プロテアーゼのMRIアッセイおよび光学アッセイ
本発明は、プロテアーゼの活性をin vivoまたはin vitroで評価するための多機能ナノプラットフォームとともに、癌性組織または前癌性組織の存在を撮像し検出する方法、および治療のモニタリングを含むそれらの治療的処置を提供する。診断用ナノプラットフォームは、ナノ粒子を含み、標的プロテアーゼに特異的なコンセンサス配列を含むオリゴペプチド結合によって相互にまたは他の粒子と結合される。標的プロテアーゼによる配列の切断は、様々なセンサーを使用して検出することができ、診断結果は、癌の予後と相互に関連づけることができる。単独の非連結型ナノプラットフォームもまた、癌性組織の治療的温熱処置に適合させ得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1のナノ粒子および保護層を含む第1のナノプラットフォームと;
第2のナノ粒子および保護層を含む第2のナノプラットフォームと;
プロテアーゼコンセンサス配列を含む、該第1のナノプラットフォームと該第2のナノプラットフォームとの間のオリゴペプチド結合
とを備えた、プロテアーゼ活性を検出するためのナノプラットフォームアセンブリーであって、
該第1のナノプラットフォームまたは該第2のナノプラットフォームの少なくとも1つが、ポルフィリン、クロリン、バクテリオクロリン、フタロシアニン、ビオチン、それらの誘導体、およびそれらの組合せからなる群から選択される官能基をさらに含む、ナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項2】
前記第1のナノ粒子および前記第2のナノ粒子が、それぞれ、コア/シェル型ナノ粒子である、請求項1に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項3】
各コアが、それぞれ、Au、Ag、Cu、Co、FeおよびPtからなる群から選択される、請求項2に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項4】
前記コアが強常磁性Feコアである、請求項3に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項5】
各シェルが、それぞれ、Au、Ag、Cu、Co、Fe、Pt、それらの金属酸化物、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項2〜4のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項6】
前記シェルが酸化鉄を含む、請求項2〜4のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項7】
前記第1のナノ粒子および前記第2のナノ粒子の、Brunauer−Emmett−Teller多点法による比表面積が少なくとも約20m2/gである、請求項1〜6のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項8】
前記保護層が、それぞれ、シロキサンナノ層、リガンド単分子層、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項1〜7のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項9】
前記保護層の少なくとも1つがシロキサンナノ層である、請求項8に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項10】
前記シロキサンナノ層がアミノ官能性シロキサン層である、請求項8〜9のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項11】
前記シロキサンナノ層の周囲にリガンド単分子層をさらに含む、請求項9〜10のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項12】
前記保護層の少なくとも1つがリガンド単分子層である、請求項8に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項13】
前記リガンド単分子層が、チオール、アルコール、ニトロ化合物、ホスフィン、ホスフィンオキシド、レソルシナレン、セレン化物、ホスフィン酸、ホスホン酸、スルホン酸、スルホン酸塩、カルボン酸、二硫化物、過酸化物、アミン、ニトリル、イソニトリル、チオニトリル、オキシニトリル、オキシシラン、アルカン、アルケン、アルキン、芳香族化合物およびセレン部分からなる群から選択される少なくとも1種のメンバーを含む、請求項11〜12のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項14】
前記官能基が前記保護層に直接結合される、請求項1〜13のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項15】
前記リガンド単分子層が、以下からなる群から選択されるリガンドを含む、請求項14に記載のナノプラットフォームアセンブリー
【化1】
、
【化2】
、
【化3】
およびそれらの組合せ
[式中、
n=2〜25;
各R1は、保護ヒドロキシル基および非保護ヒドロキシル基からなる群から選択され;
各R2は、それぞれ、−OH、
【化4】
【化5】
【化6】
【化7】
および
【化8】
(式中、
*は、R2が該リガンドと結合する原子であることを示し;
各R3は、それぞれ、−OH、−COOH、および−NH2、−N(R4)2、−N(R4)3+、−NHR4、−NH−CO−AA、および−CO−NH−AA(式中、各R4は、C1−C4アルキル基からなる群から選択され、AAは任意のアミノ酸である)からなる群から選択され;
Mは、Zn2+、Pd2+、Mg2+、Al3+、Pt2+、Ni2+、Eu3+およびGd3+からなる群から選択される)
からなる群から選択される]。
【請求項16】
前記官能基が、プロテアーゼコンセンサス配列を介して前記保護層に結合される、請求項1〜13のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項17】
前記第1のナノ粒子と前記第2のナノ粒子との間の前記オリゴペプチド結合が前記官能基をさらに含む、請求項16に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項18】
前記官能基がポルフィリンである、請求項17に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項19】
前記ポルフィリンが、テトラカルボキシルフェニルポルフィリンおよびテトラヒドロキシフェニルポルフィリンからなる群から選択される、請求項18に記載のナノプラットフォーム。
【請求項20】
前記プロテアーゼコンセンサス配列が、SGRSA(配列番号2)、VPMSMRGG(配列番号3)、IPVSLRSG(配列番号4)、RPFSMIMG(配列番号5)、VPLSLTMG(配列番号6)、VPLSLYSG(配列番号7)、IPESLRAG(配列番号8)、SGSPAFLAKNR(配列番号9)、DAFK(配列番号10)、SGKPILFFRL(配列番号11)、SGKPIIFFRL(配列番号12)、GPLGMLSQ(配列番号13)、HGPEGLRVGFYESDVMGRGHARLVHVEEPHT(配列番号25)、GPQGLAGQRGIV(配列番号26)、SLLKSRMVPNFN(配列番号27)、SLLIFRSWANFN(配列番号28)、SGVVIATVIVIT(配列番号29)、GAANLVRG(配列番号74)およびPRAGA(配列番号75)からなる群から選択される、請求項1〜19のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項21】
前記結合が、SRSRSRSRSRSGRSAGGGC(配列番号18)、KGGVPMSMRGGGC(配列番号30)、KGGIPVSLRSGGC(配列番号31)、KGGVPLSLTMGGC(配列番号32)、KGGGSGRSAGGGC(配列番号33)、CGGGSGRSAGGC(配列番号34)、CGGGSGRSAGGGC(配列番号35)、DGGSGRSAGGK(配列番号36)、KGGSGRSAGGD(配列番号41)、CGGGSGRSAGGG(配列番号64)、DGGGSGRSAGGGD(配列番号65)、DGAGSGRSAGAGD(配列番号66)およびN末端において1つの残基およびC末端において1つまたは2つの残基が欠失していてよいそれらの変異体、KGGSGRSAGGG(配列番号67)、DGGSGRSAGGGC(配列番号68)、HHHGAGIPVSLRSGAG(配列番号77)、HHHGAGRPFSMIMGAG(配列番号78)、HHHGAGVPLSLTMGAG(配列番号79)、HHHGAGVPLSLYSGAG(配列番号80)、HHHGAGGAANLVRGGAG(配列番号81)、HHHGAGPQGLAGQRGIVGAG(配列番号82)、HHHGAGSGRSAGAG(配列番号83)、HHHGAGSLLKSRMVPNFNGAG(配列番号84)、HHHGAGSLLIFRSWANFNGAG(配列番号85)、HHHGAGSGVVIATVIVITGAG(配列番号86)、HHHGAGPRAGAG(配列番号87)、ならびにN末端において1つ、2つまたは3つの残基が欠失していてよい、配列番号77、78、79、80、81、82、83、84、85、86および87の変異体からなる群から選択される、請求項1〜19のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項22】
連結されたナノプラットフォーム間の距離が約5nm〜約70nmである、請求項1〜21のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項23】
請求項1〜22のいずれか一項に記載のアセンブリーと、薬学上許容される担体とを含む診断アッセイ(被分析物)を含む、組成物。
【請求項24】
前記薬学上許容される担体が、水性バッファー、リポソームおよび腫瘍指向性細胞からなる群から選択される、請求項23に記載の組成物。
【請求項25】
前記薬学上許容される担体が水性バッファーであり、バッファー1ml当たり約100μg〜約5,000μgの前記ナノプラットフォームアセンブリーを含む、請求項23〜24のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項26】
前記腫瘍指向性細胞が、幹細胞、単球およびマクロファージからなる群から選択される、請求項24に記載の組成物。
【請求項27】
前記幹細胞が、神経幹細胞、臍帯マトリックス幹細胞、骨髄幹細胞および脂肪由来間葉系幹細胞からなる群から選択される、請求項26に記載の組成物。
【請求項28】
哺乳類において癌性細胞または前癌性細胞に関連しているプロテアーゼの活性を検出するための方法であって、
(a)請求項1〜22のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリーを含む診断アッセイ(被分析物)と、哺乳類の体液サンプルを接触させること;
(b)該アッセイ(被分析物)をエネルギー源に曝すこと;および
(c)該アッセイ(被分析物)の光減衰における変化を検出すること
を含み、該変化が該プロテアーゼ活性に対応している、方法。
【請求項29】
前記エネルギー源が、多色光源、レーザーおよびレーザーダイオードからなる群から選択される、請求項28に記載の方法。
【請求項30】
前記変化がUV/Vis分光計によって自動的に検出される、請求項28〜29のいずれか一項に記載の方法。
【請求項31】
前記体液サンプルが、尿および血液からなる群から選択される、請求項28〜30のいずれか一項に記載の方法。
【請求項32】
前記光減衰における約0.001〜約1の変化が、前記哺乳類における癌性細胞または前癌性細胞の存在を示す、請求項28〜31のいずれか一項に記載の方法。
【請求項33】
前記サンプル中の前記アッセイ(被分析物)の濃度が、サンプル1ml当たり約10μg〜約1,000μlのナノプラットフォームである、請求項28〜31のいずれか一項に記載の方法。
【請求項34】
前記アッセイ(被分析物)の光減衰における前記変化が、約30秒〜約24時間の期間にわたって観察される、請求項28〜33のいずれか一項に記載の方法。
【請求項35】
前記アッセイ(被分析物)の光減衰における前記変化が、uPA、MMP−1、MMP−2、MMP−7、MMP−9、およびそれらの組合せからなる群から選択されるプロテアーゼの活性を示す、請求項28〜34のいずれか一項に記載の方法。
【請求項36】
前記プロテアーゼ活性を癌の進行の予後と相互に関連づけることをさらに含む、請求項35に記載の方法。
【請求項37】
uPAおよびMMP−7の両方の活性、ならびにMMP−1、MMP−2およびMMP−9の活性の欠如の検出が、血管新生の予後と相互に関連づけられる、請求項36に記載の方法。
【請求項38】
uPA、MMP−1、MMP−2、MMP−7、MMP−9の全ての活性の検出が、細胞浸潤の予後と相互に関連づけられる、請求項36に記載の方法。
【請求項39】
哺乳類において癌性細胞または前癌性細胞に関連しているプロテアーゼの活性を検出するための方法であって、
(a)請求項23〜27のいずれか一項に記載の組成物を哺乳類に投与すること;
(b)癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の関係部位に前記アッセイ(被分析物)を局在させること;
(c)該部位をエネルギー源に曝すこと;および
(d)そのアッセイ(被分析物)の後方散乱スペクトルを検出すること
を含む、方法。
【請求項40】
前記投与(a)が、癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の前記部位に直接前記組成物を注射することを含む、請求項39に記載の方法。
【請求項41】
前記投与(a)が、前記哺乳類の血流に前記組成物を注射することを含む、請求項40に記載の方法。
【請求項42】
前記エネルギー源が、多色光源、レーザーおよびレーザーダイオードからなる群から選択される、請求項39〜41のいずれか一項に記載の方法。
【請求項43】
前記後方散乱スペクトルのシグナルが、癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の前記関係部位において周辺部位よりも強い、請求項39〜42のいずれか一項に記載の方法。
【請求項44】
前記シグナルが、癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の前記関係部位において周辺部位よりも約2〜約100倍強い、請求項43に記載の方法。
【請求項45】
前記後方散乱スペクトルシグナルの消失を約30秒〜約24時間の期間にわたって検出することをさらに含む、請求項39〜44のいずれか一項に記載の方法。
【請求項46】
前記後方散乱スペクトルの消失が前記アッセイ(被分析物)の光減衰における変化として検出され、該変化が前記プロテアーゼ活性を示す、請求項45に記載の方法。
【請求項47】
前記光減衰における約0.05〜約1の変化が、前記哺乳類における癌性細胞または前癌性細胞の存在を示す、請求項46に記載の方法。
【請求項48】
前記プロテアーゼ活性を癌の進行の予後と相互に関連づけることをさらに含む、請求項39〜47のいずれか一項に記載の方法。
【請求項49】
前記部位への前記アッセイ(被分析物)の局在後10分以内に検出されたプロテアーゼ活性が、前記癌性細胞または前記前癌性細胞が浸潤性である確率が高いことと相互に関連づけられる、請求項39〜48のいずれか一項に記載の方法。
【請求項50】
前記アッセイ(被分析物)の局在後最初の30分以内でのプロテアーゼ活性の不検出が、前記癌性細胞または前記前癌性細胞が浸潤性である確率が非常に低いことと相互に関連づけられる、請求項39〜48のいずれか一項に記載の方法。
【請求項51】
前記後方散乱スペクトルシグナルの消失が、uPA、MMP−1、MMP−2、MMP−7、MMP−9、およびそれらの組合せからなる群から選択されるプロテアーゼの活性を示す、請求項45〜48のいずれか一項に記載の方法。
【請求項52】
uPAおよびMMP−7の両方の活性の検出、ならびにMMP−1、MMP−2およびMMP−9の活性の欠如が、血管新生の予後と相互に関連づけられる、請求項51に記載の方法。
【請求項53】
uPA、MMP−1、MMP−2、MMP−7、MMP−9の全ての活性の検出が、細胞浸潤の予後と相互に関連づけられる、請求項51に記載の方法。
【請求項54】
前記プロテアーゼ活性が、KGGVPMS(配列番号43)、MRGGGC(配列番号44)、KGGIPVS(配列番号45)、LRSGGC(配列番号46)、KGGVPLS(配列番号47)、LTMGGC(配列番号48)、KGGGSGR(配列番号49)、SAGGGC(配列番号50)、CGGGSGR(配列番号51)、SAGGC(配列番号52)、DGGSGR(配列番号53)、SAGGK(配列番号54)、SRSRSRSRSRSGR(配列番号55)、KGGSGR(配列番号56)、SAGGD(配列番号57)、SAGGG(配列番号69)、DGGGSGR(配列番号70)、SAGGGD(配列番号71)、DGAGSGR(配列番号72)およびN末端において1つの残基が欠失していてよいそれらの変異体、SAGAGD(配列番号73 およびC末端において1つの残基が欠失していてよいそれらの変異体、HHHGAGVPMS(配列番号88)、MRGAG(配列番号89)、HHHGAGIPVS(配列番号90)、LRSGAG(配列番号91)、HHHGAGSGR(配列番号92)、HHHGAGRPFS(配列番号93)、MIMGAG(配列番号94)、HHHGAGVPLS(配列番号95)、LTMGAG(配列番号96)、HHHGAGVPLS(配列番号97)、LYSGAG(配列番号98)、HHHGAGGAAN(配列番号99)、LVRGGAG(配列番号100)、HHHGAGPQGLA(配列番号101)、GQRGIVGAG(配列番号102)、HHHGAGSLLKSR(配列番号103)、MVPNFNGAG(配列番号104)、HHHGAGSLLIFR(配列番号105)、SWANFNGAG(配列番号106)、HHHGAGSGVVIA(配列番号107)、TVIVITGAG(配列番号108)、HHHGAGPR(配列番号109)、AGAG(配列番号110)、ならびにN末端において1つ、2つまたは3つの残基が欠失していてよい、配列番号88、90、92、93、95、97、99、101、103、105、107および109の変異体からなる群から選択される2つ以上のオリゴペプチド配列をもたらす、請求項39に記載の方法。
【請求項55】
哺乳類において癌性細胞または前癌性細胞に関連しているプロテアーゼの活性を検出するためのMRI撮像方法であって、
(a)請求項23〜27のいずれか一項に記載の組成物を哺乳類に投与すること;
(b)癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の関係部位に前記アッセイ(被分析物)を局在させること;
(c)該関係部位に高周波パルスを送信すること;および
(d)該関係部位についての、T1値およびT2値を含むMR画像データを取得すること
を含む、方法。
【請求項56】
前記MR画像データがコンピュータによって自動的に取得される、請求項55に記載のMRI撮像方法。
【請求項57】
前記取得済MR画像データから画像を自動的に作成することをさらに含む、請求項55〜56のいずれか一項に記載の方法。
【請求項58】
前記送信(c)および前記取得(d)を少なくとも約2日の期間にわたって繰り返すことをさらに含む、請求項55〜57のいずれか一項に記載の方法。
【請求項59】
前記高周波パルスがCarr−Purcell−Meiboom−Gillスピンエコー法のパルスシーケンス(a Carr−Purcell−Meiboom−Gill spin−echo pulse sequence)を含む、請求項55〜58のいずれか一項に記載の方法。
【請求項60】
前記MR画像データがT2強調画像である、請求項59に記載の方法。
【請求項61】
前記取得済T2値における変化を経時的に検出することをさらに含み、該変化がプロテアーゼ活性に対応している、請求項58〜60のいずれか一項に記載の方法。
【請求項62】
前記T2値における約5倍〜約10倍の変化が、癌の発生と相互に関連づけられる、請求項61に記載の方法。
【請求項63】
前記T2値における約10倍を超える変化が、転移性癌と相互に関連づけられる、請求項61に記載の方法。
【請求項64】
前記T1値が経時的に実質的に変化しない、請求項58〜63のいずれか一項に記載の方法。
【請求項65】
前記投与(a)から約15分〜約24時間後に前記取得(d)が開始される、請求項55〜64のいずれか一項に記載の方法。
【請求項66】
前記関係部位における前記ナノプラットフォームアセンブリーの濃度が、約1μg/g組織〜約1,000μg/g組織である、請求項55〜65のいずれか一項に記載の方法。
【請求項67】
哺乳類において癌性細胞または前癌性細胞に関連しているプロテアーゼの活性を検出するためのMRI撮像方法であって、
(a)前記プロテアーゼコンセンサス配列がSGRSA(配列番号2)である請求項1〜19および請求項22のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリーを含む診断アッセイ(被分析物)を含む組成物を哺乳類に投与すること;
(b)癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の関係部位に該アッセイ(被分析物)を局在させること;
(c)該関係部位に高周波パルスを送信すること;および
(d)該関係部位についての、T1値およびT2値を含むMR画像データを取得すること
を含む、方法。
【請求項68】
前記MR画像データがプロテアーゼ活性を示し、
(e)前記プロテアーゼコンセンサス配列がVPLSLTMG(配列番号6)である請求項1〜19および請求項22のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリーを含む診断アッセイ(被分析物)を含む組成物を哺乳類に投与すること;
(f)癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の関係部位に該アッセイ(被分析物)を局在させること;
(g)該関係部位に高周波パルスを送信すること;および
(h)該関係部位についての、T1値およびT2値を含むMR画像データを取得すること
:をさらに含む、請求項67に記載の方法。
【請求項69】
前記MR画像がプロテアーゼ活性を示し、該活性が血管新生または転移の予後と相互に関連づけられる、請求項68に記載の方法。
【請求項70】
(i)前記プロテアーゼコンセンサス配列がVPMSMRGG(配列番号3)である請求項1〜19および請求項22のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリーを含む診断アッセイ(被分析物)を含む組成物を哺乳類に投与すること;
(j)癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の関係部位に該アッセイ(被分析物)を局在させること;
(k)該関係部位に高周波パルスを送信すること;および
(1)該関係部位についての、T1値およびT2値を含むMR画像データを取得すること
をさらに含む、請求項69に記載の方法。
【請求項71】
プロテアーゼ活性が前記MR画像データによって示されず、前記MR画像データが血管新生の予後と相互に関連づけられる、請求項70に記載の方法。
【請求項72】
前記MR画像データがプロテアーゼ活性を示し、該プロテアーゼ活性が転移の予後と相互に関連づけられる、請求項70に記載の方法。
【請求項73】
前記癌性細胞または前記前癌性細胞が、エイズ関連癌、エイズ関連リンパ腫、肛門癌、虫垂癌、小児小脳星状細胞腫、小児大脳星状細胞腫、基底細胞癌、肝外胆管癌、小児脳幹グリオーマ、成人脳腫瘍、小児悪性グリオーマ、小児上衣細胞腫、小児髄芽細胞腫、小児テント上原始神経外胚葉性腫瘍、小児視経路および視床下部グリオーマ、乳癌、妊娠関連乳癌、小児乳癌、男性乳癌、小児カルチノイド腫瘍、消化管カルチノイド腫瘍、原発性中枢神経系リンパ腫、子宮頸癌、結腸癌、小児結腸直腸癌、食道癌、小児食道癌、眼内黒色腫、網膜芽細胞腫、成人グリオーマ、成人(原発性)肝細胞癌、小児(原発性)肝細胞癌、成人ホジキンリンパ腫、小児ホジキンリンパ腫、膵島細胞腫瘍、カポジ肉腫、腎臓(腎細胞)癌、小児腎臓癌、成人(原発性)肝臓癌、小児(原発性)肝臓癌、非小細胞肝臓癌、小細胞肝臓癌、エイズ関連リンパ腫、バーキットリンパ腫、成人非ホジキンリンパ腫、小児非ホジキンリンパ腫、原発性中枢神経系リンパ腫、黒色腫、成人悪性中皮腫、小児中皮腫、原発不明転移性扁平上皮性頸部癌、口腔癌、小児多発性内分泌腫瘍症候群、多発性骨髄腫/形質細胞腫、菌状息肉症、骨髄異形成症候群、骨髄異形成/骨髄増殖性疾患、成人急性骨髄性白血病、小児急性骨髄性白血病、多発性骨髄腫、神経芽腫、非小細胞肺癌、小児卵巣癌、上皮性卵巣癌、卵巣胚細胞腫瘍、卵巣低悪性度腫瘍、膵臓癌、小児膵臓癌、膵島細胞癌、副甲状腺癌、陰茎癌、形質細胞腫/多発性骨髄腫、胸膜肺芽腫、前立腺癌、直腸癌、小児腎細胞癌、腎盂および尿管の移行細胞癌、成人軟部組織肉腫、小児軟部組織肉腫、子宮肉腫、皮膚癌(非黒色腫)、小児皮膚癌、黒色腫、メルケル細胞皮膚癌、小細胞肺癌、小腸癌、扁平上皮癌、胃癌、小児胃癌、皮膚T細胞リンパ腫、精巣癌、甲状腺癌、小児甲状腺癌および膣癌からなる群から選択される癌に関連している、請求項28〜72のいずれか一項に記載の方法。
【請求項74】
磁気A/C−励起を使用して前記第1のナノプラットフォームおよび前記第2のナノプラットフォーを加熱することをさらに含む、請求項28〜72のいずれか一項に記載の方法。
【請求項75】
前記関係部位の組織が少なくとも約40℃に加熱される、請求項74に記載の方法。
【請求項76】
第1のナノ粒子と、シロキサンナノ層、リガンド単分子層、金被覆層、およびそれらの組合せからなる群から選択される、該ナノ粒子周囲の保護層とを含む、ナノプラットフォーム。
【請求項77】
ポルフィリン、クロリン、バクテリオクロリン、フタロシアニン、ビオチン、それらの誘導体、およびそれらの組合せからなる群から選択される官能基をさらに含む、請求項76に記載のナノプラットフォーム。
【請求項78】
前記保護層がシロキサンナノ層を含み、該シロキサンナノ層の周囲にリガンド単分子層をさらに含む、請求項76〜77のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項79】
前記リガンド単分子層の周囲に金被覆層をさらに含む、請求項78に記載のナノプラットフォーム。
【請求項80】
前記ナノ粒子がコア/シェル型ナノ粒子であり、該コアが、Au、Ag、Cu、Co、FeおよびPtからなる群から選択され、該シェルが、Au、Ag、Cu、Co、Fe、Pt、それらの金属酸化物、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項76〜79のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項81】
前記コアが強常磁性Feコアである、請求項80に記載のナノプラットフォーム。
【請求項82】
前記シェルが酸化鉄を含む、請求項80〜81のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項83】
Fe/FexOyコア/シェル型ナノ粒子を含む、請求項76〜82のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項84】
発色団/発光団、量子ドット、ビオロゲン、およびそれらの組合せからなる群から選択される粒子と、プロテアーゼコンセンサス配列を含むオリゴペプチド結合によって結合される、請求項76〜83のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項85】
前記粒子が、有機色素、無機色素、フルオロフォア、ホスホフォア、それらの組合せ、およびそれらのメタレート錯体からなる群から選択される発色団/発光団である、請求項84に記載のナノプラットフォーム。
【請求項86】
前記発色団/発光団が、クマリン、ピレン、シアニン、ベンゼン、N−メチルカルバゾール、エリトロシンB、N−アセチル−L−トリプトファンアミド、2,5−ジフェニルオキサゾール、ルブレンおよびN−(3−スルホプロピル)アクリジンからなる群から選択される有機色素である、請求項85に記載のナノプラットフォーム。
【請求項87】
前記発色団/発光団が、ポルフィリン、フタロシアニン、クロリンおよびメタレート発色団からなる群から選択される無機色素である、請求項85に記載のナノプラットフォーム。
【請求項88】
前記ポルフィリンが、テトラカルボキシ−フェニル−ポルフィリン(TCPP)およびメタレート−TCPPからなる群から選択される、請求項87に記載のナノプラットフォーム。
【請求項89】
前記発色団/発光団が、ルテニウムポリピリジル錯体、オスミウムポリピリジル錯体、ロジウムポリピリジル錯体、イリジウム(III)の3−(1−メチルベンゾイミダゾール−2−イル)−7−(ジエチルアミノ)−クマリン錯体およびイリジウム(III)との3−(ベンゾチアゾール−2−イル)−7−(ジエチルアミノ)−クマリン錯体からなる群から選択されるメタレート発色団である、請求項85に記載のナノプラットフォーム。
【請求項90】
前記発色団/発光団が、リン光性色素、フルオレセイン、ローダミンおよびアントラセンからなる群から選択されるフルオロフォアまたはホスホフォアである、請求項85に記載のナノプラットフォーム。
【請求項91】
前記コンセンサス配列が、セリンプロテアーゼ切断配列、アスパラギン酸プロテアーゼ切断配列、システインプロテアーゼ切断およびメタロプロテアーゼ切断配列からなる群から選択される、請求項84〜90のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項92】
他のナノプラットフォームと連結されていない、請求項76〜83のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項93】
比吸収率が少なくとも約50W/gである、請求項76〜83のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項94】
請求項76〜93のいずれか一項に記載のナノプラットフォームと、薬学上許容される担体とを含む診断アッセイ(被分析物)を含む、組成物。
【請求項95】
前記薬学上許容される担体が、水性バッファー、リポソームおよび腫瘍指向性細胞からなる群から選択される、請求項94に記載の組成物。
【請求項96】
前記薬学上許容される担体が、幹細胞、単球およびマクロファージからなる群から選択される腫瘍指向性細胞である、請求項95に記載の組成物。
【請求項97】
前記幹細胞が、神経幹細胞、臍帯マトリックス幹細胞、骨髄幹細胞および脂肪由来間葉系幹細胞からなる群から選択される、請求項96に記載の組成物。
【請求項98】
哺乳類において癌性細胞または前癌性細胞の増殖を阻害する方法であって、
(a)請求項94〜97のいずれか一項に記載の組成物を哺乳類に投与すること;
(b)癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の関係部位に前記アッセイ(被分析物)を局在させること;および
(c)磁気A/C−励起を使用して前記ナノプラットフォームを加熱すること
を含み、その結果、該関係部位の組織が少なくとも約40℃の温度に加熱される、方法。
【請求項99】
前記加熱(c)が約10分〜約2時間行われる、請求項98に記載の方法。
【請求項100】
前記磁気A/C−励起が約50〜約500kHzである、請求項98〜99のいずれか一項に記載の方法。
【請求項101】
前記組成物が、前記哺乳類の体重1kg当たり約0.001〜約0.10グラムの前記ナノプラットフォームを含む、請求項98〜100のいずれか一項に記載の方法。
【請求項102】
前記組織が約42℃〜約60℃の温度まで加熱される、請求項98〜101のいずれか一項に記載の方法。
【請求項103】
前記加熱(c)が前記癌性細胞または前記前癌性細胞のアポトーシスをもたらす、請求項98〜102のいずれか一項に記載の方法。
【請求項104】
磁気A/C−励起により哺乳類における癌性細胞または前癌性細胞の増殖を阻害するための、請求項76〜93のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項105】
癌と診断された哺乳類において癌治療の経過をモニタリングする方法であって、
(a)請求項84〜91のいずれか一項に記載のナノプラットフォームを含む第1の診断アッセイ(被分析物)と、哺乳類の第1の体液サンプルを接触させること;
(b)該第1のアッセイ(被分析物)をエネルギー源に曝すこと;および
(c)該第1の体液サンプルとの接触前の該第1のアッセイ(被分析物)の吸収スペクトルまたは発光スペクトルと比べての、該第1のアッセイ(被分析物)の吸収スペクトルまたは発光スペクトルにおける変化を経時的に検出すること
を含み、該変化が、該第1のサンプルにおける第1のプロテアーゼ活性レベルに対応している、方法。
【請求項106】
前記体液サンプルが、尿および血液からなる群から選択される、請求項105に記載の方法。
【請求項107】
前記エネルギー源が、タングステンランプ、レーザーダイオード、レーザー、生物発光、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項105〜106のいずれか一項に記載の方法。
【請求項108】
吸収スペクトルまたは発光スペクトルの最大値における約5nm〜約200nmの間の青方シフトが、前記哺乳類における癌性細胞または前癌性細胞の存在を示す、請求項105に記載の方法。
【請求項109】
前記変化が、前記体液サンプルとの接触前の前記アッセイ(被分析物)の吸収スペクトルまたは発光スペクトルと比べての、新たな肉眼で見える色または発光バンドの出現を含み、該肉眼で見える色または発光バンドが、前記哺乳類における癌性細胞または前癌性細胞の存在を示す、請求項105に記載の方法。
【請求項110】
前記アッセイ(被分析物)の吸収スペクトルまたは発光スペクトルにおける前記変化が、約1秒〜約30分の期間にわたって観察される、請求項105〜109のいずれか一項に記載の方法。
【請求項111】
前記哺乳類が癌治療中であり、
(d)請求項84〜91のいずれか一項に記載のナノプラットフォームを含む第2の診断アッセイ(被分析物)と、前記哺乳類の第2の体液サンプルを接触させること;
(e)該第2のアッセイ(被分析物)をエネルギー源に曝すこと;
(f)該体液サンプルとの接触前の該第2のアッセイ(被分析物)の吸収スペクトルまたは発光スペクトルと比べての、該第2のアッセイ(被分析物)の吸収スペクトルまたは発光スペクトルにおける変化を経時的に検出すること、ここで、該変化は、該第2のサンプルにおける第2のプロテアーゼ活性レベルに対応しており:および
(g)該第2のプロテアーゼ活性レベルを前記第1のプロテアーゼ活性レベルと比較すること
をさらに含み、ここで、活性の増加は、前記癌治療を増やしまたは変更する予後と相互に関連づけられ、活性の減少は、前記癌治療を維持しまたは減少させる予後と相互に関連づけられる、請求項105〜110のいずれか一項に記載の方法。
【請求項112】
前記癌治療中に毎日工程(d)〜(g)を繰り返すことをさらに含む、請求項111に記載の方法。
【請求項113】
前記哺乳類が寛解期にあり、前記哺乳類における前記癌の再発を検出するために、前記癌治療後に毎月工程(d)〜(g)を繰り返すことをさらに含む、請求項111に記載の方法。
【請求項114】
鉄コアを有するコア/シェル型ナノ粒子を含み、T1増強ではr1が約100mM−1s−1より大きく、T2減衰ではr2が約−2,000mM−1s−1より大きい整数である、MRI造影剤。
【請求項1】
第1のナノ粒子および保護層を含む第1のナノプラットフォームと;
第2のナノ粒子および保護層を含む第2のナノプラットフォームと;
プロテアーゼコンセンサス配列を含む、該第1のナノプラットフォームと該第2のナノプラットフォームとの間のオリゴペプチド結合
とを備えた、プロテアーゼ活性を検出するためのナノプラットフォームアセンブリーであって、
該第1のナノプラットフォームまたは該第2のナノプラットフォームの少なくとも1つが、ポルフィリン、クロリン、バクテリオクロリン、フタロシアニン、ビオチン、それらの誘導体、およびそれらの組合せからなる群から選択される官能基をさらに含む、ナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項2】
前記第1のナノ粒子および前記第2のナノ粒子が、それぞれ、コア/シェル型ナノ粒子である、請求項1に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項3】
各コアが、それぞれ、Au、Ag、Cu、Co、FeおよびPtからなる群から選択される、請求項2に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項4】
前記コアが強常磁性Feコアである、請求項3に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項5】
各シェルが、それぞれ、Au、Ag、Cu、Co、Fe、Pt、それらの金属酸化物、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項2〜4のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項6】
前記シェルが酸化鉄を含む、請求項2〜4のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項7】
前記第1のナノ粒子および前記第2のナノ粒子の、Brunauer−Emmett−Teller多点法による比表面積が少なくとも約20m2/gである、請求項1〜6のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項8】
前記保護層が、それぞれ、シロキサンナノ層、リガンド単分子層、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項1〜7のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項9】
前記保護層の少なくとも1つがシロキサンナノ層である、請求項8に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項10】
前記シロキサンナノ層がアミノ官能性シロキサン層である、請求項8〜9のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項11】
前記シロキサンナノ層の周囲にリガンド単分子層をさらに含む、請求項9〜10のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項12】
前記保護層の少なくとも1つがリガンド単分子層である、請求項8に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項13】
前記リガンド単分子層が、チオール、アルコール、ニトロ化合物、ホスフィン、ホスフィンオキシド、レソルシナレン、セレン化物、ホスフィン酸、ホスホン酸、スルホン酸、スルホン酸塩、カルボン酸、二硫化物、過酸化物、アミン、ニトリル、イソニトリル、チオニトリル、オキシニトリル、オキシシラン、アルカン、アルケン、アルキン、芳香族化合物およびセレン部分からなる群から選択される少なくとも1種のメンバーを含む、請求項11〜12のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項14】
前記官能基が前記保護層に直接結合される、請求項1〜13のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項15】
前記リガンド単分子層が、以下からなる群から選択されるリガンドを含む、請求項14に記載のナノプラットフォームアセンブリー
【化1】
、
【化2】
、
【化3】
およびそれらの組合せ
[式中、
n=2〜25;
各R1は、保護ヒドロキシル基および非保護ヒドロキシル基からなる群から選択され;
各R2は、それぞれ、−OH、
【化4】
【化5】
【化6】
【化7】
および
【化8】
(式中、
*は、R2が該リガンドと結合する原子であることを示し;
各R3は、それぞれ、−OH、−COOH、および−NH2、−N(R4)2、−N(R4)3+、−NHR4、−NH−CO−AA、および−CO−NH−AA(式中、各R4は、C1−C4アルキル基からなる群から選択され、AAは任意のアミノ酸である)からなる群から選択され;
Mは、Zn2+、Pd2+、Mg2+、Al3+、Pt2+、Ni2+、Eu3+およびGd3+からなる群から選択される)
からなる群から選択される]。
【請求項16】
前記官能基が、プロテアーゼコンセンサス配列を介して前記保護層に結合される、請求項1〜13のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項17】
前記第1のナノ粒子と前記第2のナノ粒子との間の前記オリゴペプチド結合が前記官能基をさらに含む、請求項16に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項18】
前記官能基がポルフィリンである、請求項17に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項19】
前記ポルフィリンが、テトラカルボキシルフェニルポルフィリンおよびテトラヒドロキシフェニルポルフィリンからなる群から選択される、請求項18に記載のナノプラットフォーム。
【請求項20】
前記プロテアーゼコンセンサス配列が、SGRSA(配列番号2)、VPMSMRGG(配列番号3)、IPVSLRSG(配列番号4)、RPFSMIMG(配列番号5)、VPLSLTMG(配列番号6)、VPLSLYSG(配列番号7)、IPESLRAG(配列番号8)、SGSPAFLAKNR(配列番号9)、DAFK(配列番号10)、SGKPILFFRL(配列番号11)、SGKPIIFFRL(配列番号12)、GPLGMLSQ(配列番号13)、HGPEGLRVGFYESDVMGRGHARLVHVEEPHT(配列番号25)、GPQGLAGQRGIV(配列番号26)、SLLKSRMVPNFN(配列番号27)、SLLIFRSWANFN(配列番号28)、SGVVIATVIVIT(配列番号29)、GAANLVRG(配列番号74)およびPRAGA(配列番号75)からなる群から選択される、請求項1〜19のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項21】
前記結合が、SRSRSRSRSRSGRSAGGGC(配列番号18)、KGGVPMSMRGGGC(配列番号30)、KGGIPVSLRSGGC(配列番号31)、KGGVPLSLTMGGC(配列番号32)、KGGGSGRSAGGGC(配列番号33)、CGGGSGRSAGGC(配列番号34)、CGGGSGRSAGGGC(配列番号35)、DGGSGRSAGGK(配列番号36)、KGGSGRSAGGD(配列番号41)、CGGGSGRSAGGG(配列番号64)、DGGGSGRSAGGGD(配列番号65)、DGAGSGRSAGAGD(配列番号66)およびN末端において1つの残基およびC末端において1つまたは2つの残基が欠失していてよいそれらの変異体、KGGSGRSAGGG(配列番号67)、DGGSGRSAGGGC(配列番号68)、HHHGAGIPVSLRSGAG(配列番号77)、HHHGAGRPFSMIMGAG(配列番号78)、HHHGAGVPLSLTMGAG(配列番号79)、HHHGAGVPLSLYSGAG(配列番号80)、HHHGAGGAANLVRGGAG(配列番号81)、HHHGAGPQGLAGQRGIVGAG(配列番号82)、HHHGAGSGRSAGAG(配列番号83)、HHHGAGSLLKSRMVPNFNGAG(配列番号84)、HHHGAGSLLIFRSWANFNGAG(配列番号85)、HHHGAGSGVVIATVIVITGAG(配列番号86)、HHHGAGPRAGAG(配列番号87)、ならびにN末端において1つ、2つまたは3つの残基が欠失していてよい、配列番号77、78、79、80、81、82、83、84、85、86および87の変異体からなる群から選択される、請求項1〜19のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項22】
連結されたナノプラットフォーム間の距離が約5nm〜約70nmである、請求項1〜21のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリー。
【請求項23】
請求項1〜22のいずれか一項に記載のアセンブリーと、薬学上許容される担体とを含む診断アッセイ(被分析物)を含む、組成物。
【請求項24】
前記薬学上許容される担体が、水性バッファー、リポソームおよび腫瘍指向性細胞からなる群から選択される、請求項23に記載の組成物。
【請求項25】
前記薬学上許容される担体が水性バッファーであり、バッファー1ml当たり約100μg〜約5,000μgの前記ナノプラットフォームアセンブリーを含む、請求項23〜24のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項26】
前記腫瘍指向性細胞が、幹細胞、単球およびマクロファージからなる群から選択される、請求項24に記載の組成物。
【請求項27】
前記幹細胞が、神経幹細胞、臍帯マトリックス幹細胞、骨髄幹細胞および脂肪由来間葉系幹細胞からなる群から選択される、請求項26に記載の組成物。
【請求項28】
哺乳類において癌性細胞または前癌性細胞に関連しているプロテアーゼの活性を検出するための方法であって、
(a)請求項1〜22のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリーを含む診断アッセイ(被分析物)と、哺乳類の体液サンプルを接触させること;
(b)該アッセイ(被分析物)をエネルギー源に曝すこと;および
(c)該アッセイ(被分析物)の光減衰における変化を検出すること
を含み、該変化が該プロテアーゼ活性に対応している、方法。
【請求項29】
前記エネルギー源が、多色光源、レーザーおよびレーザーダイオードからなる群から選択される、請求項28に記載の方法。
【請求項30】
前記変化がUV/Vis分光計によって自動的に検出される、請求項28〜29のいずれか一項に記載の方法。
【請求項31】
前記体液サンプルが、尿および血液からなる群から選択される、請求項28〜30のいずれか一項に記載の方法。
【請求項32】
前記光減衰における約0.001〜約1の変化が、前記哺乳類における癌性細胞または前癌性細胞の存在を示す、請求項28〜31のいずれか一項に記載の方法。
【請求項33】
前記サンプル中の前記アッセイ(被分析物)の濃度が、サンプル1ml当たり約10μg〜約1,000μlのナノプラットフォームである、請求項28〜31のいずれか一項に記載の方法。
【請求項34】
前記アッセイ(被分析物)の光減衰における前記変化が、約30秒〜約24時間の期間にわたって観察される、請求項28〜33のいずれか一項に記載の方法。
【請求項35】
前記アッセイ(被分析物)の光減衰における前記変化が、uPA、MMP−1、MMP−2、MMP−7、MMP−9、およびそれらの組合せからなる群から選択されるプロテアーゼの活性を示す、請求項28〜34のいずれか一項に記載の方法。
【請求項36】
前記プロテアーゼ活性を癌の進行の予後と相互に関連づけることをさらに含む、請求項35に記載の方法。
【請求項37】
uPAおよびMMP−7の両方の活性、ならびにMMP−1、MMP−2およびMMP−9の活性の欠如の検出が、血管新生の予後と相互に関連づけられる、請求項36に記載の方法。
【請求項38】
uPA、MMP−1、MMP−2、MMP−7、MMP−9の全ての活性の検出が、細胞浸潤の予後と相互に関連づけられる、請求項36に記載の方法。
【請求項39】
哺乳類において癌性細胞または前癌性細胞に関連しているプロテアーゼの活性を検出するための方法であって、
(a)請求項23〜27のいずれか一項に記載の組成物を哺乳類に投与すること;
(b)癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の関係部位に前記アッセイ(被分析物)を局在させること;
(c)該部位をエネルギー源に曝すこと;および
(d)そのアッセイ(被分析物)の後方散乱スペクトルを検出すること
を含む、方法。
【請求項40】
前記投与(a)が、癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の前記部位に直接前記組成物を注射することを含む、請求項39に記載の方法。
【請求項41】
前記投与(a)が、前記哺乳類の血流に前記組成物を注射することを含む、請求項40に記載の方法。
【請求項42】
前記エネルギー源が、多色光源、レーザーおよびレーザーダイオードからなる群から選択される、請求項39〜41のいずれか一項に記載の方法。
【請求項43】
前記後方散乱スペクトルのシグナルが、癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の前記関係部位において周辺部位よりも強い、請求項39〜42のいずれか一項に記載の方法。
【請求項44】
前記シグナルが、癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の前記関係部位において周辺部位よりも約2〜約100倍強い、請求項43に記載の方法。
【請求項45】
前記後方散乱スペクトルシグナルの消失を約30秒〜約24時間の期間にわたって検出することをさらに含む、請求項39〜44のいずれか一項に記載の方法。
【請求項46】
前記後方散乱スペクトルの消失が前記アッセイ(被分析物)の光減衰における変化として検出され、該変化が前記プロテアーゼ活性を示す、請求項45に記載の方法。
【請求項47】
前記光減衰における約0.05〜約1の変化が、前記哺乳類における癌性細胞または前癌性細胞の存在を示す、請求項46に記載の方法。
【請求項48】
前記プロテアーゼ活性を癌の進行の予後と相互に関連づけることをさらに含む、請求項39〜47のいずれか一項に記載の方法。
【請求項49】
前記部位への前記アッセイ(被分析物)の局在後10分以内に検出されたプロテアーゼ活性が、前記癌性細胞または前記前癌性細胞が浸潤性である確率が高いことと相互に関連づけられる、請求項39〜48のいずれか一項に記載の方法。
【請求項50】
前記アッセイ(被分析物)の局在後最初の30分以内でのプロテアーゼ活性の不検出が、前記癌性細胞または前記前癌性細胞が浸潤性である確率が非常に低いことと相互に関連づけられる、請求項39〜48のいずれか一項に記載の方法。
【請求項51】
前記後方散乱スペクトルシグナルの消失が、uPA、MMP−1、MMP−2、MMP−7、MMP−9、およびそれらの組合せからなる群から選択されるプロテアーゼの活性を示す、請求項45〜48のいずれか一項に記載の方法。
【請求項52】
uPAおよびMMP−7の両方の活性の検出、ならびにMMP−1、MMP−2およびMMP−9の活性の欠如が、血管新生の予後と相互に関連づけられる、請求項51に記載の方法。
【請求項53】
uPA、MMP−1、MMP−2、MMP−7、MMP−9の全ての活性の検出が、細胞浸潤の予後と相互に関連づけられる、請求項51に記載の方法。
【請求項54】
前記プロテアーゼ活性が、KGGVPMS(配列番号43)、MRGGGC(配列番号44)、KGGIPVS(配列番号45)、LRSGGC(配列番号46)、KGGVPLS(配列番号47)、LTMGGC(配列番号48)、KGGGSGR(配列番号49)、SAGGGC(配列番号50)、CGGGSGR(配列番号51)、SAGGC(配列番号52)、DGGSGR(配列番号53)、SAGGK(配列番号54)、SRSRSRSRSRSGR(配列番号55)、KGGSGR(配列番号56)、SAGGD(配列番号57)、SAGGG(配列番号69)、DGGGSGR(配列番号70)、SAGGGD(配列番号71)、DGAGSGR(配列番号72)およびN末端において1つの残基が欠失していてよいそれらの変異体、SAGAGD(配列番号73 およびC末端において1つの残基が欠失していてよいそれらの変異体、HHHGAGVPMS(配列番号88)、MRGAG(配列番号89)、HHHGAGIPVS(配列番号90)、LRSGAG(配列番号91)、HHHGAGSGR(配列番号92)、HHHGAGRPFS(配列番号93)、MIMGAG(配列番号94)、HHHGAGVPLS(配列番号95)、LTMGAG(配列番号96)、HHHGAGVPLS(配列番号97)、LYSGAG(配列番号98)、HHHGAGGAAN(配列番号99)、LVRGGAG(配列番号100)、HHHGAGPQGLA(配列番号101)、GQRGIVGAG(配列番号102)、HHHGAGSLLKSR(配列番号103)、MVPNFNGAG(配列番号104)、HHHGAGSLLIFR(配列番号105)、SWANFNGAG(配列番号106)、HHHGAGSGVVIA(配列番号107)、TVIVITGAG(配列番号108)、HHHGAGPR(配列番号109)、AGAG(配列番号110)、ならびにN末端において1つ、2つまたは3つの残基が欠失していてよい、配列番号88、90、92、93、95、97、99、101、103、105、107および109の変異体からなる群から選択される2つ以上のオリゴペプチド配列をもたらす、請求項39に記載の方法。
【請求項55】
哺乳類において癌性細胞または前癌性細胞に関連しているプロテアーゼの活性を検出するためのMRI撮像方法であって、
(a)請求項23〜27のいずれか一項に記載の組成物を哺乳類に投与すること;
(b)癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の関係部位に前記アッセイ(被分析物)を局在させること;
(c)該関係部位に高周波パルスを送信すること;および
(d)該関係部位についての、T1値およびT2値を含むMR画像データを取得すること
を含む、方法。
【請求項56】
前記MR画像データがコンピュータによって自動的に取得される、請求項55に記載のMRI撮像方法。
【請求項57】
前記取得済MR画像データから画像を自動的に作成することをさらに含む、請求項55〜56のいずれか一項に記載の方法。
【請求項58】
前記送信(c)および前記取得(d)を少なくとも約2日の期間にわたって繰り返すことをさらに含む、請求項55〜57のいずれか一項に記載の方法。
【請求項59】
前記高周波パルスがCarr−Purcell−Meiboom−Gillスピンエコー法のパルスシーケンス(a Carr−Purcell−Meiboom−Gill spin−echo pulse sequence)を含む、請求項55〜58のいずれか一項に記載の方法。
【請求項60】
前記MR画像データがT2強調画像である、請求項59に記載の方法。
【請求項61】
前記取得済T2値における変化を経時的に検出することをさらに含み、該変化がプロテアーゼ活性に対応している、請求項58〜60のいずれか一項に記載の方法。
【請求項62】
前記T2値における約5倍〜約10倍の変化が、癌の発生と相互に関連づけられる、請求項61に記載の方法。
【請求項63】
前記T2値における約10倍を超える変化が、転移性癌と相互に関連づけられる、請求項61に記載の方法。
【請求項64】
前記T1値が経時的に実質的に変化しない、請求項58〜63のいずれか一項に記載の方法。
【請求項65】
前記投与(a)から約15分〜約24時間後に前記取得(d)が開始される、請求項55〜64のいずれか一項に記載の方法。
【請求項66】
前記関係部位における前記ナノプラットフォームアセンブリーの濃度が、約1μg/g組織〜約1,000μg/g組織である、請求項55〜65のいずれか一項に記載の方法。
【請求項67】
哺乳類において癌性細胞または前癌性細胞に関連しているプロテアーゼの活性を検出するためのMRI撮像方法であって、
(a)前記プロテアーゼコンセンサス配列がSGRSA(配列番号2)である請求項1〜19および請求項22のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリーを含む診断アッセイ(被分析物)を含む組成物を哺乳類に投与すること;
(b)癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の関係部位に該アッセイ(被分析物)を局在させること;
(c)該関係部位に高周波パルスを送信すること;および
(d)該関係部位についての、T1値およびT2値を含むMR画像データを取得すること
を含む、方法。
【請求項68】
前記MR画像データがプロテアーゼ活性を示し、
(e)前記プロテアーゼコンセンサス配列がVPLSLTMG(配列番号6)である請求項1〜19および請求項22のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリーを含む診断アッセイ(被分析物)を含む組成物を哺乳類に投与すること;
(f)癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の関係部位に該アッセイ(被分析物)を局在させること;
(g)該関係部位に高周波パルスを送信すること;および
(h)該関係部位についての、T1値およびT2値を含むMR画像データを取得すること
:をさらに含む、請求項67に記載の方法。
【請求項69】
前記MR画像がプロテアーゼ活性を示し、該活性が血管新生または転移の予後と相互に関連づけられる、請求項68に記載の方法。
【請求項70】
(i)前記プロテアーゼコンセンサス配列がVPMSMRGG(配列番号3)である請求項1〜19および請求項22のいずれか一項に記載のナノプラットフォームアセンブリーを含む診断アッセイ(被分析物)を含む組成物を哺乳類に投与すること;
(j)癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の関係部位に該アッセイ(被分析物)を局在させること;
(k)該関係部位に高周波パルスを送信すること;および
(1)該関係部位についての、T1値およびT2値を含むMR画像データを取得すること
をさらに含む、請求項69に記載の方法。
【請求項71】
プロテアーゼ活性が前記MR画像データによって示されず、前記MR画像データが血管新生の予後と相互に関連づけられる、請求項70に記載の方法。
【請求項72】
前記MR画像データがプロテアーゼ活性を示し、該プロテアーゼ活性が転移の予後と相互に関連づけられる、請求項70に記載の方法。
【請求項73】
前記癌性細胞または前記前癌性細胞が、エイズ関連癌、エイズ関連リンパ腫、肛門癌、虫垂癌、小児小脳星状細胞腫、小児大脳星状細胞腫、基底細胞癌、肝外胆管癌、小児脳幹グリオーマ、成人脳腫瘍、小児悪性グリオーマ、小児上衣細胞腫、小児髄芽細胞腫、小児テント上原始神経外胚葉性腫瘍、小児視経路および視床下部グリオーマ、乳癌、妊娠関連乳癌、小児乳癌、男性乳癌、小児カルチノイド腫瘍、消化管カルチノイド腫瘍、原発性中枢神経系リンパ腫、子宮頸癌、結腸癌、小児結腸直腸癌、食道癌、小児食道癌、眼内黒色腫、網膜芽細胞腫、成人グリオーマ、成人(原発性)肝細胞癌、小児(原発性)肝細胞癌、成人ホジキンリンパ腫、小児ホジキンリンパ腫、膵島細胞腫瘍、カポジ肉腫、腎臓(腎細胞)癌、小児腎臓癌、成人(原発性)肝臓癌、小児(原発性)肝臓癌、非小細胞肝臓癌、小細胞肝臓癌、エイズ関連リンパ腫、バーキットリンパ腫、成人非ホジキンリンパ腫、小児非ホジキンリンパ腫、原発性中枢神経系リンパ腫、黒色腫、成人悪性中皮腫、小児中皮腫、原発不明転移性扁平上皮性頸部癌、口腔癌、小児多発性内分泌腫瘍症候群、多発性骨髄腫/形質細胞腫、菌状息肉症、骨髄異形成症候群、骨髄異形成/骨髄増殖性疾患、成人急性骨髄性白血病、小児急性骨髄性白血病、多発性骨髄腫、神経芽腫、非小細胞肺癌、小児卵巣癌、上皮性卵巣癌、卵巣胚細胞腫瘍、卵巣低悪性度腫瘍、膵臓癌、小児膵臓癌、膵島細胞癌、副甲状腺癌、陰茎癌、形質細胞腫/多発性骨髄腫、胸膜肺芽腫、前立腺癌、直腸癌、小児腎細胞癌、腎盂および尿管の移行細胞癌、成人軟部組織肉腫、小児軟部組織肉腫、子宮肉腫、皮膚癌(非黒色腫)、小児皮膚癌、黒色腫、メルケル細胞皮膚癌、小細胞肺癌、小腸癌、扁平上皮癌、胃癌、小児胃癌、皮膚T細胞リンパ腫、精巣癌、甲状腺癌、小児甲状腺癌および膣癌からなる群から選択される癌に関連している、請求項28〜72のいずれか一項に記載の方法。
【請求項74】
磁気A/C−励起を使用して前記第1のナノプラットフォームおよび前記第2のナノプラットフォーを加熱することをさらに含む、請求項28〜72のいずれか一項に記載の方法。
【請求項75】
前記関係部位の組織が少なくとも約40℃に加熱される、請求項74に記載の方法。
【請求項76】
第1のナノ粒子と、シロキサンナノ層、リガンド単分子層、金被覆層、およびそれらの組合せからなる群から選択される、該ナノ粒子周囲の保護層とを含む、ナノプラットフォーム。
【請求項77】
ポルフィリン、クロリン、バクテリオクロリン、フタロシアニン、ビオチン、それらの誘導体、およびそれらの組合せからなる群から選択される官能基をさらに含む、請求項76に記載のナノプラットフォーム。
【請求項78】
前記保護層がシロキサンナノ層を含み、該シロキサンナノ層の周囲にリガンド単分子層をさらに含む、請求項76〜77のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項79】
前記リガンド単分子層の周囲に金被覆層をさらに含む、請求項78に記載のナノプラットフォーム。
【請求項80】
前記ナノ粒子がコア/シェル型ナノ粒子であり、該コアが、Au、Ag、Cu、Co、FeおよびPtからなる群から選択され、該シェルが、Au、Ag、Cu、Co、Fe、Pt、それらの金属酸化物、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項76〜79のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項81】
前記コアが強常磁性Feコアである、請求項80に記載のナノプラットフォーム。
【請求項82】
前記シェルが酸化鉄を含む、請求項80〜81のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項83】
Fe/FexOyコア/シェル型ナノ粒子を含む、請求項76〜82のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項84】
発色団/発光団、量子ドット、ビオロゲン、およびそれらの組合せからなる群から選択される粒子と、プロテアーゼコンセンサス配列を含むオリゴペプチド結合によって結合される、請求項76〜83のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項85】
前記粒子が、有機色素、無機色素、フルオロフォア、ホスホフォア、それらの組合せ、およびそれらのメタレート錯体からなる群から選択される発色団/発光団である、請求項84に記載のナノプラットフォーム。
【請求項86】
前記発色団/発光団が、クマリン、ピレン、シアニン、ベンゼン、N−メチルカルバゾール、エリトロシンB、N−アセチル−L−トリプトファンアミド、2,5−ジフェニルオキサゾール、ルブレンおよびN−(3−スルホプロピル)アクリジンからなる群から選択される有機色素である、請求項85に記載のナノプラットフォーム。
【請求項87】
前記発色団/発光団が、ポルフィリン、フタロシアニン、クロリンおよびメタレート発色団からなる群から選択される無機色素である、請求項85に記載のナノプラットフォーム。
【請求項88】
前記ポルフィリンが、テトラカルボキシ−フェニル−ポルフィリン(TCPP)およびメタレート−TCPPからなる群から選択される、請求項87に記載のナノプラットフォーム。
【請求項89】
前記発色団/発光団が、ルテニウムポリピリジル錯体、オスミウムポリピリジル錯体、ロジウムポリピリジル錯体、イリジウム(III)の3−(1−メチルベンゾイミダゾール−2−イル)−7−(ジエチルアミノ)−クマリン錯体およびイリジウム(III)との3−(ベンゾチアゾール−2−イル)−7−(ジエチルアミノ)−クマリン錯体からなる群から選択されるメタレート発色団である、請求項85に記載のナノプラットフォーム。
【請求項90】
前記発色団/発光団が、リン光性色素、フルオレセイン、ローダミンおよびアントラセンからなる群から選択されるフルオロフォアまたはホスホフォアである、請求項85に記載のナノプラットフォーム。
【請求項91】
前記コンセンサス配列が、セリンプロテアーゼ切断配列、アスパラギン酸プロテアーゼ切断配列、システインプロテアーゼ切断およびメタロプロテアーゼ切断配列からなる群から選択される、請求項84〜90のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項92】
他のナノプラットフォームと連結されていない、請求項76〜83のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項93】
比吸収率が少なくとも約50W/gである、請求項76〜83のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項94】
請求項76〜93のいずれか一項に記載のナノプラットフォームと、薬学上許容される担体とを含む診断アッセイ(被分析物)を含む、組成物。
【請求項95】
前記薬学上許容される担体が、水性バッファー、リポソームおよび腫瘍指向性細胞からなる群から選択される、請求項94に記載の組成物。
【請求項96】
前記薬学上許容される担体が、幹細胞、単球およびマクロファージからなる群から選択される腫瘍指向性細胞である、請求項95に記載の組成物。
【請求項97】
前記幹細胞が、神経幹細胞、臍帯マトリックス幹細胞、骨髄幹細胞および脂肪由来間葉系幹細胞からなる群から選択される、請求項96に記載の組成物。
【請求項98】
哺乳類において癌性細胞または前癌性細胞の増殖を阻害する方法であって、
(a)請求項94〜97のいずれか一項に記載の組成物を哺乳類に投与すること;
(b)癌性細胞または前癌性細胞を有することが疑われる哺乳類の関係部位に前記アッセイ(被分析物)を局在させること;および
(c)磁気A/C−励起を使用して前記ナノプラットフォームを加熱すること
を含み、その結果、該関係部位の組織が少なくとも約40℃の温度に加熱される、方法。
【請求項99】
前記加熱(c)が約10分〜約2時間行われる、請求項98に記載の方法。
【請求項100】
前記磁気A/C−励起が約50〜約500kHzである、請求項98〜99のいずれか一項に記載の方法。
【請求項101】
前記組成物が、前記哺乳類の体重1kg当たり約0.001〜約0.10グラムの前記ナノプラットフォームを含む、請求項98〜100のいずれか一項に記載の方法。
【請求項102】
前記組織が約42℃〜約60℃の温度まで加熱される、請求項98〜101のいずれか一項に記載の方法。
【請求項103】
前記加熱(c)が前記癌性細胞または前記前癌性細胞のアポトーシスをもたらす、請求項98〜102のいずれか一項に記載の方法。
【請求項104】
磁気A/C−励起により哺乳類における癌性細胞または前癌性細胞の増殖を阻害するための、請求項76〜93のいずれか一項に記載のナノプラットフォーム。
【請求項105】
癌と診断された哺乳類において癌治療の経過をモニタリングする方法であって、
(a)請求項84〜91のいずれか一項に記載のナノプラットフォームを含む第1の診断アッセイ(被分析物)と、哺乳類の第1の体液サンプルを接触させること;
(b)該第1のアッセイ(被分析物)をエネルギー源に曝すこと;および
(c)該第1の体液サンプルとの接触前の該第1のアッセイ(被分析物)の吸収スペクトルまたは発光スペクトルと比べての、該第1のアッセイ(被分析物)の吸収スペクトルまたは発光スペクトルにおける変化を経時的に検出すること
を含み、該変化が、該第1のサンプルにおける第1のプロテアーゼ活性レベルに対応している、方法。
【請求項106】
前記体液サンプルが、尿および血液からなる群から選択される、請求項105に記載の方法。
【請求項107】
前記エネルギー源が、タングステンランプ、レーザーダイオード、レーザー、生物発光、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項105〜106のいずれか一項に記載の方法。
【請求項108】
吸収スペクトルまたは発光スペクトルの最大値における約5nm〜約200nmの間の青方シフトが、前記哺乳類における癌性細胞または前癌性細胞の存在を示す、請求項105に記載の方法。
【請求項109】
前記変化が、前記体液サンプルとの接触前の前記アッセイ(被分析物)の吸収スペクトルまたは発光スペクトルと比べての、新たな肉眼で見える色または発光バンドの出現を含み、該肉眼で見える色または発光バンドが、前記哺乳類における癌性細胞または前癌性細胞の存在を示す、請求項105に記載の方法。
【請求項110】
前記アッセイ(被分析物)の吸収スペクトルまたは発光スペクトルにおける前記変化が、約1秒〜約30分の期間にわたって観察される、請求項105〜109のいずれか一項に記載の方法。
【請求項111】
前記哺乳類が癌治療中であり、
(d)請求項84〜91のいずれか一項に記載のナノプラットフォームを含む第2の診断アッセイ(被分析物)と、前記哺乳類の第2の体液サンプルを接触させること;
(e)該第2のアッセイ(被分析物)をエネルギー源に曝すこと;
(f)該体液サンプルとの接触前の該第2のアッセイ(被分析物)の吸収スペクトルまたは発光スペクトルと比べての、該第2のアッセイ(被分析物)の吸収スペクトルまたは発光スペクトルにおける変化を経時的に検出すること、ここで、該変化は、該第2のサンプルにおける第2のプロテアーゼ活性レベルに対応しており:および
(g)該第2のプロテアーゼ活性レベルを前記第1のプロテアーゼ活性レベルと比較すること
をさらに含み、ここで、活性の増加は、前記癌治療を増やしまたは変更する予後と相互に関連づけられ、活性の減少は、前記癌治療を維持しまたは減少させる予後と相互に関連づけられる、請求項105〜110のいずれか一項に記載の方法。
【請求項112】
前記癌治療中に毎日工程(d)〜(g)を繰り返すことをさらに含む、請求項111に記載の方法。
【請求項113】
前記哺乳類が寛解期にあり、前記哺乳類における前記癌の再発を検出するために、前記癌治療後に毎月工程(d)〜(g)を繰り返すことをさらに含む、請求項111に記載の方法。
【請求項114】
鉄コアを有するコア/シェル型ナノ粒子を含み、T1増強ではr1が約100mM−1s−1より大きく、T2減衰ではr2が約−2,000mM−1s−1より大きい整数である、MRI造影剤。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図36】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42A】
【図42B】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図34】
【図35】
【図37】
【図47】
【図48】
【図49】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
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【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
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【図31】
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【図33】
【図36】
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【図41】
【図42A】
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【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図34】
【図35】
【図37】
【図47】
【図48】
【図49】
【公表番号】特表2013−503634(P2013−503634A)
【公表日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−527972(P2012−527972)
【出願日】平成22年8月31日(2010.8.31)
【国際出願番号】PCT/US2010/047301
【国際公開番号】WO2011/028698
【国際公開日】平成23年3月10日(2011.3.10)
【出願人】(508374807)カンザス ステイト ユニバーシティ リサーチ ファウンデーション (3)
【出願人】(504450626)ナノスケール コーポレーション (11)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年8月31日(2010.8.31)
【国際出願番号】PCT/US2010/047301
【国際公開番号】WO2011/028698
【国際公開日】平成23年3月10日(2011.3.10)
【出願人】(508374807)カンザス ステイト ユニバーシティ リサーチ ファウンデーション (3)
【出願人】(504450626)ナノスケール コーポレーション (11)
【Fターム(参考)】
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