[发明专利]用于治疗性核酸递送的跨界平台

说明书

一种用于将治疗性核酸递送至上皮组织的跨界平台，其中将核酸设计为具有增强的稳定性。所述平台对先前的递送平台进行了许多改进，包括表达TAR RNA结合蛋白(TRBP)的双链RNA结合结构域(dsRBD)，在细菌递送运载体中敲除RNase R活性，以及表达甲基转移酶基因HEN1，用于与治疗性核酸递送运载体同时包装。

相关申请的交叉参考

本申请要求2017年4月3日提交的美国临时申请第62/480,875号的权益。

技术领域

本发明涉及疾病的治疗和预防。更具体地，本发明涉及一种具有改善的侵袭特性的用于将治疗性核酸递送至上皮组织的跨界平台，其中所述跨界平台已经被工程化以产生具有增强的稳定性的核酸。

背景技术

核酸(NA)的治疗应用对于广泛的临床目标具有强大的潜力。然而，NA向特异性细胞和组织的递送及其瞬时靶向作用仍然是利用其能力和临床应用的主要障碍。

核糖核酸(RNA)干扰(RNAi)是一种特异性抑制基因表达的技术。它是通过通常长度约为21-27个核苷酸的小双链小干扰RNA(siRNA)或短发夹RNA(shRNA)进行的。

siRNA和shRNA的有效性可能受到许多因素的限制。首先，siRNA和shRNA容易被核糖核酸酶(RNase)降解，从而降低了它们的功效。其次，它们无法穿透细胞膜，因此其生物利用度非常低。由于siRNA不能独立穿过细胞膜，因此经常使用递送运载体，例如病毒载体和合成载体。这些病毒和合成的siRNA运载体对临床功效造成了严重的局限和问题，例如细胞死亡、RNAi/微小RNA饱和和肝毒性以及肿瘤发生。合成运载体通常具有低的递送效率并且需要大剂量才能实现临床功效，这可能是成本过高的并且常常是有毒的。此外，基于siRNA的应用历来与瞬时RNAi效应相关，这意味着临床靶向所需的沉默效应是短暂的。尽管已经进行了shRNA/siRNA的化学修饰以及许多基于纳米技术的递送方法的应用，但对少数靶组织的有限递送效率以及RNAi的短暂效应仍然是主要障碍。用于将RNAi介导剂和其他核酸(包括脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、小干扰RNA/短发夹RNA(siRNA/shRNA)、微小RNA(miRNA)、antagomiR(miRNA拮抗剂)、适体、信使RNA(mRNA)、剪接转换寡核苷酸、缺损干扰颗粒和反义寡核苷酸)细胞内靶向递送至特定组织的递送平台对于利用基于核酸的技术在翻译医学中所具有的治疗潜力至关重要。本发明提供了如以下公开中提出的这种递送平台。

发明内容

跨界NA递送运载体通过采用本文教导的几个独特特征而大大进步。本发明提供了一种改进的跨界递送系统，其具有许多显著和实质的特征和/或对比现有递送平台的进步。第一个进步是表达双链RNA结合蛋白(dsRBP)(例如反式激活应答(transactive response)(TAR)RBP(TRBP))的双链RNA结合结构域(dsRBD)，用于同时包装在跨界递送运载体内。这项创新背后的理由是，诸如TRBP的dsRBP以高亲和力结合dsRNA，并提供针对RNA降解的保护，提供miRNA前体的稳定作用，并用作siRNA和miRNA介导的基因沉默的重要组成部分。第二个进步是在细菌递送运载体中敲除RNase R活性。这种修饰背后的理由是，在细菌细胞指数生长后，当shRNA的产生最大化时，停止细菌生长并将培养物在37℃以下孵育将会抑制双链(ds)RNA衰变，从而增强编码的治疗性shRNA的稳定性。第三个进步是表达甲基转移酶基因，例如HEN1，用于同时包装在递送运载体内。这种修饰背后的理由是，甲基转移酶(例如HEN1)提供的3'末端核苷酸的甲基化可防止siRNA的3'-5'降解和3'尿苷化，从而最终提高了增强RNAi的siRNA的稳定性。其他改善和进步描述如下。这些提出的改善各自代表了一种增强shRNA稳定性和siRNA治疗寿命的独特方法。