Нацеленные корролы, проявляющие опухолевую токсичность и предназначенные для мрт

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована для лечения рака у субъекта. Для этого субъекту вводят терапевтически эффективную дозу композиции, включающей нацеленную на опухоль наночастицу, где нацеленная на опухоль наночастица содержит нацеливающий на опухоль белок и металлированный коррол, включающий марганец или железо. Также предложен способ визуализации состояния у субъекта с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ), и фармацевтическая композиция для нацеленной доставки in vivo коррола. Группа изобретений обеспечивает лечение и диагностику рака у пациента. 3 н. и 28 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 пр.

 

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка претендует на приоритет предварительной заявки US №61/821,106, поданной 8 мая 2013, описание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки, включая графические материалы.

ЗАЯВЛЕНИЕ В ОТНОШЕНИИ ИССЛЕДОВАНИЯ. ФИНАНСИРУЕМОГО ИЗ ФЕДЕРАЛЬНОГО БЮДЖЕТА

Правительство США имеет оплаченную лицензию в данном изобретении и право в ограниченных обстоятельствах потребовать от патентообладателя лицензирования других на приемлемых условиях, как предложено для условий грантов №№ СА 129822 и СА 140995, предоставленных Национальными институтами здравоохранения, и гранта № UL1TR000124, предоставленного Национальным центром развития трансляционных исследований.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение относится к лечению рака и к способам визуализации.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Все публикации в настоящем документе включены посредством ссылки в такой степени, как если бы каждая отдельная публикация или заявка на патент была конкретно и отдельно указана как включенная посредством ссылки. В приведенное ниже описание включена информация, которая может быть полезна при понимании настоящего изобретения. Это не является допущением того, что какая-либо информация, предложенная в настоящем документе, представляет собой предшествующий уровень техники или является релевантной для настоящим заявленного изобретения, или что какая-либо публикация, на которую ссылаются явным или неявным образом, представляет собой предшествующий уровень техники.

Если лечение рака с помощью порфиринов или родственных макроциклических соединений широко исследовано на протяжении многих десятилетий, терапевтический потенциал корролов (октадегидрокорринов) раскрыт лишь недавно. Сульфонированные корролы представляют собой водорастворимые (амфиполярные) макроциклические соединения, комплексы которых с Fe(III) и Mn(III) являются высоко активными катализаторами разложения активных молекул кислорода и азота, вовлеченных в различные релевантные заболевания. Также примечательно обнаружение того, что Ga(III)- и Al(III)-производные обладают интенсивной флуоресценцией при относительно больших длинах волн. Хотя эти комплексы с металлами способны претерпевать эндоцитоз посредством совместного захвата сывороточными белками или нековалентного присоединения к ним in vitro и in vivo, они неспособны проникать через клеточные мембраны без помощи мембранолитических молекул. Следовательно, токсичные корролы, такие как Ga(III)-производное, безопасны при фармакологических дозах, но могут ингибировать клетки при допущении нарушения мембраны с проникновением в цитозоль.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем документе раскрыты композиции, содержащие нацеленные наночастицы коррола и приемлемый эксципиент. Также раскрыты композиции, содержащие нацеленные наночастицы коррола и приемлемый носитель. Кроме того, в настоящем документе раскрыты способы визуализации состояния у субъекта, включающие обеспечение композиции, содержащей нацеленную наночастицу коррола; введение субъекту эффективного количества нацеленной наночастицы коррола и визуализацию состояния у субъекта. Кроме того, в настоящем документе раскрыты способы лечения рака у субъекта, включающие обеспечение композиции, содержащей нацеленную наночастицу коррола, и введение терапевтически эффективной дозы нацеленной наночастицы коррола субъекту.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Иллюстративные воплощения изобретения представлены в сопроводительных графических материалах. Подразумевают, что воплощения и графические материалы, раскрытые в настоящем документе, следует считать скорее иллюстративными, чем ограничивающими.

На фиг. 1 в соответствии с воплощением настоящего изобретения представлено измерение времени релаксации Т1 Mn, Fe и Ga-корролов. Были получены различные концентрации каждого коррола, и время их релаксации Т1 измерено in situ (в микроцентрифужной пробирке).

На фиг. 2 в соответствии с воплощением настоящего изобретения представлена сборка HerMn.

На фиг. 3 в соответствии с воплощением настоящего изобретения представлена опухолевая токсичность HerMn. HerMn инъецировали (5 нмоль на инъекцию) в хвостовую вену самок безволосых мышей, несущих билатеральные боковые опухоли раковых клеток HER2+ человека. Мыши получали ежесуточные инъекции 1 раз в сутки в течение 7 суток, при этом проводили мониторинг роста опухолей путем регулярного измерения объемов с использованием кронциркуля. Контрольные инъекции включали эквивалентные дозы не нацеленного коррола (S2Mn), HerPBK10 и одного растворителя (физиологического раствора). А, Графики роста объемов опухолей у обработанных мышей. N=6-8 опухолей на образец. В, мыши, обработанные физиологическим раствором (мышь слева) или HerMn (мышь справа). Стрелками указаны опухоли. С, Магнитно-резонансная томография (МРТ) опухоли мыши, обработанной HerMn, на сутки последней инъекции (сутки 0) и 30 суток спустя (сутки 30). Опухоль указана стрелкой. МРТ показывает объем опухоли без использования контрастного агента.

На фиг. 4 в соответствии с воплощением настоящего изобретения представлено сокращение времени Т1 и контраст МРТ S2Mn in vivo. Самки безволосых мышей, несущих билатеральные боковые ксенотрансплантаты опухолей HER2+ человека, получали внутриопухолевые инъекции S2Mn или физиологического раствора в указанных дозах. А, Измерения времени релаксации Т1, полученные на опухолях живых мышей. В, МРТ опухолей у живых мышей до (изображение слева) и после (изображение справа) инъекций HerMn (1 ммоль) или физиологического раствора (указано стрелками слева и справа соответственно).

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Все ссылки, цитируемые в данном документе, включены посредством ссылки в их полном объеме, как если бы были полностью приведены. Если не определено иное, технические и научные термины, используемые в настоящем документе, имеют такое же значение, которое обычно понятно среднему специалисту в области техники, к которой принадлежит данное изобретение. В книгах Singleton et al., Dictionary of Microbiology and Molecular Biology 3rd ed., J. Wiley & Sons (New York, NY 2001); March, Advanced Organic Chemistry Reactions, Mechanisms and Structure 5th ed., J. Wiley & Sons (New York, NY 2001); и Sambrook and Russel, Molecular Cloning: A Laboratory Manual 3rd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press (Cold Spring Harbor, NY 2001) предложено общее руководство для специалистов в данной области техники по многим из терминов, используемых в настоящей заявке. Специалистам в данной области техники известны многие способы и материалы, подобные или эквивалентные раскрытым в настоящем документе, которые можно было бы использовать в практике настоящего изобретения. Действительно, настоящее изобретение никоим образом не ограничено раскрытыми способами и материалами.

При использовании в настоящем документе "лечение" или "лечащий" следует понимать как включающий какие-либо признаки успеха при лечении, облегчении или улучшении повреждения, патологии или состояния. Эти признаки могут включать такие параметры, как ослабление, ремиссия, уменьшение симптомов, замедление скорости дегенерации или ухудшения, уменьшение негативных воздействий конечной точки дегенерации; улучшение физического и психического состояния здоровья пациента; либо предотвращение возникновения заболевания.

В одном воплощении в настоящем документе раскрыты нацеленные на опухоль наночастицы на основе белков, способные и к визуализации и обнаружению опухоли, и к лечению опухоли. В одном воплощении настоящего изобретения наночастица представляет собой комбинацию корролов, металлированных, в частности, марганцем (Mn), железом (Fe) или галлием (Ga), и молекул HerPBK10, приводящую в результате к наночастице HerMn, HerFe или HerGa, соответственно. Как дополнительно раскрыто в настоящем документе, в исследованиях продемонстрировано, что HerGa дает возможность обнаружения опухоли только в том случае, когда опухоли расположены в пределах нескольких сантиметров под кожей, и что, следовательно, использование HerGa для обнаружения опухоли может требовать более совершенных методологий визуализации, чем МРТ. В исследованиях также продемонстрировано, что HerMn проявляет более высокий потенциал в качестве визуализирующего агента для МРТ по сравнению с HerFe. В дополнительных исследованиях, сосредоточенных на HerMn, обнаружено, что HerMn, кроме того, что он является подходящим визуализирующим агентом для МРТ, проявляет значительное ингибирование роста опухоли in vivo.

HerPBK10 определен и описан в данной области техники, например, в публикации заявки на патент США № US 2012/0004181 А1, в частности, в параграфе [0063]. Полное описание этой публикации и, в частности, цитируемого параграфа, включено в настоящий документ посредством ссылки.

В одном воплощении в настоящем документе раскрыты способы лечения рака у субъекта путем обеспечения композиции, содержащей наночастицу коррола, нацеленную на опухоль, и введение субъекту терапевтически эффективной дозы композиции. В другом воплощении изобретения наночастица коррола, нацеленная на опухоль, включает в себя марганец (Mn), железо (Fe) и/или галлий (Ga). В другом воплощении изобретения наночастица представляет собой комбинацию соединения коррола с молекулой HerPBK10. В другом воплощении изобретения наночастица представляет собой HerMn, HerFe или HerGa.

В другом воплощении в настоящем документе раскрыты способы визуализации рака у субъекта путем обеспечения композиции, содержащей наночастицу коррола, нацеленную на опухоль, и введение субъекту терапевтически эффективной дозы композиции. В другом воплощении изобретения наночастица коррола, нацеленная на опухоль, включает марганец (Mn), железо (Fe) и/или галлий (Ga). В другом воплощении изобретения наночастица представляет собой комбинацию соединения коррола с молекулой HerPBK10. В другом воплощении изобретения наночастица представляет собой HerMn, HerFe или HerGa. В другом воплощении изобретения визуализацию выполняют с помощью МРТ.

В другом воплощении в настоящем документе раскрыты способы визуализации и диагностики заболевания у субъекта путем обеспечения композиции, содержащей наночастицу коррола, нацеленную на опухоль, и введение субъекту терапевтически эффективной дозы композиции. В другом воплощении изобретения наночастица коррола, нацеленная на опухоль, включает марганец (Mn), железо (Fe) и/или галлий (Ga). В другом воплощении изобретения наночастица представляет собой комбинацию соединения коррола с молекулой HerPBK10. В другом воплощении изобретения наночастица представляет собой HerMn, HerFe или HerGa. В другом воплощении изобретения визуализацию выполняют с помощью МРТ.

В другом воплощении в настоящем документе раскрыты способы визуализации и лечения заболевания у субъекта путем обеспечения композиции, содержащей наночастицу коррола, нацеленную на опухоль, и введение субъекту терапевтически эффективной дозы композиции. В другом воплощении изобретения наночастица коррола, нацеленная на опухоль, включает марганец (Mn), железо (Fe) и/или галлий (Ga). В другом воплощении изобретения наночастица представляет собой комбинацию соединения коррола с молекулой HerPBK10. В другом воплощении изобретения наночастица представляет собой HerMn, HerFe или HerGa. В другом воплощении изобретения визуализацию выполняют с помощью МРТ.

В одном воплощении в данном документе раскрыты композиции, содержащие нацеленную наночастицу коррола. В другом воплощении изобретения нацеленная наночастица коррола включает марганец (Mn), железо (Fe) и/или галлий (Ga). В другом воплощении изобретения наночастица представляет собой комбинацию соединения коррола с молекулой HerPBK10. В другом воплощении изобретения наночастица представляет собой HerMn, HerFe или HerGa. В другом воплощении изобретения визуализацию выполняют с помощью МРТ.

В различных воплощениях в данном документе раскрыты фармацевтические композиции, включающие в себя фармацевтически приемлемый эксципиент в сочетании с терапевтически эффективным количеством нацеленной наночастицы коррола. "Фармацевтически приемлемый эксципиент" означает эксципиент, полезный при получении фармацевтической композиции, который является по существу безопасным, нетоксичным и желательным, и включает эксципиенты, приемлемые как для ветеринарного применения, так и для медицинского фармацевтического применения. Такие эксципиенты могут представлять собой твердое вещество, жидкость, полутвердое вещество или, в случае аэрозольной композиции, газообразное вещество.

В различных воплощениях фармацевтические композиции можно готовить для доставки посредством любого пути введения. "Путь введения" может относиться к любому пути введения, известному в данной области техники, включающему без ограничений аэрозольный, назальный, пероральный, трансмукозальный, трансдермальный или парентеральный. "Парентеральный" относится к пути введения, по существу связанному с инъекцией, включающему интраорбитальный, инфузионный, внутриартериальный, интракапсулярный, интракардиальный, внутрикожный, внутримышечный, интраперитонеальный, внутрилегочный, интраспинальный, интрастернальный, подоболочечный, внутриматочный, внутривенный, субарахноидальный, субкапсулярный, подкожный, трансмукозальный или транстрахеальный. Для парентерального пути композиции могут находиться в форме растворов или суспензий для инфузии или для инъекции или в виде лиофилизированных порошков.

Фармацевтические композиции, раскрытые в настоящем документе, могут также содержать любой фармацевтически приемлемый носитель. "Фармацевтически приемлемый носитель" при использовании в настоящем документе относится к фармацевтически приемлемому веществу, композиции или основе, которые вовлечены в перенесение или транспортирование представляющего интерес соединения из одной ткани, органа или части тела в другую ткань, орган или часть тела. Например, носитель может представлять собой жидкий или твердый наполнитель, разбавитель, эксципиент, растворитель или инкапсулирующий материал, либо их комбинацию. Каждый компонент носителя должен быть "фармацевтически приемлемым" в том смысле, что он должен быть совместимым с другими ингредиентами препарата. Он должен также подходить для применения при контакте с любыми тканями или органами, с которыми он может вступать в контакт, что означает, что он не должен нести риска токсичности, раздражения, аллергической реакции, иммуногенности или любого другого осложнения, слишком перевешивающего его терапевтические преимущества.

Фармацевтические композиции также могут быть инкапсулированными, таблетированными или приготовленными в эмульсии или сиропе для перорального введения. Фармацевтически приемлемые твердые или жидкие носители можно добавлять для усиления или стабилизации композиции или для облегчения приготовления композиции. Жидкие носители включают сироп, арахисовое масло, оливковое масло, глицерин, физиологический раствор, спирты и воду. Твердые носители включают крахмал, лактозу, дигидрат сульфата кальция, каолин, стеарат магния или стеариновую кислоту, тальк, пектин, аравийскую камедь, агар или желатин. Носитель может также включать материал пролонгированного высвобождения, такой как моностеарат глицерина или дистеарат глицерина, отдельно или вместе с воском.

Фармацевтические препараты готовят, следуя традиционным методам фармацевтики, включающим измельчение, смешивание, грануляцию и при необходимости прессование для таблеточных форм; или измельчение, смешивание и заполнение в формы твердых желатиновых капсул. При использовании жидкого носителя препарат находится в форме сиропа, эликсира, эмульсии, либо водной или неводной суспензии. Такой жидкий препарат можно вводить непосредственно перорально или заполнять в мягкую желатиновую капсулу.

Фармацевтические композиции можно доставлять в терапевтически эффективном количестве. Точное терапевтически эффективное количество представляет собой такое количество композиции, которое даст наиболее эффективные результаты в отношении эффективности лечения у данного субъекта. Это количество варьирует в зависимости от ряда факторов, включающих без ограничений характеристики терапевтического соединения (включающие активность, фармакокинетику, фармакодинамику и биодоступность), физиологическое состояние субъекта (включая возраст, пол, тип и стадию заболевания, общее физическое состояние, способность к ответу на данную дозу и тип лекарственного средства), природу фармацевтически приемлемого носителя или носителей в препарате и путь введения. Специалист в клинической и фармакологической областях способен определить терапевтически эффективное количество посредством рутинного экспериментирования, например, путем мониторинга ответа субъекта на введение соединения и соответствующего регулирования дозы. Дополнительное руководство см. в кн. Remington: The Science and Practice of Pharmacy (Gennaro ed. 20th edition, Williams & Wilkins PA, USA) (2000).

Характерные дозы эффективной нацеленной наночастицы коррола могут находиться в диапазонах, рекомендуемых изготовителем, при применении известных терапевтических соединений, а также указанных специалистом в данной области техники на основании ответов in vitro или ответов в моделях на животных. Такие дозы в характерном случае могут быть снижены на значение вплоть до приблизительно одного порядка величины по концентрации или количеству без утраты релевантной биологической активности. Такие образом, действительная доза зависит от мнения врача, состояния пациента и эффективности терапевтического способа на основании, например, способности к ответу in vitro релевантных клеток первичной культуры или гистологически культивируемого образца ткани, такого как биоптаты злокачественных опухолей, или ответов, наблюдаемых в соответствующих моделях на животных, как описано выше.

Различные способы и методы, описанные выше, обеспечивают ряд путей осуществления изобретения. Конечно, должно быть понятно, что необязательно все описанные цели или преимущества могут быть достигнуты в соответствии с любым конкретным воплощением изобретения, описанным в данном документе. Так, например, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что способы могут быть выполнены так, чтобы достичь одного преимущества или группы преимуществ, заявленных в настоящем документе, или оптимизировать их, необязательно достигая других целей или преимуществ, которые могут быть заявлены или предложены в настоящем документе. В данном документе упомянут ряд благоприятных и неблагоприятных альтернатив. Должно быть понятно, что некоторые предпочтительные воплощения изобретения конкретно включают одно, другое или несколько преимуществ, тогда как другие конкретно исключают один, другой или несколько недостатков, а еще другие конкретно ослабляет настоящий недостаток путем включения одного, другого или нескольких преимуществ.

Кроме того, специалисту в данной области техники понятна применимость различных признаков из различных воплощений изобретения. Аналогично различные элементы, признаки и стадии, обсуждаемые выше, а также другие известные эквиваленты каждого такого элемента, признака или стадии могут быть смешаны и согласованы любым средним специалистом в данной области техники для выполнения способов в соответствии с принципами, раскрытыми в настоящем документе. Среди различных элементов, признаков и стадий некоторые конкретно включены, а другие конкретно исключены в различных воплощениях изобретения.

Хотя изобретение раскрыто в контексте некоторых воплощений и примеров, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что воплощения изобретения распространяются за пределы конкретно раскрытых воплощений изобретения на другие альтернативные воплощения изобретения и/или его применения, модификации и эквиваленты.

В воплощениях настоящего изобретения раскрыто множество вариантов и альтернативных элементов. Дополнительные варианты и альтернативные элементы очевидны специалистам в данной области техники. Среди этих вариантов без ограничения находится выбор соответствующих модулей изобретательских композиций, а также заболеваний и других клинических состояний, которые можно диагностировать, прогнозировать или лечить с его помощью. Различные воплощения изобретения могут конкретно включать или исключать любой из этих вариантов или элементов.

В некоторых воплощениях изобретения числа, выражающие количества ингредиентов, свойства, такие как концентрация, условия реакции и т.д., используемые для описания и заявления некоторых воплощений изобретения, следует понимать как модифицируемые в некоторых случаях термином "приблизительно". Соответственно, в некоторых воплощениях изобретения числовые параметры, приведенные в описании и прилагаемой формуле изобретения, представляют собой приблизительные значения, которые могут изменяться в зависимости от желаемых свойств, которые подразумевают получить в конкретном воплощении. В некоторых воплощениях изобретения числовые параметры следует истолковывать в свете числа указанных значащих цифр и путем применения обычных методов округления. Несмотря на то, что числовые диапазоны и параметры, приведенные в широком объеме некоторых воплощений изобретения, представляют собой приблизительные значения, числовые значения, приведенные в конкретных примерах, указаны настолько точно, насколько это практически возможно. Числовые значения, представленные в некоторых воплощениях изобретения, могут содержать некоторые погрешности, необязательно являющиеся результатом стандартного отклонения, обнаруживаемого в их соответствующих испытательных измерениях.

В некоторых воплощениях изобретения термины единственного числа и подобные ссылки, используемые в контексте описания конкретного воплощения изобретения (в частности, в контексте некоторых приведенных ниже пунктов формулы изобретения) можно истолковывать как охватывающие и единственное, и множественное число. Перечисление числовых диапазонов значений в данном документе подразумевают как служащее исключительно в качестве сокращенного способа индивидуальной ссылки на каждое отдельное значение, попадающее в пределы диапазона. Если в данном документе не указано иное, каждое индивидуальное значение включено в описание, как если бы оно было индивидуально перечислено в настоящем документе. Все способы, раскрытые в настоящем документе, можно выполнять в любом подходящем порядке, если в данном документе не указано иное или иное явным образом не противоречит контексту. Использование любого и всех примеров или выражений, приведенных в примерах (например, "такой как"), предложенное в отношение конкретных воплощений настоящего документа, подразумевают исключительно как лучшее освещение изобретения и не налагают ограничений на объем изобретения, если не заявлено иное. Ни одно из выражений в данном описании не следует истолковывать как указывающее на какой-либо не заявленный элемент, незаменимый для практики изобретения.

Группирования альтернативных элементов или воплощений изобретения, раскрытых в настоящем документе, не следует истолковывать как ограничения. На каждый член группы можно ссылаться, и он может быть заявлен индивидуально или в любой комбинации с другими членами группы или с другими элементами, находящимися в данном документе. Один или более членов группы может быть включено в группу или удалено из группы из соображений удобства и/или патентоспособности. Когда происходит любое такое включение или удаление, считают, что описание в данном документе содержит группу, модифицированную для соблюдения описания всех групп Маркуша, используемых в прилагаемой формуле изобретения.

В данном документе раскрыты предпочтительные воплощения изобретения, включая лучший способ осуществления изобретения, известный авторам изобретения. Изменения в отношении этих предпочтительных воплощений станут очевидными среднему специалисту в данной области техники после прочтения приведенного выше описания. Рассмотрено, что специалисты в данной области техники могут использовать такие изменения, если это целесообразно, и изобретение можно выполнять на практике иначе, чем конкретно раскрыто в настоящем документе. Соответственно, многие воплощения данного изобретения включают все модификации и эквиваленты сущности изобретения, перечисленные в прилагаемой к нему формуле изобретения, если это допустимо применимым законодательством. Кроме того, любая комбинация описанных выше элементов в их возможных вариантах охвачена изобретением, если в данном документе не указано иное или иное четко продиктовано контекстом.

Кроме того, на протяжении данного описания сделаны многочисленные ссылки на патенты и печатные публикации. Каждая из цитируемых выше ссылок и печатных публикаций полностью индивидуально включена в настоящий документ посредством ссылки.

В заключение, следует понимать, что воплощения, раскрытые в настоящем документе, являются иллюстрацией принципов настоящего изобретения. Другие модификации, которые можно использовать, могут находиться в пределах объема изобретения. Таким образом, в качестве примера, но не ограничения, альтернативные конфигурации настоящего изобретения можно использовать в соответствии с идеями настоящего документа. Соответственно, воплощения настоящего изобретения, точно показанные и описанные, не являются ограничивающими.

ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Приведенные ниже примеры предназначены для лучшей иллюстрации заявленного изобретения, и их не следует интерпретировать как ограничивающие объем изобретения. Конкретные материалы упомянуты в такой степени, которая предназначена исключительно в целях иллюстрации, и их не подразумевают как ограничивающие изобретение. Специалист в данной области техники может разработать эквивалентные средства или реагенты без осуществления изобретательской способности и без отклонения от объема изобретения.

Пример 1

Mn-коррол проявляет наивысшее время релаксации Т1 in vitro

Авторы изобретения оценивали исходную панель корролов, чтобы определить, какие из них проявляют, и проявляют ли, потенциал в качестве контрастного агента для МРТ. Чтобы определить это, авторы изобретения измеряли время релаксации Т1 каждого из них при возрастающих концентрациях в условиях in vitro. Из трех измеренных корролов (соединений, металлированных галлием, железом и марганцем), Mn-коррол, S2Mn, проявлял наибольшее укорочение времени релаксации Т1 (фиг. 1). Поэтому последующие исследования проводили с использованием этого соединения.

Пример 2

Нацеленный Mn-коррол, HerMn, ингибирует опухоли in vivo

Авторы изобретения исследовали, является ли S2Mn токсичным для опухолей при доставке с помощью нацеливающего белка HerPBK10. Частицу, полученную в результате нековалентного взаимодействия между S2Mn и HerPBK10 (называемую HerMn; фиг. 2), протестировали на нацеленную опухолевую токсичность в модели ксенотрансплантата мыши in vivo HER2+ рака человека. Авторы изобретения доставляли HerMn при концентрации 5 наномоль на инъекцию или эквивалентную дозу одного S2Mn, одного HerPBK10 и физиологический раствор посредством инъекции в хвостовую вену ежесуточно в течение 7 суток и проводили мониторинг роста опухоли в течение 25 суток после последней инъекции.

В данном исследовании показано, что HerMn может вызывать абляцию роста опухоли in vivo, тогда как отдельные компоненты ее не вызывают (фиг. 3).

Пример 3

S2Mn проявляет укорочение времени Т1 и контраст МРТ in vivo

Чтобы определить, проявляет ли S2Mn контраст на МРТ, авторы изобретения измеряли укорочение времени Т1 S2Mn in vivo после внутриопухолевой инъекции в различных дозах на инъекцию. Аккумуляция 100 мкмоль S2Mn в опухоли привела к значительному различию укорочения времени Т1 по сравнению с эквивалентным объемом физиологического раствора, инъецированного в контралатеральную опухоль (фиг. 4А). Тем не менее, 1 ммоль S2Mn приводил к лучшему сокращению времени Т1, которое могло бы дать возможность лучшего отличия от фоновых сигналов ткани (фиг. 4А), и таким же образом приводить к обнаружимому контрасту по МРТ (фиг. 4В).

Взятые все вместе, эти результаты демонстрируют, что HerMn является конкурентоспособным агентом, как для нацеленного ингибирования опухоли, так и для обнаружения посредством МРТ. Эти результаты подтверждают трансляцию HerMn в направлении будущего клинического применения.

Пример 4

Обзор

Как раскрыто в настоящем документе, авторы изобретения разработали нацеленную на опухоль наночастицу на основе белка, способную к одномременному обнаружению и лечению опухоли. В одном воплощении изобретения наночастица образуется путем нековалентной сборки рекомбинантного белка клеточной проницаемости, нацеленного на опухоль (HerPBK10), с водорастворимыми сульфированными корролами, образующей округлые вирусоподобные частицы диаметром 10-20 нм. В то время, как HerPBK10 способствует нацеливанию на опухоль и проникновению через клеточную мембрану, коррол нековалентно связывается с белком и обеспечивает обнаружение и цитотоксичность. Авторы изобретения продемонстрировали, что доставка коррола, металлированного галлием, посредством HerPBK10 (с получением в результате комплекса HerGa) может испускать интенсивную красную флуоресценцию, позволяющую следить за нацеливанием на опухоль при селективном ингибировании опухолей HER2+. Тем не менее, обнаружение опухоли с использованием HerGa возможно только в случае, когда опухоли расположены в пределах нескольких сантиметров под кожей, поскольку глубины проникновения ограничены несколькими сантиметрами. Таким образом, применимость HerGa для обнаружения опухоли в клинике может требовать более совершенных методологий визуализации, включающих эндоскопические технологии. Как раскрыто в настоящем документе, авторы изобретения изучили, можно ли использовать альтернативные корролы, которые при комбинировании с HerPBK10 обладают такой же цитотоксичностью, как HerGa, но при этом являются носителями достаточных контрастных свойств, чтобы обеспечивать обнаружение при использовании клинически релевантных устройств, таких как МРТ. Авторы изобретения изучили, являются ли нацеленные на опухоль частицы, переносящие корролы марганца (Mn) и железа (Fe) (HerMn или HerFe соответственно), носителями достаточного контраста для МРТ, при этом ограничивая нацеленную токсичность опухолевыми клетками HER2+ in vivo.

В приведенном выше подробном описании раскрыты различные воплощения изобретения. Хотя в этих описания непосредственно раскрыты приведенные выше воплощения изобретения, понятно, что специалисты в данной области техники могут разработать модификации и/или варианты конкретных воплощений изобретения, представленных и раскрытых в настоящем документе. Любые такие модификации или варианты, попадающие в пределы сферы действия данного описания, также подразумевают как включенные в описание. Если специально не указано иное, намерение авторов изобретения состоит в том, чтобы словам и выражениям в описании были даны значения, обычные и широко известные для средних специалистов в области (областях) применения изобретения.

Приведенное выше описание различных воплощений изобретения, известных заявителю на момент подачи заявки, представлены и предназначены для целей иллюстрации и описания. Настоящее описание не подразумевают как исчерпывающее или ограничивающее изобретение точной раскрытой формой, и в свете вышеизложенных идей возможны многочисленные модификации и варианты. Раскрытые воплощения служат для объяснения принципов изобретения и его практического применения и для обеспечения использования другими специалистами в данной области техники изобретения в различных воплощениях и с различными модификациями, если они подходят к конкретному рассматриваемому применению. Таким образом, подразумевают, что изобретение не ограничено конкретными раскрытыми воплощениями для осуществления изобретения.

Хотя представлены и раскрыты конкретные воплощения настоящего изобретения, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что на основании идей настоящего документа могут быть проведены изменения и модификации без отклонения от данного изобретения и его более широких аспектов и, следовательно, в пределах объема прилагаемой формулы изобретения должны быть заключены все такие изменения и модификации как находящиеся в пределах действительной сущности и объема данного изобретения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что, как правило, термины, используемые в настоящем документе, по существу подразумевают как "открытые" термины (например, термин "включающий" следует интерпретировать как "включающий без ограничений", термин "имеющий" следует интерпретировать как "имеющий по меньшей мере", термин "включает" следует интерпретировать как "включает без ограничений" и т.д.).

1. Способ лечения рака у субъекта, включающий введение субъекту терапевтически эффективной дозы композиции, включающей нацеленную на опухоль наночастицу, где нацеленная на опухоль наночастица содержит нацеливающий на опухоль белок и металлированный коррол, включающий марганец или железо.

2. Способ по п. 1, где нацеливающий на опухоль белок представляет собой белок клеточной проницаемости.

3. Способ по п. 1, где нацеливающий на опухоль белок представляет собой молекулу HerPBK10.

4. Способ по п. 1, где металлированный коррол является сульфированным.

5. Способ по п. 1, где металлированный коррол включает марганец.

6. Способ по п. 1, где металлированный коррол представляет собой S2Mn.

7. Способ по п.1, где металлированный коррол включает железо.

8. Способ по п.1, где наночастица представляет собой HerMn или HerFe.

9. Способ по п.1, где мишенью нацеливающего на опухоль белка являются раковые клетки HER2+.

10. Способ визуализации состояния у субъекта с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ), включающий:

a) введение субъекту эффективного количества композиции, включающей нацеленную наночастицу, содержащую нацеливающий белок и металлированный коррол, включающий марганец или железо, где нацеливающий белок представляет собой белок клеточной проницаемости; и

b) визуализацию состояния у субъекта.

11. Способ по п. 10, где нацеливающий белок представляет собой молекулу HerPBK10.

12. Способ по п. 10, где металлированный коррол является сульфированным.

13. Способ по п. 10, где металлированный коррол включает марганец.

14. Способ по п. 10, где металлированный коррол представляет собой S2Mn.

15. Способ по п. 10, где металлированный коррол включает железо.

16. Способ по п. 10, где наночастица представляет собой HerMn или HerFe.

17. Способ по п. 10, где состояние представляет собой рак.

18. Способ по п. 10, где нацеливающий белок нацелен на раковые клетки HER2+.

19. Фармацевтическая композиция для нацеленной доставки in vivo коррола, содержащая нацеленную наночастицу, включающую нацеливающий белок и металлированный коррол, включающий марганец или железо; и фармацевтически приемлемый носитель или эксципиент.

20. Фармацевтическая композиция по п. 19, где нацеливающий белок представляет собой белок клеточной проницаемости.

21. Фармацевтическая композиция по п. 19, где нацеливающий белок представляет собой молекулу HerPBK10.

22. Фармацевтическая композиция по п. 19, где металлированный коррол является сульфированным.

23. Фармацевтическая композиция по п. 19, где металлированный коррол включает марганец.

24. Фармацевтическая композиция по п. 19, где металлированный коррол представляет собой S2Mn.

25. Фармацевтическая композиция по п. 19, где металлированный коррол включает железо.

26. Фармацевтическая композиция по п. 19, где нацеленная наночастица представляет собой HerMn или HerFe.

27. Фармацевтическая композиция по п. 19, где нацеленная наночастица нацелена на опухолевые клетки.

28. Фармацевтическая композиция по п. 19, где мишенью нацеливающего белка являются раковые клетки HER2+.

29. Фармацевтическая композиция по п. 19, где указанная композиция изготовлена для аэрозольного, назального, перорального, трансмукозального, трансдермального или парентерального введения.

30. Фармацевтическая композиция по п. 19, где указанная композиция изготовлена для парентерального введения.

31. Фармацевтическая композиция по п. 19, где указанная композиция изготовлена для внутривенного введения.