糖原基阳离子聚合物制造技术

本发明专利技术涉及糖原基阳离子聚合物，所述阳离子聚合物与阴离子化合物形成的复合物，包括所述复合物的药物组合物，和所述复合物用于将所述阴离子化合物传递或转染至特定的药理学目标(例如器官、组织或细胞)的用途。

Glycogen based cationic polymer

The present invention relates to glycogen based cationic polymer, the formation of cationic polymer and anionic compounds compounds, pharmaceutical compositions comprising the compound, and the compound for the anionic compounds or transfer to a specific target (transfection of pharmacology such as organs, tissues or cells) use.

【技术实现步骤摘要】
糖原基阳离子聚合物本申请是申请日为2013年02月21日、申请号为201380007182.9、专利技术名称为“糖原基阳离子聚合物”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及糖原基阳离子聚合物、包括所述聚合物和至少一种阴离子化合物的复合物、和所述复合物用于传递阴离子化合物的用途。特别地，糖原基阳离子聚合物用作非病毒的载体，用于核酸的转染。现有技术为了减少有效成分的副作用并使它们的治疗效果最佳化，开发了控制释放系统，其中药物的形式控制了有效成分的释放阶段，并且系统还能够将有效成分传递并指向特定的药理学目标。特别地，传递和指向系统必须以以下的方式来与有效成分产生交互作用：获得的复合物在储存和给药期间是稳定的，但将有效成分释放至正确的药理学目标。典型地，在传递系统和有效成分之间形成的交互作用是非共价的，例如：静电的、离子的或范德华交互作用、氢键等。针对低分子量有效成分，和部分针对聚合物和高分子量分子，例如核酸，解决了开发传递和指向系统的问题。特别地，在基因治疗领域，通过术语"转染"表达的是：为了补偿缺乏基因，过表达基因、沉默(silencing)基因表达或向所述细胞引入新的功能的目的，核酸序列和/或遗传构造向靶细胞插入的自发过程。在遗传性疾病的治疗以及在慢性疾病的治疗和防治用策略的开发两者中，这个过程似乎是有前途的。然而，当以天然形式体内给药时，核酸，很像其它的聚阴离子物质，迅速地被阳离子酶(例如核酸酶和蛋白酶)分解，并有节制地被细胞吸收。迄今已经研究和开发的基因载体包括病毒系统(逆转录酶病毒、腺病毒等)和非病毒系统(脂质体、聚合物、肽等)。众所周知的是：病毒载体与非病毒系统相比具有更高的转染效率。然而，在体内使用病毒载体受到很多缺点的限制，例如复制的危险、诱导免疫反应的可能性、只有再分细胞可有效地作为目标的事实、大尺寸基因低的装载量或DNA片段的随机插入。在本领域已知的是：使用基于非病毒载体的基因治疗，包括许多益处，其中有相对的安全性和低的制备成本。已经广泛研究了非病毒的基因载体，例如阳离子聚合物、脂质体和合成载体，作为使用病毒载体的替代。N,N-二乙基氨基乙基-葡聚糖(DEAE-葡聚糖)，是要用于有效成分受控释放的天然聚合物的第一化学衍生物的一种(例如用于向粘膜中的受控释放，如，例如在WO90/09780中描述的)，并且接着作为转染试剂(如，例如在EP1738769中描述的)。DEAE-葡聚糖是聚阳离子聚合物，通过N,N-二乙基氨基乙基氯化物和葡聚糖反应获得，葡聚糖是其中葡萄糖单体通过α-1,6键键合的线性聚合物，具有很少的支链，其中葡萄糖单体是通过α-1,4-键键合的(编号示于下面的式子中)。由下列结构式表示的DEAE-葡聚糖，具有两个包括含氮残基的取代基，其中氮原子具有彼此不同的物理化学特性：第一取代基包括叔胺官能(表示为N')，具有约9.5的pKa，其在生理学pH下处于离子化形式。第二取代基，被称为"串联的(tandem)"，包括季铵基(N+)，其具有永久的正电荷并影响第二叔胺官能团(表示为N”)，其具有约5.7的pKa的酸性，然后在生理学pH下，处于非离子化的形式(F.Gubensek,JournalofMacromolecularScience:PartA-Chemistry-2(5)1968,1045-1054)。然而，已知的是：DEAE-葡聚糖在体内的正电荷，对除了核酸外的阴离子生物学结构有影响，导致毒性现象。通常，在阳离子聚合物和核酸之间形成复合物且随后传递的机理，可以概述如下。遗传物质被阳离子聚合物通过弱相互作用复合，例如静电相互作用。该复合物的形成，保护核酸免受核酸酶降解，并能够使核酸传递入细胞中，因为在复合物表面存在的正电荷对细胞膜有影响，通过核内体的形成，刺激复合物的细胞内吞作用。核内体的内部具有约4.5-5的pH，它与细胞质介质的pH(它是约7.3)相比是更酸性的。由存在于核内体薄膜上的ATP-依赖的质子泵来维持这个在pH中的差异，它将H+离子从细胞液推入核内体。酸性pH促进溶酶体核酸酶的活性，它是通过在核苷酸亚基之间的磷酸二酯键的水解来负责核酸降解的酶。具有缓冲能力的聚合物，抑制溶酶体核酸酶的活性，且同时改变核内体的摩尔渗透压浓度。实际上，当聚合物螯合H+离子时，细胞液需要其它的H+离子，同时有Cl-以保持核内体的电中性。然而，对H+和Cl-离子的需要，结果导致核内体内部离子浓度的增加，伴随着核内体相对于细胞液的摩尔渗透压浓度的后续增加。摩尔渗透压浓度的增加向细胞液索要水。从而，核内体溶胀直至破裂，将聚合物-核酸复合物释放进细胞质中。这个机理，被称作"质子海绵机理"，关于聚乙烯亚胺(PEI)聚合物，特别被J-P.Behr描述在"Theprotonsponge:atricktoentercellsthevirusesdidnotexploit"(Chimia,1997,51,34-36)中，更普遍地被H.Eliyahu等描述在"PolymersforDNAdelivery"(Molecules,2005,10,34-64)中。聚乙烯亚胺(PEI)是线性或支链阳离子聚合物，特征在于高效地将低聚核苷酸和质粒释放进细胞中，在体外，如例如由O.Boussif等在"Aversatilevectorforgeneandoligonucleotidetransferintocellsincultureandinvivo:Polyethylenimine"(Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1995,Vol.92,7297-7301)中和国际专利申请WO02/100435中描述的。PEI被称作具有高电荷密度的聚合物，它保护核酸免受核酸酶的降解。人们认为：PEI的高缓冲能力，保护核酸在细胞摄取(uptake)阶段期间在核内体中免受降解，通过诱导核内体的渗透膨胀("质子海绵"机理)，使得载体-核酸复合物能够被释放进细胞质中。已经作为转染试剂广泛研究的另外的聚合物，是聚(L-赖氨酸)(PLL)，它例如已经描述在国际专利申请WO03/063827中，其特点在于在生理学pH下被离子化的伯胺基，伯胺基对核酸的磷酸根基团(其是带负电荷的)有影响。然而，PLL的毒性和转染效力与它们的分子量成正比：一方面，随着聚合物分子量的增加，观察到增加的转染效率，另一方面，观察到增加的细胞毒性。另外，PLL的主链在生理条件下几乎不降解，它的积聚从长远来看可导致有毒的后果。就大多数阳离子聚合物而论，PLL与核酸的复合物也具有物理化学的缺点。例如，制备过程提供少的尺寸控制能力，这可能导致大颗粒的存在，大颗粒具有有限的扩散容量和/或在配制或给药阶段期间沉降的可能性。另外，看起来：PLL的酸碱特性使得不可能获得高的转染能力，或许是因为有限的将核酸释放进入细胞质介质的能力。其它的阳离子聚合物，天然的和合成的两种，都已经在现有技术中被描述为核酸的转染试剂。例如，国际专利申请WO03/078576描述了壳聚糖作为核酸的转染试剂。壳聚糖是天然的线性聚合物，由在聚合物中随机分布的D-葡聚糖和N-乙酰-D-葡聚糖单元组成，通过β-1,4键连接并包括具有约6.5pKa的胺基。作为核酸的转染试剂，针对包括正离子化基团的树本文档来自技高网...

【技术保护点】
在糖原基阳离子聚合物和阴离子化合物之间形成的复合物，所述糖原基阳离子聚合物包括至少一种选自如下组成的组的重复单元：(a)

【技术特征摘要】
2012.03.15 EP 12159710.81.在糖原基阳离子聚合物和阴离子化合物之间形成的复合物，所述糖原基阳离子聚合物包括至少一种选自如下组成的组的重复单元：(a)其中基团R是相同或不同的，是氢原子，羧甲基，任选地以与药学上可接受的有机或无机碱形成的盐的形式，或选自以下的含氮基团：NH2-(C1-C6)烷基、[N,N-二(C1-C6)烷基氨基]-(C1-C6)烷基、NH2-{[(C1-C6)烷基-二(C1-C6)烷基铵基]}-(C1-C6)烷基、{[N,N-二(C1-C6)烷基氨基]-(C1-C6)烷基-二(C1-C6)烷基铵基}-(C1-C6)烷基、NH2-[(C1-C6)烷基氨基]-(C1-C6)烷基、{[N,N-二(C1-C6)烷基氨基]-(C1-C6)烷基氨基}-(C1-C6)烷基、[三(C1-C6)烷基铵基]-(C1-C6)烷基、含氮环基-(C1-C6)烷基，其中链(C1-C6)烷基是相同或不同的，任选地用一个或多个羟基取代，和n是大于或等于1的整数；和(b)其中R1选自：氢原子，羧甲基，任选地以与药学上可接受的有机或无机碱形成的盐的形式，或选自以下的含氮基团：NH2-(C1-C6)烷基、[N,N-二(C1-C6)烷基氨基]-(C1-C6)烷基、NH2-[(C1-C6)烷基-二(C1-C6)烷基铵基]-(C1-C6)烷基、{[N,N-二(C1-C6)烷基氨基]-(C1-C6)烷基-二(C1-C6)烷基铵基}-(C1-C6)烷基、NH2-[(C1-C6)烷基氨基]-(C1-C6)烷基、{[N,N-二(C1-C6)烷基氨基]-(C1-C6)烷基氨基}-(C1-C6)烷基、[三(C1-C6)烷基铵基]-(C1-C6)烷基，其中链(C1-C6)烷基是相同或不同的，任选地用一个或多个羟基取代；X1和X2是相同或不同的，是基团-OH或含有氮的基团-NHR2，其中R2选自：氢原子、(C1-C6)烷基和H-[NH-(C1-C6)烷基]p-，其中p是大于或等于1的整数，且基团(C1-C6)烷基是相同或不同；和m是大于或等于1的整数；条件是：R、R1、X1和X2中至少一个是如分别对各个R、R1、X1和X2限定的含氮基团，和条件是：所述糖原基阳离子聚合物不同于由糖原与N-(3-氯-2-羟基丙基)-三甲基氯化铵反应而获得的产物，其中所述阴离子化合物是有效成分。2.根据权利要求1所述的复合物，其中所述基团R是相同或不同的，是氢原子；羧甲基，任选地以与药学上可接受的有机或无机碱形成的盐的形式；或选自以下的含氮基团：[N,N-二(C1-C3)烷基氨基]-(C1-C3)烷基、{[N,N-二(C1-C3)烷基氨基]-(C1-C3)烷基-二(C1-C3)烷基铵基}-(C1-C3)烷基、{[N,N-二(C1-C3)烷基氨基]-(C1-C3)烷基氨基}-(C1-C3)烷基、[三(C1-C3)烷基铵基]-(C1-C3)烷基、含氮环基-(C1-C3)烷基，其中链(C1-C3)烷基是相同或不同的，任选地用羟基取代。3.根据权利要求2所述的复合物，其中所述基团R是相同或不同的，是氢原子；羧甲基，任选以与药学上可接受的有机或无机碱形成的盐的形式；或选自以下的含氮基团：N,N-二甲基氨基-乙基、N,N-二甲基氨基-丙基、N,N-二乙基氨基-乙基、[(N,N-二甲基-氨基乙基)二甲基铵基]乙基、[(N,N-二甲基氨基-丙基)-二甲基铵基]丙基、[(N,N-二乙基氨基乙基)二乙基-铵基]-乙基、哌啶基-N-乙基或吗啉基-N-乙基。4.根据前述权利要求任一项所述的复合物，其中R1是氢原子；羧甲基，任选以与药学上可接受的有机或无机碱形成的盐的形式；或选自以下的含氮基团：[N,N-二(C1-C3)烷基氨基]-(C1-C3)烷基、{[N,N-二(C1-C3)烷基氨基]-(C1-C3)烷基-二(C1-C3)烷基铵基}-(C1-C3)烷基、{[N,N-二(C1-C3)烷基氨基]-(C1-C3)烷基氨基}-(C1-C3)烷基或[三(C1-C3)烷基铵基]-(C1-C3)烷基，其中链(C1-C3)烷基是相同或不同的，任选地用羟基取代。5.根据权利要求4所述的复合物，其中R1是氢原子或羧甲基。6.根据权利要求1所述的复合物，其中X1和X2是相同或不同的，是含氮基团-NHR2，其中R2是氢原子或H-[NH-(C1-C4)烷基]p-，其中p是大于或等于1的整数，且基团(C1-C4)烷基是相同或不同的。7.根据权利要求6所述的复合物，其中所述基团H-[NH-(C1-C4)烷基]p-是：具有50至3000道尔顿的分子量的聚乙烯亚胺、精胺(H2N(CH2)3NH(CH2)4NH(CH2)3NH2)或亚精胺(H2N(CH2)3NH(CH2)4NH2)。8.根据权利要求1所述的复合物，其中所述重复单元(a)和(b)包括：-至少一个在生理学pH下可离子化的含氮基团，选自如下组成的组：NH2-(C1-C6)烷基、[N,N-二(C1-C6)烷基氨基]-(C1-C6)烷基、NH2-(C1-C6)烷基氨基}-(C1-C6)烷基、{[N,N-二(C1-C6)烷基氨基]-(C1-C6)烷基氨基}-(C1-C6)烷基和含氮环基-(C1-C6)烷基；和-至少一种在低于生理学pH的pH下可被离子化的基团，选自由以下组成的组：NH2-{[(C1-C3)烷基]-二(C1-C6)烷基铵基}-(C1-C6)烷基和{[N,N-二(C1-C3)烷基氨基]-(C1-C6)烷基-二(C1-C6)烷基铵基}-(C1-C6)烷基。9.根据权利要求1所述的复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·鲁索，E·利博拉蒂，N·卡佐拉，
申请(专利权)人：方济各安吉利克化学联合股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT