作为热烧蚀装置的DNA树枝状聚合物制造方法及图纸

提供了用于辐射吸收纳米颗粒的靶向递送以及细胞和组织的热烧蚀(thermal?ablation)的DNA树枝状聚合物。还提供了制备DNA树枝状聚合物的方法和使用DNA树枝状聚合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用辐射吸收纳米颗粒的靶向递送进行细胞和组织的热烧蚀的材料和方法。背景3DNA 树枝状聚合物为仅由DNA组成的专利树枝状分子。作为一个种类，树枝状聚合物为从相互连接的天然或合成单体亚基构建的复杂的高度支化的分子。3DNA 树枝状聚合物由DNA单体构成，所述每一个DNA单体由两条共有位于每一条链的中央部分的具有序列互补性的区域的DNA链制成(图I)。在制备过程中组合单体以制备具有不同尺寸和形状的DNA树枝状聚合物(图2)。为了防止DNA树枝状聚合物随时间过去解体 (fall apart)，所述过程中，使用紫外光通过补骨脂素交联剂的嵌入和活化将化学“点焊接头(spot weld)”添加至不断生长的装配体。在超速离心后在变性蔗糖梯度上根据它们的尺寸和分子量纯化树枝状聚合物(图3)。DNA树枝状聚合物具有被共价和非共价结合于许多不同种类的分子和颗粒的能力。此类分子和颗粒通常已被用作DNA树枝状聚合物上的信号转导和靶向装置，从而使得能够将DNA树枝状聚合物靶向特定的分子靶并且通过检测信号转导部分(signalingmoiety)来检测树枝状聚合物与靶的结合。信号生成分子包括大量荧光染料、半抗原、酶和其它分子材料以及颗粒例如金纳米颗粒和量子点。靶向装置包括DNA、RNA和PNA寡核苷酸、抗体、抗体片段、半抗原、适体、肽等。此类DNA树枝状聚合物构建体已在许多体外应用中用作信号放大器，通常用于检测特定核酸和蛋白质，而且还可用作电子设备的检测装置。应用包括DNA和蛋白质阵列、ELISA和ELOSA、Luminex珠粒测定、原位杂交等上的信号放大。已标记的靶向DNA树枝状聚合物的用途已详尽地公布于研究中并且此类材料可作为商业研究产品获得或由Genisphere LLC(Hatfield, PA)生产。也已显示DNA树枝状聚合物在体外和体内应用中具有作为递送和转染装置的潜在用途。参见，例如，U. S. 2005/0089890、W02008/147526 和 WO 2010/017544，将所述专利申请通过引用整体并入本文。具体地，将DNA树枝状聚合物与靶向装置(例如，对于能够引发细胞内吞的内化事件的细胞表面特性是特异性的抗体)结合，所述靶向装置结合被靶向的细胞上的表面特征以接收负荷(例如，药物)的递送。负荷可与靶向DNA树枝状聚合物被动缔合并且仅通过与树枝状聚合物空间缔合进入细胞，或可通过许多连接策略将负荷直接与树枝状聚合物结合。经历100至2000瓦(在13. 56MHz的波长上)的射频场达5分钟的金纳米颗粒(和包含其它金属(包括银、镉、铁等)的纳米颗粒)已在体外和体内应用中被用于细胞的热烧蚀。参见，例如，Cardinal 等人,2008, Surgery 144:125-132 和 Gannon 等人，2008,J. Nanobiotechnology6:2,将所述每一篇文献通过引用整体并入本文。此类方法可称为射频烧蚀(radiofrequency ablation) (RFA),并且已在临床实践中用于治疗肿瘤。然而,存在对开发用于治疗肿瘤的改进的热烧蚀技术的特别需要，因为当前的治疗是需要将针电极直接插入肿瘤的侵入法，完全的肿瘤破坏难以实现(特别是对于更大的肿瘤)并且治疗对于经历热伤的电极周围的恶性肿瘤和正常组织是相对非特异性的。聚焦的外部射频能量场对人组织的穿透是有效的，但外部能量源的使用需要对RFA特异性反应以将热疗法(thermaltherapy)靶向恶性细胞的细胞内或瘤内试剂的存在。此外，存在对使由靶向分子或载体分子递送的热烧蚀能力最大化，从而使必须被递送至患者的热烧蚀组合物的量降至最低，从而减小组合物本身的任何潜在毒性的组合物和方法的需要。此外，为了将纳米颗粒递送至被靶向的组织，载体必须大至足以避免被网状内皮系统(RES)消除但小至足以从循环进入(例如，通过外渗)肿瘤组织。这对此类组合物设置了尺寸限制。概述本专利技术包括包含能够通过使用远程电磁场例如射频(RF)或红外场(infraredfield)进行原位加热的颗粒的DNA树枝状聚合物的用途以及其制备。与包含在电磁场存在的情况下加热的成分的颗粒结合的DNA树枝状聚合物适合用作能够在体外、离体、体内应用中热烧蚀靶的装置。可通过使用每个树枝状聚合物分子包含多个金属纳米颗粒来实现靶 细胞和组织的热烧蚀效率的显著增加，特别地当DNA树枝状聚合物也包含能够将充满树枝状聚合物的颗粒导向期望被靶向的细胞和组织的表面的靶向装置时。根据本专利技术的树枝状聚合物导向的热烧蚀的应用包括I)患病细胞和组织例如集中在肿瘤中的癌细胞、全身扩散的转移细胞或如在白血病和其它白细胞增殖障碍中发现的循环癌细胞的热烧蚀；2)可另外地通过手术除去的细胞和组织的烧蚀；3)抗其它治疗性治疗的微生物(例如，抗抗生素细菌和其它生物)的烧蚀；4)移植之前细胞、组织和器官(包括移植器官、血液制品和骨髄)的离体治疗；和5)其中热响应纳米装置的接近可具有益处的其它应用，包括范围广泛的体内、离体和体外方法。鉴于DNA树枝状聚合物被内源或外源蛋白质核酸酶降解的可能性，在活细胞体外、离体和体内存在的情况下DNA树枝状聚合物的稳定性也已弓I起严重关注。例如，先前的数据显示DNA树枝状聚合物在新鮮人或动物血清存在的情况下不能完整地保持超过数分钟。预料之外地，我们发现包含嵌入交联剂补骨脂素以及还包含DNA连接的标记物(和其它)部分(例如FITC)和蛋白质(例如靶向抗体)的树枝状聚合物在人或动物血清样品的存在下极抗核酸酶降解。參见W02010/017544，将其通过引入整体并入本文。这是令人惊讶的結果，因为非树枝状ssDNA或dsDNA分子通常在核酸酶存在的情况下相当快速地降解。虽然热烧蚀的靶主要包括有生命的和生物的物体，但使用树枝状聚合物热烧蚀无生命的物体(其中暴露于包含在非常小的体积的充满DNA树枝状聚合物的颗粒内的高温将使特定方法具有附加值)存在可能的益处。多种纳米材料可从通过含有靶向DNA树枝状聚合物的纳米颗粒的热烧蚀的使用(包括各种含有纳米颗粒的材料的电子学和制造中的应用)受益。在ー个方面，本专利技术涉及连接至一个或多个靶向部分和一个或多个辐射吸收纳米颗粒(其可通过电磁能量原位进行加热)的DNA树枝状聚合物。在具体的实施方案中，可通过外部施加的电磁辐射将与DNA树枝状聚合物缔合的辐射吸收纳米颗粒加热至至少40°C、40-50で、50-60で、60-70で或甚至70-80°C。在其它具体实施方案中，靶向部分是识别并且结合细胞表面上的肿瘤特异性或肿瘤相关抗原例如受体的抗体。在其它具体实施方案中，辐射吸收纳米颗粒为金纳米颗粒。在其它实施方案中，电磁能为射频辐射。在ー个方面，本专利技术涉及用于制备热烧蚀DNA树枝状聚合物的方法，其中所述方法包括将一个或多个辐射吸收纳米颗粒和一个或多个靶向部分共价地结合至DNA树枝状聚合物。在特定方面，可将捕获寡核苷酸添加至DNA树枝状聚合物臂并且缀合至纳米颗粒的互补寡核苷酸可与所述捕获寡核苷酸杂交。还可将靶向部分共价地结合至与DNA树枝状聚合物臂上的捕获序列互补并且与捕获寡核苷酸序列杂交的寡核苷酸。在与捕获寡核苷酸杂交后，可任选地将互补寡核苷酸的任一个或两个与DNA树枝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·卡杜山，R·C·盖茨，
申请(专利权)人：詹尼斯费尔公司，
类型：
国别省市：