КОМПОЗИЦИИ НУКЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ-КАТИОННОГО ПОЛИМЕРА И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ

1. Композиция, содержащая раствор нуклеиновой кислоты, катионного полимера и углевода, где нуклеиновая кислота и катионный полимер образуют комплекс, и где отношение вес/вес углевода к комплексу нуклеиновая кислота-полимер составляет от 50 до 1000.
2. Композиция по п. 1, которая находится в подлежащей лиофилизации или лиофилизированной форме.
3. Композиция по п. 1 или 2, где указанный комплекс находится в виде наночастицы, содержащей по меньшей мере одну нуклеиновую кислоту и по меньшей мере один катионный полимер.
4. Композиция по п. 3, где размер наночастицы составляет от приблизительно 40 до приблизительно 90 нм.
5. Композиция по п. 1, где отношение составляет менее 500.
6. Композиция по п. 1, где отношение составляет менее 250.
7. Композиция по п. 1, где по меньшей мере одна нуклеиновая кислота представляет собой содержащий по меньшей мере одну нуклеиновую кислоту материал.
8. Композиция по п. 1, где нуклеиновая кислота представляет собой ДНК или РНК.
9. Композиция по п. 1, где нуклеиновая кислота представляет собой аналог основания ДНК или РНК.
10. Композиция по п. 1, где аналог основания выбран из 4-ацетилцитозина, 8-гидрокси-N6-метиладенозина, азиридинилцитозина, псевдоизоцитозина, 5-(карбоксигидроксил-метил)урацила, 5-фторурацила, 5-бромурацила, 5-карбоксиметиламинометил-2-тиоурацила, 5-карбоксиметиламинометилурацила, дигидроурацила, инозина, N6-изопентениладенина, 1-метиладенина, 1-метилпсевдоурацила, 1-метилгуанина, 1-метилинозина, 2,2-диметилгуанина, 2-метиладенина, 2-метилгуанина, 3-метилцитозина, 5-метилцитозина, N6-метиладенина, 7-метилгуанина, 5-метиламинометилурацила, 5-метокси-аминометил-2-тиоурацила, 5'-метоксикарбонилметилурацила, 5-метоксиурацила, 2-метилтио-N6-изопентениладенина, сложного метилового эфира урацил-5-оксиуксусной кислоты, урацил-5-оксиуксусной кислоты, оксибутоксозина, псевдоурацила, квеозина, 2-тиоцитозина, 5-метил-2-тиоурацила, 2-тиоурацила, 4-тиоурацила, 5-метилурацила, урацил-5-оксиуксусной кислоты, квеозина, 2-тиоцитозина и 2,6-диаминопурина.
11. Композиция по п. 1, где нуклеиновая кислота представляет собой плазмиду.
12. Композиция по п. 11, где плазмидная нуклеиновая кислота выбрана из ДНК, shRNA, siRNA и олигонуклеотида.
13. Композиция по п. 11, где плазмида содержит регуляторную последовательность H19.
14. Композиция по п. 13, где последовательность H19 выбрана из промотора H19, энхансера H19 и как промотора H19, так и энхансера H19.
15. Композиция по п. 14, где регуляторная последовательность H19 предусматривает промотор и энхансер H19, и гетерологичная последовательность кодирует белок, выбранный из группы, состоящей из β-галактозидазы, дифтерийного токсина, токсина Pseudomonas, рицина, холерного токсина, гена ретинобластомы, р53, тимидинкиназы простого герпеса, тимидинкиназы ветряной оспы, цитозиндеаминазы, нитроредуктазы, цитохрома р-450 2В1, тимидинфосфорилазы, пуриннуклеозидфосфорилазы, щелочной фосфатазы, карбоксипептидаз А и G2, линамаразы, β-лактамазы и ксантиноксидазы.
16. Композиция по п. 13, где регуляторная последовательность представляет собой промотор IGF-2 Р4 или промотор IGF-2 Р3.
17. Композиция по п. 13, где энхансер H19 находится в направлении 3' по отношению к гетерологичной последовательности.
18. Композиция по п. 17, где гетерологичная последовательность выбрана из кодирующей последовательности для β-галактозидазы, дифтерийного токсина, токсина Pseudomonas, рицина, холерного токсина, гена ретинобластомы, р53, тимидинкиназы простого герпеса, тимидинкиназы ветряной оспы, цитозиндеаминазы, нитроредуктазы, цитохрома р-450 2В1, тимидинфосфорилазы, пуриннуклеозидфосфорилазы, щелочной фосфатазы, карбоксипептидаз А и G2, линамаразы, β-лактамазы, ксантиноксидазы и антисмысловой последовательности, которая специфически гибридизируется с последовательностью, кодирующей ген, выбранный из группы, состоящей из cdk2, cdk8, cdk21, cdc25A, циклина D1, циклина E, циклина cA, cdk4, онкогенных форм p53, c-fos, c-jun, Kr-ras и Her2/neu; при этом гетерологичная последовательность также может кодировать рибозим, который специфично расщепляет РНК, кодирующую ген, выбранный из группы, состоящей из cdk2, cdk8, cdk21, cdc25A, циклина D1, циклина E, циклина A, cdk4, онкогенных форм p53, c-fos, c-jun, Kr-ras и Her2/neu.
2
n
19. Композиция по п. 1, где по меньшей мере один углевод представляет собой соединение с общей формулой (СНО) и выбран из сахаридов, полисахаридов и олигосахаридов.
20. Композиция по п. 19, где по меньшей мере один углевод выбран из моно-, ди-, три- и олигосахаридов, и полисахаридов.
21. Композиция по п. 20, где по меньшей мере один углевод выбран из гликогена, целлюлозы и крахмала.
22. Композиция по п. 19, где по меньшей мере один углевод выбран из моносахаридов.
23. Композиция по п. 22, где моносахарид выбран из глюкозы, фруктозы, маннозы, ксилозы, арабинозы и галактозы.
24. Композиция по п. 19, где по меньшей мере один углевод выбран из дисахаридов.
25. Композиция по п. 24, где дисахарид выбран из трегалозы, сахарозы, целлобиозы, мальтозы и лактозы.
26. Композиция по п. 19, где по меньшей мере один углевод выбран из олигосахаридов.
27. Композиция по п. 26, где олигосахарид выбран из рафинозы, стахиозы и мальтодекстринов.
28. Композиция по п. 19, где по меньшей мере один углевод выбран из трегалозы, глюкозы, сахарозы, лактозы, маннита, сорбита, рафинозы, PVP и декстрозы.
29. Композиция по п. 1, где по меньшей мере один углевод не является глюкозой или сахарозой.
30. Композиция по п. 1, где по меньшей мере один углевод выбран из моносахаридов и дисахаридов.
31. Композиция по п. 1 или 19, или 25, где по меньшей мере один углевод представляет собой трегалозу.
32. Композиция по п. 1, где по меньшей мере один катионный полимер представляет собой гидрофильный или амфифильный катионный полимер.
33. Композиция по п. 32, где катионный полимер выбран из полимеров, содержащих первичные, вторичные, третичные и/или четвертичные аминогруппы.
34. Композиция по п. 33, где по меньшей мере один катионный полимер выбран из полиэтиленимина, полиаллиламина, полиэфирамина, поливинилпиридина, полисахаридов с положительно заряженными функциональными группами на них, полиаминокислот, поли-L-гистидина, поли-D-лизина, поли-DL-лизина, поли-L-лизина, поли-е-CBZ-0-лизина, поли-е-CBZ-DL-лизина, поли-е-CBZ-L-лизина, поли-OL-орнитина, поли-L-орнитина, поли-DELTA-CBZ-DL-орнитина, поли-L-аргинина, поли-DL-аланин-поли-L-лизина, поли(-L-гистидин,L-глутаминовая кислота)-поли-DL-аланин-поли-L-лизина, поли(L-фенилаланин,L-глутаминовая кислота)-поли-DL-аланин-поли-L-лизина, поли(L-тирозин,L-глутаминовая кислота)-поли-DL-аланин-поли-L-лизина, сополимеров L-аргинина с триптофаном, тирозином или серином, сополимеров D-глутаминовой кислоты с D-лизином, сополимеров L-глутаминовой кислоты с лизином, орнитином или смесями лизина и орнитина, и поли-(L-глутаминовой кислоты).
35. Композиция по п. 34, где по меньшей мере один катионный полимер представляет собой полиэтиленимин (PEI).
36. Композиция по п. 35, где по меньшей мере один катионный полимер представляет собой линейный полиэтиленимин (PEI).
37. Композиция по п. 32, где молярное отношение аминогрупп PEI к количеству молей фосфатных групп нуклеиновой кислоты составляет от 2 до 10.
38. Композиция по любому из предыдущих пунктов, где композиция получена путем добавления раствора нуклеиновой кислоты/углевода в раствор катионного полимера/углевода при условиях, обеспечивающих образование комплекса по меньшей мере одной нуклеиновой кислоты с по меньшей мере одним катионным полимером.
39. Композиция по п. 38, где каждый из раствора нуклеиновой кислоты/углевода и раствора катионного полимера/углевода получен отдельно и независимо от другого.
40. Композиция по п. 38, где способ получения включает:
(a) получение раствора по меньшей мере одной нуклеиновой кислоты и по меньшей мере одного углевода;
(b) получение раствора по меньшей мере одного катионного полимера и по меньшей мере одного углевода;
(c) добавление раствора нуклеиновой кислоты/углевода в раствор катионного полимера/углевода при условиях, обеспечивающих образование комплекса по меньшей мере одной нуклеиновой кислоты с по меньшей мере одним катионным полимером, и
(d) необязательно лиофилизацию объединенного раствора нуклеиновой кислоты/катионного полимера/углевода с образованием лиофилизированной композиции.
41. Композиция по п. 40, где способ дополнительно включает стадию образования раствора нуклеиновой кислоты/углевода и стадию образования раствора катионного полимера/углевода.
42. Композиция по п. 40, где способ дополнительно включает:
(а) смешивание некоторого количества по меньшей мере одной нуклеиновой кислоты с первым количеством по меньшей мере одного углевода с образованием раствора нуклеиновой кислоты/углевода и
(b) смешивание некоторого количества по меньшей мере одного катионного полимера со вторым количеством по меньшей мере одного углевода с образованием раствора катионного полимера/углевода.
43. Композиция по п. 38, где добавление раствора нуклеиновой кислоты/углевода в раствор катионного полимера/углевода осуществляют при комнатной температуре.
44. Композиция по любому из предыдущих пунктов, являющаяся лиофилизированной.
45. Способ получения композиции, содержащей по меньшей мере одну нуклеиновую кислоту, по меньшей мере один катионный полимер и по меньшей мере один углевод, при этом способ включает добавление раствора нуклеиновой кислоты/углевода в раствор катионного полимера/углевода при условиях, обеспечивающих образование комплекса по меньшей мере одной нуклеиновой кислоты с по меньшей мере одним катионным полимером.
46. Способ по п. 45, где каждый из раствора нуклеиновой кислоты/углевода и раствора катионного полимера/углевода получают отдельно и независимо от другого.
47. Способ по п. 45, включающий:
(a) получение раствора по меньшей мере одной нуклеиновой кислоты и по меньшей мере одного углевода;
(b) получение раствора по меньшей мере одного катионного полимера и по меньшей мере одного углевода;
(c) добавление раствора нуклеиновой кислоты/углевода в раствор катионного полимера/углевода при условиях, обеспечивающих образование комплекса по меньшей мере одной нуклеиновой кислоты с по меньшей мере одним катионным полимером, и
(d) необязательно лиофилизацию объединенного раствора нуклеиновой кислоты/катионного полимера/углевода с образованием лиофилизированной композиции.
48. Способ по п. 45, дополнительно включающий стадию образования раствора нуклеиновой кислоты/углевода и стадию образования раствора катионного полимера/углевода.
49. Способ по п. 45, включающий:
(a) смешивание некоторого количества по меньшей мере одной нуклеиновой кислоты с первым количеством по меньшей мере одного углевода с образованием раствора нуклеиновой кислоты/углевода и
(b) смешивание некоторого количества по меньшей мере одного катионного полимера со вторым количеством по меньшей мере одного углевода с образованием раствора катионного полимера/углевода.
50. Способ по п. 49, где комплекс по меньшей мере одной нуклеиновой кислоты и по меньшей мере одного катионного полимера превращают в наночастицы материала, при этом размер каждой наночастицы исчисляется нанометрами.
51. Способ по п. 50, где каждая наночастица содержит по меньшей мере одну нуклеиновую кислоту и по меньшей мере один катионный полимер.
52. Способ по п. 51, где размер наночастиц составляет от приблизительно 40 до приблизительно 90 нм.
53. Способ по п. 45, где добавление раствора нуклеиновой кислоты/углевода в раствор катионного полимера/углевода осуществляют при комнатной температуре.
54. Способ по п. 53, где добавление выполняют с постоянной скоростью и при постоянном перемешивании.
55. Способ по п. 45, где отношение по меньшей мере одного углевода к по меньшей мере одной нуклеиновой кислоте составляет менее 1000, или менее 950, или менее 900, или менее 850, или менее 800, или менее 750, или менее 700, или менее 650, или менее 600, или менее 550, или менее 500, или менее 450, или менее 400, или менее 350, или менее 300, или менее 250, или менее 200, или менее 150, или менее 100.
56. Способ по п. 55, где отношение составляет менее 500.
57. Способ по п. 55, где отношение составляет менее 250.
58. Способ по п. 45, дополнительно включающий стадию лиофилизации композиции.
59. Способ по п. 45, где по меньшей мере одна нуклеиновая кислота представляет собой содержащий по меньшей мере одну нуклеиновую кислоту материал.
60. Способ по п. 59, где нуклеиновая кислота представляет собой ДНК или РНК.
61. Способ по п. 59, где нуклеиновая кислота представляет собой аналог основания ДНК или РНК.
62. Способ по п. 61, где аналог основания выбран из 4-ацетилцитозина, 8-гидрокси-N6-метиладенозина, азиридинилцитозина, псевдоизоцитозина, 5-(карбоксигидроксил-метил)урацила, 5-фторурацила, 5-бромурацила, 5-карбоксиметиламинометил-2-тиоурацила, 5-карбоксиметиламинометилурацила, дигидроурацила, инозина, N6-изопентениладенина, 1-метиладенина, 1-метилпсевдоурацила, 1-метилгуанина, 1-метилинозина, 2,2-диметилгуанина, 2-метиладенина, 2-метилгуанина, 3-метилцитозина, 5-метилцитозина, N6-метиладенина, 7-метилгуанина, 5-метил-аминометилурацила, 5-метокси-аминометил-2-тиоурацила, 5'-метоксикарбонилметилурацила, 5-метоксиурацила, 2-метилтио-N6-изопентениладенина, сложного метилового эфира урацил-5-оксиуксусной кислоты, урацил-5-оксиуксусной кислоты, оксибутоксозина, псевдоурацила, квеозина, 2-тиоцитозина, 5-метил-2-тиоурацила, 2-тиоурацила, 4-тиоурацила, 5-метилурацила, урацил-5-оксиуксусной кислоты, квеозина, 2-тиоцитозина и 2,6-диаминопурина.
63. Способ по п. 45, где нуклеиновая кислота представляет собой плазмиду.
64. Способ по п. 63, где плазмидная нуклеиновая кислота выбрана из ДНК, shRNA, siRNA и олигонуклеотида.
65. Способ по п. 63, где плазмида содержит регуляторную последовательность H19.
66. Способ по п. 65, где последовательность Н19 выбрана из промотора Н19, энхансера H19 и как промотора H19, так и энхансера H19.
67. Способ по п. 65, где регуляторная последовательность H19 предусматривает промотор и энхансер H19, и гетерологичная последовательность кодирует белок, выбранный из группы, состоящей из β-галактозидазы, дифтерийного токсина, токсина Pseudomonas, рицина, холерного токсина, гена ретинобластомы, р53, тимидинкиназы простого герпеса, тимидинкиназы ветряной оспы, цитозиндеаминазы, нитроредуктазы, цитохрома р-450 2В1, тимидинфосфорилазы, пуриннуклеозидфосфорилазы, щелочной фосфатазы, карбоксипептидаз А и G2, линамаразы, β-лактамазы и ксантиноксидазы.
68. Способ по п. 65, где регуляторная последовательность представляет собой промотор IGF-2 Р4 или промотор IGF-2 Р3.
69. Способ по п. 65, где энхансер H19 находится в направлении 3' по отношению к гетерологичной последовательности.
70. Способ по п. 69, где гетерологичная последовательность выбрана из кодирующей последовательности для β-галактозидазы, дифтерийного токсина, токсина Pseudomonas, рицина, холерного токсина, гена ретинобластомы, р53, тимидинкиназы простого герпеса, тимидинкиназы ветряной оспы, цитозиндеаминазы, нитроредуктазы, цитохрома р-450 2В1, тимидинфосфорилазы, пуриннуклеозидфосфорилазы, щелочной фосфатазы, карбоксипептидаз А и G2, линамаразы, β-лактамазы, ксантиноксидазы и антисмысловой последовательности, которая специфически гибридизируется с последовательностью, кодирующей ген, выбранный из группы, состоящей из cdk2, cdk8, cdk21, cdc25A, циклина D1, циклина E, циклина A, cdk4, онкогенных форм p53, c-fos, c-jun, Kr-ras и Her2/neu; при этом гетерологичная последовательность также может кодировать рибозим, который специфично расщепляет РНК, кодирующую ген, выбранный из группы, состоящей из cdk2, cdk8, cdk21, cdc25A, циклина D1, циклина E, циклина A, cdk4, онкогенных форм p53, c-fos, c-jun, Kr-ras и Her2/neu.
2
n
71. Способ по п. 45, где по меньшей мере один углевод представляет собой соединение с общей формулой (СНО) и выбран из сахаридов, полисахаридов и олигосахаридов.
72. Способ по п. 45, где по меньшей мере один углевод выбран из моно-, ди-, три- и олигосахаридов, и полисахаридов.
73. Способ по п. 72, где по меньшей мере один углевод выбран из гликогена, целлюлозы и крахмала.
74. Способ по п. 45, где по меньшей мере один углевод выбран из моносахаридов.
75. Способ по п. 74, где моносахарид выбран из глюкозы, фруктозы, маннозы, ксилозы, арабинозы и галактозы.
76. Способ по п. 45, где по меньшей мере один углевод выбран из дисахаридов.
77. Способ по п. 76, где дисахарид выбран из трегалозы, сахарозы, целлобиозы, мальтозы и лактозы.
78. Способ по п. 45, где по меньшей мере один углевод выбран из олигосахаридов.
79. Способ по п. 78, где олигосахарид выбран из рафинозы, стахиозы и мальтодекстринов.
80. Способ по п. 45, где по меньшей мере один углевод выбран из трегалозы, глюкозы, сахарозы, лактозы, маннита, сорбита, рафинозы, PVP и декстрозы.
81. Способ по п. 45, где по меньшей мере один углевод не является глюкозой или сахарозой.
82. Способ по п. 45, где по меньшей мере один углевод выбран из моносахаридов и дисахаридов.
83. Способ по п. 82, где по меньшей мере один углевод представляет собой трегалозу.
84. Способ по п. 45, где по меньшей мере один катионный полимер представляет собой гидрофильный или амфифильный катионный полимер.
85. Способ по п. 84, где катионный полимер выбран из полимеров, содержащих первичные, вторичные, третичные и/или четвертичные аминогруппы.
86. Способ по п. 85, где по меньшей мере один катионный полимер выбран из полиэтиленимина, полиаллиламина, полиэфирамина, поливинилпиридина, полисахаридов с положительно заряженными функциональными группами на них, полиаминокислот, поли-L-гистидина, поли-D-лизина, поли-DL-лизина, поли-L-лизина, поли-е-CBZ-0-лизина, поли-е-CBZ-DL-лизина, поли-е-CBZ-L-лизина, поли-OL-орнитина, поли-L-орнитина, поли-DELTA-CBZ-DL-орнитина, поли-L-аргинина, поли-DL-аланин-поли-L-лизина, поли(-L-гистидин,L-глутаминовая кислота)-поли-DL-аланин-поли-L-лизина, поли(L-фенилаланин,L-глутаминовая кислота)-поли-DL-аланин-поли-L-лизина, поли(L-тирозин,L-глутаминовая кислота)-поли-DL-аланин-поли-L-лизина, сополимеров L-аргинина с триптофаном, тирозином или серином, сополимеров D-глутаминовой кислоты с D-лизином, сополимеров L-глутаминовой кислоты с лизином, орнитином или смесью лизина и орнитина, и поли-(L-глутаминовой кислоты).
87. Способ по п. 86, где по меньшей мере один катионный полимер представляет собой полиэтиленимин (PEI).
88. Способ по п. 87, где по меньшей мере один катионный полимер представляет собой линейный полиэтиленимин (PEI).
89. Способ по п. 87, где молярное отношение аминогрупп PEI к количеству молей фосфатных групп нуклеиновой кислоты составляет от 2 до 10.
90. Способ по п. 45, где по меньшей мере одна нуклеиновая кислота представляет собой плазмиду, по меньшей мере один катионный полимер представляет собой PEI, и по меньшей мере один углевод представляет собой трегалозу.
91. Способ по п. 90, где по меньшей мере одна нуклеиновая кислота и по меньшей мере один катионный полимер образуют комплекс, и где отношение вес/вес углевода к комплексу нуклеиновая кислота-полимер составляет от 50 до 1000.
92. Композиция по п. 1, где по меньшей мере одна нуклеиновая кислота представляет собой плазмиду, по меньшей мере один катионный полимер представляет собой PEI и по меньшей мере один углевод представляет собой трегалозу.