Nanopartículas magnéticas ligadas a un ligando.

Composición que comprende nanopartículas magnéticas para utilizar en un método de tratamiento,

en la que lasnanopartículas tienen núcleos de átomos metálicos seleccionados entre átomos de oro, platino, plata o cobre,teniendo los núcleos un diámetro inferior a 2,5 nm, en las que los núcleos están unidos covalentemente a unconjunto de ligandos, por lo menos uno de los cuales comprende un grupo carbohidrato, y en la que la composiciónes para utilizar en el tratamiento de un cáncer mediante la introducción de las nanopartículas en un paciente y laaplicación de un campo magnético de alta frecuencia para eliminar las células cancerosas.

Nanopartículas magnéticas ligadas a un ligando

Campo de la invención [0001] La presente invención se refiere a nanopartículas magnéticas, y en particular a nanopartículas magnéticas que tienen ligandos inmovilizados y a su uso en el tratamiento del cáncer.

Antecedentes de la invención [0002] El desarrollo de metodologías para producir nanopartículas con propiedades biosensibles ha abierto el camino para producir herramientas útiles para los diagnósticos moleculares, la terapéutica y la biotecnología [1]. Las nanopartículas coloidales metálicas, semiconductoras y magnéticas son actualmente objeto de un intenso estudio para posibles aplicaciones [2].

Se han fabricado nanopartículas que contienen materiales paramagnéticos tales como óxido de hierro que presentan propiedades magnéticas excepcionalmente fuertes bajo campos magnéticos externos. Estas nanopartículas magnéticas pueden usarse en muchas aplicaciones biomédicas que incluyen separación de células, marcado de células y de tejidos in vivo, mejora del contraste en la obtención de imágenes de resonancia magnética, elección de tumores como diana, terapias de hipertermia y administración de fármacos.

Para tales aplicaciones, las nanopartículas deberán ser preferentemente suficientemente pequeñas para evitar provocar una respuesta inmunitaria y ser captadas por células, si es necesario. También es útil si el tamaño de las partículas puede controlarse, ya que las partículas deberán ser de aproximadamente el mismo tamaño de forma que muestren las mismas propiedades magnéticas. Las partículas también deberán ser preferentemente químicamente estables de forma que no sean descompuestas por el cuerpo.

También se prefiere que las nanopartículas magnéticas para uso en biomedicina sean solubles, especialmente en agua, con el fin de que puedan almacenarse y administrarse eficazmente. Idealmente, tales partículas serían estables en disolución y no se agregarían, tanto cuando se almacenaran antes de uso como en el cuerpo. Las nanopartículas magnéticas tienden a aglutinarse juntas en disolución debido a que se atraen entre sí. Si esto ocurriera en el cuerpo, obstaculizaría la circulación sanguínea y posiblemente sería peligroso; en disolución coloidal harían que el coloide fuera difícil de usar.

Previamente, las partículas de óxido de hierro comercialmente disponibles se han usado en clasificación y separación de células [3]. Las nanopartículas magnéticas monodispersas de Fe/Pt [4], Co y Co/Fe [5], Fe [6] y óxidos de hierro [7] se han sintetizado recientemente por química de disolución para aplicaciones en materiales [8]. También se han descrito nanopartículas de óxido de hierro recubiertas con dextrano reticulado para evitar aglutinización, véase por ejemplo el documento WO 03/005029.

Idealmente, las nanopartículas magnéticas están fabricadas de metal magnético elemental en vez de óxido metálico ya que el metal elemental es un mejor potenciador de la obtención de imágenes magnéticas. Sin embargo, tales nanopartículas son frecuentemente químicamente inestables, ya que el metal puede oxidarse. Una posibilidad para aumentar la estabilidad química de las nanopartículas magnéticas es sintetizarlas a partir de un metal magnético con un metal pasivo para estabilizar el metal magnético.

El documento US 2002/0068187 desvela nanopartículas con núcleo-envoltura de oro-hierro protegidas con tensioactivo sintetizadas por medio de micelas inversas. Sin embargo, este procedimiento es complejo, requiriendo tres etapas de síntesis. La composición multicapa de las partículas resultantes también aumenta el límite de tamaño inferior para las partículas, que puede ser una desventaja si se requieren partículas muy pequeñas [14].

Jordon et al. (1999) describen el tratamiento contra el cáncer con la excitación inducida por un campo magnético AC de nanopartículas superparamagnéticas (óxido de hierro) biocompatibles.

[00010] Gordon et al. (1999) describe el tratamiento contra el cáncer a través de alteraciones de la temperatura intracelular y biofísicas utilizando nanopartículas magnéticas.

[00011] Benderbous y Bonnemain (1996) describen macromoléculas biológicas unidas a lantánidos y nanopartículas de óxido de hierro ultrapequeñas para el uso en agentes de contraste de resonancia magnética e imágenes de perfusión.

[00012] La patente de EE.UU. nº: 6.254.662 da a conocer el uso de nanopartículas de aleaciones de FePt y CoPt para formar finas películas nanocristalinas sobre una superficie sólida para uso en la fabricación de medios de grabación de densidad ultra-alta. Otros usos de las películas se mencionan en la patente, que incluyen el uso como películas de polarización magnética y puntas magnéticas para microscopía de fuerza magnética, pero no se prevén aplicaciones biomédicas.

Para muchas de las aplicaciones descritas anteriormente es necesario ligar las nanopartículas a moléculas biológicamente activas tales como ligandos que se unen a moléculas intracelulares o extracelulares. Tales ligandos pueden ser, por ejemplo, hidrato de carbono, ácido nucleico o proteína.

La patente de EE.UU. nº: 6.514.481 desvela nanopartículas de óxido de hierro recubiertas con una envoltura de sílice en las que la envoltura está ligada a una molécula que elige diana tal como un péptido mediante una molécula espaciadora. Los documentos WO 02/098364 y WO 01/19405 desvelan nanopartículas magnéticas de óxido metálico recubiertas con dextrano y funcionalizadas con péptidos y oligonucleótidos. Se han usado estrategias similares para preparar nanopartículas para el marcado intracelular [9] y como nanosensores [10]. Todos estos procedimientos son procedimientos de múltiples etapas que requieren mucho tiempo que requieren que las nanopartículas se recubran con dextrano o sílice, que las nanopartículas recubiertas se funcionalicen de forma que se unan al ligando, y finalmente que el ligando se una a las nanopartículas.

El documento WO 03/073444 desvela nanopartículas superparamagnéticas que tienen un núcleo formado de átomos de los metales Au y Fe en una relación de al menos 3:7. La solicitud dice que los ligandos pueden ligarse al núcleo mediante un grupo sulfuro y que las nanopartículas se usan para formar dispositivos nanoelectrónicos. Los núcleos de las nanopartículas tienen diámetros en el intervalo de 5 nm a 50 nm.

El documento WO 02/093140 desvela nanoalambres magnéticos que comprenden uno o más segmentos y grupos funcionales o ligandos asociados a al menos uno de dichos segmentos. Los nanoalambres tienen un diámetro en el intervalo de aproximadamente 10-300 nm y una longitud de 10 nm a decenas de micrómetros. Los segmentos de los nanoalambres pueden formarse a partir de materiales tales como oro, plata, platino, cobre, hierro y cobalto en forma pura o aleada y los grupos funcionales pueden ser átomos o grupos de átomos que pueden tener más reactividad química tal como reaccionar con un ligando para unir el ligando al alambre, o para unirse a una molécula diana.

Aunque se propone una variedad de posibles formas de asociar los ligandos y los nanoalambres, los ejemplos se basan en la interacción iónica entre ligandos que contienen grupos ácido carboxílico y el nanoalambre.

La patente de EE.UU. nº: 6.531.304 desvela un coloide a escala nanométrica formado a partir de aleaciones metálicas que se hace reaccionar y se une no covalentemente a un “modificador” de polisacárido o de azúcar.

El documento WO 02/32404 desvela nano-herramientas solubles en agua para estudiar interacciones mediadas por carbohidratos [11], [12]. Estas herramientas son gliconanopartículas de oro y gliconanopuntos de sulfuro de cadmio que incorporan antígenos de hidrato de carbono. Estos nanopuntos de oro y semiconductores solubles en agua son estables durante meses en disoluciones fisiológicas y presentan tamaños de núcleo excepcionalmente pequeños. Son resistentes a glicosidasas y no presentan citotoxicidad. También son plataformas útiles para estudios básicos de interacciones de carbohidratos [13] y son herramientas para aplicaciones biotecnológicas y biomédicas. Sin embargo, estas nanopartículas no son magnéticas.

Por tanto, hay una necesidad continua en la materia de nanopartículas magnéticas estables que estén unidas a ligandos para hacerlas adecuadas para usos biomédicos que pueden sintetizarse a un tamaño deseado, y que pueden producirse mediante un procedimiento de síntesis fidedigno simple.

Características de la invención [0021] En líneas generales, la presente invención proporciona una composición que comprende nanopartículas... [Seguir leyendo]

1. Composición que comprende nanopartículas magnéticas para utilizar en un método de tratamiento, en la que las nanopartículas tienen núcleos de átomos metálicos seleccionados entre átomos de oro, platino, plata o cobre, teniendo los núcleos un diámetro inferior a 2, 5 nm, en las que los núcleos están unidos covalentemente a un conjunto de ligandos, por lo menos uno de los cuales comprende un grupo carbohidrato, y en la que la composición es para utilizar en el tratamiento de un cáncer mediante la introducción de las nanopartículas en un paciente y la aplicación de un campo magnético de alta frecuencia para eliminar las células cancerosas.

2. Composición para utilizar en un método de tratamiento, según la reivindicación 1, en la que el núcleo tiene un diámetro inferior a 2, 0 nm y el núcleo está formado de átomos de oro.

3. Composición para utilizar en un método de tratamiento, según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que los ligandos están unidos al núcleo a través de un grupo sulfuro.

4. Composición para utilizar en un método de tratamiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las nanopartículas son solubles en agua.

5. Composición para utilizar en un método de tratamiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la composición es un coloide.

6. Composición para utilizar en un método de tratamiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las nanopartículas comprenden además un péptido, ADN o ARN.

7. Composición para utilizar en un método de tratamiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el ligando comprende: un grupo polisacárido, un oligosacárido o un monosacárido; o un glicanoconjugado.

8. Composición para utilizar en un método de tratamiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el tratamiento del cáncer es el tratamiento de un tumor.

9. Composición para utilizar en un método de tratamiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las nanopartículas comprenden un ligando que incluye un antígeno específico de tumor para dirigir específicamente las nanopartículas a las células tumorales.

10. Composición para utilizar en un método de tratamiento, según la reivindicación 9, en la que el ligando es un antígeno asociado a tumor o un factor autocrino de tumor.