包括化合物相互作用性結構域的制劑和載體系統的制作方法

包括化合物相互作用性結構域的制劑和載體系統的制作方法
【專利說明】包括化合物相互作用性結構域的制劑和載體系統
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2012年12月12日提交的美國臨時專利申請序列號61/736, 100的權 益，其公開內容通過引用并入本文。
[0003] 政府利益
[0004] 本發明是在國立衛生研究院給予的撥款號AI068021、GM067082、化091828和 GM085043的政府支持下進行的。政府對本發明具有一定權利。
【背景技術】
[0005] 提供下面的信息W幫助讀者理解下面公開的技術和通常可W使用該技術的環境。 本文使用的術語并不意欲被限制到任何特別窄的解釋，除非在本文件中另外清楚地說明。 本文提到的參考文獻可W有助于理解其技術或背景。本文引用的全部參考文獻的公開內容 通過引用并入本文。
[0006] 水溶性差是開發候選藥物進入臨床應用的主要障礙之一。大多數藥物公司專注于 可口服遞送的藥物。然而，不是所有的藥物都是可口服生物利用的。生物利用度可W例如 定義為到達例如體循環的未改變的藥物的施用的劑量部分。一些化合物/藥物可能在消化 道降解，一些可能對上皮層太過有害，且在許多情況下，一旦吸收，游離藥物在血液中的持 續時間非常短。對于候選藥物的運些問題中的任何一個或其組合可能導致藥物開發的放棄 或中斷（作為制藥工業中的慣例）。
[0007]因此，對于許多被施用/被身體吸收的藥物試劑，無論它是通過口服、局部或全身 途徑，化合物的分散和/或溶解是必不可少的第一步。兩性試劑（其具有親水片段或頭和 疏水片段或尾）例如表面活性劑和各種基于脂質的制劑，例如膠束、乳劑、霜劑、脂質體、固 體脂質納米顆粒經常被用于低可溶性藥物的制劑系統。基于脂質的制劑，例如脂質體、乳劑 和膠束由于它們優異的安全性成為用于體內應用的引人注目的藥物遞送系統。水溶性聚合 物、基于聚合物的水凝膠和聚合物-納米顆粒也是可用于口服、局部或全身使用的藥物遞 送系統。
[0008]目前，在臨床環境中使用各種類型的脂質藥物制劑用于治療癌癥和感染性疾病。 目前用于確定脂質制劑的方法通過從現有的組分中選擇適當的起始材料使用試錯法。即使 對于作為載體的合成分子的更復雜的工作，制劑仍然是根據經驗的，并非基于機械的。
[000引發明概述
[0010] 一方面，制備化合物制劑的方法包括確定包含至少一個與所述化合物相互作用的 基團的化合物相互作用性試劑，通過將至少一個包含所述至少一個與所述化合物相互作用 的基團的化合物相互作用性結構域綴合或連接至至少一個親水性結構域，并且將所述化合 物與所述載體試劑結合W制備所述制劑。在多個實施方式中，制備所述載體試劑還包括將 所述至少一個化合物相互作用性結構域綴合或連接至至少一個疏水性結構域，使得所述至 少一個化合物相互作用性結構域位于所述至少一個親水性結構域和所述至少一個疏水性 結構域之間。
[0011] 所述至少一個親水性結構域可W例如包括至少一種親水性低聚物或至少一種親 水性多聚物。術語"多聚物"通常是指高相對分子量的分子，其結構包括實際上或概念上源 自低相對分子量的分子（單體）的重復單元。術語"低聚物"通常是指中間相對分子量的分 子，其結構包括實際上或概念上源自較低相對分子量的分子（單體）的少量單元。通常，多 聚物是具有〉1且更通常〉10個重復單元或單體單元的化合物，而低聚物是具有〉1且<20， 并且更通常地小于十個重復單元或單體單元的化合物。在多個實施方式中，所述親水性低 聚物或親水性多聚物是聚環氧燒控、聚乙締醇、聚丙締酸、聚丙締酷胺、聚嗯挫嘟或多膚。在 多個實施方式中，所述聚環氧燒控是聚乙二醇。所述至少一個親水性結構域可W例如包括 至少一個離子基。在多個實施方式中，所述至少一個親水性結構域包括至少一個簇酸基，至 少一個胺基、至少一個糖基或至少一個聚糖基。
[0012] 所述化合物相互作用性結構域可W例如包括至少一個氨基酸基團或至少一個膚 基團。所述氨基酸基團或膚基團可W例如包括至少一個對化合物具有親和力的側基。在 多個實施方式中，所述化合物相互作用性結構域包括巧甲氧幾基、節氧幾基、異下氧基氨基 甲酸醋基、糞基乙酷基、巧挫基、哇嘟酬基、異哇嘟酬基、或作為選自W下分子的殘基的基 團：化合物、化合物的一部分或整個化合物、巧H-巧-9-基）甲胺、巧H-巧-9-基）甲醇、 9H-巧-9-胺、糞、1, 1'-二-2-糞酪度INOL)、喜樹堿、喜樹堿類似物（例如徑基喜樹堿、伊 立替康、拓撲替康和高喜樹堿），培美曲塞、多西他賽、紫杉醇、表柔比星、多柔比星、長春花 堿、長春地辛、依托泊巧、徑基喜樹堿、米托蔥釀、它莫西芬、維甲酸、維生素A(例如視黃醇、 視黃醒、視黃酸和維生素A類胡蘿h素例如P-胡蘿h素）、維生素E(例如生育酪和生育S 締酪）、維生素K(例如葉綠釀或甲基糞釀）、維生素D(例如開環醬體化合物諸如膽巧化醇 或巧化醇）、姜黃素、伊馬替尼、吉非替尼、埃羅替尼、索拉菲尼和棚替佐米，或其衍生物。在 多個實施方式中，化合物相互作用性結構域包括至少一個巧甲氧幾基或其衍生物。
[0013] 與所述化合物相互作用的所述至少一個基團可W例如對該化合物具有親和力。與 該化合物相互作用的所述至少一個基團可W例如通過堆積、疏水性相互作用或氨鍵 與化合物相互作用。
[0014] 所述制劑可W例如形成復合物例如膠束、乳劑、霜劑、脂質體、球粒、固體脂質納米 顆粒、水凝膠或立方相脂質體凝膠。
[0015] 所述至少一個疏水性結構域可W例如是至少一個脂質、至少一個生育酪（例如維 生素巧、至少一個疏水性低聚物或至少一個疏水性多聚物。在多個實施方式中，所述至少一 個疏水性結構域包括聚甲基丙締酷基、聚乙締、聚苯乙締、聚異下燒、聚醋、多膚或其衍生物 中的至少一個。在大量的實施方式中，所述至少一個疏水性結構域包括法呢基硫代水楊酸 醋（FT巧基。在多個實施方式中，所述至少一個疏水性結構域包括至少一種脂質。
[0016] 載體系統可W例如提供至少10%，至少20%，至少30 %或甚至至少40 %的載藥 量。通常，經由化合物相互作用性結構域增加載體系統的載荷能力。同樣地，還可W增加穩 定性。例如，本文中的兩性載體系統的載荷能力大于僅包括疏水性結構域和本文的兩性載 體系統的親水性結構域的兩性分子。
[0017] 在多個實施方式中，所述至少一個親水性結構域具有至少化Da(例如在大約化Da 至10邸a的范圍內）的分子量，所述至少一個化合物相互作用性結構域具有大約300化至 2KDa范圍內的分子量，并且所述至少一個疏水性結構域具有至少2KDa(例如在大約2KDa至 20KDa的范圍內）的分子量。在多個實施方式中，所述至少一個親水性結構域具有大約化Da至5KDa的范圍內的分子量，并且所述至少一個疏水性結構域具有大約2KDa至5KDa的范圍 內的分子量。所述結構域可W例如包括單個或多個鏈。
[0018] 在多個實施方式中，所述化合物是藥物。藥物是對機體具有效果（例如藥物或治 療效果、興奮效果、性能增強效果或其它效果）的生物活性物質。在多個實施方式中，所述 化合物是JP4-039、紫杉醇、FK506、環抱菌素A、原化嘟、GW4064、孟加拉玫瑰紅、表沒食子兒 茶素沒食子酸醋、姜黃素、嗎I噪美辛、它莫西芬或多柔比星。在多個實施方式中，所述化合物 是紫杉醇、所述親水性結構域包括聚乙二醇且所述相互作用性結構域包括至少一個巧甲氧 幾基或其衍生物。
[0019] 在多個實施方式中，所述載體的所述至少一個化合物相互作用性結構域與所述至 少一個親水性結構域共價結合。在多個實施方式中，所述載體試劑的所述至少一個化合物 相互作用性結構域與所述至少一個親水性結構域共價結合且與所述至少一個疏水性結構 域共價結合。
[0020] 在另一方面，將所述化合物遞送至患者的制劑包括所述化合物和包括所述至少一 個與所述至少一個化合物相互作用性結構域綴合的親水性結構域的載體試劑。所述化合物 相互作用性結構域包括所述至少一個與該化合物相互作用的基團。在多個實施方式中，所 述載體試劑進一步包括所述至少一個與所述至少一個化合物相互作用性結構域綴合的疏 水性結構域，使得所述至少一個化合物相互作用性結構域位于所述至少一個親水性結構域 和所述至少一個疏水性結構域之間。
[0021] 在另一方面，制備將所述化合物遞送至患者的制劑的方法包括提供包括所述至少 一個與所述至少一個化合物相互作用性結構域綴合的親水性結構域的載體試劑，其中所述 化合物相互作用性結構域包括至少一個與該化合物相互作用的基團，和將該化合物與所述 載體試劑結合。在多個實施方式中，所述載體試劑進一步包括所述至少一個與所述至少一 個化合物相互作用性結構域綴合的疏水性結構域，使得所述至少一個化合物相互作用性結 構域位于所述至少一個親水性結構域和所述至少一個疏水性結構域之間。
[0022] 在另一方面，物質的組合物包括連接至至少一個選自巧甲氧幾基、節氧幾 基、異下氧基氨基甲酸醋基、糞基乙酷基、巧挫基、哇諾酬基、異哇諾酬基，和作為選自 巧H-巧-9-基）甲胺、（9H-巧-9-基）甲醇、9H-巧-9-胺、糞、l，r-二-2-糞酪度INOL)、 喜樹堿、喜樹堿類似物、培美曲塞、多西他賽、紫杉醇、表柔比星、多柔比星、長春花堿、長春 地辛、依托泊巧、徑基喜樹堿、伊立替康、米托蔥釀、它莫西芬、維甲酸、維生素A、維生素E、 維生素K、維生素D、姜黃素、伊馬替尼、吉非替尼、埃羅替尼、索拉非尼和棚替佐米，或其衍 生物的分子的殘基的基團的親水性多聚物。親水性多聚物可W例如是聚環氧燒控、聚乙締 醇、聚丙締酸、聚丙締酷胺、聚嗯挫嘟或多膚。在多個實施方式中，親水性多聚物是聚環氧燒 控。親水性多聚物可W例如是聚乙二醇。聚乙二醇可W例如具有至少化Da的分子量。在 多個實施方式中，聚乙二醇具有大約化Da至IOKDa范圍內的分子量。至少一個基團可W例 如通過至少一個氨基酸基團或至少一個膚基團連接至至少一個親水性多聚物。
[0023]在多個實施方式中，至少一個基團選自巧甲氧幾基、節氧幾基、異下氧基氨基甲酸 醋基、糞基乙酷基、巧挫基、哇諾酬基、異哇諾酬基或其衍生物。在多個實施方式中，至少一 個基團選自巧甲氧幾基、節氧幾基、異下氧基氨基甲酸醋基、糞基乙酷基、巧挫基、或其衍生 物。在多個實施方式中，至少一個基團選自巧甲氧幾基、節氧幾基、異下氧基氨基甲酸醋基、 糞基乙酷基、或巧挫基。在多個實施方式中，至少一個基團是巧甲氧幾基或其衍生物。組合 物可W例如是聚乙二醇-賴氨酷基-(a-Fmoc-e-t-Boc-賴氨酸）2。
[0024] 在多個實施方式中，組合物進一步包括至少一個疏水性基團，其中至少一個基團 位于疏水性基團和至少一個親水性多聚物之間。所述至少一個疏水性基團可W例如包括至 少脂質、聚甲基丙締酷基、聚乙締、聚苯乙締、聚異下燒、聚醋、多膚或其衍生物。在多個實施 方式中，所述至少一個疏水性基團包含至少一個脂基。所述至少一個疏水性基團可W例如 包括至少一個油酷基。
[00巧]在進一步的方面，與所述化合物一起使用的載體試劑包括所述至少一個與所述至 少一個化合物相互作用性結構域（其包括至少一個與該化合物相互作用的基團）綴合的親 水性結構域。在多個實施方式中，所述載體試劑進一步包括與所述至少一個化合物相互作 用性結構域綴合的至少一個疏水性結構域，使得所述至少一個化合物相互作用性結構域位 于所述至少一個親水性結構域和所述至少一個疏水性結構域之間。
[0026] 在更進一步的方面，用所述化合物治療患者的方法包括向患者遞送包括所述化合 物和包括所述至少一個化合物相互作用性結構域（包括至少一個與化合物相互作用的基 團）的載體試劑的制劑。所述至少一個化合物相互作用性基團與所述至少一個親水性結構 域綴合。在多個實施方式中，所述載體試劑進一步包括與所述至少一個化合物相互作用性 結構域綴合的至少一個疏水性結構域，使得所述至少一個化合物相互作用性結構域位于所 述至少一個親水性結構域和所述至少一個疏水性結構域之間。可W通過上述方法形成制 劑。
[0027] 根據下面的詳細說明并結合附圖可W最好地領會和理解本發明的系統、方法和組 合物W及其屬性和伴隨的優點。
[0028] 附圖簡要說明
[0029] 圖1示出在JP4-039的溶解度研究中研究的各種氨基酸衍生物的結構（疏水性、 基于膚-TEMPO- (2, 2, 6, 6-四甲基贓晚基氧基）的穩定的氮氧化物自由基抗氧化劑）。
[0030] 圖2示出在本文的JP4-039的多個代表性研究中使用的PEG-脂質和PEG-脂膚綴 合物的化學結構。
[0031] 圖3A示出脂膚-4-膠束的cryo-EM圖像。
[0032] 圖3B示出脂膚和JP4-039-脂膚復合物的cryo-EM圖像。
[0033] 圖3C示出用于脂膚膠束和藥物-脂膚復合物的推薦的理想化模型。
[0034] 圖4示出通過陽G-脂膚4膠束促進的JP4-039的溶解的研究。
[003引 圖5示出脂膚4單獨（-?-)時和脂膚4與JP4-039的重量比為100:2. 5(- -) 和100:5(- ▲-)時的巧光澤滅研究的結果。
[003引 圖6示出表面活性劑-?-TritonX100, ??O??吐溫80, - ▼-陽Gz。。廣油酸 酯，一A-月旨月太5 (PEGzooo-曰一Cbz-e-油酉先基索負氨酉《）；一圓一，月旨月太1 (PEGzooo曰一Fmoc-e-油 酷基賴氨酸），-□-，脂膚2 (陽Gw。。a-Fmoc-賴氨酷基-a-Fmoc-賴氨酷基-e-二油酷 基-賴氨酸），-?-，脂膚3 [陽Gz(XK)-賴氨酷基-(a，e二-Fmoc-e-油酷基賴氨酸）2, 和-?脂膚4PEGs。。。賴氨酷基-[賴氨酷基-(a，e-二-Fmoc-油酷基賴氨酸）2]2對 大鼠血紅細胞溶血活性的比較。
[0037] 圖7示出助表面活性劑對于含有JP4-039的芝麻油-卵PC乳劑的膠體穩定性和 載藥量的影響，其中在從運些制劑中回收JP4-039之后測定芝麻油-卵PC乳劑（S0PC，其中 20%PC被PEG-OA代替）、脂膚5、6和7在新鮮制備時（黑條）和第7天（淺灰條）的藥物 包封率，并且起始的％ (深灰條）由運些數據計算（數據W平均值±SD(n= 3)表示）。
[0038] 圖8示出配制在針對小鼠的全身福射的乳劑中的JP4-039的體內福射緩減活性 的研究，其中給小鼠腹腔注射單獨的乳劑（實線圓）或配制在乳劑中的JP4-039(虛線圓， 20mg/kg，福射后2地）。
[0039] 圖9A示出由相對腫瘤體積的變化表示的配制在PEGgk-Fmoc-FTSz膠束中的多柔比 星或DOX的增強的抗腫瘤活性。
[0040] 圖9B示出施用配制在陽Gsk-Fmoc-FTS娘束內的DOX后體重的變化。
[00川圖IOA示出陽Gsddd-VEz(PEG-VEz)的合成，其中VE代表維生素E。
[0042]圖IOB示出陽G日。。。-Fmoc-VEz(PEG-FVEz)的合成。
[0043] 圖11示出配制在PEG-FVEz膠束中的DOX在透析實驗中表現出的慢的釋放動力學 研究。
[0044] 圖12示出在皮下注射的鼠乳腺癌模型（4T1. 2)中，配制在PEG-FVEz膠束中 的DOX顯示出優于游離DOX或DOXIL⑩（鹽酸多柔比星脂質體注射劑來自Janssen Biotech,Inc.ofHorsham,Penns}dvania)的抗腫瘤活性（P<0.Ol(對比陽G-VE2/DOX在 lOmg/kg) ;P<0.OOl(對比DOXIL))。
[0045] 圖13示出陽G-Fmoc的合成路線和在載體-藥物分子間JT-JT堆疊的基礎上的自 組裝陽G-Fmoc/紫杉醇的理想化示意圖。
[0046] 圖14A示出4T1. 2小鼠乳腺癌細胞系的體外腫瘤細胞抑制。
[0047] 圖14B示出人前列腺癌細胞系PC-3的體外腫瘤細胞抑制。
[004引圖14C示出人前列腺癌細胞系DU145的體外腫瘤細胞抑制。
[0049] 圖15A示出S個劑量的陽G-Fmoc/PTX較之鹽水和TAX化（紫杉酪）的療效的體內 研究（在不同組中（n= 5)的攜帶4T1. 2鼠乳腺癌移植物的小鼠），其中腫瘤生長被繪制成 隨時間（起始注射之后的天數）的相對腫瘤體積。
[0050] 圖15B示出S種劑量的陽G-Fmoc/PTX較之鹽水和TAXOL(紫杉酪）的療效的體內 研究（在不同組（n=5)中攜帶4T1. 2鼠乳腺癌移植物的小鼠），其中顯示了平均腫瘤重量 (切除后測量），并且使用鹽水處理的小鼠作為對照計算腫瘤生長抑制率（IR)。

【發明內容】

[0051] 如在本文的附圖中普遍描述和闡明的那樣，容易理解實施方式的組分可W在各種 不同構型中布置和設計除了所描述的實例實施方式。因此，下面的實例實施方式的更為詳 細的說明，如附圖所表示的，不意欲限定聲稱的實施方式的范圍，僅僅是實例實施方式的代 表。
[0052] 貫穿本說明書的對于"一個實施方式"或"實施方式"（等）的引用意指所描述的 與實施方式有關的具體特征、結構或特性包括在至少一個實施方式中。因此，短語"在一個 實施方式中"或"在實施方式中"等在本說明書的不同地方的出現并不必然地都是指相同的 實施方式。
[0053] 而且，所描述的特征、結構或特性可WW任何合適的方式合并在一個或多個實施 方式中。在下面的說明中，提供眾多具體的細節W給出對實施方式的全面理解。然而相關領 域的技術人員會承認各種實施方式可W在沒有一個或多個具體細節，或用其它方法、組分、 材料等實施。在其它情況下，為了避免混淆，沒有詳細顯示或描述眾所周知的結構、材料或 操作。
[0054] 如本文和附帶的權利要求中所使用的，單數形式"一個"、"一種"和"所述"包括了 復數參照，除非上下文另外清楚地說明。因此，例如提到"一個相互作用片段"包括了多個 運種相互作用片段和對本領域技術人員已知的其等價物等，而提到"所述相互作用片段"是 指一個