[发明专利]用于受控的活性物质释放的催化性核酸的依赖于温度的激活

说明书

本发明描述了一种活性物质释放系统，其通过具有催化活性的核酸来运作。在第一步中，该具有催化活性的核酸通过外部刺激而从与纳米颗粒相结合的寡核苷酸抑制剂链上释放。在第二步中，释放出的具有活性的核酸与其底物（纳米颗粒-活性物质缀合物）相结合，由此释放出共价地、静电地、配位地或离子地结合的活性物质或者嵌入的活性物质。

专利申请WO2006/108405被确定为最接近的现有技术并且涉及纳米颗粒，其中治疗有效的物质与所述纳米颗粒相结合，并且其中所述治疗有效的物质从所述纳米颗粒上的脱落通过交变磁场引起或起始。但是，已证明，活性物质从纳米颗粒上的直接热释放对于在相对较小的温度升高下达到所释放出的活性物质的治疗有效浓度（例如在肿瘤细胞中）来说经常不是足够有效的。

现在，本发明的任务是提供一种方法和合适的用于该方法的具有偶联的活性物质的复合物，其使得能够在小的温度升高下就使活性物质显量释放，并因此相比于在WO2006/108405中所公开的方法而言导致进一步的效率提高。

本发明通过提供一种活性物质释放系统而解决了该任务，所述活性物质释放系统包含复合物1和复合物2，其中复合物1借助于具有催化活性的核酸的温度诱导的释放而被激活，并且其中所述具有催化活性的核酸反过来从第二复合物中催化释放出所述活性物质。如在实施例中所表明的，这例如借助于作为具有催化活性的核酸的L-RNA来实现，其中所述具有催化活性的核酸在生理条件下以与以抑制剂形式的L-DNA杂交的状态存在。在人血清中的稳定性测试之中，该复合体是长时间稳定的。此外，通过使用L-核酸可以排除与存在于靶生物体中的天然（例如内源性）核酸酶的相互作用。通过寡核苷酸抑制剂链的碱基序列和长度来调整与所述颗粒相结合的缀合物的解链温度，从而使得在生理条件下不发生解杂交（在本发明的范围内是指38℃，也就是比正常体温稍高的温度）。因此，在体温的情况下，所述双链是稳定的，从而完全抑制了所述催化性核酸。然而，如果使所述颗粒升温，例如通过在交变磁场中的磁感应，那么所述催化性核酸就从所述抑制剂DNA上解杂交，这导致所述双链的解开，并且释放出具有催化活性的核酸。现在这些具有催化活性的核酸可以酶促切割第二复合物了，所述第二复合物包含载体，所述载体通过用作所述催化性核酸的底物的分子与治疗性活性物质相连接。通过所述切割，释放出所述活性物质，其因此可以发挥其作用。

因此，在第一个方面，本发明涉及活性物质释放系统，其包含：复合物1，其包含至少一个与寡核苷酸抑制剂链相连接的纳米颗粒，其中所述寡核苷酸抑制剂链与具有催化活性的核酸杂交；和复合物2，其包含与至少一个底物分子相连接的载体，其中所述底物分子与至少一个治疗性活性物质相连接，其中所述治疗性活性物质可通过所述底物分子的切割而释放，其中所述底物分子的切割通过所述具有催化活性的核酸来实现。

特别地，本发明涉及活性物质释放系统，其由下列构成：与寡核苷酸抑制剂链相连接的纳米颗粒，其中所述寡核苷酸抑制剂链与具有催化活性的核酸杂交；和与底物寡核苷酸相连接的另外的纳米颗粒，其中所述底物寡核苷酸与治疗性活性物质相连接，所述治疗性活性物质可通过由所述具有催化活性的核酸切割所述底物寡核苷酸而释放。

定义：

术语“特异性地”是指，所述具有催化活性的核酸优选地仅对所述底物寡核苷酸起作用并切割它，而对其他寡核苷酸不显示活性。

术语“生理条件”是指，在靶生物体中，优选地在人生物体中，在各靶组织中于细胞内或细胞外存在的物理化学条件。

术语“基本上没有活性物质的解裂”是指，少量释放的活性物质在靶组织中不引起不利反应。特别地，这意味着，在释放试验（例如实施例3A）中，在4小时（h）的时间段期间，释放出少于10%，特别优选地少于1%，和特别地少于0.5%的所使用的活性物质。

术语“催化性核酸”或“具有催化活性的核酸”是指诸如“DNA核酶（DNAzyme）”、核酶、经修饰的核酸以及核酸类似物的核酸分子，其可以无需蛋白质组分的参与而特异性地催化化学反应。对于该方法，不仅可以使用天然存在的催化性核酸，而且还可以使用通过进化方法（例如SELEX）而产生的核酸。此外，可以借助于自动化固相合成来制备催化性核酸。

术语“通过交变磁场引起或起始”是指，交变磁场或脉冲直接引起释放或脱落，或者释放或脱落间接地（例如通过酶的激活或热的产生）被引起。

术语“完全杂交”是指，所使用的具有催化活性的核酸的所有分子都以杂交状态存在。由于根据本发明优选地用过量的抑制剂链进行运作，因而在完全杂交的情况下，寡核苷酸抑制剂链可以以游离状态存在。