[发明专利]适用于将分子递送进入选定细胞的工程改造的肉毒梭菌毒素

说明书

工程改造的有效载荷递送系统包括与成孔单元共价结合的靶细胞结合单元和与能够非共价结合成孔单元的区域相适应的有效载荷部分。成孔单元衍生自特定亚血清型的梭菌毒素，而有效载荷区域衍生自不同亚血清型的梭菌毒素。所公开的基于嵌合蛋白的组合物能够将有效载荷特异性地递送至神经细胞。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年5月15日提交的申请号为62/162,582的美国临时专利申请的优先权，其通过引用以其整体并入本申请并用于所有目的。

政府权利

本发明是在由国防部国防威胁减少机构授予的资助号为HDTRA-10-C-0055的政府支持下完成的。政府对本发明享有一定的权利。

背景技术

肉毒梭菌(Clostridium botulinum)是一种形成孢子的耐热厌氧细菌，产生一种基于蛋白质的毒素(肉毒毒素)，该毒素具有几种血清型，称为A至G血清型，其中血清型C具有3种亚型，称为血清型Cl、C2和C3。Cl神经毒素通过阻断由神经元释放的乙酰胆碱以低剂量使人和动物瘫痪，恢复很慢-治疗可能需要多周的机械通气才能使人能够再次呼吸。C2毒素不具有神经活性，而导致坏死和出血。C亚型血清型中对C3毒素的定义最少。

大多数基于毒素的递送系统是多结构域蛋白质，多结构域蛋白质结合靶细胞并跨越脂质双分子层将物质(有效载荷)易位到靶细胞的胞质溶胶中。这些系统是改变的AB型毒素，由有效载荷结构域(A)和结合/易位结构域(B)组成。A和B结构域可以通过多肽或二硫键共价连接，该多肽或二硫键随后在易位步骤中被切割。非共价连接的(二元)A和B毒素结构域被独立地转录和翻译并在发挥毒性之前缔合。肉毒梭菌C2毒素(C2)不是神经毒素，但具有二元AB毒素设计。

发明内容

本公开通过提供用于将有效载荷(或药剂)递送至靶细胞的基于嵌合毒素的递送组合物(或系统)来推进本领域。在一个实施方案中，组合物可以含有靶细胞结合单元、成孔单元和有效载荷单元，具有或没有其它额外的元件。

在一个实施方案中，成孔单元可以与已知毒素(例如来自肉毒梭菌的毒素)的成孔单元相同。在另一个实施方案中，成孔单元可以衍生自具有修饰物的已知毒素的成孔单元。在另一个实施方案中，成孔单元可以是可以是如成孔单元发挥作用的任何蛋白质。

有效载荷单元可以含有待递送到靶细胞的药剂。一方面，有效载荷单元可以非共价地结合到成孔单元，或结合到连接的成孔单元和靶细胞结合单元。另一方面，成孔单元和靶细胞结合单元是共价连接的。

在一个实施方案中，有效载荷单元可以与已知毒素(例如来自肉毒梭菌的毒素)的有效载荷单元相同。在另一个实施方案中，有效载荷单元可以衍生自具有修饰物的已知毒素的有效载荷单元。在另一个实施方案中，有效载荷单元可以是如用于递送药剂的有效载荷单元发挥作用的任何蛋白质。

在另一个实施方案中，靶细胞结合单元可以含有特异性靶细胞结合配体，该特异性靶细胞结合配体选自由抗体、抗体片段、亲和体、生长因子、受体结合配体或它们的组合组成的组。在另一个实施方案中，靶细胞结合单元可含有天然的或修饰的衍生自除C2以外的肉毒梭菌(C.botulinum)毒素的重链结合结构域。

在另一个实施方案中，靶细胞结合单元优先结合神经细胞。在另一个实施方案中，组合物优选将药剂递送至神经细胞。在另一个实施方案中，靶细胞结合单元是肉毒梭菌神经毒素C1的重链结合结构域(C1Hcc)(参见图2c，SEQ ID No.1)。

在另一个实施方案中，成孔单元可以是衍生自第一类非神经毒性(即非特异性靶向神经元)毒素的多肽，并且靶细胞结合单元可以是衍生自第二类毒素的多肽，其中该第二类不同于第一类毒素。在另一个实施方案中，第一类非神经毒性毒素可以是二元毒素。