[发明专利]具有增加的稳定性、复合能力及转铁蛋白受体亲和力的铁蛋白变体

说明书

本发明涉及包含铁蛋白变体的转铁蛋白受体结合结构域(TRBD)的多肽。TRBD包含一个或多于一个突变为谷氨酸残基的谷氨酰胺残基和/或一个或多于一个突变为天冬氨酸残基的天冬酰胺残基。本发明还涉及该多肽和标签或药物的复合体、和包含本发明的多肽或复合体的分离的细胞递送系统、以及该系统用于预防、治疗、诊断或诊疗，特别是用于治疗癌症或炎性疾病的用途。

本发明涉及新型铁蛋白变体，例如包含转铁蛋白受体结合结构域(TRBD)的多肽。TRBD包含一个或多于一个突变为谷氨酸残基的谷氨酰胺残基和/或一个或多于一个突变为天冬氨酸残基的天冬酰胺残基。本发明还涉及该多肽与化合物、标签或药物的复合体、和包含本发明的多肽或复合体(单独或作为细胞体系)的分离的递送系统、以及所述系统用于预防、治疗或诊断，特别是用于治疗癌症或炎性疾病的用途。

背景技术

CD71(转铁蛋白受体1)是广泛表达于代谢活性细胞表面的膜蛋白。越来越多的证据证明CD71参与了肿瘤的发生和发展，其表达在许多癌症中显著失调。已经设计了多种抗肿瘤治疗策略以靶向CD71。转铁蛋白和铁蛋白都与CD71结合，并通过网格蛋白介导的入胞作用被内化。当转铁蛋白循环回至细胞表面时，铁蛋白被储存在细胞内。铁蛋白具有由24个蛋白质亚基组成的笼状结构。它可被用于将药物活性物质和/或标签包封在其腔内。

CD71在恶性细胞中上调的发现使CD71成为治疗和诊断癌症的有价值的药物靶标。在此框架中，基于铁蛋白的纳米笼已成为在癌症治疗中递送药物或诊断分子的有前景的装置。特别地，H铁蛋白均聚物由于其独特的组装、转铁蛋白受体识别性质和高生物相容性而表现出优异的纳米笼性质。通过利用CD71的自然识别，铁蛋白纳米笼可以确保方便的药物递送和药物释放性质。已在临床前研究中探索并成功地在铁蛋白笼内包封小治疗分子。显示CD45+白细胞特别是活化的巨噬细胞在体外吸收(不仅通过CD71)负载药物或标签的铁蛋白，并将这些复合体递送至细胞或递送入细胞，优选地递送至或递送入体内的肿瘤细胞(WO2016/207257 A1、WO 2016/207256 A1、WO2017/222398 A1)。

迄今为止，尽管付出了相当大的努力，但还没有成功的转铁蛋白或铁蛋白药物复合体进入临床(Truffi M等人，Pharmacol Res.2016 May；107：57-65)。本发明人已经发现铁蛋白对CD71受体的亲和力可以通过在N端区域，特别是在转铁蛋白受体结合结构域(TRBD)中带有负电荷的选择性突变来调节。发现这些突变改善铁蛋白作为载体，特别是作为药物和/或标签的纳米笼的性质。本发明的TRBD变体多肽尤其提供：(i)TRBD变体铁蛋白对表达CD71的细胞的改进靶向；(ii)TRBD变体铁蛋白与CD71的增强结合；(iii)药物或标签在TRBD变体铁蛋白纳米笼中的改善包封效率；(iv)包合在TRBD变体铁蛋白纳米笼内或附着在TRBD变体铁蛋白上的药物或标签在细胞中，优选在递送细胞中的改善负载；(v)包合在TRBD变体铁蛋白纳米笼内或附着在TRBD变体铁蛋白上的药物或标签对靶组织的改善靶向；(vi)包合在TRBD变体铁蛋白纳米笼内或附着在TRBD变体铁蛋白上的药物或标签至靶组织的改善递送；(vii)包合在TRBD变体铁蛋白纳米笼内或附着在TRBD变体铁蛋白上的药物或标签在靶组织处的改善释放；(viii)TRBD变体铁蛋白的改善核酸结合性质；(ix)TRBD变体铁蛋白纳米笼的改善稳定性；(x)TRBD变体铁蛋白纳米笼中药物包封的改善稳定性；(xi)负载TRBD变体铁蛋白纳米笼后的改善蛋白质回收；(xii)通过包含在TRBD变体铁蛋白纳米笼内或附着在TRBD变体铁蛋白上的药物对肿瘤细胞的增加的细胞毒性；(xiii)TRBD变体铁蛋白纳米笼的改善化学物理性质；(xiv)TRBD变体铁蛋白纳米笼的二聚体形成的趋势降低；(xv)TRBD变体铁蛋白纳米笼的聚集趋势降低。

发明内容

在第一方面，本发明涉及包含铁蛋白变体的转铁蛋白受体结合结构域(TRBD)的多肽，其中在TRBD内，与其所基于的野生型铁蛋白相比，铁蛋白变体包含一个或多于一个突变为谷氨酸残基的谷氨酰胺残基和/或一个或多于一个突变为天冬氨酸残基的天冬酰胺残基。