[发明专利]用于蛋白质递送的隐形纳米胶囊

说明书

本申请涉及用于延长蛋白质的循环半衰期的方法和材料。所述方法包括用可聚合的丙烯酰基缀合蛋白，以及用聚(2‑甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱)(pMPC)层包封所述蛋白质。所述pMPC包括与N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺(BIS)交联剂聚合的多个2‑甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱单体(MPC)。

相关申请参考

本申请根据119(e)节要求Yunfeng Lu等人在2014年11月26日提交的、标题为“STEALTH NANOCAPSULES FOR PROTEIN DELIVERY”的美国临时申请序列号62/084,887的优先权，通过引用将其并入本文。

技术领域

本申请涉及蛋白质纳米胶囊，特别是，延长蛋白质的循环半衰期。

发明背景

递送治疗水平的蛋白质(可在个体中不存在或不足)的蛋白质疗法被认为是很多无法治愈的疾病的最终希望。然而，肽药物和治疗性蛋白质的应用受生理环境中其稳定性和渗透性差的限制。因此，越来越多地努力通过设计可作为递送治疗性蛋白质的载体的纳米结构来规避这些问题。

为了系统递送治疗性蛋白质，由于易于控制纳米颗粒的结构和特性，纳米颗粒一直被期望作为理想的载体。此外，纳米颗粒可以用于将治疗剂靶向递送至特定病理部位，使得能在所需部位有剂量增加效应，并降低任何副作用。然而，目前很少有纳米制剂被批准用于临床或临床试验。体内使用纳米颗粒的一个主要障碍是免疫系统快速清除纳米颗粒，这导致不希望的药物动力学和生物分布。这个问题使大多数靶向策略无效，并降低了被批准的纳米制剂和仍在开发中的纳米制剂的功效。

目前，延长纳米颗粒循环时间的主要策略是用聚乙二醇(PEG化)覆盖颗粒，以产生模仿细胞糖萼的“隐形”刷(stealthbrush)。事实上，已发现PEG化延长颗粒在体内的循环时间。然而，已发现高达25％的患者在治疗之前表现出抗-PEG抗体或在首次施用PEG化纳米颗粒后出现抗-PEG抗体。因此，纳米颗粒的PEG化几乎没有成为开发基于纳米颗粒的治疗剂的实用手段的前景。

发明概述

本发明涉及延长静脉内施用的治疗性蛋白质的循环时间和/或降低所述蛋白质免疫原性的方法。在多个实施方案中，通过用聚(2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱)(poly(2-methacryloxyloxyethyl phosphorycholine))(pMPC)包封外来蛋白质而显著延长了它们在体内的循环寿命。通过包封蛋白质，蛋白质表面被pMPC壳完全覆盖，这使与调理素和细胞的粘附将至最低，导致免疫识别和清除的显著延迟。如在下文实施例部分进一步描述的，生物分布研究已发现，在某些实施方案中，超过50％的注射的被pMPC包封的蛋白质(pMPC-蛋白质)停留在血流中，而不是被捕获在器官中(例如，超过50％的注射的被pMPC包封的蛋白质在血流中停留至少1、2、3或4小时)。因此，这些方法为治疗剂的静脉内递送提供了相对于传统基于聚乙二醇(PEG)的策略的更好选择。

在本发明的一个方面，提供了延长蛋白质的循环半衰期的方法。该方法包括使蛋白质与不饱和乙烯基缀合，以及用聚(2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱)(pMPC)层包封该蛋白质。在一个或多个实施方案中，该pMPC层包括与N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)交联剂聚合的多个2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱单体(MPC)。典型地，该不饱和乙烯基为可聚合的丙烯酰基。在一个实施方案中，选择该pMPC层以向被包封的蛋白质提供两性离子结构。在一个或多个实施方案中，该pMPC层具有8至11nm的厚度。在其它实施方案中，mMPC层具有小于1、2、3、4或5nm的厚度。

在一个实施方案中，用pMPC层包封蛋白质在体内延长了该蛋白质的半衰期。在另一实施方案中，用pMPC层包封蛋白质在体内延缓了免疫系统对该蛋白质的清除。在又一实施方案中，用pMPC层包封蛋白质在体内降低了该蛋白质与调理素、巨噬细胞或抗体结合的可能性。在一种情形下，当与胰蛋白酶一起孵育至少90分钟时，被包封的蛋白质保留了其活性的至少95％。在另一种情形下，当在37℃孵育至少5天时，被包封的蛋白质保留了其活性的至少90％。