通過納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)引起的細胞特異性靶向作用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)，所述載體系統(tǒng)包括一種或多種聚合物和/ 或脂質(zhì)W及一個或多個祀單元、尤其多次甲基染料，W用于納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)目標指向 轉(zhuǎn)運到祀組織中。本發(fā)明還設(shè)及將一種或多種藥物有效成分W細胞特異性的方式轉(zhuǎn)運到特 異性的祀組織中（細胞特異性祀向作用）和應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)用于預(yù) 防和/或治療疾病的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有技術(shù)中已知在臨床診斷中應(yīng)用具有偶聯(lián)的染料的納米顆粒，例如用于在致 病狀態(tài)的診斷中檢測器官功能或蛋白質(zhì)表達，或用于蛋白質(zhì)組織學(xué)分析。在此，偶聯(lián)的染 料，通常巧光染料、如獻菁用作為標記，測量所述標記的巧光特性和吸收特性。
[0003] W02012/013247A1描述了應(yīng)用多次甲基巧光染料W確定器官功能、尤其肝臟或腎 臟的功能。在此，染料在組織或體液、如血液或尿液中作為標記使用并且放射性激發(fā)，然后 檢測染料的巧光發(fā)射，檢測并且評估數(shù)據(jù)W便確定所研究的器官功能。
[0004] 在W02010/116209A1中已描述如根據(jù)巧光染料和巧光光譜法能夠檢測基于異常的 選擇蛋白分泌的臨床狀態(tài)。
[000引此外，在現(xiàn)有技術(shù)中已知的是應(yīng)用納米顆粒，所述納米顆粒將有效成分目標指向 地轉(zhuǎn)運到確定的組織中（C.Sheridan,Proof of concept for next-generation nanoparticle drugs in humans.Nat Biotechnol,201230(6):pp.471-3;S.E.Gratton et al.,The effect of particle design on cellular internalization pathways.Proc Natl Acad Sci USA，2008 105(33):pp.11613-8)。
[0006] 有效成分的目標指向的或細胞特異性的轉(zhuǎn)運、即"藥物祀向性"或"祀向給藥"理解 為：目標指向的并且在期望的作用部位上選擇性的積聚和釋放有效成分，其中應(yīng)提高有效 成分的作用的效力并且應(yīng)減少環(huán)繞的組織的全身性副作用。轉(zhuǎn)運的有效成分通常是抗體、 膚或小分子、如寡聚核巧酸或核酸。
[0007] 在現(xiàn)有技術(shù)中已知的轉(zhuǎn)運有效成分的納米顆粒應(yīng)用在腫瘤治療中并且根據(jù)下列 機制作用：納米顆粒設(shè)有外殼層或抗體。如果納米顆粒包被有含水的外殼層，那么所述納米 顆粒對于免疫系統(tǒng)是無法識別的。如果所述納米顆粒被注入并且不被免疫系統(tǒng)攻擊，那么 所述納米顆粒通過在腫瘤中"不密封的"開窗的血管擴散，并且通過環(huán)繞的細胞經(jīng)由內(nèi)吞作 用吸收，其中所述有開窗的血管與正常的血管相比具有明顯更大的開口（窗孔），其中所述 環(huán)繞的細胞同樣地與健康的細胞相比具有增加的可穿透性。缺點是:不僅期望的細胞吸收 納米顆粒，而且其他(健康的）細胞也吸收納米顆粒，經(jīng)由血管將納米顆粒非特異性地轉(zhuǎn)運 至所述健康的細胞。運能夠引起嚴重的副作用。另一缺點是:運種轉(zhuǎn)運受到腫瘤組織限制， 即不能夠進行轉(zhuǎn)運到其他組織、例如腎臟或肝臟中。運種轉(zhuǎn)運被動地進行并且吸收是非特 異性的或非選擇性的。在第二種方法中，納米顆粒在其制備之后在其表面上設(shè)有抗體。運種 結(jié)構(gòu)物的祀是具有抗原的細胞，所述抗體結(jié)合到所述抗原上。運種轉(zhuǎn)運機制也是被動的和 非選擇性的。
[0008] 納米顆粒、脂質(zhì)體或大分子的被動的積聚的運種上面描述的過程稱作EH?效應(yīng) Γ高通透性和滯留效應(yīng)"）并且是被動的"藥物祀向伴'。如已經(jīng)提及的是，缺點是:運種轉(zhuǎn)運 過程非主動和非選擇性地進行。
[0009] 沒有任何現(xiàn)有技術(shù)描述一種主動的和選擇性的轉(zhuǎn)運或載體系統(tǒng)，經(jīng)由特異性的祀 單元選擇性地進行其到特異性的祀組織中的主動轉(zhuǎn)運并且(藥物)有效成分能夠與所述轉(zhuǎn) 運或載體系統(tǒng)同時轉(zhuǎn)運到祀組織（"藥物祀向性"；細胞特異性祀向作用）中并且不僅引起經(jīng) 由祀單元在祀組織中累積載體系統(tǒng)和必要時（藥物)有效成分，而且也能夠進行跟蹤和檢 查。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 在此，存在提供一種改進的轉(zhuǎn)運或載體系統(tǒng)的需求，所述轉(zhuǎn)運或載體系統(tǒng)引起將 載體和有效成分主動和選擇性地轉(zhuǎn)運到祀組織中。此外，在疾病治療中存在使用運種轉(zhuǎn)運 和/或載體系統(tǒng)用于藥物有效成分的轉(zhuǎn)運的需求。
[0011] 借助本發(fā)明提供運種轉(zhuǎn)運系統(tǒng)。本發(fā)明設(shè)及一種獨特的、可多種組合的治療診斷 系統(tǒng)，W便主動地和選擇性地將不同的藥物有效成分(例如親水性物質(zhì)、親脂性物質(zhì)、疏水 性物質(zhì)、兩性物質(zhì)、陰離子物質(zhì)和陽離子物質(zhì)）轉(zhuǎn)運到祀組織中（目標指向的或細胞特異性 的有效成分轉(zhuǎn)運或"藥物祀向性"）。
[0012] 本發(fā)明在其第一主題中設(shè)及一種納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)，所述載體系統(tǒng)包括至少一 種聚合物和/或至少一種脂質(zhì)和至少一種多次甲基染料，其中至少一種多次甲基染料作為 祀單元引起將納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)目標指向轉(zhuǎn)運到祀組織中。
[0013] 如果根據(jù)本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)包括聚合物，那么其在此處稱作"納米顆 粒"；如果根據(jù)本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)包括脂質(zhì)，那么其在此處稱作"脂質(zhì)體"。如果 根據(jù)本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)包括聚合物和脂質(zhì)，那么其在此處稱作"納米顆粒"或 "脂質(zhì)體"。與此對應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語"納米顆粒"和"脂質(zhì)體"同義地使用并且同樣設(shè)及 納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)，所述納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)包括聚合物和脂質(zhì)。
[0014] 納米顆粒是小于化m且能夠由多個分子構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。所述納米顆粒通常通過特征 在于較高的表面與體積比進而提供較高的化學(xué)反應(yīng)性。運種納米顆粒能夠由聚合物構(gòu)成， 其中所述聚合物的特征在于特定的單元(單體)的重復(fù)。聚合物通過所述單體的化學(xué)反應(yīng)共 價地相互結(jié)合(聚合作用）。如果所述聚合物部分地具有疏水性，那么所述聚合物在含水環(huán) 境中構(gòu)成納米級結(jié)構(gòu)（例如納米顆粒、微膠粒、小囊泡）。由于其疏水性，也能夠使用脂質(zhì)來 形成納米顆粒(微膠粒、脂質(zhì)體）。
[0015] 本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式設(shè)及一種納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)，其中至少一種聚合 物選自：聚醋、聚（甲基）丙締酸醋、聚苯乙締衍生物、聚酷胺、聚氨醋、聚丙締臘、聚四氣乙 締、娃酬、聚乙二醇、聚乙締氧化物和聚惡挫嘟和其共聚物，優(yōu)選W不同的組分，如無規(guī)共聚 物、梯度共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物或星形共聚物，或者至少一種脂質(zhì)選 自：飽和的和不飽和的脂肪酸，優(yōu)選膽固醇、棟桐酸甲醋、憐脂、銷脂和糖脂。優(yōu)選地，根據(jù)本 發(fā)明的聚合物和/或脂質(zhì)是生物相容的聚合物或脂質(zhì)。
[0016] 尤其優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的聚合物是疏水聚合物、親水聚合物、兩性聚合物、陰離 子聚合物和/或陽離子聚合物。聚合物尤其優(yōu)選地選自：PLGA、PLA、PCL、PGA、PDMAEMA、PMMA、 PMAA、PEI、P^Ox、PEG。
[0017] 就本發(fā)明而言，如下物質(zhì)稱作"祀單元"，所述物質(zhì)引起納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)根據(jù) 本發(fā)明主動地和選擇性地轉(zhuǎn)運到特異性的祀組織中。根據(jù)本發(fā)明的祀單元是多次甲基染 料。術(shù)語"祀單元"和"多次甲基染料"根據(jù)本發(fā)明同義地使用。如上述已經(jīng)描述，多次甲基染 料在現(xiàn)有技術(shù)中作為物質(zhì)使用，所述物質(zhì)在組織中用作標記來確定生理狀態(tài)、例如器官功 能，或者用作用于特定的物質(zhì)、分子或化學(xué)構(gòu)造物、例如納米顆粒的積聚的證明或檢測物。 在現(xiàn)有技術(shù)中已知的多次甲基染料作用機制，例如嗎I噪菁綠(ICG)、IRDye800決不是任何細 胞特異性的吸收的中介，而相反地作為"標記"或"標簽"或"感光劑"并且在ICG的情況下作 為非特異性的花青染料使用。沒有任何現(xiàn)有技術(shù)描述或甚至僅表明多次甲基染料作為祀單 元的作用、即作為物質(zhì)，所述物質(zhì)可W主動地、選擇性地和目標指向地將其他物質(zhì)，如通常 納米顆?；蛟诖烁鶕?jù)本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)轉(zhuǎn)運到特異性的祀組織中。在此，其為 多次甲基染料作為祀單元的其他、新穎的和創(chuàng)造性的技術(shù)上的作用，所述作用不是本領(lǐng)域 技術(shù)人員已知的。通過多次甲基染料具有一致的特征性的化學(xué)特性和結(jié)構(gòu)的方式，根據(jù)本 發(fā)明的多次甲基染料可在整個要求保護的范圍中應(yīng)作為就本發(fā)明而言的祀單元。
[0018] 本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式設(shè)及一種納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)，其中至少一種多次 甲基染料是一般結(jié)構(gòu)Ι、Π 、ΙΠ 或IV的對稱的或不對稱的聚甲烘：
[0019]
[0020] 其中
[0021 ] 3.〇代表數(shù)值0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10，
[0022] b.Ri-RU是相同的或不同的并且可W是氨、一個或多個烷基、叔烷基、環(huán)烷基殘基 (殘基"烷基"和"環(huán)烷基"也包含締控結(jié)構(gòu))或芳基殘基、簇基芳基殘基、二簇基芳基殘基、雜 芳基殘基或脂肪雜環(huán)殘基、烷氧基基團、燒疏基、芳氧基基團、芳疏基基團、雜芳氧基基團、 雜芳疏基基團、氨氧基基團、硝基基團或氯基基團、烷基取代的或環(huán)狀的氨基官能團和/或 兩個鄰位的殘基，例如R哺R 4、r1哺r1哺/或R哺R哺r1哺r1哺/或R哺R嘴卽多共同形成另一 芳香族的、芳香雜環(huán)的、脂肪族的或脂肪雜環(huán)的環(huán)，
[0023] C.取代基RI-RU的至少一個具有增溶的和/或可電離的或離子化的取代基，如S〇3\ (-SO抽)、P〇32、C00H、OH或NR3+、環(huán)糊精或糖，所述取代基決定多次甲基染料的親水性，其中取 代基也能夠經(jīng)由間隔基團結(jié)合在多次甲基染料上，并且
[0024] d.取代基rI-ru的至少一個具有反應(yīng)基團（連接體），如異氯酸鹽、異硫氯酸鹽、阱、 胺、一氯代Ξ嗦和二氯代Ξ嗦或一漠代Ξ嗦和二漠代Ξ嗦、氮丙晚、環(huán)氧化物、橫酷面、酷 面、簇酸酢、N-徑基班巧酷亞胺醋、亞氨基醋、簇酸、乙二醒、乙醒、馬來酷亞胺或艦乙酷胺和 亞憐酷胺衍生物或疊氮化合物、烘控或締控，其中取代基也能夠經(jīng)由間隔基團結(jié)合在多次 甲基染料上，
[002引e.芳香族的、芳香雜環(huán)的、脂肪族的或脂肪雜環(huán)的間隔基團由結(jié)構(gòu)元件，如-[(C此)a-Y-(C此)山-或-[似此)八-似出)6]-構(gòu)成，其中￥是相同的或不同的并且包含0?2-、 〇-、S-、S化、S化NH-、NR-、C00-或C0NR官能團，其中所述官能團在取代基Ri-R"的一個上并且a 和b是相同的或不同的并且具有0-18的數(shù)值并且對于C具有0-18的數(shù)值，
[0026] f.取代基R哺R9能夠在相應(yīng)地n = 2、3、4或5的情況下同樣2倍、3倍、4倍或5倍地存 在并且取代基能夠是相同的或不同的。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語"祀單元"和"多次甲基染料"同義地使用。
[0028] 祀單元(多次甲基染料)經(jīng)由連接體共輛到聚合物上：
[0029] -般結(jié)構(gòu)聚合物-連接體-祀單元：
[0030] 聚合物·'連接體·'祀單元
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的連接體的一般結(jié)構(gòu)如下描述為:至少一個結(jié)構(gòu)單元(聚合物和/或祀 單元)載有反應(yīng)基團（連接體），如異氯酸鹽、異硫氯酸鹽、阱、胺、一氯代Ξ嗦和二氯代Ξ嗦 或一漠代Ξ嗦和二漠代Ξ嗦、氮丙晚、環(huán)氧化物、橫酷面、酷面、簇酸酢、N-徑基班巧酷亞胺 醋、亞氨基醋、簇酸、乙二醒、乙醒、馬來酷亞胺或艦乙酷胺和亞憐酷胺衍生物或疊氮化合 物、烘控或締控，其中所述取代基也能夠經(jīng)由間隔基團結(jié)合在多次甲基染料和/或聚合物 上。經(jīng)由所述反應(yīng)基團，祀單元與聚合物(或相反)通過共價鍵連接。
[0032] 在聚合物或祀單元和連接體之間的化學(xué)鍵能夠選擇為生物穩(wěn)定的或可生物降解 的。一個或多個不同的祀單元能夠結(jié)合到聚合物上。同樣地，設(shè)有不同的祀單元的聚合物能 夠混合在納米顆粒中。在此，聚合物和祀單元W及兩者都能夠是不同的。替代聚合物，也能 夠在相同的條件下，如上面所詳述的那樣，使用脂質(zhì)代替聚合物，并且也相應(yīng)地使用脂質(zhì)體 代替納米顆粒。
[0033] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式中，納米結(jié)構(gòu)的載體系統(tǒng)的至少一種多次甲基染 料是 DY 染料，所述 DY 染料優(yōu)選選自：0￥-635、0￥-680、0￥-780、0￥-880，、0￥-735、0￥-835、0￥-830、DY-730、DY-750、DY-850、DY-778、DY-878、DY-704、DY-804、DY-754、DY-854、DY-700、DY-800、ICG和DY-IRDYE 800CW。此外，優(yōu)選多次甲基染料是DY-630、DY-631、DY-632、