[发明专利]利用纳米针进行有效载荷的基于适体的细胞内递送的系统和方法

说明书

提供了使用基于适体的方法将有效载荷离体递送至细胞中的方法、芯片和系统。提供了用于将有效载荷递送至细胞的方法，所述方法包括提供纳米针和多核苷酸，其中所述多核苷酸的第一端包含能够结合细胞的内源性分子的适体，其中所述多核苷酸的第一端缀合至所述纳米针，并且其中所述多核苷酸的第二端包含能够与有效载荷杂交的寡核苷酸；使所述有效载荷与所述多核苷酸接触，其中所述有效载荷包含与所述寡核苷酸序列互补的核苷酸序列；以及将所述纳米针插入细胞中，其中在将所述纳米针插入细胞中之后，所述有效载荷从所述多核苷酸上释放。

相关申请

本申请要求于2018年8月6日提交的标题为“利用纳米针进行有效载荷的基于适体的细胞内递送(APTAMER BASED INTRACELLULAR DELIVERY OF A PAYLOAD USINGNANONEEDLES)”的美国临时专利申请第62/715,074号的优先权和利益，所述申请的全部内容出于所有目的通过引用结合于此。

技术领域

本文公开的实施方式大体上针对将有效载荷(payload)递送至细胞的基于适体的系统和方法。更具体地，需要一种用于将任何类型的有效载荷递送至任何类型的细胞的通用平台。

背景技术

尽管在生物学研究和治疗应用中起着至关重要的作用，但外源性化合物和大分子货物的有效细胞内递送仍然是长期存在的挑战。现有的递送技术的局限性阻碍了多个领域的进展，因为令人兴奋的新材料、对疾病机制的洞察以及细胞治疗方法的潜能由于其递送障碍而未能完全实现。可以通过例如两个主要参数来了解这一挑战：细胞类型和靶材料。现有技术主要集中于解决一小类组合，特别是向永生化细胞系和某些原代细胞的核酸递送(即转染)。一些最令人兴奋的靶细胞类型，例如干细胞和免疫细胞，也是最难解决的。非常需要将几乎任何货物分子递送到任何细胞类型的多功能且可靠的方法。

因此，需要如本文所述的通用递送系统和方法。

发明内容

在一个方面，提供了一种将有效载荷递送至细胞的方法，所述方法包括提供纳米针和多核苷酸，其中所述多核苷酸的第一端包含能够结合细胞的内源性分子的适体。此外，所述多核苷酸的第一端缀合至纳米针，并且所述多核苷酸的第二端包含能够与有效载荷杂交的寡核苷酸。所述方法还包括使有效载荷与多核苷酸接触，其中有效载荷包含与寡核苷酸序列互补的核苷酸序列。所述方法还包括将纳米针插入细胞中，其中在将纳米针插入细胞中之后，有效载荷从多核苷酸上释放。

在另一个方面，提供了一种用于将有效载荷递送至细胞的芯片，所述芯片包含固相支持物，以及附接至所述固相支持物并被配置为接收多核苷酸的纳米针。所述多核苷酸的第一端包含能够结合细胞的内源性分子的适体。所述多核苷酸的第一端能够缀合至纳米针。所述多核苷酸的第二端包含能够与有效载荷的多个分子之一杂交的寡核苷酸。

在另一方面，提供了一种用于将有效载荷递送至细胞的系统，所述系统包含多个纳米针和多个多核苷酸，其中所述多个多核苷酸中相应一个的相应多核苷酸的第一端包含能够结合细胞的内源性分子的适体。所述相应多核苷酸的第一端缀合至多个纳米针之一。所述相应多核苷酸的第二端包含能够与有效载荷的多个分子之一杂交的寡核苷酸。所述系统还包含多个孔和在其上容纳多个纳米针的注入装置，所述注入装置被配置为将所述多个纳米针移动到所述多个孔内。

根据下面的详细描述以及所附权利要求书和附图，其他方面将显而易见。

附图说明

为了更完整地理解本文公开的原理及其优点，现在参考以下结合附图进行的描述，其中：

图1A至1D示出了根据各种实施方式的将有效载荷递送至细胞的方法。

图2示出了根据各种实施方式的用于将有效载荷递送至细胞的芯片。

图3示出了根据各种实施方式的用于将有效载荷递送至细胞的系统。