ES2371647T3 - ENDOSOMOLYTIC POLYMERS. - Google Patents
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Abstract
Una nanopartícula para entregar un polinucleótido a una célula que comprende: dicho polinucleótido asociado con un polímero con actividad membranal inhibida de forma reversible, en donde dicho polímero con actividad membranal inhibida de forma reversible consiste en una pluralidad de inhibidores con actividad membranal, ligados de forma reversible a una poliamina con actividad membranal a través de un enlace lábil en función del pH, en don- de dichos inhibidores se seleccionan entre el grupo consistente en: derivados de anhídrido maleico disustituidos, y en donde la nanopartícula comprende adicionalmente un policatión.A nanoparticle for delivering a polynucleotide to a cell comprising: said polynucleotide associated with a polymer with reversibly inhibited membrane activity, wherein said polymer with reversible inhibited membrane activity consists of a plurality of inhibitors with membrane activity, bound together reversible to a polyamine with membrane activity through a pH-labile bond, where said inhibitors are selected from the group consisting of: disubstituted maleic anhydride derivatives, and wherein the nanoparticle additionally comprises a polycation.
Description
Polímeros endosomolíticos Endosomolytic polymers
El paradigma actual del desarrollo de vectores no víricos para la entrega de ADN, es presentar una unidad vírica y una transferencia de los genes mediante la incorporación, de manera combinatoria, de grupos funcionales que permiten una unidad particular y unas etapas para la transferencia. Los polímeros o los lípidos catiónicos se utilizan para condensar el ADN en pequeñas partículas similares a virus. Esta etapa de condensación se considera importante por varias razones: a) la protección del ADN frente a la inactivación a través de componentes de la sangre, b) la protección del ADN frente a la degradación con nucleasas extracelulares, c) la extravascularización de la partícula a través de pequeños orificios (fenestraciones) en la barrera endotelial (para las vías de administración intravasculares), y d) la endocitosis celular. Los grupos funcionales se incorporan en vectores sintéticos para mejorar la localización de dianas celulares, el escape endosómico y la localización de dianas nucleares del ADN, que se va a entregar. Estas señales incluyen ligandos en la superficie celular, diseñados para dirigir el vector hasta un tipo particular de célula y/o mejorar la captación endocítica de la partícula mediante adsorción o a través de un receptor. El vector también puede contener moléculas diseñadas para mejorar la liberación de la partícula de ADN fagocitada, dentro del citoplasma celular. Aunque los componentes de un vehículo de entrega de ADN se conocen en teoría, la creación de un vector de entrega eficaz no vírico ha sido difícil en la práctica. Los polímeros o los lípidos catiónicos, que son adecuados para la condensación del ADN, tienden a ser tóxicos o tienen una biodistribución escasa. Del mismo modo, los compuestos que pueden poseer una buena actividad de ruptura endosómica, también son con frecuencia tóxicos. The current paradigm of the development of non-viral vectors for DNA delivery is to present a viral unit and a gene transfer by incorporating, in a combinatorial way, functional groups that allow a particular unit and some stages for transfer. Cationic polymers or lipids are used to condense DNA into small virus-like particles. This condensation stage is considered important for several reasons: a) DNA protection against inactivation through blood components, b) DNA protection against degradation with extracellular nucleases, c) particle extravascularization through small holes (fenestrations) in the endothelial barrier (for intravascular administration routes), and d) cell endocytosis. Functional groups are incorporated into synthetic vectors to improve cell target localization, endosomal escape and nuclear DNA target localization, to be delivered. These signals include ligands on the cell surface, designed to direct the vector to a particular type of cell and / or improve endocytic uptake of the particle by adsorption or through a receptor. The vector may also contain molecules designed to improve the release of the phagocytized DNA particle, within the cell cytoplasm. Although the components of a DNA delivery vehicle are known in theory, the creation of an effective non-viral delivery vector has been difficult in practice. Cationic polymers or lipids, which are suitable for the condensation of DNA, tend to be toxic or have a low biodistribution. Similarly, compounds that may possess good endosomal disruption activity are also often toxic.
Aunque los polímeros y los lípidos catiónicos son esenciales para condensar el ADN en nanopartículas, su naturaleza catiónica limita su utilidad más extensa para aplicaciones in vivo, no sólo por la baja expresión génica, sino también por la toxicidad. La ruta de administración intravascular, una vía atractiva para la entrega con amplia difusión, está particularmente afectada por la toxicidad, así como por problemas de biodistribución. Una disminución de la eficacia de la transfección in vivo, se debe en parte a la interacción de los poliplejos o lipoplejos (complejos de polímero-ADN y de liposoma-ADN) con componentes sanguíneos, tales como las proteínas séricas que inhiben la transfección. Este efecto se atribuye generalmente a la opsonización de los complejos de ADN mediante componentes del suero. Además, los complejos de ADN catiónicos inyectados por vía intravenosa también se tropiezan con tipos de células no deseadas, tales como macrófagos, monocitos, neutrófilos, plaquetas y eritrocitos, que son unos importantes mediadores potenciales de la toxicidad. Las manifestaciones tóxicas de complejos de ADN catiónicos administrados de forma sistémica pueden variar desde una aglutinación de glóbulos rojos hasta una reacción inflamatoria fuerte y elevados niveles séricos de enzimas hepáticas. Varios estudios han tratado de evitar tales interacciones adversas, mediante la inclusión de polietilenglicol (PEG) o proteínas, tales como la albúmina o la transferrina, en los complejos de ADN. Otro método propuesto para disminuir la carga de una partícula de ADN condensada en un policatión y, por tanto, para reducir la interacción con los componentes del suero, es recargar el complejo ADN/policatión mediante la adición de un polianión. Complejos alternos de policationes y polianiones forman estructuras en capas cuando se absorben sobre macrosuperficies de soluciones acuosas. Se ha mostrado que un fenómeno similar tiene lugar en la superficie de partículas de ADN condensadas con policationes, cuando forman complejos adicionales con un polianión de tercera capa (documento de solicitud de patente de los EE.UU. nº de serie 09/328975, incorporado en esta memoria como referencia). Although polymers and cationic lipids are essential for condensing DNA into nanoparticles, its cationic nature limits its most extensive utility for in vivo applications, not only because of low gene expression, but also toxicity. The intravascular route of administration, an attractive route for delivery with wide diffusion, is particularly affected by toxicity, as well as biodistribution problems. A decrease in the efficiency of transfection in vivo is due in part to the interaction of polyplejos or lipoplejos (polymer-DNA and liposome-DNA complexes) with blood components, such as serum proteins that inhibit transfection. This effect is generally attributed to the opsonization of DNA complexes by serum components. In addition, cationic DNA complexes injected intravenously also encounter unwanted cell types, such as macrophages, monocytes, neutrophils, platelets and erythrocytes, which are important potential mediators of toxicity. Toxic manifestations of systemically administered cationic DNA complexes can range from a red blood cell agglutination to a strong inflammatory reaction and elevated serum levels of liver enzymes. Several studies have tried to avoid such adverse interactions, by including polyethylene glycol (PEG) or proteins, such as albumin or transferrin, in DNA complexes. Another proposed method to decrease the charge of a condensed DNA particle in a polycation and, therefore, to reduce the interaction with the serum components, is to recharge the DNA / polycation complex by the addition of a polyanion. Alternate complexions of polycations and polyanions form layered structures when absorbed onto macrosurfaces of aqueous solutions. It has been shown that a similar phenomenon occurs on the surface of DNA particles condensed with polycations, when they form additional complexes with a third layer polyanion (US Patent Application Document Serial No. 09/328975, incorporated in this report as a reference).
El hígado es uno de los tejidos diana más importante para la terapia génica, dado su papel fundamental en el metabolismo (por ejemplo, metabolismo de las lipoproteínas en diversas hipercolesterolemias) y en la secreción de proteínas circulantes (por ejemplo, factores de coagulación en la hemofilia). Por lo menos se podrían corregir cien trastornos genéticos diferentes, al menos parcialmente, con una terapia génica dirigida hacia el hígado. Su frecuencia acumulada es de aproximadamente uno por ciento de todos los nacimientos. Además, los trastornos adquiridos, tales como la hepatitis crónica y la cirrosis son comunes y también se podrían tratar con terapias hepáticas basadas en polinucleótidos. Las terapias génicas que implican la expresión de genes heterotópicos, ampliaría adicionalmente el número de trastornos tratables mediante la transferencia génica dirigida hacia el hígado. Por ejemplo, la diabetes mellitus se podría tratar mediante la expresión del gen de la insulina en los hepatocitos, cuya fisiología puede permitir la secreción de insulina regulada con glucosa. La terapia génica abarca la entrega deliberada de material genético a las células con el fin de tratar una enfermedad, así como para el estudio o la investigación biomédica. La investigación se puede utilizar para estudiar la función génica o para facilitar el descubrimiento o la validación de fármacos. The liver is one of the most important target tissues for gene therapy, given its fundamental role in metabolism (for example, lipoprotein metabolism in various hypercholesterolemias) and in the secretion of circulating proteins (for example, coagulation factors in the hemophilia). At least one hundred different genetic disorders could be corrected, at least partially, with a gene therapy directed towards the liver. Its cumulative frequency is approximately one percent of all births. In addition, acquired disorders such as chronic hepatitis and cirrhosis are common and could also be treated with polynucleotide-based liver therapies. Gene therapies that involve the expression of heterotopic genes would further expand the number of treatable disorders by gene transfer directed to the liver. For example, diabetes mellitus could be treated by expressing the insulin gene in hepatocytes, whose physiology can allow glucose-regulated insulin secretion. Gene therapy encompasses the deliberate delivery of genetic material to cells in order to treat a disease, as well as for study or biomedical research. The research can be used to study gene function or to facilitate drug discovery or validation.
Aunque los vectores víricos son la base de la mayoría de los estudios preclínicos y de los ensayos clínicos en humanos, para la entrega de ADN a las células hepáticas, las vías no víricas siguen avanzando. Los poliplejos, los lipoplejos y los lipopoliplejos han sido todos propuestos como vectores de entrega en el hígado. La mayor parte de los estudios de transferencia no vírica en el hígado han utilizado poliplejos que normalmente contienen poli-L-lisina o PEI y ligandos para el receptor de la asialoglicoproteína (ASGPr). También se han descritos liposomas y lipopoliplejos para la transferencia génica en el hígado. Estamos orientados en desarrollar nanopartículas de ADN que sean mejores para salvar dos etapas decisivas: pasar a través del sistema circulatorio para acceder a los hepatocitos y liberar su carga genética desde los endosomas. Las partículas pueden contener ligandos para mejorar la localización de dianas en hepatocitos y la absorción. Although viral vectors are the basis of most preclinical studies and clinical trials in humans, for the delivery of DNA to liver cells, non-viral pathways continue to advance. Poliplejos, lipoplejos and lipopoliplejos have all been proposed as delivery vectors in the liver. Most of the studies of non-viral transfer in the liver have used polyplejos that normally contain poly-L-lysine or PEI and ligands for the receptor of asialoglycoprotein (ASGPr). Liposomes and lipopoliplejos have also been described for gene transfer in the liver. We are oriented to develop DNA nanoparticles that are better to save two decisive stages: pass through the circulatory system to access hepatocytes and release their genetic load from endosomes. The particles may contain ligands to improve target localization in hepatocytes and absorption.
En esta memoria se describen polímeros lábiles en función del pH, modificados de forma reversible, partículas para la entrega de polinucleótidos que contienen dichos polímeros y métodos para la generación de dichos polímeros y partículas. Las partículas descritas incorporan químicas endosomolíticas y nanotecnologías para ensamblar nanopartículas capaces de entregar polinucleótidos a las células desde la circulación periférica, con la subsiguiente liberación desde los endosomas. This report describes labile polymers as a function of pH, reversibly modified, particles for the delivery of polynucleotides containing said polymers and methods for the generation of said polymers and particles. The described particles incorporate endosomolytic chemicals and nanotechnologies to assemble nanoparticles capable of delivering polynucleotides to cells from the peripheral circulation, with subsequent release from the endosomes.
En una realización preferida, se describen compuestos y partículas que incorporan dichos compuestos para liberar moléculas desde un endosoma en el citoplasma de una célula. Los compuestos comprenden polímeros con actividad membranal inhibidos de forma reversible que se someten a eventos selectivos de escisión química en el medio ácido del endosoma. Antes de entrar en el endosoma, la actividad del polímero con actividad membranal se inhibe por la fijación covalente y reversible de un inhibidor. Tras la exposición a condiciones ácidas, tales como en un endosoma o en un lisosoma acidificado, el enlace que une el inhibidor con el polímero se rompe, desenmascarando la actividad membranal del polímero. In a preferred embodiment, compounds and particles are described which incorporate said compounds to release molecules from an endosome into the cytoplasm of a cell. The compounds comprise reversibly inhibited polymers with membrane activity that undergo selective chemical cleavage events in the acidic medium of the endosome. Before entering the endosome, the activity of the polymer with membrane activity is inhibited by the covalent and reversible fixation of an inhibitor. After exposure to acidic conditions, such as in an endosome or in an acidified lysosome, the bond that binds the inhibitor to the polymer is broken, exposing the membrane's membrane activity.
En una realización preferida, se describen nanopartículas para la entrega de un polinucleótido a una célula. Las partículas comprenden un polianión asociado iónicamente con un complejo binario de polinucleótido/policatión. El policatión, el polianión, o ambos, consisten en un polímero con actividad membranal. Un policatión con actividad membranal se puede inhibir de forma reversible. El polianión puede ser una poliamina con actividad membranal, modificada de forma reversible. El polianión recarga el complejo para reducir la carga positiva del complejo binario o para aumentar la carga negativa de la nanopartícula. La nanopartícula puede estar cargada positivamente, cargada negativamente o cargada de forma neutra. La partícula puede contener una pluralidad de polinucleótidos, policationes o polianiones. Para incrementar la estabilidad de la partícula, se prefieren policationes y polianiones de peso molecular mayor que aproximadamente 10.000 Dalton. La estabilidad de las partículas se puede incrementar adicionalmente por el entrecruzamiento del polianión con el policatión. In a preferred embodiment, nanoparticles for delivering a polynucleotide to a cell are described. The particles comprise a polyanion ionically associated with a binary polynucleotide / polycation complex. Polycation, polyanion, or both, consist of a polymer with membrane activity. A polycation with membrane activity can be reversibly inhibited. The polyanion can be a polyamine with membrane activity, reversibly modified. The polyanion recharges the complex to reduce the positive charge of the binary complex or to increase the negative charge of the nanoparticle. The nanoparticle can be positively charged, negatively charged or neutrally charged. The particle may contain a plurality of polynucleotides, polycations or polyanions. To increase the stability of the particle, polycations and polyanions of molecular weight greater than about 10,000 Daltons are preferred. The stability of the particles can be further increased by the cross-linking of the polyanion with the polycation.
En una realización preferida, se describen métodos para la formación de nanopartículas competentes para la transfección, que comprenden: la condensación de un polinucleótido con un policatión para formar un complejo binario y la recarga del complejo binario mediante la adición de un polianión para formar un complejo ternario pequeño (<150 nm), estable, que contiene un polinucleótido cargado negativamente. El policatión, el polianión o ambos consisten en polímeros con actividad membranal. Un policatión con actividad membranal se puede inhibir de forma reversible. El polianión puede ser un polímero con actividad membranal modificada/inhibida de forma reversible. La partícula puede contener una pluralidad de polinucleótidos, policationes o polianiones. Para incrementar la estabilidad de la partícula, se prefieren policationes y polianiones de peso molecular superior a aproximadamente 10.000 Dalton. La estabilidad de las partículas se puede incrementar adicionalmente mediante el entrecruzamiento del polianión con el policatión. In a preferred embodiment, methods for the formation of nanoparticles competent for transfection are described, comprising: condensation of a polynucleotide with a polycation to form a binary complex and recharge of the binary complex by adding a polyanion to form a complex small ternary (<150 nm), stable, containing a negatively charged polynucleotide. Polycation, polyanion or both consist of polymers with membrane activity. A polycation with membrane activity can be reversibly inhibited. The polyanion can be a polymer with reversibly modified / inhibited membrane activity. The particle may contain a plurality of polynucleotides, polycations or polyanions. To increase the stability of the particle, polycations and polyanions of molecular weight greater than about 10,000 Daltons are preferred. The stability of the particles can be further increased by cross-linking the polyanion with the polycation.
En una realización preferida se describe un método para la entrega de una molécula en el citoplasma de la célula que comprende: la asociación de la molécula con un polímero con actividad membranal que se inhibe de forma reversible para formar un complejo y la entrega del complejo a la célula, en donde se fagocita el complejo. Antes de entrar en el endosoma, la actividad membranal del polímero se enmascara por la fijación covalente de un inhibidor. La escisión química selectiva del (de los) inhibidor(es) del polímero con actividad membranal, se produce en el medio ácido del endosoma, restableciendo la actividad del polímero. La rotura de la membrana endosómica facilita a continuación la liberación de la molécula en el citoplasma de la célula. La liberación endosómica es de suma importancia para el suministro de una amplia variedad de moléculas que son incapaces de difundirse a través de las membranas celulares. In a preferred embodiment a method is described for the delivery of a molecule in the cytoplasm of the cell comprising: the association of the molecule with a polymer with membrane activity that is reversibly inhibited to form a complex and the delivery of the complex to the cell, where the complex is phagocytic. Before entering the endosome, the membrane's membrane activity is masked by the covalent fixation of an inhibitor. The selective chemical cleavage of the polymer inhibitor (s) with membrane activity occurs in the acidic medium of the endosome, restoring the activity of the polymer. The rupture of the endosomal membrane then facilitates the release of the molecule in the cytoplasm of the cell. Endosomal release is of paramount importance for the supply of a wide variety of molecules that are unable to diffuse through cell membranes.
En una realización preferida, se describen polianiones grandes escindibles con ácido que tienen una fuerte actividad endosomolítica y que pueden recargar los complejos que contienen polinucleótidos catiónicos, y métodos para la síntesis de los polianiones grandes escindibles con ácido. Las nanopartículas cargadas negativamente son pequeñas y estables en solución salina fisiológica y poseen actividad transfectora. In a preferred embodiment, large acid-cleavable polyanions are described that have strong endosomolytic activity and that can recharge complexes containing cationic polynucleotides, and methods for the synthesis of large acid-cleavable polyanions. The negatively charged nanoparticles are small and stable in physiological saline and have transfecting activity.
Otros objetos, características y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, conjuntamente con los dibujos adjuntos. Other objects, features and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description, together with the accompanying drawings.
Breve descripción de los dibujos Brief description of the drawings
Fig. 1. Ilustración de una modificación química reversible, lábil en función del pH, de una molécula que contiene amina con un derivado de anhídrido maleico, para formar un maleamato seguido de la escisión en medio ácido de la modificación. Para los anhídridos maleicos monosustituidos, R1 o R2 es hidrógeno y R2 o R1 está unido con el anhídrido a través de un enlace carbono-carbono. Para los anhídridos maleicos disustituidos, R1 y R2 están unidos al anhídrido a través de enlaces carbono-carbono. Fig. 1. Illustration of a reversible chemical modification, labile as a function of pH, of an amine-containing molecule with a maleic anhydride derivative, to form a maleamate followed by excision in the acid medium of the modification. For monosubstituted maleic anhydrides, R1 or R2 is hydrogen and R2 or R1 is linked to the anhydride through a carbon-carbon bond. For disubstituted maleic anhydrides, R1 and R2 are attached to the anhydride through carbon-carbon bonds.
Fig. 2. Ilustración de una modificación química reversible, lábil en función del pH, de una molécula que contiene amina, con el derivado del anhídrido maleico disustituido CDM (anhídrido 2-propiónico-3-metilmaleico). Fig. 2. Illustration of a reversible chemical modification, labile as a function of pH, of an amine-containing molecule, with the derivative of CDM disubstituted maleic anhydride (2-propionic-3-methylmaleic anhydride).
Fig. 3. Ilustración de la síntesis de policationes anfifílicos de poliviniléter. Fig. 3. Illustration of the synthesis of polyvinyl ether amphiphilic polycations.
Fig. 4. Ilustración del enmascaramiento reversible de la actividad membranal del polímero PBAVE a través de la fijación lábil en función del pH, de inhibidores, al polímero. Fig. 4. Illustration of the reversible masking of the membrane activity of the PBAVE polymer through labile fixation as a function of pH, of inhibitors, to the polymer.
Fig. 5. Ilustración de la reticulación lábil en función del pH, de dos moléculas que contienen aminas empleando CDM-tioéster. Fig. 5. Illustration of labile cross-linking as a function of pH of two molecules containing amines using CDM-thioester.
Fig. 6. Ilustraciones de las estructuras químicas de CDM-PEG, CDM2-PEG y CDM3-PEG. Fig. 6. Illustrations of the chemical structures of CDM-PEG, CDM2-PEG and CDM3-PEG.
Descripción detallada Detailed description
Hemos desarrollado una estrategia para la liberación endosómica de moléculas impermeables a la membrana. Esta estrategia implica la inactivación reversible de un agente con actividad membranal o de lisis de membrana. La inactivación reversible del agente con actividad membranal se logra fijando un inhibidor o una variedad de inhibidores, al agente con actividad membranal mediante un enlace o una variedad de enlaces que se rompen en el medio ácido de un endosoma. El inhibidor impide que el agente lise la membrana citoplasmática y por lo tanto cause la muerte celular. El inhibidor se elimina del agente en el medio ácido del endosoma, por rotura de un enlace lábil, permitiendo así que el agente con actividad membranal destruya la membrana endosómica para que se realice la liberación de los contenidos endosómicos en el citoplasma. We have developed a strategy for the endosomal release of membrane impermeable molecules. This strategy involves the reversible inactivation of an agent with membrane or membrane lysis activity. Reversible inactivation of the agent with membrane activity is achieved by attaching an inhibitor or a variety of inhibitors, to the agent with membrane activity through a bond or a variety of bonds that break in the acidic medium of an endosome. The inhibitor prevents the agent from lysing the cytoplasmic membrane and therefore causing cell death. The inhibitor is removed from the agent in the acidic medium of the endosome, by breaking a labile bond, thus allowing the agent with membrane activity to destroy the endosomal membrane so that the release of endosomal contents in the cytoplasm is performed.
Un elemento clave para limitar la actividad membranal en el endosoma, es el enlace lábil, que debe ser estable bajo condiciones extracelulares, pero muy inestable en la vesícula endosómica. En particular, nos hemos centrado en la identificación de enlaces que se rompen en un medio ácido. La acidificación es una característica del medio endosómico que se explota generalmente por los vehículos de entrega víricos y no víricos. Los agentes que dependen de la protonación para convertirse en activos para la membrana, tales como el ácido polipropilacrílico y los derivados peptídicos de la proteína de la envoltura vírica, hemaglutinina, tienen un grave defecto. La activación del agente provoca la destrucción parcial del endosoma, destruyendo de este modo el gradiente de pH y conduciendo a la inactivación del agente con actividad membranal. Este ciclo puede limitar la eficacia del agente con actividad membranal en la entrega de las macromoléculas en el citoplasma celular. Por el contrario, la invención tal y como se describe en esta memoria, da como resultado la reactivación esencialmente irreversible de los agentes con actividad membranal, después de la exposición a un medio con pH ácido. A key element to limit the membrane activity in the endosome is the labile bond, which must be stable under extracellular conditions, but very unstable in the endosomal vesicle. In particular, we have focused on identifying links that break in an acidic medium. Acidification is a characteristic of the endosomal environment that is generally exploited by viral and non-viral delivery vehicles. Protonation-dependent agents to become active for the membrane, such as polypropyl acrylic acid and the peptide derivatives of the viral envelope protein, hemagglutinin, have a serious defect. Activation of the agent causes partial destruction of the endosome, thereby destroying the pH gradient and leading to the inactivation of the agent with membrane activity. This cycle may limit the effectiveness of the agent with membrane activity in the delivery of macromolecules in the cell cytoplasm. On the contrary, the invention, as described herein, results in the essentially irreversible reactivation of agents with membrane activity, after exposure to a medium with acidic pH.
Una consideración importante en la selección de los enlaces lábiles para el uso en sistemas de entrega celulares, es la cinética de la ruptura del enlace después de la exposición del enlace a un pH ácido. Las cinéticas de acidificación del endosoma y de maduración del endosoma en un lisosoma, son muy rápidas en comparación con las tasas de escisión para la mayoría de los enlaces lábiles en medio ácido, descritos en la bibliografía. Una vez que se produce la endocitosis, el pH desciende desde el pH extracelular (alrededor de 7,4) hasta un pH de aproximadamente 5, en cerca de 10 min. Los contenidos endosómicos se exponen rápidamente a enzimas lisosómicas activas y puede tener lugar la degradación de la molécula que se va a entregar. Por lo tanto, se prefieren los enlaces que se rompen en pocos minutos en el intervalo de pH 5-7. An important consideration in the selection of labile bonds for use in cellular delivery systems is the kinetics of the link rupture after exposure of the bond at an acidic pH. The kinetics of endosome acidification and endosome maturation in a lysosome are very fast compared to the cleavage rates for most labile bonds in acid medium, described in the literature. Once endocytosis occurs, the pH drops from the extracellular pH (about 7.4) to a pH of approximately 5, in about 10 min. Endosomal contents are rapidly exposed to active lysosomal enzymes and degradation of the molecule to be delivered can take place. Therefore, bonds that break in a few minutes in the pH range 5-7 are preferred.
Un enlace bien estudiado que es inestable en función del pH, es el enlace maleamato, que se obtiene de la reacción de una amina y un anhídrido maleico o un derivado de anhídrido maleico (Figura 1). La tasa de escisión del maleamato depende de la estructura del anhídrido maleico utilizado para formar el maleamato. En general, los maleamatos disustituidos son más lábiles que los maleamatos monosustituidos, que son más lábiles que los maleamatos no sustituidos. Los maleamatos monosustituidos son los miembros más estudiados de esta familia, y tienen semividas de horas a un pH <5. De acuerdo con la bibliografía, la disustitución del maleamato da como resultado un incremento de aproximadamente dos órdenes de magnitud de la tasa de escisión. Hemos encontrado que el enlace de maleamato disustituido obtenido a partir de anhídrido dimetilmaleico (R1 y R2 = CH3 en la Fig. 1) tiene una semivida de aproximadamente 2 minutos a pH 5. Esta tasa está en el mismo orden que la maduración del endosoma. Por el contrario, hemos observado que los enlaces de maleamato monosustituido obtenido a partir de anhídrido metilmaleico (R1 o 2= H y R2 o 1= CH3 en la Fig. 1), tienen una semivida de escisión de aproximadamente 300 minutos (5 horas) a pH 5. Para aumentar la carga y la solubilidad, se pueden utilizar derivados de anhídridos dimetilmaleicos, tales como anhídrido 2-propiónico-3-metilmaleico (Naganawa y col. 1994; Carboxylated DimethylMaleic anhidride o CDM) (Fig. 2). A well-studied bond that is unstable as a function of pH is the maleamate bond, which is obtained from the reaction of an amine and a maleic anhydride or a maleic anhydride derivative (Figure 1). The maleamate cleavage rate depends on the structure of the maleic anhydride used to form the maleamate. In general, disubstituted maleamates are more labile than monosubstituted maleamates, which are more labile than unsubstituted maleamates. Monosubstituted maleamates are the most studied members of this family, and have half-lives of hours at a pH <5. According to the bibliography, maleamate disubstitution results in an increase of approximately two orders of magnitude of the cleavage rate. We have found that the disubstituted maleamate bond obtained from dimethylmaleic anhydride (R1 and R2 = CH3 in Fig. 1) has a half-life of approximately 2 minutes at pH 5. This rate is in the same order as endosome maturation. On the contrary, we have observed that the monosubstituted maleamate bonds obtained from methylmaleic anhydride (R1 or 2 = H and R2 or 1 = CH3 in Fig. 1), have a half-life of excision of approximately 300 minutes (5 hours) at pH 5. To increase the loading and solubility, derivatives of dimethylmaleic anhydrides, such as 2-propionic-3-methylmaleic anhydride (Naganawa et al. 1994; Carboxylated DimethylMaleic anhydride or CDM) (Fig. 2) can be used.
La capacidad de un anhídrido maleico disustituido para inhibir de forma reversible la actividad membranal del péptido melitina, hasta alcanzar el medio ácido del endosoma, ha sido descrita por nosotros (Rozema y col. 2003). Hemos demostrado la capacidad de la melitina inhibida de forma reversible, para entregar moléculas impermeables a la membrana, polietilenglicol y un oligonucleótido, en el citoplasma de la célula. En estos ejemplos de entrega, el reactivo de la entrega (melitina modificada con CDM) y el compuesto, no estaban conectados o asociados entre sí, pero se entregaban independientemente a compartimentos endocíticos comunes en la célula. Para la entrega de moléculas impermeables a la membrana, en el citoplasma de células in vivo, debe haber una asociación entre la molécula y el agente de entrega. Nosotros proporcionamos ahora agentes con actividad membranal que pueden estar asociados de forma no covalente con la molécula impermeable a la membrana o estar enlazados covalentemente con la misma, para la entrega de la molécula en el citoplasma de una célula. The ability of a disubstituted maleic anhydride to reversibly inhibit the membrane activity of the melitin peptide, until reaching the acidic medium of the endosome, has been described by us (Rozema et al. 2003). We have demonstrated the ability of inhibited melitin reversibly to deliver membrane impermeable molecules, polyethylene glycol and an oligonucleotide, in the cytoplasm of the cell. In these delivery examples, the delivery reagent (CDM modified melitin) and the compound were not connected or associated with each other, but were delivered independently to common endocytic compartments in the cell. For the delivery of membrane impermeable molecules, in the cytoplasm of cells in vivo, there must be an association between the molecule and the delivery agent. We now provide agents with membrane activity that may be non-covalently associated with the membrane impermeable molecule or covalently bound thereto, for delivery of the molecule in the cytoplasm of a cell.
Recarga de las partículas de ADN: DNA particle recharge:
El ADN se puede condensar con un exceso de policatión en soluciones acuosas, para formar nanopartículas con carga superficial positiva. Este fenómeno es fundamental, no sólo para la unidad de la cromatina y los virus, sino que también es importante en la construcción de vehículos para la entrega de genes. El excedente de carga positiva contenida en un complejo de ADN condensado y policatión, se puede utilizar para depositar una capa de polianiones sobre la superficie del complejo ADN/policatión, lo que da como resultado partículas cargadas negativamente (o complejos) en un proceso denominado de recarga (documento de solicitud de patente de EE.UU. nº de serie 09/328.975). Las partículas cargadas negativamente pueden reducir las interacciones no específicas que tienen las partículas catiónicas con las proteínas del suero, las superficies celulares y la matriz extracelular. La recarga es un proceso en dos etapas. En la primera etapa, el ADN u otro polinucleótido se condensa por la adición de un exceso de policatión para formar una nanopartícula de polinucleótido cargada positivamente. Las formulaciones de entrega típicas de polinucleótidos se detienen en este punto y añaden la nanopartícula a la célula. En el proceso de recarga, un tercer poliión (un polianión) se añade a la partícula de policatión/polinucleótido cargada positivamente, para formar un complejo ternario que tiene una carga superficial de neutra a negativa. En condiciones de formulación adecuadas, las partículas son pequeñas (<150 nm), y se denominan nanopartículas. The DNA can be condensed with excess polycation in aqueous solutions, to form nanoparticles with positive surface charge. This phenomenon is fundamental, not only for the chromatin and virus unit, but it is also important in the construction of vehicles for gene delivery. The positive charge surplus contained in a complex of condensed DNA and polycation can be used to deposit a layer of polyanions on the surface of the DNA / polycation complex, which results in negatively charged particles (or complexes) in a process called recharge (US Patent Application Document Serial No. 09 / 328,975). Negatively charged particles can reduce the non-specific interactions that cationic particles have with whey proteins, cell surfaces and extracellular matrix. Recharging is a two stage process. In the first stage, the DNA or other polynucleotide is condensed by the addition of an excess of polycation to form a positively charged polynucleotide nanoparticle. Typical polynucleotide delivery formulations stop at this point and add the nanoparticle to the cell. In the recharge process, a third polyion (a polyanion) is added to the positively charged polycation / polynucleotide particle, to form a ternary complex that has a neutral to negative surface charge. Under suitable formulation conditions, the particles are small (<150 nm), and are called nanoparticles.
Los complejos cargados negativamente deben estar en mejores condiciones para circular y dirigirse hacia una diana en células específicas in vivo, mediante la reducción de las interacciones no específicas con superficies celulares cargadas negativamente, proteínas del suero y la matriz extracelular. The negatively charged complexes must be better able to circulate and target a specific cell in vivo, by reducing non-specific interactions with negatively charged cell surfaces, whey proteins and the extracellular matrix.
Polímeros con actividad membranal para la formulación de partículas con polinucleótidos: Polymers with membrane activity for particle formulation with polynucleotides:
A fin de que el agente con actividad membranal, enmascarado de forma reversible facilite la entrega de polinucleótidos o de otras moléculas impermeables a la membrana, a las células, el agente con actividad membranal enmascarado debe estar asociado con la molécula. Agentes pequeños con actividad membranal, de carga general baja, tales como el péptido lítico de la membrana, melitina, pueden formar partículas con polinucleótidos. Sin embargo, estas partículas son grandes (> 150 nm) e inestables (es decir, que aumentan de tamaño, en presencia de concentraciones fisiológicas de sal). Polímeros de mayor tamaño con actividad membranal, se pueden utilizar para formar pequeñas partículas estables, con polinucleótidos. Previamente hemos sintetizado polímeros con actividad membranal compuestos de aminas y de grupos alquilo, a través de la copolimerización de varios éteres alquil vinílicos, con un monómero con la amina protegida (policationes anfifílicos de poliviniléter; Fig. 3 y el documento de solicitud de patente de los EE.UU. nº de serie 10/772.502, incorporado en esta memoria como referencia). A modo de ejemplo, una mezcla 50:50 de grupos alquilo y aminas produce polímeros que contienen grupos etilo (PEAVE), propilo (PPAVE) y butilo (PBAVE), utilizando eterato de trifluoruro como iniciador. La desprotección de los grupos ftalimida protectores de amina, da como resultado polímeros solubles en agua con un peso molecular de aproximadamente 20.000 Dalton. In order for the agent with membrane activity, reversibly masked to facilitate the delivery of polynucleotides or other molecules impervious to the membrane, to the cells, the agent with masked membrane activity must be associated with the molecule. Small agents with low overall charge membrane activity, such as the lytic membrane peptide, melitin, can form particles with polynucleotides. However, these particles are large (> 150 nm) and unstable (that is, they increase in size, in the presence of physiological salt concentrations). Larger polymers with membrane activity can be used to form small, stable particles with polynucleotides. Previously we have synthesized polymers with membrane activity composed of amines and alkyl groups, through the copolymerization of several alkyl vinyl ethers, with a monomer with the protected amine (polyvinyl ether amphiphilic polycations; Fig. 3 and the patent application document U.S. Serial No. 10 / 772,502, incorporated herein by reference). By way of example, a 50:50 mixture of alkyl groups and amines produces polymers containing ethyl (PEAVE), propyl (PPAVE) and butyl (PBAVE) groups, using trifluoride etherate as the initiator. Deprotection of the phthalimide amine protecting groups results in water soluble polymers with a molecular weight of approximately 20,000 Daltons.
El polímero PBAVE que contiene butilo se encontró que era aproximadamente 60% tan hemolítico como la melitina, cuando se sometía a ensayo la actividad lítica de los glóbulos rojos. La inhibición reversible de PBAVE se puede lograr mediante la modificación de CDM. La incubación del polímero modificado a pH 5, restablecía la capacidad lítica con una semivida de aproximadamente 10 minutos. Por lo tanto, la actividad membranal del polímero PBAVE se puede controlar modificando el polímero con CDM. En condiciones básicas, el polímero no produce la lisis de la membrana. Después de la acidificación, el inhibidor de CDM se escinde del polímero y se restablece la actividad membranal del polímero (Fig. 4). La actividad endosomolítica de CDM-PBAVE se demuestra por su capacidad para entregar un polinucleótido a las células (véase el ejemplo 5 más abajo). El CDM y los derivados de CDM se pueden utilizar para modificar cualquier polímero con actividad membranal que contenga amina. The PBAVE polymer containing butyl was found to be approximately 60% as hemolytic as melitin, when the lytic activity of the red blood cells was tested. Reversible inhibition of PBAVE can be achieved by modifying CDM. Incubation of the modified polymer at pH 5, restored the lytic capacity with a half-life of approximately 10 minutes. Therefore, the membrane activity of the PBAVE polymer can be controlled by modifying the polymer with CDM. Under basic conditions, the polymer does not produce lysis of the membrane. After acidification, the CDM inhibitor is cleaved from the polymer and the membrane membrane activity is restored (Fig. 4). The endosomolytic activity of CDM-PBAVE is demonstrated by its ability to deliver a polynucleotide to cells (see example 5 below). CDM and CDM derivatives can be used to modify any polymer with membrane activity that contains amine.
Recarga de nanopartículas con polímeros con actividad membranal inhibida de forma reversible: Recharge of nanoparticles with polymers with reversible inhibited membrane activity:
Además de enmascarar la actividad membranal de un polímero que contiene amina, la modificación de un polímero con el derivado de anhídrido maleico CDM, convierte de forma reversible adicionalmente las cargas positivas en el polímero, en grupos carboxilo cargados negativamente. Por lo tanto, un policatión se puede convertir en un polianión. Después de la condensación de un polinucleótido con un primer policatión para formar un complejo binario o una partícula de menor tamaño, se puede utilizar entonces un polianión para recargar el complejo binario y formar un complejo o una partícula ternaria que tenga una carga de superficie menos positiva o más negativa que el complejo binario. En la recarga de una partícula que contiene un polinucleótido, con un segundo policatión modificado con CDM, la capa de la recarga es lábil en un medio ácido. In addition to masking the membrane activity of an amine-containing polymer, the modification of a polymer with the maleic anhydride derivative CDM, additionally reversibly converts the positive charges in the polymer into negatively charged carboxyl groups. Therefore, a polycation can become a polyanion. After the condensation of a polynucleotide with a first polycation to form a binary complex or a smaller particle, a polyanion can then be used to recharge the binary complex and form a complex or ternary particle that has a less positive surface charge or more negative than the binary complex. In the recharge of a particle containing a polynucleotide, with a second polycation modified with CDM, the recharge layer is labile in an acid medium.
La exposición de esta nanopartícula recargada a condiciones ácidas, da como resultado la escisión de los grupos CDM del polianión, con la consiguiente pérdida de la carga negativa del polímero de recarga. La reversión del polianión a un policatión con actividad membranal (segundo policatión) puede tener varios efectos que incluyen: la desestabilización de la partícula, la liberación del agente con actividad membranal en la vesícula endocítica y el aumento de la interacción del primer policatión con la membrana de la vesícula endocítica. El primer policatión también puede ser un polímero con actividad membranal y podría ser de la misma especie que el segundo policatión con actividad membranal. La rotura del endosoma mediante el(los) polímero(s) con actividad membranal, da como resultado la entrega en el citoplasma del polinucleótido o de otra molécula presente originalmente en la partícula recargada. Exposure of this charged nanoparticle to acidic conditions results in the cleavage of the CDM groups of the polyanion, with the consequent loss of the negative charge of the recharge polymer. The reversion of polyanion to a polycation with membrane activity (second polycation) can have several effects that include: destabilization of the particle, the release of the agent with membrane activity in the endocytic vesicle and increased interaction of the first polycation with the membrane of the endocytic vesicle. The first polycation can also be a polymer with membrane activity and could be of the same species as the second polycation with membrane activity. Rupture of the endosome by means of the polymer (s) with membrane activity, results in the delivery into the cytoplasm of the polynucleotide or another molecule originally present in the recharged particle.
Transfección con nanopartículas pequeñas, cargadas negativamente, inestables frente a ácido: Transfection with small nanoparticles, negatively charged, unstable against acid:
Se ha demostrado que la endosomolisis se puede lograr modificando de forma reversible un péptido con actividad membranal, tal como melitina, con derivados de anhídrido maleico (Rozema y col. 2003; documento de solicitud de patente de EE.UU. nº de serie 10/444.662). Se ha mostrado la capacidad de CDM-melitina para entregar macromoléculas de polietilenglicol y un análogo oligonucleótido sin carga. Sin embargo, con el fin de incorporar agentes enmascarados con actividad membranal en vectores de entrega de polinucleótidos, sintetizamos polímeros de tamaño y carga suficientes para que se formulen en forma de nanopartículas estables que contienen polinucleótidos. A modo de ejemplo, el policatión PBAVE se sintetizó y se demostró que tenía actividad membranal y la capacidad para formar pequeñas partículas estables con ADN. El enmascaramiento de la actividad membranal de PBAVE mediante la reacción con CDM, daba como resultado un polianión que se puede utilizar para recargar partículas de ADN/policatión para producir nanopartículas pequeñas con carga negativa e inestables en medio ácido. It has been shown that endosomolysis can be achieved by reversibly modifying a peptide with membrane activity, such as melitin, with maleic anhydride derivatives (Rozema et al. 2003; U.S. Patent Application Document Serial No. 10 / 444.662). The ability of CDM-melitin to deliver polyethylene glycol macromolecules and an oligonucleotide analog without charge has been shown. However, in order to incorporate masked agents with membrane activity into polynucleotide delivery vectors, we synthesize polymers of sufficient size and charge to be formulated in the form of stable nanoparticles containing polynucleotides. As an example, PBAVE polycation was synthesized and it was shown that it had membrane activity and the ability to form small, stable particles with DNA. Masking of the membrane activity of PBAVE by reaction with CDM, resulted in a polyanion that can be used to recharge DNA / polycation particles to produce small, negatively charged and unstable nanoparticles in acidic medium.
Las nanopartículas compuestas de ADN:PBAVE:CDM-PBAVE se formularon en una relación en peso de 10:20:80 y se aplicaron a cultivos de células hepáticas de ratón (Hepa-1c1c7) en cultivo de tejidos, en presencia de DMEM y 10% de suero. El ADN utilizado en las formulaciones de entrega era pCILuc, que contiene un gen que codifica luciferasa. La capacidad de transfección de los complejos se determinó con la medición de las unidades relativas de luz de la luciferasa, producidas por las células que se habían tratado con nanopartículas que contenían pCILuc. Como testigo para el polímero con actividad membranal inhibida de forma reversible (CDM-PBAVE), las partículas también se construyeron utilizando PBAVE-succinilado (PBAVE-S) y PBAVE cis-aconitilado (PBAVE-A). El anhídrido cisaconítico es un derivado monosustituido del anhídrido maleico que tiene un sustituyente de carboxilato (CH2CO2H) en el anhídrido maleico. La succinilación es irreversible y la aconitilación en cis se escinde con una semivida de aproximadamente 300 minutos a pH 5. The nanoparticles composed of DNA: PBAVE: CDM-PBAVE were formulated in a weight ratio of 10:20:80 and applied to mouse liver cell cultures (Hepa-1c1c7) in tissue culture, in the presence of DMEM and 10 % serum The DNA used in the delivery formulations was pCILuc, which contains a gene encoding luciferase. The transfection capacity of the complexes was determined by measuring the relative luciferase light units, produced by cells that had been treated with nanoparticles containing pCILuc. As a control for the polymer with reversibly inhibited membrane activity (CDM-PBAVE), the particles were also constructed using PBAVE-succinylated (PBAVE-S) and cis-aconitylated PBAVE (PBAVE-A). Cisaconitic anhydride is a monosubstituted derivative of maleic anhydride having a carboxylate substituent (CH2CO2H) in maleic anhydride. Succinylation is irreversible and cis aconitilation is cleaved with a half-life of approximately 300 minutes at pH 5.
Existe una dependencia de la transfección, de la labilidad del grupo usado para modificar/inhibir el agente con actividad membranal PBAVE. Los polímeros con actividad membranal, enmascarados de forma reversible, CDM-PBAVE y PBAVE-A fueron capaces de transfectar células, mientras que el polímero modificado de manera irreversible (PBAVE-S) era inactivo. Además, las nanopartículas que contenían CDM-PBAVE (enlaces de maleamato disustituidos) tenían 30 veces más actividad transfectora que las nanopartículas formadas con PBAVE-A (enlaces de maleamato monosustituidos). El aumento de la capacidad de transfección de las partículas que contienen CDM-PBAVE está relacionado más probablemente con la mayor labilidad del derivado de anhídrido maleico disustituido con CDM, con respecto al derivado de anhídrido maleico monosustituido cis-aconítico. Se esperan resultados similares para otros polímeros con actividad membranal que contienen amina. There is a dependence on transfection, on the lability of the group used to modify / inhibit the agent with PBAVE membrane activity. Membrane activity polymers, reversibly masked, CDM-PBAVE and PBAVE-A were able to transfect cells, while the irreversibly modified polymer (PBAVE-S) was inactive. In addition, nanoparticles containing CDM-PBAVE (disubstituted maleamate bonds) had 30 times more transfecting activity than nanoparticles formed with PBAVE-A (monosubstituted maleamate bonds). The increase in the transfection capacity of the particles containing CDM-PBAVE is more likely related to the greater lability of the maleic anhydride derivative disubstituted with CDM, with respect to the cis-aconitic monosubstituted maleic anhydride derivative. Similar results are expected for other polymers with membrane activity that contain amine.
Estabilidad de las partículas incrementada por la unión covalente entre polímeros: Particle stability increased by covalent bonding between polymers:
Además de la estabilidad de las partículas debida a las fuerzas electrostáticas entre policatión y polianión, la estabilidad de la partícula también se puede mejorar por la formación de enlaces covalentes, es decir, entrecruzamiento entre los polímeros. Sin embargo, el entrecruzamiento irreversible del policatión y el polianión da como resultado partículas que son ineficaces para la entrega de ácidos nucleicos biológicamente activos. Con el fin de proveer a las partículas con estabilidad del entrecruzamiento, sin dejar de proporcionar a las partículas una inestabilidad intracelular, el policatión y el polianión de una nanopartícula se pueden unir covalentemente a través de una pluralidad de enlaces de maleamato inestables en medio ácido. Con el fin de acoplar un polianión a base de CDM con una poliamina, es necesario utilizar un grupo de reticulación que pueda reaccionar con aminas sólo después de que el anhídrido haya reaccionado para formar el grupo maleamato basado en CDM. Esta selectividad de la reacción es necesaria porque tanto la formación del maleamato como el entrecruzamiento entre el polianión y el policatión, implican reacciones con aminas. Como consecuencia de ello, para acoplar de forma selectiva un polianión basado en CDM y una poliamina, debe haber selectividad en las reacciones de la amina. Un método para llevar a cabo esta selectividad, es proporcionar, sobre un derivado de CDM, un grupo funcional para el entrecruzamiento que sea menos reactivo que el grupo anhídrido implicado en la formación del maleamato. Un ejemplo de un grupo funcional tal, es un tioéster. Un tioéster es moderadamente reactivo con una amina en relación con un anhídrido. Empleando un derivado de tioéster de CDM, es posible conectar dos aminas entre sí, a través de un enlace de maleamato inestable en función del pH (Fig. 5). In addition to the stability of the particles due to electrostatic forces between polycation and polyanion, the stability of the particle can also be improved by the formation of covalent bonds, that is, crosslinking between the polymers. However, irreversible cross-linking of polycation and polyanion results in particles that are ineffective for the delivery of biologically active nucleic acids. In order to provide the particles with crosslinking stability, while still providing the intracellular instability to the particles, the polycation and polyanion of a nanoparticle can be covalently linked through a plurality of unstable maleamate bonds in acidic medium. In order to couple a CDM-based polyanion with a polyamine, it is necessary to use a cross-linking group that can react with amines only after the anhydride has reacted to form the CDM-based maleamate group. This selectivity of the reaction is necessary because both the formation of the maleamate and the cross-linking between polyanion and polycation, involve reactions with amines. As a consequence, to selectively couple a CDM-based polyanion and a polyamine, there must be selectivity in the reactions of the amine. One method of carrying out this selectivity is to provide, on a CDM derivative, a functional cross-linking group that is less reactive than the anhydride group involved in the formation of maleamate. An example of such a functional group is a thioester. A thioester is moderately reactive with an amine in relation to an anhydride. By using a thioester derivative of CDM, it is possible to connect two amines to each other, through an unstable maleamate bond as a function of pH (Fig. 5).
Además del enlace del maleamato, se pueden incorporar otros enlaces inestables en función del pH, en los reactivos de entrecruzamiento que incluyen los acetales, los éteres de enol y las hidrazonas. En particular, los acetales obtenidos a partir de benzaldehído y derivados de benzaldehído, son muy inestables en función del pH. In addition to the maleamate bond, other unstable pH-dependent bonds can be incorporated into cross-linking reagents that include acetals, enol ethers and hydrazones. In particular, acetals obtained from benzaldehyde and benzaldehyde derivatives are very unstable depending on the pH.
Aumento de la estabilidad de las partículas por la fijación covalente de polietilenglicol: Increase in particle stability by covalently fixing polyethylene glycol:
Además de incrementar la estabilidad en presencia de una sal, la localización de dianas con partículas in vivo requiere la reducción de interacciones no específicas, con componentes del suero y con células que no sean diana. Con el fin de reducir dichas interacciones con los vehículos de entrega, muchos investigadores han fijado polietilenglicol (PEG) (Kircheis y col. 2001; Woodle y col. 1992), un polímero sin carga hidrosoluble, a partículas que contienen ácido nucleico. Sin embargo, el PEG también disminuye la capacidad de transfección de las partículas. Con el fin de obtener los beneficios de la PEGilación, manteniendo la capacidad de transfección, se han sintetizado una serie de reactivos de PEGilación obtenidos a partir de anhídrido dimetilmaleico. La fijación de una pluralidad de grupos de anhídrido dimetilmaleico a un solo grupo de PEG, permite la formación de una pluralidad de enlaces covalentes reversibles, incrementando de este modo con la partícula la estabilidad de una partícula (Fig. 6). Una pluralidad de grupos de PEG se pueden fijar covalentemente a una partícula. In addition to increasing stability in the presence of a salt, the location of targets with particles in vivo requires the reduction of non-specific interactions, with serum components and with non-target cells. In order to reduce such interactions with delivery vehicles, many researchers have fixed polyethylene glycol (PEG) (Kircheis et al. 2001; Woodle et al. 1992), a water-soluble polymer without charge, to particles containing nucleic acid. However, PEG also decreases the transfection capacity of the particles. In order to obtain the benefits of PEGylation, while maintaining the transfection capacity, a series of PEGylation reagents obtained from dimethylmaleic anhydride have been synthesized. The fixation of a plurality of dimethylmaleic anhydride groups to a single group of PEG allows the formation of a plurality of reversible covalent bonds, thereby increasing the stability of a particle with the particle (Fig. 6). A plurality of PEG groups can be covalently fixed to a particle.
Actividad membranal - Polímeros o compuestos con actividad membranal son moléculas que son capaces de alterar la estructura de la membrana. Este cambio en la estructura se puede observar con el compuesto, que induce uno o varios de los siguientes efectos sobre una membrana: una alteración que permite la permeabilidad de pequeñas moléculas, la formación de poros en la membrana, una fusión y/o fisión de membranas, una alteración que permite la permeabilidad de moléculas grandes, o una disolución de la membrana. Esta alteración se puede definir funcionalmente por la actividad del compuesto en al menos uno de los siguientes ensayos: lisis de glóbulos rojos (hemólisis), fuga de liposomas, fusión de liposomas, fusión de células, lisis celular y entrega de endosomas. Membrane activity - Polymers or compounds with membrane activity are molecules that are capable of altering the structure of the membrane. This change in structure can be observed with the compound, which induces one or more of the following effects on a membrane: an alteration that allows the permeability of small molecules, the formation of pores in the membrane, a fusion and / or fission of membranes, an alteration that allows the permeability of large molecules, or a dissolution of the membrane. This alteration can be functionally defined by the activity of the compound in at least one of the following tests: red blood cell lysis (hemolysis), liposome leakage, liposome fusion, cell fusion, cell lysis and endosome delivery.
Polímero - Un polímero es una molécula formada por la unión entre sí repetitiva, de unidades más pequeñas llamadas monómeros. Un polímero puede ser de tipo lineal, de red ramificada, en forma de estrella, de peine o de escalera. Un polímero puede ser un homopolímero en el que se utiliza un solo monómero o puede ser un copolímero en el que se utilizan dos o más monómeros. Polymer - A polymer is a molecule formed by the repetitive binding of smaller units called monomers. A polymer can be linear, branched, star, comb or ladder type. A polymer can be a homopolymer in which a single monomer is used or it can be a copolymer in which two or more monomers are used.
La cadena principal de un polímero está compuesta por átomos cuyos enlaces son necesarios para la propagación de la longitud del polímero. Por ejemplo, en la poli-L-lisina, el carbono carbonilo, el carbono-a y los grupos a-amina son necesarios para la longitud del polímero y por lo tanto, son átomos de la cadena principal. La cadena lateral de un polímero está compuesta por los átomos cuyos enlaces no son necesarios para la propagación de la longitud del polímero. Por ejemplo, en la poli-L-lisina, los carbonos �, y, 5 y E, y el nitrógeno E, no son necesarios para la propagación del polímero y, por lo tanto, son átomos de la cadena lateral. The main chain of a polymer is composed of atoms whose bonds are necessary for the propagation of the length of the polymer. For example, in poly-L-lysine, carbonyl carbon, carbon-a and a-amine groups are necessary for the length of the polymer and therefore are atoms of the main chain. The side chain of a polymer is composed of atoms whose bonds are not necessary for the propagation of the length of the polymer. For example, in poly-L-lysine, carbons �, and, 5 and E, and nitrogen E, are not necessary for the propagation of the polymer and, therefore, are side chain atoms.
Policatión - Un policatión puede ser un polímero que posee una carga neta positiva, por ejemplo, bromhidrato de poli-L-lisina o una histona. El policatión polimérico puede contener unidades de monómeros que están cargadas positivamente, de carga neutra o cargadas negativamente, sin embargo, la carga neta del polímero debe ser positiva. Un policatión también puede ser una molécula no polimérica que contiene dos o más cargas positivas. Polycation - A polycation can be a polymer that has a net positive charge, for example, poly-L-lysine hydrobromide or a histone. The polymeric polycation may contain monomer units that are positively charged, neutrally charged or negatively charged, however, the net polymer charge must be positive. A polycation can also be a non-polymeric molecule that contains two or more positive charges.
Polianión - Un polianión puede ser un polímero que contiene una carga neta negativa, por ejemplo, poli(ácido glutámico). El polianión polimérico puede contener unidades de monómeros que se cargan negativamente, de carga neutra o cargadas positivamente, sin embargo, la carga neta del polímero debe ser negativa. Un polianión también puede ser una molécula no polimérica que contiene dos o más cargas negativas. Polyanion - A polyanion can be a polymer that contains a net negative charge, for example, poly (glutamic acid). The polymeric polyanion may contain units of monomers that are negatively charged, neutral charged or positively charged, however, the net polymer charge must be negative. A polyanion can also be a non-polymeric molecule that contains two or more negative charges.
Otros componentes de los monómeros y polímeros: los polímeros pueden tener grupos funcionales que potencian su utilidad. Estos grupos se pueden incorporar en los monómeros antes de la formación de polímeros o se pueden fijar al polímero después de su formación. Los grupos funcionales se pueden seleccionar a partir de la lista que consiste en: grupos localizadores de la diana, modificadores de la interacción, estabilizadores estéricos y compuestos con actividad membranal, grupos de afinidad y grupos reactivos. Other components of monomers and polymers: polymers can have functional groups that enhance their usefulness. These groups can be incorporated into the monomers before the formation of polymers or they can be fixed to the polymer after their formation. Functional groups can be selected from the list consisting of: target locator groups, interaction modifiers, steric stabilizers and compounds with membrane activity, affinity groups and reactive groups.
Grupos localizadores de la diana – Los grupos localizadores de la diana o ligandos, se utilizan para localizar la diana con el polímero o con los polímeros complejos en células, en células específicas, en tejidos o en lugares específicos en una célula. Los grupos localizadores de la diana mejoran la asociación de moléculas con una célula. Ejemplos de grupos localizadores de la diana incluyen los que se dirigen a la diana del receptor de la asialoglicoproteína, empleando asialoglicoproteínas o residuos de galactosa. Otras proteínas, tales como la insulina, el EGF o la transferrina se pueden utilizar para la localización de una diana. Otros grupos localizadores de dianas incluyen moléculas que interaccionan con membranas, tales como ácidos grasos, colesterol, compuestos de dansilo y derivados de anfotericina. Se ha empleado una variedad de ligandos para dirigir fármacos y genes a células y a receptores celulares específicos. El ligando puede buscar una diana dentro de la membrana celular, sobre la membrana celular o cerca de una célula. La unión de un ligando con un receptor puede iniciar la endocitosis. Target locator groups - Target locator groups or ligands are used to locate the target with the polymer or with complex polymers in cells, in specific cells, in tissues or in specific places in a cell. Target locator groups improve the association of molecules with a cell. Examples of target locator groups include those that target the asialoglycoprotein receptor target, using asialoglycoproteins or galactose residues. Other proteins, such as insulin, EGF or transferrin can be used for the localization of a target. Other target locator groups include molecules that interact with membranes, such as fatty acids, cholesterol, dansyl compounds and amphotericin derivatives. A variety of ligands have been used to direct drugs and genes to specific cells and cell receptors. The ligand can search for a target within the cell membrane, on the cell membrane or near a cell. Binding of a ligand with a receptor can initiate endocytosis.
Estabilizador estérico - Un estabilizador estérico es un grupo hidrófilo de cadena larga que impide la agregación del polímero final mediante una partícula que impide estéricamente las interacciones electrostáticas de partículas. Algunos ejemplos incluyen: los grupos alquilo, las cadenas de PEG, los polisacáridos, las moléculas de hidrógeno, las alquil aminas. Steric Stabilizer - A steric stabilizer is a long chain hydrophilic group that prevents aggregation of the final polymer by means of a particle that sterically prevents electrostatic interactions of particles. Some examples include: alkyl groups, PEG chains, polysaccharides, hydrogen molecules, alkyl amines.
Modificador de la interacción - Un modificador de la interacción cambia la forma en que una molécula interacciona consigo misma o con otras moléculas, en relación con la molécula que no contiene ningún modificador de la interacción. El resultado de esta modificación es que la autointeracción o las interacciones con otras moléculas, aumentan Interaction Modifier - An interaction modifier changes the way a molecule interacts with itself or with other molecules, relative to the molecule that does not contain any interaction modifier. The result of this modification is that self-interaction or interactions with other molecules increase
o disminuyen. Por ejemplo las señales para la localización de dianas celulares son modificadoras de la interacción con un cambio de la interacción entre una molécula y una célula o un componente celular. El polietilenglicol es un modificador de la interacción que disminuye las interacciones entre moléculas y consigo mismos y con otras moléculas. or decrease. For example, the signals for the localization of cellular targets are modifiers of the interaction with a change in the interaction between a molecule and a cell or a cellular component. Polyethylene glycol is an interaction modifier that decreases interactions between molecules and with themselves and with other molecules.
Una unión inestable es un compuesto químico que contiene un enlace inestable y proporciona una unión o un espaciador entre otros dos grupos. Los grupos que están unidos se pueden elegir a partir de compuestos tales como compuestos biológicamente activos, compuestos con actividad membranal, compuestos que inhiben la actividad membranal, grupos funcionales reactivos, monómeros y señales localizadoras de una diana celular. El grupo espaciador puede contener restos químicos escogidos entre un grupo que incluye alcanos, alquenos, ésteres, éteres, glicerol, amida, sacáridos, polisacáridos y heteroátomos, tales como oxígeno, azufre o nitrógeno. El espaciador puede ser electrónicamente neutro, puede tener una carga positiva o negativa, o puede tener cargas positivas y negativas con una carga total neutra, positiva o negativa. An unstable joint is a chemical compound that contains an unstable bond and provides a joint or spacer between two other groups. The groups that are attached can be chosen from compounds such as biologically active compounds, compounds with membrane activity, compounds that inhibit membrane activity, reactive functional groups, monomers and localizing signals of a cell target. The spacer group may contain chemical moieties chosen from a group that includes alkanes, alkenes, esters, ethers, glycerol, amide, saccharides, polysaccharides and heteroatoms, such as oxygen, sulfur or nitrogen. The spacer can be electronically neutral, can have a positive or negative charge, or can have positive and negative charges with a neutral, positive or negative total charge.
Lábil en función del pH se refiere a la rotura selectiva de un enlace covalente en condiciones ácidas (pH <7). Es decir, el enlace inestable en función del pH puede romperse bajo condiciones ácidas en presencia de otros enlaces covalentes que no se rompen. La expresión lábil en función del pH incluye tanto las uniones como los enlaces que son inestables en función del pH, muy inestables en función del pH y extremadamente inestables en función del pH. Labile as a function of pH refers to the selective rupture of a covalent bond under acidic conditions (pH <7). That is, the unstable pH-dependent bond can be broken under acidic conditions in the presence of other covalent bonds that do not break. The labile expression as a function of pH includes both the junctions and the bonds that are unstable as a function of pH, very unstable as a function of pH and extremely unstable as a function of pH.
Grupos localizadores de la diana – Los grupos localizadores de la diana o ligandos, se utilizan para localizar la diana del polímero o de los polímeros complejos en células, en células específicas, en tejidos o en lugares específicos en una célula. Los grupos localizadores de la diana mejoran la asociación de las moléculas con una célula. Ejemplos de grupos localizadores de la diana incluyen los que se dirigen a la diana del receptor de la asialoglicoproteína, empleando asialoglicoproteínas o residuos de galactosa. Otras proteínas, tales como la insulina, el EGF o la transferrina se pueden utilizar para la localización de una diana. Otros grupos localizadores de la diana incluyen moléculas que interaccionan con membranas, tales como ácidos grasos, colesterol, compuestos de dansilo y derivados de anfotericina. Se ha empleado una variedad de ligandos para dirigir fármacos y genes hasta células y receptores celulares específicos. El ligando puede buscar una diana dentro de la membrana celular, sobre la membrana celular o cerca de una célula. La unión de un ligando con un receptor puede iniciar la endocitosis. Target locator groups - Target locator groups or ligands are used to locate the target of the polymer or complex polymers in cells, in specific cells, in tissues or in specific places in a cell. Target locator groups improve the association of molecules with a cell. Examples of target locator groups include those that target the asialoglycoprotein receptor target, using asialoglycoproteins or galactose residues. Other proteins, such as insulin, EGF or transferrin can be used for the localization of a target. Other target locator groups include molecules that interact with membranes, such as fatty acids, cholesterol, dansyl compounds and amphotericin derivatives. A variety of ligands have been used to direct drugs and genes to specific cells and cell receptors. The ligand can search for a target within the cell membrane, on the cell membrane or near a cell. Binding of a ligand with a receptor can initiate endocytosis.
Polinucleótido – El término polinucleótido, o ácido nucleico o poli(ácido nucleico), es un término técnico que se refiere a un polímero que contiene al menos dos nucleótidos. Los nucleótidos son las unidades monómeras de polímeros polinucleótidos. Los polinucleótidos con menos de 120 unidades monómeras se denominan frecuentemente oligonucleótidos. Los ácidos nucleicos naturales tienen una cadena principal de desoxirribosa o de ribosa-fosfato. Un polinucleótido artificial o sintético es cualquier polinucleótido que se polimeriza in vitro o en un sistema exento de células y que contiene las mismas bases o similares, pero puede contener una cadena principal de un tipo distinto a la cadena principal natural de ribosa-fosfato. Estas cadenas principales incluyen: PNAs (ácidos nucleicos peptídicos), fosforotioatos, fosforodiamidatos, morfolinos y otras variantes de la cadena principal de fosfato de los ácidos nucleicos naturales. Las bases incluyen purinas y pirimidinas, que incluyen además los compuestos naturales adenina, timina, guanina, citosina, uracilo, inosina y análogos naturales. Los derivados sintéticos de las purinas y las pirimidinas incluyen modificaciones, pero no se limitan a las mismas, que colocan nuevos grupos reactivos, tales como, pero no limitados a los mismos, aminas, alcoholes, tioles, carboxilatos y haluros de alquilo. El término base abarca cualquiera de los análogos conocidos de bases de ADN y ARN. El término polinucleótido incluye el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN) y las combinaciones de ADN, ARN y otros nucleótidos naturales y sintéticos. Polynucleotide - The term polynucleotide, or nucleic acid or poly (nucleic acid), is a technical term that refers to a polymer that contains at least two nucleotides. Nucleotides are the monomer units of polynucleotide polymers. Polynucleotides with less than 120 monomer units are often referred to as oligonucleotides. Natural nucleic acids have a main chain of deoxyribose or ribose phosphate. An artificial or synthetic polynucleotide is any polynucleotide that is polymerized in vitro or in a cell-free system and that contains the same or similar bases, but may contain a backbone of a type other than the natural ribose phosphate main backbone. These main chains include: PNAs (peptide nucleic acids), phosphorothioates, phosphorodiamidates, morpholinos and other variants of the phosphate main chain of natural nucleic acids. The bases include purines and pyrimidines, which also include the natural compounds adenine, thymine, guanine, cytosine, uracil, inosine and natural analogs. Synthetic derivatives of purines and pyrimidines include modifications, but are not limited thereto, that place new reactive groups, such as, but not limited to, amines, alcohols, thiols, carboxylates and alkyl halides. The term "base" encompasses any of the known analogs of DNA and RNA bases. The term polynucleotide includes deoxyribonucleic acid (DNA) and ribonucleic acid (RNA) and combinations of DNA, RNA and other natural and synthetic nucleotides.
Un polinucleótido se puede entregar a una célula para expresar una secuencia de nucleótidos exógena, para inhibir, eliminar, aumentar o alterar la expresión de una secuencia de nucleótidos endógena, o para afectar a una característica fisiológica específica que no está asociada naturalmente con la célula. A polynucleotide can be delivered to a cell to express an exogenous nucleotide sequence, to inhibit, eliminate, increase or alter the expression of an endogenous nucleotide sequence, or to affect a specific physiological characteristic that is not naturally associated with the cell.
Un inhibidor de la expresión génica a base de polinucleótido comprende cualquier polinucleótido que contiene una secuencia cuya presencia o expresión en una célula provoca la degradación o inhibe la función, de la transcripción o la traducción de un gen de una forma específica de la secuencia. Los inhibidores de la expresión basados en polinucleótidos se pueden seleccionar entre el grupo que comprende: ARNsi, microARN, ARN de interferencia o ARNi, ARNds, ribozimas, polinucleótidos no codificantes y casetes de expresión de ADN que codifican siARN, microARN, ARNds, ribozimas o ácidos nucleicos no codificantes. El ARNsi comprende una estructura bicatenaria que contiene típicamente 15-50 pares de bases y, preferentemente, 19-25 pares de bases, y que tiene una secuencia de nucleótidos idéntica o casi idéntica a la de un gen o un ARN diana expresado dentro de la célula. Un ARNsi puede estar compuesto por dos polinucleótidos reasociados o un solo polinucleótido que forma una estructura de horquilla. Los microARNs (miARNs) son polinucleótidos pequeños no codificantes, con aproximadamente 22 nucleótidos de longitud, que dirigen la destrucción o reprimen la traducción de sus dianas de ARNm. Los polinucleótidos no codificantes comprenden la secuencia que es complementaria a un gen o a un ARNm. Los polinucleótidos no codificantes incluyen, pero no se limitan a los mismos: morfolinos, 2'-O-metil polinucleótidos, ADN, ARN y similares. El inhibidor de la expresión basado en polinucleótidos se puede polimerizar in vitro, puede ser recombinante, contener secuencias quiméricas, o puede ser un derivado de estos grupos. El inhibidor de la expresión basado en polinucleótidos puede contener ribonucleótidos, desoxirribonucleótidos, nucleótidos sintéticos o cualquier combinación adecuada de manera que el ARN y/o el gen diana estén inhibidos. A polynucleotide-based gene expression inhibitor comprises any polynucleotide that contains a sequence whose presence or expression in a cell causes degradation or inhibits the function, transcription or translation of a gene in a specific sequence form. Polynucleotide-based expression inhibitors can be selected from the group comprising: siRNA, microRNA, interfering RNA or RNAi, RNAs, ribozymes, non-coding polynucleotides and DNA expression cassettes encoding siRNA, microRNA, RNAds, ribozymes or non-coding nucleic acids. The siRNA comprises a double stranded structure that typically contains 15-50 base pairs and, preferably, 19-25 base pairs, and that has a nucleotide sequence identical to or almost identical to that of a gene or a target RNA expressed within the cell. An siRNA can be composed of two reassociated polynucleotides or a single polynucleotide that forms a hairpin structure. MicroRNAs (miRNAs) are small, non-coding polynucleotides, approximately 22 nucleotides in length, that direct destruction or repress the translation of their mRNA targets. Non-coding polynucleotides comprise the sequence that is complementary to a gene or mRNA. Non-coding polynucleotides include, but are not limited to: morpholinos, 2'-O-methyl polynucleotides, DNA, RNA and the like. The polynucleotide-based expression inhibitor can be polymerized in vitro, it can be recombinant, contain chimeric sequences, or it can be a derivative of these groups. The polynucleotide-based expression inhibitor may contain ribonucleotides, deoxyribonucleotides, synthetic nucleotides or any suitable combination so that the RNA and / or the target gene are inhibited.
Transfección - El proceso de entrega de un polinucleótido a una célula se ha denominado comúnmente transfección Transfection - The process of delivering a polynucleotide to a cell has been commonly called transfection.
o el proceso de transfección y también se ha denominado transformación. El término transfección, tal y como se utiliza en esta memoria, se refiere a la introducción en las células de un polinucleótido u otro compuesto biológicamente activo. El polinucleótido se puede utilizar para fines investigativos o para producir un cambio en una célula que puede ser terapéutico. La entrega de un polinucleótido puede conducir a la modificación del material genético presente en la célula diana. Un reactivo de transfección o un vehículo de entrega es un compuesto o compuestos que se une(n) o forma(n) un complejo con oligonucleótidos y polinucleótidos, y es un mediador de su entrada en las células. or the transfection process and has also been called transformation. The term "transfection," as used herein, refers to the introduction into the cells of a polynucleotide or other biologically active compound. The polynucleotide can be used for research purposes or to produce a change in a cell that can be therapeutic. The delivery of a polynucleotide can lead to the modification of the genetic material present in the target cell. A transfection reagent or delivery vehicle is a compound or compounds that binds (n) or forms (n) a complex with oligonucleotides and polynucleotides, and is a mediator of its entry into cells.
Ejemplo 1. Síntesis de anhídrido 2-propiónico-3-metilmaleico (anhídrido carboxidimetilmaleico o CDM). Example 1. Synthesis of 2-propionic-3-methylmaleic anhydride (carboxydimethylmaleic anhydride or CDM).
A una suspensión de hidruro de sodio (0,58 g, 25 mmol) en 50 ml de tetrahidrofurano anhidro, se añadió 2fosfonopropionato de trietilo (7,1 g, 30 mmol). Cuando se detuvo la evolución de gas hidrógeno, se añadió 2oxoglutarato de dimetilo (3,5 g, 20 mmol) en 10 ml de tetrahidrofurano anhidro y se agitó durante 30 minutos. A continuación se añadió agua, 10 ml, y el tetrahidrofurano se eliminó por evaporación rotatoria. La mezcla resultante de sólidos y agua se extrajo con 3 x 50 ml de éter etílico. Las extracciones de éter se combinaron, se secaron con sulfato de magnesio, y se concentraron hasta obtener un aceite de color amarillo claro. El aceite se purificó por elución con cromatografía en gel de sílice, con 2:1 de éter:hexano, para producir 4 g (82% de rendimiento) de triéster puro. El anhídrido 2-propiónico-3-metilmaleico se formó a continuación, disolviendo este triéster en 50 ml de una mezcla 50/50 de agua y etanol, que contenía 4,5 g (5 equivalentes) de hidróxido de potasio. Esta solución se calentó a reflujo durante 1 hora. El etanol se eliminó después por evaporación giratoria y la solución se acidificó a pH 2 con ácido clorhídrico. Esta solución acuosa se extrajo luego con 200 ml de acetato de etilo, que se aisló, se secó con sulfato de magnesio, y se concentró hasta obtener un sólido blanco. Este sólido se recristalizó a continuación en diclorometano y hexano para producir 2 g (80%) de anhídrido 2-propiónico-3-metilmaleico. To a suspension of sodium hydride (0.58 g, 25 mmol) in 50 ml of anhydrous tetrahydrofuran, 2 triethyl phosphonopropionate (7.1 g, 30 mmol) was added. When the evolution of hydrogen gas was stopped, dimethyl 2-oxoglutarate (3.5 g, 20 mmol) in 10 ml of anhydrous tetrahydrofuran was added and stirred for 30 minutes. Water, 10 ml, was then added, and the tetrahydrofuran was removed by rotary evaporation. The resulting mixture of solids and water was extracted with 3 x 50 ml of ethyl ether. The ether extractions were combined, dried with magnesium sulfate, and concentrated until a light yellow oil was obtained. The oil was purified by elution with silica gel chromatography, with 2: 1 ether: hexane, to yield 4 g (82% yield) of pure triester. The 2-propionic-3-methylmaleic anhydride was then formed, dissolving this triester in 50 ml of a 50/50 mixture of water and ethanol, containing 4.5 g (5 equivalents) of potassium hydroxide. This solution was heated at reflux for 1 hour. The ethanol was then removed by rotary evaporation and the solution was acidified to pH 2 with hydrochloric acid. This aqueous solution was then extracted with 200 ml of ethyl acetate, which was isolated, dried over magnesium sulfate, and concentrated to a white solid. This solid was then recrystallized from dichloromethane and hexane to produce 2 g (80%) of 2-propionic-3-methylmaleic anhydride.
Ejemplo 2. Síntesis de tioéster de CDM. Example 2. Synthesis of thioester of CDM.
A una solución de anhídrido 2-propiónico-3-metilmaleico (30 mg, 0,16 mmol) en 5 ml de cloruro de metileno, se añadió cloruro de oxalilo (200 mg, 10 eq) y dimetilformamida (1 IL). La reacción se dejó transcurrir durante una noche, en la cual el exceso de cloruro de oxalilo y de cloruro de metileno se eliminó por evaporación rotatoria, para obtener el cloruro de ácido, un aceite transparente. El cloruro de ácido se disolvió en 1 ml de cloruro de metileno. A esta solución se añadieron 2 equivalentes de ácido tioglicólico y piridina (20 IL, 1,5 eq) en 10 ml de cloruro de metileno. La solución se agitó después durante una noche. El disolvente se eliminó a continuación y el sólido resultante se disolvió en 5 ml de agua y se purificó mediante HPLC de fase inversa, utilizando un gradiente de TFA al 0,1% en agua/acetonitrilo. To a solution of 2-propionic-3-methylmaleic anhydride (30 mg, 0.16 mmol) in 5 ml of methylene chloride, oxalyl chloride (200 mg, 10 eq) and dimethylformamide (1 IL) were added. The reaction was allowed to proceed overnight, in which the excess of oxalyl chloride and methylene chloride was removed by rotary evaporation, to obtain the acid chloride, a clear oil. The acid chloride was dissolved in 1 ml of methylene chloride. To this solution, 2 equivalents of thioglycolic acid and pyridine (20 IL, 1.5 eq) in 10 ml of methylene chloride were added. The solution was then stirred overnight. The solvent was then removed and the resulting solid was dissolved in 5 ml of water and purified by reverse phase HPLC, using a gradient of 0.1% TFA in water / acetonitrile.
Ejemplo 3. Síntesis de poli(éteres de vinilo). Example 3. Synthesis of poly (vinyl ethers).
Se añadió 2-viniloxi etil ftalimida (1 g, 4,6 mmol) a un matraz de base redonda secado en un horno, bajo un manto de nitrógeno en diclorometano anhidro, a esta solución se añadió éter etil vinílico (0,332 g, 4,6 mmol), éter propil vinílico (0,396 g, 4,6 mmol) o éter butil vinílico (0,460 g, 4,6 mmol). Estas soluciones se llevaron a continuación a 78ºC y se añadió BF3•OEt2 (0,065 g, 0,46 mmol) y la reacción se dejó transcurrir durante 2 horas a -78ºC La polimerización se detuvo a continuación por la adición de una mezcla 50/50 de hidróxido de amonio en metanol. Los disolventes se eliminaron después por evaporación giratoria. El polímero se disolvió a continuación en 30 ml de 1,4dioxano/metanol (2/1). A esta solución se añadió hidrazina (0,147 g, 46 mmol) y la mezcla se calentó a reflujo durante 3 horas. Los disolventes se eliminaron a continuación, por evaporación rotatoria y el sólido resultante se completó luego hasta 20 ml de HCl 0,5 M y se sometió a reflujo durante 15 minutos, se diluyó con 20 ml de agua destilada, y se mantuvo a reflujo durante una hora adicional. Esta solución se neutralizó después con NaOH, se enfrió hasta temperatura ambiente y se transfirió a un tubo de celulosa de peso molecular 3.500 y se dializó durante 24 horas (2 x 20 L) frente a agua destilada, y se liofilizó. 2-Vinyloxy ethyl phthalimide (1 g, 4.6 mmol) was added to a round base flask dried in an oven, under a blanket of nitrogen in anhydrous dichloromethane, to this solution was added ethyl vinyl ether (0.332 g, 4, 6 mmol), propyl vinyl ether (0.396 g, 4.6 mmol) or butyl vinyl ether (0.460 g, 4.6 mmol). These solutions were then brought to 78 ° C and BF3 • OEt2 (0.065 g, 0.46 mmol) was added and the reaction was allowed to proceed for 2 hours at -78 ° C. The polymerization was then stopped by the addition of a 50/50 mixture. of ammonium hydroxide in methanol. The solvents were then removed by rotary evaporation. The polymer was then dissolved in 30 ml of 1,4-dioxane / methanol (2/1). To this solution was added hydrazine (0.147 g, 46 mmol) and the mixture was heated at reflux for 3 hours. The solvents were then removed by rotary evaporation and the resulting solid was then completed to 20 ml of 0.5 M HCl and refluxed for 15 minutes, diluted with 20 ml of distilled water, and refluxed for An additional hour. This solution was then neutralized with NaOH, cooled to room temperature and transferred to a 3,500 molecular weight cellulose tube and dialyzed for 24 hours (2 x 20 L) against distilled water, and lyophilized.
Ejemplo 4. Hemólisis mediante melitina, PEAVE, PPAVE, PBAVE y PBAVE modificado con CDM. Example 4. Hemolysis by melitin, PEAVE, PPAVE, PBAVE and PBAVE modified with CDM.
La actividad membranal de los polímeros catiónicos anfifílicos se sometió a ensayo según el procedimiento publicado. Se añadieron 108 glóbulos rojos a 500 Il de tampón fosfato. A esta solución, se añadieron 20 g de melitina, PEAVE, PPAVE, PBAVE o CDM-PBAVE, que se había preparado por acilación de PBAVE con 2 eq. de CDM en relación con las aminas. Las muestras se incubaron durante 15 minutos a 37ºC, después se centrifugaron durante 1 minuto a 15.000 RCF. La lisis se determinó midiendo la absorbancia del material sobrenadante a 541 nm. El porcentaje de hemólisis se calculó suponiendo que la absorbancia de hemoglobina liberada después de la adición de agua destilada era el 100% de lisis. Se determinó que todos los polímeros que eran hemolíticos, siendo PBAVE y melitina los más líticos. El polímero PBAVE modificado con CDM no era hemolítico hasta la acidificación. The membrane activity of the amphiphilic cationic polymers was tested according to the published procedure. 108 red blood cells were added to 500 Il phosphate buffer. To this solution, 20 g of melitine, PEAVE, PPAVE, PBAVE or CDM-PBAVE were added, which had been prepared by acylation of PBAVE with 2 eq. of CDM in relation to amines. The samples were incubated for 15 minutes at 37 ° C, then centrifuged for 1 minute at 15,000 RCF. Lysis was determined by measuring the absorbance of the supernatant material at 541 nm. The percentage of hemolysis was calculated assuming that the absorbance of hemoglobin released after the addition of distilled water was 100% lysis. It was determined that all polymers that were hemolytic, with PBAVE and melitin being the most lithic. The PBAVE polymer modified with CDM was not hemolytic until acidification.
Ejemplo 5. Inducción de luciferasa después de la entrega del oligonucleótido. Example 5. Luciferase induction after oligonucleotide delivery.
Células HeLa Luc/705 (Gene Tools, Philomath OR) se cultivaron con las condiciones utilizadas para las células HeLa. Las células se extendieron en placas de cultivo con 24 pocillos, a una densidad de 3 x 106 células/pocillo y se incubaron durante 24 horas. Los medios se sustituyeron con 1,0 ml de DMEM con 10% de suero de ternera fetal y PMO 2,5 nmol (CCT CTT ACC TCA GTT ACA ATT TAT A, SEQ ID 1, Gene Tools, Philomath, OR) con o sin 20 Ig de PBAVE modificado con CDM. Las células se incubaron a continuación durante 48 horas en una incubadora humidificada con 5% de CO2 a 37ºC. Las células se recogieron y se analizaron los lisados para estudiar la expresión de luciferasa, usando un luminómetro Lumat LB 9507 (EG&G Berthold, Bad-Wildbad, Alemania). La adición de PBAVE modificado con CDM daba como resultado un incremento de 2-3 veces de la actividad luciferasa. HeLa Luc / 705 cells (Gene Tools, Philomath OR) were cultured under the conditions used for HeLa cells. The cells were spread on 24-well culture plates, at a density of 3 x 10 6 cells / well and incubated for 24 hours. Media was replaced with 1.0 ml DMEM with 10% fetal calf serum and 2.5 nmol PMO (CCT CTT ACC TCA GTT ACA ATT TAT A, SEQ ID 1, Gene Tools, Philomath, OR) with or without 20 Ig of PBAVE modified with CDM. The cells were then incubated for 48 hours in a humidified incubator with 5% CO2 at 37 ° C. Cells were collected and lysates were analyzed to study luciferase expression, using a Lumat LB 9507 luminometer (EG & G Berthold, Bad-Wildbad, Germany). The addition of PBAVE modified with CDM resulted in a 2-3-fold increase in luciferase activity.
Ejemplo 6. Transfección con partículas de ADN inestables en medio ácido: Example 6. Transfection with unstable DNA particles in acid medium:
Células Hepa (una línea celular de hepatocitos de ratón) se cultivaron en 1 ml de medio Eagle modificado con Dulbecco que contenía 10% de suero de ternera fetal, utilizando placas de 12 pocillos. Las nanopartículas de PBAVE se formularon de acuerdo con las proporciones mencionadas, con ADN plasmídico pCIluc (10 Ig/ml, pCIluc, preparado según el procedimiento publicado en 0,5 mL de HEPES 5 mM pH 7,5). Como testigos para la modificación con CDM 5 inestable en función del pH, se generaron polianiones a partir de las poliaminas usando anhídrido succínico que modifica irreversiblemente la amina, y anhídrido aconítico que modifica de forma reversible la amina, pero es mucho más lento para escindir que CDM, para formar PBAVE-S y PBAVE-A, respectivamente. Las nanopartículas, 2 Ig de ADN, se añadieron a continuación (200 IL) a las células. Las células se incubaron durante 48 h. Las células se recogieron y se sometió a ensayo la expresión de luciferasa, tal y como se ha informado anteriormente. Se utilizó un Hepa cells (a mouse hepatocyte cell line) were cultured in 1 ml of Dulbecco-modified Eagle medium containing 10% fetal calf serum, using 12-well plates. PBAVE nanoparticles were formulated in accordance with the aforementioned proportions, with pCIluc plasmid DNA (10 Ig / ml, pCIluc, prepared according to the procedure published in 0.5 mL of 5 mM HEPES pH 7.5). As controls for modification with unstable CDM 5 as a function of pH, polyanions were generated from the polyamines using succinic anhydride that irreversibly modifies the amine, and aconitic anhydride that reversibly modifies the amine, but is much slower to cleave than CDM, to form PBAVE-S and PBAVE-A, respectively. The nanoparticles, 2 Ig of DNA, were then added (200 IL) to the cells. The cells were incubated for 48 h. Cells were collected and luciferase expression was tested, as previously reported. A
10 luminómetro Lumat LB 9507 (EG&G Berthold, Bad-Wildbad, Alemania). La cantidad de transfección es la transfección promedio de dos pocillos celulares separados. La cantidad de luciferasa en picogramos = 5,1 x 10-5 (URL) +3,683. 10 Lumat LB 9507 luminometer (EG & G Berthold, Bad-Wildbad, Germany). The amount of transfection is the average transfection of two separate cell wells. The amount of luciferase in picograms = 5.1 x 10-5 (URL) +3.683.
- Formulación Formulation
- Unidades Relativas de Luz Relative Light Units
- ADN: PBVE:CDM-PBAVE 10:20:80 Ig/ml DNA: PBVE: CDM-PBAVE 10:20:80 Ig / ml
- 1.875.801 1,875,801
- ADN:PBVE:PBAVE-S 10:20:80 Ig/ml DNA: PBVE: PBAVE-S 10:20:80 Ig / ml
- 195 195
- ADN:PBVE:PBAVE-A 10:20:80 Ig/ml DNA: PBVE: PBAVE-A 10:20:80 Ig / ml
- 68.549 68,549
- ADN desnudo Naked DNA
- 200 200
Ejemplo 7. Transfección con partículas recargadas inestables en medio ácido in vivo. Example 7. Transfection with unstable charged particles in acidic medium in vivo.
Nanopartículas de PBAVE se formularon de acuerdo con las proporciones mencionadas con ADN plasmídico pCIluc PBAVE nanoparticles were formulated according to the aforementioned proportions with pCIluc plasmid DNA
15 (30 Ig/ml, pCIluc; preparado según el procedimiento publicado, en 0,5 mL de HEPES 5 mM pH 7,5). Las nanopartículas, 9 Ig de ADN, se inyectaron a continuación en la vena de la cola (300 IL) de los ratones. Veinticuatro horas después de la inyección, los ratones fueron sacrificados, se extirparon sus hígados y se analizó la expresión de luciferasa, tal y como se ha informado anteriormente. Se empleó un luminómetro Lumat LB 9507 (EG&G Berthold, Bad-Wildbad, Alemania). La cantidad de transfección es la transfección promedio de un grupo de tres ratones. La 15 (30 Ig / ml, pCIluc; prepared according to the published procedure, in 0.5 mL of 5 mM HEPES pH 7.5). The nanoparticles, 9 Ig of DNA, were then injected into the tail vein (300 IL) of the mice. Twenty-four hours after the injection, the mice were sacrificed, their livers were removed and luciferase expression was analyzed, as previously reported. A Lumat LB 9507 luminometer (EG & G Berthold, Bad-Wildbad, Germany) was used. The amount of transfection is the average transfection of a group of three mice. The
20 cantidad de luciferasa en picogramos = 5,1 x 10-5 (URL) +3,683. 20 luciferase amount in picograms = 5.1 x 10-5 (URL) +3.683.
- Formulación Formulation
- Unidades Relativas de Luz Relative Light Units
- ADN: PBVE:CDM-PBAVE 30:60:240 Ig/ml DNA: PBVE: CDM-PBAVE 30: 60: 240 Ig / ml
- 30.123 30,123
- ADN desnudo Naked DNA
- 1.021 1,021
Ejemplo 8. Tamaño de la partícula en ausencia y en presencia de sal y medición del potencial z. Example 8. Particle size in the absence and in the presence of salt and measurement of potential z.
Nanopartículas entre ADN y PEAVE y CDM/PEAVE modificado con tioéster de CDM se formularon en tampón HEPES 20 mM pH 7,5, de acuerdo con las proporciones en peso presentadas anteriormente, con una concentración de ADN de 10 Ig/ml. Para los polímeros modificados con CDM/tioéster de CDM, el tioéster de CDM se mezcló con Nanoparticles between DNA and PEAVE and CDM / PEAVE modified with CDM thioester were formulated in 20 mM HEPES buffer pH 7.5, according to the weight ratios presented above, with a DNA concentration of 10 Ig / ml. For CDM / CDM thioester modified polymers, the CDM thioester was mixed with
25 CDM en una proporción en peso de 9:1, antes de la mezcla con el polímero. El tamaño de las nanopartículas y el potencial z se determinaron por la dispersión de la luz a 532 nm, utilizando un medidor de partículas I90 ZetaPlus de Brookhaven Instruments Corporation. La estabilidad de las nanopartículas frente a una sal, se determinó mediante la adición de cloruro de sodio hasta 150 mM y la medición del tamaño después de 10 min. 25 CDM in a 9: 1 weight ratio, before mixing with the polymer. The size of the nanoparticles and the z potential were determined by light scattering at 532 nm, using an I90 ZetaPlus particle meter from Brookhaven Instruments Corporation. The stability of the nanoparticles against a salt was determined by adding sodium chloride up to 150 mM and measuring the size after 10 min.
- Partículas prop. en peso del polímero (Ig/ml) Prop particles by weight of the polymer (Ig / ml)
- Tamaño (nm) en HEPES 20 mM pH 7,5 Tamaño (nm) en NaCl 150 mM Size (nm) in 20 mM HEPES pH 7.5 Size (nm) in 150 mM NaCl
- ADN: PEAVE: CDM-PEAVEDNA: PEAVE: CDM-PEAVE
- 10:20:100 10: 20: 100
- 90-110 > 1000 90-110 > 1000
- 5:10:100 5: 10: 100
- 90-130 > 1000 90-130 > 1000
- ADN:PEAVE:CDM/CDMtioester-PEAVEDNA: PEAVE: CDM / CDMthioester-PEAVE
- 10:20:100 10: 20: 100
- 90-110 114 90-110 114
- 5:10:100 5: 10: 100
- 90-130 118 90-130 118
Ejemplo 9. Transfección de partículas de ADN entrecruzadas con CDM-tioéster. Example 9. Transfection of DNA particles crosslinked with CDM-thioester.
30 Células Hepa (una línea celular de hepatocitos de ratón) se cultivaron en 1 ml de medio Eagle modificado con Dulbecco que contenía 10% de suero de ternera fetal, utilizando placas de 12 pocillos. Las nanopartículas de PBAVE se formularon de acuerdo con las proporciones mencionadas con ADN plasmídico pCIluc (10 Ig/ml, pCIluc; preparado según el procedimiento publicado en 0,5 mL de HEPES 5 mM pH 7,5). Para los polímeros modificados con CDM/tioéster de CDM, el tioéster de CDM se mezcló con CDM en una proporción en peso de 9:1, antes de la mezcla 30 Hepa cells (a mouse hepatocyte cell line) were cultured in 1 ml of Dulbecco-modified Eagle medium containing 10% fetal calf serum, using 12-well plates. PBAVE nanoparticles were formulated according to the aforementioned proportions with pCIluc plasmid DNA (10 Ig / ml, pCIluc; prepared according to the procedure published in 0.5 mL of 5 mM HEPES pH 7.5). For the CDM / CDM thioester modified polymers, the CDM thioester was mixed with CDM in a 9: 1 weight ratio, before mixing
35 con el polímero. Las nanopartículas, 2 Ig de ADN, se añadieron después (200 IL) a las células. Las células se incubaron durante 48 h. Las células se recogieron y se analizó la expresión de luciferasa, tal y como se ha informado anteriormente. Se utilizó un luminómetro de Lumat LB 9507 (EG&G Berthold, Bad-Wildbad, Alemania). La cantidad de transfección es el promedio de transfección para dos pocillos celulares separados. La cantidad de luciferasa en picogramos = 5,1 x 10-5 (URL) + 3,683. 35 with the polymer. The nanoparticles, 2 Ig of DNA, were then added (200 IL) to the cells. The cells were incubated for 48 h. Cells were collected and luciferase expression was analyzed, as previously reported. A Lumat LB 9507 luminometer (EG & G Berthold, Bad-Wildbad, Germany) was used. The amount of transfection is the average transfection for two separate cell wells. The amount of luciferase in picograms = 5.1 x 10-5 (URL) + 3.683.
- Formulación Formulation
- Unidades Relativas de Luz Relative Light Units
- ADN: PBAVE:CDM-PBAVE 10:40:100 Ig/ml DNA: PBAVE: CDM-PBAVE 10: 40: 100 Ig / ml
- 774.432 774,432
- ADN:PBAVE:CDM-PBAVE 10:20:50 Ig/ml DNA: PBAVE: CDM-PBAVE 10:20:50 Ig / ml
- 4.967.879 4,967,879
- ADN:PBAVE:CDM/CDM-tioéster-PBAVE 10:40:100 Ig/ml DNA: PBAVE: CDM / CDM-thioester-PBAVE 10: 40: 100 Ig / ml
- 1.040.076 1,040,076
- ADN: PBAVE:CDM/CDM-tioéster-PBAVE 10:20:50 Ig/ml DNA: PBAVE: CDM / CDM-thioester-PBAVE 10:20:50 Ig / ml
- 2.276.733 2,276,733
5 Ejemplo 10. Síntesis de éteres monometílicos de amino polietilenglicol. 5 Example 10. Synthesis of monomethyl ethers of amino polyethylene glycol.
A una solución de 10% en peso de éter monometílico de PEG de diferentes pesos moleculares en cloruro de metileno, se añaden 3 equivalentes de cloruro de mesilo y trietilamina. Después de agitar durante una noche, la solución se lava con un volumen igual de agua saturada con NaHCO3. La capa orgánica se seca a continuación con sulfato de sodio y el PEG precipita en la solución, mediante la adición de 9 equivalentes en volumen de éter dietílico. Se To a solution of 10% by weight of PEG monomethyl ether of different molecular weights in methylene chloride, 3 equivalents of mesyl chloride and triethylamine are added. After stirring overnight, the solution is washed with an equal volume of water saturated with NaHCO3. The organic layer is then dried with sodium sulfate and PEG precipitates in the solution, by adding 9 volume equivalents of diethyl ether. Be
10 permite la precipitación de mesilato de PEG durante una noche a -78ºC. El mesilato de PEG se disuelve a continuación hasta 15% en peso en agua y 10 equivalentes de amina (etilendiamina o Tris(2-aminoetil)amina). La reacción se deja transcurrir durante 48 horas y el PEG modificado con amina se purifica utilizando HPLC de fase inversa con un gradiente de TFA al 0,1% en agua/acetonitrilo. 10 allows precipitation of PEG mesylate overnight at -78 ° C. PEG mesylate is then dissolved up to 15% by weight in water and 10 equivalents of amine (ethylenediamine or Tris (2-aminoethyl) amine). The reaction is allowed to run for 48 hours and the amine modified PEG is purified using reverse phase HPLC with a gradient of 0.1% TFA in water / acetonitrile.
Ejemplo 11. Síntesis de derivados de CDM-PEG. Example 11. Synthesis of CDM-PEG derivatives.
15 A una solución de anhídrido 2-propiónico-3-metilmaleico (30 mg, 0,16 mmol) en 5 ml de cloruro de metileno, se añadió cloruro de oxalilo (200 mg, 10 eq) y dimetilformamida (1 IL). La reacción se dejó transcurrir durante una noche en la cual el exceso de cloruro de oxalilo y de cloruro de metileno se eliminó por evaporación rotatoria, para obtener el cloruro de ácido, un aceite transparente. El cloruro de ácido se disolvió en 1 ml de cloruro de metileno. A esta solución se añadieron 2 equivalentes de éter monometílico de amino polietilenglicol, de diferentes pesos moleculaTo a solution of 2-propionic-3-methylmaleic anhydride (30 mg, 0.16 mmol) in 5 ml of methylene chloride, oxalyl chloride (200 mg, 10 eq) and dimethylformamide (1 IL) were added. The reaction was allowed to proceed overnight during which the excess of oxalyl chloride and methylene chloride was removed by rotary evaporation, to obtain the acid chloride, a clear oil. The acid chloride was dissolved in 1 ml of methylene chloride. To this solution 2 equivalents of amino polyethylene glycol monomethyl ether, of different molecular weights were added
20 res, y piridina (20 IL, 1,5 eq) en 10 ml de cloruro de metileno. La solución se agitó a continuación durante una noche. El disolvente se eliminó después y el sólido resultante se disolvió en 5 ml de agua y se purificó empleando HPLC de fase inversa con un gradiente de TFA al 0,1% en agua/acetonitrilo. 20 res, and pyridine (20 IL, 1.5 eq) in 10 ml of methylene chloride. The solution was then stirred overnight. The solvent was then removed and the resulting solid was dissolved in 5 ml of water and purified using reverse phase HPLC with a gradient of 0.1% TFA in water / acetonitrile.
Ejemplo 12. Tamaño de las partículas en ausencia y en presencia de sal y medición del potencial z. Example 12. Particle size in the absence and in the presence of salt and measurement of potential z.
Las nanopartículas entre 10 Ig/ml de ADN y 20 Ig/ml de PBAVE se formularon en tampón HEPES 20 mM pH 7,5. A The nanoparticles between 10 Ig / ml of DNA and 20 Ig / ml of PBAVE were formulated in 20 mM HEPES buffer pH 7.5. TO
25 esta solución no se añadió nada o 100 Ig de CDM-PEG2 (el peso molecular del PEG era 1100). El tamaño de las nanopartículas se determinó por la dispersión de luz a 532 nm, utilizando un medidor de partículas I90 ZetaPlus de Brookhaven Instruments Corporation. La estabilidad de las nanopartículas frente a la sal se determinó mediante la adición de cloruro de sodio hasta 150 mM y la medición del tamaño después de 10 min. Sin adición de CDM-PEG2, las partículas de ADN/policatión crecían desde 100 hasta > 1000 nm después de la adición de cloruro de sodio. 25 This solution did not add anything or 100 Ig of CDM-PEG2 (the molecular weight of the PEG was 1100). The size of the nanoparticles was determined by light scattering at 532 nm, using an I90 ZetaPlus particle meter from Brookhaven Instruments Corporation. The stability of the nanoparticles against salt was determined by adding sodium chloride up to 150 mM and measuring the size after 10 min. Without the addition of CDM-PEG2, the DNA / polycation particles grew from 100 to> 1000 nm after the addition of sodium chloride.
30 Después de una modificación con CDM-PEG2, este incremento del tamaño de las partículas no tenía lugar en presencia de sal. 30 After a modification with CDM-PEG2, this increase in particle size did not take place in the presence of salt.
Ejemplo 13. Condensación y descondensación del ADN después de la adición de sal y ácido poliacrílico. Example 13. Condensation and decondensation of DNA after the addition of salt and polyacrylic acid.
El ADN se marcó con el reactivo para marcar ADN con tetrametilrodamina LabelIT (Mirus Corporation) con una proporción en peso de 1:1 de ADN:LabelIT, de acuerdo con el protocolo del fabricante. Una solución de 1 Ig/ml de ADN 35 marcado con tetrametilrodamina se condensó mediante la adición de 10 Ig/ml de PBAVE en presencia del tampón TAPS a pH 9. A esta solución se añadieron diversas cantidades de CDM-PEG2 y CDM-PEG3. A continuación, se añadió a la solución NaCl para llevar la concentración hasta 150 mM. Finalmente se añadió poli(ácido acrílico) hasta 100 Ig/ml. Después de la adición de cada reactivo, la fluorescencia de la rodamina se midió utilizando un espectrofluorómetro Varian estimulando a 555 nm y midiendo la emisión a 575 nm. Una disminución de la fluorescencia es The DNA was labeled with the reagent to label DNA with LabelIT tetramethylrodamine (Mirus Corporation) with a 1: 1 weight ratio of DNA: LabelIT, according to the manufacturer's protocol. A solution of 1 Ig / ml of tetramethylrodamine labeled DNA was condensed by the addition of 10 Ig / ml of PBAVE in the presence of TAPS buffer at pH 9. Various amounts of CDM-PEG2 and CDM-PEG3 were added to this solution. Then, NaCl was added to the solution to bring the concentration to 150 mM. Finally poly (acrylic acid) was added up to 100 Ig / ml. After the addition of each reagent, rhodamine fluorescence was measured using a Varian spectrofluorometer by stimulating at 555 nm and measuring the emission at 575 nm. A decrease in fluorescence is
40 un indicador de la condensación del ADN, mientras que un aumento indica una descondensación del ADN. 40 an indicator of DNA condensation, while an increase indicates a decondensation of DNA.
- Muestra Sample
- Fluorescencia relativa Relative fluorescence
- ADN solo + PBAVE + 40 Ig de PEG(1100)-CDM2 + NaCl 150 mM + 100 Ig/ml de PACAC DNA alone + PBAVE + 40 Ig of PEG (1100) -CDM2 + 150 mM NaCl + 100 Ig / ml of PACAC
- 1,0 0,2 0,3 0,3 0,75 1.0 0.2 0.3 0.3 0.75
- ADN solo + PBAVE DNA alone + PBAVE
- 1,0 0,2 1.0 0.2
- Muestra Sample
- Fluorescencia relativa Relative fluorescence
- + 40 Ig de PEG(1100)-CDM3 + NaCl 150 mM + 100 Ig/ml de PACAC + 40 Ig of PEG (1100) -CDM3 + 150 mM NaCl + 100 Ig / ml of PACAC
- 0,3 0,3 0,79 0.3 0.3 0.79
- ADN solo + PBAVE + 150 Ig de PEG(1100)-CDM3 + NaCl 150 mM + 100 Ig/ml de PACAC DNA alone + PBAVE + 150 Ig of PEG (1100) -CDM3 + 150 mM NaCl + 100 Ig / ml of PACAC
- 1,0 0,2 0,3 0,3 0,56 1.0 0.2 0.3 0.3 0.56
- ADN solo + PBAVE + NaCl 150 mM + 100 Ig/ml de PACAC DNA alone + PBAVE + 150 mM NaCl + 100 Ig / ml PACAC
- 1,0 0,2 0,3 0,95 1.0 0.2 0.3 0.95
Lo anterior se considera solo ilustrativo de los principios de la invención. Además, dado que los expertos en la técnica realizarán numerosas modificaciones y cambios, no se desea limitar la invención a la construcción y el funcionamiento exactos, mostrados y descritos. Por lo tanto, todas las modificaciones y los equivalentes adecuados están dentro del alcance de la invención. The foregoing is considered only illustrative of the principles of the invention. In addition, since those skilled in the art will make numerous modifications and changes, it is not desired to limit the invention to the exact construction and operation, shown and described. Therefore, all modifications and suitable equivalents are within the scope of the invention.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| US816081 | 1986-01-03 | ||
| US46045503P | 2003-04-04 | 2003-04-04 | |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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2004
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