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眼部症候中的rna干扰制作方法

  • 专利名称
    眼部症候中的rna干扰制作方法
  • 发明者
    林恩·利伯蒂娜, 阿纳斯塔西娅·赫沃罗瓦, 威廉·萨洛蒙, 琼安·卡门斯, 德米特里·萨马尔斯基, 托得·M·伍尔夫, 詹姆斯·卡尔迪亚
  • 公开日
  • 申请日期
  • 优先权日
  • 申请人
    雷克西制药公司
  • 文档编号
  • 关键字
  • 技术领域
    本发明涉及RNA干扰(RNAi)领域本发明更具体地涉及具有改进的体内递送特性的核酸分子的眼部给予以及它们在有效基因沉默方面的用途
  • 背景技术
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:眼部症候中的rna干扰的制作方法互补寡核苷酸序列是前景光明的治疗剂以及在阐明基因功能方面的有用研究工具。然而,现有技术中寡核苷酸分子罹受一些问题,这些问题可以阻碍它们的临床开发,并且频繁地使得在体内使用此类组合物难以达到预期的有效的基因表达(包括蛋白合成)抑制。一个主要问题是这类化合物至细胞与组织的递送。常规的双链RNAi化合物(19-29个碱基长)形成一种高度带负电的大约1.5nm乘10_15nm大小的刚性螺旋。这种杆条式分子不能通过细胞膜并且结果是在体外以及体内具有极其有限的效能。结果,所有常规的RNAi化合物都要求某种类型的递送载体以促进其组织分布与细胞吸收。这被认为是RNAi技术的一个主要限制。已经存在许多 尝试来对寡核苷酸应用化学修饰以改进其细胞吸收特性。此种修饰之一是将一种胆固醇分子附接至该寡核苷酸上。这种方法首先由Letsinger等人在1989年报道。之后,ISIS制药公司(ISIS Pharmaceuticals, Inc.)(卡尔斯巴德,加利福尼亚(Carlsbad,CA))报道了在将该胆固醇分子附接至该寡核苷酸方面的更先进的技术(Manoharan,1992)。随着九十年代后期siRNAs的发现,在这些分子上进行了类似类型的修饰以增强其递送特征曲线(profile)。在文献中出现了共轭至轻度修饰(Soutschek, 2004)以及重度修饰(Wolfrum, 2007)的siRNAs上的胆固醇分子。Yamada等人,2008还报道了进一步改进胆固醇介导的siRNAs吸收的高级连接物化学物质的用途。尽管所有这类努力,在生物流体的存在下这些类型的化合物的吸收似乎受到抑制,导致体内基因沉默的效能高度受限,由此限制了这些化合物在临床环境中的应用。发明概述在此描述了用于向眼睛有效地体内给予sd-rxRNA分子的方法以及组合物。出人意料地,sd-rxRNA分子的眼内(例如,玻璃体内以及视网膜下)给予导致该sd-rxRNA在视网膜中所有细胞层的分布与吸收。对于治疗与眼睛有关的失调与病状,这些分子具有广泛应用。本发明的多个方面涉及一种用于将核酸递送至对其有需要的受试者的眼睛的方法,这些方法包括以一种有效量向该受试者的眼睛给予一种Sd-rxRNA,该有效量促进该sd-rxRNA在该眼睛中的RNA干扰。在一些实施方案中,该sd-rxRNA的给予是玻璃体内。在一些实施方案中,该方法是用于治疗一种眼部失调。在某些实施方案中,该眼部失调是血管渗漏、新生血管形成、与年龄相关的黄斑变性(AMD)、脉络膜新生血管形成(湿性AMD)、地图状萎缩(晚期干性AMD)、早期至中期干性AMD、术后囊样黄斑水肿(CME)、非增生性糖尿病视网膜病变(NPDR)、糖尿病性黄斑水肿(DME)、视网膜静脉阻塞继发性黄斑水肿(RVO)、增生性糖尿病视网膜病变(TOR)、青光眼、新生血管性青光眼(NVG)、早产儿视网膜病(ROP)、纤维增生性视网膜疾病、增生性玻璃体视网膜病变(PVR)、视网膜前膜/玻璃体黄斑粘连、视网膜退行性疾病、色素性视网膜炎、视网膜血管阻塞性障碍、视网膜静脉阻塞、视网膜动脉阻塞、视网膜母细胞瘤、由于瘢痕的小梁切除术失败或眼色素层炎.在一个实施方案中,该眼部失调是AMD。在另一个实施方案中,该眼部失调是DME。在再另一个实施方案中,该眼部失调是PVR。在又另一个实施方案中,该眼部失调是由于瘢痕的小梁切除术失败。在某些实施方案中,该sd-rxRNA是针对一种为以下各项进行编码的基因:VEGF、MAP4K4、PDGF-B, SDF-U IGTA5、ANG2、CTGF、HIF-1 a、mT0R、SDF-U PDGF-B, SPPl、PTGS2 (COX-2)、TGF ^ UTGF^ 2、补体因子 3 或 5、PDGFRa、PPIB 或 myc,或其组合。在一些实施方案中,该sd-rxRNA是针对一种编码VEGF的基因。在某些实施方案中,该sd-rxRNA是针对一种选自表2中各序列的序列。在一个实施方案中,该sd-rxRNA是针对一种序列,该序列包含一种选自表2中各序列的序列的至少12个连续核苷酸。在另一个实施方案中,该sd-rxRNA包含一种选自表3_8或10中各序列的序列的至少12个连续核苷酸。在再另一个实施方案中,该sd-rxRNA的正义链包含SEQ ID NO: 1317或SEQID NO: 1357的序列的至少12个连续核苷酸。在又另一个实施方案中,该sd-rxRNA的反义链包含SEQ ID NO: 13 18或SEQ ID NO: 1358的序列的至少12个连续核苷酸。在另外的实施方案中,该sd-rxRNA的正义链包含SEQ ID NO: 1317并且该sd-rxRNA的反义链包含SEQ ID NO: 1318。在一个实施方案中,该sd-rxRNA的正义链包含SEQ ID NO: 1357并且该sd-rxRNA的反义链包含SEQ IDNO: 1358 在另一个实施方案中,该sd-rxRNA的正义链包含SEQ ID NO: 1379并且该sd-rxRNA的反义链包含SEQ ID NO: 1380。在再另一个实施方案中,该sd-rxRNA的正义链包含SEQ ID NO: 1397并且该sd-rxRNA的反义链包含SEQ IDNO:1398。在某些实施方案中,该sd-rxRNA是针对一种编码CTGF的基因。在一个实施方案中,该sd-rxRNA的反义链包含SEQ ID N0:948或SEQ ID N0:964的序列的至少12个连续核苷酸。在另一个实施方案中,该sd-rxRNA的正义链包含SEQ ID N0:947或SEQ ID NO:963的序列的至少12个连续核苷酸。在一些实施方案中,将两种或更多种不同的sd-rxRNA给予该受试者的眼,这些sd-rxRNA针对为两种或更多种蛋白进行编码的基因。在一个实施方案中,该sd-rxRNA是针对VEGF以及CTGF。在另一个实施方案中,该sd-rxRNA是针对VEGF以及PTGS2 (C0X-2)。在某些方面,以上实施方案任一个中的sd-rxRNA是经过疏水修饰。在一些实施方案中,该sd-rxRNA连接至一种或多种疏水轭合物上。在某些方面,以上实施方案任一个中的sd-rxRNA包括至少一个5-甲基C或U修饰。本发明的其他方面涉及用于将一种核酸递送至对其有需要的受试者的眼睛的方法,这些方法包括以一种有效量向该受试者的眼睛给予一种rxRNAori,该有效量促进该rxRNAori在该眼睛中的RNA干扰。在一个实施方案中,该rxRNAori是针对VEGF。在另一个实施方案中,该rxRNAori是针对一种序列,该序列包含一种选自表2中各序列的序列的至少12个连续核苷酸。在再另一个实施方案中,该rxRNAori的正义链包含SEQ ID NO: 13或SEQ ID NO: 28的序列的至少12个连续核苷酸。在又另一个实施方案中,该rxRNAori的反义链包含SEQ ID NO: 1377或SEQ ID NO: 1378的序列的至少12个连续核苷酸。本发明的一些方面涉及针对一种选自表2中各序列的序列的sd-rxRNA。其他方面涉及针对一种序列的sd-rxRNA,该序列包含一种选自表2中各序列的序列的至少12个连续核苷酸。又其他方面涉及包含选自表3-8或10中各序列的一种序列的至少12个连续核苷酸的sd-rxRNA。在一些实施方案中,该sd-rxRNA的正义链包含SEQ ID NO: 1317、1357、1379或1397的序列的至少12个连续核苷酸。在其他实施方案中,该sd-rxRNA的反义链包含SEQ IDN0:1318、1358、1380或1398的序列的至少12个连续核苷酸。在又其他实施方案中,该sd-rxRNA的反义链包含SEQ ID N0:1318。在再其他实施方案中,该sd-rxRNA的正义链包含SEQ ID NO: 1357并且该sd-rxRNA的反义链包含SEQ ID NO: 1358。在另外的实施方案中,该sd-rxRNA的正义链包含SEQ ID NO: 1379并且该sd-rxRNA的反义链包含SEQID NO: 1380。在再另外的实施方案中,该sd-rxRNA的正义链包含SEQ ID NO: 1397并且该sd-rxRNA的反义链包含SEQ ID NO: 1398。在某些实施方案中,该sd-rxRNA是经过疏水修饰。在其他实施方案中,该sd-rxRNA连接至一种或多种疏水轭合物上。在某些其他实施方案中,该sd-rxRNA包含至少一个5-甲基C或U修饰。本发明的其他方面涉及包含以上各方面或各实施方案任一个中的sd-rxRNA的组合物。在一个实施方案中 ,该组合物进一步包含一种sd-rxRNA,该sd-rxRNA针对一种为除VEGF以外的蛋白进行编码的基因。在另一个实施方案中,该组合物包含一种sd-rxRNA,该sd-rxRNA针对一种编码CTGF和/或PTGS2 (C0X-2)的基因。 本发明的方面还涉及一种rxRNAori,该rxRNAori针对一种选自表2中各序列的序列。另一个方面涉及一种rxRNAori,该rxRNAori针对一种序列,该序列包含一种选自表2中各序列的序列的至少12个连续核苷酸。在一个实施方案中,该rxRNAori的正义链包含SEQ ID N0:13或SEQ ID NO:28的序列的至少12个连续核苷酸。在另一个实施方案中,该rxRNAori的反义链包含SEQ ID NO: 1377或SEQ ID NO: 1378的序列的至少12个连续核苷酸。本发明的另一个方面涉及包含以上各方面或实施方案任一个中的rxRNAori的组合物。在一个实施方案中,该组合物包含一种rxRNAori,该rxRNAori针对一种为除VEGF以外的蛋白进行编码的基因。在另外的实施方案中,该组合物包含一种rxRNAori,该rxRNAori针对一种编码CTGF和/或PTGS2 (C0X-2)的基因。在一些实施方案中,该组合物之中的sd-rxRNA是经过疏水修饰的。在某些实施方案中,该sd-rxRNA连接至一种或多种疏水轭合物上。在一些实施方案中,该sd-rxRNA连接至一种亲脂性基团上。在某些实施方案中,该亲脂性基团连接至该sd-rxRNA的过客链上。在一些实施方案中,该sd-rxRNA连接至胆固醇、一种长链烷基胆固醇类似物、维生素A或维生素E上。在一些实施方案中,该sd-rxRNA附接至氯甲酸酯上。该sd-rxRNA包括至少一个2’ 0甲基或2’氟修饰和/或至少一个5_甲基C或U修饰。在一些实施方案中,该sd-rxRNA具有一种16-28个核苷酸长度的引导链。在某些实施方案中,该sd-rxRNA的核苷酸的至少40%是经过修饰的。该sd-rxRNA可以附接至一种连接物,在某些实施方案中,该连接物是可质子化的。在一些实施方案中,该sd-rxRNA包含至少两个单链区域,这些单链区域可以包含硫代磷酸酯修饰。在某些实施方案中,这些单链区域是位于该引导链的3’末端以及该过客链的5’末端。对于本发明的限制各自可以涵盖本发明的不同的实施方案。因此,预期到涉及任何一个要素或要素组合的对于本发明的限制各自可以包括在本发明的各方面中。本发明在其应用方面不限于以下描述中所提出的或附图中所展示的组成部分的构造详情以及安排。本发明可以具有其他实施方案并且能以不同的方法被实行或执行。附图简要说明附图并不是按比例绘制的。在这些附图中,在不同图中示出的各个相似或接近相似的组成部分用一个相同的数字表示。为了简明的目的,不是每一个组成部分都在每一个附图中做了标记。附图中:图1展示了 DIC、DY547以及Hoechst的共聚焦三层叠加,其显示了玻璃体内或视网膜下给药24小时之后,sd-rxRNA已经弥散于整个视网膜。图2展示sd-rxRNA已经超越rxRNAori改进了视网膜递送。顶部图展示了给药之后立即拍摄的图像,其显示了 sd-rxRNA以及rxRNAori的玻璃体内递送。中部图与底部图展示了分别在给药之后24小时与48小时拍摄的荧光图像,其显示了仅sd-rxRNA的视网膜递送。图3展示了在sd-rxRNA的玻璃体内给药之后检测到遍及视网膜的荧光信号,但是在PBS或rxRNAori的给药之后却没有。图4展示sd-rxRNA透过视网膜至光感受器的外节。图5展示了跟ARPE-19细胞中rxRNAori的吸收与由其导致的沉默相比,在ARPE-19细胞中sd-rxRNA的强健(robust)吸收与由其引起的沉默。图6展示了具有眼部潜力(ocular potential)的sd-rxRNA的非限制性实例。图6中经优化的前导分子对应于以下SEQ ID NO,分别表示正义链与反义链:前导21212 =SEQID N0s963 与 964 ;前导 21214:SEQ ID N0s967 与 968 ;前导 21215:SEQ ID N0s969 与 970 ;前导 21204:SEQ ID N0s947 与 948 ;前导 21205:SEQ ID N0s949 与 950 ;前导 21227:SEQ IDN0s993 与 994 ;前导 21381:SEQ ID NOslOll 与 1012 ;前导 21382:SEQ ID N0sl013 与 1014 ;前导 21429:SEQ ID N0sl303 与 1024 ;前导 21430:SEQ ID N0sl025 与 1026 ;前导 21383:SEQ ID N0sl015 与 1016 ;前导 21224:SEQ IDN0s987 与 988 ;前导 21228:SEQ ID N0sl399与 1400 ;前导 21229:SEQID NOs 1401 与 1402 ;前导 21230:SEQ ID N0sl403 与 1404 ;前导21393:SEQ ID N0sl405 与 1406 ;前导 21394:SEQ ID N0sl407 与 1408 ;前导 21233:SEQID N0sl409 与 1410 ;前导 21234:SEQ ID N0sl411 与 1412 ;前导 21360:SEQ ID N0sl413与 1414 ;前导 21374:SEQ ID N0sl304 与 1314 ;前导 21366:SEQ ID N0sl415 与 1416 ;前导 21368:SEQ ID N0sl417 与 1418 ;前导 21379:SEQ ID N0sll55 与 1156 ;前导 21380:SEQIDNOsll57 与 1158 ;前导 21352:SEQ ID N0sl419 与 1420 ;与前导 21777:SEQ ID NO: 1421。图7 展示了 VEGF sd-rxRNA 的鉴别。图8展示了在玻璃体内给药之后sd-rxRNA穿透至眼睛的细胞层的进程。给药之后2-3小时sd-rxRNA透过神经节细胞层。给药之后经过24小时sd-rxRNA透过至视网膜色素上皮细胞(RPE)以及光感受器的外节。图9利用共聚焦显微镜展示,在sd-rxRNA透过至RPE以及光感受器的外节时,没有可见的常规RNAi复合物的透过。图10展示了在给药24小时之后,可以在所有兔视网膜细胞层中检测到荧光sd-rxRNA,但检测不到 rxRNAori。图11展示了高倍放大的共聚焦图像,其显示在给药24小时之后,sd-rxRNA透过所有兔视网膜细胞层。图12展示了在玻璃体内给予之后,由sd-rxRNA引起的剂量依赖的体内沉默。图13展示了在小鼠眼睛中由sd-rxRNA引起的PPIB沉默的持续时间。 图14展示了在小鼠眼睛中由sd-rxRNA引起的MAP4K4沉默的持续时间。图15展示了在给药之后三周sd-rxRNA不包括血管渗漏。图16展示了在给药之后三周sd-rxRNA不包括结构破坏。图17展示了在给药之后3周sd-rxRNA不损害视网膜功能。图18展示了可以使用多种sd-rxRNA构建体以同时靶向多种基因。图19展示了连接物化学物质的变体不影响体外sd-rxRNA的沉默活性。利用被动吸收测试在多种sd-rxRNA上(祀向Map4k4或PPIB)对两种不同的连接物化学物质(轻脯氨酸连接物以及ribo连接物)进行了评估以确定有利于自身递送的连接物。不存在递送载体(被动转染)情况下,用luM、0.1uM或0.0luM的sd-rxRNA转染海拉细胞(HeLa cell)持续48hrs。任一连接物的使用导致sd-rxRNA的有效递送。详细说明本发明的多个方面涉及残余基因沉默的方法与组合物。本发明至少部分地基于以下出人意料的发现:sd-rXRNA递送至眼睛,包括其视网膜下与玻璃体内的注射导致在视网膜内的有效分布并被所有细胞层吸收,包括视网膜色素上皮细胞层。观察到sd-rxRNA比常规的RNAi复合物极为更好的视网膜吸收与分布。因此,sd-rxRNA代表了一种新类别的治疗性RNAi分子,它们在治疗眼部病状或失调中具有显著潜力。sd-rxRNA 分子本发明的多个方面涉及sd-rxRNA分子。如在此使用的sd-rxRNA”或“sd-rxRNA分子”指一种自我递送RNA分子,比如描述于2009年9月22日提交的题为“小化的自我递送 RNAI 复合物 ”(“REDUCED SIZE SELF-DELIVERING RNAI COMPOUNDS.”)的 PCT
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