КОМПОЗИЦИИ И СПОСОБЫ ИНГИБИРОВАНИЯ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ АПОЛИПОПРОТЕИНА С-III (АРОС3)
COMPOSITIONS AND METHODS FOR APOLIPOPROTEIN C-III (APOC3) GENE EXPRESSION INHIBITION

Перекрестная ссылка на родственные заявки
По данной заявке испрашивается приоритет предварительной патентной заявки №61/499620, поданной 23 июня 2011, которая включена в настоящее описание посредством ссылки во всей своей полноте.
Ссылка на список последовательностей
Данная заявка включает список последовательностей, поданный электронно в виде текстового файла, названного 11111US_sequencelisting.txt, созданного в XX месяца 201Х, с размером Х00000 байт. Данный список последовательностей включен посредством ссылки.
Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение относится к двухцепочечной рибонуклеиновой кислоте (дцРНК), мишенью которой является ген APOC3, и способам применения данной дцРНК для ингибирования экспрессии APOC3.
Предпосылки создания настоящего изобретения
В США 30% взрослых людей имеют повышенные уровни триглицеридов (ТГ) >150 мг/дл. Распространенность взрослых людей с тяжелой гипертриглицеридемией (ТГ>500 мг/дл) составляет 1,7%. Современное лечение включает изменение образа жизни (рацион, упражнения и прекращение курения), назначение высококачественного рыбьего жира, фибратов и ниацина.
АроС3 представляет собой секретируемый белок печени, для которого показано, что он ингибирует липопротеинлипазы, которые гидролизуют ТГ до свободных жирных кислот; ингибирует АроЕ-опосредованное поглощение печенью ТГ-обогащенных липопротеинов посредством LDLR и LRP, а также независимого от рецептора эндоцитоза; и способствует секреции в печени VLDL. По меньшей мере, одна мутация в человеческом гене APOC3 связана с благоприятной липидограммой. (Pollin TI et al. (2008) A null mutation in human APOC3 confers a favorable plasma lipid profile and apparent cardioprotection. Science. 322(5908):1702-5).
Показано, что двухцепочечные молекулы РНК (дцРНК) блокируют генную экспрессию высококонсервативным регуляторным механизмом, известным как РНК-интерференция (РНКи). В WO 99/32619 (Fire et al.) описано применение дцРНК по меньшей мере из 25 нуклеотидов в длину для ингибирования экспрессии генов в С.elegans. Также показано, что дцРНК разрушает РНК-мишень в других организмах, включая растения (см., например, WO 99/53050, Waterhouse et al.; и WO 99/61631, Heifetz et al.), Drosophila (см., например, Yang, D., et al., Curr. Biol. (2000) 10:1191-1200), и млекопитающих (см. WO 00/44895, Limmer; и DE 10100586.5, Kreutzer et al.).
Сущность настоящего изобретения
Описанной в настоящем изобретении является двухцепочечная рибонуклеиновая кислота (дцРНК) для ингибирования экспрессии гена APOC3, где дцРНК содержит смысловую цепь и антисмысловую цепь, каждая из 30 нуклеотидов или менее в длину, где антисмысловая цепь содержит по меньшей мере 15 смежных нуклеотидов антисмысловой последовательности из таблицы 1, 2, 6, 7 или 10. В одном варианте осуществления дцРНК содержит смысловую цепь, состоящую из нуклеотидной последовательности SEQ ID NO:70, и антисмысловую цепь, состоящую из нуклеотидной последовательности SEQ ID NO:151 (AD-45149.1UM). В другом варианте осуществления последовательность смысловой цепи выбрана из таблицы 1, 2, 6, 7 или 10, и антисмысловая цепь выбрана из таблицы 1, 2, 6, 7 или 10.
В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один нуклеотид дцРНК представляет собой модифицированный нуклеотид, например, по меньшей мере один модифицированный нуклеотид, выбранный из группы, состоящей из: 2'-О-метил-модифицированного нуклеотида, нуклеотида, содержащего 5'-фосфоротиоатную группу, и концевого нуклеотида, соединенного с холестериновым производным или группой на основе бисдециламида додекановой кислоты, 2'-дезокси-2'-фтор-модифицированного нуклеотида, 2'-дезокси-модифицированного нуклеотида, замкнутого нуклеотида, нуклеотида, не содержащего основания, 2'-амино-модифицированного нуклеотида, 2'-алкил-модифицированного нуклеотида, морфолинонуклеотида, фосфороамидата и нуклеотида, содержащего неприродное основание.
В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одна цепь содержит 3'-неспаренный конец по меньшей мере из 1 нуклеотида, или каждая цепь содержит 3'-неспаренный конец по меньшей мере из 2 нуклеотидов.
Любая дцРНК настоящего изобретения может дополнительно содержать лиганд, например, лиганд, который конъюгирован с 3'-концом смысловой цепи дцРНК. В некоторых вариантах осуществления дцРНК настоящего изобретения дополнительно содержит по меньшей мере один N-ацетилгалактозамин.
Кроме того, настоящее изобретение относится к клетке, содержащей любую дцРНК настоящего изобретения; вектору, кодирующему по меньшей мере одну цепь любой дцРНК настоящего изобретения, и клетке, содержащей вектор.
Также включенными в настоящее изобретение являются фармацевтические композиции для ингибирования экспрессии гена APOC3, содержащего любую дцРНК настоящего изобретения. Фармацевтическая композиция может содержать липидный состав, например, липидный состав, содержащий МС3.
Другой аспект настоящего изобретения представляет собой способ ингибирования экспрессии APOC3 в клетке, включающий: (а) приведение клетки в контакт с дцРНК APOC3 настоящего изобретения и (b) выдерживание клетки, полученной на стадии (а), в течение периода времени, достаточного для достижения разрушения мРНК транскрипта гена APOC3, посредством чего ингибируется экспрессия гена APOC3 в клетке. В некоторых вариантах осуществления экспрессия APOC3 ингибируется по меньшей мере на 30%.
Следующий аспект настоящего изобретения представляет собой способ лечения нарушения, опосредованного экспрессией APOC3, включающий введение человеку, нуждающемуся в данном лечении, терапевтически эффективного количества дцРНК APOC3 настоящего изобретения или фармацевтической композиции настоящего изобретения. Нарушение может представлять собой, например, повышенное содержание триглицеридов, например, уровень триглицеридов >150 мг/дл или >500 мг/дл. В некоторых вариантах осуществления введение вызывает увеличение активности липопротеинлипазы и/или липазы печени. дцРНК или фармацевтическую композицию можно вводить при дозе приблизительно от 0,01 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг или приблизительно от 0,5 мг/кг до приблизительно 50 мг/кг.
Описание фигур
На фиг. 1 представлен график, показывающий воздействие на мРНК-мишени, уровни триглицеридов (ТГ) и суммарного холестерина у мышей после обработки киРНК, мишенью которой является APOC3 ("киРНК#1" и киРНК#2").
На фиг. 2 показана структура GalNAc.
На фиг. 3 показана структура киРНК, конъюгированной с Chol-п-(GalNAc)3 через фосфатную связь на 3'-конце.
На фиг. 4 показана структура киРНК, конъюгированной с LCO(GalNAc)3 (a(GalNAc)3-3'-литохолевый-олеоиловый киРНК конъюгат).
Подробное описание настоящего изобретения
Подробности одного или более вариантов осуществления настоящего изобретения изложены в описании ниже. Другие признаки, цели и преимущества настоящего изобретения будут ясны из описания и фигур, и из формулы изобретения.
Настоящее изобретение относится к дцРНК и способам применения дцРНК для ингибирования экспрессии гена APOC3 в клетке или млекопитающем, где мишенью дцРНК является ген APOC3. Настоящее изобретение также относится к композициям и способам лечения патологических состояний и нарушений у млекопитающего, вызванных экспрессией гена APOC3. дцРНК APOC3 направлена на специфическое к последовательности разрушение мРНК APOC3.
Определения
Для удобства, значения определенных терминов и фраз, применяемых в описании, примерах и прилагаемой формуле изобретения, даны ниже. Если есть явное расхождение между применением термина в других частях данного описания и его определением, приведенном в данном параграфе, определение в данном параграфе будет иметь преимущество.
Каждый "G," "С," "А" и "U" обычно обозначает нуклеотид, который содержит гуанин, цитозин, аденин и урацил в качестве основания, соответственно. "Т" и "dT" применяют взаимозаменяемо в настоящем описании, и они относятся к дезоксирибонуклеотиду, в котором основанием нуклеотида является тимин, например, дезоксириботимин. Однако следует понимать, что термин "рибонуклеотид" или "нуклеотид", или "дезоксирибонуклеотид" может также относиться к модифицированному нуклеотиду, как дополнительно подробно описано ниже, или имитирующей заменяющей молекуле. Специалист в данной области техники хорошо осведомлен, что гуанин, цитозин, аденин и урацил может быть заменен другими молекулами по существу без изменения свойств спаривания оснований олигонуклеотида, содержащего нуклеотид, несущий данную заменяющую группу. Например, но без ограничения, нуклеотид, содержащий инозин в качестве его основания может образовывать пару с нуклеотидами, содержащими аденин, цитозин или урацил. Следовательно, нуклеотиды, содержащие урацил, гуанин или аденин можно заменять в нуклеотидных последовательностях настоящего изобретения нуклеотидом, содержащим, например, инозин. Последовательности, содержащие данные заменяющие группы, являются вариантами осуществления настоящего изобретения.
"APOC3" относится к гену аполипопротеина C-III. Согласно NCBI LM интернет-сайту, аполипопротеин C-III представляет собой белок липопротеина очень низкой плотности (VLDL). APOC3 ингибирует липопротеинлипазу и липазу печени; считают, что он задерживает катаболизм обогащенных триглицеридами частиц. Гены APOA1, APOC3 и APOA4 близко примыкают как в крысином, так и в человеческом геномах. Гены A-I и А-IV транскрибируются из одной цепи, тогда как гены A-I и C-III транскрибируются конвергентно. Увеличение уровня ароС-III вызывает развитие гипертриглицеридемии. Человеческая последовательность мРНК APOC3 представлена GenBank с номером доступа NM_000040.1, включенной в настоящее изобретение как SEQ ID NO:1. Последовательность мРНК ANGPTL3 макаки-крабоеда (Масаса fascicularis) представлена GenBank с номером доступа Х68359.1.
Как используется в настоящем описании, "последовательность - мишень" относится к смежной части нуклеотидной последовательности молекулы мРНК, образованной в процессе транскрипции гена APOC3, включая мРНК, которая представляет продукт процессинга РНК первичного продукта транскрипции.
Как используется в настоящем описании, термин "цепь, содержащая последовательность" относится к олигонуклеотиду, содержащему цепь нуклеотидов, которая описана последовательностью, приведенной с использованием стандартной нуклеотидной номенклатуры.
Как используется в настоящем описании и если не указано иное, термин комплементарная при применении для описания первой нуклеотидной последовательности относительно второй нуклеотидной последовательности, относится к способности олигонуклеотида или полинуклеотида, содержащего первую нуклеотидную последовательность, гибридизоваться и образовывать дуплексную структуру в определенных условиях с олигонуклеотидом или полинуклеотидом, содержащим вторую нуклеотидную последовательность, как понятно специалисту в данной области техники.
m
m
Например, первую нуклеотидную последовательность можно описать как комплементарную второй нуклеотидной последовательности, когда две последовательности гибридизуются (например, подвергаются отжигу) в условиях строгой гибридизации. Условия гибдридизации включают температуру, ионную силу, рН и концентрацию органического растворителя для стадий отжига и/или промывки. Термин «условия строгой гибридизации» относится к условиям, в которых первая нуклеотидная последовательность будет предпочтительно гибридизоваться с ее последовательностью-мишенью, например, второй нуклеотидной последовательностью, и в меньшей степени или вообще не будет гибридизоваться с другими последовательностями. Условия строгой гибридизации зависимы от последовательности и являются разными при различных параметрах окружающей среды. Как правило, условия строгой гибридизации выбраны так, чтобы они составляли приблизительно на 5°С ниже термической температуры плавления (T) для нуклеотидной последовательности при определенной ионной силе и рН. Tпредставляет собой температуру (при определенной ионной силе и рН), при которой 50% первых нуклеотидных последовательностей гибридизуются с идеально подходящей последовательностью-мишенью. Подробное руководство по гибридизации нуклеиновых кислот находится, например, в Tijssen (1993) Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology-Hybridization with Nuckeic Acid Probes part I, chap. 2, "Overview of principles of hybridization and the strategy of nucleic acid probe assays," Elsevier, N.Y. ("Tijssen").
Можно применять другие условия, такие как физиологически значимые условия, которые могут быть внутри организма. Специалист в данной области техники сможет определить набор условий, наиболее подходящий для исследования на комплементарность двух последовательностей согласно конечному применению гибридизованных нуклеотидов.
Это включает спаривание оснований олигонуклеотида или полинуклеотида, содержащего первую нуклеотидную последовательность с олигонуклеотидом или полинуклеотидом, содержащим вторую нуклеотидную последовательность по всей длине первой и второй нуклеотидной последовательности. Такие последовательности можно называть "полностью комплементарными" относительно друг друга в настоящем изобретении. Однако когда первую последовательность называют "по существу комплементарной" относительно второй последовательности в настоящем изобретении, две последовательности могут быть полностью комплементарными или они могут образовывать одно или более, но обычно не более 4, 3 или 2 пар оснований, спаренных вопреки принципу комплементарности, при гибдридизации, при этом сохраняя способность гибридизоваться в условиях, наиболее подходящих для их конечного применения. Однако когда два олигонуклеотида конструируют так, чтобы они образовывали при гибдридизации один или более одноцепочечных неспаренных концов, данные неспаренные концы не следует считать спариванием оснований вопреки принципу комплементарности относительно определения комплементарности. Например, дцРНК, содержащую первый олигонуклеотид, из 21 нуклеотида в длину, и второй олигонуклеотид, из 23 нуклеотидов в длину, в которой более длинный олигонуклеотид содержит последовательность в 21 нуклеотид, которая полностью комплементарна более короткому олигонуклеотиду, можно, тем не менее, называть "полностью комплементарной" для целей, описанных в настоящем изобретении.
"Комплементарные" последовательности, как используется в настоящем описании, могут также содержать или могут быть образованы полностью из пар оснований не по Уотсону-Крику и/или пар оснований, образованных неприродными и модифицированными нуклеотидами, поскольку удовлетворяют приведенным выше требованиям относительно их способности гибридизоваться. Данные пары оснований не по Уотсону-Крику включают, но не ограничивается ими, спаривание оснований G:U «качели» или по Хугстену.
Термины «комплементарная», «полностью комплементарная» и «по существу комплементарная» в настоящем изобретении можно использовать в отношении соответствия оснований между смысловой цепью и антисмысловой цепью дцРНК, или между антисмысловой цепью дцРНК и последовательностью-мишенью, как будет понятно из контекста их применения.
Как используется в настоящем описании, полинуклеотид, который является «по существу комплементарным по меньшей мере части матричной РНК (мРНК)» относится к полинуклеотиду, который является по существу комплементарным смежной части соответствующей мРНК (например, мРНК, кодирующей APOC3), содержащей 5' UTR, открытую рамку считывания (ORF) или 3' UTR. Например, полинуклеотид является комплементарным по меньшей мере части мРНК APOC3, если последовательность является по существу комплементарной непрерываемой части мРНК, кодирующей APOC3.
В одном варианте осуществления антисмысловая цепь дцРНК является достаточно комплементарной мРНК-мишени так, чтобы вызвать расщепление мРНК-мишени.
Термин «двухцепочечная РНК» или «дцРНК», как используется в настоящем описании, относится к комплексу молекул рибонуклеиновой кислоты, имеющему дуплексную структуру, содержащую две антипараллельные и по существу комплементарные, как определено выше, цепи нуклеиновых кислот. Как правило, большинство нуклеотидов каждой цепи представляют собой рибонуклеотиды, но, как описано подробно в настоящем изобретении, каждая или обе цепи могут также содержать по меньшей мере один нерибонуклеотид, например, дезоксирибонуклеотид и/или модифицированный нуклеотид. Кроме того, как используется в настоящем описании, «дцРНК» может содержать химические модификации рибонуклеотидов, включая значительные модификации при многочисленных нуклеотидах и включая все типы модификаций, описанные в настоящем изобретении или известные в данной области техники. Любые такие модификации, как использовано в молекуле типа киРНК, включены «дцРНК» для целей данного описания и формулы изобретения.
Две цепи, образующие дуплексную структуру, могут представлять собой различные части одной более длинной молекулы РНК или они могут представлять собой отдельные молекулы РНК. Когда две цепи являются частью одной более длинной молекулы и, следовательно, соединены непрерывной цепью нуклеотидов между 3'-концом одной цепи и 5'-концом соответствующей другой цепи, образующих дуплексную структуру, соединяющую цепь РНК, называют «петлей типа шпилька». Когда две цепи соединены ковалентно способом, отличным от непрерывной цепи нуклеотидов между 3'-концом одной цепи и 5'-концом соответствующей другой цепи, образующих дуплексную структуру, соединяющую структуру называют «линкером». Цепи РНК могут содержать одинаковое или различное количество нуклеотидов. Максимальное количество пар оснований является количеством нуклеотидов в самой короткой цепи дцРНК минус любые неспаренные концы, которые присутствуют в дуплексе. В добавление к дуплексной структуре, дцРНК может содержать один или более нуклеотидных неспаренных концов. Термин «киРНК» также используется в настоящем описании для обозначения дцРНК, как определено выше.
Как используется в настоящем описании, «нуклеотидный неспаренный конец» относится к неспаренному нуклеотиду или нуклеотидам, которые выступают из дуплексной структуры дцРНК, когда 3'-конец одной цепи дцРНК выходит за пределы 5'-конца другой цепи, или наоборот. «Тупой» или «тупой конец» означает то, что нет неспаренных нуклеотидов на данном конце дцРНК, т.е. нет нуклеотидного неспаренного конца. дцРНК «с тупыми концами» представляет собой дцРНК, которая является двухцепочечной по всей длине, т.е. нет нуклеотидного неспаренного конца на обоих концах молекулы.
Термин «антисмысловая цепь» относится к цепи дцРНК, которая содержит область, которая по существу комплементарна последовательности-мишени. Как используется в настоящем описании, термин «область комплементарности» относится к области в антисмысловой цепи, которая является по существу комплементарной последовательности, например, последовательности-мишени, как определено в настоящем изобретении. Когда область комплементарности является неполностью комплементарной последовательности-мишени, нарушение комплементарности наиболее допустимо в концевых областях и, если оно(и) присутствует, обычно в концевой области или областях, например, в пределах 6, 5, 4, 3 или 2 нуклеотидов 5'- и/или 3'-конца.
Термин «смысловая цепь», как используется в настоящем описании, относится к цепи дцРНК, которая содержит область, которая по существу комплементарна области антисмысловой цепи.
Как используется в настоящем описании, термин «липидно-нуклеиновая частица» включает термин «SNALP» и относится к везикуле липидов, покрывающей ограниченную водную внутреннюю часть, содержащую нуклеиновую кислоту, такую как дцРНК, или плазмиду, для которой транскрибируется дцРНК. Липидно-нуклеиновые частицы, например, SNALP, описаны, например, в опубликованных патентных заявках США №20060240093, 20070135372, и USSN 61/045228, поданной 15 апреля 2008. Данные заявки включены в настоящее описание посредством ссылки.
«Введение в клетку» при ссылке на дцРНК означает облегченное поглощение или абсорбцию в клетке, как будет понятно специалисту в данной области техники. Абсорбция или поглощение дцРНК может осуществляться диффузными способами без посторонней помощи или активными клеточными способами, или вспомогательными агентами или устройствами. Значение данного термина не ограничено клетками in vitro; дцРНК можно также «вводить в клетку», где клетка является частью живого организма. В данном случае, введение в клетку будет включать доставку в организм. Например, для in vivo доставки дцРНК можно вводить в место в ткани или вводить системно. In vitro введение в клетку включает способы, известные в данной области техники, такие как электропорация и липофекция. Дополнительные подходы описаны в настоящем описании или они являются известными в данной области техники.
Термины «сайленс», «ингибировать экспрессию», «понижающе регулировать экспрессию», «подавлять экспрессию» и подобные, когда они относятся к гену APOC3, в настоящем описании относятся по меньшей мере к частичному подавлению экспрессии гена APOC3, как проявляется снижением количества мРНК, которую можно выделить из первой клетки или группы клеток, в которых ген APOC3 транскрибируется, и которая обработана или которые обработаны так, что экспрессия гена APOC3 ингибирована, по сравнению со второй клеткой или группой клеток, по существу идентичных первой клетке или группе клеток, но которая не обработана или которые не обработаны таким способом (контрольные клетки). Степень ингибирования обычно выражают в виде
Альтернативно, степень ингибирования может быть приведена в виде снижения параметра, который функционально связан с экспрессией гена APOC3, например, количества белка, кодируемого геном APOC3, который секретируется клеткой, или количества клеток, проявляющих определенный фенотип, например, апоптоз. В принципе, сайленс гена APOC3 можно определить в любой клетке, экспрессирующей мишень, или конститутивно или геномной инженерией, и любым подходящим анализом. Однако когда нужна ссылка для того, чтобы определить, ингибирует ли указанная дцРНК экспрессию гена APOC3 до определенной степени и, следовательно, включена в настоящее изобретение, анализы, приведенные в примерах ниже, будут служить в качестве данной ссылки.
Например, в некоторых случаях, экспрессия гена APOC3 подавлена по меньшей мере приблизительно на 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45% или 50% введением двухцепочечного олигонуклеотида, приведенного в настоящем изобретении. В некоторых вариантах осуществления ген APOC3 подавлен по меньшей мере приблизительно на 60%, 70% или 80% введением двухцепочечного олигонуклеотида, приведенного в настоящем изобретении. В некоторых вариантах осуществления, ген APOC3 подавлен по меньшей мере на приблизительно 85%, 90% или 95% введением двухцепочечного олигонуклеотида, приведенного в настоящем изобретении.
Как используется в настоящем описании в контексте экспрессии APOC3, термины «лечить», «лечение» и подобные относятся к облегчению или ослаблению патологических процессов, опосредованных экспрессией APOC3. В контексте настоящего изобретения, когда они относятся к любому из других состояний, приведенных в настоящем описании ниже (отличным от патологических процессов, опосредованных экспрессией APOC3), термины «лечить», «лечение» и подобные означают облегчение или ослабление по меньшей мере одного симптома, связанного с данным состоянием, или замедление или обращение развития такого состояния.
Как используется в настоящем описании, фразы «эффективное количество» относится к количеству, которое приносит терапевтическую пользу при лечении, предотвращении или контролировании патологических процессов, опосредованных экспрессией APOC3, или явного симптома патологических процессов, опосредованных экспрессией APOC3. Конкретное количество, которое является эффективным, может легко определить практикующий врач, и оно может изменяться в зависимости от факторов, известных в данной области техники, таких как, например, тип патологических процессов, опосредованных экспрессией APOC3, история болезни и возраст пациента, стадия патологических процессов, опосредованных экспрессией APOC3, и введение других агентов против патологических процессов, опосредованных экспрессией APOC3.
Как используется в настоящем описании «фармацевтическая композиция» содержит фармацевтически эффективное количество дцРНК и фармацевтически приемлемый носитель. Как используется в настоящем описании, «фармацевтически эффективное количество», «терапевтически эффективное количество» или просто «эффективное количество» относится к количеству РНК, эффективному для обеспечения предполагаемого фармацевтического, терапевтического или превентивного результата. Например, если указанное клиническое лечение считают эффективным, когда имеется по меньшей мере 25% снижение измеримого параметра, связанного с заболеванием или нарушением, терапевтически эффективное количество лекарственного средства для лечения данного заболевания или нарушения представляет собой количество, необходимое для осуществления по меньшей мере 25% снижения данного параметра. Например, терапевтически эффективное количество дцРНК, мишенью которой является APOC3, может снижать уровень APOC3 в сыворотке по меньшей мере на 25%.
Термин «фармацевтически приемлемый носитель» относится к носителю для введения терапевтического агента. Данные носители включают, но без ограничения, физиологический раствор, забуференный физиологический раствор, декстрозу, воду, глицерин, этанол и их комбинации. Термин, в частности, включает среду для клеточных культур. Что касается лекарственных средств, водимых перорально, фармацевтически приемлемые носители включают, но без ограничения, фармацевтически приемлемые эксципиенты, такие как разбавители, дезинтегранты, связующие, лубриканты, подсластители, ароматизаторы, красители и консерванты. Подходящие инертные разбавители включают карбонат натрия и кальция, фосфат натрия и кальция и лактозу, тогда как кукурузный крахмал и альгиновая кислота представляют собой подходящие дезинтегранты. Связующие включают крахмал и желатин, тогда как лубриканты, если они присутствуют, будут обычно представлять собой стеарат магния, стеариновую кислоту или тальк. При желании, таблетки можно покрывать материалом, таким как глицеринмоностеарат или глицериндистеарат, для замедления поглощения в желудочно-кишечном тракте.
Как используется в настоящем описании, «трансформированная клетка» представляет собой клетку, в которую введен вектор, из которого экспрессируется молекула дцРНК.
Двухцепочечная рибонуклеиновая кислота (дцРНК)
Как описано более подробно в настоящем описании, настоящее изобретение относится к молекулам двухцепочечной рибонуклеиновой кислоты (дцРНК) для ингибирования экспрессии гена APOC3 в клетке или млекопитающем, где дцРНК содержит антисмысловую цепь, содержащую область комплементарности, которая является комплементарной по меньшей мере части мРНК, образующейся при экспрессии гена APOC3, и где область комплементарности составляет менее чем 30 нуклеотидов в длину, обычно 19-24 нуклеотидов в длину, и где указанная дцРНК, при контакте с клеткой, экспрессирующей указанный ген APOC3, ингибирует экспрессию указанного гена APOC3 по меньшей мере на 30%, как оценено, например, ПЦР или способом гибридизации с использованием разветвленных ДНК (bDNA), или способом на основе белка, таким как вестерн-блоттинг. Экспрессию гена APOC3 можно снизить по меньшей мере на 30% при сравнении анализом, описанном в примерах ниже. Например, экспрессию гена APOC3 в клеточной культуре, такой как в Нер3В клетках, можно оценить измерением уровня мРНК APOC3, таким как bDNA или TaqMan анализом, или измерением концентрации белка, таким как ELISA анализ. дцРНК настоящего изобретения может дополнительно содержать один или более одноцепочечных нуклеотидных неспаренных концов.
дцРНК может быть синтезирована стандартными способами, известными в данной области техники, как дополнительно обсуждается ниже, например, использованием автоматизированного ДНК синтезатора, такого как коммерчески доступный, например, от Biosearch, Applied Biosystems, Inc. дцРНК содержит две цепи РНК, которые являются достаточно комплементарными для гибридизации, образуя дуплексную структуру. Одна цепь дцРНК (антисмысловая цепь) содержит область комплементарности, которая является по существу комплементарной и обычно полностью комплементарной последовательности-мишени, полученной из последовательности мРНК, образованной в процессе экспрессии гена APOC3, другая цепь (смысловая цепь) содержит область, которая комплементарна антисмысловой цепи, так что две цепи гибридизуются и образуют дуплексную структуру при смешивании в подходящих условиях. Как правило, дуплексная структура состоит из 15-30 или 25-30, или 18-25, или 19-24, или 19-21, или 19, 20 или 21 пар оснований в длину. В одном варианте осуществления дуплекс состоит из 19 пар оснований в длину. В другом варианте осуществления дуплекс состоит из 21 пары оснований в длину. Когда две различные киРНК используют в комбинации, длины дуплексов могут быть одинаковыми или могут отличаться.
Каждая цепь дцРНК настоящего изобретения обычно состоит из 15-30 или 18-25, или 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 или 25 нуклеотидов в длину. В других вариантах осуществления каждая цепь состоит из 25-30 нуклеотидов в длину. Каждая цепь дуплекса может иметь одинаковую или различную длину. Когда две различные киРНК применяют в комбинации, длины каждой цепи каждой киРНК могут быть одинаковыми или могут отличаться.
дцРНК настоящего изобретения включают дцРНК, которые являются более длинными, чем 21-23 нуклеотида, например, дцРНК, которые являются достаточно длинными для обработки Dicer, являющимся РНКазным III ферментом, до киРНК 21-23 пар оснований в длину, которые затем встраиваются в RISC. Соответственно, дцРНК настоящего изобретения может состоять по меньшей мере из 25, 26, 27, 28, 29, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или по меньшей мере 100 пар оснований в длину.
дцРНК настоящего изобретения может содержать один или более одноцепочечных неспаренных концов из одного или более нуклеотидов. В одном варианте осуществления по меньшей мере один конец дцРНК содержит одноцепочечный нуклеотидный неспаренный конец из 1-4, обычно 1 или 2 нуклеотидов. В другом варианте осуществления антисмысловая цепь дцРНК содержит неспаренные концы из 1-10 нуклеотидов, каждый на 3'-конце и 5'-конце в смысловой цепи. В следующих вариантах осуществления смысловая цепь дцРНК содержит неспаренные концы из 1-10 нуклеотидов, каждый на 3'-конце и 5'-конце в антисмысловой цепи.
дцРНК, имеющие по меньшей мере один нуклеотидный неспаренный конец, могут обладать неожиданно лучшими ингибирующими свойствами, чем копия с тупыми концами. В некоторых вариантах осуществления наличие только одного нуклеотидного неспаренного конца усиливает активность интерференции дцРНК, без воздействия на ее суммарную стабильность. Проверено, что дцРНК, содержащая только один неспаренный конец, является особенно стабильной и эффективной in vivo, а также в ряде клеток, средах для клеточных культур, крови и сыворотке. Как правило, одноцепочечный неспаренный конец расположен на 3'-конце антисмысловой цепи или, альтернативно, на 3'-конце смысловой цепи. дцРНК может также содержать тупой конец, обычно расположенный на 5'-конце антисмысловой цепи. Такие дцРНК могут обладать повышенной стабильностью и ингибирующей активностью, таким образом, обеспечивая введение при низких дозах, т.е. менее чем 5 мг/кг массы тела реципиента в день. Как правило, антисмысловая цепь дцРНК содержит нуклеотидный неспаренный конец на 3'-конце, и 5'-конец является тупым. В другом варианте осуществления один или более нуклеотидов на неспаренном конце заменен нуклеозидтиофосфатом.
В одном варианте осуществления ген APOC3 представляет собой ген humAPOC3. В конкретных вариантах осуществления смысловая цепь дцРНК представляет собой одну из смысловых последовательностей из таблиц 1, 2, 6, 7, 11 или 12, и антисмысловая цепь представляет собой одну из антисмысловых последовательностей таблиц 1, 2, 6, 7, 11 или 12. Альтернативные антисмысловые агенты, мишенью которых являются другие области в последовательности-мишени, приведенные в таблицах 1, 2, 6, 7, 11 или 12, можно легко определить, используя последовательность-мишень и фланкирующую APOC3 последовательность.
Специалисту в данной области техники хорошо известно, что дцРНК, имеющие дуплексную структуру 20-23, но конкретно 21 пару оснований, известны как особенно эффективные для индукции РНК интерференции (Elbashir et al., EMBO 2001, 2 0:6877-6888). Однако обнаружено, что другие дцРНК, которые являются более короткими или более длинными дцРНК, могут быть также эффективными. В вариантах осуществления, описанных выше, в соответствии с типом олигонуклеотидных последовательностей, приведенных в таблицах 1, 2, 6, 7, 11 или 12, дцРНК, представленные в настоящем изобретении, могут содержать по меньшей мере одну цепь длины, описанной в настоящем описании. Обосновано ожидать, что более короткие дцРНК, содержащие одну из последовательностей таблиц 1, 2, 6, 7, 11 или 12, минус только несколько нуклеотидов на одном или обоих концах могут быть аналогично эффективными при сравнении с дцРНК, описанными выше. Следовательно, дцРНК, содержащие частичную последовательность по меньшей мере из 15, 16, 17, 18, 19, 20 или более смежных нуклеотидов из одной из последовательностей таблиц 1, 2, 6, 7, 11 или 12, и отличающиеся по их способности ингибировать экспрессию гена APOC3 в анализе, как описано в настоящем описании ниже, не более чем на 5, 10, 15, 20, 25 или 30% ингибирования от дцРНК, содержащей полную последовательность, охватываются настоящим изобретением. Кроме того, дцРНК, которые расщепляют требуемую APOC3 последовательность-мишень, можно легко получить, используя соответствующую антисмысловую последовательность и комплементарную смысловую последовательность APOC3.
Кроме того, дцРНК, приведенные в таблицах 1, 2, 6, 7, 11 или 12, определяют место в APOC3, которое подвержено расщеплению на основе РНКи. Как таковое, настоящее изобретение дополнительно относится к дцРНК, мишенью которых является последовательность, являющаяся мишенью одного из агентов настоящего изобретения. Как используется в настоящем описании, считают, что вторая дцРНК направлена на последовательность первой дцРНК, если вторая дцРНК расщепляет единицу генетического кода где-нибудь в пределах мРНК, которая является комплементарной антисмысловой цепи первой дцРНК. Такая вторая дцРНК будет обычно состоять по меньшей мере из 15 смежных нуклеотидов первой из последовательностей, приведенных в таблицах 1, 2, 6, 7, 11 или 12, соединенных с дополнительными нуклеотидными последовательностями, взятыми из области, смежной выбранной последовательности в гене APOC3.
Расщепление РНК мишени можно определить обычно гель-электрофорезом и, при необходимости, связанными с ним способами гибдридизации нуклеиновых кислот, известными в данной области техники. Участок расщепления в мРНК мишени дцРНК можно определить, применяя способы, обычно известные специалисту в данной области техники, например, способом 5'-RACE, описанным в Soutschek et al., Nature; 2004, volume 432, p. 173-178 (которая включена в настоящее описание посредством ссылки для всех целей).
дцРНК, представленная в настоящем изобретении, может содержать одно или более нарушений комплементарности с последовательностью-мишенью. В одном варианте осуществления дцРНК, представленная в настоящем изобретении, содержит не более 3 нарушений комплементарности. Если антисмысловая цепь дцРНК содержит нарушение комплементарности с последовательностью-мишенью, предпочтительно, чтобы участок нарушения комплементарности не располагался в области комплементарности. Если антисмысловая цепь дцРНК содержит нарушение комплементарности с последовательностью-мишенью, предпочтительно, чтобы нарушение комплементарности было ограничено 5 нуклеотидами с каждого из концов, например, 5, 4, 3, 2 или 1 нуклеотидом с каждого из 5'- или 3'-концов области комплементарности. Например, для 23 нуклеотидной дцРНК цепи, которая является комплементарной области гена APOC3, дцРНК обычно не содержит какого-либо нарушения комплементарности в пределах центральных 13 нуклеотидов. Способы, описанные в настоящем изобретении, можно применять для определения является ли дцРНК, содержащая нарушение комплементарности с последовательностью-мишенью, эффективной для ингибирования экспрессии гена APOC3. Оценка эффективности дцРНК с нарушением комплементарности при ингибировании экспрессии гена APOC3 является важной, особенно, если известно, что конкретная область комплементарности в гене APOC3 обладает полиморфной изменчивостью последовательности в популяции.
В другом аспекте настоящее изобретение представляет собой одноцепочечную антисмысловую олигонуклеотидную РНКи. Антисмысловой олигонуклеотид представляет собой одноцепочечный олигонуклеотид, который является комплементарным последовательности в пределах мРНК-мишени. Антисмысловые олигонуклеотиды могут ингибировать трансляцию стехиометрическим способом спаривания оснований с мРНК и физической блокировкой системы трансляции, см. Dias, N. et al., (2002) Mol. Cancer Ther. 1:347-355. Антисмысловые олигонуклеотиды могут также ингибировать экспрессию белка-мишени связыванием с мРНК-мишенью и стимуляцией разрушения мРНК-мишени РНКазой-Н. Одноцепочечная антисмысловая молекула РНК может состоять приблизительно из 13 до приблизительно 30 нуклеотидов в длину и содержать последовательность, которая является комплементарной последовательности-мишени. Например, одноцепочечная антисмысловая молекула РНК может содержать последовательность, которая состоит по меньшей мере приблизительно из 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 или более смежных нуклеотидов одной из антисмысловых последовательностей таблиц 1, 2, 6, 7 или 10.
Модификации
В еще другом варианте осуществления дцРНК химически модифицируют для увеличения стабильности. Нуклеиновые кислоты, представленные в настоящем изобретении, можно получить и/или модифицировать способами, хорошо разработанными в данной области техники, такими как способы, описанные в «Current protocols in nucleic acid chemistry,» Beaucage, S.L. et al. (Eds.), John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, USA, которая включена в настоящее описание посредством ссылки. Конкретные примеры дцРНК соединений, полезных в настоящем изобретении, включают дцРНК, содержащие модифицированные остовы или неприродные межнуклеотидные связи. Как определено в данном описании, дцРНК, содержащие модифицированные остовы, включают дцРНК, которые сохраняют атом фосфора в остове, и дцРНК, которые не содержат атом фосфора в остове. Для целей настоящего описания и как иногда ссылаются в данной области техники, модифицированные дцРНК, которые не содержат атом фосфора в их межнуклеотидном остове, можно считать олигонуклеозидами.
Модифицированные дцРНК остовы включают, например, фосфоротиоаты, хиральные фосфоротиоаты, фофородитиоаты, фосфотриэфиры, аминоалкилфосфотриэфиры, метил и другие алкилфосфонаты, включая 3'-алкиленфосфонаты и хиральные фосфонаты, фосфинаты, фосфороамидаты, включая 3'-аминофосфороамидат и аминоалкилфосфороамидаты, тионофосфороамидаты, тионоалкилфосфонаты, тионоалкилфосфотриэфиры и боранофосфаты, содержащие нормальные 3'-5' связи, их 2'-5' соединенные аналоги и такие, которые содержат обратную направленность, где соседние пары нуклеозидных блоков соединены 3'-5' с 5'-3' или 2'-5' с 5'-2'. Различные соли, смешанные соли и формы свободной кислоты являются также включенными.
Репрезентативные патенты США, в которых описано получение приведенных выше содержащих фосфор связей, включают, но без ограничения, патенты США 3687808; 4469863; 4476301; 5023243; 5177195; 5188897; 5264423; 5276019; 5278302; 5286717; 5321131; 5399676; 5405939; 5453496; 5455233; 5466677; 5476925; 5519126; 5536821; 5541316; 5550111; 5563253; 5571799; 5587361 и 5625050, каждый из которых включен в настоящее описание посредством ссылки.
2
Модифицированные дцРНК остовы, которые могут не содержать атом фосфора, включают остовы, которые образованы короткоцепочечными алкильными или циклоалкильными межнуклеозидными связями, смешанными гетероатомными и алкильными или циклоалкильными межнуклеозидными связями, или одной или более межнуклеозидными гетероароматическими или гетероциклическими межнуклеозидными связями. Они включают связи, содержащие морфолиновые связи (образованные частично из сахарной части нуклеозида); силоксановые остовы; сульфидные, сульфоксидные и сульфоновые остовы; формацетильные и тиоформацетильные остовы; метиленформацетильные и тиоформацетильные остовы; содержащие алкен остовы; сульфаматные остовы; метилениминные и метиленгидразиновые остовы; сульфонатные и сульфамидные остовы; амидные остовы и другие, содержащие смешанные N, О, S и СН компонентные части.
Репрезентативные патенты США, в которых описано получение приведенных выше олигонуклеозидов, включают, но без ограничения, патенты США 5034506; 5166315; 5185444; 5214134; 5216141; 5235033; 564562; 5264564; 5405938; 5434257; 5466677; 5470967; 5489677; 5541307; 5561225; 5596086; 5602240; 5608046; 5610289; 5618704; 5623070; 5663312; 5633360; 5677437 и 5677439, каждый из которых включен в настоящее описание посредством ссылки.
В других подходящих миметиках дцРНК, как сахарная, так и межнуклеозидная связь, т.е. остов, нуклеотидного блока заменены новыми группами. Остатки гетероциклических оснований оставляют для гибдридизации с подходящей нуклеиновой кислотой, являющейся мишенью. Один данный олигомерный миметик, дцРНК миметик, для которого показано, что он обладает превосходными гибдридизационными свойствами, называют пептидо-нуклеиновой кислотой (ПНК). В ПНК соединениях сахарный остов дцРНК заменен содержащим амид остовом, в частности аминоэтилглициновый остов. Гетероциклические основания оставляют и непосредственно или опосредованно связывают с аза атомами азота амидной части остова. Репрезентативные патенты США, в которых описано получение ПНК соединений, включают, но без ограничения, патенты США 5539082; 5714331 и 5719262, каждый из которых включен в настоящее описание посредством ссылки. Дополнительное описание ПНК соединений можно найти в Nielsen et al., Science, 1991, 254, 1497-1500.
2
2
2
3
2
2
3
2
2
3
3
2
3
2
2
2
Другие варианты осуществления настоящего изобретения представляют собой дцРНК с фосфоротиоатными остовами и олигонуклеозиды с гетероатомными остовами, и, в частности, -СН-NH-CH-, -CH-N(СН)-O-СН- [также известный как метилен (метилимино) или MMI остов], -CH-O-N(СН)-СН-, -СН-N(СН)-N(СН)-СН- и -N(СН)-СН-СН- [где нативный фосфодиэфирный остов представлен как -O-Р-O-СН-] вышеуказанного патента США 5489677, и амидные остовы вышеуказанного патента США 5602240. Также предпочтительными являются дцРНК, содержащие структуры морфолинового остова вышеуказанного патента США 5034506.
1
10
2
10
2
n
m
3
2
n
3
2
n
2
2
n
3
2
n
2
2
n
2
n
3
2
1
10
3
3
3
3
2
3
2
2
3
2
2
2
3
2
2
3
2
2
2
2
2
Модифицированные дцРНК могут также содержать одну или более замещенных сахарных групп.Предпочтительные дцРНК содержат в положении 2' одну из следующих групп: ОН; F; О-, S- или N-алкил; О-, S- или N-алкенил; О-, S- или N-алкинил; или О-алкил-О-алкил, где алкил, алкенил и алкинил могут быть незамещенными или замещены C-Салкилом или С-Салкенилом и алкинилом. Особенно предпочтительными являются О[(СН)O]CH, O(CH)OCH, O(CH)NH, O(СН)CH, O(СН)ONH и O(CH)ON[(СН)CH)], где n и m равны 1 до приблизительно 10. Другие предпочтительные дцРНК содержат в положении 2' одну из следующих групп: низший C-Салкил, замещенный низший алкил, алкарил, аралкил, О-алкарил или O-аралкил, SH, SCH, OCN, Cl, Br, CN, CF, OCF, SOCH, SOCH, ONO, NO, N, NH, гетероциклоалкил, гетероциклоалкарил, аминоалкиламино, полиалкиламино, замещенный силил, РНК расщепляющую группу, репортерную группу, интеркалятор, группу для улучшения фармакокинетических свойств дцРНК или группу для улучшения фармакодинамических свойств дцРНК, и другие заместители, обладающие аналогичными свойствами. Предпочтительная модификация включает 2'-метоксиэтокси (2'-O-СНСНОСН, также известную как 2'-О-(2-метоксиэтил) или 2'-МОЕ) (Martin et al., Helv. Chim. Acta, 1995, 78, 486-504), т.е. алкоксиалкокси группу. Следующая предпочтительная модификация включает 2'-диметиламинооксиэтокси, т.е. группу О(СН)ON(СН), также известную как 2-DMAOE, как описано в примерах настоящего описания ниже, и 2'-диметиламиноэтоксиэтокси (также известную в данной области техники как 2'-О-диметиламиноэтоксиэтил или 2'-DMAEOE), т.е. 2'-O-CH-O-CH-N(СН), также описанную в примерах настоящего описания ниже.
3
2
2
2
2
Другие предпочтительные модификации включают 2'-метокси (2'-ОСН), 2'-аминопропокси (2'-OCHCHCHNH) и 2'-фтор (2'-F). Аналогичные модификации можно получить в других положениях в дцРНК, в частности в положении 3' сахара в 3'-концевом нуклеотиде или в 2'-5' соединенных дцРНК и положении 5' 5'-концевого нуклеотида. дцРНК могут также содержать сахарные миметики, такие как циклобутильные группы вместо пентофуранозильного сахара. Репрезентативные патенты США, в которых описано получение модифицированных сахарных структур, включают, но без ограничения, патенты США 4981957; 5118800; 5319080; 5359044; 5393878; 5446137; 5466786; 5514785; 5519134; 5567811; 5576427; 5591722; 5597909; 5610300; 5627053; 5639873; 5646265; 5658873; 5670633 и 5700920, обладателями некоторых из которых главным образом являются заявители настоящей заявки, и каждый из которых включен в настоящее описание посредством ссылки во всей своей полноте.
дцРНК могут также содержать модификации или заместители нуклеинового основания (часто называемого в данной области техники просто «основание»). Как используется в настоящем описании, «немодифицированные» или «природные» нуклеиновые основания включают пуриновые основания: аденин (А) и гуанин (G), и пиримидиновые основания: тимин (Т), цитозин (С) и урацил (U). Модифицированные нуклеиновые основания включают другие синтетические и природные нуклеиновые основания, такие как 5-метилцитозин (5-me-С), 5-гидроксиметилцитозин, ксантин, гипоксантин, 2-аминоаденин, 6-метильные и другие алкильные производные аденина и гуанина, 2-пропильные и другие алкильные производные аденина и гуанина, 2-тиоурацил, 2-тиотимин и 2-тиоцитозин, 5-галогенурацил и цитозин, 5-пропинилурацил и цитозин, 6-азоурацил, цитозин и тимин, 5-урацил (псевдоурацил), 4-тиоурацил, 8-галоген, 8-амино, 8-тиол, 8-тиоалкил, 8-гидроксил и другие 8-замещенные аденины и гуанины, 5-галоген, в частности 5-бром, 5-трифторметил и другие 5-замещенные урацилы и цитозины, 7-метилгуанин и 7-метиладенин, 8-азагуанин и 8-азааденин, 7-деазагуанин и 7-деазааденин и 3-деазагуанин и 3-деазааденин.
Дополнительные нуклеиновые основания включают основания, описанные в патенте США 3687808, основания, описанные в The Concise Encyclopedia Of Polymer Science and Engineering, pages 858-859, Kroschwitz, J. L, ed. John Wiley & Sons, 1990, основания, описанные Englisch et al., Angewandte Chemie, International Edition, 1991, 30, 613, и основания, описанные Sanghvi, Y S., chapter 15, dsRNA Research and Applications, pages 289-302, Crooke, S.T. and Lebleu, В., Ed., CRC Press, 1993. Некоторые из этих нуклеиновых оснований являются особенно пригодными для увеличения связывающей способности олигомерных соединений, представленных в настоящем изобретении. Они включают 5-замещенные пирролидины, 6-азапиримидины и N-2, N-6 и O-6 замещенные пурины, включая 2-аминопропиладенин, 5-пропинилурацил и 5-пропинилцитозин. Показано, что 5-метилцитозиновые замещения увеличивают стабильность дуплекса нуклеиновой кислоты на 0,6-1,2°С (Sanghvi, Y.S., Crooke, S.Т. and Lebleu, В., Eds., dsRNA Research and Applications, CRC Press, Boca Raton, 1993, pp. 276-278) и являются примерами замещения оснований, даже более конкретно при комбинировании с 2'-О-метоксиэтильными сахарными модификациями.
Репрезентативные патенты США, в которых описано получение некоторых из вышеуказанных модифицированных нуклеиновых оснований, а также других модифицированных нуклеиновых оснований, включают, но без ограничения, вышеуказанный патент США 3687808, а также патенты США 4845205; 513030; 5134066; 5175273; 5367066; 5432272; 5457187; 5459255; 5484908; 5502177; 5525711; 5552540; 5587469; 5594121, 5596091; 5614617 и 5681941, каждый из которых включен в настоящее описание посредством ссылки, и патент США 5750692, также включенный в настоящее описание посредством ссылки.
Конъюгаты
Другая модификация дцРНК настоящего изобретения включает химическое связывание с дцРНК одной или более групп или конъюгатов, которые увеличивают активность, распределение в клетке или клеточное поглощение дцРНК. Данные группы включают, но без ограничения, липидные группы, такие как холестериновая группа (Letsinger et al., Proc. Natl. Acid. Sci. USA, 1989, 86:6553-6556), холиновая кислота (Manoharan et al., Biorg. Med. Chem. Let, 1994, 4:1053-1060), тиоэфир, например, берил-S-тритилтиол (Manoharan et al., Ann. N.Y. Acad. Sci., 1992, 660:306-309; Manoharan et al., Biorg. Med. Chem. Let., 1993, 3:2765-2770), тиохолестерин (Oberhauser et al., Nucl. Acids Res., 1992, 20:533-538), алифатическая цепь, например, додекандиольный или ундецильный остатки (Saison-Behmoaras et al., EMBO J, 1991, 10:1111-1118; abanov et al., FEBS Lett., 1990, 259:327-330; Svinarchuk et al., Biochimie, 1993, 75:49-54), фосфолипид, например, дигексадецил-рац-глицерин или 1,2-ди-О-гексадецил-рац-глицеро-3-Н-фосфонат триэтиламмония (Manoharan et al., Tetrahedron Lett., 1995, 36:3651-3654; Shea et al., Nucl. Acids Res., 1990, 18:3777-3783), полиаминная или полиэтиленгликольная цепь (Manoharan et al., Nucleosides & Nucleotides, 1995, 14:969-973), или адамантануксусная кислота (Manoharan et al., Tetrahedron Lett., 1995, 36:3651-3654), пальмитильная группа (Mishra et al., Biochim. Biophys. Acta, 1995, 1264:229-237), или октадециламинная или гексиламинокарбонилоксихолестериновая группа (Crooke et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 1996, 277:923-937).
He обязательно для всех положений в указанном соединении, чтобы они были одинаково модифицированы, и действительно, более одной из приведенных выше модификаций можно вводить в одно соединение или даже в один нуклеозид в дцРНК. Настоящее изобретение также включает дцРНК соединения, которые представляют собой химерные соединения. «Химерные» дцРНК соединения, или «химеры», в контексте настоящего изобретения, представляют собой дцРНК соединения, в частности дцРНК, которые содержат две или более химически отличающихся областей, причем каждая получена по меньшей мере из мономерного блока, т.е. нуклеотида в случае дцРНК соединения. Данные дцРНК обычно содержат по меньшей мере одну область, в которой дцРНК химически модифицируют так, чтобы она придавала дцРНК повышенную устойчивость к разрушению нуклеазами, повышенное клеточное поглощение и/или повышенную связывающую способность к нуклеиновой кислоте, являющейся мишенью. Дополнительная область дцРНК может служить в качестве субстрата для ферментов, способных расщеплять гибриды РНК:ДНК или РНК:РНК. В качестве примера, РНКаза Н представляет собой клеточную эндонуклеазу, которая расщепляет РНК цепь РНК:ДНК дуплекса. Активация РНКазы Н, следовательно, приводит в результате к расщеплению РНК-мишени, посредством чего значительно увеличивается эффективность дцРНК ингибирования генной экспрессии. Следовательно, сравнимые результаты можно часто получить с более короткими дцРНК при применении химерных дцРНК, по сравнению с фосфоротиоатдезокси дцРНК, гибридизующимися с той же областью, являющейся мишенью.
В некоторых случаях, дцРНК можно модифицировать нелигандной группой. Ряд нелигандных молекул конъюгировали с дцРНК для того, чтобы увеличить активность, улучшить распределение в клетке или клеточное поглощение дцРНК, и способы осуществления данных конъюгаций имеются в научной литературе. Данные нелигандные группы включали липидные группы, такие как холестерин (Letsinger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1989, 86:6553), холевая кислота (Manoharan et al., Bioorg. Med. Chem. Lett., 1994, 4:1053), тиоэфир, например, гексил-S-тритилтиол (Manoharan et al., Ann. N.Y. Acad. Sci., 1992, 660:3 06; Manoharan et al., Bioorg. Med. Chem. Let., 1993, 3:2765), тиохолестерин (Oberhauser et al., Nucl. Acids Res., 1992, 20:533), алифатическая цепь, например, додекандиольный или ундецильный остатки (Saison-Behmoaras et al., EMBO J., 1991, 10:111; Kabanov et al., FEBS Lett., 1990, 259:327; Svinarchuk et al., Biochimie, 1993, 75:49), фосфолипид, например, дигексадецил-рац-глицерин или 1,2-ди-О-гексадецил-рац-глицеро-3-Н-фосфонат триэтиламмония (Manoharan et al., Tetrahedron Lett., 1995, 36:3651; Shea et al., Nucl. Acids Res., 1990, 18:3777), полиаминная или полиэтиленгликольная цепь (Manoharan et al., Nucleosides & Nucleotides, 1995, 14:969), или адамантануксусная кислота (Manoharan et al., Tetrahedron Lett., 1995, 36:3651), пальмитильная группа (Mishra et al., Biochim. Biophys. Acta, 1995, 1264:229), или октадециламинная или гексиламинокарбонилоксихолестериновая группа (Crooke et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 1996, 277:923). Репрезентативные патенты США, в которых описано получение данных дцРНК конъюгатов, перечислены выше. Стандартные способы конъюгирования включают получение дцРНК, несущих аминолинкер в одном или более положениях последовательности. Затем аминогруппу подвергают взаимодействию с молекулой, которую конъюгируют, используя подходящие конденсирующие или активирующие реагенты. Реакцию конъюгирования можно осуществлять или с дцРНК, все еще связанной с твердой подложкой, или после отщепления дцРНК в фазе раствора. Очистка дцРНК конъюгата ВЭЖХ обычно дает чистый конъюгат.
3
3
Конъюгирование лиганда с дцРНК может улучшать ее клеточное поглощение, а также направлять ее в конкретную ткань, или улучшать поглощение специфическими типами клеток, такими как клетки печени. В некоторых случаях, гидрофобный лиганд конъюгируют с дцРНК, облегчая прямое проникновение через клеточную мембрану и/или поглощение клетками печени. Альтернативно, лиганд, конъюгированный с дцРНК, представляет собой субстрат для опосредованного рецепторами эндоцитоза. Данные подходы применяли для облегчения клеточного проникновения антисмысловых олигонуклеотидов, а также дцРНК агентов. Например, холестерин конъюгировали с различными антисмысловыми олигонуклеотидами, что приводило в результате к соединениям, которые были по существу более активными по сравнению с их неконъюгированными аналогами. См. М. Manoharan Antisense & Nuckeic acid Drug Development 2002, 12, 103. Другие липофильные соединения, которые конъюгировали с олигонуклеотидами, включают 1-пиренмасляную кислоту, 1,3-бис-О-(гексадецил)глицерин и ментол. Один пример лиганда для опосредованного рецепторами эндоцитоза представляет собой фолевую кислоту. Фолевая кислота проникает в клетку опосредованным фолатными рецепторами эндоцитозом. дцРНК соединения, содержащие фолевую кислоту, будут эффективно транспортироваться в клетку опосредованным фолатными рецепторами эндоцитозом. Ли и сотрудники сообщают, что присоединение фолевой кислоты к 3'-концу олигонуклеотида приводило в результате к 8-кратному усилению клеточного поглощения олигонуклеотида. Li, S.; Deshmukh, Н.М.; Huang, L. Pharm. Res. 1998, 15, 1540. Другие лиганды, которые конъюгировали с олигонуклеотидами, включают полиэтиленгликоли, углеводные кластеры, сшивающие агенты, порфириновые конъюгаты, пептиды для доставки и липиды, такие как холестерин и холестеринамин. Примеры углеводных кластеров включают Chol-п-(GalNAc) (N-ацетилгалактозаминхолестерин) и LCO(GalNAc) (N-ацетилгалактозамин-3'-литохоликолеоил.
Углеводные конъюгаты
В некоторых вариантах осуществления композиций и способов настоящего изобретения олигонуклеотид дцРНК дополнительно содержит углевод. Углевод, конъюгированный с дцРНК, является полезным для доставки нуклеиновых кислот, а также композиций, подходящих для in vivo терапевтического применения, как описано в настоящем описании. Как используется в настоящем описании, «углевод» относится к соединению, которое представляет собой или углевод per se, полученный из одного или более моносахаридных блоков, содержащих по меньшей мере 6 атомов углерода (которые могут быть линейными, разветвленными или циклическими), причем атом кислорода, азота или серы соединен с каждым атомом углерода; или соединение, содержащее в качестве своей части углеводную группу, полученную из одного или более моносахаридных блоков, причем каждый содержит по меньшей мере шесть атомов углерода (которые могут быть линейными, разветвленными или циклическими), причем атом кислорода, азота или серы соединен с каждым атомом углерода. Репрезентативные углеводы включают сахара (моно-, ди-, три- и олигосахариды, содержащие приблизительно 4, 5, 6, 7, 8 или 9 моносахаридных блоков), и полисахариды, такие как крахмалы, гликоген, целлюлоза и полисахаридные камеди. Конкретные моносахариды включают С5 и выше (например, С5, С6, С7 или С8) сахара; ди- и трисахариды включают сахара, содержащие два или три моносахаридных блока (например, С5, С6, С7 или С8).
В одном варианте осуществления углеводный конъюгат для применения в композициях и способах настоящего изобретения представляет собой моносахарид. В одном варианте осуществления, моносахарид представляет собой N-ацетилгалактозамин, такой как
В другом варианте осуществления углеводный конъюгат для применения в композициях и способах настоящего изобретения выбран из группы, состоящей из:
Другой репрезентативный углеводный конъюгат для применения в вариантах осуществления, описанных в настоящем изобретении, включает, но без ограничения:
где один из X или Y представляет собой олигонуклеотид, другой представляет собой водород.
В некоторых вариантах осуществления углеводный конъюгат дополнительно содержит один или более дополнительных лигандов, как определено выше, таких как, но, не ограничиваясь ими, ФК регуляторы и/или пептид, способствующий проникновению в клетку.
Линкеры
В некоторых вариантах осуществления конъюгат или лиганд, описанный в настоящем описании, можно присоединять к дцРНК настоящего изобретения через различные линкеры, которые могут быть расщепляемыми или нерасщепляемыми.
2
2
2
Термин «линкер» или «линкерная группа» означает органическую группу, которая соединяет две части соединения, например, ковалентно соединяет две части соединения. Линкеры обычно содержат непосредственно связь или атом, такой как кислород или сера, блок, такой как NR8, С(О), C(O)NH, SO, SO, SONH, или цепь атомов, такую как, но, не ограничиваясь ими, замещенный или незамещенный алкил, замещенный или незамещенный алкенил, замещенный или незамещенный алкинил, арилалкил, арилалкенил, арилалкинил, гетероарилалкил, гетероарилалкенил, гетероарилалкинил, гетероциклилалкил, гетероциклилалкенил, гетероциклилалкинил, арил, гетероарил, гетероциклил, циклоалкил, циклоалкенил, алкиларилалкил, алкиларилалкенил, алкиларилалкинил, алкениларилалкил, алкениларилалкенил, алкениларилалкинил, алкиниларилалкил, алкиниларилалкенил, алкиниларилалкинил, алкилгетероарилалкил, алкилгетероарилалкенил, алкилгетероарилалкинил, алкенилгетероарилалкил, алкенилгетероарилалкенил, алкенилгетероарилалкинил, алкинилгетероарилалкил, алкинилгетероарилалкенил, алкинилгетероарилалкинил, алкилгетероциклилалкил, алкилгетероциклилалкенил, алкилгетероциклилалкинил, алкенилгетероциклилалкил, алкенилгетероциклилалкенил, алкенилгетероциклилалкинил, алкинилгетероциклилалкил, алкинилгетероциклилалкенил, алкинилгетероциклилалкинил, алкиларил, алкениларил, алкиниларил, алкилгетероарил, алкенилгетероарил, алкинилгетероарил, где один или более метиленов могут быть прерваны или оканчиваются О, S, S(O), SO, N(R8), С(O), замещенным или незамещенным арилом, замещенным или незамещенным гетероарилом, замещенным или незамещенным гетероциклилом; где R8 представляет собой водород, ацил, алифатический или замещенный алифатический. В одном варианте осуществления линкер содержит приблизительно 1-24 атомов, 2-24, 3-24, 4-24, 5-24, 6-24, 6-18, 7-18, 8-18 атомов, 7-17, 8-17, 6-16, 7-17 или 8-16 атомов.
Расщепляемая линкерная группа представляет собой группу, которая является достаточно стабильной вне клетки, но которая, после проникновения в клетку-мишень, расщепляется, высвобождая две части, которые линкер удерживал вместе. В предпочтительном варианте осуществления расщепляемая линкерная группа расщепляется по меньшей мере приблизительно в 10 раз, 20 раз, 30 раз, 40 раз, 50 раз, 60 раз, 70 раз, 80 раз, 90 раз или более, или по меньшей мере приблизительно в 100 раз быстрее в клетке-мишени или в первых нормальных условиях (которые можно, например, выбрать для имитации или представления внутриклеточных условий), чем в крови субъекта, или во вторых нормальных условиях (которые можно, например, выбрать для имитации или представления условий, обнаруживаемых в крови или сыворотке).
Расщепляемые линкерные группы подвержены действию расщепляющих агентов, например, рН, окислительно-восстановительному потенциалу или присутствию разрушающих молекул. Как правило, расщепляющие агенты являются преобладающими, или их обнаруживают при более высокой концентрации или активности внутри клетки, чем в сыворотке или крови. Примеры таких разрушающих агентов включают: окислительно-восстановительные агенты, которые выбраны из конкретных субстратов или которые не обладают субстратной специфичностью, включая, например, окислительные или восстановительные ферменты или восстанавливающие агенты, такие как меркаптаны, присутствующие в клетках, которые могут разрушать окислительно-восстановительно расщепляемую линкерную группу восстановлением; эстеразы; эндосомы или агенты, которые могут создавать кислую окружающую среду, например, агенты, которые дают в результате рН пять или ниже; ферменты, которые могут гидролизовать или разрушать кислотно-расщепляемую линкерную группу действием как обычная кислота, пептидазы (которые могут обладать субстратной специфичностью) и фосфатазы.
Расщепляемая линкерная группа, такая как дисульфидная связь, может быть подвержена влиянию рН. рН человеческой сыворотки составляет 7,4, тогда как средний внутриклеточный рН является немного меньшим в диапазоне приблизительно 7,1-7,3. Эндосомы имеют более кислый рН, в диапазоне 5,5-6,0, и лизосомы имеют даже более кислый рН около 5,0. Некоторые линкеры будут содержать расщепляемую линкерную группу, которая расщепляется при предпочтительном рН, посредством чего высвобождается катионный липид из лиганда внутри клетки или в требуемом отделе клетки.
Линкер может содержать расщепляемую линкерную группу, которая расщепляется конкретным ферментом. Тип расщепляемой линкерной группы, введенной в линкер, может зависеть от клетки, которая является мишенью. Например, лиганд, направленный на печень, может быть соединен с катионным липидом через линкер, который содержит эфирную группу. Клетки печени богаты эстеразами и, следовательно, линкер будет расщепляться более эффективно в клетках печени, чем в типах клеток, которые не богаты эстеразами. Другие типы клеток, богатые эстеразами, включают клетки легкого, коркового вещества почки и семенника.
Линкеры, которые содержат пептидные связи, можно применять, когда мишенью являются типы клеток, богатые пептидазами, такие как клетки печени и синовиоциты.
Как правило, пригодность кандидата на расщепляемую линкерную группу можно оценить тестированием на способность разрушающего агента (или условий) расщеплять кандидата на линкерную группу. Также желательно тестировать кандидата на расщепляемую линкерную группу на способность препятствовать расщеплению в крови или при контакте с другой тканью, не являющейся мишенью. Таким образом, можно определить относительную подверженность расщеплению между первыми и вторыми условиями, где первые условия выбраны так, чтобы характеризовать расщепление в клетке-мишени, и вторые условия выбраны так, чтобы характеризовать расщепление в других тканях или биологических жидкостях, например, крови или сыворотке. Оценку можно осуществлять в бесклеточной системе, в клетках, в клеточной культуре, в органе или культуре тканей или в животных. Может быть полезно проводить первичную оценку в бесклеточных или культуральных условиях и подтверждать дальнейшей оценкой на животных. В предпочтительных вариантах осуществления подходящие соединения, являющиеся кандидатами, расщепляются по меньшей мере приблизительно в 2, 4, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или приблизительно 100 раз быстрее в клетке (или в in vitro условиях, выбранных из имитирующих внутриклеточные условий), по сравнению с кровью или сывороткой (или в in vitro условиях, выбранных из имитирующих внеклеточные условий).
В одном варианте осуществления расщепляемая линкерная группа представляет собой окислительно-восстановительную расщепляемую линкерную группу, которая расщепляется при восстановлении или окислении. Пример восстановительно расщепляемой линкерной группы представляет собой дисульфидную линкерную группу (-S-S-). Для определения, представляет ли собой кандидат на расщепляемую линкерную группу подходящую «восстановительно расщепляемую линкерную группу» или, например, является ли он подходящим для применения с конкретной молекулой дцРНК и конкретным агентом для направленной доставки, можно просматривать способы, описанные в настоящем описании. Например, кандидата можно оценить выдерживанием с дитиотреитолом (DTT) или другим восстанавливающим агентом, используя реагенты, известные в данной области техники, которые имитируют скорость расщепления, наблюдаемую в клетке, например, клетке-мишени. Кандидатов можно также оценить в условиях, которые выбраны для того, чтобы имитировать условия крови или сыворотки. В одном варианте осуществления соединения, являющиеся кандидатами, расщепляются самое большое приблизительно на 10% в крови. В других вариантах осуществления подходящие соединения, являющиеся кандидатами, разрушаются по меньшей мере приблизительно в 2, 4, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или приблизительно 100 раз быстрее в клетке (или при in vitro условиях, выбранных так, чтобы имитировать внутриклеточные условия), по сравнению с кровью (или при in vitro условиях, выбранных так, чтобы имитировать внеклеточные условия). Скорость расщепления соединений, являющихся кандидатами, можно определить, применяя стандартные кинетические ферментные анализы в условиях, выбранных так, чтобы имитировать внутриклеточную среду, и сравнивая с условиями, выбранными так, чтобы имитировать внеклеточную среду.
В другом варианте осуществления расщепляемый линкер содержит расщепляемую линкерную группу на основе фосфата. Расщепляемую линкерную группу на основе фосфата расщепляют агентами, которые разрушают или гидролизуют фосфатную группу. Примерами агентов, которые расщепляют фосфатную группу в клетках, являются ферменты, такие как фосфатазы в клетках. Примерами линкерных групп на основе фосфата являются -О-Р(О)(ORk)-О-, -O-P(S)(ORk)-О-, -O-P(S)(SRk)-O-, -S-P(O)(ORk)-O-, -O-P(O) (ORk)-S-, -S-P(O) (ORk)-S-, -O-P(S) (ORk)-S-, -S-P(S)(ORk)-O-, -O-P(O)(Rk)-O-, -O-P(S)(Rk)-O-, -S-P(O)(Rk)-O-, -S-P(S)(Rk)-O-, -S-P(O)(Rk)-S-, -O-P(S)(Rk)-S-. Предпочтительными вариантами осуществления являются -O-P(О) (ОН)-О-, -O-P(S) (ОН)-О-, -О-P(S)(SH)-O-, -S-P(O)(ОН)-О-, -О-Р(О)(ОН)-S-, -S-P(O)(ОН)-S-, -О-P(S)(OH)-S-, -S-P(S)(ОН)-О-, -O-P(О)(H)-O-, -O-P(S)(H)-о-, -S-P(O)(H)-O-, -S-P(S)(H)-O-, -S-P(O)(H)-S-, -O-P(S)(H)-S-.
Предпочтительным вариантом осуществления является -О-Р(О)(ОН)-O-. Данные кандидаты можно оценить, применяя способы, аналогично описанным выше.
В другом варианте осуществления расщепляемый линкер содержит кислоторасщепляемую линкерную группу.
Кислоторасщепляемая линкерная группа представляет собой линкерную группу, которая расщепляется в кислых условиях. В предпочтительных вариантах осуществления кислоторасщепляемые линкерные группы расщепляют в кислой среде с рН приблизительно 6,5 или ниже (например, приблизительно 6,0, 5,75, 5,5, 5,25, 5,0 или ниже), или агентами, такими как ферменты, которые могут действовать как обычная кислота. В клетке специфические органеллы с низкой рН, такие как эндосомы и лизосомы, могут обеспечивать условия расщепления для кислоторасщепляемых линкерных групп. Примеры кислоторасщепляемых линкерных групп включают, но без ограничения, гидразоны, сложные эфиры и эфиры аминокислот. Кислоторасщепляемые группы могут иметь общую формулу -C=NN, С(О)О или -ОС(О). Предпочтительный вариант осуществления представляет собой вариант, когда углерод, соединенный с кислородом сложного эфира (алкоксигруппа), представляет собой арильную группу, замещенную алкильную группу или третичную алкильную группу, такую как диметил, пентил или трет-бутил. Данные кандидаты можно оценить, применяя способы, аналогично описанным выше.
В другом варианте осуществления расщепляемый линкер содержит расщепляемую линкерную группу на основе сложного эфира. Расщепляемая линкерная группа на основе сложного эфира расщепляется ферментами, такими как эстеразы и амидазы в клетках. Примеры расщепляемых линкерных групп на основе сложного эфира включают, но без ограничения, сложные эфиры алкиленовых, алкениленовых и алкиниленовых групп. Сложный эфир расщепляемых линкерных групп имеет общую формулу -С(О)О- или -ОС(О)-. Данные кандидаты можно оценить, применяя способы, аналогично описанным выше.
В еще другом варианте осуществления расщепляемый линкер содержит расщепляемую линкерную группу на основе пептида. Расщепляемая линкерная группа на основе пептида расщепляется ферментами, такими как пептидазы и протеазы в клетках. Расщепляемые линкерные группы на основе пептида представляют собой пептидные связи, образованные между аминокислотами, давая олигопептиды (например, дипептиды, трипептиды и т.д.) и полипептиды. Расщепляемые группы на основе пептида не содержат амидную группу (-С(О)NH-). Амидная группа может быть образована между любым алкиленом, алкениленом или алкинилином. Пептидная связь представляет собой специфический тип амидной связи между аминокислотами, давая пептиды и белки. Расщепляемая группа на основе пептида обычно ограничена пептидной связью (т.е. амидной связью), образованной между аминокислотами, давая пептиды и белки, и не содержит целой амидной функциональной группы. Расщепляемые линкерные группы на основе пептида имеют общую формулу -NHCHRAC(О)NHCHRBC(О)- (SEQ ID NO:13), где RA и RB представляют собой группы R двух соседних аминокислот. Данные кандидаты можно оценить, применяя способы, аналогично описанным выше.
В одном варианте осуществления дцРНК настоящего изобретения конъюгирована с углеводом через линкер. Неограничивающие примеры дцРНК углеводных конъюгатов с линкерами композиций и способов настоящего изобретения включают, но без ограничения:
где один из X или Y представляет собой олигонуклеотид, другой представляет собой водород.
В определенных вариантах осуществления композиций и способов настоящего изобретения лиганд представляет собой один или более GalNAc (N-ацетилгалактозаминных) производных, соединенных через двухвалентный или трехвалентный разветвленный линкер.
В одном варианте осуществления дцРНК настоящего изобретения конъюгирована с двухвалентным или трехвалентным разветвленным линкером, выбранным из группы структур, показанных в любой из формул (XXXI)-(XXXIV):
где: q2A, q2B, q3A, q3B, q4A, q4B, q5A, q5B и q5C представляют собой, независимо в каждом случае, 0-20, и где повторяющееся звено является одинаковым или различным;
2A
2B
3A
3B
4A
4B
5A
5B
5C
2A
2B
3A
3B
4A
4В
4А
5В
5С
2
2
2
P, P, P, P, P, P, P, P, P, T, T, T, T, TТ, Т, Т, Т, каждый независимо в каждом случае, отсутствует, представляет собой СО, NH, О, S, ОС (О), NHC (О), СН, CHNH или CHO;
2A
2B
3A
3B
4A
4B
5A
5B
5C
2
Q, Q, Q, Q, Q, Q, Q, Q, Q, независимо в каждом случае, отсутствует, является алкиленом, замещенным алкиленом, где один или более метиленов могут быть прерваны или закончены одним или более из О, S, S(О), SO, N(R), C(R')=C(R''), С≡С или С(О);
2A
2B
3A
3B
4A
4B
5A
5B
5C
a
a
2
R, R, R, R, R, R, R, R, R, каждый независимо в каждом случае, отсутствует, представляет собой NH, О, S, СН, С(О)О, C(O)NH, NHCH(R)C(O), -С(О)-СН(R)-NH-, СО,  или гетероциклил;
2A
2B
3A
3B
4A
4B
5A
5B
5C
a
L, L, L, L, L, L, L, L и L представляют собой лиганд; т.е. каждый независимо в каждом случае, представляет собой моносахарид (такой как GalNAc), дисахарид, трисахарид, тетрасахарид, олигосахарид или полисахарид; и R представляет собой Н или аминокислотную боковую цепь. Трехвалентные конъюгирующие GalNAc производные являются особенно пригодными для применения с агентами РНКи для ингибирования экспрессии гена-мишени, такими как производные формулы (XXXV):
5A
5B
5C
где L, L и L представляют собой моносахарид, такой как производное GalNAc.
Примеры подходящих двухвалентных и трехвалентных разветвленных линкерных групп, конъюгирующих производные GalNAc, включают, но без ограничения, структуры, приведенные выше, как формулы II VII, XI, X и XIII.
Репрезентативные патенты США, в которых описано получение РНК конъюгатов, включают, но без ограничения, патенты США 4828979; 4948882; 5218105; 5525465; 5541313; 5545730; 5552538; 5578717, 5580731; 5591584; 5109124; 5118802; 5138045; 5414077; 5486603; 5512439; 5578718; 5608046; 4587044; 4605735; 4667025; 4762779; 4789737; 4824941; 4835263; 4876335; 4904582; 4958013; 5082830; 5112963; 5214136; 5082830; 5112963; 5214136; 5245022; 5254469; 5258506; 5262536; 5272250; 5292873; 5317098; 5371241; 5391723; 5416203, 5451463; 5510475; 5512667; 5514785; 5565552; 5567810; 5574142; 5585481; 5587371; 5595726; 5597696; 5599923; 5599928 и 5688941; 6294664; 6320017; 6576752; 6783931; 6900297; 7037646; 8106022, полное содержание каждого из которых включено в настоящее описание посредством ссылки.
Вектор, кодирующий дцРНК
В другом аспекте молекулы дцРНК APOC3 экспрессируются из транскрипционных единиц, встроенных в векторы ДНК или РНК (см., например, Couture, A, et al., TIG. (1996), 12:5-10; Skillern, A., et al., международная патентная публикация № WO 00/22113, Conrad, международная патентная публикация № WO 00/22114, и Conrad, патент США 6054299). Данные трансгены можно вводить в виде линейного конструкта, кольцевой плазмиды или вирусного вектора, которые можно вводить, и они могут наследоваться в виде трансгена, интегрированного в геном хозяина. Трансген можно также конструировать так, чтобы обеспечить его наследование в виде экстрахромосомной плазмиды (Gassmann et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1995) 92:1292).
Отдельные цепи дцРНК можно транскрибировать промоторами на двух отдельных экспрессионных векторах и совместно трансфицировать в клетку-мишень. Альтернативно каждую отдельную цепь дцРНК можно транскрибировать промоторами, каждый из которых расположен в одной экспрессионной плазмиде. В одном варианте осуществления дцРНК экспрессируется в виде инвертированного повтора, соединенного линкерной полинуклеотидной последовательностью, так что дцРНК имеет структуру типа «стебель» и петлеобразную структуру.
Экспрессионные векторы рекомбинантной дцРНК обычно представляют собой плазмиды или вирусные векторы ДНК. Экспрессирующие дцРНК вирусные векторы можно конструировать на основе, но, не ограничиваясь ими, аденоассоциированного вируса (для обзора, см. Muzyczka, et al., Curr. Topics Micro. Immunol. (1992) 158:97-129)); аденовируса (см., например, Berkner, et al., BioTechniques (1998) 6:616), Rosenfeld et al. (1991, Science 252:431-434), и Rosenfeld et al. (1992), Cell 68:143-155)); или альфавируса, а также других вирусов, известных в данной области техники. Ретровирусы используют для введения ряда генов во многие различные типы клеток, включая эпителиальные клетки, in vitro и/или in vivo (см., например, Eglitis, et al., Science (1985) 230:1395-1398; Danos and Mulligan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1998) 85:6460-6464; Wilson et al., 1988, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:3014-3018; Armentano, et al., 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:61416145; Huber et al., 1991, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:8039-8043; Ferry et al., 1991, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:8377-8381; Chowdhury et al., 1991, Science 254:1802-1805; van Beusechem. et al., 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:7640-19; Kay et al., 1992, Human Gene Therapy 3:641-647; Dai et al., 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:10892-10895; Hwu et al., 1993, J. Immunol. 150:4104-4115; патент США 4868116; патент США 4980286; РСТ публикацию WO 89/07136; РСТ публикацию WO 89/02468; РСТ публикацию WO 89/05345; и РСТ публикацию WO 92/07573). Рекомбинантные ретровирусные векторы, способные трансдуцировать и экспрессировать гены, встроенные в геном клетки, можно получить трансфекцией рекомбинантного ретровирусного генома в подходящую пакующую клеточную линию, такую как РА317 и Psi-CRIP (Comette et al., 1991, Human Gene Therapy 2:5-10; Cone et al., 1984, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:6349). Рекомбинантные аденовирусные векторы можно использовать для инфицирования большого набора клеток и тканей восприимчивых реципиентов (например, крыс, хомяков, собак и шимпанзе) (Hsu et al., 1992, J. Infectious Disease, 166:769), a также они обладают преимуществом, заключающимся в том, что не требуются митотически активные клетки для инфицирования.
Можно использовать любой вирусный вектор, способный принимать кодирующие последовательности для молекулы(молекул) дцРНК, которую будут экспрессировать, например, векторы, полученные из аденовируса (AV); аденоассоциированного вируса (AAV); ретровирусов (например, лентивирусов (LV), рабдовирусов, вируса лейкемии мышей); вируса герпеса и подобных. Тропизм вирусных векторов можно изменять псевдотипированием векторов оболочечными белками или другими поверхностными антигенами из других вирусов, или заменой различных вирусных капсидных белков, при необходимости.
Например, лентивирусные векторы, представленные в настоящем изобретении, можно псевдотипировать поверхностными белками из вируса везикулярного стоматита (VSV), бешенства, вируса Эбола, вируса Мокола и подобных. Векторы AAV, представленные в настоящем изобретении, можно получить для доставки в различные клетки, конструированием векторов, экспрессирующих различные серотипы капсидных белков. Например, AAV вектор, экспрессирующий капсид 2 серотипа в геноме 2 серотипа, называют AAV 2/2. Данный капсидный ген 2 серотипа в векторе AAV 2/2 можно заменить капсидным геном 5 серотипа, получая AAV 2/5 вектор. Способы конструирования векторов AAV, которые экспрессируют различные серотипы капсидных белков, известны специалисту в данной области техники; см., например, Rabinowitz J Е et al. (2002), J Virol 76:791-801, полное описание которой включено в настоящее описание посредством ссылки.
Выбор рекомбинантных вирусных векторов, пригодных для применения в настоящем изобретении, способы для встраивания последовательностей нуклеиновых кислот для экспрессии дцРНК в векторе и способы доставки вирусного вектора в соответствующие клетки известны специалисту в данной области техники. См., например, Dornburg R (1995), Gene Therap. 2:301-310; Eglitis M A (1988), Biotechniques 6:608-614; Miller A D (1990), Hum Gene Therap. 1:5-14; Anderson W F (1998), Nature 392:25-30; и Rubinson D A ei al., Nat. Genet. 33:401-406, полное описание которых включено в настоящее описание посредством ссылки.
Вирусные векторы можно получить из AV и AAV. В одном варианте осуществления дцРНК, представленная в настоящем изобретении, экспрессируется в виде двух отдельных, комплементарных одноцепочечных молекул РНК из рекомбинантного вектора AAV, содержащего, например, или U6, или Hi РНК промоторы, или промотор цитомегаловируса (CMV).
Подходящий вектор AV для экспрессии дцРНК, представленной в настоящем изобретении, способ получения рекомбинантного вектора AV и способ доставки вектора в клетки-мишени описаны в Xia Н et al. (2002), Nat. Biotech. 20:1006-1010.
Подходящие векторы AAV для экспрессии дцРНК, представленной в настоящем изобретении, способы получения рекомбинантного вектора AV и способы доставки векторов в клетки-мишени описаны в Samulski R et al. (1987), J. Virol. 61:3096-3101; Fisher J et al. (1996), J. Virol, 70:520-532; Samulski R et al. (1989), J. Virol. 63:3822-3826; патенте США 5252479; патенте США 5139941; международной патентной заявке № WO 94/13788; и международной патентной заявке № WO 93/24641, полное содержание которых включено в настоящее описание посредством ссылки.
Промотор, регулирующий экспрессию дцРНК или в плазмиде ДНК или в вирусном векторе, представленных в настоящем изобретении, может представлять собой промотор эукариотической РНК полимеразы I (например, рибосомальный промотор РНК), промотор РНК полимеразы II (например, CMV ранний промотор или актиновый промотор или промотор U1 snRNA) или обычно промотор РНК полимеразы III (например, промотор U6 snRNA или 7SK RNA) или прокариотический промотор, например Т7 промотор, при условии, что экспрессионная плазмида также кодирует Т7 РНК полимеразу, требуемую для транскрипции с Т7 промотора. Промотор может также направлять трансгенную экспрессию в поджелудочную железу (см., например, the insulin regulatory sequence for pancreas (Bucchini al., 1986, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83:2511-2515)).
Кроме того, экспрессию трансгена можно точно регулировать, например, используя индуцируемую регуляторную последовательность и системы экспрессии, такие как регуляторная последовательность, которая является чувствительной к определенным физиологическим регуляторам, например, уровню циркулирующей в крови глюкозы или гормонам (Docherty et al., 1994, FASEB J. 8:20-24). Такие индуцируемые системы экспрессии, подходящие для контроля трансгенной экспрессии в клетках или млекопитающих, включают регуляцию экдизоном, эстрогеном, прогестероном, тетрациклином, химическими стимуляторами димеризации и изопропил-бета-D1-тиогалактопиранозидом (EPTG). Специалист в данной области техники сможет выбрать подходящую регуляторную/промоторную последовательность в зависимости от предполагаемого применения дцРНК трансгена.
Как правило, рекомбинантные векторы, способные экспрессировать молекулы дцРНК, доставляются, как описано ниже, и сохраняются в клетках-мишенях. Альтернативно, можно использовать вирусные векторы, которые обеспечивают временную экспрессию молекулы дцРНК. Такие векторы можно повторно вводить, при необходимости. После экспрессии дцРНК связываются с РНК-мишенью и регулируют ее функционирование или экспрессию. Доставка дцРНК, экспрессирующей векторы, может быть системной, такой как внутривенное или внутримышечное введение, введением в клетки-мишени, извлеченные из пациента, с последующим введением в пациента, или любым другим способом, который обеспечивает введение в требуемую клетку-мишень.
Плазмиды ДНК, экспрессирующие дцРНК, обычно трансфицируют в клетки-мишени в виде комплекса с катионными липидными носителями (например, олигофектамином) или носителями на основе некатионных липидов (например, Transit-TKO™). Большое количество липидных трансфекций для дцРНК-опосредованнного нокдауна, направленного на различные области одного гена APOC3 или множества генов APOC3 в течение недели или более, также охватываются настоящим изобретением. Успешное введение векторов в клетки хозяина можно контролировать, применяя различные известные способы. Например, о временной трансфекций может сигнализировать репортер, такой как флуоресцентный маркер, такой как зеленый флуоресцентный белок (GFP). Стабильную трансфекцию клеток ex vivo можно обеспечить, используя маркеры, которые придают тансфицированным клеткам устойчивость к специфическим факторам окружающей среды (например, антибиотикам и лекарственным средствам), такую как устойчивость к гигромицину В.
Специфические молекулы дцРНК APOC3 можно также помещать в векторы и использовать в качестве векторов для генной терапии для пациентов, являющихся людьми. Векторы для генной терапии можно доставлять субъекту, например, внутривенной инъекцией, местным введением (см. патент США 5328470) или стереотактической инъекцией (см., например, Chen et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:3054-3057). Фармацевтическое получение вектора для генной терапии может включать вектор для генной терапии в подходящем разбавителе, или может включать матрикс для замедленного высвобождения, в который залит носитель для генной доставки. Альтернативно, когда полный вектор для генной доставки можно получить незатронутым из рекомбинантных клеток, например, ретровирусные векторы, фармацевтическое получение может включать одну или более клеток, которые обеспечивают систему генной доставки.
Фармацевтические композиции, содержащие дцРНК
В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к фармацевтическим композициям, содержащим дцРНК, как описано в настоящем описании, и фармацевтически приемлемый носитель. Фармацевтическая композиция, содержащая дцРНК, является пригодной для лечения заболевания или нарушения, связанного с экспрессией или активностью гена APOC3, такого как патологические процессы, опосредованные экспрессией APOC3. Такие фармацевтические композиции формулируют в зависимости от способа доставки.
Фармацевтические композиции, представленные в настоящем изобретении, вводят при дозах, достаточных для ингибирования экспрессии гена APOC3.
Как правило, подходящая доза дцРНК будет находиться в диапазоне 0,01-200,0 миллиграмм на килограмм массы тела реципиента в день, обычно в диапазоне 1-50 мг на килограмм массы тела в день.
Субъектам можно вводить терапевтическое количество дцРНК, такое как приблизительно 0,01 мг/кг, 0,02 мг/кг, 0,03 мг/кг, 0,04 мг/кг, 0,05 мг/кг, 0,06 мг/кг, 0,07 мг/кг, 0,08 мг/кг, 0,09 мг/кг, 0,1 мг/кг, 0,15 мг/кг, 0,2 мг/кг, 0,25 мг/кг, 0,3 мг/кг, 0,35 мг/кг, 0,4 мг/кг, 0,45 мг/кг, 0,5 мг/кг, 0,55 мг/кг, 0,6 мг/кг, 0,65 мг/кг, 0,7 мг/кг, 0,75 мг/кг, 0,8 мг/кг, 0,85 мг/кг, 0,9 мг/кг, 0,95 мг/кг, 1,0 мг/кг, 1,1 мг/кг, 1,2 мг/кг, 1,3 мг/кг, 1,4 мг/кг, 1,5 мг/кг, 1,6 мг/кг, 1,7 мг/кг, 1,8 мг/кг, 1,9 мг/кг, 2,0 мг/кг, 2,1 мг/кг, 2,2 мг/кг, 2,3 мг/кг, 2,4 мг/кг, 2,5 мг/кг дцРНК, 2,6 мг/кг дцРНК, 2,7 мг/кг дцРНК, 2,8 мг/кг дцРНК, 2,9 мг/кг дцРНК, 3,0 мг/кг дцРНК, 3,1 мг/кг дцРНК, 3.2 мг/кг дцРНК, 3,3 мг/кг дцРНК, 3,4 мг/кг дцРНК, 3,5 мг/кг дцРНК, 3,6 мг/кг дцРНК, 3,7 мг/кг дцРНК, 3,8 мг/кг дцРНК, 3,9 мг/кг дцРНК, 4,0 мг/кг дцРНК, 4,1 мг/кг дцРНК, 4,2 мг/кг дцРНК, 4.3 мг/кг дцРНК, 4,4 мг/кг дцРНК, 4,5 мг/кг дцРНК, 4,6 мг/кг дцРНК, 4,7 мг/кг дцРНК, 4,8 мг/кг дцРНК, 4,9 мг/кг дцРНК, 5,0 мг/кг дцРНК, 5,1 мг/кг дцРНК, 5,2 мг/кг дцРНК, 5,3 мг/кг дцРНК, 5.4 мг/кг дцРНК, 5,5 мг/кг дцРНК, 5,6 мг/кг дцРНК, 5,7 мг/кг дцРНК, 5,8 мг/кг дцРНК, 5,9 мг/кг дцРНК, 6,0 мг/кг дцРНК, 6,1 мг/кг дцРНК, 6,2 мг/кг дцРНК, 6,3 мг/кг дцРНК, 6,4 мг/кг дцРНК, 6.5 мг/кг дцРНК, 6,6 мг/кг дцРНК, 6,7 мг/кг дцРНК, 6,8 мг/кг дцРНК, 6,9 мг/кг дцРНК, 7,0 мг/кг дцРНК, 7,1 мг/кг дцРНК, 7,2 мг/кг дцРНК, 7,3 мг/кг дцРНК, 7,4 мг/кг дцРНК, 7,5 мг/кг дцРНК, 7.6 мг/кг дцРНК, 7,7 мг/кг дцРНК, 7,8 мг/кг дцРНК, 7,9 мг/кг дцРНК, 8,0 мг/кг дцРНК, 8,1 мг/кг дцРНК, 8,2 мг/кг дцРНК, 8,3 мг/кг дцРНК, 8,4 мг/кг дцРНК, 8,5 мг/кг дцРНК, 8,6 мг/кг дцРНК, 8.7 мг/кг дцРНК, 8,8 мг/кг дцРНК, 8,9 мг/кг дцРНК, 9,0 мг/кг дцРНК, 9,1 мг/кг дцРНК, 9,2 мг/кг дцРНК, 9,3 мг/кг дцРНК, 9,4 мг/кг дцРНК, 9,5 мг/кг дцРНК, 9,6 мг/кг дцРНК, 9,7 мг/кг дцРНК, 9,8 мг/кг дцРНК, 9,9 мг/кг дцРНК, 9,0 мг/кг дцРНК, 10 мг/кг дцРНК, 15 мг/кг дцРНК, 20 мг/кг дцРНК, 25 мг/кг дцРНК, 30 мг/кг дцРНК, 35 мг/кг дцРНК, 40 мг/кг дцРНК, 45 мг/кг дцРНК или приблизительно 50 мг/кг дцРНК. Промежуточные величины и диапазоны для приведенных величин также предполагаются частью настоящего изобретения.
Фармацевтическую композицию можно вводить один раз в день, или дцРНК можно вводить в виде двух, трех или более доз через подходящие интервалы в течение дня или даже применяя непрерывное вливание или доставку составом с контролируемым высвобождением. В данном случае, количество дцРНК, содержащееся в каждой поддозе, должно быть, соответственно, меньшим для того, чтобы давать суммарную дневную дозу. Единицу дозирования можно также составлять для доставки в течение нескольких дней, например, применяя общепринятый состав с замедленным высвобождением, который обеспечивает замедленное высвобождение дцРНК в течение нескольких дней. Составы с замедленным высвобождением хорошо известны в данной области техники и являются особенно пригодными для доставки агентов в конкретное место, так что их можно применять с агентами настоящего изобретения. В данном варианте осуществления единица дозирования содержит соответствующее множество кратных количеств дневной дозы.
Эффект единичной дозы на уровень APOC3 является продолжительным, так что последующие дозы вводят не более чем через интервалы в 3, 4 или 5 дней, или не более чем через интервалы в 1, 2, 3 или 4 недели, или не более чем через интервалы в 5, 6, 7, 8, 9 или 10 недель.
Специалисту в данной области техники очевидно, что определенные факторы могут влиять на дозу и временные интервалы, требуемые для эффективного лечения субъекта, включая, но, не ограничиваясь ими, тяжесть заболевания или нарушения, предшествующее лечение, общее состояние здоровья и/или возраст субъекта и другие присутствующие нарушения. Более того, лечение субъекта терапевтически эффективными количествами композиции может включать однократное лечение или серию лечений. Оценку эффективных доз и in vivo времени полувыведения для отдельных дцРНК, предлагаемых настоящим изобретением, можно осуществлять, применяя общепринятые способы или на основе in vivo испытаний, используя подходящую животную модель, как описано в другом месте в настоящем описании.
Достижения в генетике мышей привели к разработке ряда мышиных моделей для исследования различных человеческих нарушений, таких как патологические процессы, опосредованные экспрессией APOC3. Такие модели используют для in vivo тестирования дцРНК, а также для определения терапевтически эффективной дозы. Подходящей мышиной моделью является, например, мышь, содержащая плазмиду, экспрессирующую человеческий APOC3. Другая подходящая мышиная модель представляет собой трансгенную мышь, несущую трансген, который экспрессирует человеческий APOC3.
Данные, полученные в анализах клеточных культур и испытаниях на животных, можно использовать для получения диапазона доз для применения на людях. Доза композиций, представленных в настоящем изобретении, лежит обычно в диапазоне циркулирующих концентраций, которые включают ED50 с небольшой или отсутствующей токсичностью. Доза может изменяться в данном диапазоне в зависимости от применяемой лекарственной формы и применяемого пути введения. Для любого соединения, применяемого в способах, представленных в настоящем изобретении, терапевтически эффективную дозу можно оценить первоначально в анализе на клеточной культуре. Дозу можно формулировать на животных моделях, достигая диапазон циркулирующих в плазме концентраций соединения или, при необходимости, полипептидного продукта последовательности-мишени (например, достигая пониженной концентрации полипептида), который включает IC50 (т.е. концентрацию тестируемого соединения, которая достигает полумаксимального ингибирования симптомов), как определено в клеточной культуре. Данную информацию можно использовать для более точного определения доз для людей. Концентрацию в плазме можно измерить, например, высокоэффективной жидкостной хроматографией.
дцРНК, представленные в настоящем изобретении, можно вводить в комбинации с другими известными агентами, эффективными для лечения патологических процессов, опосредованных экспрессией гена-мишени. В любом случае, врач, осуществляющий введение, может регулировать количество и интервалы введения дцРНК в зависимости от результатов, наблюдаемых при применении стандартных величин эффективности, известных в данной области техники или описанных в настоящем изобретении.
Введение
Настоящее изобретение также включает фармацевтические композиции и составы, которые содержат дцРНК соединения, представленные в настоящем изобретении. Фармацевтические композиции настоящего изобретения можно вводить рядом способов в зависимости от того, требуется ли местное или системное лечение, и от области, которую подвергают лечению. Введение может быть местным (включая буккальное и сублингвальное), легочным, например, ингаляцией или инсуфляцией порошков или аэрозолей, включая распылителем; интратрахеальным, интраназальным, эпидермальным и трансдермальным, пероральным или парентеральным. Парентеральное введение включает внутривенную, внутриартериальную, подкожную, интраперитонеальную или внутримышечную инъекцию или вливание; или внутричерепное, например, интрапаренхиматозное, интратекальное или интравентрикулярное введение.
дцРНК можно доставлять способом, направленным на конкретную ткань.
1-10
Фармацевтические композиции и составы для местного введения могут включать трансдермальные пластыри, мази, лосьоны, крема, гели, капли, суппозитории, спреи, жидкости и порошки. Общепринятые фармацевтические носители, водные, порошковые или масляные основы, загустители и подобные могут быть необходимы или желательны. Кондомы с покрытием, перчатки и подобное могут также быть пригодными. Подходящие местные составы включают составы, в которых дцРНК, представленные в настоящем изобретении, находятся в смеси с агентом для местной доставки, таким как липиды, липосомы, жирные кислоты, эфиры жирных кислот, стероиды, комплексообразующие агенты и поверхностно-активные вещества. Подходящие липиды и липосомы включают нейтральные (например, диолеоилфосфатидил DOPE этаноламин, димиристоилфосфатидилхолин DMPC, дистеароилфосфатидилхолин), отрицательные (например, димиристоилфосфатидилглицерин DMPG) и катионные (например, диолеоилтетраметиламмопропил DOTAP и диолеоилфосфатидилэтаноламин DOTMA). ДцРНК, представленные в настоящем изобретении, можно инкапсулировать в липосомы или они могут образовывать комплекс в них, в частности в катионные липосомы. Альтернативно, дцРНК можно комплексовать с липидами, в частности катионными липидами. Подходящие жирные кислоты и эфиры включают, но без ограничения, арахидоновую кислоту, олеиновую кислоту, эйкозановую кислоту, лауриновую кислоту, каприловую кислоту, каприновую кислоту, миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту, линолевую кислоту, линоленовую кислоту, дикапрат, трикапрат, монолеин, дилаурин, глицерил-1 монокапрат, 1-додецилазациклогептен-2-он, ацилкарнитин, ацилхолин, или Cалкиловый эфир (например, изопропилмиристат IPM), моноглицерид, диглицерид или их фармацевтически приемлемую соль. Местные составы описаны подробно в патенте США 6747014, который включен в настоящее описание посредством ссылки.
Липосомальные составы
Существует множество организованных поверхностно-активных структур помимо микроэмульсий, которые исследуют и применяют для формулирования лекарственных средств. Они включают монослои, мицеллы, бислои и везикулы. Везикулы, такие как липосомы, привлекают большой интерес благодаря их специфичности и продолжительности действия, которые они обеспечивают, с точки зрения доставки лекарственных средств. Как используется в настоящем описании, термин «липосома» означает везикулу, состоящую из амфифильных липидов, упорядоченных в сферический бислой или бислои.
Липосомы представляют собой однослойные или многослойные везикулы, которые содержат мембрану, образованную из липофильного материала и водного внутреннего пространства. Водная часть содержит композицию, которую доставляют. Катионные липосомы обладают преимуществом, поскольку способны сливаться с клеточной стенкой. Некатионные липосомы, хотя они и не способны сливаться также эффективно с клеточной стенкой, поглощаются макрофагами in vivo.
Для того чтобы пересечь незатронутыми кожу млекопитающего, липидные везикулы должны проходить через серию тонких пор, каждая с диаметром менее чем 50 нм, под влиянием подходящего трансдермального градиента. Следовательно, желательно использовать липосому, которая способна сильно деформироваться и способна проходить через тонкие поры.
Дополнительные преимущества липосом включают следующее: липосомы, полученные из природных фосфолипидов, являются биосовместимыми и биоразлагаемыми; липосомы могут включать широкий диапазон водно- и жирорастворимых лекарственных средств; липосомы могут защищать инкапсулированные лекарственные средства в их внутренней полости от метаболизма и разрушения (Rosoff, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., v. 1, p. 245). Важными аспектами получения липосомных составов являются заряд липидной поверхности, размер везикулы и водный объем липосом.
Липосомы являются пригодными для транспортировки и доставки активных ингредиентов в место действия. Поскольку липосомальная мембрана структурно идентична биологическим мембранам, при применении липосом на ткани, липосомы начинают сливаться с клеточными мембранами и по мере того как слияние липосомы и клетки прогрессирует, содержимое липосомы высвобождается в клетку, где может действовать активный агент.
Липосомальные составы являются фокусом интенсивных исследований в качестве способа доставки для многих лекарственных средств. Имеется растущее число фактов, что для местного введения, липосомы дают несколько преимуществ по сравнению с другими составами. Данные преимущества включают ослабление побочных эффектов, связанных с большим системным поглощением введенного лекарственного средства, повышенное накопление введенного лекарственного средства в требуемой мишени и способность вводить большое разнообразие лекарственных средств, как гидрофильных, так и гидрофобных, в кожу.
Несколько сообщений подробно описывают способность липосом доставлять агенты, включая высокомолекулярную ДНК в кожу. Соединения, включая анальгетики, антитела, гормоны и высокомолекулярные ДНК, вводят в кожу. Большинство применений приводит в результате к направленной доставке в верхний эпидермис.
Липосомы разделяют на два больших класса. Катионные липосомы представляют собой положительно заряженные липосомы, которые взаимодействуют с отрицательно заряженными молекулами ДНК, образуя стабильный комплекс. Комплекс положительно заряженная ДНК/липосома связывается с отрицательно заряженной клеточной поверхностью и интернализируется в эндосому. Благодаря кислому рН в эндосоме липосомы разрушаются, высвобождая свое содержимое в цитоплазму клетки (Wang et al., Biochem. Biophys. Res. Commun, 1987, 147, 980-985).
Липосомы, которые являются чувствительными к рН или отрицательно заряженными, захватывают ДНК скорее, чем комплекс с ней. Поскольку и ДНК, и липид являются аналогично заряженными, протекает отталкивание, а не образование комплекса. Тем не менее, некоторые ДНК захватываются в водное внутреннее пространство данных липосом. рН-чувствительные липосомы применяют для доставки ДНК, кодирующей ген тимидинкиназы, в клеточные монослои в культуре. Экспрессию экзогенного гена определяли в клетках-мишенях (Zhou et al., Journal of Controlled Release, 1992, 19, 269-274).
Один из основных типов липосомальных композиций включает фосфолипиды, отличные от природного фосфатидилхолина. Нейтральные липосомные композиции, например, можно получить из димиристоилфосфатидилхолина (DMPC) или дипальмитоилфосфатидилхолина (DPPC). Анионные липосомные композиции обычно получают из димиристоилфосфатидилглицерина, тогда как анионные фузогенные липосомы получают, в первую очередь, из диолеоилфосфатидилэтаноламина (DOPE). Другой тип липосомальных композиций получают из фосфатидилхолина (PC), такого как, например, соевый PC и яичный PC. Другой тип получают из смесей фосфолипида и/или фосфатидилхолина, и/или холестерина.
Несколько исследований оценивали местную доставку лекарственных составов в кожу. Нанесение липосом, содержащих интерферон, на кожу морских свинок приводило в результате к уменьшению герпесных ран на коже, тогда как доставка интерферона другими способами (например, в виде раствора или в виде эмульсии) была неэффективной (Weiner et al., Journal of Drug Targeting, 1992, 2, 405-410). Кроме того, в дополнительном исследовании оценивали эффективность интерферона, введенного как часть липосомального состава, относительно введения интерферона, используя водную систему, и заключили, что липосомальный состав лучше, чем водное введение (du Plessis et al., Antiviral Research, 1992, 18, 259-265).
Неионные липосомальные системы также были исследованы для определения их применимости для доставки лекарственных средств в кожу, в частности системы, содержащие неионное поверхностно-активное вещество и холестерин. Неионные липосомальные составы, содержащие Novasome™ I (глицерилдилаурат/холестерин/полиоксиэтилен-10-стеариловый эфир) и Novasome™ II (глицерилдистеарат/холестерин/полиоксиэтилен-10-стеариловый эфир), использовали для доставки циклоспорина-А в дерму кожи мыши. Результаты показали, что такие неионные липосомальные системы эффективны для облегчения отложения циклоспорина-А в различных слоях кожи (Hu et al. S.T.P. Pharma. Sci., 1994, 4, 6, 466).
Липосомы также включают «стерически стабилизированные» липосомы, термин, который, как используется в настоящем описании, относится к липосомам, содержащим один или более специальных липидов, которые при введении в липосомы приводят в результате к увеличенной продолжительности циркуляции относительно липосом, не содержащих такие специальные липиды. Примерами стерически стабилизированных липосом являются липосомы, в которых часть образующей везикулу липидной части липосомы (А) содержит один или более гликолипидов, таких как моносиалоганглиозид GMI, или (В) получен с одним или более гидрофильными полимерами, такими как полиэтиленгликольные (PEG) группы. Не желая быть связанными какой-либо конкретной теорией, в данной области техники считают, что по меньшей мере для стерически стабилизированных липосом, содержащих ганглиозиды, сфингомиелин или PEG-дериватизированные липиды, повышенная продолжительность циркуляции стерически стабилизированных липосом является результатом ослабленного поглощения клетками ретикулоэндотелиальной системы (RES) (Allen et al., FEBS Letters, 1987, 223, 42; Wu et al., Cancer Research, 1993, 53, 3765).
M1
Различные липосомы, содержащие один или более гликолипидов, известны в данной области техники. Papahadjopoulos et al. (Ann. N.Y. Acad. Sci., 1987, 507, 64) сообщают о способности моносиалоганглиозида GMI, галактоцереброзидсульфата и фосфатидилинозита увеличивать время полувыведения липосом из крови. Данные результаты развиты Gabizon et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 1988, 85, 6949). В патенте США 4837028 и WO 88/04924, оба Allen et al., описаны липосомы, содержащие (1) сфингомиелин и (2) ганглиозид G или галактоцереброзидсульфатный эфир. В патенте США 5543152 (Webb et al.) описаны липосомы, содержащие сфингомиелин. Липосомы, содержащие 1,2-sn-димиристоилфосфатидилхолин, описаны в WO 97/13499 (Lim et al.).
1215G
Многие липосомы, содержащие липиды, дериватизированные одним или более гидрофильными полимерами, и способы их получения известны в данной области техники. Sunamoto et al. (Bull. Chem. Soc. Jpn., 1980, 53, 2778) описали липосомы, содержащие неионный детергент, 2C, который содержит PEG группу. Ilium et al. (FEBS Lett., 1984, 167, 79) отметили, что гидрофильное покрытие полистирольных частиц полимерными гликолями приводит в результате к значительному увеличению времени полувыведения из крови. Синтетические фосфолипиды, модифицированные присоединением карбоксильных групп полиалкиленгликолей (например, PEG), описаны Sears (патенты США 4426330 и 4534899). Klibanov et al. (FEBS Lett., 1990, 268, 235) описали эксперименты, показывающие, что липосомы, содержащие фосфатидилэтаноламин (РЕ), дериватизированный PEG или PEG стеаратом, обладают значительным увеличением продолжительности циркуляции в крови. Blume et al. (Biochimica et Biophysica Acta, 1990, 1029, 91) распространили данные наблюдения на другие PEG-дериватизированные фосфолипиды, например, DSPE-PEG, образованный комбинацией дистеароилфосфатидилэтаноламина (DSPE) и PEG. Липосомы, содержащие ковалентно присоединенные PEG группы на их внешней поверхности, описаны в европейском патенте ЕР 0445131 В1 и WO 90/04384 Fisher. Липосомные композиции, содержащие 1-20 мольных процента РЕ, дериватизированного PEG, и способы их применения, описаны Woodle et al. (патенты США 5013556 и 5356633) и Martin et al. (патент США 5213804 и европейский патент ЕР 0496813 В1). Липосомы, содержащие ряд других конъюгатов липид-полимер, описаны в WO 91/05545 и патенте США 5225212 (оба Martin et al.), ив WO 94/20073 (Zalipsky et al.) Липосомы, содержащие PEG-модифицированные церамидные липиды, описаны в WO 96/10391 (Choi et al.). В патенте США 5540935 (Miyazaki et al.) ив патенте США 5556948 (Tagawa et al.) описаны содержащие PEG липосомы, которые можно дополнительно дериватизировать функциональными группами на их поверхности.
Ряд липосом, содержащих нуклеиновые кислоты, известны в данной области техники. В WO 96/40062 Thierry et al. описаны способы инкапсулирования высокомолекулярных нуклеиновых кислот в липосомы. В патенте США 5264221 Tagawa et al. описаны связанные с белком липосомы и утверждается, что содержимое данных липосом может включать дцРНК. В патенте США 5665710 Rahman et al. описаны некоторые способы инкапсулирования олигодезоксинуклеотидов в липосомы. В WO 97/04787 Love et al. описаны липосомы, содержащие дцРНК, мишенью которых является ген raf.
Трансферсомы представляют собой еще другой тип липосом и представляют собой легко деформируемые липидные агрегаты, которые являются привлекательными кандидатами на средства для доставки лекарственных средств. Трансферсомы можно описать как липидные капли, которые являются столь легко деформируемыми, что они способны легко проникать через поры, которые меньше, чем данная капля. Трансферсомы являются приспосабливающимися к окружающей среде, в которой их применяют, например, они являются самоорганизующимися (приспосабливающимися к форме пор в коже), самовосстанавливающимися, часто достигают своей мишени без фрагментации и часто самозагружаемыми. Для получения трансферсом можно добавлять активаторы края поверхности, обычно поверхностно-активные вещества, к стандартной липосомальной композиции. Трансферсомы применяют для доставки сывороточного альбумина в кожу. Показано, что опосредованная трансферсомами доставка сывороточного альбумина также эффективна, как подкожная инъекция раствора, содержащего сывороточный альбумин.
Поверхностно-активные вещества находят широкое применение в составах, таких как эмульсии (включая микроэмульсии) и липосомы. Самый распространенный способ классификации и распределения свойств многих различных типов поверхностно-активных веществ, и природных и синтетических, включает применение гидролипидного баланса (HLB). Природа гидрофильной группы (также известной как «головка») обеспечивает самый подходящий способ классификации различных поверхностно-активных веществ, используемых в составах (Rieger, в Pharmaceutical Dosage Forms, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., 1988, p. 285).
Если молекула поверхностно-активного вещества не является ионизированной, ее классифицируют как неионное поверхностно-активное вещество. Неионные поверхностно-активные вещества находят широкое применение в фармацевтических и косметических продуктах и являются применимыми в широком диапазоне рН величин. Как правило, их HLB величины находятся в диапазоне от 2 до приблизительно 18, в зависимости от их структуры. Неионные поверхностно-активные вещества включают неионное эфиры, такие как эфиры этиленгликоля, эфиры пропиленгликоля, эфиры глицерина, эфиры полиглицерина, эфиры сорбитана, эфиры сахарозы и этоксилированные эфиры. Неионные алканоламиды и эфиры, такие как этоксилаты жирных спиртов, пропоксилированные спирты и этоксилированные/пропоксилированные блокполимеры также являются включенными в данный класс. Полиоксиэтиленовые поверхностно-активные вещества являются наиболее популярными членами класса неионных поверхностно-активных веществ.
Если молекула поверхностно-активного вещества несет отрицательный заряд, когда ее растворяют или диспергируют в воде, поверхностно-активное вещество классифицируют как анионное. Анионные поверхностно-активные вещества включают карбоксилаты, такие как мыла, ациллактилаты, ациламиды аминокислот, эфиры серной кислоты, такие как алкилсульфаты и этоксилированные алкилсульфаты, сульфонаты, такие как алкилбензолсульфонаты, ацилизэтионаты, ацилтаураты и сульфосукцинаты и фосфаты. Самыми важными членами класса анионных поверхностно-активных веществ являются алкилсульфаты и мыла.
Если молекула поверхностно-активного вещества несет положительный заряд, когда его растворяют или диспергируют в воде, поверхностно-активное вещество классифицируют как катионное. Катионные поверхностно-активные вещества включают соли четвертичного аммония и этоксилированные амины. Соли четвертичного аммония являются самыми используемыми членами данного класса.
Если молекула поверхностно-активного вещества обладает способностью нести или положительный, или отрицательный заряд, поверхностно-активное вещество классифицируют как амфотерное. Амфотерные поверхностно-активные вещества включают производные акриловой кислоты, замещенные алкиламиды, N-алкилбетаины и фосфатиды.
Применение поверхностно-активных веществ в лекарственных продуктах, составах и в эмульсиях рассмотрено (Rieger, в Pharmaceutical Dosage Forms, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., 1988, p. 285).
Частицы нуклеиновой кислоты и липидов
В одном варианте осуществления дцРНК APOC3, представленная в настоящем изобретении, полностью инкапсулирована в липидный состав, например, с образованием SPLP, pSPLP, SNALP или другой частицы нуклеиновая кислота-липид. Как используется в настоящем описании, термин «SNALP» относится к стабильной частице нуклеиновая кислота-липид, включая SPLP. Как используется в настоящем описании, термин «SPLP» относится к частице нуклеиновая кислота-липид, содержащей плазмидную ДНК, инкапсулированную в липидную везикулу. SNALP и SPLP обычно содержат катионный липид, некатионный липид и липид, который препятствует агрегации частиц (например, PEG-липидный конъюгат). SNALP и SPLP являются очень пригодными для системного применения, поскольку они обладают длительным периодом циркуляции после внутривенной (i.v.) инъекции и накапливаются в дистальных областях (например, областях, физически отделенных от места введения). SPLP включают «pSPLP,» которые содержат комплекс инкапсулированный конденсирующий агент-нуклеиновая кислота, как рассмотрено в РСТ публикации № WO 00/03683. Частицы настоящего изобретения обычно имеют средний диаметр приблизительно от 50 нм до приблизительно 150 нм, более обычно приблизительно от 60 нм до приблизительно 130 нм, более обычно приблизительно от 70 нм до приблизительно 110 нм, чаще всего от 70 нм до приблизительно 90 нм, и по существу являются нетоксичными. Кроме того, нуклеиновые кислоты, когда присутствуют в частицах нуклеиновая кислота-липид, являются устойчивыми в водном растворе к разрушению нуклеазой. Частицы нуклеиновая кислота-липиды и способы их получения описаны, например, в патентах США 5976567; 5981501; 6534484; 6586410; 6815432 и РСТ публикации № WO 96/40964.
В одном варианте осуществления отношение липида к лекарственному средству (отношение массы к массе) (например, отношение липида к дцРНК) будет в диапазоне приблизительно от 1:1 до приблизительно 50:1, приблизительно от 1:1 до приблизительно 25:1, приблизительно от 3:1 до приблизительно 15:1, приблизительно от 4:1 до приблизительно 10:1, приблизительно от 5:1 до приблизительно 9:1 или приблизительно от 6:1 до приблизительно 9:1. В некоторых вариантах осуществления отношение липида к дцРНК может составлять приблизительно 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1 или 11:1.
Как правило, частицу липид-нуклеиновая кислота суспендируют в буфере, например, PBS, для введения. В одном варианте осуществления рН киРНК, сформулированной с липидом, составляет 6,8-7,8, например, 7,3 или 7,4. Осмоляльность может составлять, например, 250-350 миллиосмоль/кг, например, в области 300, например, 298, 299, 300, 301, 302, 303, 304 или 305.
Катионный липид может представлять собой, например, N,N-диолеил-N,N-диметиламмонийхлорид (DODAC), N,N-дистеарил-N,N-диметиламмонийбромид (DDAB), N-(I-(2,3-диолеоилокси)пропил)-N,N,N-триметиламмонийхлорид (DOTAP), N-(I-(2,3-диолеилокси)пропил)-N,N,N-триметиламмонийхлорид (DOTMA), N,N-диметил-2,3-диолеилокси)пропиламин (DODMA), 1,2-дилинолеилокси-N,N-диметиламинопропан (DLinDMA), 1,2-дилиноленилокси-N,N-диметиламинопропан (DLenDMA), 1,2-дилинолеилкарбамоилокси-3-диметиламинопропан (DLin-C-DAP), 1,2-дилинолеилокси-3-(диметиламино)ацетоксипропан (DLin-DAC), 1,2-дилинолеилокси-3-морфолинопропан (DLin-MA), 1,2-дилинолеоил-3-диметиламинопропан (DLinDAP), 1,2-дилинолеилтио-3-диметиламинопропан (DLin-S-DMA), 1-линолеоил-2-линолеилокси-3-диметиламинопропан (DLin-2-DMAP), хлоридную соль 1,2-дилинолеилокси-3-триметиламинопропана (DLin-ТМА.Cl), хлоридную соль 1,2-дилинолеоил-3-триметиламинопропана (DLin-TAP.Cl), 1,2-дилинолеилокси-3-(N-метилпиперазино)пропан (DLin-MPZ) или 3-(N,N-дилинолеиламино)-1,2-пропандиол (DLinAP), 3-(N,N-диолеиламино)-1,2-пропандиол (DOAP), 1,2-дилинолеилоксо-3-(2-N,N-диметиламино)этоксипропан (DLin-EG-DMA), 1,2-дилиноленилокси-N,N-диметиламинопропан (DLinDMA), 2,2-дилинолеил-4-диметиламинометил[1,3]диоксолан (DLin-K-DMA) или его аналоги, (3aR,5s,6aS)-N,N-диметил-2,2-ди((9Z,12Z)-октадека-9,12-диенил)тетрагидро-3аН-циклопента[d][1,3]диоксол-5-амин (ALN100), (6Z,9Z,28Z,31Z)-гептатриконта-б,9,28,31-тетраен-19-ил-4-(диметиламино)бутаноат (МСЗ), 1,1'-(2-(4-(2-((2-(бис(2-гидроксидодецил)амино)этил)(2-гидроксидодецил)амино)этил)пипееразин-1-ил)этилазандиил)дидодекан-2-ол (С12-200 или Tech G1) или их смеси. Катионный липид может составлять приблизительно от 2 0% мол. до приблизительно 50% мол. или приблизительно 40% мол. всех липидов, присутствующих в частице.
Некатионный липид может представлять собой анионный липид или нейтральный липид, включая, но, не ограничиваясь ими, дистеароилфосфатидилхолин (DSPC), диолеоилфосфатидилхолин (DOPC), дипальмитоилфосфатидилхолин (DPPC), диолеоилфосфатидилглицерин (DOPG), дипальмитоилфосфатидилглицерин (DPPG), диолеоилфосфатидилэтаноламин (DOPE), пальмитоилолеоилфосфатидилхолин (РОРС), пальмитоилолеоилфосфатидилэтаноламин (POPE), 4-(N-малеимидометил)циклогексан-1-карбоксилат диолеоилфосфатидилэтаноламина (DOPE-mal), дипальмитоилфосфатидилэтаноламин (DPPE), димиристоилфосфоэтаноламин (DMPE), дистеароилфосфатидилэтаноламин (DSPE), 16-О-монометил РЕ, 16-О-диметил РЕ, 18-1-транс РЕ, 1-стеароил-2-олеоилфосфатидилэтаноламин (SOPE), холестерин или их смеси. Некатионный липид может составлять приблизительно от 5% мол. до приблизительно 90% мол., приблизительно 10% мол. или приблизительно 58% мол., если присутствует холестерин, всех липидов, присутствующих в частице.
12
14
16
18
Конъюгированный липид, который ингибирует агрегацию частиц, может представлять собой, например, полиэтиленгликоль (PEG)-липид, включая, но без ограничения, PEG-диацилглицерин (DAG), PEG-диалкилоксипропил (DAA), PEG-фосфолипид, PEG-церамид (Cer) или их смесь. Конъюгат PEG-DAA может представлять собой, например, PEG-дилаурилоксипропил (C), PEG-димиристилоксипропил (C), PEG-дипальмитоилоксипропил (C) или PEG-дистеарилоксипропил (C). Другие примеры PEG конъюгатов включают PEG-cDMA (N-[(метоксиполи(этиленгликоль)2000)карбамид]-1,2-димиристилоксипропил-3-амин), mPEG2000-DMG (mPEG-димиристилглицерин (со средней молекулярной массой 2000) и PEG-C-DOMG (R-3-[(ω-метоксиполи(этиленгликоль)2000)карбамоил)]-1,2-димиристилоксипропил-3-амин). Конъюгированный липид, который препятствует агрегации частиц, может составлять от 0% мол. до приблизительно 20% мол. или приблизительно 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9 или 2% мол. всех липидов, присутствующих в частице.
В некоторых вариантах осуществления частица нуклеиновая кислота-липид дополнительно содержит холестерин, например, приблизительно от 10% мол. до приблизительно 60% мол. или приблизительно 48% мол. всех липидов, присутствующих в частице.
В одном варианте осуществления соединение, 2,2-дилинолеил-4-диметиламиноэтил[1,3]диоксолан, можно использовать для получения наночастицы липид-киРНК. Получение 2,2-дилинолеил-4-диметиламиноэтил[1,3]диоксолана описано в предварительной патентной заявке США №61/107998, поданной 23 октября 2008, которая включена в настоящее описание посредством ссылки.
Например, частица липид-киРНК может содержать 40% 2,2-дилинолеил-4-диметиламиноэтил[1,3]диоксолана:10% DSPC:40% холестерина:10% PEG-C-DOMG (мольные проценты) с размером частиц 63,0±20 нм и киРНК/липид соотношением 0,027.
В еще другом варианте осуществления соединение, 1,1'-(2-(4-(2-((2-(бис(2-гидроксидодецил)амино)этил)(2-гидроксидодецил)амино)этил)пиперазин-1-ил)этилазандиил)дидодекан-2-ол (Tech G1), можно использовать для получения частиц липид-киРНК. Например, дцРНК можно формулировать в липидном составе, содержащем Tech-Gl, дистеароилфосфатидилхолин (DSPC), холестерин и mPEG2000-DMG при молярном соотношении 50:10:38,5:1,5 при отношении всех липидов к киРНК 7:1 (масс.:масс.).
В одном варианте осуществления липидоидный ND98-4HC1 (MW 1487), холестерин (Sigma-Aldrich) и PEG-Церамид С16 (Avanti Polar Lipids) можно использовать для получения наночастиц липид-киРНК (т.е. LNP01 частиц). LNP01 составы описаны, например, в международной патентной заявке № WO 2008/042973, которая включена в настоящее описание посредством ссылки.
Дополнительные примеры составов описаны в таблице А.
Составы, содержащие SNALP (1,2-дилиноленилокси-N,N-диметиламинопропан (DLinDMA)), описаны в международной публикации № WO 2009/127060, поданной 15 апреля 2009, которая включена в настоящее описание посредством ссылки.
Составы, содержащие ХТС, описаны, например, в предварительной заявке США серийный №61/148366, поданной 29 января 2009; предварительной заявке США серийный №61/156851, поданной 2 марта 2009; предварительной заявке США серийный № поданной 10 июня 2009; предварительной заявке США серийный №61/228373, поданной 24 июля 2009; предварительной заявке США серийный №61/239686, поданной 3 сентября 2009, и международной заявке № PCT/US 2010/022 614, поданной 29 января 2010, которые включены в настоящее описание посредством ссылки.
Составы, содержащие МСЗ, описаны, например, в предварительной заявке США серийный №61/244834, поданной 22 сентября 2009, предварительной заявке США серийный №61/185800, поданной 10 июня 2009, и международной заявке № PCT/US 10/28224, поданной 10 июня 2010, которые включены в настоящее описание посредством ссылки.
Составы, содержащие ALNY-100, описаны, например, в международной патентной заявке номер PCT/US09/63933, поданной 10 ноября 2009, которая включена в настоящее описание посредством ссылки.
Составы, содержащие С12-200, описаны в предварительной заявке США серийный №61/175770, поданной 5 мая 2009, и международной заявке № PCT/US 10/33777, поданной 5 мая 2010, которые включены в настоящее описание посредством ссылки.
Составы, полученные или стандартным, или безэкструзионным способом, можно охарактеризовывать аналогичным способом. Например, составы обычно охарактеризовывают визуальным осмотром. Они должны представлять собой светлые прозрачные растворы, не содержащие агрегатов или осадка. Размер частиц и распределение размера частиц липидных наночастиц можно измерить световым рассеянием, используя, например, Malvern Zetasizer Nano ZS (Malvern, USA). Частицы должны иметь размер приблизительно 20-300 нм, такой как 40-100 нм. Распределение размера частиц должно быть однородным. Суммарную концентрацию киРНК в составе, а также захваченную фракцию, оценивают, применяя анализ с освобождением красителя. Образец формулированной киРНК можно выдерживать с РНК-связывающим красителем, таким как Ribogreen (Molecular Probes), в присутствии или отсутствии поверхностно-активного вещества, разрушающего состав, например, 0,5% Triton-Х100. Суммарную киРНК в составе можно определить сигналом образца, содержащего поверхностно-активное вещество, относительно стандартной кривой. Захваченную фракцию определяют вычитанием содержания «свободной» киРНК (как измерено сигналом в отсутствие поверхностно-активного вещества) из суммарного содержания киРНК. Процент захваченной киРНК обычно составляет >85%. Для состава SNALP размер частиц составляет по меньшей мере 30 нм, по меньшей мере 40 нм, по меньшей мере 50 нм, по меньшей мере 60 нм, по меньшей мере 70 нм, по меньшей мере 80 нм, по меньшей мере 90 нм, по меньшей мере 100 нм, по меньшей мере 110 нм и по меньшей мере 120 нм. Подходящий диапазон обычно составляет по меньшей мере приблизительно от 50 нм до приблизительно по меньшей мере 110 нм, по меньшей мере приблизительно от 60 нм до приблизительно по меньшей мере 100 нм или по меньшей мере приблизительно от 80 нм до приблизительно по меньшей мере 90 нм.
Композиции и составы для перорального введения включают порошки или гранулы, микрочастицы, наночастицы, суспензии или растворы в водной или неводной среде, капсулы, гелевые капсулы, саше, таблетки или мини-таблетки. Загустители, ароматизаторы, разбавители, эмульгаторы, диспергирующие агенты или связующие могут быть желательными. В некоторых вариантах осуществления пероральное составы представляют собой пероральные составы, в которых дцРНК, представленные в настоящем изобретении, вводят в сочетании с одним или более агентами, улучшающими проникновение, поверхностно-активными веществами и хелатирующими агентами. Подходящие поверхностно-активные вещества включают жирные кислоты и/или сложные эфиры или их соли, желчные кислоты и/или их соли. Подходящие желчные кислоты/соли включают хенодезоксихолевую кислоту (CDCA) и урсодезоксихенодезоксихолевую кислоту (UDCA), холевую кислоту, дегидрохолевую кислоту, дезоксихолевую кислоту, глюхолевую кислоту, глихолевую кислоту, гликодезоксихолевую кислоту, таурохолевую кислоту, тауродезоксихолевую кислоту, тауро-24,25-дигидрофузидат натрия и гликодигидрофузидат натрия. Подходящие жирные кислоты включают арахидоновую кислоту, ундекановую кислоту, олеиновую кислоту, лауриновую кислоту, каприловую кислоту, каприновую кислоту, миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту, линолевую кислоту, линоленовую кислоту, дикапрат, трикапрат, монолеин, дилаурин, глицерил 1-монокапрат, 1-додецилазациклогептан-2-он, ацилкарнитин, ацилхолин или моноглицерид, диглицерид или их фармацевтически приемлемую соль (например, натриевую). В некоторых вариантах осуществления в комбинациях агентов, улучшающих проникновение, применяют, например, жирные кислоты/соли в комбинации с желчными кислотами/солями. Одной примерной комбинацией является натриевая соль лауриновой кислоты, каприновой кислоты и UDCA. Дополнительные агенты, улучшающие проникновение, включают полиоксиэтилен-9-лауриловый эфир, полиоксиэтилен-20-цетиловый эфир. дцРНК, представленные в настоящем изобретении, можно доставлять перорально, в гранулярной форме, включая высушенные распылением частицы, или превращать в комплексы, с получением микро или наночастиц. дцРНК комплексообразующие агенты включают плиаминокислоты; полиимины; полиакрилаты; полиалкилакрилаты, полиоксетаны, полиалкилцианоакрилаты; катионизированные желатины, альбумины, крахмалы, акрилаты, полиэтиленгликоли (PEG) и крахмалы; полиалкилцианоакрилат; DEAE-дериватизированные полиимины, пулланы, целлюлозы и крахмалы. Подходящие комплексообразующие агенты включают хитозан, N-триметилхитозан, поли-Ь-лизин, полигистидин, полиорнитин, полиспермины, протамин, поливинилпиридин, политиодиэтиламинометилэтилен P(TDAE), полиаминостирол (например, п-амино), поли(метилцианоакрилат), поли(этилцианоакрилат), поли(бутилцианоакрилат), поли(изобутилцианоакрилат), поли(изогексилцианоакрилат), DEAE-метакрилат, DEAE-гексилакрилат, DEAE-акриламид, DEAE-альбумин и DEAE-декстран, полиметилакрилат, полигексилакрилат, поли(D,L-молочную кислоту), поли(DL-молочную-со-гликолевую кислоту (PLGA), альгинат и полиэтиленгликоль (PEG). Пероральные составы для дцРНК и их получение описаны подробно в патенте США 6887906, публикации США 20030027780 и патенте США 6747014, каждый из которых включен в настоящее описание посредством ссылки.
Композиции и составы для парентерального, интрапаренхиматозного (в мозг), интратекального, интравентрикулярного или внутрипеченочного введения могут включать стерильные водные растворы, которые могут также содержать буферы, разбавители и другие подходящие добавки, такие как, но, не ограничиваясь ими, агенты, улучшающие проникновение, соединения, являющиеся носителями, и другие фармацевтически приемлемые носители или эксципиенты.
Фармацевтические композиции настоящего изобретения включают, но без ограничения, растворы, эмульсии и составы, содержащие липосомы. Данные композиции можно получить из ряда компонентов, которые включают, но без ограничения, подготовленные жидкости, самоэмульгирующиеся твердые вещества и самоэмульгирующиеся полутвердые вещества. Особенно предпочтительными являются составы, мишенью которых является печень, при лечении нарушений печени, таких как гепатокарцинома.
Фармацевтические составы настоящего изобретения, которые можно удобно предоставлять в виде единичной дозированной формы, можно получить согласно общепринятым способам, хорошо известным в фармацевтической промышленности. Данные способы включают стадию смешения активных ингредиентов с фармацевтическим носителем(ями) или эксципиентом(ами). Как правило, составы получают равномерным и тщательным смешением активных ингредиентов с жидкими носителями или мелкодисперсными твердыми носителями или обоими и затем, при необходимости, формованием продукта.
Композиции настоящего изобретения можно формулировать в виде любой из возможных дозированных форм, таких как, но, не ограничиваясь ими, таблетки, капсулы, гелевые капсулы, жидкие сиропы, мягкие гели, суппозитории и клизмы. Композиции настоящего изобретения можно также формулировать в виде суспензий в водной, неводной или смешанной среде. Водные суспензии могут дополнительно содержать вещества, которые увеличивают вязкость суспензии, включая, например, натрийкарбоксиметилцеллюлозу, сорбит и/или декстран. Суспензия может также содержать стабилизаторы.
Эмульсии
Композиции настоящего изобретения можно получить и формулировать в виде эмульсий. Эмульсии обычно представляют собой гетерогенные системы одной жидкости, диспергированной в другой в виде капель, обычно превышающих 0,1 мкм в диаметре (Idson, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., volume 1, p. 199; Rosoff, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., volume 1, p. 245; Block, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., volume 2, p. 335; Higuchi et al., в Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co., Easton, Pa., 1985, p.301). Эмульсии часто представляют собой двухфазные системы, содержащие две несмешивающиеся жидкие фазы, равномерно смешанные и диспергированные друг в друге. Как правило, эмульсии могут быть или вариантом вода в масле (w/o), или масло в воде (o/w). Когда водная фаза тонко раздроблена и диспергирована в виде мелких капель в объемной масляной фазе, полученную в результате композицию называют эмульсией масла в воде (w/o). Альтернативно, когда масляная фаза тонко раздроблена и диспергирована в виде мелких капель в объемной водной фазе, полученную в результате композицию называют эмульсией воды в масле (o/w). Эмульсии могут содержать дополнительные компоненты в добавление к диспергированным фазам, и активное лекарственное средство, которое может присутствовать в виде раствора или в водной фазе, масляной фазе или само в виде отдельной фазы. Фармацевтические эксципиенты, такие как эмульгаторы, стабилизаторы, красители и антиоксиданты, могут также присутствовать в эмульсиях, по мере необходимости. Фармацевтические эмульсии могут также представлять собой множественные эмульсии, которые состоят более чем из двух фаз, такие как, например, в случае эмульсий масло в воде в масле (o/w/o) и вода в масле в воде (w/o/w). Данные сложные составы часто дают определенные преимущества, которыми не обладают двухфазные эмульсии. Множественные эмульсии, в которых отдельные масляные капли o/w эмульсии окружают небольшие водные капли, составляют w/o/w эмульсию. Аналогично, система масляных капель, покрытых каплями воды, стабилизированная в масляной непрерывной фазе, дает o/w/o эмульсию.
Эмульсии характеризуются совсем малой или отсутствием термодинамической стабильности. Часто, диспергированная или прерывная фаза эмульсии хорошо диспергирована во внешней или непрерывной фазе и сохраняется в данной форме посредством эмульгаторов или вязкости состава. Любая из фаз эмульсии может быть полутвердой или твердой, как в случае мазевых основ и кремов эмульсионного типа. Другие способы стабилизации эмульсий включают использование эмульгаторов, которые можно вводить в любую фазу эмульсии. Эмульгаторы можно приблизительно разбить на четыре категории: синтетические поверхностно-активные вещества, природные эмульгаторы, абсорбирующие основы и тонкодиспергированные твердые вещества (Idson, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., volume 1, p. 199).
Синтетические поверхностно-активные вещества, также известные как поверхностно-активные агенты, находят широкое применение в составе эмульсий и обсуждаются в литературе (Rieger, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., volume 1, p. 285; Idson, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., 1988, volume 1, p. 199). Поверхностно-активные вещества обычно являются амфифильными и содержат гидрофильную и гидрофобную часть. Отношение гидрофильных свойств к гидрофобным свойствам поверхностно-активного вещества называют гидролипидным балансом (HLB), и он представляет собой ценный инструмент для классификации и выбора поверхностно-активных веществ при получении составов. Поверхностно-активные вещества можно разделить на различные классы, в зависимости от природы гидрофильной группы: неионная, анионная, катионная и амфотерная (Rieger, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., volume 1, p. 285).
Природные эмульгаторы, используемые в эмульсионных составах, включают ланолин, пчелиный воск, фосфатиды, лецитин и аравийскую камедь. Абсорбирующие основы обладают гидрофильными свойствами, так что они впитывают воду, образуя w/o эмульсии, тем не менее, сохраняя их полутвердую стабильность, такие как безводный ланолин и гидрофильный петролатум. Мелкодисперсные твердые вещества также используют в качестве хороших эмульгаторов, особенно в комбинации с поверхностно-активными веществами и в вязких препаратах. Они включают полярные неорганические твердые вещества, такие как гидроксиды тяжелых металлов, ненабухающие глины, такие как бентонит, аттапульгит, гекторит, каолин, монтмориллонит, коллоидный силикат алюминия и коллоидный силикат магния алюминия, пигменты, и неполярные твердые вещества, такие как углерод или тристеарат глицерина.
Богатый набор неэмульгирующих материалов также включен в эмульсионные составы и делает вклад в свойства эмульсий. Они включают жиры, масла, воски, жирные кислоты, жирные спирты, жирные эфиры, увлажняющие агенты, гидрофильные коллоиды, консерванты и антиоксиданты (Block, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., volume 1, p. 335; Idson, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., volume 1, p. 199).
Гидрофильные коллоиды или гидроколлоиды включают природные камеди и синтетические полимеры, такие как полисахариды (например, аравийская камедь, агар, альгиновая кислота, каррагенан, гуаровая камедь, камедь карайи и трагакант), целлюлозные производные (например, карбоксиметилцеллюлозу и карбоксипропилцеллюлозу) и синтетические полимеры (например, карбомеры, эфиры целлюлозы и карбоксивинильные полимеры). Они диспергируются или набухают в воде с образованием коллоидных растворов, которые стабилизируют эмульсии, образуя прочные межфазные пленки вокруг капель диспергированной фазы и увеличивая вязкость диспергирующей фазы.
Поскольку эмульсии часто содержат ряд ингредиентов, таких как углеводы, белки, стеролы и фосфатиды, которые могут легко поддерживать рост микробов, данные составы часто содержат консерванты. Общепринятые консерванты, включенные в эмульсионные составы, включают метилпарабен, пропилпарабен, четвертичные соли аммония, бензалконийхлорид, эфиры п-гидроксибензойной кислоты и борную кислоту. Антиоксиданты также обычно добавляют к эмульсионным составам для предотвращения окисления состава. Используемые антиоксиданты могут представлять собой акцепторы радикалов, такие как токоферолы, алкилгаллаты, бутилированный гидроксианизол, бутилированный гидрокситолуол, или восстанавливающие агенты, такие как аскорбиновая кислота и метабисульфит натрия, и антиоксидантные синергисты, такие как лимонная кислота, винная кислота и лецитин.
Применение эмульсионных составов дерматологическим, пероральным и парентеральным путями и способы их получения рассматриваются в литературе (Idson, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., volume 1, p. 199). Эмульсионные составы для пероральной доставки очень широко применяют из-за простоты формулирования, а также эффективности с точки зрения поглощения и биодоступности (Rosoff, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., volume 1, p. 245; Idson, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., т. 1, p. 199). Слабительные на основе минерального масла, жирорастворимые витамины и пищевые препараты с высоким содержанием жира является материалами, которые обычно вводят перорально в виде o/w эмульсий.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения композиции дцРНК и нуклеиновых кислот формулируют в виде микроэмульсий. Микроэмульсию можно определить как систему воды, масла и амфифила, которая представляет собой отдельный оптически изотропный и термодинамически стабильный жидкий раствор (Rosoff, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., volume 1, p. 245). Обычно микроэмульсии представляют собой системы, которые получают сначала диспергированием масла в водном растворе поверхностно-активного вещества, и затем добавлением достаточного количества четвертого компонента, обычно промежуточного длинноцепочечного спирта, с получением прозрачной системы. Следовательно, микроэмульсии также описаны как термодинамически стабильные, изотропно прозрачные дисперсии двух несмешивающихся жидкостей, которые стабилизированы межфазными пленками поверхностно-активных молекул (Leung and Shah, в: Controlled Release of Drugs: Polymers and Aggregate Systems, Rosoff, M., Ed., 1989, VCH Publishers, New York, p. 185-215). Микроэмульсии обычно получают смешением от трех до пяти компонентов, которые включают масло, воду, поверхностно-активное вещество, поверхностно-активное совещество и электролит. Является ли микроэмульсия микроэмульсией типа вода в масле (w/o) или масло в оде (o/w), зависит от свойств используемого масла и поверхностно-активного вещества и от структуры и геометрической упаковки полярных головок и углеводородных хвостов молекул поверхностно-активного вещества (Schott, в Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co., Easton, Pa., 1985, p. 271).
Феноменологический подход с применением фазовых диаграмм был интенсивно разработан, и он дал всестороннее знание специалисту в данной области техники о том, как составлять микроэмульсии (Rosoff, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., volume 1, p. 245; Block, в Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., volume 1, p. 335). По сравнению с общепринятыми эмульсиями, микроэмульсии обеспечивают преимущество растворения нерастворимых в воде лекарственных средств в составе термодинамически стабильных капель, которые образуются спонтанно.
Поверхностно-активные вещества, используемые при получении микроэмульсий, включают, но без ограничения, ионные поверхностно-активные вещества, неионные поверхностно-активные вещества, Brij 96, полиоксиэтиленолеиловые эфиры, полиэфиры глицерина и жирных кислот, тетраглицеринмонолаурат (ML310), тетраглицеринмоноолеат (МО310), гексаглицеринмоноолеат (РО310), гексаглицеринпентаолеат (РО500), декаглицеринмонокапрат (МСА750), декаглицеринмоноолеат (МО750), декаглицеринсеквиолеат (SO750), декаглицериндекаолеат (DAO750), отдельно или в комбинации с поверхностно-активными совеществами. Поверхностно-активное совещество, как правило, короткоцепочечный спирт, такой как этанол, 1-пропанол и 1-бутанол, предназначен для увеличения межфазной текучести проникновением в пленку из поверхностно-активного вещества и, следовательно, создает нарушенные пленки из-за объемных пор, образуемых между молекулами поверхностно-активного вещества.
8
12
Однако микроэмульсии можно получить без использования поверхностно-активного совещества, и не содержащие спирт самоэмульгирующиеся микроэмульсионные системы известны в данной области техники. Водная фаза обычно представляет собой, но не ограничивается ими, воду, водный раствор лекарственного средства, глицерин, PEG300, PEG400, полиглицерины, пропиленгликоли и производные этиленгликоля. Масляная фаза может содержать, но не ограничивается ими, материалы, такие как Captex 300, Captex 355, Capmul МСМ, эфиры жирных кислот, среднецепочечные (C-C) моно-, ди- и триглицериды, полиоксиэтилированные эфиры глицерина и жирных кислот, жирные спирты, полигликолизированные глицериды, насыщенные полигликолизированные С8-С10 глицериды, растительные масла и силиконовые масла.
Микроэмульсии представляют особый интерес с точки зрения растворения лекарственных средств и повышенного поглощения лекарственных средств. Микроэмульсии на основе липидов (как o/w, так и w/o) предлагают для увеличения пероральной биодоступности лекарственных средств, включая пептиды (Constantinides et al., Pharmaceutical Research, 1994, 11, 1385-1390; Ritschel, Meth. Find. Exp.Clin. Pharmacol, 1993, 13, 205). Микроэмульсии дают преимущества повышенной растворимости лекарственных средств, защиты лекарственного средства от ферментативного гидролиза, возможного увеличения поглощения лекарственного средства из-за вызванных поверхностно-активными веществами изменений текучести и проницаемости мембраны, простоты получения, простоты перорального введения по сравнению с твердыми лекарственными формами, повышенной клинической эффективности и сниженной токсичности (Constantinides et al., Pharmaceutical Research, 1994, 11, 1385; Ho et al., J. Pharm. Sci., 1996, 85, 138-143). Часто микроэмульсии могут образовываться спонтанно, когда их компоненты смешивают вместе при температуре окружающей среды. Это может быть особенно полезно при формулировании термолабильных лекарственных средств, пептидов или дцРНК. Микроэмульсии также были эффективными при трансдермальной доставке активных компонентов и при косметическом и фармацевтическом применениях. Ожидают, что микроэмульсионные композиции и составы настоящего изобретения будут способствовать усиленному системному поглощению дцРНК и нуклеиновых кислот из желудочно-кишечного тракта, а также усиливать местное клеточное поглощение дцРНК и нуклеиновых кислот.
Микроэмульсии настоящего изобретения могут также содержать дополнительные компоненты и добавки, такие как моностеарат сорбитана (Grill 3), лабразоль и агенты, улучшающие проникновение, улучшающие свойства состава и усиливающие поглощение дцРНК и нуклеиновых кислот настоящего изобретения. Агенты, улучшающие проникновение, применяемые в микроэмульсиях настоящего изобретения, можно классифицировать как принадлежащие к одной из пяти общих категорий: поверхностно-активные вещества, жирные кислоты, желчные кислоты, комплексообразующие агенты и не образующие комплексов поверхностно-неактивные вещества (Lee et al., Critical Reviews в Therapeutic Drug Carrier Systems, 1991, p. 2). Каждый из данных классов обсужден выше.
Агенты, улучшающие проникновение
В одном варианте осуществления в настоящем изобретении применяют различные агенты, улучшающие проникновение, для осуществления эффективной доставки нуклеиновых кислот, в частности дцРНК, в кожу животных. Большинство лекарственных средств присутствует в растворе и в ионизированной и неионизированной формах. Однако обычно только растворимые в липидах или липофильные лекарственные средства легко проходят через клеточные мембраны. Было обнаружено, что даже нелипофильные лекарственные средства могут проходить через клеточные мембраны, если мембрана, которую они пересекают, обрабатывают агентом, улучшающим проникновение. В добавление к оказанию помощи в диффузии нелипофильных лекарственных средств через клеточные мембраны, агенты, улучшающие проникновение, также улучшают проходимость липофильных лекарственных средств.
Агенты, улучшающие проникновение, можно классифицировать как принадлежащие одной из пяти общих категорий, т.е. поверхностно-активным веществам, жирным кислотам, желчным кислотам, комплексообразующим агентам и не образующим комплексы поверхностно-неактивным веществам (Lee et al., Critical Reviews в Therapeutic Drug Carrier Systems, 1991, p. 2). Каждый из приведенных выше классов агентов, улучшающих проникновение, описаны ниже более подробно.
Поверхностно-активные вещества: согласно настоящему изобретению, поверхностно-активные вещества (или «поверхностно-активные агенты») представляют собой химические молекулы, которые при растворении в водном растворе снижают поверхностное напряжение раствора или межфазное натяжение между водным раствором и другой жидкостью, в результате чего усиливается поглощение дцРНК через слизистую. В добавление к желчным кислотам и жирным кислотам, агенты, улучшающие проникновение, включают, например, лаурилсульфат натрия, полиоксиэтилен-9-лауриловый эфир и полиоксиэтилен-20-цетиловый эфир (Lee et al., Critical Reviews в Therapeutic Drug Carrier Systems, 1991, p. 2); и перфторхимические эмульсии, такие как FC-43 (Takahashi et al., J. Pharm. Pharmacol, 1988, 40, 252).
1-10
Жирные кислоты: различные жирные кислоты и их производные, которые действуют в качестве агентов, улучшающих проникновение, включают, например, олеиновую кислоту, лауриновую кислоту, каприновую кислоту (н-декановую кислоту), миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту, линолевую кислоту, линоленовую кислоту, дикапрат, трикапрат, моноолеин (1-моноолеоил-рац-глицерин), дилаурин, каприловую кислоту, арахидоновую кислоту, глицерин 1-монокапрат, 1-додецилазациклогептан-2-он, ацилкарнитины, ацилхолины, их Cалкиловые эфиры (например, метиловый, изопропиловый и трет-бутиловый) и их моно- и диглицериды (т.е. олеат, лаурат, капрат, миристат, пальмитат, стеарат, линолеат и т.д.) (Lee et al., Critical Reviews в Therapeutic Drug Carrier Systems, 1991, p, 92; Muranishi, Critical Reviews в Therapeutic Drug Carrier Systems, 1990, 7, 1-33; El Hariri et al., J. Pharm. Pharmacol., 1992, 44, 651-654).
Желчные кислоты: физиологическая роль желчи включает облегчение диспергирования и поглощения липидов и жирорастворимых витаминов (Brunton, chapter 38 в: Goodman & Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 9th Ed., Hardman et al. Eds., McGraw-Hill, New York, 1996, pp. 934-935). Различные природные желчные кислоты и их синтетические производные, действуют в качестве агентов, улучшающих проникновение. Таким образом, термин «желчные кислоты» включает любые природные компоненты желчи, а также любые их синтетические производные. Подходящие желчные кислоты включают, например, холевую кислоту (или ее фармацевтически приемлемую натриевую соль, холат натрия), декгидрохолевую кислоту (дегидрохолат натрия), дезоксихолевую кислоту (дезоксихолат натрия), глюхолевую кислоту (глюхолат натрия), глихолевую кислоту (гликохолат натрия), гликодезоксихолевую кислоту (ликодезоксихолат натрия), таурохолевую кислоту (таурохолат натрия), тауродезоксихолевую кислоту (тауродезоксихолат натрия), хенодезоксихолевую кислоту (хенодезоксихолат натрия), урсодезоксихолевую кислоту (UDCA), тауро-24,25-дигидрофузидат натрия (STDHF), гликодигидрофузидат натрия и полиоксиэтилен-9-лауриловый эфир (РОЕ) (Lee et al., Critical Reviews в Therapeutic Drug Carrier Systems, 1991, p. 92; Swinyard, chapter 39 в: Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th Ed., Gennaro, ed., Mack Publishing Co., Easton, Pa., 1990, p. 782-783; Muranishi, Critical Reviews в Therapeutic Drug Carrier Systems, 1990, 7, 1-33; Yamamoto et al., J. Pharm. Exp. Ther., 1992, 263, 25; Yamashita et al., J. Pharm. Sci., 1990, 79, 579-583).
Комплексообразующие агенты: комплексообразующие агенты, как используются согласно настоящему изобретению, можно определить как соединения, которые удаляют металлические ионы из раствора образованием с ними комплексов, в результате чего усиливается поглощение дцРНК через слизистую. Относительно их применения в качестве агентов, улучшающих проникновение, в настоящем изобретении, комплексообразующие агенты обладают дополнительным преимуществом, также действуя в качестве ДНКазных ингибиторов, поскольку наиболее охарактеризованные ДНК нуклеазы требуют ион двухвалентного металла для катализа и, таким образом, они ингибируются комплексообразующими агентами (Jarrett, J. Chromatogr., 1993, 618, 315-339). Подходящие комплексообразующие агенты включают, но без ограничения, динатрий этилендиаминтетраацетат (EDTA), лимонную кислоту, салицилаты (например, салицилат натрия, 5-метоксисалицилат и гомованилат), N-ацильные производные коллагена, лаурет-9 и N-аминоацильные производные бета-дикетонов (енмины) (Lee et al., Critical Reviews в Therapeutic Drug Carrier Systems, 1991, p. 92; Muranishi, Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 1990, 7, 1-33; Buur et al., J. Control Rel., 1990, 14, 43-51).
He образующие комплексов поверхностно-неактивные вещества: как используется в настоящем описании, соединения, усиливающие поглощение, не образующие комплексов поверхностно-неактивные вещества, можно определить как соединения, которые проявляют незначительную активность в качестве комплексообразующих агентов или в качестве поверхностно-активных веществ, но которые, тем не менее, усиливают поглощение дцРНК через алиментарную слизистую (Muranishi, Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 1990, 7, 1-33). Данный класс агентов, улучшающих проникновение, включает, например, ненасыщенные циклические мочевины, 1-алкил- и 1-алкенилазациклоалканоновые производные (Lee et al., Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 1991, p. 92); и нестероидные противовоспалительные агенты, такие как диклофенак натрия, индометацин и фенилбутазон (Yamashita et al., J. Pharm. Pharmacol, 1987, 39, 621-626).
Носители
Некоторые композиции настоящего изобретения также содержат соединения, являющиеся носителями, в составе. Как используется в настоящем описании, «соединение, являющееся носителем», или «носитель» может относиться к нуклеиновой кислоте или ее аналогу, которая является инертной (т.е. не обладает биологической активностью per se), но распознается как нуклеиновая кислота in vivo процессами, которые снижают биодоступность нуклеиновой кислоты, обладающей биологической активностью, например, разрушая биологически активную нуклеиновую кислоту или способствуя ее удалению из тока крови. Совместное введение нуклеиновой кислоты и соединения, являющегося носителем, обычно с избытком последнего, может приводить в результате к значительному снижению количества нуклеиновой кислоты, накопленной в печени, почке или других резервуарах вне кровообращения, предположительно благодаря конкуренции между соединением, являющимся носителем, и нуклеиновой кислотой за общий рецептор. Например, накопление частично фосфоротиоатной дцРНК в ткани печени может ослабляться при совместном введении с полиинозиновой кислотой, сульфатом декстрана, полицитидиновой кислотой или 4-ацетамидо-4'-изотиоцианостилбен-2,2'-дисульфокислотой (Miyao et al., DsRNA Res. Dev., 1995, 5, 115-121; Takakura et al., DsRNA & Nucl. Acid Drug Dev., 1996, 6, 177-183.)
Эксципиенты
В отличие от соединения, являющегося носителем, «фармацевтический носитель» или «эксципиент» представляет собой фармацевтически приемлемый растворитель, суспендирующий агент или любую другую фармацевтически инертную среду для доставки одной или более нуклеиновых кислот в животное. Эксципиент может быть жидким или твердым, и его выбирают с учетом планируемого способа введения, чтобы обеспечивать требуемый объем, плотность и т.д., при комбинировании с нуклеиновой кислотой и другими компонентами указанной фармацевтической композиции. Общепринятые фармацевтические носители включают, но без ограничения, связующие (например, предварительно желатинированный кукурузный крахмал, поливинилпирролидон или гидроксипропилметилцеллюлозу и т.д.); наполнители (например, лактозу и другие сахара, микрокристаллическую целлюлозу, пектин, желатин, сульфат кальция, этилцеллюлозу, полиакрилаты или гидрофосфат кальция и т.д.); лубриканты (например, стеарат магния, тальк, диоксид кремния, коллоидный диоксид кремния, стеариновую кислоту, стеараты металлов, гидрогенизированные растительные масла, кукурузный крахмал, полиэтиленгликоли, бензоат натрия, ацетат натрия и т.д.); дезинтегранты (например, крахмал, крахмалгликолят натрия и т.д.); и смачивающие агенты (например, натрия лаурилсульфат и т.д.).
Фармацевтически приемлемые органические или неорганические эксципиенты, пригодные для непарентерального введения, которые пагубно не взаимодействуют с нуклеиновыми кислотами, можно также использовать для формулирования композиций настоящего изобретения. Подходящие фармацевтически приемлемые носители включают, но без ограничения, воду, солевые растворы, спирты, полиэтиленгликоли, желатин, лактозу, амилозу, стеарат магния, тальк, кремниевую кислоту, вязкий парафин, гидроксиметилцеллюлозу, поливинилпирролидон и подобные.
Составы для местного введения нуклеиновых кислот могут включать стерильные и нестерильные водные растворы, неводные растворы в стандартных растворителях, таких как спирты, или растворы нуклеиновых кислот в жидкой или твердой масляной основе. Растворы могут также содержать буферы, разбавители и другие подходящие добавки. Можно использовать фармацевтически приемлемые органические или неорганические эксципиенты, пригодные для непарентерального введения, которые пагубно не взаимодействуют с нуклеиновыми кислотами.
Подходящие фармацевтически приемлемые эксципиенты включают, но без ограничения, воду, солевые растворы, спирт, полиэтиленгликоли, желатин, лактозу, амилозу, стеарат магния, тальк, кремниевую кислоту, вязкий парафин, гидроксиметилцеллюлозу, поливинилпирролидон и подобные.
Другие компоненты
Композиции настоящего изобретения могут дополнительно содержать другие вспомогательные компоненты, общепринято обнаруживаемые в фармацевтических композициях, при их установленном в данной области техники уровне потребления. Таким образом, например, композиции могут содержать дополнительные, совместимые, фармацевтически активные материалы, такие как, например, противозудные средства, астрингенты, местные анестетики или противовоспалительные агенты, или могут содержать дополнительные материалы, пригодные для физического формулирования различных лекарственных форм композиций настоящего изобретения, такие как красители, ароматизаторы, консерванты, антиоксиданты, замутнители, загустители и стабилизаторы. Однако такие материалы при добавлении не должны чрезмерно препятствовать биологическим активностям компонентов композиций настоящего изобретения. Составы можно стерилизовать и, при желании, смешивать со вспомогательными агентами, например, лубрикантами, консервантами, стабилизаторами, смачивающими агентами, эмульгаторами, солями, влияющими на осмотическое давление, буферами, красителями, ароматизаторами и/или ароматическими веществами и подобными, которые не взаимодействуют пагубно с нуклеиновой кислотой (нуклеиновыми кислотами) состава.
Водные суспензии могут содержать вещества, которые повышают вязкость суспензии, включая, например, натрийкарбоксиметилцеллюлозу, сорбит и/или декстран. Суспензия может также содержать стабилизаторы.
В некоторых вариантах осуществления фармацевтические композиции, представленные в настоящем изобретении, содержат (а) один или более соединений дцРНК и (b) один или более антицитокиновых биологических агентов, которые функционируют механизмом, отличным от РНКи. Примеры данных биологических агентов включают биологические агенты, мишенью которых является IL1β (например, анакинра), IL6 (тоцилизумаб) или TNF (этанерцепт, инфликсимаб, адлимумаб или цертолизумаб).
Токсичность и терапевтическую эффективность данных соединений можно определить стандартными фармацевтическими способами в клеточных культурах или на экспериментальных животных, например, для определения LD50 (дозы, летальной для 50% популяции) и ED50 (дозы, терапевтически эффективной для 50% популяции). Соотношение дозы токсичного эффекта к терапевтическому эффекту представляет собой терапевтический индекс, и он может быть выражен как отношение LD50/ED50. Соединения, которые обладают высоким терапевтическим индексом, являются предпочтительными.
Данные, полученные в анализах на клеточных культурах и исследованиях на животных, можно использовать для формулирования диапазона доз для применения на людях. Доза композиций, представленных в настоящем изобретении, обычно лежит в диапазоне циркулирующих концентраций, которые включают ED50 с малой токсичностью или без нее. Доза может изменяться в пределах данного диапазона, в зависимости от применяемой лекарственной формы и применяемого пути введения. Для любого соединения, применяемого в способах, представленных в настоящем изобретении, терапевтически эффективные дозы можно первоначально оценить в анализах на клеточных культурах. Дозу можно формулировать на животных моделях, с получением диапазона циркулирующих в плазме концентраций соединения или, при необходимости, полипептидного продукта последовательности-мишени (например, достигая снижения концентрации полипептида), который включает IC50 (т.е. концентрацию тестируемого соединения, которая достигает полумаксимального ингибирования симптомов), как определено в клеточной культуре. Данную информацию можно использовать для более точного определения подходящих доз для людей. Концентрацию в плазме можно измерить, например, высокоэффективной жидкостной хроматографией.
В добавление к их введению, как обсуждалось выше, дцРНК, представленные в настоящем изобретении, можно вводить в комбинации с другими известными агентами, эффективными для лечения патологических процессов, опосредованных экспрессией APOC3. В любом случае, врач, осуществляющий введение, может установить количество и временные интервалы дцРНК введения на основе результатов, полученных, применяя стандартные измерения эффективности, известные в данной области техники или описанные в настоящем изобретении.
Способы ингибирования экспрессии гена APOC3
Настоящее изобретение также относится к способам с использованием дцРНК настоящего изобретения и/или композиции, содержащей киРНК настоящего изобретения для ослабления и/или ингибирования экспрессии APOC3 в клетке. Способы включают приведение клетки в контакт с дцРНК настоящего изобретения и выдерживание клетки в течение периода времени, достаточного для достижения разрушения мРНК транскрипта гена APOC3, посредством чего ингибируется экспрессия гена APOC3 в клетке. Ослабление генной экспрессии можно оценить любыми способами, известными в данной области техники. Например, ослабление экспрессии APOC3 можно определить по степени экспрессии мРНК APOC3 способами, стандартными для специалиста в данной области техники, например, нозерн-блоттингом, количественной ПЦР в реальном времени, определить по концентрации белка APOC3 способами, стандартными для специалиста в данной области техники, такими как вестерн-блоттинг, иммунологическими способами, и/или определить по биологической активности APOC3, как воздействие на одну или более молекул, связанных с уровнем триглицеридов, например, липопротеинлипазу (LPL) и/или липазу печени, или в in vivo варианте, сам уровень триглицеридов.
В способах настоящего изобретения клетка может быть подвергнута контакту in vitro или in vivo, т.е. клетка может быть внутри субъекта.
Клетка, пригодная для лечения способами настоящего изобретения, может представлять собой любую клетку, которая экспрессирует ген APOC3. Клетка, пригодная для применения в способах настоящего изобретения, может представлять собой клетку млекопитающего, например, клетку примата (такую как клетка человека или клетка примата, отличного от человека, например, клетку обезьяны или клетку шимпанзе), клетку не примата (такую как клетку коровы, клетку свиньи, клетку верблюда, клетку ламы, клетку лошади, клетку козы, клетку кролика, клетку овцы, клетку хомяка, клетку морской свинки, клетку кошки, клетку собаки, клетку крысы, клетку мыши, клетку льва, клетку тигра, клетку медведя или клетку буйвола), клетку птицы (например, клетку утки или клетку гуся), или клетку кита. В одном варианте осуществления клетка представляет собой клетку человека, например, клетку печени человека.
Экспрессию APOC3 ингибируют в клетке по меньшей мере приблизительно на 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 или приблизительно 100%.
In vivo способы настоящего изобретения могут включать введение субъекту композиции, содержащей дцРНК, где дцРНК содержит нуклеотидную последовательность, которая является комплементарной по меньшей мере части РНК транскрипта гена APOC3 млекопитающего, которого подвергают лечению. Когда организм, который подвергают лечению, представляет собой млекопитающее, такое как человек, композицию можно вводить любыми способами, известными в данной области техники, включая, но, не ограничиваясь ими, пероральный, интраперитонеальный или парентеральный пути, включая внутричерепное (например, интравентрикулярное, интрапаренхиматозное и интратекальное), внутривенное, внутримышечное, подкожное, трансдермальное, через дыхательные пути (аэрозольное), назальное, ректальное и местное (включая буккальное и сублингвальное) введение. В определенных вариантах осуществления композиции вводят внутривенным вливанием или инъекцией, или подкожной инъекцией.
В некоторых вариантах осуществления введение осуществляют депо-инъекцией. Депо-инъекция может высвобождать дцРНК постоянным способом в течение продолжительного периода времени. Таким образом, депо-инъекция может снижать частоту дозирования, требуемую для получения требуемого эффекта, например, требуемого ингибирования APOC3, или терапевтического или профилактического эффекта. Депо-инъекция может также обеспечивать более постоянные уровни в сыворотке. Депо-инъекции могут включать подкожные инъекции или внутримышечные инъекции. В предпочтительных вариантах осуществления депо-инъекция представляет собой подкожную инъекцию.
В некоторых вариантах осуществления введение осуществляют насосом. Насос может представлять собой внешний насос или хирургически имплантированный насос. В определенных вариантах осуществления насос представляет собой подкожно имплантированный осмотический насос. В других вариантах осуществления насос представляет собой насос для вливания. Насос для вливания можно использовать для внутривенных, подкожных, артериальных или эпидуральных вливаний. В предпочтительных вариантах осуществления насос для вливания представляет собой подкожный насос для вливания. В других вариантах осуществления насос представляет собой хирургически имплантированный насос, который доставляет дцРНК в печень.
Способ введения может быть выбран в зависимости от того, требуется ли местное или системное лечение, и в зависимости от площади, которую обрабатывают. Способ и место введения может быть выбран для усиления направленности.
В одном аспекте настоящее изобретение также относится к способам ингибирования экспрессии гена APOC3 у млекопитающего. Способы включают введение млекопитающему композиции, содержащей дцРНК, мишенью которой является ген APOC3, в клетку млекопитающего, и поддержание млекопитающего в течение периода времени, достаточного для достижения разрушения мРНК транскрипта гена APOC3, посредством чего ингибируется экспрессия гена APOC3 в клетке. Ослабление генной экспрессии можно оценить любыми способами, известными в данной области техники, и способами, например, количественной ПЦР в реальном времени, описанными в настоящем описании. Ослабление синтеза белка можно оценить любыми способами, известными в данной области техники, и способами, например, ELISA, описанными в настоящем описании. В одном варианте осуществления биопсийный образец пункции печени служит в качестве тканевого материала для контроля ослабления экспрессии гена APOC3 и/или белка. В других вариантах осуществления ингибирование экспрессии гена APOC3 отслеживают косвенно, например, определением экспрессии и/или активности гена в APOC3 пути. Например, активность липопротеинлипазы (LPL) или липазы печени можно контролировать, определяя ингибирование экспрессии гена APOC3. Можно также измерить уровень триглицеридов в образце, например, образце крови или печени. Ингибирование APOC3 можно также отслеживать наблюдением влияния на клинические проявления повышенного уровня триглицеридов, например, влияния на преждевременную ишемическую болезнь сердца (CHD), сыпную ксантому, гепатоспленомегалию и панкреатит. Подходящие анализы описаны ниже в примерах.
Кроме того, настоящее изобретение относится к способам лечения нуждающегося в лечении субъекта. Способы лечения настоящего изобретения включают введение дцРНК настоящего изобретения субъекту, например, субъекту, для которого полезно ослабление и/или ингибирование экспрессии APOC3, терапевтически эффективного количества дцРНК, мишенью которой является ген APOC3, или фармацевтической композиции, содержащей дцРНК, мишенью которой является ген APOC3.
дцРНК настоящего изобретения можно вводить в «голой» форме или в виде «свободной дцРНК». Голую дцРНК вводят в отсутствие фармацевтической композиции. Голая дцРНК может находиться в подходящем буферном растворе. Буферный раствор может содержать ацетат, цитрат, проламин, карбонат или фосфат, или любую их комбинацию. В одном варианте осуществления буферный раствор представляет собой забуференный фосфатом солевой раствор (PBS). рН и осмолярность буферного раствора, содержащего дцРНК, можно регулировать так, чтобы он подходил для введения субъекту. Дополнительные буферы описаны выше.
Альтернативно, дцРНК настоящего изобретения можно вводить в виде фармацевтической композиции, такой как дцРНК липосомальный состав. Дополнительные липосомальные составы описаны в настоящем изобретении.
Субъекты, для которого полезно ослабление и/или ингибирование генной экспрессии APOC3, представляют собой субъекты, имеющие повышенный уровень триглицеридов, например, ТО150 мг/дл, или субъекты с тяжелой гипертриглицеридемией, например, TG>500 мг/дл. В одном варианте осуществления субъект содержит генный вариант APOC3 с мутацией, при которой белковый продукт экспрессии мутантного гена приобретает новые и патологические функции. В других вариантах осуществления пациент имеет смешанную HTG (тип V) пониженной LPL активности и/или семейные HTG (IV) неактивирующие LPL мутанты, и/или семейные комбинированные сниженные уровни АроВ-100. В других вариантах осуществления субъект страдает неконтролируемой гипертриглицеридемией с острым панкреатитом, или субъект представляет собой ВИЧ пациента в процессе лечения, или субъект следует рациону с высоким содержанием жиров (постпрандиальная гипертриглицеридемия), или страдает метаболическим синдромом, или подвергается лечению соединением (ретиноидная терапия), или обладает резистентностью к инсулину. Лечение субъекта, для которого полезно ослабление и/или ингибирование генной экспрессии APOC3, включает терапевтическое и профилактическое лечение.
Кроме того, настоящее изобретение относится к способам применения дцРНК или ее фармацевтической композиции, например, для лечения субъекта, для которого полезно ослабление и/или ингибирование экспрессии APOC3, например, субъекта, имеющего повышенный уровень триглицеридов, в комбинации с другими фармацевтическими агентами и/или другими терапевтическими способами, например, с известными фармацевтическими агентами и/или известными терапевтическими способами, такими, например, как применяемые в настоящее время для лечения повышенного уровня триглицеридов. Например, в определенных вариантах осуществления дцРНК, мишенью которой является APOC3, вводят в комбинации, например, с агентом, пригодным для лечения повышенного уровня триглицеридов. Например, дополнительные терапевтические агенты и терапевтические способы, пригодные для лечения субъекта, для которого полезно ослабление экспрессии APOC3, например, субъекта, имеющего повышенный уровень триглицеридов, включают изменение стиля жизни и рациона, прописывание высококачественного рыбьего жира, фибратов, ниацина, АроС3 антисмысловых олигонуклеотидов, ингибиторов СЕТР, секвестрантов желчных кислот, никотиновой кислоты, ингибиторов HMG СоА редуктазы, гемфиброзила, фенофибрата, ингибитора поглощения холестерина, неомицина, жирных кислот омега 3 и подобных. дцРНК и дополнительный терапевтический агент и/или лечение можно вводить одновременно и/или в одной комбинации, например, парентерально, или дополнительный терапевтический агент можно вводить как часть отдельной композиции или в различные моменты времени и/или другим способом, известным в данной области техники или описанным в настоящем изобретении.
В одном варианте осуществления способ включает введение композиции, представленной в настоящем изобретении, так, чтобы экспрессия гена-мишени APOC3 снижалась в течение приблизительно 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 16, 18 или 24 часов, или 28, 32 или 36 часов. В одном варианте осуществления экспрессия гена-мишени APOC3 снижается на длительный период времени, например, по меньшей мере приблизительно на два, три, четыре дня или более, например, приблизительно на одну неделю, две недели, три недели или четыре недели или более.
Введение дцРНК согласно способам настоящего изобретения может приводить в результате к снижению тяжести, признаков, симптомов и/или маркеров данных заболеваний или нарушений у пациента с повышенным уровнем триглицеридов. Под «снижением» в данном контексте подразумевают статистически значимое снижение данного уровня. Снижение может составлять, например, по меньшей мере приблизительно 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% или приблизительно 100%.
Эффективность лечения или предотвращения нарушения можно оценить, например, измерением прогрессирования нарушения, ремиссии нарушения, тяжести симптома, качества жизни, дозы лекарственного средства, требуемой для поддержания терапевтического эффекта, концентрации маркера нарушения или любого другого измеряемого параметра, подходящего для указанного нарушения, подвергаемого лечению или направленного на предотвращение. Специалист в данной области техники способен контролировать эффективность лечения или предотвращения измерением любого из данных параметров или любой комбинации параметров. Например, эффективность лечения повышенного уровня триглицеридов можно оценить, например, периодическим измерением уровня триглицеридов в сыворотке. Сравнение последних данных с первоначальными данными дает лечащему врачу указание, является ли лечение эффективным. Специалист в данной области техники способен контролировать эффективность лечения или предотвращения измерением одного из данных параметров или любой комбинации параметров. В связи с введением дцРНК, мишенью которой является APOC3, или ее фармацевтической композиции, «эффективным против» повышенного уровня триглицеридов является указание на то, что введение клинически подходящим способом с пользой влияет по меньшей мере у статистически значимой доли пациентов, на такое как облегчение симптомов, вылечивание, ослабление нарушения, продление срока жизни, улучшение качества жизни или другие, обычно признанные в качестве положительных врачами, знакомыми с повышенными уровнями триглицеридов и родственными случаями.
Эффект лечения или предотвращения является очевидным, когда есть статистически значимое улучшение одного или более параметров статуса заболевания, или при неудаче усугубление или развитие симптомов, когда они ожидаются иным образом. В качестве примера, благоприятное изменение по меньшей мере на 10% в измеряемом параметре заболевания и предпочтительно по меньшей мере 20%, 30%, 40%, 50% или более может указывать на эффективное лечение. Об эффективности указанного лекарственного средства дцРНК или состава данного лекарственного средства можно также судить на экспериментальной животной модели для указанного заболевания, как известно в данной области техники. При использовании экспериментальной животной модели, эффективность лечения является доказанной, когда наблюдают статистически значимое снижение маркера или ослабление симптома.
Альтернативно, эффективность можно измерить ослаблением тяжести заболевания, как определено специалистом в области диагностики, на основе клинически одобренной шкалы оценки тяжести заболевания, в качестве только одного примера - система классификации по Чайлд-Пью (иногда система классификации Чайльда-Туркотта-Пью). Любое положительное изменение, являющееся результатом, например, снижения тяжести нарушения, измеренного по подходящей шкале, представляет собой адекватное лечение с применением дцРНК или состава дцРНК, как описано в настоящем описании.
Субъектам можно вводить терапевтическое количество дцРНК, такое как приблизительно 0,01 мг/кг, 0,02 мг/кг, 0,03 мг/кг, 0,04 мг/кг, 0,05 мг/кг, 0,06 мг/кг, 0,07 мг/кг, 0,08 мг/кг, 0,09 мг/кг, 0,1 мг/кг, 0,15 мг/кг, 0,2 мг/кг, 0,25 мг/кг, 0,3 мг/кг, 0,35 мг/кг, 0,4 мг/кг, 0,45 мг/кг, 0,5 мг/кг, 0,55 мг/кг, 0,6 мг/кг, 0,65 мг/кг, 0,7 мг/кг, 0,75 мг/кг, 0,8 мг/кг, 0,85 мг/кг, 0,9 мг/кг, 0,95 мг/кг, 1,0 мг/кг, 1,1 мг/кг, 1,2 мг/кг, 1,3 мг/кг, 1,4 мг/кг, 1,5 мг/кг, 1,6 мг/кг, 1,7 мг/кг, 1,8 мг/кг, 1,9 мг/кг, 2,0 мг/кг, 2,1 мг/кг, 2,2 мг/кг, 2,3 мг/кг, 2,4 мг/кг, 2,5 мг/кг дцРНК, 2,6 мг/кг дцРНК, 2,7 мг/кг дцРНК, 2,8 мг/кг дцРНК, 2,9 мг/кг дцРНК, 3,0 мг/кг дцРНК, 3,1 мг/кг дцРНК, 3,2 мг/кг дцРНК, 3,3 мг/кг дцРНК, 3,4 мг/кг дцРНК, 3,5 мг/кг дцРНК, 3,6 мг/кг дцРНК, 3,7 мг/кг дцРНК, 3,8 мг/кг дцРНК, 3,9 мг/кг дцРНК, 4,0 мг/кг дцРНК, 4,1 мг/кг дцРНК, 4,2 мг/кг дцРНК, 4,3 мг/кг дцРНК, 4,4 мг/кг дцРНК, 4,5 мг/кг дцРНК, 4,6 мг/кг дцРНК, 4,7 мг/кг дцРНК, 4,8 мг/кг дцРНК, 4,9 мг/кг дцРНК, 5,0 мг/кг дцРНК, 5,1 мг/кг дцРНК, 5,2 мг/кг дцРНК, 5,3 мг/кг дцРНК, 5,4 мг/кг дцРНК, 5,5 мг/кг дцРНК, 5,6 мг/кг дцРНК, 5,7 мг/кг дцРНК, 5,8 мг/кг дцРНК, 5,9 мг/кг дцРНК, 6,0 мг/кг дцРНК, 6,1 мг/кг дцРНК, 6,2 мг/кг дцРНК, 6,3 мг/кг дцРНК, 6,4 мг/кг дцРНК, 6,5 мг/кг дцРНК, 6,6 мг/кг дцРНК, 6,7 мг/кг дцРНК, 6,8 мг/кг дцРНК, 6,9 мг/кг дцРНК, 7,0 мг/кг дцРНК, 7,1 мг/кг дцРНК, 7,2 мг/кг дцРНК, 7,3 мг/кг дцРНК, 7,4 мг/кг дцРНК, 7,5 мг/кг дцРНК, 7,6 мг/кг дцРНК, 7,7 мг/кг дцРНК, 7,8 мг/кг дцРНК, 7,9 мг/кг дцРНК, 8,0 мг/кг дцРНК, 8,1 мг/кг дцРНК, 8,2 мг/кг дцРНК, 8,3 мг/кг дцРНК, 8,4 мг/кг дцРНК, 8,5 мг/кг дцРНК, 8,6 мг/кг дцРНК, 8,7 мг/кг дцРНК, 8,8 мг/кг дцРНК, 8,9 мг/кг дцРНК, 9,0 мг/кг дцРНК, 9,1 мг/кг дцРНК, 9,2 мг/кг дцРНК, 9,3 мг/кг дцРНК, 9,4 мг/кг дцРНК, 9,5 мг/кг дцРНК, 9,6 мг/кг дцРНК, 9,7 мг/кг дцРНК, 9,8 мг/кг дцРНК, 9,9 мг/кг дцРНК, 9,0 мг/кг дцРНК, 10 мг/кг дцРНК, 15 мг/кг дцРНК, 20 мг/кг дцРНК, 25 мг/кг дцРНК, 30 мг/кг дцРНК, 35 мг/кг дцРНК, 40 мг/кг дцРНК, 45 мг/кг дцРНК или приблизительно 50 мг/кг дцРНК. Величины и диапазоны, промежуточные для приведенных величин, также включены в качестве части настоящего изобретения.
В определенных вариантах осуществления, например, когда композиция настоящего изобретения содержит дцРНК, как описано в настоящем описании, и липид, субъектам можно вводить терапевтическое количество дцРНК, такое как приблизительно от 0,01 мг/кг до приблизительно 5 мг/кг, приблизительно от 0,01 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 0,05 мг/кг до приблизительно 5 мг/кг, приблизительно от 0,05 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 0,1 мг/кг до приблизительно 5 мг/кг, приблизительно от 0,1 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 0,2 мг/кг до приблизительно 5 мг/кг, приблизительно от 0,2 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 0,3 мг/кг до приблизительно 5 мг/кг, приблизительно от 0,3 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 0,4 мг/кг до приблизительно 5 мг/кг, приблизительно от 0,4 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 0,5 мг/кг до приблизительно 5 мг/кг, приблизительно от 0,5 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 1 мг/кг до приблизительно 5 мг/кг, приблизительно от 1 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 1,5 мг/кг до приблизительно 5 мг/кг, приблизительно от 1,5 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 2 мг/кг до приблизительно 2,5 мг/кг, приблизительно от 2 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 3 мг/кг до приблизительно 5 мг/кг, приблизительно от 3 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 3,5 мг/кг до приблизительно 5 мг/кг, приблизительно от 4 мг/кг до приблизительно 5 мг/кг, приблизительно от 4,5 мг/кг до приблизительно 5 мг/кг, приблизительно от 4 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 4,5 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 5 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 5,5 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 6 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 6,5 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 7 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 7,5 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 8 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 8,5 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг, приблизительно от 9 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг или приблизительно от 9,5 мг/кг до приблизительно 10 мг/кг. Величины и диапазоны, промежуточные для приведенных величин, также включены в качестве части настоящего изобретения.
Например, дцРНК можно вводить при дозе приблизительно 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4, 4,1, 4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5, 5,1, 5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6, 6,1, 6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9, 7, 7,1, 7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9, 8, 8,1, 8,2, 8,3, 8,4, 8,5, 8,6, 8,7, 8,8, 8,9, 9, 9,1, 9,2, 9,3, 9,4, 9,5, 9,6, 9,7, 9,8, 9,9 или приблизительно 10 мг/кг.
Величины и диапазоны, промежуточные для приведенных величин, также включены в качестве части настоящего изобретения.
В других вариантах осуществления, например, когда композиция настоящего изобретения содержит дцРНК, как описано в настоящем описании, и N-ацетилгалактозамин, субъектам можно вводить терапевтическое количество дцРНК, такое как доза приблизительно от 0,1 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 0,25 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 0,5 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 0,75 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 1 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 1,5 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 2 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 2,5 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 3 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 3,5 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 4 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 4,5 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 5 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 7,5 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 10 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 15 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 20 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 20 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 25 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 25 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 30 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 35 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 40 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 45 до приблизительно 50 мг/кг, приблизительно от 0,1 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 0,25 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 0,5 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 0,75 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 1 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 1,5 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 2 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 2,5 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 3 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 3,5 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 4 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 4,5 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 5 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 7,5 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 10 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 15 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 20 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 20 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 25 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 25 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 30 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 35 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 40 до приблизительно 45 мг/кг, приблизительно от 0,1 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 0,25 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 0,5 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 0,75 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 1 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 1,5 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 2 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 2,5 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 3 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 3,5 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 4 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 4,5 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 5 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 7,5 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 10 до приблизительно 4 0 мг/кг, приблизительно от 15 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 20 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 20 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 25 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 25 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 30 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 35 до приблизительно 40 мг/кг, приблизительно от 0,1 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 0,25 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 0,5 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 0,75 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 1 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 1,5 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 2 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 2,5 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 3 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 3,5 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 4 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 4,5 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 5 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 7,5 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 10 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 15 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 20 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 20 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 25 до приблизительно 30 мг/кг, приблизительно от 0,1 до приблизительно 20 мг/кг, приблизительно от 0,25 до приблизительно 20 мг/кг, приблизительно от 0,5 до приблизительно 20 мг/кг, приблизительно от 0,75 до приблизительно 20 мг/кг, приблизительно от 1 до приблизительно 20 мг/кг, приблизительно от 1,5 до приблизительно 20 мг/кг, приблизительно от 2 до приблизительно 20 мг/кг, приблизительно от 2,5 до приблизительно 20 мг/кг, приблизительно от 3 до приблизительно 20 мг/кг, приблизительно от 3,5 до приблизительно 20 мг/кг, приблизительно от 4 до приблизительно 20 мг/кг, приблизительно от 4,5 до приблизительно 20 мг/кг, приблизительно от 5 до приблизительно 20 мг/кг, приблизительно от 7,5 до приблизительно 20 мг/кг, приблизительно от 10 до приблизительно 20 мг/кг, или приблизительно 15 до приблизительно 20 мг/кг. Величины и диапазоны, промежуточные для приведенных величин, также включены в качестве части настоящего изобретения.
Например, субъектам можно вводить терапевтическое количество дцРНК, такое как приблизительно 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4, 4,1, 4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5, 5,1, 5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6, 6,1, 6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9, 7, 7,1, 7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9, 8, 8,1, 8,2, 8,3, 8,4, 8,5, 8,6, 8,7, 8,8, 8,9, 9, 9,1, 9,2, 9,3, 9,4, 9,5, 9,6, 9,7, 9,8, 9,9, 10,5, 11, 11,5, 12, 12,5, 13, 13,5, 14, 14,5, 15, 15,5, 16, 16,5, 17, 17,5, 18, 18,5, 19, 19,5, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 или приблизительно 50 мг/кг. Величины и диапазоны, промежуточные для приведенных величин, также включены в качестве части настоящего изобретения.
дцРНК можно вводить внутривенным вливанием в течение периода времени, такого как 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 или приблизительно 25 минутный период. Введение можно повторять, например, на регулярной основе, такой как раз в две недели (т.е. каждые две недели) в течение одного месяца, двух месяцев, трех месяцев, четырех месяцев или дольше. После первоначального режима лечения, лечение можно осуществлять на менее частой основе. Например, после введения один раз в две недели, введение можно повторять раз в месяц, в течение шести месяцев или года или дольше. Введение дцРНК может снижать уровень APOC3, например, в клетке, ткани, крови, моче или другом отделе пациента по меньшей мере приблизительно на 5%, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 39, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 или по меньшей мере приблизительно на 99% или более.
Перед введением полной дозы дцРНК, пациентам можно вводить меньшую дозу, такую как 5% инфузионная реакция, и отслеживать на побочные эффекты, такие как аллергическая реакция. В другом примере, пациента можно наблюдать на нежелательные иммуностимулирующие эффекты, такие как повышенный уровень цитокинов (например, TNF-альфа или INF-альфа).
Благодаря ингибирующим эффектам на экспрессию APOC3, композиция согласно настоящему изобретению или полученная из нее фармацевтическая композиция могут улучшать качество жизни.
Если не определено иное, все технические и научные термины, используемые в настоящем описании, имеют такие же значения, как общеизвестно специалисту в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение. Хотя способы и материалы, аналогичные или эквивалентные способам и материалам, описанным в настоящем описании, можно применять на практике или в испытаниях дцРНК и способах, представленных в настоящем изобретении, подходящие способы и материалы описаны ниже. Все публикации, патентные заявки, патенты и другие ссылки, приведенные в настоящем описании, включены посредством ссылки во всей своей полноте. В случае конфликта, настоящее описание, включая определения, будет определяющим. Кроме того, материалы, способы и примеры являются только иллюстративными и не предполагаются в качестве ограничивающих.
ПРИМЕРЫ
Пример 1. Получение дцРНК
Источник реагентов
Когда источник реагента специально не указан в настоящем описании, такой реагент можно получить от любого поставщика реагентов для молекулярной биологии при стандартном качестве/чистоте для применения в молекулярной биологии.
киРНК синтез
Одноцепочечные РНК получали твердофазным синтезом в масштабе 1 мкмоль при использовании Expedite 8909 синтезатора (Applied Biosystems, Applera Deutschland GmbH, Darmstadt, Germany) и стекла с контролируемым размером пор (CPG, 500А, Proligo Biochemie GmbH, Hamburg, Germany) в качестве твердой подложки. РНК и РНК, содержащую 2'-О-метилнуклеотиды, получали твердофазным синтезом при использовании соответствующих фосфороамидитов и 2'-О-метилфосфороамидитов, соответственно (Proligo Biochemie GmbH, Hamburg, Germany). Данные мономеры вводили в выбранные сайты в последовательности олигорибонуклеотидной цепи, применяя стандартную нуклеозидную фосфороамидитную химию, такую, как описано в Current protocols in nucleic acid chemistry, Beaucage, S.L. et al. (Edrs.), John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, USA. Фосфоротиоатные связи вводили заменой йодного окисляющего раствора раствором реагента Букажа (Chruachem Ltd, Glasgow, UK) в ацетонитриле (1%). Дополнительные вспомогательные реагенты получали от Mallinckrodt Baker (Griesheim, Germany).
Деблокирование и очистку неочищенных олигорибонуклеотидов анионообменной ВЭЖХ осуществляли согласно общепринятым способам. Выходы и концентрации определяли УФ поглощением раствора соответствующей РНК при длине волны 260 нм при использовании спектрофотометра (DU 640В, Beckman Coulter GmbH, Unterschleiflheim, Germany). Двухцепочечную РНК получали смешением эквимолярных количеств комплементарных цепей в буфере для гибридизации (20 мМ фосфат натрия, рН 6,8; 100 мМ хлорид натрия), нагреванием на водяной бане при 85-90°С в течение 3 минут и охлаждением до комнатной температуры в течение 3-4 часов. Раствор гибридизованной РНК хранили при -20°С до использования.
Последовательности нуклеиновых кислот представлены ниже, применяя стандартную номенклатуру и, в частности, сокращения в таблице В.
Пример 2: конструирование киРНК APOC3
Транскрипты
Конструирование киРНК осуществляли для идентификации киРНК, мишенью которых являются все транскрипты APOC3 людей и макаки-крабоеда (Масаса fascicularis; далее «сynо»), аннотированные в NCBI генной базе данных (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/). При конструировании использовали следующие транскрипты из NCBI: человеческий - NM_000040.1; cyno - Х68359.1. Все дуплексы киРНК конструировали, чтобы разделить 100% идентичность с перечисленными человеческими и сynо транскриптами.
Прогнозирование дизайна, специфичности и эффективности киРНК
киРНК выбирали в зависимости от прогнозируемой специфичности, прогнозируемой эффективности и содержания GC.
Прогнозируемую специфичность всех возможных 19-меров прогнозировали для каждой последовательности. Затем выбирали 19-мерных кандидатов, которые не содержали повторов, длиннее чем 7 нуклеотидов. Отобранные 171 кандидатов киРНК использовали в исчерпывающем поиске против человеческой транскриптомы (определенной как набор NM_ и ХМ_ данных в человеческом NCBI Refseq наборе).
Бал рассчитывали на основании положения и количества нарушений комплементарности между киРНК и любым потенциальным 'нецелевым' транскриптом и сравнения частоты гептамеров и октамеров, полученных из 3 различных гексамеров, полученных из «seed» области (положения 2-9 относительно 5'-конца молекулы) каждого олигонуклеотида. Обе цепи киРНК приписывали к категории специфичности согласно рассчитанным балам: бал выше 3 определяли как высокоспецифичную, равный 3 определяли как специфичную и от 2,2 до 2,8 как умеренно специфичную. Классифицировали по специфичности антисмысловой цепи. Затем выбирали дуплексы, чьи антисмысловые олигонуклеотиды имели менее чем 70% суммарного содержания GC, не содержали GC в первом положении и не совпадали с мышиным транскриптом NM_023114.3. APOC3
Выбор последовательности киРНК
Все 27 смысловых и 27 антисмысловых олигонуклеотидов киРНК получали и переводили в дуплексы.
Пример 3. синтез киРНК APOC3
Синтез модифицированных и немодифицированных последовательностей АроСЗ
Концевые последовательности APOC3 синтезировали на MerMade 192 синтезаторе или в 1 или 0,2 мкмолярном масштабе.
Единичные цепи и дуплексы получали или немодифицированными, или с 2'-О-метил или 2'-фтор химическими модификациями. Условия получения подходящим образом изменяли в зависимости от природы химических модификаций в единичных цепях.
Синтез, отщепление и деблокирование
При синтезе последовательностей APOC3 (немодифицированных, 2-О-метил или 2'-фтор) применяли олигонуклеотидный синтез на твердой подложке, применяя фосфороамидитную химию.
Синтез приведенных выше последовательностей осуществляли или в 1 или 0,2 мкм масштабе в 96-луночных планшетах. Растворы немодифицированных и модифицированных (2-О-метил или 2'-фтор) амидитов получали при 0,1М концентрации, и этилтиотетразол (0,6М в ацетонитриле) использовали в качестве активатора.
Полученные последовательности отщепляли и деблокировали в 96-луночных планшетах, используя или водный аммиак, или водный метиламин на первой стадии и фторидный реагент на второй стадии. Неочищенные последовательности осаждали при использовании смеси ацетон:этанол (80:20), и осадок ресуспендировали в 0,2М натрий-ацетатном буфере, для преобразования неочищенных единичных цепей в их натриевые соли. Образцы из каждой последовательности анализировали ЖХ-МС для подтверждения идентичности, УФ для определения количества и IEX хроматографией для определения чистоты.
Очистка и обессоливание
Концевые последовательности APOC3 осаждали и очищали на АКТА Purifier системе, используя Sephadex колонку. Способ осуществляли при температуре окружающей среды. Введение и отбор образцов проводили в 96-луночных планшетах (лунка объема 1,8 мл). Единственный пик, соответствующий последовательности полной длины, собирали в элюенте. Обессоленные последовательности APOC3 анализировали на концентрацию (УФ измерением при А260) и чистоту (ионнообменная ВЭЖХ). Затем комплементарные единичные цепи смешивали при стехиометрическом соотношении 1:1, с получением дуплексов киРНК.
В таблицах 1 и 2 приведен первый набор немодифицированных и модифицированных последовательностей.
Пример 4. скрининг киРНК APOC3 in vitro
Клеточная культура и трансфекция
2
4
Нер3В клетки (АТСС, Manassas, VA) выращивали почти до конфлуентности при 37°С в атмосфере 5% С0 в RPMI (АТСС), снабженном 10% FBS, стрептомицином и глютамином (АТСС), перед высвобождением из планшета трипсинизацией. Трансфекцию осуществляли добавлением 14,8 мкл Opti-MEM плюс 0,2 мкл Lipofectamine RNAiMax на лунку (Invitrogen, Carlsbad СА. cat # 13778-150) к 5 мкл дуплексов киРНК на лунку в 96-луночном планшете и выдерживали при комнатной температуре в течение 15 минут. Затем добавляли 80 мкл полной ростовой среды без антибиотика, содержащей ~2×10 Нер3В клеток, к смеси киРНК. Клетки выдерживали в течение или 24, или 120 часов перед очисткой РНК. Эксперименты с одноразовой дозой осуществляли при 10 нМ и 0,1 нМ конечной концентрацией дуплекса, и эксперименты на дозозависимый эффект осуществляли при 10, 1, 0,5, 0,1, 0,05, 0,01, 0,005, 0,001, 0,0005, 0,0001, 0,00005, 0,00001 нм конечной концентрации дуплекса.
Выделение суммарной РНК с использованием DYNABEADS mRNA набор для выделения (Invitrogen. part #: 610-12)
Клетки собирали и лизировали в 150 мкл буфера для лизиса/связывания, затем перемешивали в течение 5 минут при 850 об/мин, используя Eppendorf Thermomixer (скорость перемешивания одинаковая во всем способе). Десять микролитров магнитного микроносителя и 80 мкл смеси буфера для лизиса/связывания добавляли в круглодонный планшет и перемешивали в течение 1 минуты. Магнитный микроноситель захватывали, используя магнитный держатель, и супернатант удаляли без выведения из состояния покоя магнитных частиц. После удаления супернатанта, лизированные клетки добавляли к оставшемуся магнитному микроносителю и перемешивали в течение 5 минут. После удаления супернатанта, магнитный микроноситель промывали 2 раза 150 мкл буфера для промывки А и перемешивали в течение 1 минуты. Магнитные частицы снова захватывали, и удаляли супернатант. Затем магнитные частицы промывали 150 мкл буфера для промывки В, захватывали, и супернатант удаляли. Затем магнитные частицы промывали 150 мкл элюирующего буфера, захватывали и удаляли супернатант.Магнитные частицы сушили в течение 2 минут. После сушки, добавляли 50 мкл элюирующего буфера и перемешивали в течение 5 минут при 70°С. Магнитные частицы захватывали магнитом в течение 5 минут. 40 мкл супернатанта удаляли и добавляли к другому 96-луночному планшету.
Синтез сДНК при использовании набора для ABI высокоэффективной обратной транскрипции с ДНК (Applied Biosystems. Foster City. CA. Cat #4368813
2
Мастер-смесь 2 мкл 10X буфера, 0,8 мкл 25X дНТФ, 2 мкл произвольного праймера, 1 мкл обратной транскриптазы, 1 мкл ингибитора РНКазы и 3,2 мкл HO на реакцию добавляли в 10 мкл суммарной РНК. сДНК получали, используя Bio-Rad С-1000 или S-1000 термоциклер (Hercules, СА) со следующими стадиями: 25°С 10 минут, 37°С 120 минут, 85°С 5 секунд, 4°С удерживание.
ПЦР в реальном времени
2 мкл сДНК добавляли к мастер-смеси, содержащей 0,5 мкл зонда GAPDH TaqMan (Applied Biosystems Cat #4326317E), 0,5 мкл зонда АроСЗ TaqMan (Applied Biosystems cat # Hs00163644_ml) и 5 мкл мастер-смеси зонда Lightcycler 480 (Roche Cat #04887301001) на лунку в 384 луночных 50 планшетах (Roche cat #04887301001). ПЦР в реальном времени осуществляли в ABI 7900НТ системе для ПЦР в реальном времени (Applied Biosystems), применяя AACt(RQ) анализ. Каждый дуплекс тестировали для двух различных трансфекций, и каждую трансфекцию анализировали в двух повторах, если не указано иное в сводных таблицах.
Для расчета относительного кратного изменения, данные ПЦР в реальном времени анализировали, применяя AACt способ, и нормализовали относительно анализов, проводимых с клетками, трансфицированными 10 нМ AD-1955, или имитирующими трансфекцию клетками. IC50 рассчитывали, применяя модель для аппроксимации с 4 параметрами, используя XLFit, и нормализовали относительно клеток, трансфицированных AD-1955, или интактных клеток в таком же диапазоне доз, или относительно их собственной наименьшей дозы.
Скрининг на жизнеспособность
Жизнеспособность клеток измеряли на 3, 5 день на HeLa и Нер3В клетках после трансфекций 100, 10, 1, 0,1, 0,01 и 0, 0001 нМ киРНК. Клетки высевали на чашки при плотности 10000 клеток на лунку в 96-луночных планшетах. Каждую киРНК анализировали в трех повторах, и данные усредняли. киРНК, мишенью которых является PLK1 и AD-19200, выдерживали в качестве положительного контроля на потерю жизнеспособности и AD-1955 в качестве отрицательного контроля. PLK1 и AD-19200 приводят в результате к зависящей от дозы потере жизнеспособности. Для измерения жизнеспособности, 20 мкл CellTiter Blue (Promega) добавляли к каждой лунке 96-луночных планшетов через 3, 5 дней и выдерживали при 37°С в течение 2 часов. Затем планшеты считывали в спектрофотометре (Molecular Devices) при 560Ex/590Em. Жизнеспособность выражали в виде средней величины световых единиц для трех копируемых трансфекций +/- стандартное отклонение. В некоторых случаях, относительную жизнеспособность оценивали первым усреднением трех копируемых трансфекций и затем нормализацией относительно величин, полученных для наименьшей дозы (0,001 нМ). Результаты приведены в таблицах 3, 4 и 5.
Пример 5: тестирование APOC3 in vivo на мышах
киРНК, мишенью которой является APOC3, вводили мышам, как дикого типа (5,0 мг/кг), так и трансгенным мышам гиперлипидемической модели SREBPtg/LDLR-/-KO (1,0 мг/кг). Мышей умерщвляли через два дня после введения и определяли концентрации мРНК в печени, триглицеридов в сыворотке и суммарного холестерина в сыворотке. Использовали состав LNp11, содержащий МС3.
Результаты для дикого типа показаны на фиг. 1. Введение киРНК, мишенью которой является APOC3, приводили в результате к нокдауну в уровнях мРНК, 50% снижению триглицеридов и снижению суммарного холестерина у мышей дикого типа. Введение киРНК, мишенью которой является APOC3, приводило в результате к 80% снижению триглицеридов у мышей гиперлипидемической модели, данные не показаны. Результаты показывают, что APOC3 представляет собой обоснованную мишень для лечения гипертриглицеридемии на основе киРНК, включая коронарную болезнь сердца (CAD) и панкреатит.
Пример 6: синтез и скрининг модифицированной киРНК, мишенью которой является APOC3 (второй набор)
Дополнительные модифицированные киРНК APOC3 получали, как описано в таблице 6 и таблице 7, применяя способы, описанные выше. UMdTdsdT пример модификации представляет собой присоединение dT-фосфоротиоат-dT к каждой цепи. DECAF схема модификации является следующей: смысловая цепь - 2'О-метил на всех пиримидинах, dTsdT/dTdT неспаренный конец; антисмысловая цепь - модификация 'U' в любых двух местах в динуклеотидном мотиве UU/UA/UG в «seed» области (положения 2-9) плюс 2'О-метил в последних 3 нуклеотидах (положения 17-19) плюс 2'O-метил в каждом 'U' в положениях 10-16; dTsdT/dTdT неспаренный конец. FOME схема модификации является следующей: смысловая цепь - 2'F (5' первое основание), затем чередование с 2'ОМе, антисмысловая цепь -2'ОМе (5' первое основание), затем чередование с 2'F.
киРНК, описанные в таблице 6 и таблице 7, анализировали на Hep3b клетках, как определено выше. Результаты показаны в таблице 8.
Пример 7: синтез и скрининг модифицированных киРНК, мишенью которых является APOC3 (третий набор)
Дополнительные модифицированные киРНК APOC3 получали, как описано в таблице 9 и таблице 10, применяя способы, описанные выше. киРНК анализировали на Hep3b клетках, как определено выше. Результаты показаны в таблице 11.
SEQ ID NO:1
NCBI контрольная последовательность: NM_000040.1, Homo sapiens аполипротеиновая мРНК C-III (APOC3)
1 tgctcagttc atccctagag gcagctgctc caggaacaga ggtgccatgc agccccgggt
61 actccttgtt gttgccctcc tggcgctcct ggcctctgcc cgagcttcag aggccgagga
121 tgcctccctt ctcagcttca tgcagggtta catgaagcac gccaccaaga ccgccaagga
181 tgcactgagc agcgtgcagg agtcccaggt ggcccagcag gccaggggct gggtgaccga
241 tggcttcagt tccctgaaag actactggag caccgttaag gacaagttct ctgagttctg
301 ggatttggac cctgaggtca gaccaacttc agccgtggct gcctgagacc tcaatacccc
361 aagtccacct gcctatccat cctgcgagct ccttgggtcc tgcaatctcc agggctgccc
421 ctgtaggttg cttaaaaggg acagtattct cagtgctctc ctaccccacc tcatgcctgg
481 cccccctcca ggcatgctgg cctcccaata aagctggaca agaagctgct atg