Copolímeros de dibloques y sus complejos con polinucleótidos para el suministro en células.
Un copolímero que comprende:
(a) un primer bloque que com prende una primera unidad constitutiva que es hidrófila a pH fisiológico normal;
(b) un segundo bloque que comprende:
(i) una segunda unidad constitutiva que es catiónica a pH fisiológico normal y que puede ser igual o diferente de laprimera unidad constitutiva;
(ii) una tercera unidad constitutiva que es aniónica a pH fisiológico normal;
(iii) un resto potenciador de la hidrofobicidad en el que:
el resto potenciador de la hidrofobicidad está covalentemente unido a la segunda unidad constitutiva;
el resto potenciador de la hidrofobicidad está covalentemente unido a la tercera unidad constitutiva;
el resto potenciador de la hidrofobicidad está compuesto de una cuarta unidad constitutiva del segundo bloque; ocualquier combinación de los mismos.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2009/043847.
Solicitante: UNIVERSITY OF WASHINGTON.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 4311 11th Avenue NE, Suite 500 Seattle, WA 98105-4608 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: JOHNSON PAUL, HOFFMAN, ALLAN, S., STAYTON,PATRICK S, CONVERTINE,ANTHONY J, DUVALL,CRAIG L, BENOIT,DANIELLE, GALL,ANNA.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- A61K48/00 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE. › A61K PREPARACIONES DE USO MEDICO, DENTAL O PARA EL ASEO (dispositivos o métodos especialmente concebidos para conferir a los productos farmacéuticos una forma física o de administración particular A61J 3/00; aspectos químicos o utilización de substancias químicas para, la desodorización del aire, la desinfección o la esterilización, vendas, apósitos, almohadillas absorbentes o de los artículos para su realización A61L; composiciones a base de jabón C11D). › Preparaciones medicinales que contienen material genético que se introduce en las células del cuerpo vivo para tratar enfermedades genéticas; Terapia génica.
- C08F293/00 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › Compuestos macromoleculares obtenidos por polimerización sobre una macromolécula que tiene grupos capaces de inducir la formación de nuevas cadenas poliméricas exclusivamente enlazadas a uno o a ambos finales de la macromolécula inicial (sobre polímeros modificados por introducción de grupos terminales insaturados C08F 290/02).
- C12N15/87 C […] › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12N MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS CONTIENEN; PROPAGACION, CULTIVO O CONSERVACION DE MICROORGANISMOS; TECNICAS DE MUTACION O DE INGENIERIA GENETICA; MEDIOS DE CULTIVO (medios para ensayos microbiológicos C12Q 1/00). › C12N 15/00 Técnicas de mutación o de ingeniería genética; ADN o ARN relacionado con la ingeniería genética, vectores, p. ej. plásmidos, o su aislamiento, su preparación o su purificación; Utilización de huéspedes para ello (mutantes o microorganismos modificados por ingeniería genética C12N 1/00, C12N 5/00, C12N 7/00; nuevas plantas en sí A01H; reproducción de plantas por técnicas de cultivo de tejidos A01H 4/00; nuevas razas animales en sí A01K 67/00; utilización de preparaciones medicinales que contienen material genético que es introducido en células del cuerpo humano para tratar enfermedades genéticas, terapia génica A61K 48/00; péptidos en general C07K). › Introducción de material genético extraño utilizando procedimientos no previstos en otro lugar, p. ej. cotransformación.
PDF original: ES-2404131_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Copolímeros de dibloques y sus complejos con polinucleótidos para el suministro en células
REFERENCIAS CRUZADAS
Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional de EE.UU. nº 61/052.908, presentada el 13 de mayo, 2008, solicitud provisional de EE.UU. nº 61/052.914, presentada el 13 de mayo, 2008, solicitud provisional de EE.UU. nº 61/091.294, presentada el 22 de agosto, 2008, solicitud provisional de EE.UU. nº 61/112.054, presentada el 06 de noviembre, 2008, solicitud provisional de EE.UU. nº 61/112.048, presentada el 06 de noviembre, 2008, solicitud provisional de EE.UU. nº 61/120.769, presentada el 12 de diciembre, 2008, solicitud provisional de EE.UU. nº 61/140.779, presentada el 24 de diciembre, 2008, solicitud provisional de EE.UU. nº 61/140.774, presentada el 24 de diciembre, 2008, y solicitud provisional de EE.UU. nº 61/171.377, presentada el 21 de abril, 2009.
DECLARACIÓN EN CUANTO A LA INVESTIGACIÓN CON PATROCINIO FEDERAL
Esta invención se hizo con el apoyo del gobierno con el contrato nº 5 R01 EB 2991-03, concedido por el Instituto Nacional de Salud. El gobierno tiene determinados derechos en la invención.
CAMPO
Esta invención se refiere a los campos de la química orgánica, química de polímeros, bioquímica, biología molecular y medicina. En particular, se refiere a copolímeros (p. ej., copolímeros de dibloques) y a sus complejos con polinucleótidos para usar como vehículos para el suministro de polinucleótidos en células vivas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En algunos casos, es beneficioso proporcionar agentes terapéuticos (p. ej., oligonucleótidos) a células vivas. En algunos casos, el suministro de dichos polinucleótidos a una célula viva proporciona un beneficio terapéutico.
RESUMEN
La presente invención proporciona un copolímero como se define en las reivindicaciones. La presente invención proporciona copolímeros que comprenden al menos dos bloques, comprendiendo entonces el primer bloque al menos una unidad constitutiva que es hidrófila a pH fisiológico, y comprendiendo el segundo bloque una pluralidad de restos hidrófobos. En algunas realizaciones, el segundo bloque comprende además una especie cargable, sea en el estado cargado o no cargado, que es aniónica a pH fisiológico. Sin embargo, cuando el pH es aproximadamente el pKa de la especie cargable, existirá una distribución de equilibrio de la especie cargable en ambas formas, es decir, aproximadamente 50% será aniónica y aproximadamente 50% no estará cargada. Cuanto más alejado esté el pH del pKa de la especie cargable, habrá un desplazamiento correspondiente en este equilibrio de forma que a valores de pH mayores predominará la forma aniónica y a valores de pH menores predominará la forma no cargada. Las realizaciones descritas en el presente documento incluyen la forma de los copolímeros a cualquier valor de pH. A un valor de pH de un endosoma (un pH endosómico) , la especie cargable predominará en la forma no cargada.
Preferiblemente, cuando un polímero descrito en el presente documento está en contacto con una membrana celular, altera o desestabiliza de otra forma la membrana y entra en el entorno celular. En realizaciones específicas, un polímero proporcionado en el presente documento es endosomolítico o desestabiliza de otra forma una membrana endosómica.
La presente invención se refiere a un copolímero (p. ej., copolímero de dibloques) que comprende:
un primer bloque que comprende una primera unidad constitutiva que es hidrófila a pH fisiológico normal,
un segundo bloque que comprende:
una segunda unidad constitutiva que es catiónica a pH fisiológico normal y que puede ser igual o diferente de la primera unidad constitutiva;
una tercera unidad constitutiva que es aniónica a pH fisiológico normal;
un resto potenciador de la hidrofobicidad en el que:
el resto potenciador de la hidrofobicidad está covalentemente unido a la segunda unidad constitutiva; o,
el resto potenciador de la hidrofobicidad está covalentemente unido a la tercera unidad constitutiva; o,
el resto potenciador de la hidrofobicidad está compuesto de una cuarta unidad constitutiva del segundo bloque; o cualquier combinación de los anteriores; y
el segundo bloque es sustancialmente neutro en la carga total.
En diferentes realizaciones, la primera unidad constitutiva es catiónica a pH fisiológico normal (es decir, aproximadamente pH fisiológico) , es aniónica a pH fisiológico normal, es neutra a pH fisiológico normal, o es ión híbrido a pH fisiológico normal. En algunas realizaciones el primer bloque del copolímero es policatiónico a pH fisiológico normal, es polianiónico a pH fisiológico normal, es neutro a pH fisiológico normal o es un polión híbrido a pH fisiológico normal. En realizaciones adicionales, el primer bloque del copolímero tiene sustancialmente las mismas propiedades iónicas a pH endosómico así como a pH fisiológico normal, p. ej., es policatiónico a pH endosómico, es polianiónico a pH endosómico, es neutro a pH endosómico o es polión híbrido a pH endosómico.
En una realización de esta invención, la primera unidad constitutiva comprende una especie de nitrógeno catiónica (es decir una especie de nitrógeno que es catiónica a pH fisiológico normal) . En una realización de esta invención, la especie de nitrógeno catiónica es una especie amonio. En una realización de esta invención, la segunda unidad constitutiva es la misma que la primera unidad constitutiva. En una realización de esta invención, la especie aniónica comprende un anión ácido carboxílico. En una realización de esta invención, el primer bloque comprende además una unidad constitutiva de carga neutra intercalada aleatoriamente entre las primeras unidades constitutivas. En una realización de esta invención, el primer y/o segundo bloque comprende al menos un grupo reactivo o que se puede modificar. En una realización de esta invención, si está presente, la cuarta unidad constitutiva comprende de aproximadamente 10% a aproximadamente 60% en peso del segundo bloque.
En algunas realizaciones, el primer bloque de polímero tiene un tamaño de aproximadamente 10.000 daltons, o de aproximadamente 2.000 daltons a aproximadamente 30.000 daltons, o de aproximadamente 8.500 daltons a aproximadamente 13.000 daltons. En algunas realizaciones, el primer bloque de polímero tiene una carga neta positiva similar en valor absoluto a la carga neta negativa en la molécula de ARNip que se va a suministrar.
En algunas realizaciones, el segundo bloque de polímero tiene un peso molecular aproximadamente igual al primer bloque de polímero, o aproximadamente 0, 2-5 veces, o aproximadamente 1-3 veces el tamaño del primer bloque de polímero, y en las realizaciones más preferidas, el segundo bloque de polímero tiene un tamaño de aproximadamente 2-3 (de dos a tres) veces el del primer bloque de polímero.
En algunas realizaciones, el bloque cargado hidrófilo forma complejo con (usado de forma intercambiable en el presente documento con "está asociado con" o "está unido a", p. ej., por uno o más enlaces covalentes, una o más interacciones iónicas, una combinación de los mismos, o similares) al menos un nucleótido, incluyendo un polinucleótido, p. ej., un ARNip.
En una realización de esta invención, el bloque de polinucleótido está unido a uno de los bloques de polímero por un enlace covalente opcionalmente escindible. El ácido polinucleótido se selecciona del grupo que consiste en ADN, ARN y análogos naturales y sintéticos de los mismos. En una realización de esta invención, el polinucleótido es de sentido contrario. En una realización de esta invención, el polinucleótido es ARN, opcionalmente el ARN se selecciona del grupo que consiste en ARNm, ARN asociado a Piwi, miARN y ARNip. En un aspecto de esta invención el ARN es ARNip.
También se proporciona en el presente documento cuando cada una de las unidades constitutivas deriva independientemente de un monómero etilénico y la síntesis del copolímero comprende polimerización viva.
En una realización de esta invención, el monómero etilénico es un monómero acrílico.
En algunas realizaciones del presente documento se proporciona un copolímero de dibloques, que tiene la fórmula química I:
En algunas realizaciones:
A0, A1, A2, A3 y A4 se seleccionan del grupo que consiste en -C-C-, -C-, -C (O) (C) aC (O) O-, -O (C) aC (O) - y -O (C) bO-; en los que,
a es 1-4; b es 2-4;
Y4 se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno, alquilo (1C-10C) , cicloalquilo (3C-6C) , O-alquilo (1C-10C)... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un copolímero que comprende: 5 (a) un primer bloque que comprende una primera unidad constitutiva que es hidrófila a pH fisiológico normal;
(b) un segundo bloque que comprende:
(i) una segunda unidad constitutiva que es catiónica a pH fisiológico normal y que puede ser igual o diferente de la 10 primera unidad constitutiva;
(ii) una tercera unidad constitutiva que es aniónica a pH fisiológico normal;
(iii) un resto potenciador de la hidrofobicidad en el que: 15 el resto potenciador de la hidrofobicidad está covalentemente unido a la segunda unidad constitutiva; el resto potenciador de la hidrofobicidad está covalentemente unido a la tercera unidad constitutiva;
el resto potenciador de la hidrofobicidad está compuesto de una cuarta unidad constitutiva del segundo bloque; o cualquier combinación de los mismos.
2. El copolímero de la reivindicación 1, en el que el segundo bloque es sustancialmente neutro en la 25 carga total.
3. El copolímero de la reivindicación 1 ó 2, en el que el copolímero es un copolímero de dibloques.
4. El copolímero de la reivindicación 1 ó 2, en el que la primera unidad constitutiva es catiónica. 30
5. El copolímero de la reivindicación 1 ó 2, en el que el primer bloque comprende una pluralidad de unidades constitutivas.
6. El copolímero de la reivindicación 1 ó 2, en el que el segundo bloque comprende una pluralidad de
segundas unidades constitutivas, una pluralidad de terceras unidades constitutivas y una pluralidad de restos potenciadores de la hidrofobicidad.
7. El copolímero de la reivindicación 1, en el que el primer bloque de polímero es de aproximadamente 2.000 daltons a aproximadamente 30.000 daltons. 40
8. El copolímero de la reivindicación 1, que comprende la fórmula química I:
A0, A1, A2, A3 y A4 se seleccionan del grupo que consiste en -C-, -C-C-, -C (O) (C) aC (O) O-, -O (C) aC (O) - y -O (C) bO-; en los que,
a es 1-4;
b es 2-4; Y4 se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno, alquilo (1C-10C) , cicloalquilo (3C-6C) , O-alquilo (1C-10C) , -C (O) O-alquilo (1C-10C) , C (O) NR6 (1C-10C) , y arilo, cualquiera de los cuales está opcionalmente sustituido con uno o más grupos flúor; Y0, Y1 e Y2 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en un enlace covalente, alquilo (1C-10C) -,
-C (O) O-alquilo (2C-10C) -, -OC (O) -alquilo (1C-10C) -, -O-alquilo (2C-10C) -y -S-alquilo (2C-10C) -, -C (O) NR6-alquilo (2C10C) -; Y3 se selecciona del grupo que consiste en un enlace covalente, alquilo (1C-10C) y arilo (6C-10C) ; en los que los
átomos de carbono tetravalentes de A1-A4 que no están completamente sustituidos con R1-R5 e Y0-Y4 están completados con un número adecuado de átomos de hidrógeno; R1, R2, R3, R4, R5 y R6 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en hidrógeno, -CN, alquilo, alquinilo, heteroalquilo, cicloalquilo, heterocicloalquilo, arilo y heteroarilo, cualquiera de los cuales puede estar opcionalmente sustituido con uno o más átomos de flúor;
Q0 es un resto seleccionado del grupo que consiste en restos que son hidrófilos a pH fisiológico; restos que se pueden conjugar o funcionalizar; o hidrógeno; Q1 es un resto que es hidrófilo a pH fisiológico normal; Q2 es un resto que tiene carga positiva a pH fisiológico normal; Q3 es un resto que tiene carga negativa a pH fisiológico normal, pero sufre protonación a pH más bajo; m es de aproximadamente 0 a menos de 1, 0; n es mayor que 0 hasta aproximadamente 1, 0; en los que m + n = 1; p es de aproximadamente 0, 2 a aproximadamente 0, 5; q es de aproximadamente 0, 2 a aproximadamente 0, 5; en los que p es sustancialmente el mismo que q; r es de 0 a aproximadamente 0, 6; en los que p + q + r = 1; v es de aproximadamente 5 a aproximadamente 25 kDa; y, w es de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 kDa.
9. El copolímero de la reivindicación 8, en el que Q1 es un resto que tiene carga positiva a pH fisiológico normal; carga negativa a pH fisiológico normal pero sufre protonación a pH más bajo; neutro a pH fisiológico normal;
o ion híbrido a pH fisiológico normal.
10. El copolímero de la reivindicación 8 ó 9, en el que la relación de v:w es de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 1:3.
11. El copolímero de la reivindicación 1, 2, 8 ó 9, que además comprende un agente terapéutico.
12. El copolímero de la reivindicación 11, en el que el agente terapéutico está asociado con el copolímero.
13. El copolímero de la reivindicación 12, en el que el agente terapéutico es un ARNip.
14. El copolímero de la reivindicación 13, en el que el agente terapéutico está covalentemente unido al copolímero; o en el que el agente terapéutico está asociado iónicamente con el copolímero.
15. Un copolímero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, para usar en la inhibición de la expresión génica; o para usar en el suministro intracelular de un polinucleótido.
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