能な粒子を磁気的に操作すること、および治療に活性な物質を同時に、別々に、または連続して投与することにより、該細胞内のイオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させることを含む、細胞へ治療に活性な物質を標的化するためのシステムの製造における、磁気化可能な粒子の使用。
【請求項１１０】
前記粒子が有孔粒子であり、この孔内に多数の磁気中心を有することを特徴とする、請求項９７に記載の使用。
【請求項１１１】
前記粒子が、５０００ｎｍ以下の平均粒径を持つことを特徴とする、請求項７３、７４、または９７に記載の使用。
【請求項１１２】
前記粒子が、１ｎｍ〜５０００ｎｍの平均粒径を持つことを特徴とする、請求項１１０に記載の使用。
【請求項１１３】
前記磁気化可能な粒子への遠隔磁場の適用を含むことを特徴とする、請求項７３、８４、または９７に記載の使用。
【請求項１１４】
前記粒子が、細胞内の鍵となる細胞要素を認識する特異的抗体またはタンパク質結合モチーフの１つ以上を取り付けられることを特徴とする、請求項７３、７４、または９７に記載の使用。
【請求項１１５】
前記特異的抗体またはタンパク質結合モチーフが、膜貫通型細胞外マトリックス分子、接着分子、または分散型膜接着タンパク質、または細胞外マトリックスタンパク質から選択されることを特徴とする、請求項１１４に記載の使用。
【請求項１１６】
Ｉｎ  ｖｉｖｏにおけることを特徴とする、請求項１１５に記載の使用。
【請求項１１７】
前記特異的抗体またはタンパク質結合モチーフが、膜貫通型接着分子または細胞外マトリックス分子であることを特徴とする、請求項１１５に記載の使用。
【請求項１１８】
前記膜貫通型接着分子が、インテグリン、カドヘリン、セレクチン、および免疫グロブリンから選択されることを特徴とする、請求項１１７に記載の使用。
【請求項１１９】
前記特異的抗体またはタンパク質結合モチーフが、分散型膜接着タンパク質から選択されることを特徴とする、請求項１１６に記載の使用。
【請求項１２０】
前記分散型膜接着タンパク質がＲＧＤ（アルギニン−グリシン−アスパラギン酸）であることを特徴とする、請求項１１９に記載の使用。
【請求項１２１】
イオンチャネルが役割を演じる疾患を患う患者を処置し、以降の本明細書中記載されるような磁気化可能な粒子の該患者への投与、および体外磁場を使用して該イオンチャネルまたは細胞を操作することを含むシステムの製造における、磁気化可能な粒子の使用。
【請求項１２２】
細胞を破壊するか、または細胞成長を阻害するためのシステムの製造における磁気化可能な粒子の使用であって、磁気化可能な粒子の細胞との会合により、細胞内イオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させることを含む使用。
【請求項１２３】
細胞へ浸透圧ショックを誘導するためのシステムの製造における磁気化可能な粒子の使用であって、磁気化可能な粒子の細胞との会合により、細胞内イオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させることを含む使用。
【請求項１２４】
請求項４９に記載の方法を含む、腫瘍細胞を処置または弱体化させるためのシステムの製造における、磁気化可能な粒子の使用。
【請求項１２５】
前記腫瘍細胞が癌細胞であることを特徴とする、請求項１２４に記載の使用。
【請求項１２６】
標的化された静磁場を用いてイオンチャネルを開いたままにすることを介して、細胞を殺傷することを含むことを特徴とする、請求項１２２に記載の使用。
【請求項１２７】
標的を絞った時間変動磁場を用いて、イオンチャネルを周期的に開閉させることを介して、細胞を殺傷することを含むことを特徴とする、請求項１２２に記載の使用。
【請求項１２８】
イオンチャネルが細胞の正常な恒常性における鍵となる役割を演じる、数多くの体内組織を疾患が巻き込む、請求項１２１に記載の使用。
【請求項１２９】
前記細胞が心筋細胞であることを特徴とする、請求項１２８に記載の使用。
【請求項１３０】
高血圧の処置用のシステムの製造を含むことを特徴とする、請求項１２８に記載の使用。
【請求項１３１】
痛みの緩和用のシステムの製造を含むことを特徴とする、請求項１２８に記載の使用。
【請求項１３２】
麻酔の処置用のシステムの製造を含むことを特徴とする、請求項１３１に記載の使用。
【請求項１３３】
前記麻酔が局所的であることを特徴とする、請求項１３２に記載の使用。
【請求項１３４】
組織および／または骨の修復用のシステムの製造を含むことを特徴とする、請求項１２１に記載の使用。
【請求項１３５】
前記細胞が、靱帯細胞、腱細胞、軟骨細胞、および他のストローマ細胞（軟骨始原細胞のような）から選択されることを特徴とする、請求項１３４に記載の使用。
【請求項１３６】
皮膚、軟骨、靱帯、腱、筋、または骨のような組織の再生、あるいは人工組織の生成用のシステムの製造を含むことを特徴とする、請求項１３４に記載の使用。
【請求項１３７】
前記システムが、イオンチャネルの遠隔活性化を利用することを特徴とする、請求項１３４に記載の使用。
【請求項１３８】
傷の治癒および／または組織接着用のシステムの製造を含むことを特徴とする、請求項１３４に記載の使用。
【請求項１３９】
骨の修復および／または骨の成長用のシステムの製造を含むことを特徴とする、請求項１３４に記載の使用。
【請求項１４０】
歯への適用または動物への適用用のシステムの製造を含むことを特徴とする、請求項１２１に記載の使用。
【請求項１４１】
体外磁場によるイオンチャネル調節作用を通じて、局所麻酔を確立するためのシステムの製造における、磁気化可能な粒子の使用。
【請求項１４２】
前記痛みの緩和が麻酔を含むことを特徴とする、請求項１４１に記載の使用。
【請求項１４３】
０．１〜１０Ｈｚの周波数の磁場の使用を含むことを特徴とする、請求項１２１に記載の使用。
【請求項１４４】
１０ｍＴ〜１４００ｍＴの磁束を典型的に持つ磁場の使用を含むことを特徴とする、請求項１２１に記載の使用。
【請求項１４５】
体外から細胞を操作することを含むことを特徴とする、請求項１１６に記載の使用。
【請求項１４６】
組織の修復および／または骨の修復を含むことを特徴とする、請求項１１６に記載の使用。
【請求項１４７】
痛みの緩和方法を含むことを特徴とする、請求項１１６に記載の使用。
【請求項１４８】
前記痛みの緩和が、麻酔を含むことを特徴とする、請求項１４７に記載の使用。
【請求項１４９】
細胞中で治療効果を誘導するためのシステムの製造における磁気化可能な粒子の使用であって、該磁気化可能な粒子の細胞との会合、および該磁気化可能な粒子を磁気的に操作することにより、該細胞内イオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させることを含む使用。
【請求項１５０】
細胞内イオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させる一方、磁気化可能な粒子と同時に、別々に、または連続して投与される治療に活性な物質を含むシステムの製造における、磁気化可能な粒子の使用。
【請求項１５１】
磁気化可能な粒子の細胞との会合、該磁気化可能な粒子を磁気的に操作すること、および治療に活性な物質を同時に、別々に、または連続して投与することにより、該細胞内イオンチャネルを作動させるかまたは拮抗させることを含む、細胞へ治療に活性な物質を標的化するためのシステムの製造における、磁気化可能な粒子の使用。
【請求項１５２】
治療に活性な物質、および、磁気化可能な粒子を細胞と会合させるための手段を含む、キット。
【請求項１５３】
添付の図面に関して実質的に記載されるような、方法または使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｉｎ  ｖｉｖｏにおいて細胞を磁気的に操作する新規な方法に関し、これに関連した処置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば細胞間において、これらの細胞内イオンチャネルによりコミュニケーションが統括されていることは、薬理学においてはよく確立されていることである。このような広範なチャネル、例えば、カリウム、カルシウム、およびナトリウムチャネルが存在している。医薬的に活性な化合物は、このようなチャネルを塞ぐのにしばしば使用され、結果的に薬理学的効果をもたらす。例えば、カルシウムアンタゴニスト（作動薬）は、例えば洞房および房室結節におけるカルシウム電流の大きさを抑えることにより、心臓血管系に作用することが知られている。イオンチャネルコントロールの重要な一面は、該チャネルが開閉する時に決定される。
【０００３】
イオンチャネルは一般的にイオン感受性を有し、これは、該チャネルの機能特性の非常に重要な一面である。チャネルは一般的に、それの持つイオン選択性、例えば、
・ナトリウムチャネル
・カリウムチャネル
・カルシウムチャネル
・塩化物（クロリド）チャネル
・非選択的カチオンチャネル
により特徴付けられる。
【０００４】
イオンチャネルは統合された大きな膜タンパク質であり、これは細胞質膜を貫通する孔を形成し、これらのチャネルを通した電気化学的勾配を流れ下ることによってイオンが横断するようにする（受動輸送）。該孔の中心は一般的に親水性であり、所定のイオンのみを認識するタンパク質の一部を含有し、これ故に選択フィルターとして作用する。該チャネルのゲートは、膜電位、機械的活性化、または該細胞内外の所定の化学物質の存在の変化を包含する種々の刺激に応答して開くことができる。５０より多いタイプのイオンチャネルが、同定されている。
【０００５】
ＣａチャネルはＮａチャネルのように、電圧がゲート（の開閉）を司り、内部電圧が休止電位よりもよりプラスに振れた時に開き、そして該電圧刺激が維持されていても自然に不活性化するか、または閉じる。Ｃａチャネルは神経軸索末端、無脊椎動物の筋、および脊椎動物の平滑筋において有効に働いており、脊椎動物の心筋においてはＮａチャネルと共に参画する。Ｃａ＋＋チャネルは、何かをするために、例えば心筋を収縮させるために、または神経伝達物質を該軸索末端において放出させるために、該細胞中へＣａ＋＋を流入させる必要がある時に、活動電位に参画する。
【０００６】
Ｎａチャネルは殆ど全てが電圧がゲート（の開閉）を司り、つまり、それらのゲートは膜電位における変化に応答して開き、これは通常、該細胞内部がよりプラスとなった時である。殆どのＮａチャネルが、該膜電位がそれらを開けた時のレベルに留まっていたとしても、数ミリ秒で自然に閉じるか、または不活性化する。Ｎａチャネルは、神経、脊椎動物の骨格筋、および心筋において見出される。Ｎａは電荷が該細胞中へ入るように働き、該Ｎａ自体は化学的には何もしない。
【０００７】
カリウムチャネルはＮａチャネルと同様に、電圧がゲート（の開閉）を司り、該細胞内部がよりプラスとなった時に開く傾向にある。それらはＮａまたはＣａチャネルよりもよりプラスの電圧において大概開き、それらの殆どが、該電圧がプラスである限り開いたままである。Ｋに関するネルンスト（Ｎｅｒｎｓｔ）電位が−８０ｍＶ近くなので、＋２０ｍＶ近くの電圧においてＫチャネルを開けることはＫを吐き出し、その内部電圧をよりマイナスにする。このことが今度は、該Ｋチャネルを閉ざす。このことが、該活動電位が再分極化し、または休止電位に戻る様式である。電圧がゲート（の開閉）を司らないＫチャネルもある。これらは休止電位において開いていて、実際該休止電位を設定するものである。
【０００８】
米国特許第６，５４８，２６４号は、磁気金属中心を含む、シリカによりコーティングされたナノ粒子を記載するものである。該粒子中に存在する該磁気中心は、該粒子が磁場に応答性であるようにすることができ、これ故に該粒子は、診断、画像化、および記録システムにおける使用に適している。しかしながら、この先行技術のナノ粒子は、それらが細胞レベルにおける活性化方法を定義するものではないという欠点の影響を被ることがある。
【０００９】
磁気ビーズによる捻り（ｔｗｉｓｔｉｎｇ）による血球計算法が、単一細胞の機械的特性を定義するのに使用され、外部からの機械的な力が該細胞表面を横断し、インテグリンのような膜貫通型細胞接着分子を介して、細胞骨格を通じて伝えられ得ることを実証するのに使用されてきた。例えば、Ｗａｎｇ，Ｎ．およびＩｎｇｂｅｒｇｅｒ，ＤＥ（１９９５）Ｐｒｏｂｉｎｇ  ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ａｎｄ  ｃｙｔｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ  ｕｓｉｎｇ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｔｗｉｓｔｉｎｇ  ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏｌ．７３：３２７−３３５参照。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
我々は今や、例えば体外からリモート（遠隔）コントロール方式で、機械的に操作されるべき細胞をその後作り得る細胞を、選択的に活性化させる方法を見出した。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これ故に、本発明によれば、我々は、細胞をｉｎ  ｖｉｖｏにおいて磁気的に操作する方法を提供し、これは、磁気化可能な粒子の細胞との会合を含む。
【００１２】
本方法は、ｉｎ  ｖｉｖｏプロセスのｅｘ  ｖｉｖｏ操作を含んでもよい。更に、当業者により、細胞に関する言及は複数の細胞を包含するものと解釈されると理解されるであろう。
【００１３】
より具体的には、本発明は、細胞内においてイオンチャネルを作動させるか、または拮抗させる方法を提供し、これは、本明細書中前記したように、磁気化可能な粒子の細胞との会合を含む。
【００１４】
本発明の更なる態様によれば、我々は細胞を磁気的に操作する方法を提供し、これは、磁気化可能な粒子の細胞との会合を含み、本方法が磁気化可能な粒子の細胞との会合により、細胞内イオンチャネルを作動させるか、または拮抗させることを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明のこの態様によれば、この磁気化可能な粒子は、該細胞と直接会合されてもよい。あるいは、本方法は、この磁気化可能な粒子を、抗体、酵素などと会合させることを含んでもよく、これは引き続き、該細胞と会合される。
【００１６】
磁気化可能な粒子の細胞との会合は、このような粒子の細胞中への導入、このような粒子の例えば外部または内部での細胞への取り付け、あるいはこれらの如何なる組み合わせをも含んでよい。これ故に、この磁気化可能な粒子は、細胞内または細胞外、あるいは細胞内および細胞外の組み合わせにおいて、会合されてよい。しかしながら、本発明の好ましい態様においては、該粒子は細胞内で会合される。
【００１７】
本発明の方法が細胞内会合を含む場合、これは内部結合部位との会合を含むであろう。例示のみのためであるが、ＴＲＥＫ−１に関しては、該粒子（単数または複数）は、該イオンチャネルのＮ−末端領域と会合されてもよい。当業者により、数多くのイオンチャネルおよび結合部位が、本発明の方法において利用されてもよいことが、認められるであろう。これ故に、ＴＲＥＫ−１において見られるように該イオンチャネルのＮ−末端領域に対応するか、あるいはＴＲＥＫ−１において見られるように該イオンチャネルのＣＯＯＨ末端領域に対応する内部結合部位が、それ自体知られている他の結合部位同様、利用されてよい。
【００１８】
これ故に、我々は、機械的感受性イオンチャネルを操作する方法をも提供し、これは、直接または間接に、本方法が磁気化可能な粒子のイオンチャネルとの会合を含むことにより、特徴付けられる。
【００１９】
本発明の方法は、哺乳類細胞、または、バクテリア細胞、植物細胞等のような他のタイプの細胞の操作を含んでもよい。しかしながら、当業者により、本発明の方法が、本明細書中で述べられていないタイプの他の細胞を操作するのに使用されてもよいことが、理解されるであろう。更に、本方法は、ｉｎ  ｖｉｔｒｏの方法またはｉｎ  ｖｉｖｏの方法であってよいが、ｉｎ  ｖｉｖｏの方法が好ましい。
【００２０】
好ましくは、本発明の方法は、細胞の遠隔操作および／またはイオンチャネルを作動させることもしくは拮抗させることの遠隔操作、例えば体の外側からの操作、つまり機械的遠隔活性化を含む。
【００２１】
本発明の方法は、それ自体知られている種々の細胞に関して利用されてよい。しかしながら、好ましくは、本方法は、哺乳類体細胞、例えば、骨、軟骨、筋（骨格筋および心筋）、リンパ細胞、内分泌細胞、尿路系細胞、再生系に関する細胞、神経細胞、および腫瘍細胞を用いての使用に適している。
【００２２】
本発明の方法は、本明細書中で前記された細胞内の如何なる従来既知のイオンチャネルと関連して利用されてもよい。本方法は、機械的感受性イオンチャネルにおける使用に特に適している。このような機械的感受性イオンチャネルは、多くのタイプの細胞において同定されており、カルシウムまたはカリウムイオンチャネルとして主に記載されてきたが、本発明の方法はカルシウムまたはカリウムイオンチャネルに関連する使用に限定されないことが、理解されるべきである。例示のみのためであるが、神経細胞における分子レベルおよび機能レベルにおいてよく特徴付けられているこのような１つのチャネルは、染色体遺伝子ＴＲＥＫ−１であり、これは、２Ｐ  Ｋ＋  チャネルファミリーの一角である。ＴＲＥＫ−１チャネルは、骨細胞において同定されているのであるが、脂肪酸および一般的な麻酔薬のような他の外来物質同様、剪断ストレス、細胞膨潤、および膜の伸びに応答することが知られている。
【００２３】
本発明の特別な態様は、機械的感受性イオンチャネルを操作する方法を提供することである。
【００２４】
これらの「機械的感受性」イオンチャネルは、種々の哺乳類、例えばヒト、バクテリア細胞中に存在し、本発明は、これらの細胞が体内および／または細胞培養中で選択的に活性化されることを可能にする。例えば、Ｓｏｋａｂｅ，Ｍ．，Ｆ．Ｓａｃｈｓ，Ａ．Ｊｉｎｇ（１９９１）Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ｖｉｄｅｏ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  ｏｆ  ｐａｔｃｈ  ｃｌａｍｐｅｄ  ｍｅｍｂｒａｎｅｓ：  Ｓｔｒｅｓｓ，ｓｔａｉｎ，ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ，ａｎｄ  ｓｔｒｅｔｃｈ  ｃｈａｎｎｅｌ  ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ｊ．５９：７２２−７２８；Ｓｔｅｗａｒｔ，Ｚ，Ｂ．ＭａｒｔｉｎａｃおよびＪ．Ｄｏｂｓｏｎ（２０００）Ｅｖｉｄｅｎｃｅ  ｆｏｒ  ｍｅｃｈａｎｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅ  ｉｏｎ  ｃｈａｎｎｅｌｓ  ｏｆ  ｓｍａｌｌ  ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ  ｉｎ  ｍａｇｎｅｔｏｔａｃｔｉｃ  ｂａｃｔｅｒｉａ．Ｅｌｅｃｔｒｏ−およびＭａｇｎｅｔｏｂｉｏｌ．１９：８１−８９参照。これらのチャネルが正常細胞機能における道具であり、例えば骨および接続組織の生成、または末梢神経系の活性化において、特に重要な役割を演じているので、それらを例えば体外から遠隔操作できる能力は特に有利であり、中でも鎮痛における適用、例えば、麻酔、治療、組織工学、修復、および癌治療を提供する。
【００２５】
本発明の更なる態様においては、本方法はまた、そうではなくて非応答性であってもよいチャネルの細胞中へのトランスフェクションによる、従来の機械的非感受性細胞および／またはイオンチャネルを伴う使用に適していることがある。
【００２６】
全てのイオンチャネルは、力に応じて開閉し（つまり、コンホメーション状態を変化させる）、このことは、イオンチャネル活性化の背後にある原則である。機械的感受性イオンチャネルの場合、この力により膜の形が崩れ、該チャネルが開く引き金となる。電圧がゲート（の開閉）を司るイオンチャネルおよびリガンドがゲート（の開閉）を司るイオンチャネルは、それらがクーロン力（電圧がゲート（の開閉）を司るイオンチャネルの場合）および結合力（リガンドがゲート（の開閉）を司るイオンチャネルの場合）により発生される該イオンチャネルへの機械的ストレスに応答することにおいて、「機械的感受性」でもある。このように、全てのイオンチャネルは、本明細書中に記載の方法により活性化され得るが、但し、前記の磁気化可能な粒子が直接または間接に、該チャネルのタンパク質の機械的応答領域（部分）と組み合わされる。
【００２７】
これ故に、本発明の１態様においては、該イオンチャネルは電圧がゲート（の開閉）を司るイオンチャネルであり、あるいは、該イオンチャネルはリガンドがゲート（の開閉）を司るイオンチャネルである。
【００２８】
広範な粒子が、本発明の方法において使用されてよい。本発明の方法において使用される磁気化可能な粒子は、固有に磁気を帯びていてもよく、あるいは、磁場において反応するものであってもよい。一般的に、如何なる磁性材料もが使用されてよいが、用語「磁気」により、我々は例えば、常磁性、超常磁性、強磁性、および／または反強磁性である材料を意図し、これらの例は、元素鉄（鉄単体、Ｆｅ）またはこれの化合物、例えば、磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）、マグネマイト（γＦｅ２Ｏ３）、およびグレジット（ｇｒｅｉｇｉｔｅ、Ｆｅ３Ｓ４）のような鉄塩、あるいはクロム化合物、例えば、酸化クロム（ＣｒＯ２）のようなクロム塩、あるいはこれらの如何なる組み合わせをも包含する。好ましくは、該磁性材料は粒子、例えばナノ粒子を含み、これは生体と相容れるコーティングを有する磁気を帯びた中心を含む。これ故に、このような好ましい粒子は、ナノ粒子、および特に中心を持っているナノ粒子、例えばその中心をつつむシリカ殻である。しかしながら、その中心内に多数の磁気中心を有する有孔粒子もである。このような粒子の例は、本明細書中で援用される米国特許第６，５４８，２６４号に記載のナノ粒子である。これ故に、先行技術のナノ粒子は、１ミクロン未満の平均粒径（ｍｅａｎ  ｓｉｚｅ）を持っていることがあり、これらのナノ粒子の各々は、（ａ）磁気化可能な粒子を含む中心、および（ｂ）該中心をつつむシリカ殻を含み、ここでこの磁気化可能な粒子は、本明細書中で前記したような磁性材料である。
【００２９】
これらのミクロおよびナノ粒子（前記細胞に取り付けられるように意図される）は一般的に、実質的に球状または楕円状であろう。これらの粒子の大きさは、中でも前記磁性材料の性質、その適用等によって、変動してよい。しかしながら、粒子の一例は、５０００ｎｍ以下、例えば１ｎｍ〜５０００ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜１０００ｎｍ、より好ましくは１ｎｍ〜３００ｎｍまたは２ｎｍ〜１０ｎｍの平均粒径、例えば直径を持ち得るナノ粒子であってもよい。
【００３０】
これらの細胞への取り付け用の粒子は、コーティングされてもされていなくてもよく、単一でも多数のドメインでもよい。適切な粒子の例は：
（ｉ）Ｓｐｈｅｒｏｔｅｃｈ，Ｉｎｃ．から市販のコーティングされた磁性ミクロ球（ｄ＝４μｍ）。これらのミクロ球は、ポリマーによりコーティングされ磁気的にブロックされた中心からなる。
（ｉｉ）調和可能な粒径（ｄ＝５０〜３００ｎｍ）および狭い粒径分布を有する単一ドメイン、フェライト塗布シリカのナノ粒子
を包含するが、これらには限定されない。
【００３１】
本発明の方法においては、前記イオンチャネルは、本明細書中で前記されたような磁気粒子を、細胞膜の特定の領域および／または該イオンチャネル自体にある特定の「受容体」に取り付けることにより、活性化されてもよい。これ故に、これらのチャネルを活性化させるために要求される磁力はその後、これらの磁気粒子に作用する磁場により、遠隔的に適用され得る。
【００３２】
特に、本発明の方法は、本明細書中前記したような磁性粒子を修飾することを含み、これは、該粒子を１つ以上の特異的な抗体、または細胞内の鍵となる細胞要素を認識するタンパク質結合モチーフにより繋ぎ止めることによる。これらは、インテグリン、カドヘリン、セレクチン、および免疫グロブリンのような膜貫通型接着分子、あるいは、ＲＧＤ（アルギニン−グリシン−アスパラギン酸）のような分散型膜接着タンパク質を包含する。例えば、Ｊ．Ｃｈｅｎ，Ｂ．Ｆａｂｒｙ，Ｅ．Ｌ．Ｓｃｈｉｆｆｒｉｎ、およびＮ．Ｗａｎｇ（２００１）Ｔｗｉｓｔｉｎｇ  ｉｎｔｅｇｒｉｎ  ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ  ｉｎｃｒｅａｓｅｓ  ｅｎｄｏｔｈｅｌｉｎ−１  ｇｅｎｅ  ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｉｎ  ｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌ  ｃｅｌｌｓ，Ａｍ．Ｊ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．Ｃｅｌｌ  Ｐｈｙｓｉｏｌ．２８０：１４７５−８４；Ａ．Ｒ．Ｂａｕｓｃｈ，Ｕ．Ｈｅｌｌｅｒｅｒ，Ｍ．Ｅｓｓｌｅｒ，Ｍ．Ａｅｐｆｅｌｂａｃｈｅｒ、およびＥ．Ｓａｃｋｍａｎｎ（２００１）Ｒａｐｉｄ  ｓｔｉｆｆｅｎｉｎｇ  ｏｆ  ｉｎｔｅｇｒｉｎ  ｒｅｃｅｐｔｏｒ−ａｃｔｉｎ  ｌｉｎｋａｇｅｓ  ｉｎ  ｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌ  ｃｅｌｌｓ  ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  ｗｉｔｈ  ｔｈｒｏｍｂｉｎ：ａ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｂｅａｄ  ｍｉｃｒｏｒｈｅｏｌｏｇｙ  ｓｔｕｄｙ，Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ｊ．８０：２６４９−５７；Ｃａｒｔｍｅｌｌ，ＳＨ，Ｊ．Ｄｏｂｓｏｎ，Ｓ．Ｖｅｒｓｃｈｕｅｒｅｎ，Ａ．Ｅｌ  Ｈａｊ（２００２）Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｆｏｒ  ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ  ｃｕｌｔｕｒｅ  ｏｆ  ｂｏｎｅ  ｃｅｌｌｓ  ｗｉｔｈ  ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ．ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  ＮａｎｏＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅ  １：９２−９７参照。
【００３３】
本発明の方法は、それが種々の疾患の処置法を提供するので、特に有利である。実際、本発明は、１つ以上のイオンチャネルが役割を演じる如何なる疾患にも適用可能な処置法を提供する。加えて、本発明は、痛みの緩和、例えば麻酔の役割を包含する、イオンチャネル活性化の潜在的なコントロール法を提供する。
【００３４】
これ故に、本発明によれば、我々は、イオンチャネルが役割を演じる疾患を患う患者の処置法を提供し、これは、本明細書中前記されたような磁気化可能なナノ粒子のこのような患者への投与、および磁場を使用してそれらの粒子を操作することを含む。
【００３５】
本明細書中前記されたような処置法は、限定されるように解釈されるべきではないが、それは、組織および／または骨の修復において特に有利である。該処置法は、体の標的とされた領域へ、痛みを緩和させる方法、例えば局所麻酔を提供することにより、更なる処置を容易にすることであり得る。
【００３６】
このような細胞の性質は、興味ある組織の性質に依存して変動してよい。例えば、これらの細胞は、新しい靱帯を育てるための靱帯細胞、新しい腱を育てるための腱細胞であってもよい。あるいは、これらの細胞は、軟骨始原細胞のような軟骨細胞および／または他のストローマ細胞であってよい。
【００３７】
これ故に、本発明の方法は、皮膚、軟骨、靱帯、腱、筋、または骨のような組織の再生、あるいは人工組織の生成を包含してよい。
【００３８】
あるいは、本方法は、傷の治癒および／または組織の接着を含んでよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
好ましい実施形態では、本方法は、骨の修復および／または骨の育成を含んでよい。
【００４０】
尚更なる代替法においては、本発明の方法は、例えば歯への適用および／または動物への適用を包含してよい。
【００４１】
本方法はまた、ｉｎ  ｖｉｖｏにおいて細胞（腫瘍細胞のような）を選択的に殺傷するメカニズムとして使用されてもよい。この場合、磁気化可能な粒子は、その標的細胞膜またはイオンチャネルタンパク質に取り付けられ、磁場がｉｎ  ｖｉｖｏにおけるその標的領域に適用される。該細胞膜中のイオンチャネルの急激で周期的な開閉（時間変動する磁場の適用を介する）および／または開放（開いたまま、静磁場の適用を介する）は、イオン（Ｃａ＋＋のような）が該細胞へ流入するようにし、浸透圧ショック、引き続いて細胞死を誘導する。
【００４２】
これ故に、本発明のこの態様によって、我々は、磁気化可能な粒子の細胞との会合により、細胞内イオンチャネルを作動させたり拮抗させたりすることを含む、細胞の破壊方法または細胞成長の阻害方法も提供することができる。
【００４３】
本方法は、例えば磁気化可能な粒子の細胞との会合によって細胞内イオンチャネルを作動させたり拮抗させたりすることにより、細胞に対して浸透圧ショックを誘導する方法を含んでよい。本方法は、腫瘍細胞、例えば癌細胞の処置または弱体化において、特に有用である。
【００４４】
これ故に、本方法は、標的を絞った静磁場を用いてイオンチャネルを開けたままにしておくことによる細胞の殺傷を含んでもよい。あるいは、本方法は、標的を絞った時間変動磁場を用いてイオンチャネルを周期的に開閉することを介する細胞の殺傷を含んでもよい。
【００４５】
本発明の方法においては、磁場は、中でも処置されるべき疾患の性質に依って、変動されてよいが、例えば、０．１〜１０Ｈｚの周波数にあってもよい。しかし、この範囲外の周波数も、使用され得る。磁場は典型的に、１０ｍＴ〜１４００ｍＴの桁の磁束密度を持つであろうが、これに限定されない。
【００４６】
本発明の方法においては、ｉｎ  ｖｉｖｏでの適用の場合に関しては、磁場は体外において発生されてもよく、永久磁石または電磁石により提供されてもよい。磁場は一定または変動可能な場（磁場）であってもよく、例えば、永久磁石が前記細胞に対して相対移動されてもよい。電磁石の場合においては、磁場は任意に交流と組み合わされて、電磁気に対する適切な電流レベルを調えることにより、発生されてもよい。
【００４７】
本発明の尚更なる態様によれば、我々は、磁気化可能な粒子の細胞との会合により、該細胞内イオンチャネルを作動させたり拮抗させたりすること、およびこの磁気化可能な粒子を磁気的に操作することを含む、細胞における治療効果の誘導方法を提供する。
【００４８】
加えて、我々は、該細胞内イオンチャネルを作動させたり拮抗させたりする一方で、磁気化可能な粒子と同時に、別々に、または連続して投与されてよい、治療に活性な物質の投与を含む処置法を提供する。
【００４９】
我々は、細胞へと治療に活性な物質を標的化させる方法も提供し、これは、磁気化可能な粒子の該細胞との会合、この磁気化可能な粒子を磁気的に操作すること、ならびに、同時に、別々に、または連続して、この治療に活性な物質を投与することにより、該細胞内イオンチャネルを作動させたり拮抗させたりすることを含む。
【００５０】
本発明の尚更なる態様によれば、我々は、ｉｎ  ｖｉｖｏにおいて磁気的に細胞を操作する方法における、磁気化可能な粒子の使用も提供する。
【００５１】
この使用は、ｉｎ  ｖｉｖｏプロセスのｅｘ  ｖｉｖｏでの操作を含んでもよい。より具体的には、本発明は、細胞を磁気的に操作するためのシステムの製造における磁気化可能な粒子の使用を提供し、このシステムは、磁気化可能な粒子の細胞との会合、および該細胞内イオンチャネルを作動させたり拮抗させたりすることを含む。
【００５２】
本発明のこの態様によれば、この磁気化可能な粒子は、該細胞と直接会合されてもよい。あるいは、その使用は、この磁気化可能な粒子を、抗体、酵素等と会合させることを含んでもよく、これは引き続き該細胞と会合される。
【００５３】
本発明の使用が細胞内での会合を含む場合。例示のためだけであるが、ＴＲＥＫ−１に関しては、該粒子（単数または複数）は、該イオンチャネルのＮ末端領域と会合されてもよい。あるいは、該粒子（単数または複数）は、該イオンチャネルのＣＯＯＨ末端領域と会合されてもよい。
【００５４】
本発明の使用は、哺乳類細胞、または、バクテリア細胞、植物細胞等のような他のタイプの細胞の操作を含んでもよい。この使用は、ｉｎ  ｖｉｔｒｏでの使用またはｉｎ  ｖｉｖｏでの使用であってもよいが、ｉｎ  ｖｉｖｏでの使用が好ましい。
【００５５】
好ましくは、本発明の使用は、細胞の遠隔操作および／またはイオンチャネルを作動させたり拮抗させたりする遠隔操作、例えば体外からの操作、つまり機械的遠隔活性化を含む。
【００５６】
本発明の使用は、それ自体既知である種々の細胞に関連して利用されてよい。しかしながら、好ましくは、その使用は、哺乳類の体細胞、例えば、骨、軟骨、筋（骨格筋および心筋）、リンパ細胞、内分泌細胞、尿系細胞、再生系に関与する細胞、神経細胞、および腫瘍細胞を用いる使用に適している。
【００５７】
本発明の使用は、本明細書中前記された細胞内の如何なる従来既知のイオンチャネルとも関連して利用されてよい。その使用は、本明細書中前記された機械的感受性イオンチャネルにおける使用に特に適している。
【００５８】
本発明の特別な態様は、機械的感受性イオンチャネルを操作するためのシステムの製造におけるその使用を提供することである。
【００５９】
本発明の更なる態様においては、その使用はまた、さもなくば非応答性であってもよいチャネルを細胞中へトランスフェクションすることにより、従来の機械的非感受性細胞および／またはイオンチャネルを用いる使用にも適していることがある。
【００６０】
本発明の１態様において、該イオンチャネルは電圧開閉イオンチャネルであり、あるいは、該イオンチャネルはリガンド開閉イオンチャネルである。
【００６１】
広範な粒子が、本発明の使用において使用されてよい。一般的に、如何なる磁性材料もが使用されてよく、これらの例は、元素鉄（Ｆｅ）または鉄化合物、例えば、磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）、マグネマイト（γＦｅ２Ｏ３）、およびグレジット（ｇｒｅｉｇｉｔｅ、Ｆｅ３Ｓ４）のような鉄塩、あるいはクロム化合物、例えば、酸化クロム（ＣｒＯ２）のようなクロム塩、あるいはこれらの如何なる組み合わせをも包含する。好ましくは、該磁性材料は粒子を含み、これは生体と相容れるコーティングを有する磁気を帯びた中心を含む。これ故に、このような好ましい粒子は、ナノ粒子、および特に中心を持っているナノ粒子、例えばその中心をつつむシリカ殻である。しかしながら、その孔内に多数の磁気中心を有する有孔粒子もである。このような粒子の例は、本明細書中で援用される米国特許第６，５４８，２６４号に記載のナノ粒子である。
【００６２】
特に、本発明の使用は、本明細書中前記したような磁気化可能な粒子を修飾することを含み、これは、該粒子を１つ以上の特異的な抗体、または細胞内の鍵となる細胞要素を認識するタンパク質結合モチーフにより繋ぎ止めることによる。これらは、インテグリン、カドヘリン、セレクチン、および免疫グロブリンのような膜貫通型接着分子、あるいは、ＲＧＤ（アルギニン−グリシン−アスパラギン酸）のような分散型膜接着タンパク質を包含する。
【００６３】
本発明の使用は、それが種々の疾患の処置における使用に適したシステムを提供するので、特に有利である。実際、本発明は、１つ以上のイオンチャネルが役割を演じる如何なる疾患にも適用可能な処置に適した医薬品の製造における使用を提供する。加えて、本発明は、痛みの緩和、例えば麻酔の役割を包含する、イオンチャネル活性化の潜在的なコントロールのための使用を提供する。
【００６４】
これ故に、本発明によれば、我々は、イオンチャネルが役割を演じる疾患を患う患者の処置に適した医薬品の製造における磁気化可能な粒子の使用を提供し、これは、本明細書中前記されたような磁気化可能な粒子のこのような患者への投与、および磁場を使用してそれらの粒子を操作することを含む。
【００６５】
本明細書中前記されたような使用は、限定されるように解釈されるべきではないが、それは、組織および／または骨の修復において特に有利である。この使用は、体の標的とされた領域へ、痛みを緩和させる方法、例えば局所麻酔を提供することにより、更なる処置を容易にすることであり得る。
【００６６】
このような細胞の性質は、興味ある組織の性質に依存して変動してよい。例えば、これらの細胞は、新しい靱帯を育てるための靱帯細胞、新しい腱を育てるための腱細胞であってもよい。あるいは、これらの細胞は、軟骨始原細胞のような軟骨細胞および／または他のストローマ細胞であってもよい。
【００６７】
これ故に、この使用は、皮膚、軟骨、靱帯、腱、筋、または骨のような組織の再生、あるいは人工組織の生成を包含してもよい。
【００６８】
あるいは、この使用は、傷の治癒および／または組織の接着を含んでもよい。
【００６９】
好ましい実施形態では、この使用は、骨の修復および／または骨の育成を含んでもよい。
【００７０】
尚更なる代替法においては、本発明の使用は、例えば歯への適用および／または動物への適用を包含してもよい。
【００７１】
この使用はまた、本明細書中前記されたように、ｉｎ  ｖｉｖｏにおいて細胞（腫瘍細胞のような）を選択的に殺傷するためのメカニズムとして使用されてもよい。
【００７２】
これ故に、本発明のこの態様によって、我々は、磁気化可能な粒子の細胞との会合により、細胞内イオンチャネルを作動させたり拮抗させたりすることを含む、細胞の破壊または細胞成長の阻害のためのシステムの製造における磁気化可能な粒子の使用も提供する。
【００７３】
この使用は、例えば磁気化可能な粒子の細胞との会合によって細胞内イオンチャネルを作動させたり拮抗させたりすることにより、細胞に対して浸透圧ショックを誘導する方法における使用を含んでもよい。本発明のこの態様における使用は、腫瘍細胞、例えば癌細胞の処置または弱体化において、特に有用である。
【００７４】
これ故に、この使用は、標的を絞った静磁場を用いてイオンチャネルを開けたままにしておくことによる細胞の殺傷を含んでもよい。あるいは、該使用は、標的を絞った時間変動磁場を用いてイオンチャネルを周期的に開閉させることを介する細胞の殺傷を含んでもよい。
【００７５】
本発明の尚更なる態様によれば、我々は、磁気化可能な粒子の細胞との会合により、該細胞内のイオンチャネルを作動させたり拮抗させたりすること、およびこの磁気化可能な粒子を磁気的に操作することを含む、細胞における治療効果を誘導するためのシステムの製造における磁気化可能な粒子の使用を提供する。
【００７６】
加えて、我々は、該細胞内イオンチャネルを作動させたり拮抗させたりする一方で、磁気化可能な粒子と同時に、別々に、または連続して投与されてもよい、治療に活性な物質を含むシステムの製造における磁気化可能な粒子の使用を提供する。
【００７７】
我々は、細胞へと治療に活性な物質を標的化させるためのシステムの製造における磁気化可能な粒子の使用をも提供し、これは、磁気化可能な粒子の該細胞との会合、この磁気化可能な粒子を磁気的に操作すること、ならびに、同時に、別々に、または連続して、この治療に活性な物質を投与することにより、該細胞内イオンチャネルを作動させたり拮抗させたりすることを含む。
【００７８】
本発明の尚更なる態様によれば、我々は、治療に活性な物質、および磁気化可能な粒子の細胞との会合のための手段を含むキットを提供する。
【００７９】
当業者により、治療に活性な従来既知の如何なる物質または治療に活性な物質の組み合わせもが、本発明のキットにおいて利用されてもよいことが、理解されるであろう。
【００８０】
これ故に、該キットは、治療に活性な物質、磁気化可能な粒子の（供給）源、およびこれらの同時、連続的、または別々の投与のための説明書を含有する容器を含んでもよい。本発明のキットは、それ自体既知である他の物質をも包含してよい。本発明は、医薬品の製造における、本明細書中前記されたようなキットの使用をも包含してよい。
【００８１】
［実施例１］［磁気的細胞計算法を使用したＴＲＥＫ−１の活性化］
修飾されたＴＲＥＫ−１遺伝子が、ヒトＨＥＫ２９３細胞株中へトランスフェクションされた。プラスミドのトランスフェクション効率の検出は、共焦点顕微鏡を介してモニターされた膜の脱分極のための蛍光マーカーおよび細胞全体の記録を使用する免疫細胞化学、電気生理学を使用して、ＣＤ８発現をモニターすることにより、行われた。この分子の３つの領域が、図１ａに示されたような配列をコードする１２ｘヒスチジンに関する挿入により、実験操作用に取り付けられた。機能化された、磁気マクロおよびナノ粒子が、該１２ｘヒスチジン（Ｈｉｓ）抗体コーティングを使用して、この細胞膜へと組み合わせられ、力がそのチャネルの異なる領域にかかるようにした。粒子は、１．４テスラまでの表面磁束密度を有する稀土類高磁場磁石（ＮｄＦｅＢ）を、その細胞培養近くの鉛直軸の周りにおいて動かすことにより、捻られた。このプロセスの間中、細胞は、位相差顕微鏡および共焦点顕微鏡を介してモニターされた。細胞中の電気的活性が、細胞全体の記録を使用してモニターされた。
【００８２】
前記に概要したヒスチジンの挿入前のこれら３つの領域に対して生じた特異的モノクローナル抗体が、ｉｎ  ｖｉｖｏにおける内因性ＴＲＥＫチャネルを取り付けるために、発生させられた。
【００８３】
［実施例２］［磁気的細胞計算法を使用した非特異的膜変性］
生体と相容れる磁気マクロおよびナノ粒子が、該細胞膜へと組み合わせられ（特に、ペプチドおよびコラーゲンを含有する抗ＲＧＤモノクローナル抗体と共に）、該細胞の一般化領域を伸ばした（図１ｂ）。磁気的にブロックされた粒子に適用されたトルクは、該細胞膜を変性させ、ＭＳイオンチャネルを直ぐに活性化させ、ある範囲の磁場を適用した。加えて、該細胞は生化学的にアッセイされ、反応経路が磁気による捻りにより開始されつつあるかどうかを決定した（例えば、プロスタグランジンおよび細胞外マトリックス産生）。ガドリニウムまたはアミロリドのようなＭＳイオンチャネルブロッカーが細胞外に加えられ、該ＭＳチャネルが如何なる観測された変化においても有効に働いているかどうかを確認した。
【００８４】
初期の実験は、Ｓｐｈｅｒｏｔｅｃｈ．Ｉｎｃ．から市販の機能化された磁気ミクロ球（ｄ＝４μｍ）を用いた。加えて、磁気的にブロックされ、フェライトを塗布された、調和可能な粒径（ｄ＝５０〜３００ｎｍ）および狭い粒径分布を有するシリカのナノ粒子、ならびに、ＰＶＡ／マグネタイトのナノ粒子を主体とした鉄液体（ｄ＝４〜１０ｎｍ）が、合成された。高磁場稀土類磁石が再び使用され、適用される磁場を発生させた。
【００８５】
［実施例３］［３Ｄモデルにおける磁気による活性化］
３Ｄにおける空間的に標的化されたイオンチャネルの活性化のための磁気を用いた戦略の使用。バイオリアクター内の細胞を播種された構築物を横断して磁場を適用することにより、細胞を播種された足場（ｓｃａｆｆｏｌｄ）が調べられた。これらの細胞中のイオンチャネルは該足場内において活性化され、マトリックス合成および細胞増殖へのこのイオンチャネル活性化の長期の効果が査定された。非特異的活性化、ならびにＴＲＥＫをトランスフェクションされた骨および軟骨細胞株モデルを用いた、磁気粒子を主体としたアプローチが、使用された。
【００８６】
［実施例４］［抗Ｈｉｓ抗体への磁気粒子の付着後のカルシウムチャネル活性］
ＣＯＳ−７細胞が、ＦＬＡＳＨ−ｐｅｒｉｃａｍおよび６ＨｉｓＴＲＥＫ−１と共に、トランスフェクションされた。１μｍの抗Ｈｉｓ抗体によりコーティングされた超常磁性粒子がその後、トランスフェクションされた細胞の表面へと取り付けられ、磁場（７５０Ｇ）の適用により操作された。Ｆｌａｓｈ  ｐｅｒｉｃａｍが使用され、細胞内カルシウム活性における変化をモニターし、それから、この磁気的活性化を行い、引き続いて、ＴＲＥＫ−１の化学的活性化剤であるＲｉｌｕｚｏｌｅ（１００μｍ）に晒させた。
図３に関して、ＣＯＳ−７細胞が、「Ｆｌａｓｈ」ｐｅｒｉｃａｍおよび１２ＨｉｓＴｒｅｋ−１と共にトランスフェクションされた。赤および黄の線は、磁性粒子を取り付けられた細胞を指し示す。緑および白の線は、磁性粒子を取り付けられなかった細胞を指し示す。
磁場は１秒間適用：黄の矢印
培養培地への１００μｍのＲｉｌｕｚｏｌｅの適用：赤の矢印
図４に関して、
チャネル１：緑色は磁性粒子を取り付けられたＨＥＫ２９３細胞、白の矢印はカルシウムの応答を示す。
チャネル２：該細胞へと取り付けられた粒子の動きを実証するものであり、前記磁石の適用を伴う（赤い矢印により指し示される）。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】図１ａ）は、ＴＲＥＫ−１の構造のスキーム表示であり、機械的操作用の磁性ビーズを取り付けるための１２ｘヒスチジンの挿入の３つの部位を示す。  図１ｂ）は、ＲＧＤによりコーティングされたカルボキシル磁鉄粒子（４μｍ）に結合した膜を有する初代ヒト星状細胞を例示する（倍率１０００倍）。
【図２】図２は、ＴＲＥＫイオンチャネルのスキームであり、このタンパク質中に存在する該ヒスチジン（Ｈｉｓ）の取り付けタグの構造および位置を示している。赤い丸はこれら３つの部位、第１次ループ、そのＣＯＯＨ末端、およびそのＮＨ末端における該Ｈｉｓタグの部位を指し示す。
【図３】図３は、細胞内カルシウムの流れの変化を介してモニターされたＴｒｅｋ−１の磁気的活性化を表したものである。
【図４】図４は、Ｆｌａｓｈｐｅｒｉｃａｍと共にトランスフェクションされたＨＥＫ２９３Ｔ細胞において、細胞内カルシウムの一過性の上昇を、ＴＲＥＫ−１のこの磁気的活性化が誘導することを、表したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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