[go: up one dir, main page]

CN109069666B - 使靶向颗粒穿透、分布和响应于恶性脑肿瘤中的组合物和方法 - Google Patents

使靶向颗粒穿透、分布和响应于恶性脑肿瘤中的组合物和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109069666B
CN109069666B CN201780026280.5A CN201780026280A CN109069666B CN 109069666 B CN109069666 B CN 109069666B CN 201780026280 A CN201780026280 A CN 201780026280A CN 109069666 B CN109069666 B CN 109069666B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ndc
tumor
linker
drug
moiety
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780026280.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109069666A (zh
Inventor
M·S·布拉德伯里
M·奥韦尔霍尔策
C·布伦南
B·游
J·D·沃尔作
U·维斯纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cornell University
Memorial Sloan Kettering Cancer Center
Original Assignee
Cornell University
Memorial Sloan Kettering Cancer Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cornell University, Memorial Sloan Kettering Cancer Center filed Critical Cornell University
Publication of CN109069666A publication Critical patent/CN109069666A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109069666B publication Critical patent/CN109069666B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/12—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules
    • A61K51/1241—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules particles, powders, lyophilizates, adsorbates, e.g. polymers or resins for adsorption or ion-exchange resins
    • A61K51/1244—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules particles, powders, lyophilizates, adsorbates, e.g. polymers or resins for adsorption or ion-exchange resins microparticles or nanoparticles, e.g. polymeric nanoparticles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/69—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6921—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere
    • A61K47/6923—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being an inorganic particle, e.g. ceramic particles, silica particles, ferrite or synsorb
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K45/00—Medicinal preparations containing active ingredients not provided for in groups A61K31/00 - A61K41/00
    • A61K45/06—Mixtures of active ingredients without chemical characterisation, e.g. antiphlogistics and cardiaca
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/69—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6921—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere
    • A61K47/6927—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a solid microparticle having no hollow or gas-filled cores
    • A61K47/6929—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a solid microparticle having no hollow or gas-filled cores the form being a nanoparticle, e.g. an immuno-nanoparticle
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/02—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
    • A61K51/04—Organic compounds
    • A61K51/0474—Organic compounds complexes or complex-forming compounds, i.e. wherein a radioactive metal (e.g. 111In3+) is complexed or chelated by, e.g. a N2S2, N3S, NS3, N4 chelating group
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P11/00—Drugs for disorders of the respiratory system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • A61P35/04—Antineoplastic agents specific for metastasis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00—Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2121/00—Preparations for use in therapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2123/00—Preparations for testing in vivo

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

本文描述了纳米颗粒偶联物，其表现出增强的对肿瘤组织(例如，脑肿瘤组织)的穿透和在肿瘤间质内的扩散，例如用于治疗癌症。进一步描述了使用此类纳米颗粒偶联物靶向肿瘤微环境中的肿瘤相关巨噬细胞、小胶质细胞和/或其它细胞的方法。此外，描述了以此类纳米颗粒偶联物为特征的诊断、治疗和治疗诊断(诊断和治疗)平台，用于治疗肿瘤和周围微环境中的靶标，从而增强癌症治疗的疗效。还设想了本文所述的纳米颗粒偶联物联合其它常规疗法(包含化学疗法、放射疗法、免疫疗法等)的使用。

Description

使靶向颗粒穿透、分布和响应于恶性脑肿瘤中的组合物和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年4月29日提交的美国申请序列号62/330,029的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明一般涉及用于治疗癌症的纳米颗粒偶联物，以及使用此些纳米颗粒偶联物的显像方法和治疗方法。
政府支持
本发明是在政府支持下，依据国立卫生研究院(NIH)授予的授权号CA199081完成的。政府拥有本发明的某些权利。
背景技术
治疗患有表皮生长因子受体突变体(EGFRmt+)和血小板源生长因子B(PDGFB)驱动的恶性脑肿瘤的患者目前面临的挑战之一是EGFR和PDGFR小分子抑制剂(SMI)(例如，吉非替尼和达沙替尼(das))在标准每日给药时的有限CNS穿透。转移至大脑的最常见癌症是非小细胞肺癌(NSCLC)，而多形性胶质母细胞瘤(GBM)是最常见的原发性恶性脑肿瘤。作为有吸引力的靶向癌症治疗的分子候选物，表皮生长因子受体(EGFR)在25％的转移性NSCLC和40-50％的原发性GBM中表现出激活突变。这些突变与对EGFR酪氨酸激酶抑制剂(TKI)(例如，吉非替尼)的高响应率相关。然而，约有三分之一的患者在响应于TKI后发生中枢神经系统(CNS)转移。这归因于脑或CSF中较低的SMI浓度，其不足以杀死EGFRmt+肿瘤细胞。已经给予过间歇性高剂量治疗，其只能部分成功改善患有EGFR突变(EGFRmt+)NSCLC的患者的CNS响应。目前，在脑组织中实现足够的EGFR抑制剂浓度以最大化原发性恶性肿瘤或转移性疾病的治疗或在脑脊液(CSF)中实现足够的EGFR抑制剂浓度以治疗软脑膜转移仍然具有挑战性。
作为另一个实例，GBM需要积极的局部治疗和辅助化学治疗以靶向广泛的微观疾病浸润。然而，此治疗组合仅赋予短期存活益处，并且利用小分子抑制剂(SMI)(例如，达沙替尼(BMS-354825))的替代治疗策略已越来越多地并入治疗计划方案中。达沙替尼是一种高效的第二代ATP竞争性多种蛋白酪氨酸激酶抑制剂，包含PDGFR和Src家族激酶(SFK)，已知其可以降低肿瘤细胞的存活率以及体外增殖和转移活性，但大多数临床试验表明使用这种和其它SMI作为单一疗法，未能在未经选择的恶性胶质瘤患者群体中表现出存活益处。
已经有治疗性尝试来调节肿瘤微环境。例如，最近有一些治疗尝试重新教育肿瘤微环境内的基质细胞以具有抗肿瘤发生作用(参见“肿瘤进展和转移的微环境调节(Microenvironmental regulation of tumor progression and metastasis)”，达尼埃拉·奎尔(Daniela Quail)和乔安娜·乔伊斯(Johanna Joyce)，《自然医学(NatureMedicine)》，第19卷，第11期，2013年11月)。以前的研究使用了集落刺激因子-1(CSF-1)受体(CSF-1R)抑制剂来靶向小鼠原神经GBM模型中的肿瘤微环境，这显著提高了存活率并使已建立的肿瘤退化(参见“CSF-1R抑制改变巨噬细胞极化并阻断胶质瘤的进展(CSF-1Rinhibition alters macrophage polarization and blocks glioma progression)”，皮昂特克(Pyonteck)等人，《自然医学(Nature Medicine)》，第19卷，第10期，2013年10月)。
此外，目前针对大脑的基因组上定义的转移性疾病的策略受到通过血脑屏障的可变和不良递送的限制，导致在可耐受的全身剂量下的低肿瘤穿透。
这些研究结果强调了开发新的药物递送方法的必要性，并进一步阐明了可能限制对EGFR抑制剂和其它TKI的治疗响应的关键因素，例如生物利用度、穿透、血清蛋白结合、药物特异性和非特异性组织摄取。此外，仍然需要一种非侵入性可量化的载剂，其具有增强的至原发性和转移性肿瘤(例如，脑肿瘤)的药物递送，并且改善了现有药物在原发性和转移性肿瘤的治疗中的肿瘤递送和治疗指数。
发明内容
本文描述了纳米颗粒偶联物，其表现出增强的对肿瘤组织(例如，脑肿瘤组织)的穿透和在肿瘤间质内的扩散，例如用于治疗癌症(例如，原发性和转移性脑肿瘤)。进一步描述了使用此些纳米颗粒偶联物靶向肿瘤微环境中的肿瘤相关巨噬细胞、小胶质细胞和/或其它细胞的方法。此外，描述了以此些纳米颗粒偶联物为特征的诊断、治疗和治疗诊断(诊断和治疗)平台，用于治疗肿瘤和周围微环境中的靶标，从而增强癌症治疗的疗效。还设想了本文所述的纳米颗粒偶联物与其它常规疗法(包含化学疗法、放射疗法、免疫疗法等)结合的用途。
已经开发了多靶向激酶抑制剂和单靶向激酶抑制剂的组合以克服治疗抗性。重要的是，靶向剂的多模态组合，包含设计用于携带SMI、化学治疗剂、放射治疗标记和/或免疫治疗剂的基于颗粒的探针，可以增强疗效和/或改善恶性脑肿瘤的治疗计划。与分子显像标记相结合，这些载剂允许监测药物递送、累积和保留，继而可以获得最佳治疗指数。
此外，使用连接于(或并入或掺混于或以其它方式相关于)纳米颗粒的放射性标记和/或荧光标志物提供了颗粒摄取的定量评估和治疗响应的监测。在各个实施例中，描述了模块化连接子用于掺混靶向配体以开发具有受控药理学特性的药物递送系统。所描述的平台确定靶向对纳米颗粒穿透和累积的影响，从而建立适应性平台，用于改善一系列易控制的SMI的递送，例如，至原发性和转移性脑肿瘤。
在一个方面，本发明涉及一种治疗癌症的方法，该方法包括向受试者给予包括纳米颗粒药物偶联物(NDC)的医药组合物，该纳米颗粒药物偶联物包括：平均直径不大于20nm的纳米颗粒；连接子部分；药物部分；和药物部分，其中药物部分和连接子部分形成可裂解连接子-药物构建体，其连接(例如，共价和/或非共价结合)于纳米颗粒，并且其中NDC容易在肿瘤间质内扩散。
在某些实施例中，癌症包括选自由以下组成的群组的成员：恶性脑肿瘤、转移性脑肿瘤、非小细胞肺癌(NSCLC)和多形性胶质母细胞瘤(GBM)。
在某些实施例中，该方法在组织内实现充分的药物部分累积和/或(更均匀的)分布以治疗原发性恶性肿瘤或转移性疾病。在某些实施例中，该方法在脑脊液内实现充分的药物部分累积和/或(更均匀的)分布，从而治疗软脑膜转移。
在某些实施例中，纳米颗粒的平均直径为3至8nm。
在某些实施例中，连接子部分包括可裂解连接子和/或可生物裂解连接子。在某些实施例中，连接子部分包括选自由以下组成的群组的成员：肽、腙、PEG和包括一或多个氨基酸(天然和/或非天然氨基酸)的部分。在某些实施例中，连接子部分包括酶敏感连接子部分。
在某些实施例中，药物部分包括选自由以下组成的群组的成员：小分子抑制剂(SMI)、酪氨酸激酶抑制剂(TKI)、EGFR抑制剂(例如，吉非替尼)和PDGFR抑制剂(例如，达沙替尼)。
在某些实施例中，纳米颗粒药物偶联物包括一或多个靶向部分(例如，靶向肽)(例如，肿瘤靶向部分，例如含有RGD的部分，例如cRGDY，靶向整联蛋白(整联蛋白受体)和/或微环境靶向部分，例如αMSH，靶向黑皮质素-1受体)，(例如，用于递送药物部分(例如，小分子抑制剂，SMI)(例如，至整联蛋白和/或黑皮质素-1(MC1)表达细胞(例如，肿瘤、巨噬细胞)))。在某些实施例中，纳米颗粒药物偶联物包括1至20个离散的靶向部分(例如，相同类型或不同类型)。
在某些实施例中，该方法包括给予具有第一部分的纳米颗粒药物偶联物(例如，相同或相似组合物的多个NDC)和具有第二部分的NDC，所述第一部分用于将药物部分递送至和靶向肿瘤，并且所述第二部分用于将药物部分递送至和靶向肿瘤周围的微环境。
在某些实施例中，第一和第二部分可以在相同或不同的NDC上，所述NDC在一或多种组合物中给予于受试者。
在某些实施例中，NDC包括放射性同位素(例如，PET示踪剂)，例如89Zr、64Cu和/或124I，(例如，在纳米颗粒内，连接于纳米颗粒(直接或通过连接子)，和/或连接于药物部分)。在某些实施例中，放射性同位素包括选自由以下组成的群组的一或多个成员：99mTc、111In、64Cu、67Ga、68Ga、67Cu、123I、124I、125I、11C、13N、15O、18F、186Re、188Re、153Sm、166Ho、177Lu、149Pm、90Y、213Bi、103Pd、109Pd、159Gd、140La、198Au、199Au、169Yb、175Yb、165Dy、166Dy、105Rh、111Ag、89Zr、225Ac和192Ir。
在某些实施例中，药物部分包括SMI(例如，CSF-1R、达沙替尼)或化学治疗剂(例如，索拉非尼、紫杉醇、多西他赛、MEK162、依托泊苷、拉帕替尼、尼罗替尼、克唑替尼、氟维司群、维罗非尼、贝罗汀(bexorotene)和/或喜树碱)。
在某些实施例中，纳米颗粒药物偶联物包括免疫调节剂和/或消炎剂。在某些实施例中，免疫调节剂和/或消炎剂包括αMSH。
在某些实施例中，该方法包括给予(例如，用于免疫疗法)抗体或抗体片段。
在某些实施例中，组合物包括抗体和/或连接有抗体片段的NDC。
在某些实施例中，该方法包括给予连接有抗体片段的NDC，其中抗体片段是选自由以下组成的集合的成员：重组抗体片段(fAb)、单链可变区片段(scFv)和单结构域抗体(sdAb)片段。
在某些实施例中，抗体片段是单链可变区片段(scFv)。在某些实施例中，抗体片段是单结构域(sdAb)片段。
在某些实施例中，医药组合物包括靶向癌细胞的纳米颗粒，使得纳米颗粒以足以诱导癌细胞的铁死亡的浓度累积。
在某些实施例中，纳米颗粒包括二氧化硅(例如，其中纳米颗粒包括荧光化合物，例如，连接于和/或并入纳米颗粒)。在某些实施例中，纳米颗粒包括基于二氧化硅的核和在核的至少一部分周围的二氧化硅壳(例如，其中纳米颗粒包括核内的荧光化合物)。
在某些实施例中，医药组合物包括载体。
在另一方面，本发明涉及一种体内诊断和/或分期癌症的方法，其中体内诊断和/或分期包括：将医药组合物递送至受试者，其中医药组合物包括纳米颗粒药物偶联物(NDC)，纳米颗粒药物偶联物包括：平均直径不大于20nm的纳米颗粒；连接子部分；药物部分，其中药物部分和连接子部分形成可裂解连接子-药物构建体，其连接(例如，共价和/或非共价结合)于纳米颗粒，并且其中NDC容易在肿瘤间质内扩散；和放射性同位素(例如，PET示踪剂)，例如89Zr、64Cu和/或124I，(例如，在纳米颗粒内，连接于纳米颗粒(直接或通过连接子)和/或连接于药物部分)；和检测(例如，通过PET、X射线、MRI、CT等)受试者中的放射性同位素。
在某些实施例中，NDC包括一或多个靶向部分(例如，靶向肽)(例如，靶向肽)(例如，肿瘤靶向部分，例如含有RGD的部分，例如靶向整联蛋白受体的cRGDY)，和/或微环境靶向部分，例如(靶向MC1-R的)αMSH，例如用于递送药物部分(例如，SMI)。
在某些实施例中，癌症包括选自由以下组成的群组的成员：恶性脑肿瘤、转移性脑肿瘤、非小细胞肺癌(NSCLC)和多形性胶质母细胞瘤(GBM)。
在某些实施例中，该方法在组织内实现充分的药物部分累积和/或(更均匀的)分布以治疗原发性恶性肿瘤或转移性疾病。在某些实施例中，该方法在脑脊液内实现充分的药物部分累积和/或(更均匀的)分布，从而治疗软脑膜转移。
在某些实施例中，纳米颗粒的平均直径为3至8nm。
在某些实施例中，放射性同位素包括选自由以下组成的群组的一或多个成员：99mTc、111In、64Cu、67Ga、68Ga、67Cu、123I、124I、125I、11C、13N、15O、18F、186Re、188Re、153Sm、166Ho、177Lu、149Pm、90Y、213Bi、103Pd、109Pd、159Gd、140La、198Au、199Au、169Yb、175Yb、165Dy、166Dy、105Rh、111Ag、89Zr、225Ac和192Ir。
在某些实施例中，连接子部分包括可裂解连接子和/或可生物裂解连接子。在某些实施例中，连接子部分包括选自由以下组成的群组的成员：肽、腙、PEG和包括一或多个氨基酸(天然和/或非天然氨基酸)的部分。在某些实施例中，连接子部分包括酶敏感连接子部分。
在某些实施例中，药物部分包括选自由以下组成的群组的成员：小分子抑制剂(SMI)、酪氨酸激酶抑制剂(TKI)、EGFR抑制剂(例如，吉非替尼)和PDGFR抑制剂(例如，达沙替尼)。
在某些实施例中，该方法包括对受试者中的放射性同位素的浓度进行绘图，例如以2D或3D，并且任选地，检测来自荧光化合物(例如，连接于和/或并入NDC的纳米颗粒的荧光化合物)的荧光。
在某些实施例中，放射性同位素检测/绘图步骤是治疗癌症的一部分。
在某些实施例中，该方法是治疗诊断方法。
在另一方面，本发明涉及一种包括纳米颗粒药物偶联物(NDC)的医药组合物，该纳米颗粒药物偶联物包括：平均直径不大于20nm的纳米颗粒；连接子部分；药物，其中药物部分和连接子部分形成可裂解连接子-药物构建体，其连接(例如，共价和/或非共价结合)于纳米颗粒，并且其中NDC容易在肿瘤间质内扩散；为了用于治疗癌症的方法，该方法包括向受试者给予包括纳米颗粒药物偶联物的医药组合物。
在某些实施例中，NDC包括一或多个靶向部分(例如，靶向肽)(例如，肿瘤靶向部分，例如含有RGD的部分，例如cRGDY，靶向整联蛋白(整联蛋白受体)和/或微环境靶向部分，例如αMSH，靶向黑皮质素-1受体)，例如用于递送药物部分(例如，小分子抑制剂，SMI)(例如，至整联蛋白和/或黑皮质素-1(MC1)表达细胞(例如，肿瘤、巨噬细胞))。
在某些实施例中，NDC包括放射性同位素(例如，PET示踪剂)，例如89Zr、64Cu和/或124I，(例如，在纳米颗粒内，连接于纳米颗粒(直接或通过连接子)，和/或连接于药物部分)。
在某些实施例中，癌症包括选自由以下组成的群组的成员：恶性脑肿瘤、转移性脑肿瘤、非小细胞肺癌(NSCLC)和多形性胶质母细胞瘤(GBM)。
在某些实施例中，该治疗癌症的方法在组织内实现充分的药物部分累积和/或(更均匀的)分布以治疗原发性恶性肿瘤或转移性疾病。在某些实施例中，该治疗癌症的方法在脑脊液内实现充分的药物部分累积和/或(更均匀的)分布，从而治疗软脑膜转移。
在某些实施例中，纳米颗粒的平均直径为3至8nm
在某些实施例中，放射性同位素包括选自由以下组成的群组的一或多个成员：99mTc、111In、64Cu、67Ga、68Ga、67Cu、123I、124I、125I、11C、13N、15O、18F、186Re、188Re、153Sm、166Ho、177Lu、149Pm、90Y、213Bi、103Pd、109Pd、159Gd、140La、198Au、199Au、169Yb、175Yb、165Dy、166Dy、105Rh、111Ag、89Zr、225Ac和192Ir。
在某些实施例中，连接子部分包括可裂解连接子和/或可生物裂解连接子。在某些实施例中，连接子部分包括选自由以下组成的群组的成员：肽、腙、PEG和包括一或多个氨基酸(天然和/或非天然氨基酸)的部分。在某些实施例中，连接子部分包括酶可裂解连接子。
在某些实施例中，药物部分包括选自由以下组成的群组的成员：小分子抑制剂(SMI)、酪氨酸激酶抑制剂(TKI)、EGFR抑制剂(例如，吉非替尼)和PDGFR抑制剂(例如，达沙替尼)。
在某些实施例中，医药组合物包括载体。
在一个方面，本发明涉及一种包括纳米颗粒药物偶联物(NDC)的医药组合物，该纳米颗粒药物偶联物包括：平均直径不大于20nm的纳米颗粒；连接子部分；药物部分，其中NDC容易在肿瘤间质内扩散；为了用于体内诊断和/或分期癌症的方法，其中体内诊断和/或分期包括：将组合物递送至受试者；检测(例如，通过PET、X射线、MRI、CT等)受试者中的放射性同位素。
在某些实施例中，NDC包括一或多个靶向部分(例如，靶向肽)(例如，肿瘤靶向部分，例如含有RGD的部分，例如cRGDY，靶向整联蛋白(整联蛋白受体)和/或微环境靶向部分，例如αMSH，靶向黑皮质素-1受体)，例如用于递送药物部分(例如，小分子抑制剂，SMI)(例如，至整联蛋白和/或黑皮质素-1(MC1)表达细胞(例如，肿瘤、巨噬细胞))。
在某些实施例中，NDC包括放射性同位素(例如，PET示踪剂)，例如89Zr、64Cu和/或124I，(例如，在纳米颗粒内，连接于纳米颗粒(直接或通过连接子)，和/或连接于药物部分)。
在某些实施例中，癌症包括选自由以下组成的群组的成员：恶性脑肿瘤、转移性脑肿瘤、非小细胞肺癌(NSCLC)和多形性胶质母细胞瘤(GBM)。
在某些实施例中，该方法在组织内实现充分的药物部分累积和/或(更均匀的)分布以治疗原发性恶性肿瘤或转移性疾病。在某些实施例中，该方法在脑脊液内实现充分的药物部分累积和/或(更均匀的)分布，从而治疗软脑膜转移。
在某些实施例中，纳米颗粒的平均直径为3至8nm。
在某些实施例中，放射性同位素包括选自由以下组成的群组的一或多个成员：99mTc、111In、64Cu、67Ga、68Ga、67Cu、123I、124I、125I、11C、13N、15O、18F、186Re、188Re、153Sm、166Ho、177Lu、149Pm、90Y、213Bi、103Pd、109Pd、159Gd、140La、198Au、199Au、169Yb、175Yb、165Dy、166Dy、105Rh、111Ag、89Zr、225Ac和192Ir。
在某些实施例中，连接子部分包括可裂解连接子和/或可生物裂解连接子。在某些实施例中，连接子部分包括选自由以下组成的群组的成员：肽、腙、PEG和包括一或多个氨基酸(天然和/或非天然氨基酸)的部分。在某些实施例中，连接子部分包括酶敏感连接子。
在某些实施例中，药物部分包括选自由以下组成的群组的成员：小分子抑制剂(SMI)、酪氨酸激酶抑制剂(TKI)、EGFR抑制剂(例如，吉非替尼)和PDGFR抑制剂(例如，达沙替尼)。
在某些实施例中，该方法包括对受试者中的放射性同位素的浓度进行绘图，例如以2D或3D，并且任选地，检测来自荧光化合物(例如，连接于和/或并入NDC的纳米颗粒的荧光化合物)的荧光。
在某些实施例中，放射性同位素检测/绘图步骤是治疗癌症的一部分。
在某些实施例中，该方法是治疗诊断方法。
在某些实施例中，医药组合物包括载体。
在另一方面，本发明涉及一种包括纳米颗粒药物偶联物(NDC)的医药组合物，该纳米颗粒药物偶联物包括：平均直径不大于20nm的纳米颗粒；连接子部分；和药物部分，其中NDC容易在肿瘤间质内扩散。
在某些实施例中，NDC包括一或多个靶向部分(例如，靶向肽)(例如，肿瘤靶向部分，例如含有RGD的部分，例如cRGDY，靶向整联蛋白(整联蛋白受体)和/或微环境靶向部分，例如αMSH，靶向黑皮质素-1受体)，例如用于递送药物部分(例如，小分子抑制剂，SMI)(例如，至整联蛋白和/或黑皮质素-1(MC1)表达细胞(例如，肿瘤、巨噬细胞))。
在某些实施例中，NDC包括放射性同位素(例如，PET示踪剂)，例如89Zr、64Cu和/或124I，(例如，在纳米颗粒内，连接于纳米颗粒(直接或通过连接子)，和/或连接于药物部分)。
在某些实施例中，肿瘤包括选自由以下组成的群组的成员：恶性脑肿瘤、转移性脑肿瘤、非小细胞肺癌(NSCLC)和多形性胶质母细胞瘤(GBM)。
在某些实施例中，NDC在组织内实现充分的药物部分累积和/或(更均匀的)分布以治疗原发性恶性肿瘤或转移性疾病。在某些实施例中，NDC在脑脊液内实现充分的药物部分累积和/或(更均匀的)分布，从而治疗软脑膜转移。
在某些实施例中，纳米颗粒的平均直径为3至8nm。
在某些实施例中，医药组合物包括选自由以下组成的群组的一或多个成员：99mTc、111In、64Cu、67Ga、68Ga、67Cu、123I、124I、125I、11C、13N、15O、18F、186Re、188Re、153Sm、166Ho、177Lu、149Pm、90Y、213Bi、103Pd、109Pd、159Gd、140La、198Au、199Au、169Yb、175Yb、165Dy、166Dy、105Rh、111Ag、89Zr、225Ac和192Ir。
在某些实施例中，连接子部分包括可裂解连接子和/或可生物裂解连接子。在某些实施例中，连接子部分包括选自由以下组成的群组的成员：肽、腙、PEG和包括一或多个氨基酸(天然和/或非天然氨基酸)的部分。在某些实施例中，连接子部分包括酶敏感连接子。
在某些实施例中，药物部分包括选自由以下组成的群组的成员：小分子抑制剂(SMI)、酪氨酸激酶抑制剂(TKI)、EGFR抑制剂(例如，吉非替尼)和PDGFR抑制剂(例如，达沙替尼)。
在另一方面，本发明涉及一种操纵(例如，调节、控制)肿瘤微环境中细胞行为的方法，该方法包括向受试者给予包括纳米颗粒偶联物的医药组合物，该纳米颗粒偶联物包括：平均直径不大于20nm的纳米颗粒；连接子部分(例如可裂解连接子，例如可生物裂解连接子，例如肽、腙、PEG和/或包括一或多个氨基酸(天然和/或非天然氨基酸)的部分；和调节剂部分，其中该纳米颗粒偶联物容易在肿瘤间质内扩散。
在某些实施例中，该纳米颗粒偶联物包括一或多个靶向部分(例如，靶向肽)(例如，肿瘤靶向部分，例如含有RGD的部分，例如cRGDY，靶向整联蛋白(整联蛋白受体)和/或微环境靶向部分，例如αMSH，靶向黑皮质素-1受体)，例如用于递送调节剂部分(例如，至整联蛋白和/或黑皮质素-1(MC1)表达细胞(例如，肿瘤、巨噬细胞))。
在某些实施例中，该纳米颗粒偶联物包括放射性同位素(例如，PET示踪剂)，例如89Zr、64Cu和/或124I，(例如，在纳米颗粒内，连接于纳米颗粒(直接或通过连接子)，和/或连接于药物部分)。
在某些实施例中，肿瘤包括选自由以下组成的群组的成员：恶性脑肿瘤、转移性脑肿瘤、非小细胞肺癌(NSCLC)和多形性胶质母细胞瘤(GBM)。
在某些实施例中，纳米颗粒的平均直径为3至8nm。
在某些实施例中，放射性同位素包括选自由以下组成的群组的一或多个成员：99mTc、111In、64Cu、67Ga、68Ga、67Cu、123I、124I、125I、11C、13N、15O、18F、186Re、188Re、153Sm、166Ho、177Lu、149Pm、90Y、213Bi、103Pd、109Pd、159Gd、140La、198Au、199Au、169Yb、175Yb、165Dy、166Dy、105Rh、111Ag、89Zr、225Ac和192Ir。
在某些实施例中，连接子部分包括可裂解连接子和/或可生物裂解连接子。在某些实施例中，连接子部分包括选自由以下组成的群组的成员：肽、腙、PEG和包括一或多个氨基酸(天然和/或非天然氨基酸)的部分。在某些实施例中，连接子部分包括酶敏感连接子。
在某些实施例中，细胞包括选自由以下组成的群组的成员：巨噬细胞、肿瘤相关巨噬细胞和/或小胶质细胞(TAM)、树突细胞和T细胞。
在某些实施例中，肿瘤微环境在癌症、脑癌、恶性癌症和/或恶性脑癌的治疗中是指体内。
在某些实施例中，调节剂部分包括用于靶向TAM的集落刺激因子-1(CSF-1R)抑制剂，其中调节剂部分和连接子部分形成可裂解连接子-调节剂构建体，其连接(例如，共价和/或非共价结合)于纳米颗粒。在某些实施例中，调节剂部分包括免疫调节剂(αMSH)，其中调节剂部分和连接子部分形成可裂解连接子-调节剂构建体，其连接(例如，共价和/或非共价结合)于纳米颗粒。
可以预期，关于本发明的一个方面描述的细节和特征可以应用于本发明的另一个方面。
定义
为了更容易理解本公开，首先在下面定义某些术语。在整个说明书中阐述了对以下术语和其它术语的附加定义。
在本申请中，除非另有说明，否则“或”的使用是指“和/或”。如在本申请中使用，术语“包括(comprise)”和该术语的变体(例如comprising和comprises)并不旨在排除其它添加剂、组分、整数或步骤。如在本申请中使用，术语“约”和“大约”用作等义词。在本申请中使用的有或没有约/大约的任何数字旨在涵盖相关领域的普通技术人员所理解的任何正常波动。在某些实施例中，除非另有说明或从上下文中显而易见(除非此数字将超过可能值的100％)，否则术语“大约”或“约”是指在所述参考值的任一方向(大于或小于所述参考值)25％、20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％或更少的范围内的值。
“给药”：术语“给药”是指将物质引入受试者。通常，可以使用任何给药途径，包含例如肠胃外(例如，静脉内)给药、口服给药、局部给药、皮下给药、腹膜给药、动脉内给药、吸入给药、阴道给药、直肠给药、鼻腔给药、引入脑脊液或滴注入体内房室。在某些实施例中，给药是口服给药。另外或可替代地，在某些实施例中，给药是肠胃外给药。在某些实施例中，给药是静脉内给药。
“抗体”：如本文使用，术语“抗体”是指包含足以赋予特定靶抗原特异性结合的典型免疫球蛋白序列元素的多肽。在自然界中产生的完整抗体是大约150kD的四聚体试剂，其由两个相同的重链多肽(每个约50kD)和两个相同的轻链多肽(每个约25kD)组成，彼此结合成通常所说的“Y形”结构。每条重链由至少四个结构域(每个长约110个氨基酸)组成——氨基末端可变(VH)结构域(位于Y结构的顶端)，接着是三个恒定结构域：CH1、CH2和羧基末端CH3(位于Y茎的底部)。被称为“开关”的短区连接重链可变区和恒定区。“铰链”将CH2和CH3结构域连接到抗体的其余部分。该铰链区中的两个二硫键在完整抗体中将两个重链多肽彼此连接。每条轻链由两个结构域组成——氨基末端可变(VL)结构域，接着是羧基末端恒定(CL)结构域，通过另一个“开关”彼此分开。完整抗体四聚体由两条重链轻链二聚体组成，其中重链和轻链通过单个二硫键相互连接；另外两个二硫键将重链铰链区彼此连接，使得二聚体彼此连接并形成四聚体。天然产生的抗体也是糖基化的，通常在CH2结构域上。天然抗体中的每个结构域具有特征为“免疫球蛋白折叠”的结构，所述“免疫球蛋白折叠”由在压缩的反向平行β桶中彼此相对紧压(packed)的两个β片层(例如，3-，4-或5-链片层)形成。每个可变结构域含有三个称为“互补决定区”(CDR1、CDR2和CDR3)的高变环和四个稍微不变的“框架”区(FR1、FR2、FR3和FR4)。当天然抗体折叠时，FR区形成β片层，为结构域提供结构框架，来自重链和轻链的CDR环区在三维空间中聚集在一起，使得它们产生位于Y结构的顶端的单个高变抗原结合位点。天然存在的抗体的Fc区结合至补体系统的元素，并且还结合至效应细胞(包含例如介导细胞毒性的效应细胞)上的受体。Fc区对Fc受体的亲和力和/或其它结合属性可以通过糖基化或其它修饰来调节。在某些实施例中，根据本发明产生和/或利用的抗体包含糖基化的Fc结构域，包含具有修饰的或工程化的此糖基化的Fc结构域。出于本发明的目的，在某些实施例中，任何包含足够的天然抗体中发现的免疫球蛋白结构域序列的多肽或多肽复合物可以被称为和/或用作“抗体”，无论此多肽是天然产生的(例如，由生物体与抗原反应生成的)还是通过重组工程、化学合成或其它人工系统或方法产生的。在某些实施例中，抗体是多克隆的；在某些实施例中，抗体是单克隆的。在某些实施例中，抗体具有恒定区序列，其是小鼠、兔、灵长类动物或人抗体的特征。在某些实施例中，抗体序列元素是人源化的、灵长类化的、嵌合的等，如本领域已知。此外，在适当的实施例中(除非另有说明或从上下文中显而易见)，如本文使用，术语“抗体”可以是指任何本领域已知或已开发的用于在替代呈递中利用抗体结构和功能特征的构建体或形式。例如，实施例，根据本发明使用的抗体的形式选自但不限于以下：完整的IgG、IgE和IgM、双特异性或多特异性抗体(例如，
Figure GDA0001843365890000111
等)、单链Fv、多肽-Fc融合、Fab、骆驼科动物(cameloid)抗体、隐蔽抗体(例如，
Figure GDA0001843365890000112
)、小模块化免疫药物(“SMIPsTM”)、单链或串联双抗体
Figure GDA0001843365890000113
VHH、
Figure GDA0001843365890000114
Figure GDA0001843365890000115
微型抗体、
Figure GDA0001843365890000116
锚蛋白重复蛋白或
Figure GDA0001843365890000117
DART、TCR样抗体、
Figure GDA0001843365890000118
微量蛋白、
Figure GDA0001843365890000119
和
Figure GDA00018433658900001110
在某些实施例中，抗体可能缺少天然产生时将具有的共价修饰(例如，聚糖的连接)。在某些实施例中，抗体可以含有共价修饰(例如，聚糖、有效负载[例如，可检测部分、治疗部分、催化部分等]或其它侧基[例如，聚乙二醇等]的连接)。
“抗体片段”：如本文使用，“抗体片段”包含完整抗体的一部分，例如抗体的抗原结合区或可变区。抗体片段的实例包含Fab、Fab'、F(ab')2和Fv片段；三抗体；四抗体；线性抗体；单链抗体分子；和由抗体片段形成的多特异性抗体。例如，抗体片段包含分离的片段、由重链和轻链的可变区组成的“Fv”片段、重组单链多肽分子(其中轻链和重链可变区通过肽连接子(“ScFv蛋白”)连接)和由模拟高变区的氨基酸残基组成的最小识别单位。在许多实施例中，抗体片段含有足够的亲本抗体序列，其中所述抗体片段是与亲本抗体结合至相同抗原的片段；在某些实施例中，片段以与亲本抗体相当的亲和力结合至抗原和/或与亲本抗体竞争结合至抗原。抗体的抗原结合片段的实例包含但不限于Fab片段、Fab'片段、F(ab')2片段、scFv片段、Fv片段、dsFv双抗体、dAb片段、Fd'片段、Fd片段和分离的互补决定区(CDR)。可以通过任何方式产生抗体的抗原结合片段。例如，抗体的抗原结合片段可以通过完整抗体的片段化来酶促或化学产生和/或可以从编码部分抗体序列的基因重组产生。可替代地或另外，抗体的抗原结合片段可以全部或部分合成产生。抗体的抗原结合片段可以任选地包括单链抗体片段。可替代地或另外，抗体的抗原结合片段可以包括多个链，所述多个链例如通过二硫键连接在一起。抗体的抗原结合片段可以任选地包括多分子复合物。功能性单结构域抗体片段的范围为约5kDa至约25kDa，例如约10kDa至约20kDa，例如约15kDa；功能性单链片段为约10kDa至约50kDa，例如约20kDa至约45kDa，例如约25kDa至约30kDa；且功能性fab片段为约40kDa至约80kDa，例如约50kDa至约70kDa，例如约60kDa。
“相关的”：如本文使用，术语“相关的”通常是指两个或两个以上实体彼此直接或间接(例如，通过一或多个用作连接剂的其它实体)物理接近，以形成一种足够稳定的结构，使得实体在相关条件(例如，生理条件)下保持物理接近。在某些实施例中，相关部分彼此共价连接。在某些实施例中，相关实体非共价连接。在某些实施例中，相关实体通过特定的非共价相互作用(例如，通过相互作用配体之间的相互作用，相互作用配体对其相互作用配偶体和在使用环境中存在的其它实体进行区分，例如链霉抗生物素蛋白/抗生物素蛋白相互作用、抗体/抗原相互作用等)彼此连接。可替代地或另外，足够数量的较弱的非共价相互作用可以为部分保持相关提供充分的稳定性。示例性的非共价相互作用包含但不限于静电相互作用、氢键结合、亲和力、金属配位、物理吸附、主客体相互作用、疏水相互作用、π堆积相互作用、范德华相互作用、磁相互作用、偶极-偶极相互作用等。
“生物相容的”：如本文使用，术语“生物相容的”旨在描述在体内不引起实质上有害反应的材料。在某些实施例中，如果材料对细胞无毒，则它们是“生物相容的”。在某些实施例中，如果材料在体外加入到细胞中导致小于或等于20％的细胞死亡，和/或它们在体内的给予不诱导炎症或其它此类副作用，则材料是“生物相容的”。在某些实施例中，材料是可生物降解的。
“可生物降解的”：如本文使用，“可生物降解的”材料是当被引入细胞时被细胞机器分解(例如，酶降解)或通过水解分解成细胞可以重复使用或处置而对细胞没有显著毒性作用的组分的那些材料。在某些实施例中，通过生物可降解材料的分解生成的组分在体内不诱导炎症和/或其它不利影响。在某些实施例中，可生物降解材料被酶促分解。可替代地或另外，在某些实施例中，可生物降解材料通过水解分解。在某些实施例中，可生物降解聚合物材料分解成它们的组分聚合物。在某些实施例中，可生物降解材料(包含例如可生物降解聚合物材料)的分解包含酯键的水解。在某些实施例中，材料(包含例如可生物降解聚合物材料)的分解包含氨基甲酸酯键的断裂。
“载体”：如本文使用，“载体”是指与化合物一起给予的稀释剂、辅助剂、赋形剂或载剂。此些药物载体可以是无菌液体，例如水和油，包含石油、动物、植物或合成来源的油，例如花生油、大豆油、矿物油、芝麻油等。优选使用水或水溶液、盐水溶液以及葡萄糖和甘油水溶液作为载体，特别是用于可注射溶液。合适的药物载体描述于E·W·马丁(E.W.Martin)的“雷明登氏药学全书(Remington's Pharmaceutical Sciences)”中。
“癌症”：如本文使用，术语“癌症”是指其中细胞表现出相对异常、不受控制和/或自主生长的疾病、病症或病状，使得它们表现出异常升高的增殖率和/或异常生长表型(表征为显著丧失对细胞增殖的控制)。在某些实施例中，癌症可以表征为一或多种肿瘤。在某些实施例中，癌症是恶性脑肿瘤、转移性脑肿瘤、非小细胞肺癌(NSCLC)或多形性胶质母细胞瘤(GBM)。本领域技术人员知道多种类型的癌症，包含例如肾上腺皮质癌、星形细胞瘤、基底细胞癌、类癌、贲门癌、胆管癌、脊索瘤、慢性骨髓增殖性肿瘤、颅咽管瘤、原位导管癌、室管膜瘤、眼内黑素瘤、胃肠道类癌瘤、胃肠道间质瘤(GIST)、妊娠滋养细胞疾病、胶质瘤、组织细胞增多病、白血病(例如，急性淋巴细胞白血病(ALL)、急性髓样白血病(AML)、慢性淋巴细胞白血病(CLL)、慢性骨髓性白血病(CML)、毛细胞白血病、骨髓性白血病、髓样白血病)、淋巴瘤(例如，伯基特淋巴瘤[非霍奇金淋巴瘤]、皮肤T细胞淋巴瘤、霍奇金淋巴瘤、蕈样肉芽肿、塞扎里综合征、艾滋病相关淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤、弥漫性大B细胞淋巴瘤)、黑素瘤、梅克尔细胞癌、间皮瘤、骨髓瘤(例如，多发性骨髓瘤)、骨髓增生异常综合征、乳头状瘤、副神经节瘤、嗜铬细胞瘤、胸膜肺母细胞瘤、视网膜母细胞瘤、肉瘤(例如，尤因肉瘤、卡波西肉瘤、骨肉瘤、横纹肌肉瘤、子宫肉瘤、血管肉瘤)、维尔姆斯瘤、和/或肾上腺皮质癌、肛门癌、阑尾癌、胆管癌、膀胱癌、骨癌、脑癌、乳腺癌、支气管癌、中枢神经系统癌、宫颈癌、结肠癌、子宫内膜癌、食道癌、眼癌、输卵管癌、胆囊癌、胃肠道癌、生殖细胞癌、头颈癌、心脏癌、肠癌、肾癌(例如，维尔姆斯瘤)、喉癌、肝癌、肺癌(例如，非小细胞肺癌、小细胞肺癌)、口癌、鼻腔癌、口腔癌、卵巢癌、胰腺癌、直肠癌、皮肤癌、胃癌、睾丸癌、咽喉癌、甲状腺癌、阴茎癌、咽癌、腹膜癌、垂体癌、前列腺癌、直肠癌、唾液腺癌、输尿管癌、尿道癌、子宫癌、阴道癌、外阴癌、恶性脑肿瘤、转移性脑肿瘤、非小细胞肺癌(NSCLC)和/或多形性胶质母细胞瘤(GBM)。
“化学治疗剂”或“药物”：如本文使用，术语“化学治疗剂”或“药物”(例如，抗癌药物)具有其本领域理解的含义，指一或多种促细胞凋亡、细胞抑制和/或细胞毒性剂，例如，特别包含用于和/或推荐用于治疗一或多种与不希望的细胞增殖有关的疾病、病症或病状的试剂。在许多实施例中，化学治疗剂可以用于治疗癌症。在一些实施例中，化学治疗剂可以是或包括一或多种烷化剂、一或多种蒽环霉素、一或多种细胞骨架破坏剂(例如，微管靶向剂，例如紫杉烷、美登素及其类似物)、一或多种埃博霉素、一或多种组蛋白脱乙酰酶抑制剂HDAC)、一或多种拓扑异构酶抑制剂(例如，拓扑异构酶I和/或拓扑异构酶II抑制剂)、一或多种激酶抑制剂、一或多种核苷酸类似物或核苷酸前体类似物、一或多种肽抗生素、一或多种基于铂的试剂、一或多种类视黄醇、一或多种长春花生物碱和/或一或多种以下(即，共有相关的抗增殖活性)的一或多种类似物。在一些具体的实施例中，化学治疗剂可以是或包括放线菌素、全反式视黄酸、奥瑞他汀、阿扎胞苷、硫唑嘌呤、博来霉素、硼替佐米、卡铂、卡培他滨、顺铂、苯丁酸氮芥、环磷酰胺、姜黄素、阿糖胞苷、道诺霉素、多西他赛、去氧氟尿苷、多柔比星、表柔比星、埃博霉素、依托泊苷、氟尿嘧啶、吉西他滨、羟基脲、伊达比星、伊马替尼、伊立替康、美登素和/或其类似物(例如，DM1)氮芥、巯嘌呤、甲氨蝶呤、米托蒽醌、美登木素、奥沙利铂、紫杉醇、培美曲塞、替尼泊苷、硫鸟嘌呤、拓扑替康、戊柔比星、长春碱、长春新碱、长春地辛、长春瑞滨及其组合中的一或多种。在一些实施例中，化学治疗剂可以用于抗体-药物偶联物的背景中。在一些实施例中，化学治疗剂发现于抗体-药物偶联物中，所述抗体-药物偶联物选自由以下组成的群组：hLL1-多柔比星、hRS7-SN-38、hMN-14-SN-38、hLL2-SN-38、hA20-SN-38、hPAM4-SN-38、hLL1-SN-38、hRS7-Pro-2-P-Dox、hMN-14-Pro-2-P-Dox、hLL2-Pro-2-P-Dox、hA20-Pro-2-P-Dox、hPAM4-Pro-2-P-Dox、hLL1-Pro-2-P-Dox、P4/D10-多柔比星、吉妥珠单抗-奥佐米星、本妥昔单抗-维多汀、曲妥珠单抗-美坦新、奥英妥珠单抗-奥佐米星、格莱木单抗-维多汀、SAR3419、SAR566658、BIIB015、BT062、SGN-75、SGN-CD19A、AMG-172、AMG-595、BAY-94-9343、ASG-5ME、ASG-22ME、ASG-16M8F、MDX-1203、MLN-0264、抗PSMA ADC、RG-7450、RG-7458、RG-7593、RG-7596、RG-7598、RG-7599、RG-7600、RG-7636、ABT-414、IMGN-853、IMGN-529、伏司妥珠单抗-马佛多汀和洛伏珠单抗-美坦新。在一些实施例中，化学治疗剂可以是或包括法呢基-硫代水杨酸(FTS)、4-(4-氯-2-甲基苯氧基)-N-羟基丁酰胺(CMH)、雌二醇(E2)、四甲氧基芪(TMS)、δ-三烯生育酚、沙利霉素或姜黄素中的一或多种。
“显像剂”：如本文使用，“显像剂”是指促进检测与其连接的试剂(例如，多糖纳米颗粒)的任何元素、分子、官能团、化合物、其片段或部分。显像剂的实例包含但不限于：各种配体、放射性核素(例如，3H、14C、18F、19F、32P、35S、135I、125I、124I、123I、131I、64Cu、68Ga、187Re、111In、90Y、99mTc、177Lu、89Zr)荧光染料(对于具体示例性荧光染料，见下文)、化学发光剂(例如，吖啶酯、稳定化的二氧杂环丁烷等)、生物发光剂、光谱可分辨的无机荧光半导体纳米晶体(即，量子点)、金属纳米颗粒(例如，金、银、铜、铂等)纳米团簇、顺磁性金属离子、酶(对于酶的具体实例，见下文)、比色标记(例如，染料、胶体金等)、生物素、异羟基洋地黄毒苷、半抗原和可获得抗血清或单克隆抗体的蛋白质。例如，放射性核素可以通过点击化学连接。
“纳米颗粒”：如本文使用，术语“纳米颗粒”是指直径小于1000纳米(nm)的颗粒。在一些实施例中，纳米颗粒的直径小于300nm，如美国国家科学基金会所定义。在一些实施例中，纳米颗粒的直径小于100nm，如国立卫生研究院所定义。在某些实施例中，使用非常小的纳米颗粒，例如，平均直径不大于20nm，例如不大于15nm，例如不大于10nm，例如3nm至8nm的纳米颗粒(例如，具有某一尺寸分布，使得至少85wt.％纳米颗粒(例如，至少85wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％、至少98wt.％或至少99wt.％)不大于20nm，例如不大于15nm，例如不大于10nm，例如3nm至8nm)。在一些实施例中，纳米颗粒是胶束，因为它们包括封闭的隔室，通过胶束膜与本体溶液分离，胶束膜通常由两亲实体组成，所述两亲实体围绕并包围空间或隔室(例如，以限定内腔)。在一些实施例中，胶束膜由至少一种聚合物组成，诸如例如生物相容的和/或可生物降解的聚合物。
“肽”或“多肽”：术语“肽”或“多肽”是指通过肽键连接在一起的至少两个(例如，至少三个)氨基酸的串。在某些实施例中，多肽包括天然存在的氨基酸；可替代地或另外，在某些实施例中，多肽包括一或多种非天然氨基酸(即，非天然存在但可掺入多肽链中的化合物；参见，例如，http://www.cco.caltech.edu/～dadgrp/Unnatstruct.gif，其显示已成功掺入功能性离子通道中的非天然氨基酸的结构和/或可替代使用的本领域已知的氨基酸类似物。在某些实施例中，蛋白质中的一或多个氨基酸可以被修饰，例如，通过添加化学实体，例如碳水化合物基团、磷酸根基团、法呢基基团、异法呢基基团、脂肪酸基团、用于偶联、功能化或其它修饰的连接子等。
“医药组合物”：如本文使用，术语“医药组合物”是指与一或多种药学上可接受的载体一起配制的活性剂。在某些实施例中，活性剂以适合于在治疗方案中给予的单位剂量存在，其在给予于相关群体时表现出实现预定治疗效果的统计学显著概率。在某些实施例中，医药组合物可以特别配制用于以固体或液体形式给药，包含适于以下的那些：口服给药，例如浸液(水性或非水性溶液或混悬液)，片剂，例如靶向口腔、舌下和全身吸收的那些，大丸剂，粉末，颗粒，用于舌头的糊剂；肠胃外给药，例如通过皮下、肌肉内、静脉内或硬膜外注射，作为例如无菌溶液或混悬液，或缓释制剂；局部给予，例如作为乳膏剂、软膏剂或控释剂贴剂或喷雾剂，应用于皮肤、肺部或口腔；阴道内或直肠内给药，例如作为子宫托、乳膏剂或泡沫；舌下给药；眼部给药；经皮给药；或鼻腔给药、肺部给药和给药至其它粘膜表面。
“放射性标记”或“放射性同位素”：如本文使用，“放射性标记”或“放射性同位素”是指包括至少一种元素的放射性同位素的部分。示例性合适的放射性标记包含但不限于本文描述的那些。在某些实施例中，放射性标记是用于正电子发射断层扫描(PET)的放射性标记。在某些实施例中，放射性标记是用于单光子发射计算机断层扫描(SPECT)的放射性标记。在某些实施例中，放射性同位素包括99mTc、111In、64Cu、67Ga、68Ga、67Cu、123I、124I、125I、11C、13N、15O、18F、186Re、188Re、153Sm、166Ho、177Lu、149Pm、90Y、213Bi、103Pd、109Pd、159Gd、140La、198Au、199Au、169Yb、175Yb、165Dy、166Dy、67Cu、105Rh、111Ag、89Zr、225Ac、82Rb和192Ir。
“受试者”：如本文使用，术语“受试者”包含人和哺乳动物(例如，小鼠、大鼠、猪、猫、狗和马)。在许多实施例中，受试者是哺乳动物，特别是灵长类动物，尤其是人。在某些实施例中，受试者是家畜，例如家牛、绵羊、山羊、奶牛、猪等；家禽，如鸡、鸭、鹅、火鸡等；和家养动物，特别是宠物，例如狗和猫。在某些实施例中(例如，特别是在研究背景下)，受试哺乳动物将是例如啮齿动物(例如，小鼠、大鼠、仓鼠)、兔、灵长类动物或猪，例如近交系猪等。
“基本上”：如本文使用，术语“基本上”是指表现出完全程度或接近完全程度的感兴趣的特征或特性的定性条件。生物学领域的普通技术人员将理解，生物和化学现象很少(如果有的话)会完成和/或具有完整性，或实现或避免某一绝对结果。因此，本文使用术语“基本上”来描述许多生物和化学现象中固有的潜在完整性缺失。
“治疗剂”、“药物”、“医药组合物”：如本文使用，术语“治疗剂”、“药物”和“医药组合物”是指在给予受试者时具有治疗效果和/或引发所需生物学和/或药理学作用的任何试剂。
“治疗有效量”：如本文使用，“治疗有效量”是指产生所需效果而给予的量。在某些实施例中，该术语是指在根据治疗剂量给药方案给予患有或易患疾病、病症和/或病状的群体时，足以治疗该疾病、病症和/或病状的量。在某些实施例中，治疗有效量是降低疾病、病症和/或病状的一或多种症状的发病率和/或严重程度和/或延迟其发作的量。本领域普通技术人员将理解，术语“治疗有效量”实际上不需要在特定个体中实现成功治疗。相反，治疗有效量可以是在给予需要此治疗的患者时在相当多的受试者中提供特定的所需药理学反应的量。在某些实施例中，对治疗有效量的提及可以是指在一或多个特定组织(例如，受疾病、病症和/或病状影响的组织)或流体(例如，血液、唾液、血清、汗水、泪液、尿液等)中测量的量。本领域普通技术人员将理解，在某些实施例中，治疗有效量的特定试剂或治疗剂可以以单剂量配制和/或给予。在某些实施例中，治疗有效试剂可以以多剂量配制和/或给予，例如作为给药方案的一部分。
“治疗”：如本文使用，术语“治疗”(treatment/treat/treating)是指任何部分或完全缓解、改善、减轻、抑制、延迟具体疾病、病症和/或病状的一或多种症状、特征和/或病因的发作，降低其严重程度和/或降低其发病率的物质的给予。此治疗可以是对没有表现出相关疾病、病症和/或病状的征象的受试者的治疗和/或对仅表现出疾病、病症和/或病状的早期征象的受试者的治疗。可替代地或另外，此治疗可以是对表现出相关疾病、病症和/或病状的一或多种确定征象的受试者的治疗。在某些实施例中，治疗可以是对已被诊断患有相关疾病、病症和/或病状的受试者的治疗。在某些实施例中，治疗可以是对已知具有一或多种易感因子的受试者的治疗，所述易感因子与相关疾病、病症和/或病状的发展风险增加在统计学上相关。
本文提供的附图用于说明目的，而非用于限制。
附图说明
通过参考以下结合附图的描述，本公开的前述和其它目的、方面、特征和优点将变得更加明显和更好理解，其中：
图1A至1B图解了连接于超小型颗粒(例如，其中平均颗粒直径≤20nm，≤15nm或≤10nm)的示例性可裂解连接子-药物构建体。附图显示了在纳米颗粒药物偶联物到达靶向位置后，通过酶裂解位点处的药物部分的分离，细胞中的蛋白酶介导的药物释放。附图描绘了根据本发明的说明性实施例的用于递送小分子抑制剂的超小型二氧化硅纳米颗粒。例如，纳米颗粒将小分子抑制剂(SMI)递送至原发性和转移性脑肿瘤，具有改善的治疗指数。
图2至6是来自使用血小板源生长因子B(PDGFB)驱动的高分级胶质瘤小鼠模型的实验的图像。
图7至9是来自在RCAS-PDGFB胶质瘤模型中显示了整联蛋白表达和颗粒摄取的实验的图像。
图10是示出了使用RCAS-PDGFB小鼠胶质瘤模型通过同时活体染色研究C'-点分布的图表。附图描绘了小鼠体内注射RGD靶向C'点并在3或96小时处死。70kDa FITC标记的葡聚糖用作血脑屏障(BBB)破坏的替代标志物。使用赫斯特染色来显示核定位。
图11示出了来自RCAS荷瘤小鼠中cRGD-Cy5-C'-点分布的离体研究的图像。
图12示出了来自RCAS荷瘤小鼠中124I-RGD-Cy5-C'-点分布的离体研究的图像。
图13A至13B是来自体内基线研究的图像，使用基础颗粒探针(即，FDA-IND批准的cRGDY-PEG-C'点)结合时间依赖性活体染色方法，以提供肿瘤内穿透的初始评估和颗粒分布动力学随血脑屏障通透性、整联蛋白靶向(相对于非整联蛋白靶向，使用cRADY-PEG-C'点)的变化。
图14是96小时后获得的图像，示出了具有RGD的纳米颗粒相较于具有RAD的纳米颗粒在肿瘤中表现出更大的扩散。图14还示出了给药3小时后70kDa FITC标记的葡聚糖作为与纳米颗粒偶联物大小相似的参考示踪剂的图像，其暗示至少早在治疗后3小时的Cy5-C'点的细胞内定位。
图15A至15F是FITC-葡聚糖作为与图13A至13B的纳米颗粒偶联物大小相似的参考示踪剂的三重荧光标记图像。如上所述，该数据暗示至少早在治疗后3小时的Cy5-C'点的细胞内定位。
图16是脑肿瘤中124I-cRGDY-PEG-C'点的MRI-PET和组织学图像。
图17和18是蛋白质印迹图像、荧光图像和显微镜图像，其表现出吉非替尼-C'-点在H1650细胞中保持与游离药物相当(或改善的)的效力。RGD-C'-点在H1650细胞溶酶体中内化，并描述了从纳米颗粒药物偶联物(NDC)递送和释放小分子抑制剂(SMI)的优化(例如，刘(Yoo)等人，2015年，《生物有机与医药化学(Bioorg Med Chem)》。例如，CNS药物水平限制了SMI的临床使用，即使对于敏感的脑肿瘤也是如此。吉非替尼可以用作评估纳米颗粒-药物效力和动力学的工具。
图19是用Gef-NDC治疗的H1650侧腹异种移植物的图像。图像示出了颗粒特异性荧光并以时间依赖性方式实现了pEGFR抑制——这与在NSCLC荷瘤小鼠中确定NDC的药物递送和效力有关。
图20和21示出了与患者源EGFR L858R NSCLC系(ECLC26)中的吉非替尼和gef-NDC响应的表征相关的实验结果。
图20示出了ECLC26相对于吉非替尼(1nm至1μM)72小时的存活率。
图21示出了吉非替尼和II型gef-NDC在ECLC26中的磷-EGFR抑制。
图22示出了与用于在RCAS-PDGF胶质瘤模型中研究的达沙替尼NDC的开发和测试相关的示例性连接子化学结构。
图23A至23F是显示了“脉冲式”高剂量厄洛替尼改善NSCLC转移的CNS穿透的图像。示出了3名患者中CNS转移对脉冲厄洛替尼的响应。格罗梅斯(Grommes)等人，《神经肿瘤学(Neuro Oncol.)》，2011年12月，第13卷，第12期：第1364-9页。尽管响应明显，但即使在高剂量下，响应也是不可预测的。
图23A和23B是患有软脑膜转移(箭头)的患者#3在治疗6个月之前(图23A)和之后(图23B)的对比(钆)增强的轴向T1MRI序列。
图23C和23D是同时患有脑(大箭头)和软脑膜转移(未示出)的患者#6在治疗5个月之前(图23C)和之后(图23D)拍摄的图像。
图23E和23F是同时患有脑(箭头)和软脑膜转移(未示出)的患者#8在治疗2个月之前(图23E)和之后(图23F)的图像。
图24是脑肿瘤中124I-cRGDY-PEG-C'点的MRI-PET和组织学显像。
图25是来自小鼠胶质瘤中cRGD-C'-点分布的离体研究的图像。RAD-纳米颗粒(NP)在3小时的三重荧光标记显示Cy5信号和FITC信号之间没有差异，从而表明在该时间点处非靶向颗粒不会显著扩散过血脑屏障破坏区。
图26是在96小时比较的RGD相对于RAD的图像和定量数据。
图27和28是通过像素相关描绘分布分析的图像和数据。用靶向和非靶向纳米颗粒治疗的肿瘤局灶区的高功率显像。用放射性标记的RGD靶向纳米颗粒或RAD-纳米颗粒治疗RCAS-tva荷瘤小鼠，并在治疗后96小时处死，在处死前3小时注射FITC-葡聚糖。使用代表区的高功率显像分析冷冻切片的荧光信号。与在RGD-纳米颗粒治疗的肿瘤中超过FITC热点的Cy5信号的更扩散模式相比，数据表现出RAD-纳米颗粒信号的紧密重叠区与FITC标记的BBB破坏区。每只动物每个切片平均有4至5个区域(N＝4只小鼠)。
图29是蛋白质印迹的图像，表明达沙替尼-NDC以与游离药物相似的水平以剂量依赖性方式实现PDGFR抑制。用指定药物治疗具有PDGFRA Δ8,9，组成型激活突变的TS543细胞(神经球肿瘤系)4小时，然后用PDGF-BB 20ng/ml治疗10分钟。
图30是治疗后3小时和96小时肿瘤中达沙替尼-NDC分布的图像。
图31是与单独的靶向和非靶向颗粒相比，靶向和非靶向纳米颗粒-药物偶联物中荧光信号的可比分布的H&E和荧光图像。
图32是示出了吉非替尼-NDC在治疗后18小时实现p-EGFR靶标抑制的H&E图像。用吉非替尼-NDC，吉非替尼P.O.(150mg/kg)或口服盐水载剂治疗ECLC 26荷瘤小鼠，并在治疗后18小时处死。将肿瘤包埋在石蜡中并切片并用p-EGFR和H&E染色。
图33示出了来自ECLC26侧腹荷瘤小鼠的多剂量治疗的数据，其导致强有力的肿瘤控制。
图34是示出了使用本文提供的NDC治疗后ECLC26生长的蛋白质印迹图像。
图35示出了组织学图像，表明与24小时后未治疗的对照相比，45μM RGD-Das-NDC有效抑制原发性胶质瘤中的靶标。静脉注射纳米颗粒药物偶联物24小时后收获脑组织，并染色以表达磷酸化s6核糖体蛋白。生长因子和促分裂原诱导p70S6激酶的激活和随后的S6核糖体蛋白的磷酸化。S6核糖体蛋白的磷酸化与在其5'非翻译区中含有寡嘧啶束的mRNA转录物的翻译增加相关。这些特定的mRNA转录物(5'TOP)编码参与细胞周期进程的蛋白质，以及翻译所需的核糖体蛋白和延伸因子。S6核糖体蛋白磷酸化位点包含位于S6蛋白的小羧基末端区内的几个残基(Ser235、Ser236、Ser240和Ser244)。
具体实施方式
在整个说明书中，当组合物被描述为具有、包含或包括特定组分，或者当方法被描述为具有、包含或包括特定步骤时，另外可以预期，存在本发明的组合物，其基本上由所述组分组成或由所述组分组成，并且存在根据本发明的方法，其基本上由所述处理步骤组成或由所述处理步骤组成。
应当理解，只要本发明仍然可以操作，步骤的顺序或执行某些动作的顺序是不重要的。此外，可以同时进行两个或两个以上步骤或动作。
本文提到的任何出版物，例如，在背景技术部分中，并不是承认该出版物作为关于本文提出的任何权利要求的现有技术。背景技术部分是出于清楚的目的而给出的，并不意味着对关于任何权利要求的现有技术的描述。
本文描述的各个实施例使用超小型低于10nm的FDA-IND批准的荧光有机二氧化硅颗粒(C点)和/或超小型聚(乙二醇)涂覆的(聚乙二醇化的)近红外(NIR)荧光二氧化硅纳米颗粒，称为C'点。例如，在某些实施例中，C点或C'点用一或多种PET放射性标记和一或多种靶向配体(例如，整联蛋白靶向肽环-(Arg-Gly-Asp-Tyr)(cRGDY)进行表面适应)。关于C点的细节描述于美国专利第8298677B2号“荧光基于二氧化硅的纳米颗粒(Fluorescentsilica-based nanoparticles)”、美国公开第2013/0039848 A1号“荧光基于二氧化硅的纳米颗粒(Fluorescent silica-based nanoparticles)”、美国公开第US 2014/0248210 A1号“多模态基于二氧化硅的纳米颗粒(Multimodal silica-based nanoparticles)”、美国公开第US 2015/0366995 A1号“介孔氧化物纳米颗粒及其制备和使用方法(Mesoporousoxide nanoparticles and methods of making and using the same)”和美国公开第US2016/0018404 A1号“多层荧光纳米颗粒及其制备和使用方法(Multilayer fluorescentnanoparticles and methods of making and using same)”，其内容通过引用整体并入本文。
C点(或C'点)由于其物理特性以及已得到证明的人体内特征而为药物递送提供了独特的平台。这些颗粒是超小型的，并且受益于肿瘤微环境中的EPR效应，同时保留了所需的清除率和药代动力学特性。为此，本文描述了纳米颗粒药物递送系统，其中，在某些实施例中，药物构建体共价连接于C点(或其它纳米颗粒)。用于药物递送的基于C点(或基于C'点)的NDC提供良好的生物稳定性，使药物过早释放最小化，并且表现出生物活性化合物的受控释放。在某些实施例中，基于肽的连接子用于NDC应用。在抗体和聚合物的背景下，这些连接子在体外和体内都是稳定的，具有高度可预测的释放动力学，其依赖于溶酶体蛋白酶的酶催化水解。例如，组织蛋白酶B(溶酶体中高度表达的蛋白酶)可以用于促进药物从大分子中释放。通过在大分子主链和药物分子之间掺入短的蛋白酶敏感肽，可以在酶的存在下获得药物的受控释放。
在某些实施例中，NDC是超小型的(例如，平均直径为约5nm至约10nm，(例如，约6nm))并且利用酶敏感连接子，例如，在药物释放由蛋白酶催化的情况下。在一个实例中，吉非替尼(一种重要的表皮生长因子受体突变体(EGFRmt+)-酪氨酸激酶抑制剂(TKI)癌症药物)被修饰并掺入到颗粒上。所得的NDC表现出优异的体外稳定性、溶解性，并且证明在EGFRmt+表达NSCLC细胞中具有活性。
在某些实施例中，NDC包括一或多个靶向部分，例如，靶向特定组织类型(例如，特定肿瘤)。具有靶标部分的NDC增强肿瘤细胞中药物的内化(例如，靶向配体与肿瘤细胞上的受体结合，和/或将药物递送至肿瘤细胞中(例如，通过增加的通透性))。例如，为了产生具有另外的靶向部分(例如，cRGD)的颗粒治疗剂，将二氧化硅纳米颗粒加入到cRGDY-PEG偶联物和马来酰亚胺双功能化PEG的混合物中。马来酰亚胺双功能化PEG支持药物-连接子偶联物的额外连接以产生治疗诊断产物。
在一些实施例中，超小型颗粒可以与PET标记和/或光学探针结合。可以在体内(例如，通过PET)观察纳米颗粒以评价靶位点中的药物累积。例如，可以首先给予具有PET标记的纳米颗粒(例如，没有药物物质)。然后，通过分析纳米颗粒的体内PET图像，可以估计药物(例如，与纳米颗粒偶联)在肿瘤中的浓度和累积速率。可以基于获得的估计来确定剂量以提供个性化药物(例如，肿瘤大小而不是患者的体重)。在一些实施例中，可以在体内追踪放射性标记的药物。高浓度化学治疗药物如果不是针对性的，则具有潜在的危险性。在一些实施例中，具有光学探针(例如，荧光团)的纳米颗粒可以用于术中显像(例如，在暴露组织/肿瘤的表面的情况下)和/或肿瘤的活检。
治疗剂和纳米颗粒可以单独被放射性标记或光学标记，从而允许治疗剂和纳米颗粒的独立监测。在一个实施例中，放射性氟化(即18F)达沙替尼通过NHS酯键与连接于纳米颗粒的PEG-3400部分偶联。放射性氟对于能够独立监测药物从放射性碘化C24I)荧光(Cy5)纳米颗粒的分布和释放的时间依赖性变化至关重要。以这种方式，可以监测前药(达沙替尼)和纳米颗粒。与不使用双标记方法的现有技术中的方法相比，这允许前药设计的优化。在另一个实施例中，放射性治疗性碘分子(例如，131I)或其它治疗性γ或α发射体通过马来酰亚胺官能团与PEG偶联，其中治疗剂可以不在体内与PEG解离。
在各个实施例中，NDC是通过分子连接子共价连接于C点纳米颗粒(或其它纳米颗粒(例如，C'点))的药物化合物。在某些实施例中，连接子掺入对胰蛋白酶(对照酶)和/或组织蛋白酶B敏感的肽(例如，二肽)序列，其是主要在细胞的溶酶体中发现的酶。在某些实施例中，一类连接子化学在连接子和药物之间掺入酰胺键。在某些实施例中，一类连接子化学利用连接子和药物之间的可降解部分。在一些实施例中，连接子被设计成在特定条件下(例如，蛋白酶水解)从纳米颗粒(例如，C点，例如C'点)释放药物。
可以使用的示例性药物包含RTK抑制剂，例如达沙替尼和吉非替尼，其可以靶向由人或小鼠来源(例如，高分级胶质瘤基因工程小鼠模型、来自人类患者脑肿瘤外植体的神经球)的原发性肿瘤细胞表达的血小板源生长因子受体(PDGFR)或EGFRmt+和/或非神经来源的肿瘤细胞系。可以合成达沙替尼和吉非替尼类似物以使得能够共价连接于几个连接子而不会扰乱定义活性结合位点的基础化学结构。
如国际申请第PCT/US2015/032565号(2015年12月3日公开为WO 2015/183882)中所述，验证合成方法并获得所需的连接子-药物构建体和NDC，其内容通过引用整体并入本文。
C点或C'点还可以用作高度特异性和有效的多治疗靶向颗粒探针，以在单个平台上将抗体片段与治疗性放射性标记(例如，177Lu、225Ac、90Y、89Zr)组合。可替代地，靶向肽的C点或C'点偶联，例如已知具有免疫调节性和消炎性的αMSH，也可以与C点或C'点放射治疗(和/或其它基于颗粒的)平台组合，以实现增强疗效。在某些实施例中，与诊断应用相比，放射性同位素和/或抗体片段的浓度在治疗应用中更高。
分子治疗剂(例如，抗体)可以通过操纵免疫检查点来调节免疫系统的抗肿瘤活性(例如，单克隆抗体伊匹单抗抑制CTLA4，一种抑制免疫系统功能的负调节分子)。其基本原理是触发先前存在但休眠的抗肿瘤免疫响应。其它分子和途径起到免疫开关的作用。在T细胞上表达的另一种负调节受体PD-1也已被靶向。对单个免疫检查点进行开关可能不足以诱导抗肿瘤响应，从而解释了靶向PD-1或CTLA4等单一免疫调节检查点失败的一些原因。然而，不希望受任何理论束缚，可以通过加入RT来支持治疗，在某些情况下，认为RT具有免疫调节特性。在这些情况下，已经发现RT治疗区外的肿瘤由于RT引起的假定全身性炎症或免疫响应而收缩，从而突出了辐射引发全身性抗肿瘤免疫响应的可能性。增强免疫活性也可能增强RT的局部作用。
可以通过单独增加这些免疫偶联物的浓度来治疗疾病。还可以加入治疗性放射性标记以进一步治疗疾病。在某些实施例中，免疫偶联物在高浓度下并且在没有治疗性放射性标记的情况下充当治疗剂。在某些实施例中，放射性标记在多合一多治疗平台中连接于相同的纳米颗粒。可替代地，治疗性放射性同位素可以独立给予。更多细节在国际申请第PCT/US16/26434号(2016年10月13日公开为WO 2016/164578)中提供，其内容通过引用整体并入本文。
与其它多模态平台相比，免疫偶联物可以包括连接于纳米颗粒本身的不同部分。例如，在某些实施例中，放射性同位素连接于纳米颗粒并且抗体片段连接于纳米颗粒，即，在这些实施例中，放射性标记不连接于抗体片段本身。作为另一个实例，免疫偶联物可以包括连接于纳米颗粒的靶向配体、连接于纳米颗粒的放射性同位素和连接于纳米颗粒的抗体片段。连接于C点的不同部分的化学计量比可以影响纳米颗粒免疫偶联物的生物分布。
在某些实施例中，纳米颗粒包括二氧化硅、聚合物(例如，聚(乳酸-共-乙醇酸)(PLGA))、生物制剂(例如，蛋白质载体)和/或金属(例如，金、铁)。在某些实施例中，纳米颗粒是如布拉德伯里(Bradbury)等人的美国公开第2013/0039848A1号中所述的“C点”，其通过引用并入本文。
在某些实施例中，纳米颗粒是球形的。在某些实施例中，纳米颗粒是非球形的。在某些实施例中，纳米颗粒是或包括选自由以下组成的群组的材料：金属/半金属/非金属，金属/半金属/非金属氧化物、硫化物、碳化物、氮化物，脂质体，半导体和/或其组合。在某些实施例中，金属选自由以下组成的群组：金、银、铜和/或其组合。
纳米颗粒可以包括金属/半金属/非金属氧化物，包含二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化锗(GeO2)、五氧化二钽(Ta2O5)、NbO2等，和/或非氧化物，包含金属/半金属/非金属硼化物、碳化物、硫化物和氮化物，例如钛及其组合(Ti、TiB2、TiC、TiN等)。
纳米颗粒可以包括一或多种聚合物，例如已被美国食品和药物管理局(FDA)根据21C.F.R.§177.2600批准用于人类的一或多种聚合物，包含但不限于聚酯(例如，聚乳酸、聚(乳酸-共-乙醇酸)、聚己内酯、聚戊内酯、聚(1,3-二恶烷-2-酮))；聚酸酐(例如，聚(癸二酸酐))；聚醚(例如，聚乙二醇)；聚氨酯；聚甲基丙烯酸酯；聚丙烯酸酯；聚氰基丙烯酸酯；PEG和聚(环氧乙烷)(PEO)的共聚物。
纳米颗粒可以包括一或多种可降解聚合物，例如，某些聚酯、聚酸酐、聚原酸酯、聚磷腈、聚磷酸酯、某些聚羟基酸、聚丙基富马酸酯、聚己内酯、聚酰胺、聚(氨基酸)、聚缩醛、聚醚、可生物降解的聚氰基丙烯酸酯、可生物降解的聚氨酯和多糖。例如，可以使用的特定可生物降解聚合物包含但不限于聚赖氨酸，聚(乳酸)(PLA)、聚(乙醇酸)(PGA)、聚(己内酯)(PCL)、聚(丙交酯-共-乙交酯)(PLG)、聚(丙交酯-共-己内酯)(PLC)和聚(乙交酯-共-己内酯)(PGC)。另一种示例性可降解聚合物是聚(β-氨基酯)，其可以适于根据本申请的用途。
在某些实施例中，纳米颗粒可以具有或被改变以具有一或多个官能团。此些官能团(在纳米颗粒内或在其表面上)可以用于与任何试剂(例如，可检测的实体、靶向实体、治疗性实体或PEG)结合。除了通过引入或改变表面官能度来改变表面电荷之外，不同官能团的引入允许连接子(例如，(可裂解的或可(生物)降解的)聚合物，例如但不限于聚乙二醇、聚丙二醇、PLGA等)、靶向/归巢剂和/或其组合的偶联。
在某些实施例中，纳米颗粒包括一或多种靶向配体(例如，连接于其)，例如但不限于小分子(例如，叶酸、染料等)、适体(例如，A10、AS1411)、多糖、小生物分子(例如，叶酸、半乳糖、二膦酸盐、生物素)、寡核苷酸和/或蛋白质(例如，(多)肽(例如，αMSH、RGD、奥曲肽、AP肽、表皮生长因子、氯毒素、转铁蛋白等)、抗体、抗体片段、蛋白质等)。在某些实施例中，纳米颗粒包括一或多种对比/显像剂(例如，荧光染料、(螯合的)放射性同位素(SPECT、PET)、MR活性剂、CT-试剂)和/或治疗剂(例如，小分子药物、治疗性(多)肽、治疗性抗体、(螯合的)放射性同位素等)。
在某些实施例中，PET(正电子发射断层扫描)示踪剂用作显像剂。在某些实施例中，PET示踪剂包括89Zr、64Cu、[18F]氟脱氧葡萄糖。在某些实施例中，纳米颗粒包含这些和/或其它放射性标记。
在某些实施例中，纳米颗粒包括一或多种荧光团。荧光团包括荧光染料、荧光染料猝灭剂分子、任何有机或无机染料、金属螯合物或任何荧光酶底物，包含蛋白酶可激活的酶底物。在某些实施例中，荧光团包括长链亲碳花青。在其它实施例中，荧光团包括DiI、DiR、DiD等。荧光染料包括远红和近红外荧光染料(NIRF)。荧光染料包含但不限于羰花青和吲哚菁荧光染料。在某些实施例中，显像剂包括市售的荧光染料，包含但不限于Cy5.5、Cy5和Cy7(通用电气医疗集团(GE Healthcare))；AlexaFlour660、AlexaFlour680、AlexaFluor750和AlexaFluor790(美国英杰生命技术有限公司(Invitrogen))；VivoTag680、VivoTag-S680和VivoTag-S750(维森医药公司(VisEn Medical))；Dy677、Dy682、Dy752和Dy780(戴欧米克斯公司(Dyomics))；DyLight547、DyLight647(皮尔斯公司(Pierce))；HiLyte Fluor 647、HiLyte Fluor 680和HiLyte Fluor 750(阿纳斯佩克公司(AnaSpec))；IRDye 800CW、IRDye800RS和IRDye 700DX(里克尔公司(Li-Cor))；和ADS780WS、ADS830WS和ADS832WS(美洲染料源公司(American Dye Source))和Kodak X-SIGHT 650、Kodak X-SIGHT 691、Kodak X-SIGHT 751(锐珂医疗公司(Carestream Health))。
在某些实施例中，纳米颗粒包括(例如，已连接)一或多种靶向配体，例如用于靶向感兴趣的癌组织/细胞。
在某些实施例中，纳米颗粒包括1至20个离散的靶向部分(例如，相同类型或不同类型)，其中靶向部分与肿瘤细胞上的受体结合(例如，其中纳米颗粒的平均直径不大于15nm，例如不大于10nm，例如约5nm至约7nm，例如约6nm)。在某些实施例中，1至20个靶向部分包括α-黑素细胞刺激素(αMSH)。在某些实施例中，纳米颗粒包括一个靶向部分(例如，αMSH)。
在某些实施例中，本文所述的组合物和方法通过纳米颗粒摄取经由铁丝网诱导细胞死亡。此外，本公开描述了在治疗过程中多次给予高浓度的超小型(例如，具有不大于20nm，例如不大于15nm，例如不大于10nm)的纳米颗粒与缺营养环境相结合，从而调节细胞代谢途径以通过机体铁死亡诱导细胞死亡。铁死亡涉及铁、活性氧物质和细胞死亡执行的同步模式。更多细节在国际申请第PCT/US16/34351号(2016年12月8日公开为WO 2016/196201)中提供，其内容通过引用整体并入本文。
可以治疗的癌症包含例如前列腺癌、乳腺癌、睾丸癌、宫颈癌、肺癌、结肠癌、骨癌、胶质瘤、胶质母细胞瘤、多发性骨髓瘤、肉瘤、小细胞癌、黑素瘤、肾癌、肝癌、头颈癌、食道癌、甲状腺癌、淋巴瘤、胰腺癌(例如，BxPC3)、肺癌(例如，H1650)和/或白血病。
在某些实施例中，纳米颗粒包括治疗剂，例如药物部分(例如，化学治疗药物)和/或治疗性放射性同位素。如本文使用，“治疗剂”是指当给予于受试者时具有治疗效果和/或引发所需生物学和/或药理学作用的任何试剂。
在某些实施例中，例如，在使用组合疗法的情况下，实施例治疗方法包含给予纳米颗粒和给予一或多种药物(例如，单独地或与纳米颗粒偶联)，例如一或多种化学治疗药物，例如索拉非尼、紫杉醇、多西他赛、MEK162、依托泊苷、拉帕替尼、尼罗替尼、克唑替尼、氟维司群、维罗非尼、贝罗汀和/或喜树碱。
可以调节纳米颗粒的表面化学、涂层的均匀性(其中存在涂层)、表面电荷、组成、浓度、给予频率、形状和/或尺寸以产生期望的治疗效果。
本文描述了纳米颗粒偶联物，其表现出增强的对肿瘤组织(例如，脑肿瘤组织)的穿透和在肿瘤间质内的扩散，例如用于治疗癌症。进一步描述了使用此些纳米颗粒偶联物靶向肿瘤微环境中的肿瘤相关巨噬细胞、小胶质细胞和/或其它细胞的方法。此外，描述了以此些纳米颗粒偶联物为特征的诊断、治疗和治疗诊断(诊断和治疗)平台，用于治疗肿瘤和周围微环境中的靶标，从而增强癌症治疗的疗效。还设想了本文所述的纳米颗粒偶联物与其它常规疗法(包含化学疗法、放射疗法、免疫疗法等)结合的用途。
已经开发了多靶向激酶抑制剂和单靶向激酶抑制剂的组合以克服治疗抗性。重要的是，靶向剂的多模态组合，包含设计用于携带SMI、化学治疗剂、放射治疗标记和/或免疫治疗剂的基于颗粒的探针，可以增强疗效和/或改善恶性脑肿瘤的治疗计划。与分子显像标记相结合，这些载剂允许监测药物递送、累积和保留，继而可以获得最佳治疗指数。
一种此临床翻译的超小型纳米颗粒(例如，纳米颗粒的直径不大于20nm，例如不大于15nm，例如不大于10nm)平台C'点可用于此目的。该纳米颗粒已被开发为肿瘤靶向双模态(PET-光学)药物递送载剂。它们有利的动力学、内化和增强的肿瘤滞留特性，以及它们容易在肿瘤间质内扩散的能力，已经表明这些颗粒可全身递送至CNS并可在细胞外基质内更广泛地分布，这可能足以达到治疗浓度并改善靶向治疗响应。已经合成了新的纳米颗粒药物偶联物(NDC)，其特征为将原型EGFR(吉非替尼，gef)和PDGFR(达沙替尼，das)SMI分别受控递送至EGFRmt+和PDGFB驱动的肿瘤模型。使用几种不同的连接子化学将SMI连接于颗粒表面；在血清补充培养基中评估加载和释放曲线。
在某些实施例中，纳米颗粒的平均直径不大于15nm。在某些实施例中，纳米颗粒的平均直径不大于10nm。在某些实施例中，纳米颗粒的平均直径为约5nm至约7nm(例如，约6nm)。
实例
本实例提供一种两方面方法以证明本文所述的纳米颗粒平台用于治疗受试者中的肿瘤，特别是转移性脑肿瘤的可行性。该两方面方法的第一方面使用原发性胶质瘤模型来理解纳米颗粒在肿瘤中的行为和分布(例如，如果药物在颗粒上，则与游离药物相比，颗粒是否有效地治疗肿瘤)。该两方面方法的第二方面使用纳米颗粒药物偶联物(NDC)来治疗和/或调节肿瘤微环境以改变巨噬细胞(例如，在转移性脑肿瘤中)的表型。如本文详细描述，创建异种移植物以确定所提供的组合物在体内的疗效并确定用于在脑中治疗的所述组合物。实例显示，在和/或不在将靶向部分连接于纳米颗粒组合物的情况下实现肿瘤靶向。有证据表明，靶向部分的使用改善了纳米颗粒至感兴趣的组织/肿瘤(内)的转运和/或纳米颗粒的浓度。
实例1：脑肿瘤中C'-点的分布、疗效和优化剂量
本实例提供(1)使用基因工程小鼠胶质瘤模型确定脑肿瘤中C'-点的瘤内和细胞内分布动态随血脑通透性、时间、RGD靶向和药物偶联的变化，和(2)在EGFR突变体非小细胞肺癌的转移模型中确定通过可裂解连接子与小分子EGFR抑制剂偶联的C'-点的药理学效力和优化剂量。
在将EGFRmt+和PDGFB驱动的肿瘤细胞系与吉非替尼(或达沙替尼)修饰的C'点一起温育后，关于一系列相对于天然SMI的颗粒浓度和时间(即6、18小时)评价细胞内化、抑制特征和存活率。关于EGFRmt+表达细胞系，测试了非小细胞肺癌(NSCLC)系，包含L858RECLC26，其为在外显子21中含有激活单点取代突变L858R的品系，其赋予对EGFR酪氨酸激酶抑制剂的敏感性。还使用不太敏感的NSCLC系H1650，其具有抗性突变。对于PDGFR表达细胞，使用3T3细胞和PDGFB驱动的原代细胞。在后一种情况下，细胞来自使用RCAS进行PDGF-B基因转移，同时在GFAP或巢蛋白启动子下将其受体tv-a基因工程改造成小鼠品系(即，分别为Gtv-a和Ntv-a)的高分级胶质瘤基因工程小鼠模型(GEMM)。通过蛋白质印迹测定细胞的EGFR和PDGFR磷酸化状态，并且使用测定结果来选择用于体内疗效研究的先导候选物。
与体外研究同时，使用基础颗粒探针(即FDA-IND批准的cRGDY-PEG-C'点)和达沙替尼-NDC结合时间依赖性活体染色方法进行体内基线研究，以提供肿瘤内穿透和颗粒分布动力学随血脑屏障通透性、整联蛋白靶向(相对于非整联蛋白靶向，使用cRADY-PEG-C'点)和随后的在高分级胶质瘤RCAS-tva GEMM中的药物偶联的变化的初步评估。
使用双模态颗粒探针的剂量递增研究正在用于研究天然药物对于PDGFB驱动的胶质瘤中的达沙替尼-NDC和EGFRmt+临床前侧腹/脑异种移植物模型中的吉非替尼-NDC在靶向治疗递送、穿透和最大治疗响应方面的改善；显像结果正在组织学上得到证实。还使用这些试剂进行药代动力学研究以评估意外毒性并评价颗粒放射量测定。可以向单独的一组小鼠注射双模态颗粒探针以跟踪药物相对于颗粒的递送和分布以监测平台的稳定性。肿瘤部位处的预期增加的有效药物浓度基于先前观察到的优先肿瘤滞留和使用PET显像定量估计示踪剂NDC剂量的治疗剂量需求的能力。
这些含有SMI的平台还进一步适应了靶向肽，包含cRGDY和αMSH，前者用于将SMI递送至和靶向整联蛋白和/或黑皮质素-1(MC1)受体。整联蛋白由原代胶质瘤细胞和肿瘤血管内皮细胞表达，而后者由微环境中的肿瘤相关巨噬细胞表达。然后可以针对该超小形(低于10nm)粒径确定整联蛋白受体靶向对这些探针的整体瘤内累积的贡献。还可以使用不与整联蛋白受体结合的乱序肽(cRADY)结合C'点(对照)来评估由于高通透性滞留(EPR)效应导致的肿瘤中的非特异性摄取。不希望受理论束缚，据信这些颗粒的超小尺寸使得能够在肿瘤间质内扩散(参见图1至35)以达到更大数量的细胞靶标，而对于更大的纳米材料(即脂质体)来说，其大部分在血管渗漏部位(通过EPR效应)沿血管壁累积。此治疗诊断平台(诊断-治疗)可以用于治疗肿瘤和周围微环境中的靶标(通过巨噬细胞或其它免疫/炎性细胞类型)。例如，达沙替尼可以用于cRGDY结合C'点以靶向原发性胶质瘤细胞(和激活的内皮细胞)、靶向TAM的抑制剂(即巨噬细胞CSF-1受体(CSF-1R)抑制剂)或可以连接于αMSH结合C'点的其它免疫组分。应该注意的是，αMSH是神经免疫调节剂，并且其受体MC1-R存在于巨噬细胞上。
临床前研究结果正在用于为临床试验设计提供信息。124I-cRGDY结合C'点的靶向递送和穿透目前正在具有脑转移(即NSCLC、乳腺癌)或GBM的术前患者中进行监测，这两种肿瘤类型的改善型SMI至CNS的递送可能具有临床意义。在静脉注射124I-cRGDY结合C'点后，正在使用连续PET-CT显像以检测、定位和评估24小时内脑肿瘤内颗粒示踪剂的累积。为了将显像与分子异常和组织颗粒分布相关联，正在从靶向肿瘤内和肿瘤周围的示踪剂摄取区的肿瘤活检中分析组织。实验方案涉及：(1)按常规进行术前MRI，并配准PET-CT显像p.i.124I-cRGDY-PEG-C'点，用于标识潜在的活检靶标；(2)手术切除，按常规进行靶向组织采集，使用集成无框架立体定向跟踪来注释活检部位，并通过术中MRI(iMRI，1.5T西门子磁铁)进行更新。在肿瘤内和肿瘤周围收集来自几个区域的组织样品。对表现出颗粒示踪剂摄取的肿瘤组织区域和很少或没有表现出摄取的其它组织进行分析以用于整联蛋白表达。测定包含应用市售抗体的免疫组织化学。
此外，预期本文所述的偶联物可以用于操纵(例如，调节、控制)肿瘤微环境中(例如，体内，例如在癌症治疗中，例如脑癌，例如恶性癌症，例如恶性脑癌)的某些细胞(例如，巨噬细胞、肿瘤相关巨噬细胞和/或小胶质细胞(TAM)、树突细胞和/或T细胞)的行为，以改善疗效。例如，超小型纳米颗粒与CSF-1受体(CSF-1R)抑制剂的偶联物可以用于靶向肿瘤微环境中的肿瘤相关巨噬细胞，以在肿瘤治疗中对其进行调节/控制。例如，所述纳米颗粒偶联物可以包括调节剂部分(例如，用于靶向TAM的集落刺激因子-1(CSF-1R)的抑制剂。
图10是示出了使用RCAS-PDGFB小鼠胶质瘤模型通过同时活体染色研究C'-点分布的图表。为了进一步评价该颗粒如何在治疗上使用，进一步研究了肿瘤内和细胞水平上的颗粒分布。使用RCAS脑肿瘤模型，开发了一种在处死前给予荧光标记的方法。使用赫斯特对细胞核染色作为细胞定位的标志物，并使用绿色荧光FITC-70kDa葡聚糖粗略估算颗粒的大小作为血脑屏障破坏的标志物并且仅在小葡聚糖上估计EPR效应。还研究了相对于时间的颗粒分布，在相对于96小时时间点较短治疗后3小时时间点处进行观察。
图12中还提供了来自RCAS荷瘤小鼠中124I-RGD-Cy5-C-点分布的离体研究的图像。RGD靶向纳米颗粒在注射后(p.i)96小时在肿瘤中强烈滞留，并在处死前3小时扩散超过70kDa葡聚糖。在处死前(p.t.s.)96小时，RCAS-tva荷瘤小鼠在体内用RGD靶向C点治疗；在p.t.s 3小时，用FITC-葡聚糖治疗；接着在p.t.s 10分钟，用赫斯特治疗。与在p.t.s 3小时共同给予时的Cy5和FITC信号的近似相比，治疗后96小时的Cy5信号相较于FITC信号在肿瘤内集中的BBB破坏区中似乎更扩散，并保持了高信号强度。Cy5信号非常接近H&E上标识的肿瘤区域。RGD靶向C点在96小时滞留，并且似乎仅在BBB破坏区之外扩散通过肿瘤。I-124放射自显影在与Cy5信号紧密匹配的区域中显示出亮光，表明I-124在体内保持连接于含有C点的Cy5。
图15A至15F是FITC-葡聚糖作为与图13A、13B和14的纳米颗粒偶联物大小相似的参考示踪剂的三重荧光标记图像。如上所述，该数据暗示至少早在治疗后3小时的Cy5-C'点的细胞内定位。除了肿瘤分布之外，还采用肿瘤切片的高放大率显像来使颗粒分布在细胞水平上可视化。在这些图像中，可以看到红色的纳米颗粒紧密包围蓝色的强核染色。不希望受任何理论束缚，该数据暗示可能在溶酶体中的细胞内定位。
图27和28示出了通过像素相关描绘分布分析的图像和数据。用靶向和非靶向纳米颗粒治疗肿瘤局灶区的高功率显像。用放射性标记的RGD靶向纳米颗粒或RAD-纳米颗粒治疗RCAS-tva荷瘤小鼠，并在治疗后96小时处死，其中在处死前3小时注射FITC-葡聚糖。使用代表区的高功率显像分析冷冻切片的荧光信号。与在RGD-纳米颗粒治疗的肿瘤中超过FITC热点的Cy5信号的更扩散模式相比，数据表现出RAD-纳米颗粒信号的紧密重叠区与FITC标记的BBB破坏区。
图29示出了蛋白质印迹图像，表明达沙替尼-NDC以与游离药物相似的水平以剂量依赖性方式实现PDGFR抑制。用指定药物治疗TS543(神经球细胞)4小时，然后用PDGF-BB20ng/ml治疗10分钟。在治疗前18小时，使细胞在没有生长因子的干细胞培养基中饥饿。修饰的/连接子达沙替尼-NDC以剂量依赖性方式表现出p-PDGFRα抑制，其剂量与表现出游离达沙替尼抑制p-PDGFRα的剂量相当。
图30示出了治疗后3小时和96小时肿瘤中达沙替尼-NDC分布的图像。用非靶向达沙替尼-纳米颗粒偶联物(Das-NDC)治疗RCAS-tva荷瘤小鼠，并在治疗后3小时和96小时处死，其中在处死前3小时注射FITC-葡聚糖。使用代表区的高功率显像分析冷冻切片的荧光信号。在3和96小时在Cy5和FITC信号之间观察到高度重叠，重现了在相应的非靶向非偶联纳米颗粒(RAD-NP)中相似的研究结果。
图31示出了与单独的靶向和非靶向颗粒相比，靶向和非靶向纳米颗粒-药物偶联物中荧光信号的可比分布的H&E和荧光图像。用非靶向达沙替尼-纳米颗粒偶联物(Das-NDC)和靶向达沙替尼-纳米颗粒偶联物(RGD-DAS-NDC)治疗RCAS-tva荷瘤小鼠，并在治疗后96小时处死，其中在处死前3小时注射FITC-葡聚糖并在处死前10分钟注射赫斯特。使用代表区的高功率显像分析冷冻切片的荧光信号。代表性样品表现出在非靶向Das-NDC肿瘤相对于RAD-NP以及RGD-NDC相对于RGD-NP中的相似的分布，表明通过引入药物偶联物保留了纳米颗粒摄取和扩散特性。
为了研究药物-偶联物动力学，将SMI用作模型系统。使用吉非替尼药物模型，其在原发性NSCLC中具有疗效但不用于治疗脑转移，并且在图17和18中示出了其高度蛋白质结合和肝脏清除的特性。如果纳米颗粒动力学可以以增强的肾清除率对此进行改善，可以实现更高的治疗指数。因此，使用药物-连接子组合的优化将吉非替尼连接于C'-点。然后表明，尽管进行了药物修饰，但修饰的药物-NP偶联物保留了如通过pEGFR抑制测量的效力。可以研究SMI从NDC的递送和释放的优化。
图33显示来自ECLC26侧腹荷瘤小鼠的多剂量治疗的数据，其导致强有力的肿瘤控制。在第8天和第9天观察到生长的分析。在两个时间点用吉非替尼-NDC治疗ECLC26荷瘤小鼠，每日吉非替尼P.O.(150mg/kg)，或在多剂量模型中每日口服盐水载剂，其中剂量给予由蓝色箭头指示。每日使用最大肿瘤尺寸的卡尺测量值来测量肿瘤体积。该图显示了与Gef-NDC和吉非替尼治疗组中肿瘤体积的稳定降低相比，载剂治疗的肿瘤随时间的自然生长。值得注意的是，在治疗后8天左右，Gef-NDC治疗组中肿瘤生长恢复，表明在该时间点可能疗效减弱。
图34示出了治疗后的ECLC26生长。向裸小鼠植入200万个ECLC26细胞。通过静脉注射200μL盐水或15μM Gef-NDC，2管饲剂量，15mg/ml吉非替尼，10μL/g，持续10天来治疗荷瘤小鼠。
实例2：用靶向超小型二氧化硅纳米颗粒显像探针(C'点)调节肿瘤微环境以用于 小分子抑制剂递送和显像
靶向高分级胶质瘤的治疗方法基本上都失败了。一种替代策略是在肿瘤微环境(TME)中调节细胞，例如肿瘤相关巨噬细胞和小胶质细胞(TAM)。在高分级胶质瘤小鼠模型和脑肿瘤患者中，TAM占肿瘤质量的多至30％；TAM累积与较高的胶质瘤分级和较差的患者预后相关。已知集落刺激因子-1(CSF-1)影响巨噬细胞的分化和存活率以及它们的激活或极化状态。在PDGF驱动的小鼠胶质瘤模型中，已经显示抑制CSF-1R可抑制M2表型，以减少肿瘤生长并改善存活率。
本实例通过将合成的药物和靶向肽(例如，α黑素细胞刺激素(αMSH))连接于超小型荧光二氧化硅纳米颗粒(C'点)来选择性地将小分子抑制剂(例如，CSF-1R试剂BLZ945)递送至TAM。此些组合物在本文中被称为“纳米颗粒药物偶联物(NDC)”。通过使用对TAM调节具有确定敏感性的PDGF驱动的小鼠胶质瘤模型，评估该NDC的靶向递送和疗效，并与作为游离药物的BLZ945的确定疗效进行比较。此外，评价了掺入PDGF抑制剂达沙替尼的整联蛋白靶向NDC的联合治疗。
TAM是TME中最普遍的炎性细胞，其中它们包括不同功能亚型的异质群落。尽管尚未完全了解TAM表型的范围，但已示出了表达M2类标志物的激活TAM以有助于肿瘤启动和维持，以及通过TME中的细胞因子释放和炎性募集影响抗肿瘤自身免疫。肿瘤继而可以通过释放因子(例如，TGF-β和M-CSF)来促进单核细胞极化成M2TAM。通过完整的生理机制对TAM亚型的治疗性调节是在广泛的癌症中影响TME的潜在有效手段。
如本文所述，当与针对肿瘤细胞的其它疗法组合时，癌症中TAM的靶向可以是最有效的。事实上，CSF-1R抑制作为胶质瘤单药治疗的首次试验发现疗效不大。
如本文所述，使用超小型纳米颗粒(例如，C'点)通过连接其配体α黑素细胞刺激素(αMSH)(一种神经免疫调节剂)来选择性地将受体酪氨酸激酶(RTK)抑制剂(例如，BLZ945)递送至黑皮质素-1受体(MC1R)表达TAM。如国际申请第PCT/US2015/032565号(2015年12月3日公开为WO 2015/183882)中所述，合成并修饰了BLZ945(一种调节巨噬细胞极化和功能的特异性CSF-1R抑制剂)以连接于C'点，其内容通过引用整体并入本文。
利用RCAS PDGFB驱动的高分级胶质瘤基因工程小鼠模型(GEMM)，利用所得的NDC的细致亮度来评估体外和肿瘤中巨噬细胞中αMSH靶向颗粒的摄取。选择该模型是由于其对通过CSF-1R抑制的TME调节的敏感性，以及其通过PDGF和Src抑制剂达沙替尼(das)破坏肿瘤细胞信号传导。因此，测试了单独和潜在组合的这些药物的基于颗粒的递送的疗效。das-RGDY-PEG-C'点的开发提供了用于对das-RGDY-PEG-C'点和BLZ947-αMSH-PEG-C'点的递送和扩散随血脑屏障通透性的变化进行绘图的方法。
作为组合剂以独立靶向高分级胶质瘤中的肿瘤细胞和TAM的靶向NDC的合成和表 征
通过使用可裂解化学连接子将两种RTK抑制剂BLZ945和达沙替尼(das)偶联到C'点上。BLZ945，一种在MSKCC开发的CSF-1R特异性RTK抑制剂，与基于二肽的化学连接子适应。将该药物-连接子构建体偶联到αMSH-PEG-C'点上以形成用于靶向TAM的NDC BLZ945-αMSH-PEG-C'点，而达沙替尼偶联到cRGDY-PEG-C'点上用于靶向整联蛋白表达胶质瘤细胞。如果BLZ945的修饰损害CSF-1R抑制，则一种替代策略是偶联CSF-1R多激酶抑制剂PLX3397。
还提供了das-cRGDY-PEG-C'点的合成。例如，还提供了一种已通过可裂解连接子与C'点偶联的修饰的达沙替尼类似物。将das类似物偶联到cRGDY官能化颗粒上以形成NDCdas-cRGDY-PEG-C'点。此外，通过HPLC方法进行BLZ945-αMSH-PEG-C'点和das-cRGDY-PEG-C'点的表征以评估药物负荷。
通过液相色谱-质谱法评价在丝氨酸和半胱氨酸蛋白酶(例如，胰蛋白酶和组织蛋白酶)存在下的药物释放。
通过评价细胞因子分泌和基因签名，评估适合于一或多个靶向部分(BLZ945；α MSH)的C'点以激活CSF-1R和MC1R表达TAM。
在U-251胶质瘤条件培养基(GCM)中培养RAW 264.7小鼠巨噬细胞和原代小鼠骨髓源巨噬细胞(BMDM)，该胶质瘤条件培养基保护巨噬细胞免受BLZ945诱导的细胞死亡。准备被培养BMDM。此外，在稳定性、放射化学产率、比活性、肿瘤靶标摄取和肿瘤/本底比值方面，将无螯合剂放射性标记策略与用于颗粒放射性标记的传统基于螯合剂的放射性标记方法进行比较。无螯合剂方法依赖于固有C'点去质子化硅烷醇基基团(-Si-O-)的89Zr标记；基于螯合剂的方法包含在89Zr标记之前将谷胱甘肽和去铁胺B偶联至C'点表面结合PEG链。
使用表达MC1-R表达巨噬细胞和γ计数检测方法对89Zr-αMSH结合NDC进行与天然“冷”TKI相比的竞争性结合研究，以确定结合亲和力和效力。为了检查结合特异性，在颗粒暴露和流式细胞术之前使用抗MC1R抗体进行MC1-R阻断实验。还检查了通过内吞途径和溶酶体摄取的细胞内颗粒运输。为了研究通过内吞途径的C'点的运输，表达了内吞运输的荧光报告基因，并且通过延时显微镜检查了与摄取的靶向NDC和颗粒对照的共定位。
将巨噬细胞与BLZ945偶联的αMSH-PEG-C'点一起温育以抑制CSF-1R信号传导，并通过αMSH配体靶向巨噬细胞，所述αMSH配体结合在这些细胞上表达的MC1R。通过流式细胞术和荧光显微镜对巨噬细胞中剂量和时间依赖性颗粒摄取进行定量，所述巨噬细胞在对照或U-251胶质瘤条件培养基中培养。在颗粒暴露后通过标准MTT测定法测定细胞存活率(BLZ945-αMSH-PEG-C'点、BLZ945-PEG-C'点、αMSH-PEG-C'点、PEG-C'点)。如果在这些条件下颗粒治疗具有良好的耐受性，则可以检查它们对巨噬细胞功能的影响。
由于已显示用BLZ945治疗会影响TAM的激活或极化状态(例如，M2极化标志物的表达降低)，检查了BLZ945偶联αMSH-PEG-C'点对巨噬细胞极化和功能的影响。来自这些初步研究的阳性结果表明BLZ945偶联αMSH-PEG-C'点以类似于可溶性BLZ945的方式影响巨噬细胞功能，其用于指导缺少CSF-1R抑制剂的αMSH-PEG-C'点或缺少αMSH靶向配体的PEG-C'点的进一步测试，以确定基础颗粒是否也有助于调节巨噬细胞特性。
将在GCM中培养的RAW 264.7巨噬细胞和BMDM暴露于递增剂量的BLZ945-αMSH-PEG-C'点或可溶性BLZ945(670nm)，并检查四基因签名(肾上腺髓质素、精氨酸酶1，凝固因子F13a1、甘露糖受体)的表达。通过来自培养基的基于ELISA的检测评价与M1(例如，TNFα、IL-12P70、IL-1β、IFN-γ)或M2极化(例如，IL-10、TGFβ)相关的细胞因子。早期生长受体2(Egr2)(一种CSF-1R下游的转录因子)的靶基因表达可以通过QRT-PCR在对照和治疗的细胞中定量，以确定通过颗粒治疗对CSF-1R激活的抑制程度。通过将RAW 264.7或BMDM与凋亡细胞一起温育并定量吞噬指数来检查培养的巨噬细胞的吞噬活性的调节，所述巨噬细胞的吞噬活性是通过BLZ945治疗显示为上调的M1极化的标志。
das-cRGDY-PEG-C'点的结合/摄取特性和特异性的评价
除使用源自PDGFB驱动的胶质瘤的原代细胞之外，使用所述方法进行与天然‘冷’TKI(das)相比的竞争性结合研究以评估89Zr-das-cRGDY-PEG-C'点的结合亲和力和效力。在颗粒暴露之前使用抗αv整联蛋白抗体进行整联蛋白受体阻断研究。使用本文所述的方法在颗粒暴露(das-cRGDY-PEG-C'点、das-PEG-C'点、cRGDY-PEG-C'点、PEG-C'点)之后进行存活率研究。
PK曲线和肿瘤选择性累积的定量评估
描述了相对于具有组织学相关性的PDGFB驱动的高分级胶质瘤模型中的89Zr-NDC(例如，89Zr-BLZ945-、89Zr-das-PEG-C'点)和89Zr标记的颗粒对照(αMSH-、cRGDY-PEG-C'点)，89Zr标记的肽结合NDC(例如，BLZ945-αMSH-PEG-C'点、das-cRGDY-PEG-C'点)的PK曲线和肿瘤选择性累积的定量评估。
通过RCAS介导的致癌驱动剂PDGFB转移至巢蛋白-tva小鼠脑中的巢蛋白+祖细胞生成胶质瘤。在静脉(i.v.)注射89Zr-αMSH(或89Zr-cRGDY)NDC、89Zr-NDC或89Zr标记的颗粒对照(～20μCi/小鼠)后，在5个指定的时间点(4小时至168小时)处死胶质瘤小鼠(每个颗粒n＝5)，并且可以收集血液、尿液、肿瘤和器官，称重并进行γ计数，以确定％ID/g，校正注射时间的衰减。将结果与相应的颗粒对照的结果进行比较。还进行了血液和尿液的放射性TLC以评估该间隔内的颗粒稳定性。
如本文所述，在使用单独的小鼠组静脉注射200μCi的89Zr标记肽结合NDC、非肽结合NDC和对照探针后，在Inveon PET/CT扫描仪上以96小时的间隔采集连续的15分钟静态图像。
进行切除的肿瘤组织标本的组织学测定、数字放射自显影和多通道荧光显微镜检查以评价和比较显像颗粒探针之间的细胞内定位和颗粒分布。
确定相对于颗粒对照是否实现了靶向NDC的改善的疗效。
使用CSF-1R抑制剂的胶质瘤研究在治疗约1周后表现出强烈的响应。在颅内接种后4至9周后，在4.7特斯拉MRI扫描仪上获得脑肿瘤的梯度回波MR显像。进行感兴趣区域分析以评估肿瘤体积；将体积匹配的小鼠对分配到治疗组或对照组进行存活率研究。在连续MRI切片上计算肿瘤体积(mm3)。小鼠(总共n＝15)可以用单剂量BLZ945-αMSH-PEG-C'点或BLZ945静脉注射，相对于盐水载剂(200μL)，持续连续10天，并记录每日重量。在治疗终止时，小鼠经历重复MR显像以评估肿瘤体积变化。对于个体小鼠，通过将治疗后(第10天)值除以治疗前(第0天)值来计算肿瘤体积比并作为组平均数。在短期间隔(1至2周)内确定疗效(非劣效性)。该数据比较了NDC与游离药物的多剂量和毒理学，以确定NDC PK是否提高了相对于游离药物的治疗指数。分离并解离胶质瘤，产生单细胞混悬液，其可以用染料标记的抗体染色，以用于流式细胞术分析和分选。通过应用多荧光染料抗体组(例如，CD45、CD11b、CD11c)来标识骨髓和淋巴细胞类型，从而实现颗粒在特定TME细胞类型中的共定位。

Claims (57)

1.一种纳米颗粒药物偶联物NDC用于制造供治疗脑肿瘤用的医药组合物的用途，所述NDC包括：
平均直径不大于10nm的二氧化硅纳米颗粒；
连接子部分；和
药物部分，
其中所述药物部分和所述连接子部分形成可裂解连接子-药物构建体，其连接于所述纳米颗粒，
其中所述NDC容易在肿瘤间质内扩散，
其中所述医药组合物是静脉内给药，并且
其中所述NDC通过血脑屏障。
2.根据权利要求1所述的用途，其中所述脑肿瘤是选自由以下组成的群组：恶性脑肿瘤、转移性脑肿瘤和多形性胶质母细胞瘤GBM。
3.根据权利要求1所述的用途，其中所述脑肿瘤是原发性恶性肿瘤或转移性脑肿瘤。
4.根据权利要求1所述的用途，其中所述纳米颗粒的平均直径是3至8nm。
5.根据权利要求1所述的用途，其中所述连接子部分包括可裂解连接子。
6.根据权利要求1所述的用途，其中所述连接子部分包括可生物裂解连接子。
7.根据权利要求1所述的用途，其中所述连接子部分包括选自由以下组成的群组的成员：肽、腙、PEG和包括一或多个氨基酸的部分。
8.根据权利要求1所述的用途，其中所述连接子部分包括酶敏感连接子部分。
9.根据权利要求1所述的用途，其中所述药物部分包括小分子抑制剂SMI。
10.根据权利要求1所述的用途，其中所述药物部分包括选自由以下组成的群组的成员：酪氨酸激酶抑制剂TKI、EGFR抑制剂和PDGFR抑制剂。
11.根据权利要求1所述的用途，其中所述NDC包括一或多个靶向部分。
12.根据权利要求11所述的用途，其中所述NDC包括1至20个离散的靶向部分。
13.根据权利要求1所述的用途，其中所述NDC不包含靶向部分。
14.根据权利要求1所述的用途，其中所述NDC包括放射性同位素。
15.根据权利要求14所述的用途，其中所述放射性同位素包括选自由以下组成的群组的一或多个成员：99mTc、111In、64Cu、67Ga、68Ga、67Cu、123I、124I、125I、11C、13N、15O、18F、186Re、188Re、153Sm、166Ho、177Lu、149Pm、90Y、213Bi、103Pd、109Pd、159Gd、140La、198Au、199Au、169Yb、175Yb、165Dy、166Dy、105Rh、111Ag、89Zr、225Ac和192Ir。
16.根据权利要求1所述的用途，其中所述药物部分包括化学治疗剂。
17.根据权利要求1所述的用途，其中所述NDC包括免疫调节剂和/或消炎剂。
18.根据权利要求17所述的用途，其中所述免疫调节剂和/或消炎剂包括αMSH。
19.根据权利要求1所述的用途，其中所述NDC包括连接于所述纳米颗粒的抗体片段。
20.根据权利要求19所述的用途，其中所述抗体片段是选自由以下组成的群组：Fab片段fAb、单链可变片段scFv和单结构域抗体sdAb片段。
21.根据权利要求20所述的用途，其中所述抗体片段是scFv。
22.根据权利要求20所述的用途，其中所述抗体片段是sdAb。
23.根据权利要求1所述的用途，其中所述纳米颗粒包括基于二氧化硅的核和包围所述核的至少一部分的二氧化硅壳。
24.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述医药组合物包括载体。
25.一种纳米颗粒药物偶联物NDC的用途，其用于制造供脑肿瘤的体内诊断和/或分期用的医药组合物，所述NDC包括：
平均直径不大于10nm的二氧化硅纳米颗粒；
连接子部分；
药物部分，其中所述药物部分和所述连接子部分形成可裂解连接子-药物构建体，其连接于所述纳米颗粒，并且其中所述NDC容易在肿瘤间质内扩散，
其中所述医药组合物是静脉内给药，并且
其中所述NDC通过血脑屏障。
26.根据权利要求25所述的用途，其中所述NDC包括一或多个靶向部分。
27.根据权利要求25所述的用途，其中所述NDC不包含靶向部分。
28.根据权利要求25所述的用途，其中所述脑肿瘤是选自由以下组成的群组：恶性脑肿瘤、转移性脑肿瘤和多形性胶质母细胞瘤GBM。
29.根据权利要求25所述的用途，其中所述脑肿瘤是原发性恶性肿瘤或转移性脑肿瘤。
30.根据权利要求25所述的用途，其中所述纳米颗粒的平均直径是3至8nm。
31.根据权利要求25所述的用途，其中所述NDC包括放射性同位素。
32.根据权利要求31所述的用途，其中所述放射性同位素是选自由以下组成的群组：99mTc、111In、64Cu、67Ga、68Ga、67Cu、123I、124I、125I、11C、13N、15O、18F、186Re、188Re、153Sm、166Ho、177Lu、149Pm、90Y、213Bi、103Pd、109Pd、159Gd、140La、198Au、199Au、169Yb、175Yb、165Dy、166Dy、105Rh、111Ag、89Zr、225Ac和192Ir。
33.根据权利要求25所述的用途，其中所述连接子部分包括可裂解连接子。
34.根据权利要求25所述的用途，其中所述连接子部分包括可生物裂解连接子。
35.根据权利要求25所述的用途，其中所述连接子部分包括选自由以下组成的群组的成员：肽、腙、PEG和包括一或多个氨基酸的部分。
36.根据权利要求25所述的用途，其中所述连接子部分包括酶敏感连接子部分。
37.根据权利要求25所述的用途，其中所述药物部分包括小分子抑制剂SMI。
38.根据权利要求25所述的用途，其中所述药物部分包括选自由以下组成的群组的成员：酪氨酸激酶抑制剂TKI、EGFR抑制剂和PDGFR抑制剂。
39.根据权利要求25所述的用途，其中癌症的所述诊断和/或分期包括对受试者中的放射性同位素的浓度进行绘图，以及任选地，检测来自荧光化合物的荧光。
40.根据权利要求39所述的用途，其中所述放射性同位素检测/绘图步骤是治疗所述脑肿瘤的一部分。
41.根据权利要求40所述的用途，其中所述医药组合物适用于治疗诊断方法中。
42.根据权利要求25-41中任一项所述的用途，其中所述医药组合物包括载体。
43.一种纳米颗粒药物偶联物NDC的用途，其用于制造供操纵脑肿瘤微环境中的细胞行为的医药组合物，所述NDC包括：
平均直径不大于10nm的二氧化硅纳米颗粒；
连接子部分；和
调节剂部分，其中所述NDC容易在肿瘤间质内扩散，
其中所述医药组合物是静脉内给药，并且
其中所述NDC通过血脑屏障。
44.根据权利要求43所述的用途，其中所述NDC包括一或多个靶向部分。
45.根据权利要求43所述的用途，其中所述NDC包括放射性同位素。
46.根据权利要求43所述的用途，其中所述脑肿瘤是选自由以下组成的群组：恶性脑肿瘤、转移性脑肿瘤和多形性胶质母细胞瘤GBM。
47.根据权利要求43所述的用途，其中所述纳米颗粒的平均直径是3至8nm。
48.根据权利要求45所述的用途，其中所述放射性同位素包括选自由以下组成的群组的一或多个成员：99mTc、111In、64Cu、67Ga、68Ga、67Cu、123I、124I、125I、11C、13N、15O、18F、186Re、188Re、153Sm、166Ho、177Lu、149Pm、90Y、213Bi、103Pd、109Pd、159Gd、140La、198Au、199Au、169Yb、175Yb、165Dy、166Dy、105Rh、111Ag、89Zr、225Ac和192Ir。
49.根据权利要求43所述的用途，其中所述连接子部分包括可裂解连接子。
50.根据权利要求43所述的用途，其中所述连接子部分包括可生物裂解连接子。
51.根据权利要求43所述的用途，其中所述连接子部分包括选自由以下组成的群组的成员：肽、腙、PEG和包括一或多个氨基酸的部分。
52.根据权利要求43所述的用途，其中所述连接子部分包括酶敏感连接子。
53.根据权利要求43所述的用途，其中所述细胞包括选自由以下组成的群组的成员：巨噬细胞和/或小胶质细胞TAM、树突细胞和T细胞。
54.根据权利要求43所述的用途，其中所述细胞包括肿瘤相关巨噬细胞。
55.根据权利要求43所述的用途，其中所述调节剂部分包括用于靶向TAM的集落刺激因子-1CSF-1R抑制剂，其中所述调节剂部分和所述连接子部分形成可裂解连接子-调节剂构建体，其连接于所述纳米颗粒。
56.根据权利要求43所述的用途，其中所述调节剂部分包括免疫调节剂，其中所述调节剂部分和所述连接子部分形成可裂解连接子-调节剂构建体，其连接于所述纳米颗粒。
57.根据权利要求43所述的用途，其中所述NDC不包含靶向部分。
CN201780026280.5A 2016-04-29 2017-04-28 使靶向颗粒穿透、分布和响应于恶性脑肿瘤中的组合物和方法 Active CN109069666B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662330029P 2016-04-29 2016-04-29
US62/330,029 2016-04-29
PCT/US2017/030056 WO2017189961A1 (en) 2016-04-29 2017-04-28 Compositions and methods for targeted particle penetration, distribution, and response in malignant brain tumors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109069666A CN109069666A (zh) 2018-12-21
CN109069666B true CN109069666B (zh) 2023-04-04

Family

ID=58692663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780026280.5A Active CN109069666B (zh) 2016-04-29 2017-04-28 使靶向颗粒穿透、分布和响应于恶性脑肿瘤中的组合物和方法

Country Status (9)

Country Link
US (2) US20210220494A1 (zh)
EP (1) EP3448436A1 (zh)
JP (3) JP7455510B2 (zh)
KR (1) KR20190003630A (zh)
CN (1) CN109069666B (zh)
AU (1) AU2017258415B2 (zh)
BR (1) BR112018069133A2 (zh)
CA (1) CA3017954A1 (zh)
WO (1) WO2017189961A1 (zh)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4052729A1 (en) 2016-08-12 2022-09-07 L.E.A.F Holdings Group LLC Alpha and gamma-d polyglutamated antifolates and uses thereof
WO2018031967A1 (en) 2016-08-12 2018-02-15 L.E.A.F. Holdings Group Llc Polyglutamated antifolates and uses thereof
EP3737383A4 (en) * 2018-01-12 2021-12-15 Prolynx LLC SYNERGISTIC CANCER TREATMENT
EP3749313A4 (en) 2018-02-07 2022-03-16 L.E.A.F Holdings Group LLC ALPHA-POLYGLUTAMATED ANTIFOLATES AND USES THEREOF
US12220431B2 (en) 2018-02-07 2025-02-11 L.E.A.F. Holdings Group Llc Gamma polyglutamated antifolates and uses thereof
EP3749312A4 (en) 2018-02-07 2022-02-23 L.E.A.F Holdings Group LLC ALPHA-POLYGLUTAMATED LOMETREXOLE AND USES THEREOF
WO2019157140A1 (en) 2018-02-07 2019-08-15 L.E.A.F. Holdings Group Llc Gamma polyglutamated raltitrexed and uses thereof
WO2019157123A1 (en) 2018-02-07 2019-08-15 L.E.A.F. Holdings Group Llc Alpha polyglutamated aminopterin and uses thereof
CN111954530A (zh) 2018-02-07 2020-11-17 L.E.A.F.控股集团公司 γ聚谷氨酸化培美曲塞及其用途
CA3090387A1 (en) 2018-02-07 2019-08-15 L.E.A.F. Holdings Group Llc Alpha polyglutamated pralatrexate and uses thereof
US12246015B2 (en) 2018-02-07 2025-03-11 L.E.A.F. Holdings Group Llc Alpha polyglutamated raltitrexed and uses thereof
WO2019157138A1 (en) 2018-02-07 2019-08-15 L.E.A.F. Holdings Group Llc Alpha polyglutamated pemetrexed and uses thereof
US12336994B2 (en) 2018-02-07 2025-06-24 L.E.A.F. Holdings Group Llc Alpha polyglutamated tetrahydrofolates and uses thereof
CN111954529A (zh) 2018-02-07 2020-11-17 L.E.A.F.控股集团公司 α聚谷氨酸化氨甲蝶呤及其用途
US12290518B2 (en) 2018-02-14 2025-05-06 L.E.A.F. Holdings Group Llc Gamma polyglutamated methotrexate and uses thereof
US12048766B2 (en) 2018-02-14 2024-07-30 L.E.A.F. Holdings Group Llc Gamma polyglutamated tetrahydrofolates and uses thereof
WO2019160736A1 (en) 2018-02-14 2019-08-22 L.E.A.F. Holdings Group Llc Gamma polyglutamated pralatrexate and uses thereof
US11771700B2 (en) 2018-02-14 2023-10-03 L.E.A.F. Holdings Group Llc Gamma polyglutamated lometrexol and uses thereof
EP3752158A4 (en) 2018-02-14 2022-03-09 L.E.A.F Holdings Group LLC GAMMA-POLYGLUTAMATED AMINOPTERINE AND USES THEREOF
EP3787684A1 (en) 2018-05-02 2021-03-10 Memorial Sloan Kettering Cancer Center Nanotherapeutic systems and methods using particle-driven photodynamic therapy (pdt)
US11666411B2 (en) 2018-05-10 2023-06-06 Memorial Sloan Kettering Cancer Center Systems for augmented reality surgical and clinical visualization
BR112020026602A2 (pt) * 2018-06-26 2021-03-23 The Johns Hopkins University Radiotraçador de tomografia por emissão de pósitrons (pet) para a imagiologia do receptor do fator estimulante de colônias de macrófagos 1 (csf1r) na neuroinflamação
WO2020131930A1 (en) * 2018-12-17 2020-06-25 Memorial Sloan Kettering Cancer Center Inducing favorable effects on tumor microenvironment via administration of nanoparticle compositions
CN110859817A (zh) * 2019-11-27 2020-03-06 深圳先进技术研究院 一种纳米颗粒载药系统及其制备方法和应用
WO2022093800A2 (en) 2020-10-27 2022-05-05 Elucida Oncology, Inc. Carrier particle-drug conjugates, self-immolative linkers, and uses thereof
CN113456841A (zh) * 2021-07-07 2021-10-01 核工业总医院 188Re标记的乳腺癌诊疗用可降解纳米探针及制备方法
US11541116B1 (en) 2022-01-07 2023-01-03 Kojin Therapeutics, Inc. Methods and compositions for inducing ferroptosis in vivo
CN116966148B (zh) * 2023-07-19 2024-07-02 中山大学附属第三医院 一种膜融合脂质体、其构建的多功能巨噬细胞及肿瘤免疫治疗应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105307687A (zh) * 2013-03-15 2016-02-03 索隆-基特林癌症研究协会 多模态的基于二氧化硅的纳米粒子

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040101822A1 (en) 2002-11-26 2004-05-27 Ulrich Wiesner Fluorescent silica-based nanoparticles
AU2007333225B2 (en) * 2006-12-08 2014-06-12 Massachusetts Institute Of Technology Delivery of nanoparticles and/or agents to cells
EP3223013B1 (en) 2009-07-02 2019-02-27 Sloan-Kettering Institute for Cancer Research Fluorescent silica-based nanoparticles
US20140023715A1 (en) * 2011-03-30 2014-01-23 Emory University Polymer conjugates targeting cells and methods related thereto
WO2013192609A1 (en) 2012-06-22 2013-12-27 Cornell University Mesoporous oxide nanoparticles and methods of making and using same
KR102290202B1 (ko) 2013-02-20 2021-08-20 코넬 유니버시티 다층 형광 나노입자 및 그것의 제조 및 사용 방법
US10111963B2 (en) 2014-05-29 2018-10-30 Memorial Sloan Kettering Cancer Center Nanoparticle drug conjugates
WO2016025741A1 (en) 2014-08-13 2016-02-18 The Johns Hopkins University Selective dendrimer delivery to brain tumors
US20160067358A1 (en) * 2014-09-05 2016-03-10 The University Of North Carolina At Charlotte Tumor specific anitbody conjugates and uses therefor
AU2016246737B2 (en) 2015-04-07 2019-11-21 Cornell University Nanoparticle immunoconjugates
WO2016196201A1 (en) * 2015-05-29 2016-12-08 Memorial Sloan Kettering Cancer Center Methods of treatment using ultrasmall nanoparticles to induce cell death of nutrient-deprived cancer cells via ferroptosis

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105307687A (zh) * 2013-03-15 2016-02-03 索隆-基特林癌症研究协会 多模态的基于二氧化硅的纳米粒子

Also Published As

Publication number Publication date
BR112018069133A2 (pt) 2019-01-22
JP2022051847A (ja) 2022-04-01
CN109069666A (zh) 2018-12-21
US20210220494A1 (en) 2021-07-22
JP2019514917A (ja) 2019-06-06
CA3017954A1 (en) 2017-11-02
JP2025013502A (ja) 2025-01-24
WO2017189961A1 (en) 2017-11-02
JP7455510B2 (ja) 2024-03-26
AU2017258415A1 (en) 2018-10-04
US20240408251A1 (en) 2024-12-12
KR20190003630A (ko) 2019-01-09
EP3448436A1 (en) 2019-03-06
AU2017258415B2 (en) 2023-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109069666B (zh) 使靶向颗粒穿透、分布和响应于恶性脑肿瘤中的组合物和方法
US20230037294A1 (en) Nanoparticle immunoconjugates
Juthani et al. Ultrasmall core-shell silica nanoparticles for precision drug delivery in a high-grade malignant brain tumor model
US11559591B2 (en) Ultrasmall nanoparticles labeled with Zirconium-89 and methods thereof
Banerjee et al. 111In-and IRDye800CW-labeled PLA–PEG nanoparticle for imaging prostate-specific membrane antigen-expressing tissues
US20210228733A1 (en) Methods and compositions for theranostic nanoparticles
US20200383943A1 (en) Methods of cancer treatment via regulated ferroptosis
US20240335571A1 (en) Pre-targeting strategies for molecular imaging and/or radioimmunotherapy
US20210113715A1 (en) Targeted nanoparticles for diagnosing, detecting and treating cancer
JP2022541650A (ja) ペプチド核酸系の作用物質を用いて癌を治療するための方法および組成物
Janoniene et al. In search of advanced tumor diagnostics and treatment: achievements and perspectives of carbonic anhydrase IX targeted delivery
US12268742B2 (en) Nanotherapeutic systems and methods using particle-driven photodynamic therapy (PDT)
Daeg et al. Bivalent peptide-and chelator-containing bioconjugates as toolbox components for personalized nanomedicine
Chu et al. Development and validation of a targeted treatment for brain tumors using a multi-drug loaded, relapse-resistant polymeric theranostic
US20230241256A1 (en) Non-intuitive combination of drug delivery carriers of the same drug for synergistic growth delay of solid tumors
BR122024008143A2 (pt) Uso de conjugados de nanopartículas para tratamento de tumor cerebral
EP4370163A1 (en) Brain permeable multifunctional system and uses thereof
CN120112554A (zh) 整合素α10抗体药物偶联物
Fernandez 6th Annual World Molecular Imaging Congress (WMIC), Savannah, Georgia, USA, September 18-21, 2013

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TG01 Patent term adjustment
TG01 Patent term adjustment