PL230096B1 - System nośników kwasów nukleinowych, sposób przygotowania systemu oraz ich zastosowanie - Google Patents

System nośników kwasów nukleinowych, sposób przygotowania systemu oraz ich zastosowanie

Info

Publication number
PL230096B1
PL230096B1 PL410078A PL41007814A PL230096B1 PL 230096 B1 PL230096 B1 PL 230096B1 PL 410078 A PL410078 A PL 410078A PL 41007814 A PL41007814 A PL 41007814A PL 230096 B1 PL230096 B1 PL 230096B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
glycero
cholesterol
phosphatidylcholine
dope
serum
Prior art date
Application number
PL410078A
Other languages
English (en)
Other versions
PL410078A1 (pl
Inventor
Ewa KULA-ŚWIEŻEWSKA
Ewa Kula-Świeżewska
Monika RAK
Monika Rak
Zbigniew MADEJA
Zbigniew Madeja
Tadeusz CHOJNACKI
Tadeusz Chojnacki
Katarzyna GAWARECKA
Katarzyna Gawarecka
Marek MASNYK
Marek Masnyk
Marek Chmielewski
Original Assignee
Inst Biochemii I Biofizyki Polskiej Akademii Nauk
Inst Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk
Univ Jagiellonski
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Biochemii I Biofizyki Polskiej Akademii Nauk, Inst Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk, Univ Jagiellonski filed Critical Inst Biochemii I Biofizyki Polskiej Akademii Nauk
Publication of PL410078A1 publication Critical patent/PL410078A1/pl
Publication of PL230096B1 publication Critical patent/PL230096B1/pl

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K39/12Viral antigens
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K39/12Viral antigens
    • A61K39/145Orthomyxoviridae, e.g. influenza virus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/12Antivirals
    • A61P31/14Antivirals for RNA viruses
    • A61P31/16Antivirals for RNA viruses for influenza or rhinoviruses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/51Medicinal preparations containing antigens or antibodies comprising whole cells, viruses or DNA/RNA
    • A61K2039/53DNA (RNA) vaccination
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/55Medicinal preparations containing antigens or antibodies characterised by the host/recipient, e.g. newborn with maternal antibodies
    • A61K2039/552Veterinary vaccine
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/555Medicinal preparations containing antigens or antibodies characterised by a specific combination antigen/adjuvant
    • A61K2039/55511Organic adjuvants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/60Medicinal preparations containing antigens or antibodies characteristics by the carrier linked to the antigen
    • A61K2039/6018Lipids, e.g. in lipopeptides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2760/00MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA ssRNA viruses negative-sense
    • C12N2760/00011Details
    • C12N2760/16011Orthomyxoviridae
    • C12N2760/16111Influenzavirus A, i.e. influenza A virus
    • C12N2760/16134Use of virus or viral component as vaccine, e.g. live-attenuated or inactivated virus, VLP, viral protein

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Virology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest system zawierający jako nośniki kwasów nukleinowych kationowe pochodne poliprenoli, o różnej długości łańcucha poliprenylowego o wzorze 1 oraz lipidy pomocnicze wybrane z grupy obejmującej DOPE (1,2-dioleilo-sn-glicero-3- fosfatydyloetanoloamina), cholesterol, DC-cholesterol [chlorowodorek {3ß-[N-(N',N'-dimetyloaminoetan)-karbamoilo]cholesterolu}], DOPC: (1,2-dioleilo-sn-glicero-3-fosfatydylocholina), DMPC (1,2-dimirystylo-sn-glicero-3-fosfatydylocholina), DMPE (1,2-dimirystylo-sn-glicero-3-fosfatydyloetanoloamina), DLPC (1,2-dilaurylo-sn-glicero-3-fosfatydylocholina), DPPC (1,2-dipalmitylo-sn-glicero-3-fosfatydylocholina), fosfatydylocholina, fosfatydyloetanoloamina, DPPE (1,2-dipalmitylo-sn-glicero-3-fosfatydyloetanoloamina), DLPE (2-dilaurylo-sn-glicero-3-fosfatydyloetanoloamina), DOPS (1,2-dioleilo-sn-glicero-3-fosfatydyloseryna), POPC (1-palmitylo-2-oleilo-sn-glicero-3-fosfatydylocholina), PDME (fosfatydylo-N,N-dimetyloetanoloamina), DSPE (1,2-distearylo-sn-glicero-3-fosfatydyloetanoloamina), DSPC (1,2-distearylo-SA7-glicero-3- fosfatydylocholina), POPE (1-palmitylo-2-oleilo-sn-glicero-3-fosfatydyletanoloamina), PMME (fosfatydylo-monometyloetanoloamina), a także, ewentualnie, może zawierać substancje modyfikujące powierzchnię lipopleksów. Ujawniono także sposób przygotowania i zastosowanie systemu określonego powyżej do przygotowania preparatów do wprowadzania kwasów nukleinowych do komórek eukariotycznych.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest system nośników kwasów nukleinowych w postaci kompozycji opartych na kationowych pochodnych poliprenoli, sposób przygotowania systemu nośników kwasów nukleinowych oraz ich zastosowanie.
Postęp w rozumieniu patogenezy wielu chorób i dynamiczny rozwój narzędzi do przenoszenia kwasów nukleinowych stworzył perspektywę nowych zastosowań dla technik dostarczania. DNA i RNA do komórek oraz ich wprowadzania do praktyki laboratoryjnej i klinicznej. Obecnie kwasy nukleinowe można już uważać za leki przeciw ciągle rosnącej liczbie chorób zarówno genetycznych, jak i nabytych. Do takich chorób zaliczyć można hemofilię, niedobory odporności, ból przewlekły, a także HIV, mukowiscydozę, arteriosklerozę, reumatoidalne zapalenie stawów, nowotwory i inne (Kaiser J, Gene therapy celebrates a decade of progress. Science 2011; vol 334; 7: 29-30; Flotte TR, Gene therapy: the first two decades and the current state-of-the-art. J Cell Physiol 2007; 213: 301-305). Obiecujący i stale rosnący potencjał terapii genowej w zwalczaniu chorób, które w obecnej chwili uważane są za nieuleczalne, stymuluje poszukiwania efektywnych przenośników materiału genetycznego, które mogłyby być bezpiecznie stosowane in vivo.
Najbardziej efektywne strategie dostarczania genów oparte są na stosowaniu wektorów wirusowych. Jednak ich zastosowania kliniczne napotykają na szereg istotnych ograniczeń, np. ich ograniczoną ładowność, mutagenne, onkogenne i auto-immunogenne skutki uboczne, a także wysokie koszty produkcji wielkoskalowej (Vannucci L, Lai M, Chiuppesi F, Ceccherini-Nelli L, Pistello M. Viral vectors: a look back and ahead on gene transfer technology. New Microbiologica 2013; 36: 1-22). Wektory niewirusowe stanowią obiecującą alternatywę, ponieważ są bezpieczne i stosunkowo tanie w produkcji. Wśród strategii transferu genów, w których stosuje się wektory nie-wirusowe, lipofekcja uważana jest za jedną z najbardziej obiecujących metod.
Strategia lipofekcji oparta jest na zastosowaniu lipidów kationowych, które mogą spontanicznie oddziaływać z negatywnie naładowanymi kwasami nukleinowymi tworząc lipopleksy (kompleksy lipidów z kwasami nukleinowymi). Ich niespecyficzne oddziaływanie z komórkowymi białkami i cukrami znajdującymi się na powierzchni błony komórkowej stymuluje endocytozę prowadząc do tworzenia pęcherzyków endocytarnych. Mieszaniny lipidów kationowych i pomocniczych (zwanych także ko-lipidami), np. DOPE (1,2-dioleilo-sn-glicero-3-fosfatydyloetanoloamina), zmieniają właściwości lipopleksów ułatwiając uwalnianie kwasów nukleinowych w czasie endocytozy.
Znaczący potencjał lipidów kationowych jako nośników, dostarczających leki genetyczne, stał się przyczyną intensywnych badań mających na celu opracowanie efektywnych przenośników lipidowych. Jednakże, pomimo tego, że zsyntetyzowano liczne rodzaje lipidów kationowych i pomocniczych (Koynova R and Tenchov B, Recent Patents in Cationic Lipid Carriers for Delivery of Nucleic Acids, Recent Patents on DNA & Gene Sequences 2011; 1 5: 8-27), dotychczas nie udało się opracować idealnego wektora do lipofekcji. Może to wynikać z faktu, że wydajność lipofekcji zależy nie tylko od struktury lipidów i ko-lipidów, ale także od właściwości komórek będących obiektem lipofekcji i warunków jej prowadzenia (np. in vitro vs. in vivo). Co więcej, różnorodność szlaków i mechanizmów biorących udział w procesie lipofekcji skutkuje wysoką złożonością wzajemnych relacji pomiędzy strukturą nośników do lipofekcji, bezpieczeństwem ich działania i wydajnością. Często sprzeczne dane literaturowe dotyczące wpływu właściwości nośników i lipopleksów na wydajność transfekcji stanowią dodatk owe przeszkody w opracowaniu nowych lipidów i ko-lipidów do dostarczania genów do komórek.
Poliizoprenoidy są lipidowymi składnikami komórkowych układów enzymatycznych, biorących udział w glikozylacji białek u prokariontów (poliprenole) i eukariontów (dolichole), równocześnie jako elementy strukturotwórcze modulują właściwości błon lipidowych. Związki te biosynt etycznie są blisko powiązane z innymi ważnymi elementami metabolizmu komórki (np. ubichinonem, cholesterolem, witaminami A, D, E, K). Kationowe formy poliprenoli i dolicholi najprawdopodobniej nie występują w żywych komórkach, ale mogą być syntetyzowane z występujących w naturze alkoholi izoprenoidowych (Madeja Z, Rak M, Wybieralska E, Różański I, Masnyk M, Chmielewski M, Lysek R, Chojnacki T, Jankowski W, Ciepichal E, Swiezewska E, Tekle M, Dallner G, New cationic polyprenyl derivative proposed as a lipofecting agent, Acta Biochim Pol. 2007 54(4): 873-6, patent: Chojnacki T, Ciepichal E, Jankowski W, Kula-Świeżewska E, Chmielewski M, Masnyk M, Łysek, Madeja Z, Rak M, Trimetyloaminowe pochodne poli-cis ipoli-trans liniowych oligomerówizoprenowych, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie, PL 211824 B1). Znane są ze stanu techniki kationowe pochodne poliprenoli o aktywności lipofekcyjnej
PL 230 096 Β1 (Madeja Z, Rak M, Wybieralska E, Różański I, Masnyk M, Chmielewski M, Lysek R, Chojnacki T, Jankowski W, Ciepichal E, Swiezewska E, Tekle M, DallnerG, Newcationicpolyprenylderivativeproposed as a lipofecting agent, Acta Biochim Pol. 2007 54(4): 873-6, patent: Chojnacki T, Ciepichal E, Jankowski W, Kula-Świeżewska E, Chmielewski M, Masnyk M, Łysek, Madeja Z, Rak M, Trimetyloaminowe pochodne poli-cis i poli-trans liniowych oligomerów izoprenowych, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie) jednak zaproponowane rozwiązanie uniemożliwia użycie w warunkach surowiczych (w obecności surowicy), co znacznie ogranicza ich aplikację - przede wszystkim nie rokuje dobrze do zastosowań in vivo (Simberg D, Weisman S, Talmon Y, Faerman A, Shoshani T, Barenholz Y, The role of organ vascularization and lipoplex-serum initial contact in intravenous murine lipofection, J Biol Chem. 2003; 10;278(41): 39858-65). Ponadto, zaproponowany sposób przygotowania mieszaniny transfekcyjnej nie był korzystny do wygodnego przygotowania odczynnika działającego skutecznie przez dłuższy okres czasu, chronionego przed zakażeniem bakteryjnym.
Nieoczekiwanie okazało się, że przy zastosowaniu niniejszego wynalazku możliwe jest dostarczenie nowego systemu nośników lipidowych do transfekcji komórek, który nie posiada powyższych ograniczeń.
Nieoczekiwanie zatem wynalazek pozwala na uzyskanie odpowiednio prostego i skutecznego systemu modyfikowalnych nośników opartych na kationowych pochodnych poliprenoli realizujących zapotrzebowanie w dziedzinie wprowadzania kwasów nukleinowych do różnych typów komórek w warunkach bezsurowiczych i surowiczych (mniej sprzyjających wysokiej wydajności transfekcji niż bezsurowicze - Li S, Tseng WC, Stolz DB, Wu SP, Watkins SC, Huang L, Dynamie changes in the characteristics of cationic lipidic vectors after exposure to mouse serum: implications for intravenous lipofection, Gene Ther. 1999; 6(4):585-94; Zelphati O, Uyechi LS, Barron LG, Szoka FC Jr, Effect of serum components on the physico-chemical properties of cationic lipid/oligonucleotide complexes and on their interactions with cells, Biochim Biophys Acta. 1998; 16; 1390(2): 119-33), bezpiecznych dla erytrocytów krwi ludzkiej, łatwych do modyfikacji i przechowywania bez utraty właściwości transfekcyjnych (stabilnych podczas przechowywania, co znacznie ułatwia wygodne wykorzystanie bez konieczności każdorazowego sporządzania bezpośrednio przed użyciem), odpornych na zakażenia bakteryjne. Nieoczekiwanie, zmiana składu i przygotowania kompozycji zawierających kationowe pochodne poliprenoli, doprowadziła do otrzymania nośników o takich właśnie niezwykle istotnych i korzystnych cechach.
Przedmiotem wynalazku jest system nośników kwasów nukleinowych w postaci kompozycji opartych na kationowych pochodnych poliprenoli, zawierających jako nośniki kwasów nukleinowych kationowe pochodne poliprenoli, o różnej długości łańcucha poliprenylowego, przedstawione wzorem 1,
wzór 1 w którym n wynosi od 11 do 15 reszt izoprenowych, oraz lipidy pomocnicze wybrane z grupy obejmującej DOPE (1,2-dioleilo-sn-glicero-3-fosfatydyloetanoloamina), cholesterol, DC-cholesterol [chlorowodorek {33-[/V-(/V,/V-dimetyloaminoetan)-karbamoilo]cholesterolu}], DOPC: (1,2-dioleilo-sn-glicero-3-fosfatydylocholina), DLPC (1,2-dilaurylo-sn-glicero-3-fosfatydylocholina), DMPC (1,2-dimirystylo-sn-glicero-3-fosfatydylocholina) oraz, że zawiera etanol, którego stężenie jest zawarte w przedziale 48,5 do 73,5%, zaś pozostałą część stanowi roztwór wodny, oraz że ewentualnie, zawiera substancje modyfikujące powierzchnię lipopleksów.
Korzystnie, gdy system w warunkach surowiczych jako lipidy pomocnicze zawiera DOPE, DOPE+DC-cholesterol lub DOPE+DC-cholesterol+DOPC.
Korzystnie, gdy roztwór wodny stanowi standardowe medium do hodowli komórek.
Korzystnie, gdy substancje modyfikujące powierzchnię lipopleksów stanowi glikol polietylenowy (PEG).
PL 230 096 Β1
Korzystnie, gdy system przeznaczony jest do wprowadzania DNA i/lub RN A komórek eukariotycznych zarówno w warunkach surowiczych i bezsurowiczych, bez uszkadzania erytrocytów krwi ludzkiej.
Kolejnym przedmiotem wynalazku jest sposób przygotowywania systemu nośników kwasów nukleinowych określonego powyżej, charakteryzujący się tym, że nośniki kwasów nukleinowych kationowych pochodnych poliprenoli, o różnej długości łańcucha poliprenylowego, przedstawione wzorem 1,
w którym n wynosi od 11 do 15 reszt izoprenowych i lipidy pomocnicze rozpuszcza się w etanolu, po czym miesza z roztworem wodnym do uzyskania homogennego roztworu, przy czym stężenie etanolu w uzyskanych preparatach do wprowadzania DNA i/lub RN A zawarte jest w przedziale od 48,5 do 73,5%.
Korzystnie, gdy roztwór wodny stanowi standardowe medium do hodowli komórek.
Korzystnie, gdy system uzupełnia się o substancje modyfikujące powierzchnię lipopleksów, korzystnie glikol polietylenowy (PEG).
Kolejnym przedmiotem wynalazku jest zastosowanie systemu określonego powyżej do otrzymywania preparatów do wprowadzania DNA i/lub RNA do komórek eukariotycznych w warunkach surowiczych i/lub bezsurowiczych, bez uszkadzania erytrocytów krwi ludzkiej.
Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest uwidoczniony na rysunku, na którym:
Na fig. 1 przedstawiono wzór 1 kationowych pochodnych poliprenoli - soli trimetylopoliprenyloamoniowych.
Na fig. 2 przedstawiono wydajne działanie (wprowadzanie DNA do komórek) wybranych kompozycji - PTAI-11 (jodek trimetylopoliprenyloamoniowy o wzorze 1 gdzie n=11) + DOPE + DC-cholesterol oraz PTAI-11 + DOPE + DC-cholesterol + DOPC bezpośrednio po ich przygotowaniu oraz po 8 miesiącach przechowywania w4°C na modelowych komórkach nowotworu ludzkiej prostaty DU145 zarówno w warunkach bezsurowiczych, jak i w obecności surowicy.
Na fig. 3 przedstawiono efektywne działanie (wprowadzanie DNA do komórek) proponowanych kompozycji na różne typy komórek innych niż modelowe komórki linii DU 145 - komórki mysiego czerniaka B16-F10, szczurzego mięsaka XC oraz fibroblasty skóry ludzkiej.
Na fig. 4 przedstawiono brak właściwości hemolitycznych lipopleksów (kompleksów wybranych kompozycji z DNA) wobec erytrocytów krwi ludzkiej.
Na fig. 5 przedstawiono skuteczność wybranych kompozycji do wprowadzania RNA do komórek - na przykładzie shRNA wyciszającego ekspresję białka fluorescencyjnego EGFP w modelowych komórkach DU145.
Niniejszy wynalazek zobrazowano za pomocą poniższych przykładów wykonania:
Przykład I: Przygotowanie i wykorzystanie wybranych kompozycji do transfekcji komórek DU145 i porównanie ich wydajności w warunkach bezsurowiczych i w obecności surowicy
PTAI-11 i lipidy pomocnicze - DOPE, DC-cholesterol, DOPC zostały rozpuszczone w 99,8% etanolu w stężeniach odpowiednio - 10; 3,2; 3,2 lub 10; 15 mg/ml. Następnie zostały zmieszane z sobą w odpowiednich proporcjach w celu uzyskania stosunków molowych w mieszaninach:
PTAI-11 +DOPE+DC-cholesterol -1:1:1
PTAI-11+DOPE+DC-cholesterol+DOPC -1:1:1:1 a następnie zmieszane z medium DMEM F-12 HAM (Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium Nutrient Mixture F-12 HAM) bez dodatku surowicy i antybiotyków i intensywnie worteksowane przez 3 min - stężenie etanolu w tak przygotowanych odczynnikach wynosi:
PTAI-11+DOPE+DC-cholesterol - 73,5%
PTAI-11+DOPE+DC-cholesterol+DOPC - 59,4%
PL 230 096 B1
Jest więc ono wystarczające, aby chronić przechowywane odczynniki przed zakażeniem bakteryjnym.
W celu przygotowania mieszaniny transfekcyjnej odpowiednią ilość przygotowanych kompozycji (taką, aby stosunek PTAI-11 + DOPE : plazmidowe DNA wynosił 3,7 pg PTAI-11+DOPE / 1 pg DNA) rozcieńczano w medium DMEM F-12 HAM. Plazmid pEGFP-Cl (o wielkości 4,7 kb) kodujący białko zielonej fluorescencji EGFP został rozpuszczony w DMEM F-12 HAM bez surowicy i antybiotyków w stężeniu 80 ng/pl. Równe objętości mieszaniny lipidów oraz plazmidowego DNA były mieszane, inkubowane przez 30 min w temperaturze pokojowej w celu otrzymania lipopleksów, a następnie rozcieńczane medium (1:4).
Komórki DU145 wysiewano na płytki 24-dołkowe w liczbie 8x104 komórek/dołek i hodowano przez 24 godziny w medium DMEM F-12 HAM z 10% dodatkiem surowicy bez antybiotyków, Medium usuwano i dodawano medium DMEM F-12 HAM bez surowicy i antybiotyków oraz lipopleksy (objętość mieszaniny transfekcyjnej - 400 μl) aby osiągnąć ilość kationowej pochodnej PTAI-11 + DOPE w mieszaninie transfekcyjnej równą 4 μg (procedura bezsurowicza) lub zostawiano 200 μl medium, w którym komórki zostały wysiane i dodawano lipopleksy (objętość mieszaniny transfekcyjnej - 400 μΙ, procedura transfekcji w obecności surowicy). Po 5 godzinach inkubacji w 37°C przy 5% CO2, dodawano 400 Φι medium DMEM F-12 HAM z 20% dodatkiem surowicy i podwójną ilością antybiotyków.
Wydajność transfekcji oceniano poprzez obserwację fluorescencji komórek po 24 godzinach od transfekcji.
Na fig. 2 przedstawiono wyniki, które wykazały wysoką wydajność kompozycji zarówno w warunkach bezsurowiczych, jak i w obecności surowicy.
P r z y k ł a d II: Porównanie wydajności wybranych kompozycji bezpośrednio po przygotowaniu oraz po długoterminowym przechowywaniu
Kompozycje przygotowane według przykładu I zostały użyte bezpośrednio po przygotowaniu oraz po 8 miesiącach przechowywania w 4°C do transfekcji komórek DU145 w różnych warunkach (bezsurowiczych i w obecności surowicy). Na fig. 2 przedstawiono wyniki, które wykazały wysoką wydajność kompozycji bezpośrednio po przygotowaniu (A) oraz po 8 miesiącach przechowywania w 4°C (B).
Wydajność transfekcji oceniano poprzez obserwację fluorescencji komórek po 24 godzinach od transfekcji. Wyniki przedstawiono w postaci zdjęć z mikroskopii kontrastowo-fazowej (KF) i fluorescencyjnej (EGFP).
P r z y k ł a d III: Przygotowanie, wykorzystanie i wydajność wybranych kompozycji do transfekcji różnych typów komórek, mysiego czerniaka B16-F10, szczurzego mięsaka XC oraz fibroblastów skóry ludzkiej
PTAI-15 (jodek trimetylopoliprenyloamomowy o wzorze 1 gdzie n=15) został rozpuszczony w 99,8% etanolu w stężeniu 10 mg/ml, natomiast PEG 8000 (glikol polietylenowy o masie cząsteczkowej 8000) w jałowej wodzie destylowanej w stężeniu 0,5 mg/ml. Pozostałe lipidy zostały przygotowane tak, jak opisano w przykładzie I, tj. DOPE, DC-cholesterol, DOPC zostały rozpuszczone w 99,8% etanolu w stężeniach odpowiednio - 3,2; 3,2 lub 10; 15 mg/ml. Następnie składniki zostały zmieszane ze sobą w odpowiednich proporcjach w celu uzyskania stosunków molowych w mieszaninach:
PTAI-11+DOPE+DC-cholesterol - 1:1:1
PTAI-11+DOPE+PEG; PTAI-11+DOPE - 1:1
PTAI-15+DOPE+DC-cholesterol+DOPC - 1:1:1:1 a następnie zmieszane z medium DMEM F-12 HAM bez dodatku surowicy i antybiotyków i intensywnie worteksowane - stężenie etanolu w tak przygotowanych odczynnikach wynosiło:
PTAI-11+DOPE+DC-cholesterol - 73,5%
PTAI-11 +DOPE+PEG - 48,5%
PTAI-15+DOPE+DC-cholesterol+DOPC - 58,9%
W celu przygotowania mieszaniny transfekcyjnej odpowiednią ilość przygotowanych odczynników (taką, aby stosunek PTAI + DOPE : plazmidowe DNA wynosił 3,7 μg PTAI-11 + DOPE i 4,2 μg PTAI-15 + DOPE / 1 μg DNA) rozcieńczano w medium hodowlanym bez dodatku surowicy i antybiotyków. Plazmid pEGFP-C1 kodujący białko zielonej fluorescencji EGFP został rozpuszczony w medium hodowlanym bez surowicy i antybiotyków w stężeniu 80 ng/μΗ Równe objętości mieszaniny lipidów oraz plazmidowego DNA były mieszane, inkubowane przez 30 min w temperaturze pokojowej w celu otrzymania lipopleksów, a następnie rozcieńczane medium (1:4). Na 5 min. przed końcem 30-minutowej inkubacji do wybranych lipopleksów dodawano PEG 8000, tak aby stanowił on 4% w/v.
PL 230 096 B1
Komórki wysiewano na płytki 24-dołkowe w liczbie 7x104 komórek/dołek (B16-F10), 8x104 komórek/dołek (XC); 3x104 komórek/dołek (fibroblasty skóry ludzkiej) i hodowano przez 24 godziny w medium EMEM (Minimal Essential Medium Eagle) (B16-F10, XC) lub DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium; fibroblasty skóry ludzkiej) z 10% dodatkiem surowicy, bez antybiotyków. Zostawiano 200 pl medium i dodawano lipopleksy, aby osiągnąć ilości kationowych pochodnych PTAI-11/15 + DOPE w mieszaninach transfekcyjnych równe 4 pg PTAI-11+DOPE i 5 pg PTAI-15+DOPE / 400 pl mieszaniny transfekcyjnej. Po 5 godzinach inkubacji w 37°C przy 5% CO2, dodawano 400 pl odpowiedniego medium z 20% dodatkiem surowicy i podwójną ilością antybiotyków.
Wydajność transfekcji oceniano poprzez obserwację fluorescencji komórek po 24 godzinach od transfekcji.
Na fig. 3 przedstawiono wyniki, które wykazały wysoką wydajność proponowanych kompozycji w obecności surowicy na przykładzie wybranych typów komórek: linii komórek mysiego czerniaka B16-F10 i szczurzego mięsaka XC oraz fibroblastów skóry ludzkiej. Wyniki przedstawiono w postaci zdjęć z mikroskopii kontrastowo-fazowej (KF) i fluorescencyjnej (EGFP).
P r z y k ł a d IV: Bezpieczeństwo kompozycji względem erytrocytów krwi ludzkiej
Odczynniki PTAI-11/15+DOPE+DC-cholesterol+DOPC przygotowano i zastosowano do sporządzenia lipopleksów jak opisano w przykładach I i III.
Właściwości hemolityczne lipopleksów testowano na erytrocytach krwi ludzkiej (RBC) zawieszonych w PBS (buforowany fizjologiczny roztwór soli). RBC pozyskane od zdrowych dawców - ochotników oczyszczano przez trzykrotne wirowanie (1000xg, 10 min) i zawieszanie w podwójnej ilości PBS (w stosunku do początkowej objętości krwi pełnej), a następnie rozcieńczano 50-krotnie. Nośniki i lipopleksy w DMEM F-12 HAM bez dodatku czerwieni fenolowej dodawano do zawiesiny RBC, tak aby osiągnąć stężenia PTAI+DOPE podane na Fig. 4 (pg / 400 pl mieszaniny) i inkubowano przez 1 godzinę w 37°C delikatnie mieszając. Próbki wirowano (1000xg, 10 min) i nadsącze przenoszono do płytki 96-dołkowej w celu określenia stopnia hemolizy. Względne stężenie hemoglobiny określano korzystając z urządzenia Multiscan FC (Thermo Scientific) - mierzono absorbancję próbek przy długości fali równej 405 nm. RBC z dodatkiem 1% detergentu Triton X-100 stosowano jako kontrolę pozytywną (100% hemolizy).
Na fig. 4 przedstawiono wyniki, które wykazały brak właściwości hemolitycznych lipopleksów sporządzonych na bazie kompozycji stosowanych do wprowadzania plazmidowego DNA wobec erytrocytów krwi ludzkiej.
P r z y k ł a d V: Zastosowanie kompozycji do wprowadzania RNA do komórek
Odczynniki PTAI-11/15+DOPE+DC-cholesterol+DOPC i lipopleksy z RNA przygotowano tak jak opisano w przykładach I i III. Komórki DU145 wysiewano na płytki 24-dołkowe w liczbie 5x104 (24h), 2,5x104 (48h), 1,25x104 (72h), 104 (96h) komórek/dołek i hodowano przez 24 godziny w medium DMEM F-12 HAM z 10% dodatkiem surowicy, bez antybiotyków. Zastosowano po 100 pl lipopleksów dodawanych do 200 pl pożywki, w której komórki zostały wysiane. Do komórek wprowadzono shRNA wyciszające ekspresję białka fluorescencyjnego EGFP stosując mieszaniny transfekcyjne zawierające (w 300 pl):
- PTAI-11+DOPE+DC-cholesterol+DOPC (w ilości zawierającej 2,4 pg PTAI-11+DOPE) + 30 pmoli shRNA
- PTAI-15+DOPE+DC-cholesterol+DOPC (w ilości zawierającej 3 pg PTAI-11+DOPE) + 30 pmoli shRNA
Po 24 godzinach wprowadzono do komórek plazmid pEGFP-C1 za pomocą komercyjnie dostępnego odczynnika Lipofectamine® 2000 Transfection Reagent (Life Technologies) stosując 1,25 pl Lipofectamine® 2000 + 1 pg plazmidowego DNA pEGFP-C1/ dołek płytki 24-dołkowej.
Na fig. 5 przedstawiono wyniki, które pokazują wydajne wprowadzenie shRNA do komórek i jego efekt - wyciszoną ekspresję EGFP w komórkach DU145.
Wyniki przedstawiono w postaci zdjęć z mikroskopii kontrastowo-fazowej (KF) i fluorescencyjnej (EGFP).

Claims (9)

1. System nośników kwasów nukleinowych w postaci kompozycji opartych na kationowych pochodnych poliprenoli, zawierających jako nośniki kwasów nukleinowych kationowe pochodne poliprenoli, o różnej długości łańcucha poliprenylowego, przedstawione wzorem 1, wzór 1 w którym n wynosi od 11 do 15 reszt izoprenowych, oraz lipidy pomocnicze wybrane z grupy obejmującej DOPE (1,2-dioleilo-sn-glicero-3-fosfatydyloetanoloamina), cholesterol, DC-cholesterol [chlorowodorek {33-[/V-(/V',/V'-dimetyloaminoetan)-karbamoilo]cholesterolu}], DOPC:(1,2-dioleilo-sn-glicero-3-fosfatydylocholina), DLPC (1,2-dilaurylo-sn-glicero-3-fosfatydylocholina), DMPC (1,2-dimirystylo-sn-glicero-3-fosfatydylocholina) oraz, że zawiera etanol, którego stężenie jest zawarte w przedziale 48,5 do 73,5%, zaś pozostałą część stanowi roztwór wodny, oraz że ewentualnie, zawiera substancje modyfikujące powierzchnię lipopleksów.
2. System według zastrz. 1, znamienny tym, że w warunkach surowiczych jako lipidy pomocnicze zawiera DOPE, DOPE+DC-cholesterol lub DOPE+DC-cholesterol+DOPC.
3. System według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór wodny stanowi standardowe medium do hodowli komórek.
4. System według zastrz. 1, znamienny tym, że substancje modyfikujące powierzchnię lipopleksów stanowi glikol polietylenowy (PEG).
5. System według zastrz. 1, znamienny tym, że przeznaczony jest do wprowadzania DNA i/lub RNA komórek eukariotycznych zarówno w warunkach surowiczych i bezsurowiczych, bez uszkadzania erytrocytów krwi ludzkiej.
6. Sposób przygotowywania systemu nośników kwasów nukleinowych określonego zastrzeżeniami 1 do 5, znamienny tym, że nośniki kwasów nukleinowych kationowych pochodnych poliprenoli, o różnej długości łańcucha poliprenylowego, przedstawione wzorem 1, w którym n wynosi od 11 do 15 reszt izoprenowych i lipidy pomocnicze rozpuszcza się w etanolu, po czym miesza z roztworem wodnym do uzyskania homogennego roztworu, przy czym stężenie etanolu w uzyskanych preparatach do wprowadzania DNA i/lub RNA zawarte jest w przedziale od 48,5 do 73,5%.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że roztwór wodny stanowi standardowe medium do hodowli komórek.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że system uzupełnia się o substancje modyfikujące powierzchnię lipopleksów, korzystnie glikol polietylenowy (PEG).
9. Zastosowanie systemu określonego zastrzeżeniami 1 do 5 do otrzymywania preparatów do wprowadzania DNA i/lub RNA do komórek eukariotycznych w warunkach surowiczych i/lub bezsurowiczych, bez uszkadzania erytrocytów krwi ludzkiej.
PL410078A 2014-08-28 2014-11-06 System nośników kwasów nukleinowych, sposób przygotowania systemu oraz ich zastosowanie PL230096B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PLP-409298 2014-08-28
PL40929814 2014-08-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL410078A1 PL410078A1 (pl) 2016-02-29
PL230096B1 true PL230096B1 (pl) 2018-09-28

Family

ID=55361206

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL410063A PL231158B1 (pl) 2014-08-28 2014-11-04 Szczepionka, kompozycja farmaceutyczna, nośnik kwasów nukleinowych oraz innych substancji aktywnych biologicznie, zastosowanie kompozycji do wytwarzania szczepionki oraz zastosowanie kationowych pochodnych poliprenoli PTAI do wytwarzania substancji immunomodulujących
PL410078A PL230096B1 (pl) 2014-08-28 2014-11-06 System nośników kwasów nukleinowych, sposób przygotowania systemu oraz ich zastosowanie

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL410063A PL231158B1 (pl) 2014-08-28 2014-11-04 Szczepionka, kompozycja farmaceutyczna, nośnik kwasów nukleinowych oraz innych substancji aktywnych biologicznie, zastosowanie kompozycji do wytwarzania szczepionki oraz zastosowanie kationowych pochodnych poliprenoli PTAI do wytwarzania substancji immunomodulujących

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3185893B1 (pl)
PL (2) PL231158B1 (pl)
WO (1) WO2016032348A1 (pl)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10229872A1 (de) * 2002-07-03 2004-01-29 Curevac Gmbh Immunstimulation durch chemisch modifizierte RNA
PL211824B1 (pl) 2007-05-17 2012-06-29 Inst Biochemii I Biofizyki Pan Trimetyloaminowe pochodne poli-cis i poli-trans liniowych oligomerów izoprenowych, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie

Also Published As

Publication number Publication date
EP3185893B1 (en) 2023-07-05
PL410063A1 (pl) 2016-02-29
PL410078A1 (pl) 2016-02-29
PL231158B1 (pl) 2019-01-31
WO2016032348A1 (en) 2016-03-03
EP3185893A1 (en) 2017-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102674501B1 (ko) 세포 내 동태를 개선한 신규 양이온성 지질
JP5480764B2 (ja) 両性リポソーム及びその使用
US6008202A (en) Stable lipid-comprising drug delivery complexes and methods for their production
US7993672B2 (en) Stable lipid-comprising drug delivery complexes and methods for their production
AU2008309880B2 (en) Amphoteric liposomes comprising neutral lipids
US7858117B2 (en) Amphoteric liposomes and their use
JPH09510435A (ja) 高度充填化ポリカチオン性アンモニウム、スルホニウムおよびホスホニウム脂質
JP2005526727A (ja) pH感受性カチオン脂質、それを含有するリポソーム及びナノカプセル
JPH10509418A (ja) 細胞へのポリアニオン性材料の導入のための新規組成物
CN117105811A (zh) 用于递送生物活性分子的膜融合化合物
CN113372226A (zh) 一种脂质分子、脂质纳米粒及其制备方法和应用
US20240209397A1 (en) Thermally Stable Lipid-Nucleic Acid Molecule Formulations Utilising Metal Organic Framework (MOF) Shells
Trementozzi et al. Liposome-mediated chemotherapeutic delivery is synergistically enhanced by ternary lipid compositions and cationic lipids
EP3456714B1 (en) Biodegradable compound, lipid particle, composition containing lipid particle and kit
US6316260B1 (en) Tetraether lipid derivatives and liposomes and lipid agglomerates containing tetraether lipid derivatives, and use thereof
Pierrat et al. Characterization of titratable amphiphiles in lipid membranes by fluorescence spectroscopy
CN107441506A (zh) 基因输送载体及其制备与应用
Wonder et al. Assembly of building blocks by double-end-anchored polymers in the dilute regime mediated by hydrophobic interactions at controlled distances
CA2269502C (en) Tetraether lipid derivatives and liposomes and lipid agglomerates containing tetraetherlipid derivatives, and use thereof
PL230096B1 (pl) System nośników kwasów nukleinowych, sposób przygotowania systemu oraz ich zastosowanie
Rak et al. Boost of serum resistance and storage stability in cationic polyprenyl-based lipofection by helper lipids compositions
JP2004536089A (ja) 物質を細胞内に導入するための配合物及び方法
CN115872893B (zh) 阳离子脂质化合物及其制备方法和应用
KR100428418B1 (ko) 생리활성물질 또는 약물을 효과적으로 전달하는 요오드화오일 계열 지방유제 및 그 제조방법
RU2747559C1 (ru) Незаряженный липид, композиция на его основе с поликатионным амфифилом и нейтральным фосфолипидом и способ ее получения для доставки нуклеиновых кислот in vitro