细胞穿透肽(CPPs)作为寡核苷酸的传递系统

19 - 7 - 2022

作为多肽和寡核苷酸制造领域领先的CDMO, Bachem已经开始为寡核苷酸构建新的未来:解决该行业在产能、可持续性和成本效益方面的主要挑战

细胞穿透肽(CPPs)作为寡核苷酸的传递系统

寡核苷酸疗法作为罕见病和孤儿病领域的一种新的治疗选择,已经成熟成为一种具有广泛适应症谱的药物类别。

寡核苷酸对越来越多的患者产生影响的前景正在推动Bachem快速实施寡核苷酸原料药的生产能力和能力。

寡核苷酸通过不同的分子途径作用于RNA水平,但将其用作药物时存在一个主要缺点:它们的生物利用度和细胞摄取较差。这些考虑限制了它们作为治疗方法的应用。

为了解决这些问题,开发能够使寡核苷酸到达目标的传递系统至关重要:细胞穿透肽(CPPs)为这个问题提供了一个潜在的解决方案。

什么是细胞穿透肽?CPPs是一种短肽,可以在细胞膜上转运货物分子。这些多肽通常含有多达30个氨基酸,可以是阳离子的,两亲性的或两者兼而有之。

随着时间的推移,一系列不同的CPPs已经被开发出来,包括自然易位蛋白到新设计的计算机预测序列。

细胞穿透肽是如何使用的?当使用CPP作为传递系统时,它必须首先与负载分子结合,并通过内吞作用内化。

然后CPP可以被运输到内体隔室,在那里它将被困住。最后,CPP将离开内体隔室,将货物分子运送到选定的目的地。

确保CPP能够逃离这个内体间隔对其生物利用度和生物活性特性至关重要。

细胞穿透肽是如何与寡核苷酸结合的?有两种矢量化策略可用于CPPs:共价偶联和纳米颗粒形成。

为了在CPP与其载物分子之间形成共价连接,使用了巯基-马来酰亚胺偶联。这是多肽化学中的常见反应,已被监管机构批准用于各种抗体-药物偶联物。

Bachem花了时间研究和研究这种反应,以及在耦合阶段发生的副作用。

然而,这种方法有一个主要的缺点。由于CPPs带正电,而寡核苷酸带负电,它们容易聚集,这有时会导致偶联物的沉淀。

相比之下,纳米颗粒的形成方法是基于CPP与其货物之间的静电和疏水相互作用。这种方法通常用于递送小的干扰RNA (siRNA),但它也可以用于更大的寡核苷酸。

不幸的是,通过这种方法形成的颗粒在生理流体中是不稳定的。为了克服这一挑战,需要对CPP进行化学修饰。

使用细胞穿透肽传递寡核苷酸的例子

目前,只有少量的cpp基寡核苷酸传递实例被报道用于体内应用。下表包含了其中一些例子。

细胞穿透肽(CPPs)作为寡核苷酸的传递系统

在波尔多大学的科学家最近发表的一篇文章中,据报道,一种基于cppn的纳米颗粒方法被用于将siRNA传递到实体肿瘤的癌细胞中。

在波尔多大学的科学家发表的第二篇论文中,基于cppn的纳米颗粒被用作抗mirna (AMO)的载体。AMO被用来中和microRNA (miRNA),这是一种参与抑制翻译过程的短互补序列。

cpc -AMO纳米颗粒也可用于肿瘤成像,其中主要成分是PepFect肽,它封装了由放射性示踪剂标记的AMO。

crgd -寡核苷酸缀合物在过去的例子中也被使用,为进一步的机会打开了大门。cRGD(环精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)肽通常用于靶向参与血管生成和肿瘤转移的αv - β3整合素受体。

在cpp -寡核苷酸偶联的一个例子中,cRGD肽的衍生物环(arg - gly - asp -d- phi - lys [PEG-MAL]) (MAL:马来酰亚胺)被共价偶联到siRNA上。此外,在大量体外实验中,该结合物已经能够特异性进入αvβ3阳性的人类细胞并沉默靶基因。

有希望的cRGD-siRNA缀合物也被注射到荷瘤小鼠中,证明具有良好的耐受性,并导致肿瘤体积的显著减小。这个例子明确了crgd寡核苷酸作为抗肿瘤疗法的潜力。

在最后一个例子中,胰高血糖素样肽-1受体(GLP1R)被用作传递反义寡核苷酸(ASOs)的载体。最初,GLP1R被认为不适合选择性给药,因为它的丰度低,内化大量药物偶联物的能力有限。万博国际娱乐app

尽管存在这一缺陷,但在2018年,研究人员报告了一种新方法,该方法利用GLP1R作为内化诱导剂,将ASO传递到胰腺β细胞。在这种方法中,通过GLP1R和ASO之间的二硫键桥的共价偶联增强了ASO的细胞选择性摄取。

这项工作显示出巨大的潜力,为胰腺β细胞中异常基因表达引起的疾病,如糖尿病,提供新的治疗方案。

向多肽过渡

CPPs有很大的潜力来克服目前围绕寡核苷酸传递的问题。这些多肽确保货物分子能够到达它们的目标细胞,并提供更容易进入挑战性组织,如肌肉和骨髓。

在过去的50年里,Bachem一直在提供高质量的多肽,大约有80个药物主文件(dmf)存档。现在,Bachem已经开始将他们的肽专业领域扩展到寡核苷酸的主题,这也需要固相合成方面的专业知识。

Bachem已经看到寡核苷酸需求的明显增长,并建立了大规模生产这些治疗药物的能力。

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凭借强大的创新计划,Bachem能够提供大量的寡核苷酸药物,为制药和生物技术公司提供开发新疗法和改变生活所需的解决方案。

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