문맥 (context)
글리코스아미노글리칸(GAG)은 세포외 매트릭스(ECM)의 복잡한 선형 다당류이다. GAG는 N-치환된 헥소스아민과 우론산의 이당류 구조 [히알루로난(HA), 콘드로이친 설페이트(CS), 콘드로이친(C), 더마탄 설페이트(DS), 헤파란 설페이트(HS), 헤파린(H)], 또는 갈락토스의 이당류 구조[케라탄 설페이트(KS)]를 반복하는 것을 특징으로 한다. HA를 제외하고는, 모두 코어 단백질에 공유 결합되어 존재한다. 그들의 코어 단백질을 가진 GAG는 구조적으로 프로테오글리칸(PG)로 불린다.
히알루로난(HA)은 포유류에서 주로 연결 조직, 피부, 연골, 및 활액에서 발견된다. 히알루로난은 또한 눈의 유리체의 주요 구성성분이다. 연결 조직에서, 히알루로난과 연합된 수화물은 조직 사이에 공간을 형성하여, 세포 이동 및 증식에 도움이 되는 환경을 형성한다. 히알루로난은 신속한 발생, 재생, 회복, 배발생, 발생학적 발생, 상처 치유, 혈관신생, 및 종양발생을 비롯한 세포 운동성과 관련된 생물학적 현상에서 주요 역할을 한다 (Toole 1991 Cell Biol. Extracell. Matrix, Hay (ed), Plenum Press, New York, 1384-1386; Bertrand et al. 1992 Int. J. Cancer 52: 1-6; Knudson et al, 1993 FASEBJ. 7: 1233-1241). 또한, 히알루로난 농도는 종양의 공격성과 상관된다 (Ozello et al. 1960 Cancer Res. 20: 600-604; Takeuchi et al. 1976, Cancer Res. 36: 2133-2139; Kimata et al. 1983 Cancer Res. 43: 1347-1354).
HA는 많은 세포, 특히 연성 연결 조직의 세포외 매트릭스에서 발견된다. HA는 물 및 혈장 단백질 항상성에서와 같은 다양한 생리학적 기능을 한다 (Laurent TC et al (1992) FASEB J 6: 2397-2404). HA 생산은 증식 세포에서 증가하며 유사분열에서 역할을 할 수도 있다. 또한 운동 및 세포 이동에도 관련된다. HA는 세포 조절, 발생, 및 분화에서 중요한 역할을 하는 것으로 보인다 (상기의 Laurent 등).
HA는 임상 의약에서 사용되어 왔다. 그것의 조직 보호적 및 유동적 특성은 안과 수술에서 (예컨대, 백내장 수술동안 각막 내피를 보호하기 위해) 유용한 것으로 입증되었다. 혈청 HA는 간 질병, 및 류마티스 관절염과 같은 다양한 염증성 상태를 진단한다. HA의 축적에 의해 야기된 간질 부종은 다양한 기관에서 기능장애를 야기할 수도 있다 (상기의 Laurent 등).
히알루로난 단백질 상호작용은 또한 세포외 매트릭스 또는 "기저 물질"의 구조에 관련된다.
히알루로니다제는 동물에서 발견되는 중성- 및 산성 활성 효소의 군이다. 히알루로니다제는 기질 특이성 및 작용 기작에 관하여 다양하다.
세 가지 일반적인 부류의 히알루로니다제가 있다:
1. 주요 최종 생성물로서 사당류와 육당류를 갖는 엔도-베타-N-아세틸헥소스아미니다제인 포유류-타입 히알루로니다제 (EC 3.2.1.35). 이들은 가수분해 활성 및 트랜스글리코시다제 활성 둘다를 가지며, 히알루로난 및 콘드로이친 설페이트(CS), 특히 C4-S 및 C6-S를 분해할 수 있다.
2. 박테리아 히알루로니다제 (EC 4.2.99.1)는 히알루로난 및, 다양한 정도로 CS 및 DS를 분해한다. 이들은 주로 이당류 최종 생성물을 생성하는 베타 제거 반응에 의해 작용하는 엔도-베타-N-아세틸헥소스아미니다제이다.
3. 거머리, 다른 기생충, 및 갑각류로부터의 히알루로니다제 (EC 3.2.1.36)는 베타 1-3 결합의 가수분해를 통하여 사당류와 육당류를 생성하는 엔도-베타-글루쿠로니다제이다.
포유류 히알루로니다제는 추가로 두 그룹으로 나누어질 수 있다: 중성 활성 효소 및 산성 활성 효소. 인간 게놈에는 HYAL1, HYAL2, HYAL3, HYAL4, HYALP1 및 PH20/SPAM1인 6개의 히알루로니다제-형 유전자가 있다. HYALP1은 슈도유전자이며, HYAL3은 어느 공지의 기질에 대해서도 효소 활성을 보유하지 않는 것으로 나타났다. HYAL4는 콘드로이티나제이며 히알루로난에 대한 활성이 없다. HYAL1은 기본형 산성 활성 효소이며 PH20은 기본형 중성 활성 효소이다. HYAL1 및 HYAL2와 같은 산성 활성 히알루로니다제는 중성 pH(pH 7)에서 촉매 활성이 없다. 예를 들어, HYAL1은 pH 4.5이상에서 생체외에서 촉매 활성이 없다 (Frost et al Anal Biochemistry, 1997). HYAL2는 생체외에서 매우 낮은 비활성을 갖는 산성 활성 효소이다.
히알루로니다제-형 효소는 또한 인간 HYAL2와 인간 PH20과 같이 글리코실포스파티딜 이노시톨 앵커를 통하여 혈장막에 고정되는 것들 (Danilkovitch-Miagkova, et al.Proc Natl Acad Sci U SA. 2003 Apr 15;100 (8): 4580-5, Phelps et al., Science 1988) 및 인간 HYAL1과 같이 가용성인 것들 (Frost et al,Biochem Biophys Res Commun. 1997 Jul 9; 236(1): 10-5)을 특징으로 할 수 있다. 하지만, 종에 따라 다르다: 소의 경우, 예를 들어 PH20은 혈장 막에 매우 느슨하게 부착되며, 포스포리파제 민감성 앵커를 통하여 고정되지 않는다 (Lalancette et al,Biol Reprod. 2001 Aug; 65 (2): 628-36). 소 히알루로니다제의 이 독특한 특징은 임상 사용을 위한 추출물로서 가용성 소 고환 히알루로니다제 효소의 사용을 허용하였다 (Wydase®, Hyalase®). 다른 PH20 종은 계면활성제 또는 리파제를 사용하지 않고서는 비가용성인 지질 고정된 효소이다. 예를 들어, 인간 PH20은 GPI 앵커를 통하여 혈장 막에 고정된다. 폴리펩티드내로 지질 앵커를 도입하지 않는 인간 PH20 DNA 구조체를 만들기 위해 시도한 결과 촉매적으로 비활성인 효소, 또는 불용성 효소가 얻어졌다 (Arming et al Eur J Biochem. 1997 Aug 1; 247 (3): 810-4). 자연 발생의 머카크 정자 히알루로니다제는 가용성 형태 및 막 결합 형태 둘다로 발견된다. 64 kDa의 막 결합 형태는 pH 7.0에서 효소 활성을 보유하는 한편, 54 kDa 형태는 단지 pH 4.0에서만 활성이다 (Cherr et al, Dev Biol. 1996 Apr 10; 175(1): 142-53.). 따라서, PH20의 가용성 형태는 종종 중성 조건하에서는 효소 활성이 없다.
콘드로이티나제는 동물 전체에서 발견되는 효소이다. 이들 효소는 엔도글리코시다제 반응을 통하여 글리코스아미노글리칸을 분해한다. 공지의 콘드로이티나제의 구체적인 예는 콘드로이티나제 ABC (프로테우스 불가리스(Proteus vulgaris)에서 유래; 일본 특허 출원 공개 제6-153947호, T. Yamagata, H. Saito, O. Habuchi, and S. Suzuki, J. Biol. Chem., 243, 1523(1968), S. Suzuki, H. Saito, T. Yamagata, K. Anno, N. Seno, Y. Kawai, and T. Furuhashi, J. Biol. Chem., 243, 1543(1968)); 콘드로이티나제 AC (플라보박테리움 헤파리눔(Flavobacterium heparinum)에서 유래; T. Yamagata, H. Saito, 0. Habuchi, and S. Suzuki, J. Biol. Chem., 243, 1523(1968)); 콘드로이티나제 AC II (아르트로박터 아우레센스(Arthrobacter aurescens)에서 유래; K. Hiyama, and S. Okada, J. Biol. Chem., 250, 1824(1975), K. Hiyama and S. Okada, J. Biochem. (Tokyo), 80, 1201(1976)), 히알루로니다제 ACIII (플라보박테리움 종 Hp102에서 유래; Hirofumi Miyazono, Hiroshi Kikuchi, Keiichi Yoshida, Kiyoshi Morikawa, and Kiyochika Tokuyasu, Seikagaku, 61, 1023(1989)), 콘드로이티나제 B(플라보박테리움 헤파리움에서 유래; Y. M. Michelacci and C. P. Dietrich, Biochem. Biophys. Res. Commun., 56, 973(1974), Y. M. Michelacci and C. P. Dietrich, Biochem. J., 151, 121(1975), Kenichi Maeyama, Akira Tawada, Akiko Ueno, and Keiichi Yoshida, Seikagaku, 57, 1189(1985)); 콘드로이티나제 C (플라보박테리움 종 Hp102에서 유래; Hirofumi Miyazono, Hiroshi Kikuchi, Kelichi Yoshida, Kiyoshi Morikawa, and Kiyochika Tokuyasu, Seikagaku, 61, 1023(1939)) 등을 포함한다.
당단백질은 하나 이상의 탄수화물 부분에 공유 결합된 폴리펩티드 쇄로 구성된다. 그들의 구성 단백질에 N-글리코시드 또는 O-글리코시드 결합을 통해 결합된 탄수화물을 보유하는 당단백질은 두 가지 카테고리가 있다. N- 및 O-결합된 글리칸은 각각 아스파라긴-N-아세틸-D-글루코스아민 및 세린 (트레오닌)-N-아세틸-D-갈락토스아민 결합을 통하여 폴리펩티드에 부착된다. 복잡한 N-결합된 올리고당은 말단 만노즈 잔기를 함유하지 않는다. 이들은 단지 말단 N-아세틸글루코스아민, 갈락토스, 및/또는 시알산 잔기를 함유한다. 하이브리드 올리고당은 말단 N-아세틸글루코스아민, 갈락토스, 및/또는 시알산 잔기뿐만 아니라 말단 만노즈 잔기를 함유한다.
N-결합된 당단백질의 경우, 올리고당 전구체는 소포체에서 펩티드 합성동안 아스파라긴의 아미노기에 부착된다. 올리고당 성분은 이어서 당 성분을 제거하고 추가하는 특정 효소 시리즈에 의해 순차적으로 가공된다. 프로세싱은 소포체에서 일어나며 시스-, 중간- 및 트랜스-골지체를 통과하면서 계속된다.
발명의 개요
본원에서는 특히 가용성 중성 활성 히알루로니다제 당단백질 패밀리(본원에서는 sHASEGP로도 불림)의 멤버인 가용성 글리코사미노글리카나제 효소가 제공되며, 바람직한 멤버는 인간의 가용성 중성 활성 히알루로니다제 당단백질, 특히 인간 가용성 PH-20 히알루로니다제 당단백질(본원에서는 rHuPH20으로도 불림)이다. 본원에서 제공되는 가용성 중성 활성 히알루로니다제는 각각 본원에서 sHASEGP로 명명된 sHASEGP 패밀리 멤버이다. 가용성 히알루로니다제 도메인 및 이의 용도 또한 제공된다. (본원에서 때때로 GAG 효소로도 일컬어지는) 가용성 글리코사미노글리카나제의 다수의 용도 및 적용예는 본원에서는 (예컨대, 포유동물 신체 조직내에 약리학적 제제 및 기타 제제의 전달을 촉진하는 데) 예시적 글리코사미노글리카나제로서 rHuPH20을 사용하여 예시되지만, 본원에 개시된 것들 및 업계에 공지된 다른 것들과 같은 다른 글리코사미노글리카나제가 이러한 다수의 적용예에 적용될 수 있음은 당업자라면 인지할 것이다. sHASEGP와 같은 현재의 바람직한 가용성 글리코사미노글리카나제는 약간의 히알루로니다제 활성을 나타내며 다른 글리코사미노글리카나제 활성도 나타낼 수 있다. 인간 가용성 글리코사미노글리카나제는 현재 본원에 개시 및 예시된 바와 같은 다수의 의학적 적용예를 비롯하여 효소가 인간 신체내에서 사용되는 적용예에 바람직하다.
본 발명의 한 양태는 인간 PH20 cDNA의 카르복시 말단에 아미노산을 인코딩하는 좁은 영역이 결여된 핵산을 도입함으로써 포유동물 발현 시스템에서 가용성 중성 활성 히알루로니다제 활성이 고수율로 생성될 수 있다는 발견에 기초한 것이다. 비천연 리더 펩티드를 사용하여 분비를 증대시키기 위한 sHASEGP의 추가 변형도 제공된다. 나아가, sHASEGP를 변형하여 자연적인 글리코실화에 대한 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 및/또는 번역후 변형에 의하여 단백질을 마스킹함으로써 반감기를 연장하는 방법도 제공된다. 가용성 중성 활성 인간 히알루로니다제 당단백질을 생성시키려는 이전의 시도는 성공적이지 못하였다. 인간 히알루로니다제 폴리펩티드를 절단하면 중성 효소 활성이 손실되고 포유동물의 발현 시스템에서 세포가 재조합 단백질을 분비할 수 없게 된다는 결론에 이르렀다(Arming, et al Eur J Biochem 1997 Aug 1;247 (3):810-4). 히알루로니다제로서 치료적 유용성과 상업적 생산을 위한 중성 활성의 분비 sHASEGP를 생성시키는 것이 중요하다. 본원에 개시된 본 발명은 이러한 과제 및 다른 과제를 해결한다.
본 발명은 또한 sHASEGP가 하나 이상의 N-결합 당 부분을 가지는 촉매 활성 인간 sHASEGP 당단백질을 더 포함한다. 본원에 제시된 연구는 인간 PH20은 촉매 활성에 N-결합된 글리칸을 필요로 하는 반면, 소 및 벌 독 히알루로니다제는 그러한 N-결합된 글리칸 없이도 활성임을 보여준다. N-결합된 부분이 없는 인간 히알루로니다제 PH20 도메인은 촉매적으로 비활성이다. 따라서 고전적인 재조합 DNA 기법은 이. 콜라이에서 생산될 수 있는 벌 독 히알루로니다제와 달리, 촉매적으로 활성인 인간 sHASEGP의 생산을 허용하지 않는다.
본 발명은 상기 N-결합된 당 부분을 도입할 수 있는 세포를 이용하거나 또는 상기 N-결합된 부분을 sHASEGP 폴리펩티드상에 도입함으로써, N-결합된 sHASEGP 당단백질 폴리펩티드를 생산하기 위한 방법과 세포를 포함한다. 적절히 글리코실화된 sHASEGP를 확인하는 방법 또한 개시된다.
촉매적으로 활성인 페길화(PEG화)된 및/또는 과시알화된 sHASEGP 당단백질 또한 제공된다. 페길화된 및/또는 과시알화된 sHASEGP는 자연 발생하는 비시알화된 소 및 양 고환 sHASEGP과 비교할 때 더 큰 혈청 반감기를 보유하며, 따라서 효소 안정성을 위해 그리고 연장된 반감기가 바람직한 환경(통상적으로 정맥내 전달의 경우)에서 약물 또는 보조제로서 사용하기에 바람직하다. 본 발명은 페길화된 및/또는 과시알화된 sHASEGP의 제조 방법, 그 조성물 및 용도를 제공한다. 특정 적용예 또는 작용 기전으로 제한하려는 것은 아니지만, 일반적으로 sHASEGP 및 다른 글리코사미노글리카나제에 대한 PEG 부분의 부착을 이용하여 분자를 효과적으로 보호하여 프로테아제에 대한 상대적인 감작성을 감소시키고 잠재적으로 신체로부터의 청소 및 제거 속도 및 범위를 감소시킬 수 있다고 고려된다. 이러한 원리 및 기술을 다른 글리코사미노글리카나제에 적용하여, 마찬가지로 이러한 다른 글리코사미노글리카나제의 페길화되고 과시알화된 및/또는 다르게 변형된 형태를 본원에 개시 및 예시된 바와 같은 방법 및 기술(예컨대, 신체 조직에서 약물 및 기타 제제의 분산을 촉진하기 위한 기술)로 생성 및 사용할 수 있다.
자연적으로 GPI 앵커가 없는 sHASEGP의 스플라이스 변이체에 의해 코딩되는 단백질 또한 제공된다.
금속 이온을 갖는 가용성 sHASEGP 당단백질을 포함하는 sHASEGP의 조성물이 추가로 제공되며, 이때 금속 이온은 칼슘, 마그네슘 또는 나트륨이다. sHASEGP는 상기 금속의 존재하에서 최적 활성이다. 상기 금속 이온의 존재하에서 sHASEGP로 구성되는 제제 또한 제공된다.
반감기를 더 연장시키기 위한 sHASEGP의 변형이 제공된다. 폴리에틸렌 글리콜 및 덱스트란과 같은 중합체를 이용한 sHASEGP 및 다른 글리코사미노글리카나제의 화학적 변형이 제공된다. 그러한 변형은 sHASEGP가 순환계 및 면역 시스템으로부터 제거되지 않도록 하며, 또한 만노즈와 어시알로당단백질을 위한 글리코실화 수용체를 차단한다. 글리코실화 부위, 양성 전하를 띤 아미노산 및 시스테인과 같은 특정 기능성 기에 연결시키는 방법이 추가로 제공된다.
작은 분자를 비롯한 화합물과 같은 효과인자, 및 pH, 온도 및 이온 강도와 같은, sHASEGP의 활성화, 발현 또는 활성을 조절하는 조건을 확인하는 분석 또한 여기서 제공된다. 예시적인 분석에서, sHASEGP의 히알루로니다제 도메인이 공지의 기질, 일반적으로 글리코스아미노글리칸 또는 프로테오글리칸을 절단하는 능력에 대한 시험 화합물의 효과를 평가한다. 히알루로니다제 도메인의 활성을 조절하는 제제, 일반적으로 화합물, 특히 작은 분자는 sHASEGP의 활성을 조절하기 위한 후보 화합물이다. 히알루로니다제 도메인은 또한 활성을 교란하는 기능을 갖는 히알루로니다제-특이적 항체를 생산하기 위해 이용될 수 있다. 여기서 제공된 히알루로니다제 도메인은 생체외에서 촉매 활성을 나타내는 C-말단 절단된 그 일부를 갖는 N-말단 글리코실-히드로라제 도메인을 포함하며 이에 한정되지 않는다.
단백질 및 히알루로니다제 도메인을 코딩하는 핵산 분자 또한 제공된다. 가용성 히알루로니다제 도메인 또는 촉매적으로 활성인 그 일부를 코딩하는 핵산 분자 및 또한 전체 길이 sHASEGP를 코딩하는 핵산 분자가 제공된다. 히알루로니다제 도메인과 그 하부의 핵산을 코딩하는 핵산은 서열 번호 6에 개시되며, 예시적 sHASEGP의 히알루로니다제 도메인은 서열 번호 1(아미노산 35-464)에 개시된다. 전체 길이 sHASEGP의 단백질 서열 및 코딩 핵산 서열은 서열 번호 1 및 6에 개시된다.
그들의 전체 길이 또는 전체 길이의 적어도 약 70%, 80%, 또는 90%를 따른 그러한 sHASEGP-코딩 핵산에 하이브리드하며 히알루로니다제 도메인 또는 그 일부를 코딩하는 핵산 분자가 또한 제공된다. 하이브리드화는 일반적으로 적어도 낮은, 일반적으로 적어도 중간의, 그리고 종종 높은 엄격도 하에서 이루어진다.
분리된 핵산 단편은 게놈 또는 cDNA를 비롯한 DNA이거나, 또는 RNA이며, 또는 단백질 핵산 또는 다른 뉴클레오티드 유사체와 같은 다른 성분을 포함할 수 있다. 분리된 핵산은 이종성 또는 천연 프로모터, 및 다른 전사 및 번역 조절 서열과 같은 추가 성분을 포함할 수 있으며, 이들 유전자는 리포터 유전자 또는 다른 지시자 유전자 또는 지시자를 코딩하는 유전자에 연결될 수 있다.
sHASEGP를 코딩하는 뉴클레오티드 서열 또는 그 일부에 상보적인 분자의 서열을 포함하는 분리된 핵산 분자가 제공된다.
프로브 또는 프라이머로 이용될 수 있으며 서열 번호 6에 개시된 적어도 약 10 내지 16 뉴클레오티드, 일반적으로 약 20 누클레오티드 이상 일반적으로 1000 미만, 일반적으로 100 미만 뉴클레오티드(또는 그 상보체)를 함유하거나, 또는 적어도 약 30 뉴클레오티드(또는 그 상보체)를 함유하거나 또는 임의의 그러한 단편 또는 올리고뉴클레오티드에 그들의 전체 길이(또는 적어도 약 70, 80 또는 90%)를 따라 하이브리드하는 올리고뉴클레오티드를 함유하는 올리고뉴클레오티드 또는 상기 분리된 핵산 분자의 단편이 제공된다. 단편의 길이는 그들이 이용되는 목적의 함수 및/또는 대상 게놈의 복잡성의 함수이다. 일반적으로 프로브 및 프라이머는 약 50, 150 또는 500 뉴클레오티드 미만을 함유한다.
여기서 제공된 임의의 핵산 분자를 함유하는 플라스미드 또한 제공된다. 상기 플라스미드를 함유하는 세포 또한 제공된다. 그러한 세포는 박테리아 세포, 효모 세포, 진균류 세포, 식물 세포, 곤충 세포 및 동물 세포를 포함하며 이에 한정되지 않는다.
sHASEGP를 효율적으로 분비할 수 있는 시그널 리더를 이용하는 개선된 포유류 발현 시스템 또한 제공된다. 그러한 효율적인 분비 리더 펩티드 아미노산 서열 및 sHASEGP와의 융합 단백질의 예는 서열 번호 43 및 46에서 발견된다.
전술한 세포를, sHASEGP가 세포에 의해 발현되는 조건하에서 성장시키고, 발현된 sHASEGP 폴리펩티드 또는 당단백질을 회수함으로써 sHASEGP를 생산하는 방법이 또한 제공된다. 다른 sHASEGP를 코딩하는 핵산을 분리하기 위한 방법이 또한 제공된다.
sHASEGP 폴리펩티드가 세포의 표면에 발현되는 포유류 세포 및 효모 세포와 같은 세포, 일반적으로 진핵 세포가 또한 제공된다. 그러한 세포는 sHASEGP 폴리펩티드의 활성을 조절하는 화합물을 확인하기 위한 약물 스크리닝 분석에서 이용된다. 생체외 결합 분석 및 전사계 분석을 비롯한 이들 분석에서는, sHASEGP에 의해 직접, 또는 프로-성장 인자의 활성화를 통해서와 같이 간접적으로 매개되는 시그널 전달이 평가된다.
그러한 핵산 분자에 의해 코딩된 펩티드가 또한 제공된다. 특이성 및/또는 히알루로니다제 활성이 실질적으로 변하지 않고 남아 있는 아미노산 변화를 갖는 sHASEGP 히알루로니다제 도메인 또는 폴리펩티드가 이들 폴리펩티드에 포함된다. 특히, 분비된 중성 촉매 활성을 포함하는 실질적으로 정제된 포유류 sHASEGP 당단백질이 제공된다.
본 발명은 또한 히알루로니다제 촉매 도메인을 포함하며 다른 도메인을 추가적으로 포함할 수도 있다. sHASEGP는 동종이량체를 형성할 수도 있으며 또한 막결합 단백질과 같은 일부 다른 단백질과 이종이량체를 형성할 수 있다. 또한 sHASEGP에 대하여 적어도 60%, 70%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 실질적으로 정제된 당단백질이 제공되며, 이때 퍼센티지 동일성은 퍼센티지 동일성을 최대화하는 갭 패널티 및 표준 알고리즘을 이용하여 결정된다.
sHASEGP의 스플라이스 변이체, 특히 촉매적 활성 히알루로니다제 도메인을 갖는 것들이 여기서 고려된다.
다른 구체예에서는, sHASEGP 폴리펩티드의 히알루로니다제 도메인 또는 촉매적으로 활성인 그 일부를 포함하지만 서열 번호 1에 개시된 아미노산의 전체 서열을 포함하지는 않는 실질적으로 정제된 폴리펩티드가 제공된다. 이들 중에는 서열 번호 1 또는 3에 대해 적어도 70%, 80%, 85%, 90%, 95% 또는 100% 서열 동일성을 갖는 아미노산의 서열을 포함하는 폴리펩티드가 있다.
특정 구체예에서는, 진핵성 sHASEGP로 표시되는, 진핵성 히알루로니다제 당단백질을 코딩하는 핵산이 제공된다. 특히, 핵산은 서열 번호 6에 개시된 뉴클레오티드의 서열, 특히 서열 번호 6의 뉴클레오티드 106-1446으로 개시된 서열, 또는 촉매적 활성 폴리펩티드를 코딩하는 그 일부를 포함한다.
적어도 낮은 엄격도, 일반적으로 온건한 엄격도, 더욱 일반적으로 높은 엄격도의 조건하에서 서열 번호 6 또는 그 축퇴물에 하이브리드하는 핵산 분자가 또한 제공된다.
한 구체예에서, 분리된 핵산 단편은 높은 엄격도 조건하에서 서열 번호 6에 개시된 뉴클레오티드 서열(또는 그 축퇴물)을 함유하는 핵산 분자에 하이브리드한다. 전체 길이 sHASEGP는 서열 번호 1에 개시되며 서열 번호 6 또는 그 축퇴물에 의해 코딩된다.
sHASEGP의 히알루로니다제 도메인의 뮤테인, 특히 자유로운 (즉, 히알루로니다제 도메인의 임의의 다른 Cys 잔기와 이황화 결합을 형성하지 않는) 히알루로니다제 도메인의 Cys 잔기가 다른 아미노산 치환기, 반드시 그러하지는 않지만 일반적으로 보존적 아미노산 치환기 또는 활성을 제거하지 않는 치환기로 치환되는 뮤테인, 및 특정 글리코실화 부위(들)가 제거되는 뮤테인이 또한 제공된다.
그 스플라이스 변이체를 포함하며 이에 한정되지 않는 sHASEGP 폴리펩티드, 및 sHASEGP, 그 도메인, 유도체 및 유사체를 코딩하는 핵산이 여기서 제공된다. sHASEGP를 형성하기 위해 시그널 펩티다제의 활성화에 의해 생성되는 것과 기능적으로 등가인 N-말단을 갖는 단일쇄의 분비된 히알루로니다제 당단백질이 또한 제공된다. 서열 번호 1에 예시된 sHASEGP의 N82, N166, N235, N254, N368, N393, N490에서 7개의 잠재적인 N-결합된 글리코실화 부위가 있다. Cys 잔기 C60-C351 및 Cys 잔기 C224-C238 사이에서 이황화 결합이 형성되어 코어 히알루로니다제 도메인을 형성한다. 하지만, 중성 효소 촉매 활성을 위해서는 카르복시 말단에서 추가의 시스테인이 필요하여 서열 번호 1의 아미노산 36 내지 Cys464의 sHASEGP가 최소 활성 인간 sHASEGP 히알루로니다제 도메인을 포함한다. 따라서, N-결합된 글리코실화 부위 N-490은 적절한 sHASEGP 활성에 필요하지 않다. 당업자라면 인지하게 될 바와 같이, 그 유용 활성을 실질적으로 제거 또는 일부 경우 실질적으로 감소 (또는 잠재적으로 개선)시키지 않는 한 본원에 개시 및 예시된 조성물에 약간의 변화를 줄 수 있고, 이에 따라서 본원에 개시된 바와 같은 여러 적용예에서 유사하게 사용할 수 있다.
일부 sHASEGP(예컨대, 서열 번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 sHASEGP)의 N-결합된 글리코실화는 그들의 촉매 활성 및 안정성에 매우 중요할 수 있다. 당단백질을 변형하는 글리칸 타입을 변화시키면 단백질의 항원성, 구조적 접힘, 가용성, 및 안정성에 극적인 영향을 줄 수 있지만, 대부분의 효소는 적절한 효소 활성을 위해 글리코실화를 요구하지 않는 것으로 생각된다. 따라서 sHASEGP는 N-결합된 글리코실화의 제거가 히알루로니다제 활성의 거의 완전한 불활성화를 야기할 수 있다는 점에서 독특하다. 이러한 sHASEGP에서 N-결합된 글리칸의 존재는 활성 효소를 생성하는 데 중요하다. 중요한 N-결합된 글리코실화 잔기를 sHASEGP에 도입하는 데 적합한 단백질 발현 시스템이 포함된다. 추가로, N-결합된 글리칸을 도입할 수 있는 추출물의 존재하에서 탈글리코실화된 sHASEGP 폴리펩티드의 도입이 포함된다. 본 발명의 한 양태에서는, 시알화로 캡핑된 복잡한 글리코실화가 개시되며 자유 만노즈 잔기로 캡핑된 다른 것들 또한 고려된다. 바람직하게는, 시알산 잔기는 sHASEGP에서 N-결합된 글리코실화의 말단 잔기에서 발견된다.
N-결합된 올리고당은 몇 가지 주요 타입으로 나뉘며(올리고만노스, 복합체, 하이브리드, 황화), 이들 모두다 -Asn-Xaa-Thr/Ser- 서열(여기서 Xaa는 Pro가 아님)내에 속하는, Asn 잔기의 아미드 질소를 통하여 부착된 (Man) 3-GlcNAc-GlcNAc-코어를 갖는다. -Asn-Xaa-Cys- 부위에서의 글리코실화는 응집 단백질 C에 대해 보고되어 왔다. N-결합된 부위는 종종 서열 결정동안 "블랭크" 사이클의 출현으로 간접적으로 지정된다. 글리코실화된 Asn을 Asp로 전환시키는 PNG아제 F에 의해 올리고당을 방출시킨 후 양성 확인이 이루어질 수 있다. PNG아제 F 방출 후, N-결합된 올리고당은 Bio-Gel P-6 크로마토그래피를 이용하여 정제될 수 있으며, 올리고당 풀은 제조성 고 pH 음이온 교환 크로마토그래피(HPAEC)에 노출된다 (Townsend et al., (1989) Anal. Biochem. 182, 1-8). 일부 올리고당 아이소머는 HPAEC를 이용하여 분리될 수 있다. 푸코스 잔기는 HPAEC 크로마토그램에서 용출 위치를 더 앞으로 이동시킬 것이며, 한편 추가의 시알산 잔기는 보유 시간을 증가시킬 것이다. 올리고당 구조가 공지된 당단백질(예, 소 페투인, a-l 산 당단백질, 난백알부민, RNAse B, 트랜스페린)을 동시에 처리하면 올리고당 피크의 지정을 촉진할 수 있다. 수집된 올리고당은 조성 분석 및 메틸화 결합 분석의 조합에 의해 특징을 규명하며(Waeghe et al., (1983) Carbohydr Res. 123, 281-304), 이때 아노머 형태는 NMR 분광광도법에 의해 지정된다 (Van Halbeek (1993) in Methods Enzymol 230).
본원에 개시된 인간 sHASEGP rHuPH20으로 예시되는 일부 sHASEGP의 경우, sHASEGP는 N-글리코시드 및 O-글리코시드 결합을 둘다 포함할 수 있다. 예컨대, rHuPH20(하기 실시예에 개시된 바와 같이 DG44 CHO주 3D3에서 제조)은 N-결합 올리고당 뿐만 아니라 0-결합 올리고당도 갖는 것으로 밝혀졌다. 이러한 sHASEGP의 글리코시드 변형(예컨대, 이러한 N-결합 및/또는 0-결합된 올리고당의 하나 이상의 치환, 제거 또는 변경을 포함하는 변형)을 이용하여 특정 적용예에 바람직하도록 변경된 약력학적 및/또는 약동학적 프로필을 보이는 글리코시드 변이체 sHASEGP를 생성시킬 수 있다. 예시로서, 그러나 특정 작용 기전에 제한되지 않고, 세포 또는 기타 수용체에의 결합에 관여하는 하나 이상의 N-결합 및/또는 O-결합 올리고당의 제거 또는 변경 (예컨대, 캡핑 또는 비노출에 의함)하여 sHASEGP가 특정 조직에 결합하거나 또는 특정 조직에 의하여 흡수되는 속도 및/또는 범위를 변경할 수 있으며, 이를 이용하여 (예컨대, 그 혈청 반감기를 증가시키거나 또는 생체 흡수를 변경시킴으로써) 예컨대 약력학적 프로필을 변경할 수 있다.
sHASEGP의 제제가 또한 제공된다. sHASEGP는 동결건조 형태 및 안정화된 용액으로 조제될 수 있다. 칼슘, 마그네슘, 또는 나트륨과 같은 특정 금속 이온을 함유하는 제제는 중성 pH에서의 적절한 활성을 위해 유용하다. 안정화된 용액 제제에 더하여, 서방성 제제가 글리코스아미노글리칸의 연장된 제거를 위해 여기서 고려된다. 안내 외과 수술 및 다른 소부피 수술을 위해 소부피의 sHASEGP를 투여하기 위한 sHASEGP의 예비 포장된 시린지를 제공하는 키트가 또한 여기서 제공된다. 인공수태술에 생체외 사용하기 위한 균형화된 염 제제 또한 제공된다.
글리코스아미노글리칸의 제거에서 sHASEGP의 사용 방법 또한 제공된다. sHASEGP는 글리코스아미노글리칸의 분해를 통하여 간질 공간의 채널을 개방하여 500 nm 미만 크기의 분자의 확산을 허용한다. 이들 채널은 투여량 및 제제에 따라 24-48시간 동안 유지된다. 그러한 채널은 유체, 작은 분자, 단백질, 핵산 및 유전자 치료 벡터 및 500 nm 미만 크기의 다른 분자와 같은 외부에서 첨가된 분자의 확산을 촉진하기 위해 이용될 수 있다. 또한, 특정 이론 및 작용 기전에 제한됨 없이, 이러한 채널의 형성은 간질강내에서 대량의 유체 흐름을 촉진할 수 있고, 이에 따라 본원에서 "이류성 수송(convective transport)" 또는 단순히 이류로 언급되는 방법으로 유체에 의하여 효과적으로 운반되는 용질(예컨대, 검출 가능한 분자 또는 기타 진단 제제, 마취제 또는 기타 조직 변형제, 약리학적 또는 약제학적으로 효과적인 제제 또는 화장 또는 기타 미용 제제)의 분산 또는 이동을 촉진할 수 있다고 믿어진다. 이러한 이류성 수송은 실질적으로 분자 확산 속도 및 축적 효과를 초과할 수 있으며, 따라서 치료제 또는 기타 투여 분자가 더 신속하고 효과적으로 조직에 관류하게 할 수 있다. 또한, 치료제 또는 기타 제제(예컨대, 소분자 약물 또는 대분자 또는 복합물)를 sHASEGP (또는 기타 글리코사미노글리카나제)와 함께 동시에 제형화하거나 동시 투여하고 둘다 비침윤적 비경구 투여 부위와 같은 비교적 제한된 국소 부위(예컨대, 피내, 피하, 근내 또는 기타 내부 조직, 기관 또는 신체내 다른 상대적으로 제한된 공간내 또는 그 주위)로 주입할 경우, 투여량과 관련된 유체는 국소적인 구동력(즉, 정수압)을 제공하고 (간질 기질내에서 채널을 개방함으로써) 임피던스를 낮출 수 있는데, 이것은 둘 다 유체 흐름을 증가시키고 이로써 유체내 함유된 치료제 또는 기타 분자의 이류성 수송을 증가시킨다. 본원에서 더 상세히 개시 및 예시되고 당업자라면 인식하게 될 바와 같이, 이러한 sHASEGP 및 기타 글리코사미노글리카나제의 용도 양태는 생체 이용가능률을 개선시키고 동시 제형화되고 동시 투여되는 제제의 다른 약력학적 및/또는 약동학적 특징을 조절하는 데 실질적으로 유용할 수 있다.
sHASEGP는 또한 허혈 재관류, 염증, 동맥경화증, 부종, 암, 척수 손상 및 상처의 다른 형태에 따라 발생하는 것들과 같은 과량의 글리코스아미노글리칸을 제거하기 위해 이용될 수 있다. 일부 경우에, sHASEGP는 정맥내 주입에 의해 전신성으로 전달될 수 있다. 이것은 심장 또는 뇌 또는 질병이 신체 전체에 걸쳐 있는 파종 종양의 경우와 같이 국소적 접근이 용이하지 않을 때 도움이 된다. 과시알화된 sHASEGP는 말단 시알산이 없는 천연 히알루로니다제 효소에 비하여 혈청 반감기와 분포를 증가시키기에 바람직하다.
척수 손상 및 기타 신경계 질환, 녹내장 및 기타 특정 안질환, 그리고 각종 자기면역, 염증성 병태, 암 및 기타 만성적으로 진행하는 질환 및 병태, 및 미용 치료와 같은 일부 경우에서, 지속적인 전달이 바람직하다. 당업자라면 이해하게 될 바와 같이, 대상 분자의 서방 또는 지연 방출 제제 또는 데포를 제공하기 위하여 다수의 상이한 조성물 및 기술이 개발되어 왔다.
다른 경우에는, 한번의 짧게 작용하는 투여량이 바람직하다. 글리코스아미노글리칸의 일시적인 제거를 이용하여 용액 및 약물의 간질강내로의 전달을 증가시킬 수 있다. 이것은 마취제의 확산 및 치료 액, 분자 및 단백질의 투여에 유용할 수 있다. sHASEGP (및/또는 다른 글리코사미노글리카나제)의 존재하에서 분자의 피하 및 근육내 투여는 또한 그들의 전신성 분포를 더욱 신속하게 촉진한다. 그러한 방법은 정맥내 접근이 이용가능하지 않거나 또는 분자의 더욱 신속한 전신성 전달이 필요할 경우 매우 유용하다. 피하 투여시 생체이용률이 좋지 못한, 인자 VIII와 같은 다른 큰 분자의 전달은 그들의 이용가능성을 높이기 위해 sHASEGP와 함께 주사될 수 있다.
난모세포를 둘러싼 난구(cumulus matrix)를 효소적으로 제거하기 위하여 sHASEGP를 이용하는 것이 제공된다. 추출물에서 유래된 히알루로니다제의 독성 오염물이 없는 정제된 sHASEGP를 이용하여 난구를 제거하면 보다 높은 생존가능성으로 난모세포를 부드럽게 회수할 수 있다. 또한, sHASEGP는 전염성 스폰지형태 뇌병증과 같은 바이러스 및 다른 병원균을 보유한 소 추출물 또는 다른 유기체를 사용하지 않고 제조될 수 있다.
안내에서의 사용을 위해 작은 공간에 대하여 소부피의 sHASEGP를 주사하는 것이 이용될 수도 있다. sHASEGP는 수술동안 투여되는 과량의 점탄성 기질을 제거하기 위해 눈의 전실내로 주사될 수 있다. sHASEGP의 안내 주사는 또한 녹내장에서 안내 압력을 감소시키기 위해, 유리체 응집물 또는 "부유물"을 용해시키기 위해, 또는 반상 퇴화의 치료를 위하여, 유리체 출혈을 제거하기 위해, 당뇨성 망막병증에서 유리체 망막 탈착을 촉진하기 위해, 그리고 다른 효소와 혼합되어 교정 렌즈를 따라 각막의 재성형을 촉진하기 위해 이용될 수 있다. 본원에 개시된 바와 같이, sHASEGP 및/또는 기타 글리코사미노글리카나제는 또한 눈 또는 안와 주위의 공간으로 주입하여 "전착제"의 형태로서 표적 조직내 및/또는 표적 조직 주위로의 진단, 마취 또는 약학 제제의 전달을 촉진할 수 있다. 예컨대, sHASEGP를 진단 제제, 마취제 또는 약리학적 제제의 주입과 동시에 또는 근접하게 서브테논강 또는 공막강으로 주입하여 약물의 눈 내부(예컨대, 맥락막, 망막 및 유리체)로의 공막 경우 전달을 촉진할 수 있다. 상공막강은 Fascia Bulbi(테논 캡슐)과 공막(맥락막 및 망막과 눈의 내부를 둘러싸는 비교적 강한 보호 조직) 사이의 림프를 함유하는 강이다. 종종 공막 근처 림프강으로도 언급되는 서브테논강 또는 상공막강은 일반적으로 경막하강 및 거미막하강과 연속되며 근막으로부터 공막까지 연장되는 연결 조직의 밴드가 횡단한다. 당업자라면 인식하게 될 바와 같이, 눈을 덮는 보호 공막층을 가로질러 조성물의 전달을 촉진하는 능력은 매우 다양한 약리학적 제제 및 기타 제제가 맥락막, 망막 또는 유리액과 같은 안내 조직으로 편리하고 효율적으로 전달될 수 있게 한다. 눈의 후부에서와 같이 조직에 도달하기가 비교적 곤란한 생체내 전달 경로로 본 발명 조성물을 적용함으로써 최소 침윤 수단에 의하여 치료할 수 있다. 일부 경우에, 페길화된 sHASEGP와 같은 오래 지속되는 sHASEGP의 사용이 바람직할 것임이 인식될 것이다.
동물에서 유래되는 히알루로니다제는 특정 안질환의 치료에 적용될 수 있거나 적용되어 왔지만, 마취제 및 기타 치료적 또는 약리학적 제제의 전달을 촉진하는 확산 인자로서, 몇몇 중요한 고려들은 동물에서 유래되는 효소의 용도에 적용되고, 인간 치료용으로 이들을 사용하는 경우에 잠재적으로 이의 사용을 제한하거나 안전상 생각 또는 추가적인 위험성을 고려하게 한다. 이러한 고려에는 제제 중에 존재하는 단백질 및 다른 불순물이 살아있는 인간 조직에 적용될 때 면역원성 문제 및/또는 기타 문제를 야기할 수 있다는 생각이 포함된다. 또한, 비인간 동물 효소를 사용하는 한, 정제된 효소라도 비인간 기원이므로 면역원성에 더 기여할 수 있다. 또, (본원에 개시된 바와 같이) 분산을 효과적으로 촉진시키는 히알루로니다제와 같은 분해 효소의 잠재성은 상기 동물에서 유래된 생성물의 면역원성 형태 또는 제제가 면역 시스템에 의해 접촉되는 확률을 증가시킬 수 있다.
동물에서 유래된 및/또는 불순 인자에 대한 고려는 또한 예를 들어, 표적 조직이 수술 또는 기타의 절차를 이미 거친 상황, 제제가 상당한 면역 특혜 공간(예컨대 눈, 심장, 신경계 및 외부 환경에 전형적으로 노출되지 않는 기타 많은 조직 및 기관)에 유입되는 상황, 및/또는 환자가 면역력이 약화되거나 감염될 위험성이 증가된 상황과 같은 다수의 상황에서 중요성이 증가된다. 따라서, 이러한 동물에서 유래된 제제는 감염 또는 다른 합병증의 위험성이 이의 잠재적인 용도를 감소시키는 많은 적용예에서 사용하지 않을 수 있다. 상기 상황 또는 기타의 상황에서, 본 발명의 재조합으로 제조된 sHASEGP의 사용은, 매우 효율적이면서 바람직한 안전 프로파일을 보유하는 적용예를 제공할 수 있기 때문에, 이들 효소가 이롭게 사용되는 병태 및 상황을 개선하거나 확장하게 된다.
정맥내가 아닌 비경구 주사(예컨대 피내, 피하, 근내 주사, 및 혈관계 이외의 공간으로의 기타 주사)의 경우, 한 부피의 액체(예컨대, 약학적 부형제 또는 다른 용액) 중에 sHASEGP (및/또는 또다른 글리코사미노글리카나제) 및 또다른 제제(예컨대, sHASEGP 및 진단제, 마취제, 약리학적 제제, 안정제와 같은 또다른 제제 또는 이들의 조합을 포함하는 공제제 또는 혼합물)를 주사 또는 주입에 의해 체내의 영역(들)에 유입시킬 수 있다. 이론으로 한정하려는 의도는 아니나, 일부 힘이 약리학적 또는 기타 제제의 전달을 강화하는 작용을 할 수 있다고 생각된다(이의 정도는 부분적으로, 예를 들어 특정 조성물, 부피 및 투여 부위에 따라 다름). 이들 구동력은 유체 부피가 함유공간(예컨대 상기 참조된 서브-테논(sub-Tenon)의 공간, 또는 피부 내, 피하 내, 근육 내 또는 다른 비-IV 비경구 주사의 영역)에 효과적으로 가압될 시의 정수압의 증가, 유체가 이의 압력 구배 이하로 증가될 시(용해된 분자 또는 거대분자 착물이 이와 함께 운반됨)의 용질(또는 이류)의 이류성 수송의 이후 증가뿐만 아니라, 하류 세포간 매트릭스 또는 간질강 내의 글루코스아미노글리칸의 분해 및 수반하는 채널 형성에 의해 매개되는 확산 및/또는 침투의 감소를 포함할 수 있다.
sHASEGP가 안구 전방에 주사되어 과량의 점탄성 물질, 예컨태 글리코스아미노글리칸 함유 제제(이는 다양한 전안부 절차에서의 안구 수술 보조제로서 통상적으로 사용됨)를 제거하는 경우, 본 출원의 교시의 관점에서, sHASEGP를 사용하여, 수술 완료 후 눈에 남아 있는 적용된 점탄성물의 양을 감소시키는 데 통상적으로 이용되는 수술후 절차에 대한 필요성을 부가하거나 없앨 수 있다는 것은 당업자라면 이해할 것이다. 더욱 효율적인 조작을 허용하고 잠재적으로 각막 내피 및 기타 조직을 보호하는 깊은 전방을 유지하기 위하여 일반적으로 점탄성물을 전안구 수술 중에 사용한다. 히알루로네이트 및/또는 콘드로이틴 설페이트를 함유하는 다양한 점탄성물이 전안부 절차와 같은 수술에 사용된다[예를 들어, ProvisoTM, ViscoatTM 및 DuoviscTM(알콘 레이버러토리 인코포레이티드(Alcon Laboratories, Inc.)로부터 입수가능함, www.alconlabs.com); HealonTM, Healon 5TM 및 Healon GVTM(어드밴스트 메디칼 옵틱스(Advanced Medical Optics)로부터 입수가능함, www.healon.com): AmviscTM 및 AmviscTM Plus(바우치 앤 롭(Bausch 0026# Lomb)으로부터 입수가능함, www.bausch.com); I-ViseTM, I-ViseTM Plus, I-ViscTM 18 및 I-ViseTM Phaco(아이-메드 파마(I-MED Pharma)로부터 입수가능함, www.imedpharma.com); LA LONTM(제너럴 이노베이션(General Innovations)으로부터 입수가능함, www.generaltrade.net) 참조]. 그러나, 당업계에 알려진 바와 같이, 백내장 수술과 같은 수술 절차 후의 전방에 잔존하는 점탄성물은 전방으로부터의 약화된 유출(잠재적으로 섬유주를 통한 유출의 감소에 의함)을 유도하여 안압 상승(IOP 스파이크)으로 녹내장을 유도할 수 있는 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 sHASEGP는, 예를 들어 히알루로난과 같은 글루코스아민글루칸을 함유하는 먼저 적용된 점탄성 제제에 대한 ''점탄성 해독제''로서 눈의 전방에 주입에 의하여 도입시킬 수 있다. 이러한 점탄성 해독제를 사용하기 위해, sHASEGP은 전안부 절차, 예컨대 백내장 수술 및 인공수정체 삽입술(예를 들어, 수정체 유화술 또는 피막술), 녹내장 여과 수술(섬유주절제술), 각막 이식 수술(예를 들어, 전층각막이식술), 외상후 눈수술 등 후에, 전방으로 수술후 주입[앞서 적용된 점탄성물의 일부 부위를 제거하기 위한 선관주 또는 흡인에 의해서나 이에 의하지 않음]에 의해 유입되게 되는 것이 일반적이다. 당업자에게 이해되게 되는 바와 같이, 이와 같이 적용되는 sHASEGP의 양은, 특히 이의 특정 활성뿐만 아니라 사용되는 점탄성물의 양 및 점탄성물이 우선 물리적으로 제거되었는 지(예를 들어 관주 및 흡인에 의함)의 여부에 따라 다르게 된다. 따라서, 각각의 적용은, 본 발명의 설명 및 예시의 관점에서 당업자에게 이해되는 바와 같이, 특히 환경에 대해 최적화되게 되는 것이 일반적이다.
일부 점탄성물, 예컨대 ViscoatTM 및 DuoviscTM(알콘 랩스(Alcon Labs)로부터 입수가능함)는 히알루로네이트 및 콘드로이틴 설페이트 둘 모두를 포함한다. 이롭게는, 본 발명의 많은 sHASEGP는 히알루로니다제 및 콘드로이티나제 양쪽으로서 효소적으로 활성이므로 이중 제제 점탄성물에 특히 적합하게 된다.
또한, sHASEGP를 포함하는 히알루로니다제는, 종래 기술에서와 같은 적용예에서는 하나 이상의 추가 글리코사미노글리카나제(예컨대, 콘드로이티나제)와 배합될 수 있거나, 본원에 개시 및 예시된 것과 같은 다른 적용예에서는 간질강내로 채널을 더 개방한다.
점탄성물이 기타 절차에 또한 사용하는 경우, 본 발명의 sHASEGP는 적용된 점탄성물, 즉 점탄성 해독제의 양을 감소시키거나 없애기 위한 기술과 병용하거나 대체하여 사용될 수 있다.
눈 조직과 같은 조직에서 전착제로서 sHASEGP를 사용하는 데 있어서, 본 원에서 기술한 바와 같이 하나 이상의 sHASEGP를 포함하는 제제는 마취제, 진단제, 약리학적 제제, 및 표적 조직으로 또는 그 주변으로 전달될 것으로 생각되는 기타의 제제를 적용하기 이전에 또는 동시에 표적 조직에 적용하는 것이 일반적이다. 일부 경우에서, sHASEGP는 제1 조직을 거쳐 이 제1 조직에서 먼 하나 이상의 조직을 목표로 하는 약리학적 제제 또는 기타 제제의 전달을 촉진하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 공막외공간에 약리학적 제제 또는 기타 제제를 유입하기 이전에 또는 동시에 눈 주위의 공막외공간에 sHASEGP를 유입시켜 보호 공막 조직을 거쳐 맥락막, 망막 및 유리체로 상기 제제를 전달시키는 것을 촉진시킬 수 있다. 이와 같이, 맥락막, 망막 및/또는 유리체의 병태를 치료하는 데 유용한 다수의 약리학적 제제 및/또는 기타 제제는 상기 표적 조직에 상대적으로 국부적으로 전달되는 동시에 상대적으로 비침윤적인 접근, 예컨대 서브 테논 주입을 사용하여 전달될 수 있다. 본 원에서 기술하고 예시하는 바와 같이, 체내 하나의 조직 또는 위치에 sHASEGP를 적용하여 상기 조직 또는 위치 내에 및/또는 원위 영역으로 약리학적 제제 또는 기타 제제의 전달을 촉진하는 다른 상황들에 있어서도 유사한 상황이 존재한다.
동시 제형화 또는 동시 투여된 제제의 분산 범위 및 속도는 부분적으로 관련 조직 및 제제에 따라 달라지지만, 이러한 분산은 일반적으로 특히 적용되는 sHASEGP의 양을 증가시키고, 특이 활성이 더 높은 sHASEGP를 사용하며, 분해 또는 다른 비활성화에 더 내성인 sHASEGP(예컨대, 페길화, 과시알화 또는 이러한 다른 변형된 sHASEGP)를 사용하고, sHASEGP의 서방 제제 또는 데포 제제를 제공함으로써 그리고 적용된 sHASEGP의 효과 활성 및/또는 지속성을 증가시키는 다른 방법에 의하여 증가시킬 수 있다. 또한, sHASEGP를 예컨대 주사 부위에 대하여 원위 조직 또는 위치로 제제의 분산을 촉진하는 것이 바람직할 경우, sHASEGP 및/또는 제제를 유의적인 부피의 액체로 제공하여(예컨대, 주사 부위를 부분적으로 채우거나 또는 약간 팽창시킴) 본원에 개시 및 예시된 바와 같은 이류성 수송 방법을 통한 분산을 더 촉진할 수 있다.
당업자라면 인식하게 될 바와 같이, 망막 박리, 망막 정맥 폐쇄, 증식성 망막병증, 당뇨병성 망막병증, 염증성 질환 (예컨대, 포도막염, 맥락막염, 망막염 등), 및 퇴화성 질환, 혈관 질환 및 각종 종양과 같은 병태의 치료를 위해 sHASEGP를 사용하여 눈의 후부로 다수의 마취제, 진단제, 약리학적 제제 및/또는 기타 제제의 전달을 효과적으로 촉진할 수 있다. 역시 당업자라면 인식하게 될 바와 같이, 예컨대 이하에 개시 및 예시되는 바와 같은 마취제 및 약리학적 제제를 비롯하여 후 구역 병태 및 질환의 치료를 위한 각종 약리학적 또는 약제학적으로 효과적인 제제를 유용하게 적용할 수 있다.
sHASEGP와 다른 물질의 동시 제형화 또는 동시 투여는 또한 소량의 부피 또는 신속한 피하 투여를 위해 주입가능한 펜으로 생각해 볼 수도 있다. Epipen™, 인슐린 및 기타 유체와 같은 예를 제형화할 수 있다. 본 발명 방법은 다른 치료 분자의 투여 전, 동시 또는 후에 sHASEGP 펩티드 또는 sHASEGP를 함유하는 약학 조성물을 투여하는 것을 포함한다. sHASEGP는 치료 분자의 투여 부위와 상이한 부위에서 투여되거나 또는 치료분자의 투여 부위와 동일한 부위에서 투여될 수 있다
이론에 의하여 한정하려는 의도는 아니나, sHASEGP 및 기타 글리코사미노글리카나제가 세포간 간질강에서 일부 글리코스아미노글리칸의 분해를 야기하는 능력은 간질내에서 채널을 일시적으로 개방하며, 이로써 간질액 흐름이 증가되고 동시에 간질액내 용해된 성분(예컨대, 마취제, 약물 및 기타 약리학적 제제, 라벨 및 진단 제제 등)의 확산 및/또는 이류성 용질 운반(이류)이 촉진되는 것으로 믿어진다. 당업자라면 인식하게 될 바와 같이, 본 발명의 sHASEGP는 각종 질병 상태를 치료 또는 진단하거나 또는 생체내 하나 이상의 조직을 변형하는 데 유용한 다수의 약리학적 제제 및 기타 제제의 생체 이용가능률을 증대 (그리고 잠재적으로 다른 약력학적 및/또는 약동학적 특성을 개선)시키는 데 적용할 수 있다. 이러한 제제의 예시적 범주에는 업계 및 본원에 개시된 각종 범주의 제제 (및 이의 예시적 멤버)를 비롯하여 항암제, 항감염제, 마취제, 항염증제, 시토킨, 항체 및 기타 단백질, 핵산, 거대분자 복합체 및 세포 활성 또는 다른 생리학적 활성을 변형하는 다수의 다른 분자 및 약리학적 제제가 포함된다.
심지어 소분자의 확산 및 이류성 수송은 간질 채널을 개방하고 유체 흐름을 증가시켜 증대시킬 수 있으나, [항생물질 및 기타 단백질, 큰 핵산, 거대분자 복합체 (예컨대, 리포솜 및 기타 거대분자 운반체) 및 유전자 치료 벡터 등을 비롯한] 다수의 바이오 치료제와 같은 약리학적 제제 또는 기타 제제의 경우, 글리코스아미노글리칸과 같은 간질 성분의 존재 및 분자의 크기가 실질적으로 제제의 확산 및/또는 이류를 해친다. 제제의 유용성을 잠재적으로 제한하는 일부 결과가 나올 수도 있다. 예컨대, 제제의 약력학은 흡수 및 이에 따라 제제의 분포가 늦어짐으로써 실질적으로 손상될 수 있다. 또한, 투여 부위에서 또는 투여 부위 근처에서 제제의 일부가 포획되어 있는 것은 그 생체 이용가능률을 제한하며, 잠재적으로 국소 투여량이 지속적이고 높아서 결과적으로 독성의 원인이 될 수도 있다. 후자의 경우, 통증 또는 기타 부작용과 관련될 수 있는 국소적 독성이 예컨대 피하, 피내 또는 근내 주사에 의하여 정맥내 주사로 투여되는 다수의 큰 생분자에서 문제가 된다. 결과적으로, 다수의 약리학적 제제는 상기 제제 전에, 상기 제제와 동시에 그리고 상기 제제 후에 제공될 수 있는 sHASEGP (또는 기타 글리코사미노글리카나제)와 동시 제형화 및/또는 sHASEGP (또는 기타 글리코사미노글리카나제)와 동시 투여됨으로써 약력학적(PK) 및/또는 약동학적(PD) 프로필이 개선될 수 있으며, 이러한 매개변수는 표준 모델(제제의 약력학 및 약동학을 평가하는 데 일반적으로 사용되는 동물 모델)에서 최적화 대상이 된다. 따라서, sHASEGP를 사용하여 비경구 투여로 투여되는 임의의 다양한 치료제 및 약리학적 제제 및 기타 제제(예컨대 화장 또는 미용 제제)를 개선시킬 수 있다.
특히 정맥내(IV) 주사에 의한 혈관내 투여는 일반적으로 신속한 생체 이용성을 제공할 수 있으나, IV 주사는 불편한 경우가 종종 있으며 위험하거나 적용 불가능하다(심지어 실제로 최적 전체 PK/PD 프로필에 못 미칠 수 있다). sHASEGP를 적용하여 IV가 아닌 비경구 경로(예컨대, 피하, 피내, 근내 및 기타 제제를 간질에 전달하는 기타 경로)에 의하여 투여되는 제제의 생체 이용가능률을 증대시킬 수 있으므로, IV 주사에 의하여 전달된 제제는 IV가 아닌 비경구 투여에 의한 전달을 위해 다시 제형화될 수 있다. 이러한 재 제형화는 IV 투여가 불편하거나, 적용 불가능하거나, 불안전하거나, 너무 고가이거나 또는 달리 제한되는 제제를 사용 가능하게 하는 것과 같은 실질적인 이점을 제공할 수 있다. IV가 아닌 비경구 제제와 같은 IV 제제의 재 제형화는 또한 환자가 스스로 제제를 투여할 수 있게 할 수 있으며, 정맥내 주사에 의한 투여를 불필요하게 함으로써 투약의 최적화를 가능하게 한다(예컨대, 제제의 PK/RD 매개변수에 더 양호하게 맞춘다).
당업자라면 인식하게 될 바와 같이, sHASEGP (및/또는 기타 글리코사미노글리카나제)를 사용하여 개선될 수 있는 PK/PD 매개변수는 Cmax (예컨대 혈류중에 흡수 후 달성되는 제제의 최대 농도), Tmax (최대 농도를 얻는 데 요구되는 시간), T½ (농도 반감에 필요한 시간), Cmin (대사 및 배설 후 제제의 최소 농도), AUC (농도 대 시간 곡선 아래의 면적, 생체 이용가능률의 전체량의 측정), 여러 대상 조직에서의 농도 (예컨대, 소정 농도를 얻는 속도, 전체 레벨, 및 소정 레벨을 유지하는 지속 시간), 및 Emax (달성되는 최대 효과)와 같은 측정치를 포함한다. 예컨대, 약물 또는 기타 약리학적 제제를 sHASEGP와 다시 제형화하거나 또는 상기 제제를 sHASEGP(상기 제제 전, 동시 또는 후에 국소적으로 또는 전신적으로 도입될 수 있음)와 동시 투여하여 예컨대 제제의 Cmax를 증가시키고, Tmax를 감소시키며, T½을 감소시키고, AUC를 증가시키며 및/또는 Emax를 증가시킬 수 있다. 인식하게될 바와 같이, (예컨대, 더 많거나 더 적은 sHASEGP 단위를 적용하고 투여 시기 및/또는 위치를 변경함으로써) 이러한 주요 PK 및 PD 매개변수를 용이하고 균형적으로 조절하는 능력으로 다수의 약리학적 제제 및 기타 제제를 개선할 수 있다. 이들 매개변수의 수준 평가는 PK/PD 측정에 사용되는 동물 모델과 같은 모델에서 실시할 수 있으며 동시 제형화 및/또는 동시 투여는 그 상대 효율을 증대시켜 특정 적용예를 위해 선택되는 프로파일을 안정화한다.
IV가 아닌 비경구 제제 중에, sHASEGP (및/또는 다른 글리코사미노글리카나제)를 또한 사용하여 제제를 더 편리한 경로로 및/또는 더 큰 효율로 투여할 수 있다. (비제한적) 예시로서, 제제를 재제형화 및/또는 sHASEGP와 동시 투여함으로써 (제제의 투여 전, 동시 또는 후에 국소적 또는 전신적으로) 일반적으로 피하 주사에 의하여 투여되는 제제를 대신 피내 주사로, 그리고 일반적으로 근내 주사로 투여되는 제제를 대신 피내 주사로 투여할 수 있다. 이와는 다르게, 제제를 동일한 경로로, 그러나 sHASEGP를 사용하여 개선된 약력학 및/또는 약동학으로 투여할 수 있다.
IV 약물 및 IV가 아닌 비경구 약물로서의 기타 제제의 재제형화에 sHASEGP (및/또는 글리코사미노글리카나제)를 사용하면 자기 투여 촉진 및 용이하고 및/또는 신속한 전달을 위해 설계된 임의의 각종 신규 주입 장치를 사용하여 제제를 전달할 수 있다. 이러한 장치에는 예컨대 초예리 장치 및 미세바늘 장치 [예컨대, Becton Dickinson 등이 개발한 것) 및 무바늘 주입 장치 (예컨대, Biojector(TM) 및 Bioject사의 기타 장치; IntraJect(TM) 및 Aradigm사의 기타 장치; Medijector(TM) 장치 등]가 포함된다. 다수의 장치 (예컨대, the Biojector)가 (바늘 배치 동안 진피를 침투하고 피하층과 같은 하부 조직 부위에 제제를 전달하고 할 수 있으므로) 표준 바늘을 사용하는 경우 더 많은 경험을 요하는 피내 주사를 용이하게 하는 데 특히 유용하다. 예컨대, 백신(예, DNA계 또는 다른 백신)과 같은 일부 약리학적 제제의 경우, 진피내에 비교적 고농도의 항원 제시 세포(APC)가 편재되기 쉬우므로 피하층에 대향하는 진피로 제제를 전달하는 것이 특히 유리할 수 있다.
(표준 바늘에 의하건 또는 기타 더 신규한 장치에 의하건) 일반적으로 피내 주사에 의하여 전달되는 제제 또는 현재는 아니나 피내 주사에 의하여 전달될 수 있을 다수의 다른 제제에서, sHASEGP (및/또는 다른 글리코사미노글리카나제)를 국소적으로 동시 도입하여 전달되는 약리학적 제제 또는 기타 제제의 전달을 증대시키고 진피내에서 그 분산 또는 분포를 촉진할 수 있다. 백신의 경우, 진피가 1차 표적 조직일 수 있는 경우, APC가 국소적으로 풍부한 상황에서, sHASEGP (및/또는 다른 글리코사미노글리카나제)가 표적 조직 내의 백신 분산을 촉진함으로써 백신 및 APC 간의 상호작용 가능성 및 범위를 증가시킬 수 있다(이것은 면역조절 반응의 생성을 유의적으로 증가시킬 수 있다). 다른 제제의 경우, 진피는 1차적인 표적 조직일 수 있으나 제제 투약량이 도입되는 조직 또는 이것으로부터 또다른 조직, 일반적으로 혈류로 제제가 흡수되는 조직이다. 후자의 경우, 혈류는 그 자체로 대상 표적 조직일 수 있거나(예컨대, 업계 및 본원에 개시된 바와 같은 혈액 조절 인자의 경우), 또는 혈류는 그 자체로 원이 표적 조직에 제제를 운반하는 전달 조직일 수 있다(예컨대, 혈류에 의하여 공급되는 체내 조직). 이들 후자의 경우 중 어느 것에서 (전달은 피내이나 제제를 혈류로 전달하는 것이 바람직함), sHASEGP (및 잠재적으로 그것이 주입되는 액체의 부피)는 본원에 개시 및 예시된 바와 같이 먼저 진피내에서 이어서 진피에서 나가는 맥관구조로 그리고 실질적으로 더 큰 혈액 공급으로 제제의 분산을 촉진할 수 있다.
다른 치료적 또는 약리학적 제제의 약력학 및/또는 약동학을 증대시키기 위한 sHASEGP의 사용은 또한 IV가 아닌 비경구 투여 이외의 경로에 의하여 전달되는 제제에도 적용될 수 있다. 예컨대, 이론에 한정하려는 의도는 아니나, (sHASEGP의 국소 및/또는 전신 투여에 의하여 얻을 수 있는) 체내 간질강내 sHASEGP의 존재는 간질 채널 및 간질강에서의 유속 증가를 촉진하여 간질액(예컨대, 약리학적 제제 및 기타 제제)에 용해된 제제의 확산 및 이류성 수송을 용이하게 하는 경향이 있다고 믿어진다. 예시적으로, (예컨대, 정맥내 주입에 의하여) 혈류로 직접 투여되거나 또는 경구 투여되는 (따라서 예컨대 위장관으로부터의 흡수 후 혈류로 들어가는) 제제는 흡수후, 즉 약력학적 분포 상태에서 여전히 제약을 받을 수 있다. 이론에 의하여 한정하려는 의도는 아니나, sHASEGP는 간질 침투성 및 유속을 증가시키고, 따라서 간질강에서 제제의 확산 및/또는 이류를 증가시킴으로써 표적 세포로의 전달을 증대시킬 수 있다(모든 약동학적 전달 경로 및 표적 세포 간에 매개물을 효과적으로 형성함)고 믿어진다.
또한, sHASEGP의 투여에 의하여 유발되는 교질 삼투압 변화는 약리학적 제제의 전달을 증대시키는 데 기여할 수 있다고 믿어진다. 또한, 이론에 의하여 한정하려는 의도는 아니나, 맥관 형성된 조직의 간질면을 따른 sHASEGP의 존재 및 이에 수반되는 분해는 간질강내 교질 삼투압을 감소시켜 맥관 구조로부터 간질강내로의 유체 여과를 증대시키는 경향이 있다.
간질압을 감소시키는 가능성은 종양내의 간질압(TIF의 종양 간질압)이 증가되는 다수의 암에서 특히 중요하도록 고려된다. 높은 TIF는 종양의 중심으로 향하는 맥관 구조로부터의 유체 흐름을 상대적으로 방해함으로써 종양, 특히 종양 덩어리 내부의 더 깊은 부위에 효과적으로 도달하는 항암제의 양을 제한할 수 있다. 따라서, 종양 간질에 sHASEGP의 도입은 간질 교질압이 감소되고 확산 및/또는 이류성 수송이 증가될 경우 종양을 더 용이하게 침투할 수 있는 국소 전달 및 전신적 사용 항암제의 전달을 증대시킨다. 종양내의 TIF 및 수리전도도(K)(예컨대, Evan 블루 염료로 알부민 표지된 것과 같은 태깅된 분자 사용)를 업계 및 본원에 예시된 바와 같이 생체내 종양의 유체 동력학에 미치는 여러 농도의 sHASEGP의 효과를 정량적으로 분석하는 데 사용될 수 있다.
다수의 종양내에서 감소된 유체 동력학을 더 악화시키고 종양에 sHASEGP를 도포하는 추가의 잠재적 이점을 강조하는 것은 다수의 종양이 글리코스아미노글리칸, 특히 히알루론의 축적을 보인다는 사실이다(이것은 히알루론 이화 작용에 대한 지배적인 경로인 임파선이 다수의 종양에서 부족하거나 결여된다는 사실에 기인할 수 있음). 이러한 과량의 히알루론은 수리전도성을 방해하는 데 기여할 수 있다. 따라서, sHASEGP의 도입은 다수의 종양에서 글리코스아미노글리칸의 축적을 방해하여 종양내에서의 수리 전도성을 개선시키고 (국소 전달 또는 전신 전달에 무관하게) 효과적으로 항종양제에 더 감작성이 되도록 할 수 있다.
당업자라면 인지하는 바와 같이, 본원에 개시된 원리는 예컨대 질병의 예방, 진단 및/또는 치료를 위해 신체 부위에 전달하거나 또는 생리 기능을 조절하기 위한 수많은 다른 약물 및 다른 제제에도 적용될 수 있다. 이러한 제제의 예시적 부류 (및 이의 예시적 멤버)는 본원에 제공되며 더 다수가 업계에 공지되어 있거나 개발중이다.
다양한 비경구 투여 약물 및/또는 제제의 개선 및/또는 재제형화에 사용하는 외에, sHASEGP는 또한 비경구 제제(예컨대, 필, 액체 또는 위장관을 통한 일반적인 흡수 및 섭취를 위한 다른 형태로서 조제된 제제)와 관련하여 유용하게 사용할 수도 있다. 예컨대, 대부분의 비경구 약물은 궁극적으로 간질내 세포에 도달하여 소정 효과를 발휘하여야 하므로, [전신적으로 또는 국소적으로(예컨대, sHASEGP의 국소 또는 표적 투여에 의하여)] 간질내 확산 및/또는 이류성 수송을 증대시키기 위하여 sHASEGP를 사용하여 (비경구형 약물 뿐만 아니라) 비경구형이 아닌 약물이 소정 표적 세포에 도달하는 속도 및/또는 범위를 개선시킬 수 있다.
또한, 일반적으로 비경구가 아닌 방법으로(예컨대, 경구로) 투여되는 다수의 제제를 다시 제형화하거나 또는 그 활성 성분을 다시 제형화하여 sHASEGP와 조합하여 더 효과적 및/또는 안전하게 되는 경구 투여에 사용할 수 있다. 이렇게 광범위하게 적용가능한 방법을 예시하기 위하여, 특정 조직에 대한 표적 전달을 촉진하는 sHASEGP의 능력(예컨대, 눈의 후부내 조직으로의 공막 경유 전달을 제공하는 sHASEGP의 능력)을 이용하여 임의의 다양한 제제(이전에 전신 투여한 제제 포함)를 신체내 국소 부위에 직접적으로 및 우선적으로 전달할 수 있다. 이것은 대상 부위에 더 바람직하고 및/또는 더 신속히 도달되는 농도를 제공할 뿐만 아니라, 의도하지 않는 부위에서의 농도가 소정 표적 부위에서의 농도와 동일하거나 또는 심지어 이를 초과할 수 있는 전신 투여와 관련된 잠재적 문제 및 한계를 실질적으로 감소시킬 수 있다. 일부 경우, 광범위하게 사용되지 않거나 예컨대 특정 환자에서 또는 특정 증상에 대하여 사용되지 않는 제제를 효과적으로 적용하여 본원에 개시 및 예시된 바와 같이 sHASEGP와 동시 제형화 또는 동시 투여에 의해 환자에 더 이익을 줄 수 있다.
당업자라면 이해하는 바와 같이, sHASEGP를 사용하여 동시 제형화 및/또는 동시 투여되는 제제의 생분포를 증대, 가속화 및/또는 표적화하고 (예컨대, 위험:이득 프로필을 개선시키거나 환자, 가족 또는 헬스 케어 전문인에 의한 사용을 용이하게 하기 위하여) 약동학적 또는 약리학적 양상을 조작하는 능력은 질병의 치료, 진단 또는 예방에 사용되는 약물 및 기타 제제를 개선하는 많은 기회를 제공한다.
특정한 군의 용도로 한정하려는 의도는 아니나, 본원에 개시된 바와 같은 sHASEGP를 포함하는 글리코사미노글리카나제 (및 다른 히알루로니다제 및 다른 글리코사미노글리카나제)를 비정맥 비경구 경로 및 다른 투여 경로에 의하여 [예컨대, (제제가 혈류에 직접적으로(예컨대, IV 투여에 의함) 또는 간접적으로(예컨대, 경구 또는 IV가 아닌 비경구 투여에 의함) 혈류로 도입되는지에 따라) 제제가 혈류에서 나간 후 표적 조직으로 및/또는 표적 조직을 통한 제제의 전달을 증대시키는 것에 의하여] 임의 수의 약물 및 기타 제제의 볼루스 또는 볼루스 유사 전달을 효과적으로 실시하는 데 사용할 수 있다.
특정 작용 기작 또는 이의 양태로 제한하려는 의도는 아니나, 이들 효소가 세포간 간질 기질의 성분을 일시적으로 분해하는 능력(약물 및 기타 제제가 대부분의 표적 세포에 도달하기 위하여 거쳐야 하는 신체내 유체 공간의 실질적인 부분 및 상응하는 큰 공간을 차지)은 일부 잠재적 상승 수단 중 하나 이상에 의한 제제의 표적 세포로의 전달을 유의적으로 촉진할 수 있다고 사료된다. 먼저, 큰 부피의 간질 유체가 어느 정도의 흐름을 보이는 동안, 그 흐름은 히알루로난과 같은 글리코스아미노글리칸 및 다른 간질 성분에 의해 종종 제한 또는 방해된다. 본원에 예시 및 개시된 바와 같이 간질 공간내로 채널을 개방하기 위하여 sHASEGP를 비롯한 글리코사미노글리카나제 (및 다른 히알루로니다제 및 다른 글리코사미노글리카나제)의 능력을 이용하여 임의의 소정 "업스트림" 압력으로부터 유래하는 "다운스트림" 흐름의 속도 및 범위를 증대시키고 임피던스를 감소시킬 수 있다. 두번째로, sHASEGP (또는 다른 글리코사미노글리카나제) 및 또다른 약물 또는 다른 제제를 IV가 아닌 비경구로 주입하는 경우, IV가 아닌 비경구 주입 부피를 사용하여 (예컨대, 제한된 공간내의 정수압을 증가시킴으로써) 업스트림 구동압 또는 압력 헤드를 증가시킬 수 있는데, 이것이 흐름을 더 촉진할 수 있다. 세번째로, 도입된 sHASEGP (또는 다른 글리코사미노글리카나제) 및 기타 제제를 포함하는 유체 부피는 증가 압력 구배에서 효과적으로 구동되므로(즉, 증가적 구배는 주입되는 "볼루스"내에서 관련 정수압을 증가시키면서 동시에 주위 조직에서 간질압을 감소시킴으로써 생성됨), 볼루스내의 용질은 (예컨대, 이류성 수송에 의하여) 인접 조직으로 효과적으로 운반될 수 있다. 따라서, 이렇게 주입된 유체 또는 볼루스는 인접 조적으로 효율적이고 비교적 신속하게 이동하여 (예컨대, sHASEGP 또는 다른 글리코사미노글리카나제와 조합된 제제의 공제형화 또는 공투여에 의하여) 동일한 주입 부분에 또는 그 근처에 도입되는 어떤 약물 또는 다른 제제를 전달할 수 있다.
예컨대, 본원에 개시 및 예시된 바와 같이 간질 공간내에 채널을 개방하는 sHASEGP와 같은 글리코사미노글리카나제를 사용하여, 흐름이 일반적으로 방해되고 간질 압력이 증가된 예컨대 종양 및 기타 조직 안으로 및 이를 통해 간질 흐름을 증가시킬 수 있다. 본원에 개시된 바와 같은 이들 원리의 예에는 sHASEGP를 사용하여 생체 종양에서 간질 압력을 감소시키는 것이 포함된다.
마찬가지로 흐름 증가를 정상 조직에 적용하여 예컨대 마취제, 진단제, 화장품 또는 다른 미용품 또는 약물 또는 기타 제제를 조직으로 전달할 수 있다(예컨대, 조직을 변화시키거나 또는 조직으로 데포 제제를 도입함). 마찬가지로 흐름 증가를 제1 조직 또는 근위 조직에 적용하여 원위 조직으로의 도입 조직을 통한 제제으 전달을 촉진할 수 있는데, 이 원위 조직은 그 자체로 소정 표적 조직이거나 또는 소정 표적 조직으로의 경로일 수 있다. 본원에 개시된 바와 같은 이들 원리의 예에는 예컨대 (i) 망막 및 맥락막과 같은 안내 원위 표적 조직에 표적을 맞추기 위하여, 눈을 둘러싸는 공막 외강으로 sHASEGP를 도입하여 공막을 가로질러 제제의 전달을 촉진하는 것; 및 (ii) 피내에 sHASEGP를 도입하여 혈류그 자체로 표적 조직이거나(예컨대, 혈액 변형제) 또는 제제(들)가 신체내 다른 표적 조직으로 전달될 수 있는 경로일 수 있음)내 및 피하층을 통한 제제의 전달을 촉진하는 것이 포함된다.
신체내 소정 조직으로 약물 및 기타 제제의 전달을 촉진하기 위한 이러한 기술 및 조성물의 추가 예로서, 이하의 추가 실시예가 제공된다. 본원에 개시 및 예시된 바와 같은 수단에 의하여, 약리학 제제의 약동학 및/또는 약력학 프로필 및 기타 제제의 흡수, 분포 및/또는 효과 프로필이 증대 또는 변화될 수 있다. 또한, 실질적으로 또는 실제적으로 전달이 한 경로(예컨대, IV 주입에 의함)로 제한된 제제를 다른 더 안정하고, 덜 침입적이고, 덜 비싸고 및/또는 더 편리한 경로로 전달할 수 있다.
특정 유형의 용도로 제한함 없이 추가의 예시로서, sHASEGP 또는 다른 글리코사미노글리카나제(GAG 효소)를 포함하는 한 부피(V)의 액(L)을 신체내 조직(투약 조직)으로 도입할 수 있다. 본원에 개시 및 예시된 수단에 의하여, GAG 효소를 투약 조직으로 그리고 어느 정도 투약 조직을 통해서 전달할 수 있다. 특정 작용 기작에 제한하려는 의도는 아니나, GAG 효소는 액 부피(L)에 의한 이류성 수송에 의하여 투약 조직으로 효과적으로 운반될 수 있다. 이류성 수송은 부분적으로는 (구동압을 제공할 수 있는) L과 관련된 정수압에 의하여 그리고 부분적으로는 투약 조직의 간질강내에서 채널을 개방하는 GAG 효소의 능력(흐름의 다운스트림 임피던스를 감소시키고 이로써 저항압을 낮출 수 있음)에 의하여 촉진될 수 있다. 따라서, 유체 구동압 차가 발생하며 예컨대 (i) (예컨대, L을 제한된 공간으로 도입하고 필요에 따라 V를 증가시킴으로써) 구동 정수압을 도입하고 필요에 따라 증가시킴; 및 (ii) (예컨대, GAG 효소를 도입하고 필요에 따라 예컨대 그 농도 증가, (예컨대, 페길화, 과시알화 또는 기타 변형에 의한) 축퇴에 대한 내성 증가 및/또는 (예컨대 V의 증가에 의한) 이류성 수송에 의한 전달 증가에 의하여 그 효과를 증가시킴으로써) 흐름에 대한 다운스트림 임피던스를 감소시킴 중 하나 또는 둘다에 의하여 소정 정도로 증가될 수 있다.
(예컨대, 증가된 전달 속도 또는 범위가 바람직한) 특정 구체예에서, V는 GAG 효소가 도입되는 투약 조직내 부위를 임시로 넓히는 데 충분한 부피이다. 당업자라면 이해하는 바와 같이, 수용될 수 있는 부피(V) 및 이에 따른 팽창 범위(D)는 특정 조직에 따라 달라진다. 비제한적인 예시의 목적으로, 팽창 범위는 예컨대 (i) 투약 조직은 비교적 크고 및/또는 신속히 이동하는 유체로 채워진 강(예컨대, 정맥내 또는 동맥내 전달과 연관된 혈류)(이 경우, L은 크지만(예컨대, 필요에 따라 수 ml) D는 비교적 최소일 수 있음); (ii) 투약 조직은 비교적 작고 및/또는 덜 급속히 이동하는 유체로 충전된 강(예컨대, 경막내 전달과 연관된 뇌척수액)(이 경우, L은 비교적 크지만 D는 정확한 주입 부위 및 주입 부피에 따라 최소 이상일 수 있음); (iii) 투약 조직은 비교적 작지만 어느 정도 팽창 가능한 강(예컨대, 눈을 둘러싸는 공막외강)이거나; 또는 (iv) 투약 조직은 저항압이 더 큰 비교적 더 조밀하고 및/또는 더 제한된 강(에컨대, 피내 전달과 관계된 진피)인 상황에 따라 달라진다.
당업자라면 이해하는 바와 같이, V는 0.1 ml 미만의 부피 내지 100 ml 초과의 부피 범위일 수 있으며, 많은 용도에서 약 0.5 ml 내지 20 ml 범위이고, 많은 경우 1 ml 내지 10 ml 범위이며, 종종 2 내지 5 ml 범위이나, 본원에 예시된 바와 같이 특정한 상황에 대하여 달라질 수 있다. V는 또한 예컨대 테스트 부피 범위에 걸쳐 표준 약물동력학적 및/또는 약력학적 프로필을 비교함으로써 소정의 특정 용도를 위한 범위로 특별히 최적화할 수 있다.
당업자라면 이들 교시의 검토로 이해하게 될 바와 같이, 본원에 더 개시 및 예시되는 것처럼, GAG 효소의 채널 개방 활성의 신속 가동 및 재개시(둘다 그 자신의 전달을 촉진하고 그 자신의 전달에 의하여 촉진됨)와 촉매 활성을 촉진하고 촉매 활성에 의하여 촉진되는 전달 시스템을 조합함으로써, 다수배 상승적인 약물 전달 시스템을 제조할 수 있다.
제1 예시 양태에서, sHASEGP 또는 기타 글리코사미노글리카나제(GAG 효소) 및 하나 이상의 약물 또는 기타 제제(제제(들))를 포함하는 한 부피의 액체(V)는, (예컨대, 검출 가능한 분자 또는 다른 진단 제제, 마취제 또는 다른 조직 변형 제제, 약리학 또는 약학적으로 유효한 제제, 화장 또는 기타 미용 제제, 및 신체내 하나 이상의 조직에 도입되는 것이 바람직한 다른 제제)는 그 자체로 제제에 대한 소정 표적 조직(표적 조직)인 신체내 제1 조직 부위(투약 조직)으로 도입된다. 본원에 개시 및 예시된 바와 같은 수단에 의하면, 제제(들)는 GAG 효소가 없을 때보다 더 큰 속도 및/또는 범위로 표적 조직내로 및 표적 조직을 통해 전달된다.
이 예시 양태 및 본원의 다른 예시 양태와 연관하여 당업자라면 이해하게 될 바와 같이, 투약 조직은 (예컨대, 본원에 개시 및 예시된 및/또는 업계에 공지된 바와 같은 여러 투여 경로를 사용하여) 신체 외면으로부터 또는 (예컨대, 수술과 연관하여 또는 신체내 조직에 도달하기 위한 장치 및 임의의 다양한 비외과적 또는 최소 침습법을 사용하여) 신체 내면으로부터 용이하게 도달될 수 있는 임의의 다양한 조직일 수 있다. 이러한 투약 조직은 본원에 개시 및 예시된 것들과 업계에 공지된 다른 것들을 포함한다.
이 예시 양태 및 본원의 다른 예시 양태와 연관하여 당업자라면 이해하게 될 바와 같이, 표적 조직은 GAG 효소 및 잠재적으로 다른 제제(들)을 전달하는 것이 바람직한 임의의 다양한 조직 [예컨대, (i) (내재적 또는 발생된 질병 상태와 같이 내인성이거나 또는 감염과 같이 외인성이거나 무관하게) 질병 상태의 진단, 예방 또는 치료하고자 하는 대상인 조직; (ii) (예컨대, 수술 및/또는 기타 절차에서) 마취 또는 조절되는 것이 바람직한 조직; (iii) (예컨대, 백신 작용과 관련하여) 면역 반응을 유발하는 것이 바람직한 조직; (iv) 다른 조직으로 제제(들)를 방출하기 위한 데포우 부위로서 작용하는 조직; (v) 미용 또는 화장 목적으로 변형된 조직; 및 (vi) 다른 목적으로 변형된 신체내 조직 또는 부위]일 수 있다. 이러한 표적 조직은 본원에 개시 및 예시된 것과 업계에 공지된 다른 것들을 포함한다.
마찬가지로 본원에서 전술한 예시 양태 및 다른 예시 양태와 관련하여 당업자라면 인지하게 될 바와 같이, 제제(들)는 [예컨대, (i) 표적 조직 및/또는 인접 조직에 영향을 주어 (내재적 또는 발생된 질병 상태와 같이 내인성이거나 또는 감염과 같이 외인성이거나 무관하게) 질병 상태의 진단, 예방 또는 치료 목적에서; (ii) 마취 또는 표적 조직의 생리 기능을 조절하는 목적에서; (iii) 백신 접종과 관련된 면역 반응을 유발하는 목적에서; (iv) 다른 조직으로 제제(들)를 방출하기 위한 데포우 부위로서 표적 조직을 사용하는 목적에서; (v) 미용 또는 화장 목적에서; 및/또는 (vi) 신체내 조직 또는 다른 부위로 GAG 효소 및 잠재적으로 기타 제제(들)를 전달함으로써 얻어지는 목적에서] 신체 상태를 변화 또는 조절하는 데 사용할 수 있는 임의의 다양한 분자, 거대분자 및 거대분자 복합체일 수 있다. 이러한 제제에는 본원에 개시 및 예시된 다양한 부류의 제제 및 이의 멤버, 및 업계에 공지된 이러한 부류의 제제의 다른 멤버, 및 기타 부류의 제제 (및 이의 멤버)가 포함된다.
제2 예시 양태에서, sHASEGP 또는 기타 글리코사미노글리카나제(GAG 효소) 및 하나 이상의 약물 또는 기타 제제(제제(들))를 포함하는 한 부피의 액체(V)는, 그 자체로 소정 표적 조직인 조직(조직 B)에 인접하거나 이에 근접한 신체 조직 부위(투약 조직)에 도입된다. 본원에 개시 및 예시된 바와 같은 수단에 의하면, 제제(들)는 GAG 효소가 없을 때보다 더 큰 속도 및/또는 범위로 조직 A로부터 표적 조직 B로 전달된다.
제3 예시 양태에서, sHASEGP 또는 기타 글리코사미노글리카나제(GAG 효소) 및 하나 이상의 약물 또는 기타 제제(제제(들))를 포함하는 한 부피의 액체(V)는, 조직 A 및 그 자체로 소정 표적 조직이거나 또는 소정 표적 조직(표적 조직)을 포함하는 또다른 조직(들)(원위 조직) 사이에 위치된 하나 이상의 조직(중간 조직)에 근접한 신체 조직 부위(투약 조직)로 도입된다. 본원에 개시 및 예시되는 수단에 의하면, 제제(들)는 GAG 효소가 없을 때보다 더 큰 속도 및/또는 범위로 조직 A로부터 하나 이상의 중간 조직을 통하여 하나 이상의 표적 조직으로 전달된다.
제4 예시 양태에서는, sHASEGP 또는 기타 글리코사미노글리카나제(GAG 효소) 및 하나 이상의 약물 또는 기타 제제(제제(들))를 포함하는 한 부피의 액체(V)는, 소정 표적 조직이거나 또는 소정 표적 조직을 포함하는 하나 이상의 전달 조직, 예컨대 혈류, 림프 또는 뇌척수액(전달 조직)에 근접한 신체내 조직 부위(투약 조직)으로 도입된다. 본원에 개시 및 예시되는 수단에 의하면, 제제(들)는 GAG 효소가 없을 때보다 더 큰 속도 및/또는 범위로 조직 A로부터 하나 이상의 전달 조직으로 전달된다.
제5 예시 양태에서, sHASEGP 또는 기타 글리코사미노글리카나제(GAG 효소) 및 하나 이상의 약물 또는 기타 제제(제제(들))를 포함하는 한 부피의 액체(V)는, 신체내 하나 이상의 소정 표적 조직(표적 조직)으로 액을 전달하는 하나 이상의 전달 조직, 예컨대, 혈류, 림프 또는 뇌척수액(전달 조직)에 근접한 신체내 조직 부위(투약 조직)로 도입된다. 본원에 개시 및 예시된 수단에 의하면, 제제(들)는 GAG 효소가 없을 때보다 더 큰 속도 및/또는 범위로 조직 A로부터 하나 이상의 전달 조직으로 그리고 거기로부터 하나 이상의 하류 표적 조직으로 전달된다.
제6 예시 양태에서, 하나 이상의 약물 또는 기타 제제(제제(들))와 함께 sHASEGP (또는 기타 글리코사미노글리카나제)(GAG 효소)를 포함하는 한 부피의 액체(V)는, 하나 이상의 소정 표적 조직으로 액을 공급하는 하나 이상의 전달 조직, 예컨대, 혈류, 림프 또는 뇌척수액(전달 조직)으로 도입된다(예컨대, 혈류를 통하여 표적 조직에 공급함). 본원에 개시 및 예시된 수단에 의하면, 제제(들)는 GAG 효소(들)가 없을 때보다 더 큰 속도 및/또는 범위로 표적 조직에 침투한다.
제7 예시 양태에서, sHASEGP (또는 기타 글리코사미노글리카나제)(GAG 효소)를 포함하는 한 부피의 액체(V)는 소정 표적 조직이거나 또는 소정 표적 조직(표적 조직) 근처에 있는 신체내 조직 부위(조직 A)로 도입되고, 하나 이상의 약물 또는 기타 제제(제제(들))는 제제(들)가 표적 부위로 도달할 수 있게 하는 또다른 투여 경로(예컨대, 경구 경로 또는 정맥내 주사)로 신체에 도입된다(예컨대, 혈액내로 주사 또는 흡수 후 혈류를 통하여 표적 조직에 공급함). 본원에 개시 및 예시된 수단에 의하면, 제제(들)는 GAG 효소(들)가 없을 때보다 더 큰 속도 및/또는 범위로 표적 조직에 침투한다.
제8 예시 양태에서, sHASEGP (또는 기타 글리코사미노글리카나제)(GAG 효소)를 포함하는 한 부피의 액체(V)는 간질압이 증가된 신체내 표적 부위 또는 부위들(조직 부위(들))로 도입된다. 본원에 개시 및 예시된 수단에 의하면, 조직 부위(들)에서 간질압은 GAG 효소(들)의 분해 활성에 의하여 감소된다.
제9 예시 양태에서, sHASEGP (또는 기타 글리코사미노글리카나제)(GAG 효소)를 포함하는 한 부피의 액체(V)는 과량의 히알루로난 또는 기타 글리코스아미노글리칸을 갖는 신체내 조직 부위 또는 부위들(조직 부위(들))로 도입된다. 본원에 개시 및 예시된 수단에 의하면, 조직 부위(들)에서 과량의 히알루로난 또는 기타 글리코스아미노글리칸은 GAG 효소(들)의 분해 활성에 의하여 감소된다.
제10 예시 양태에서, sHASEGP (또는 기타 글리코사미노글리카나제)(GAG 효소)를 포함하는 한 부피의 액체(V)는 피하 세정(주액 부위)의 소정 접근점이거나 또는 이에 근접한 신체내 조직 부위 또는 부위들(조직 부위(들))로 도입된다. 본원에 개시 및 예시된 수단에 의하면, 이후 액은 GAG 효소(들)가 없을 때보다 더 큰 속도 및/또는 범위로 주액 부위(들) 내로 및 주액 부위(들)를 통해 도입될 수 있다.
본원에 제공된 상세한 설명 및 예시적 구체예를 통해 당업자라면 인지하게 될 바와 같이, 임의의 매우 다양한 제제를 동시 도입하고(예컨대, 공제형화 또는 GAG 효소와의 동시 투여에 의함), 임의의 다양한 GAG 효소를 본원에 제공된 것과 같은, 그러나 일반적으로 관련된 특정 조직 및 대상에 대하여 최적화된 범위의 농도로 사용할 수 있다. 상기 예시 양태에 적용되는 액체 부피(V)는 일반적으로 도입 부위의 성질에 따라 달라지며, 역시 일반적으로 관련된 특정 조직 및 대상에 대하여 최적화된다. 본원에 개시 및 예시된 바와 같이, IV형이 아닌 비경구 투여의 경우, (조직 부위의 특정 제한 범위내에서) V를 증가시켜 증대된 정수 구동압을 제공할 수 있으며, 이것은 히알루로난 또는 기타 글리코스아미노글리칸 분해 관련 임피던스 감소와 함께 효과적으로 상기 액체 부피를 볼루스로서 기능하게 하여 그것이 함유하는 임의의 용질을 하류 간질강 및 잠재적으로 그 이상 운반할 수 있다.
따라서, 본원에는 sHASEGP라 명명된 진핵 세포 분비 중성 활성 히알루로니다제 당단백질, 및 이의 기능적 도메인, 특히 이의 히알루로니다제 (또는 촉매) 도메인, 뮤테인 및 기타 유도체 및 이의 유사체 뿐만 아니라 신체내 부위로 약물 및 기타 제제의 전달을 촉진하기 위한 히알루로니다제 (및/또는 기타 글리코사미노글리카나제)를 사용하는 다양한 기술이 제공된다. 또한 본원에는 sHASEGP를 코딩하는 핵산이 제공된다. 추가로 상기 sHASEGP의 제제, 공제제 및 조직 변형 효소로서 사용하며 질병을 치료, 예방 또는 진단하기 위한 상기 sHASEGP(다른 제제와의 동시 투여 포함)의 치료 용도가 제공된다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
인간 PH20의 촉매 활성과 N-결합된 글리칸 사이에는 어떠한 관계가 있는가?
추론 과정 (compact_reasoning)
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1과제 해석
task_interpretation인간 PH20 효소의 촉매 활성에 있어 N-결합된 글리칸이 미치는 영향과 그 관계를 파악해야 한다.
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2정보 추출
information_extraction본문에서 인간 PH20의 활성과 글리칸의 관계를 언급한 부분을 탐색한다.
- 인간 PH20은 촉매 활성에 N-결합된 글리칸을 필요로 하는 반면
- N-결합된 부분이 없는 인간 히알루로니다제 PH20 도메인은 촉매적으로 비활성이다.
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3근거 선택
evidence_selectionPH20의 활성에 글리칸이 필수적이라는 직접적인 근거를 선택한다.
- 인간 PH20은 촉매 활성에 N-결합된 글리칸을 필요로 하는 반면, 소 및 벌 독 히알루로니다제는 그러한 N-결합된 글리칸 없이도 활성임을 보여준다.
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4논리 통합
logical_integration글리칸이 없을 경우 PH20 도메인이 비활성 상태가 된다는 점을 통해 필수적 관계임을 도출한다.
- N-결합된 부분이 없는 인간 히알루로니다제 PH20 도메인은 촉매적으로 비활성이다.
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5결론 도출
conclusion_formulation인간 PH20의 촉매 활성을 위해서는 N-결합된 글리칸이 반드시 필요하며, 이것이 없으면 비활성 상태가 된다는 결론을 내린다.
- 인간 PH20은 촉매 활성에 N-결합된 글리칸을 필요로 하는 반면
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6답변 생성
answer_generation질문에 대해 명확하고 구체적인 문장으로 답변을 작성한다.
- 인간 PH20은 촉매 활성에 N-결합된 글리칸을 필요로 하는 반면
최종 답변 (final_answer)
인간 PH20은 촉매 활성을 나타내기 위해 N-결합된 글리칸을 필요로 한다. 만약 N-결합된 부분이 없는 인간 히알루로니다제 PH20 도메인은 촉매적으로 비활성 상태가 된다.
핵심 해석 (core_interpretation)
인간 PH20은 촉매 활성을 나타내기 위해 N-결합된 글리칸을 필요로 하며, N-결합된 부분이 없는 인간 히알루로니다제 PH20 도메인은 촉매적으로 비활성이다.