[发明专利]控制分子电转移的方法和系统

说明书

一种控制治疗分子向目标细胞群的电转移传送的系统和方法。该系统具有配置为插入生物组织中的两个或更多个物理上连续的电极的阵列和配置为驱动两个或更多个电极的脉冲发生器。确定电极的第一选择，且对于所选的电极，确定用于为邻近阵列的目标治疗区域的产生第一成形电场的电脉冲参数。确定电极的第二选择，并且对于所选的电极，确定电脉冲参数产生用于与阵列相邻的目标治疗区域的第二成形电场。脉冲发生器被控制以使用电极的第一选择来施加第一序列的单极脉冲以产生第一成形电场，以及使用电极的第二选择来施加第二序列的单极脉冲以提供第二成形电场。

技术领域

本发明涉及一种用于将治疗分子，例如裸质粒DNA或RNA，电转移传送(也称为电穿孔)至组织内的目标细胞群的系统。该系统的应用示例是使用近场电转移(电穿孔)系统将DNA传送至细胞，该近场电转移系统使用连续电极阵列，其中电极集成在插入组织的阵列中，并且电穿孔所针对的细胞与电极相邻而非位于电极之间。

背景技术

电穿孔是分子生物学中使用的一种技术，其中向细胞施加电场以增加细胞膜的渗透性，从而允许将化学物质、药物、DNA或RNA引入细胞。基本原理是由两个电极之间的高压脉冲产生的电场在高强度电场内引起细胞的质膜的瞬时介电击穿，使DNA或其他分子能够进入细胞。

常规的电穿孔使用物理分离的电极之间的电场，导致通过电极之间的组织的直流路径。发明人发现利用与物理上连续的线性电极阵列相邻的电场可以利用比使用开放场电穿孔实现相同数量细胞转染所需的更低的累积电荷来实现阵列附近的细胞的转染，其中目标细胞或组织被放置在电极之间的直流路径中。在本发明人的先前的专利申请公开No.WO2011/006204、No.WO2014/201511和No.WO2016/205895中描述了在邻近连续电极阵列的目标区域内刺激转染的技术的发展，它们的公开内容提供了本公开的背景，且可以参考它们以更好地理解发明人的近场电穿孔技术。在WO2016/205895中，发明人公开了一种系统，其中，在其内发生电刺激细胞转染的区域通过基于电极阵列配置和用于产生电场的脉冲序列而控制产生的电场内的梯度来进行控制。WO2016/205895的系统示出了发明人发现的在经受更陡电场梯度的组织区域内改进细胞转染的实际应用。本发明通过配置电极阵列几何形状和脉冲序列来驱动阵列以控制电场的形状来在穿过目标区域的电场中产生轮廓，将这一发现应用于邻近阵列的用于细胞转染的目标区域。用于控制电场形状的变量包括物理上连续的电极阵列配置和刺激脉冲参数。与以前已知的开放场电穿孔相比，使用受控电场成形能够以更低的累积电荷实现提高的细胞转染功效。然而，存在对于另外改进电转移技术的需要。

发明内容

根据第一方面，提供了一种使用系统来控制治疗分子向目标细胞群的电转移传送的方法，该系统包括：被配置为插入生物组织的两个或更多个物理连续电极的阵列；和脉冲发生器，其配置为选择性地驱动该两个或更多个电极作为一个或更多个阳极和一个或更多个阴极，用于施加电脉冲，该方法包括：

使用一个或更多个电脉冲来确定对作为阳极和阴极驱动的电极的第一选择，并且对于所选择的电极确定该一个或更多个电脉冲的电脉冲参数以产生用于邻近该阵列的目标治疗区域的第一成形电场，其中电极的物理配置、电极和阳极和阴极的选择以及施加的电脉冲参数，控制邻近该阵列的目标治疗区域的电场内的梯度轮廓；

使用一个或更多个电脉冲来确定对作为阳极和阴极驱动的电极的第二选择，并且对于所选择的电极确定该一个或更多个电脉冲的电脉冲参数以产生用于邻近该阵列的目标治疗区域的第二成形电场；

使用对作为阳极和阴极被驱动的电极的第一选择来控制脉冲发生器施加一个或更多个单极脉冲的第一序列，以产生第一成形电场；和

使用对作为阳极和阴极被驱动的电极的第二选择来控制脉冲发生器施加一个或更多个单极脉冲的第二序列，以提供第二成形电场。

根据另一方面，提供了一种电转移传送系统，包括：

两个或更多个物理上连续的电极的阵列，被配置为插入生物组织；