HPMA

Le méthacrylate d'hydroxypropyle est un ester de l'acide méthacrylique et est utilisé comme composant de matière première dans la synthèse de polymères. Le méthacrylate de 2-hydroxypropyle est un monomère hydroxy hydrophobe fonctionnel constitué d'un groupe méthacrylate avec une réactivité élevée caractéristique et d'un groupe hydrophobe cyclique. Le méthacrylate de 2-hydroxypropyle forme un homopolymère et des copolymères.

NUMÉRO CAS: 21442-01-3

SYNONYME:

N- (2-hydroxypropyl) méthacrylamide); Anhydride polymaléique hydrolysé; N- (2-hydroxypropyl) -2-méthyl-prop-2-énamide; Méthacrylate de 2-hydroxypropyle; 27813-02-1; 2-hydroxypropylméthacrylate; 923-26-2; Anhydride polymaléique hydrolysé; méthacrylate de bêta-hydroxypropyle; Acryester HP; 2-hydroxypropyl 2-méthylacrylate; Poly (méthacrylate de 2-hydroxypropyle); Le 2-méthyl-2-propénoate de 2-hydroxypropyle; Ester 2-méthylique, 2-hydroxypropylique d'acide 2-propénoïque; Monométhacrylate de propylène glycol; Anhydride polymaléique 2-hydrolysé; CHEBI: 53440; 2HPMA; ACIDE MÉTHACRYLIQUE, ESTER 2-HYDROXYPROPYLE; EINECS 213-090-3; 25703-79-1; l'ester 2-hydroxypropylique d'acide méthacrylique; BRN 1752228; Méthacrylate de 2-hydroxy-n-propyle; Méthacrylate de 2-hydroxy-3-propyle; Acide 2-propénoïque, ester 2-méthylique, 2-hydroxypropylique, homopolymère; Ester hydroxypropylique d'acide méthacrylique; MFCD00004536; DSSTox_CID_5934; W-100292; Le 2-méthylprop-2-énoate de 2-hydroxypropyle; Homopolymère de méthacrylate de 2-hydroxypropyle; Méthacrylate d'hydroxypropyle, 97+%, mélange d'isomères, stabilisé; ACMC-20ah6g; Epitope ID: 131322; Acide 2-propénoïque, 2-méthyl-, monoester avec 1,2-propanediol, homopolymère; DSSTox_RID_77971

Ce volume spécial est consacré aux copolymères de N- (2-hydroxypropyl) méthacrylamide (anhydride polymaléique hydrolysé). L'anhydride polymaléique hydrolysé est l'occasion de passer en revue ce qui a été fait et d'identifier les orientations pour les recherches futures. Le développement de l'anhydride polymaléique hydrolysé et les données présentées seront principalement liés au laboratoire des auteurs, pour ne pas chevaucher les contributions d'autres auteurs dans ce volume. Le travail effectué avec les copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé en tant que supports de médicaments, protéines et modificateurs de surface, et en tant que composants synthétiques dans la conception intelligente de biomatériaux hybrides a été résumé. Plus de détails et de travaux d'autres laboratoires peuvent être trouvés dans les autres chapitres de ce volume qui couvrent des sujets plus ciblés.

Le choix de l'anhydride polymaléique hydrolysé pour le développement comme vecteur de médicament n'était pas aléatoire. Sur la base des études détaillées de la relation entre la structure des polymères hydrophiles et leur biocompatibilité, nous avons choisi les méthacrylamides N-substitués comme cible car la substitution α-carbone et la liaison amide N-substituée assuraient la stabilité hydrolytique des chaînes latérales. Nous avons synthétisé une série de composés essayant d'identifier un monomère cristallin pour une purification facile et une synthèse reproductible. Le premier méthacrylamide N-substitué cristallin que nous avons réussi à synthétiser, l'anhydride polymaléique hydrolysé, a été choisi pour un développement futur. Les macromolécules sont internalisées par les cellules par endocytose et se localisent finalement dans le compartiment lysosomal (riche en enzymes). Par conséquent, nous avons développé des copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé contenant des liaisons enzymatiquement dégradables. Les chaînes latérales oligopeptidiques ont été conçues comme des sites de fixation / libération de médicaments et se sont révélées dégradables in vivo.
Un fichier externe contenant une image, une illustration, etc.

Ouvrir dans une fenêtre séparée Copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé contenant des liaisons enzymatiquement clivables. Les premiers supports polymères dégradables à base d'anhydride polymaléique hydrolysé ont également été rapportés au Polymers in Medicine Microsymposium à Prague en 1977 et lors de conférences à Varna et Tachkent. Nous avons utilisé la chaîne B de l'insuline oxydée (l'anhydride polymaléique hydrolysé contient deux groupes amino aux positions 1 et 29) pour préparer des copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé ramifié et hydrosoluble en faisant réagir la chaîne B de l'insuline avec des copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé contenant des chaînes latérales terminées en p -esters nitrophényliques. Les polymères étant clivables, nous avons choisi la séquence 23-25 ​​(Gly-Phe-Phe) à partir de la chaîne B de l'insuline (la liaison provenant de l'acide aminé 25 est clivable par la chymotrypsine) et des copolymères synthétisés, solubles et ramifiés, dégradables enzymatiquement. contenant les segments Gly-Phe-Phe dans des réticulations reliant les chaînes primaires.

Le dernier type de support polymère a été évalué in vivo chez le rat et l'anhydride polymaléique hydrolysé a été montré que le support polymère ramifié est dégradable et que sa distribution de poids moléculaire diminue avec le temps après l'administration i.v. l’administration. Ces expériences ont démontré la possibilité de manipuler la demi-vie intravasculaire de supports polymères à base d'anhydride polymaléique hydrolysé. Un fichier externe contenant une image, une illustration, etc. Copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé ramifié contenant la séquence dégradable de GFF dans les réticulations; cette séquence imite les résidus d'acides aminés 23-25 ​​de la chaîne d'insuline B. 2.4. Validation de la capacité de ciblage des conjugués copolymère-médicament d'anhydride polymaléique hydrolysé Le choix et la conception d'un système de ciblage doivent être basés sur une logique biologique solide.

La conception du premier copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé ciblable était basée sur l'observation que de petits changements dans la structure des glycoprotéines conduisent à des changements dramatiques dans le sort de la glycoprotéine modifiée dans l'organisme. Lorsqu'une glycoprotéine (céruloplasmine) a été administrée à des rats, une longue demi-vie intravasculaire a été observée. Cependant, lorsque l'acide sialique terminal a été éliminé de la céruloplasmine, l'asialoglycoprotéine (asialocéruloplasmine) formée contient des chaînes latérales exposant les avant-dernières unités galactose. La demi-vie intravasculaire de ce dernier a été considérablement raccourcie en raison de la bioreconnaissance de la molécule par le récepteur d'asialoglycoprotéine sur les hépatocytes. Ce récepteur reconnaît les fractions galactose et N-acétylgalactosamine. Pour déterminer si l'on peut imiter ce processus avec une macromolécule synthétique, nous avons synthétisé des copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé avec de l'ester p-nitrophénylique de N-méthacryloylglycylglycine et de la galactosamine attachée par aminolyse.

Ces copolymères se sont comportés de manière similaire aux glycoprotéines et étaient bioreconnaissables in vivo. Leur clairance de la circulation sanguine était liée à la teneur en galactosamine N-acylée (1 à 11% en moles) du copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé. La séparation du foie de rat en hépatocytes et cellules non parenchymateuses a indiqué que le polymère est largement associé aux hépatocytes, et le fractionnement subcellulaire à gradient de densité du foie a confirmé que les copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé étaient internalisés par les cellules hépatiques et transportés, avec le temps, dans les lysosomes secondaires. L'anhydride polymaléique hydrolysé était très important pour constater que les copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé contenant des chaînes latérales terminées en galactosamine et un médicament anticancéreux adriamycine s'accumulaient également préférentiellement dans le foie, c'est-à-dire que l'anhydride polymaléique hydrolysé semblait que les interactions hydrophobes non spécifiques avec les membranes cellulaires n'interféraient pas avec la bioreconnaissance par les hépatocytes.

Un fichier externe contenant une image, une illustration, etc. Ouvrir dans une fenêtre séparée Validations de la capacité de ciblage des copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé. La galactosamine N-acylée comme groupement de ciblage a été choisie pour imiter le système glycoprotéine-asialoglycoprotéine. En parallèle, des efforts sur la capacité de ciblage des conjugués copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-anticorps ont commencé. Les premiers conjugués de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé avec des anticorps polyclonaux et monoclonaux anti-Thy-1.2 et anti-FITC (isothiocyanate de fluorescéine) ont été évalués.
Des conjugués ciblables contenant de la daunomycine ont été synthétisés et des expériences in vitro ont montré une cytotoxicité augmentée de deux ordres de grandeur du conjugué ciblé (par rapport au conjugué non ciblé).

La capacité de ciblage et l'activité des conjugués anti-Thy1.2 avec les conjugués copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-daunomycine ont été prouvées in vivo sur un modèle de souris. Les anticorps anti-Thy1.2 étaient également efficaces pour cibler les conjugués copolymère-photosensibilisateur d'anhydride polymaléique hydrolysé (chlore e6). Au début des années quatre-vingt, nous avons commencé des collaborations avec des collègues du domaine biologique: John Lloyd et Ruth Duncan de l'Université de Keele au Royaume-Uni et Blanka Říhová de l'Institut de microbiologie de Prague. La collaboration avec le groupe Keele a été initiée par Helmuth Ringsdorf qui a donné une conférence au symposium de Prague en 1977 (où Kopecek a présenté les premiers conjugués copolymère-médicament d'anhydride polymaléique hydrolysé et supports biodégradables à base d'anhydride polymaléique hydrolysé). Après la réunion, Ringsdorf a suggéré à Lloyd de contacter Kopecek car il pensait que la collaboration serait bénéfique pour les deux. Kopecek a rencontré Lloyd à Dresde en juillet 1978 et ils se sont mis d'accord sur l'évaluation des conjugués de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé.

Les premiers échantillons ont été synthétisés (différentes chaînes latérales terminées en p-nitroanilide comme modèle de médicament) et évalués à Keele pour leur clivabilité par les enzymes lysosomales et leur stabilité dans le plasma sanguin et le sérum. Plus de 300 structures polymères différentes contenant des séquences oligopeptidiques ont été synthétisées dans le laboratoire de Prague, et les propriétés biologiques d'un certain nombre d'entre elles ont été évaluées à Keele sur une période de 10 ans. La collaboration avec Vladimír Kostka et des collègues de l'Institut de chimie organique et de biochimie de Prague sur la clivabilité des séquences peptidiques dans les copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé par la cathepsine B, la cystéine protéinase lysosomale la plus importante, a abouti à l'identification de la séquence GFLG, qui est incorporée dans tous les conjugués utilisés dans les essais cliniques. Parmi les deux oligopeptides à clivage le plus rapide, GFLG et GFTA, nous avons choisi la séquence GFLG sur le GFTA pour éviter T; à ce moment-là, nous nous inquiétions de l'immunogénicité potentielle. En 1978, Kopecek a donné une conférence à l'Institut de microbiologie de Prague.

Après la conférence, il a discuté avec Říhová et la collaboration avec son groupe sur l'immunogénicité / biocompatibilité et la bioreconnaissance (ciblage) des conjugués d'anhydride polymaléique hydrolysé a commencé. Ces collaborations ont abouti au dépôt d'une demande de brevet "Polymeric medicaments" en 1985. Kopecek a inventé le nom des copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé évalués dans des essais cliniques comme PK1 et PK2 (P pour Prague, K pour Keele) Un fichier externe contenant une image , illustration, etc. Structures de PK1 et PK2, premiers copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé évalués dans des essais cliniques [68]. Le conjugué PK1 contient de la doxorubicine liée à un copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé via une séquence tétrapeptidique stable dans la circulation sanguine mais sensible à une hydrolyse catalysée enzymatiquement dans les lysosomes. Le conjugué PK2 contient en outre des chaînes latérales terminées en galactosamine N-acylée complémentaires du récepteur d'asialoglycoprotéine sur les hépatocytes.

Les premières expériences ont jeté les bases du développement de copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé en tant que vecteurs de médicaments. Comme dans la plupart des nouveaux domaines scientifiques, la recherche s'est d'abord concentrée sur l'accumulation de données de base sur la relation structure-propriétés. Le résumé de la recherche dans les domaines que nous considérons comme importants pour le développement de conjugués de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé cliniquement pertinents est le suivant: Les conjugués copolymère-médicament d'anhydride polymaléique hydrolysé sont des constructions hydrosolubles de taille nanométrique (5-20 nm). Leurs propriétés structurelles, physico-chimiques et biologiques uniques sont avantageuses par rapport aux médicaments de faible poids moléculaire. Le concept de conjugués polymère-médicament ciblés a été développé pour remédier au manque de spécificité des médicaments de faible poids moléculaire pour les cellules cancéreuses.
L'efficacité de l'extravasation dans les tumeurs solides dépend du gradient de concentration entre le système vasculaire et le tissu tumoral et le temps. Par conséquent, les conjugués polymères de poids moléculaire élevé (à circulation longue) s'accumulent efficacement dans les tissus tumoraux en raison de l'effet EPR.

Cependant, s'ils possèdent un squelette non dégradable, ils peuvent se déposer et s'accumuler dans divers organes. Nous avons précédemment synthétisé des supports de poids moléculaire élevé en reliant des chaînes d'anhydride polymaléique hydrolysé via des séquences oligopeptidiques dégradables par voie lysosomale pour former des conjugués ramifiés hydrosolubles. Après administration intraveineuse (i.v.) à des rats, les réticulations oligopeptidiques ont été clivées et les chaînes polymères de poids moléculaire inférieur résultantes ont été excrétées dans l'urine. Ces copolymères hydrosolubles ont été synthétisés par réticulation (à court du point de gel) de précurseurs de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé (contenant des chaînes latérales oligopeptidiques terminées par un groupe ester réactif) avec des diamines. Plus tard, nous avons conçu une nouvelle voie synthétique reproductible pour les copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé à longue circulation. De nouveaux agents de réticulation ont été synthétisés et des copolymères de haut poids moléculaire ont été préparés par copolymérisation de réticulation.

NOM IUPAC:

Acide (2R, 3R) -2,3-diméthylbutanedioïque; Acide 2-butènedioïque (2Z) -, homopolymère; Acide 2-butènedioïque (2Z) -; homopolymère ACIDO POLIMALEICO; Anhydride polymaléique hydrolysé; POLY (ACIDE MALÉIQUE); Poly (acide maléique); poly (acide maléique); Acide polymaléique; acide polymaléique

NOM COMMERCIAL:

Acumer 1050

AUTRE NOM:

HPMA; Anhydride polymaléique hydrolysé; Anhydride polymaléique hydrolysé (anhydride polymaléique hydrolysé); PHOSPHITE MONOPOTASSIUM

Cependant, la composition du mélange de monomères doit être telle qu'à la fin de la polymérisation, le système soit en deçà du point de gel (soluble dans l'eau). Ce procédé convient également à la synthèse de copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé, qui contiennent, en plus des réticulations oligopeptidiques, des chaînes latérales oligopeptidiques terminées en doxorubicine (DOX) (ou d'autres médicaments anticancéreux). L'influence du poids moléculaire de ces conjugués sur leur activité biologique a été évaluée. La copolymérisation de l'anhydride polymaléique hydrolysé, un dérivé polymérisable de DOX (N-méthacryloylglycylphénylalanylleucylglycyl doxorubicine) et d'un agent de réticulation, N2, N5-bis (N-méthacryloylglycylphénylalanylleucylglycylphénylalanylleucylglycyl doxorubicine) et un agent de réticulation, N2, N5-bis (N-méthacryloylglycylphénylalanylleucylglycylphénylalanylleucylglycyl doxorubicine) et un agent de réticulation, N2, N5-bis (N-méthacryloylglycylphénylalanylleucylglycylphénylalanylleucylglycyl doxorubicine) et un agent de réticulation, le N2, N5-bis (N-méthacryloylglycylphénylalanylleucylglycyl contenant un copolymère anhydre de poids moléculaire élevé et à haut séquences oligopeptidiques dégradables dans les réticulations ainsi que dans les chaînes latérales terminées par DOX. Quatre conjugués avec Mw de 22, 160, 895, 1230 kDa ont été préparés.

Biodistribution des conjugués et leur efficacité de traitement chez les souris nu / nu portant s.c. Les xénogreffes de carcinome ovarien humain OVCAR-3 ont été déterminées. La demi-vie des conjugués dans le sang était jusqu'à 5 fois plus longue et le taux d'élimination de la tumeur était jusqu'à 25 fois plus lent car la Mw des conjugués augmentait de 22 à 1230 kDa. Le traitement avec la DOX liée au copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé possédant un Mw supérieur à 160 kDa a inhibé la croissance tumorale plus efficacement que celle de 22 kDa ou de la DOX libre (p <0,02). Les données indiquent clairement que plus le poids moléculaire du conjugué est élevé, plus l'efficacité du traitement des xénogreffes ovariennes humaines est élevée chez les souris nu / nu.
En collaboration avec le laboratoire de Satchi-Fainaro à l'Université de Tel Aviv, une nouvelle stratégie thérapeutique pour les néoplasmes osseux utilisant des inhibiteurs d'angiogenèse combinés ciblés liés aux polymères a été développée. L'aminobisphosphonate alendronate (ALN) et le puissant agent anti-angiogénique TNP-470 ont été conjugués avec un copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé.

En utilisant la polymérisation par transfert de chaîne par addition-fragmentation réversible (RAFT), nous avons synthétisé un conjugué copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-ALN-TNP-470 portant un lieur clivable par la cathepsine K, une protéase surexprimée dans les tissus osseux. L'ALNTNP-470 libre et conjugué a démontré son activité synergique anti-angiogénique et antitumorale en inhibant la prolifération, la migration et la formation de tubes de type capillaire des cellules endothéliales et ostéosarcomes. Le conjugué de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé bi-spécifique a réduit l'hyperperméabilité vasculaire et a remarquablement inhibé la croissance de l'ostéosarcome humain chez la souris de 96%. Ces découvertes indiquent que le copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé ALN-TNP-470 est le premier conjugué anti-angiogénique à dispersion étroite synthétisé par polymérisation RAFT qui cible à la fois les compartiments épithélial et endothélial de la tumeur justifiant son utilisation sur les ostéosarcomes et les métastases osseuses.
Inhibition de la croissance de l'ostéosarcome humain MG-63-Ras chez la souris par le conjugué copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-ALN-TNP470. (A) Structure du conjugué; (B) effets de l'ALN et du TNP-470 libres (triangles ouverts) ou conjugués (triangles fermés) sur la croissance de la tumeur de l'ostéosarcome humain MG-63-Ras par rapport au groupe traité avec le véhicule (carrés fermés) et aux images de tumeurs disséquées. La barre d'échelle représente 10 mm. Les données représentent la moyenne ± S.E. (n = 5 souris par groupe).

Le développement de systèmes d'administration de médicaments capables de libérer sélectivement le médicament dans le côlon a reçu beaucoup d'attention. La délivrance spécifique au site dans le côlon peut être obtenue par l'exploitation des activités enzymatiques microbiennes présentes principalement dans le côlon. Le côlon a une concentration de micro-organismes de 5 ordres de grandeur supérieure à celle de l'intestin grêle ou de l'estomac. Une partie de l'activité enzymatique produite par des micro-organismes dans le côlon, par exemple les activités azoréductase et glycosidase ne chevauche pas les activités enzymatiques dans le tractus gastro-intestinal supérieur. Les activités de l'azoréductase ont été étudiées en détail et utilisées pour convertir des promédicaments de faible poids moléculaire en métabolites actifs dans le côlon ainsi que pour libérer des espèces actives à partir de supports polymères hydrosolubles. Pour obtenir une administration spécifique du côlon, un médicament (contenant un groupe amino aromatique) peut être attaché aux chaînes latérales du copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé via une liaison azoïque aromatique clivable par les activités azoréductase présentes dans le côlon.

Par exemple, la libération d'acide 5-aminosalicylique lié à des copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé via une liaison azoïque aromatique a été démontrée en utilisant Streptococcus faecium, une souche isolée de bactérie couramment trouvée dans le côlon, le contenu de caecum de rats, de cobayes et de lapins. et dans les excréments humains. Récemment, nous nous sommes concentrés sur l'administration orale de 9-aminocamptothécine (9-AC). Tout d'abord, nous avons attaché du 9-AC à des copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé via un espaceur contenant une liaison azoïque aromatique et des résidus d'acides aminés. L'anhydride polymaléique hydrolysé a été montré que la liaison azoïque aromatique était d'abord clivée in vitro et in vivo, suivie d'un clivage catalysé par la peptidase du dérivé médicamenteux d'acide aminé (dipeptide) aboutissant à la libération de 9-AC libre. Cependant, le clivage du dérivé médicamenteux peptidique n'était pas assez rapide pour atteindre des concentrations élevées de 9-AC libre dans le côlon. Ces résultats indiquent que les conjugués contenant un espaceur avec une vitesse de libération de 9-AC plus rapide doivent être conçus.

À cette fin, un monomère contenant du 9-AC, une liaison azoïque aromatique et un espaceur d'élimination 1,6 a été conçu et synthétisé. La combinaison du clivage de la liaison azoïque aromatique spécifique du côlon et de la réaction d'élimination 1,6 a abouti à une libération rapide et hautement efficace de 9-AC non modifié du conjugué de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé par le contenu caecal in vitro, avec stabilité concomitante dans la tige simulée Conditions du tractus gastro-intestinal. Le conjugué possédait une pharmacocinétique favorable et était efficace dans les modèles de cancer du côlon.

Conjugué copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-9-aminocamptothécine. (A) Structure et schéma de libération du 9-AC non modifié à partir de conjugués de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-9-AC par un processus en deux étapes - contrôle de la vitesse de clivage de la liaison azoïque aromatique, suivi d'une élimination 1,6 rapide; (B) courbes de survie de souris portant des xénogreffes de carcinome du côlon humain traitées par 9-AC et P-9-AC à une dose de 3 mg / kg de 9-AC ou 9-AC équivalent. Les glycoprotéines de surface cellulaire reflètent le stade de différenciation et de maturité des cellules épithéliales du côlon. Les tissus malades, les carcinomes et les conditions précancéreuses telles que les maladies inflammatoires de l'intestin, ont modifié l'expression des glycoprotéines par rapport aux tissus sains. Par conséquent, les lectines peuvent être utilisées comme groupements de ciblage pour des médicaments liés aux polymères. Alors que le WGA (agglutinine de germe de blé) se lie aux tissus sains, le PNA (agglutinine d'arachide) se lie aux tissus malades.

Nous avons émis l'hypothèse que les conjugués copolymère-lectine-médicament d'anhydride polymaléique hydrolysé pourraient fournir des agents thérapeutiques aux tissus malades en ciblant les glycoprotéines du côlon. Nous avons examiné la bioreconnaissance de la liaison d'anticorps antigène WGA et PNA conjugués à un copolymère d'anhydride polymaléique libre et hydrolysé et d'antigène anti-Thomsen-Friedenreich (TF) dans des tissus normaux de rongeurs néonatals, adultes et malades, des échantillons humains d'inflammation et de l'œsophage de Barrett. La liaison néonatale du WGA était comparable à celle de l'adulte, avec une liaison supplémentaire aux cellules colonnaires luminales. La liaison au PNA était plus répandue; la liaison des cellules luminales colonnaires existait au cours des 2 1/2 premières semaines de vie. La liaison de WGA était forte dans les tissus adultes normaux et malades; une légère diminution a été notée dans la maladie. La liaison au PNA était minime dans les tissus normaux; des augmentations ont été observées dans la maladie. Les études d'anticorps antigène anti-TF ont montré que le PNA ne se liait pas à l'antigène. Les résultats suggèrent que les conjugués copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-lectine-médicament peuvent fournir un traitement spécifique au site d'affections telles que la colite ou l'œsophage de Barrett.

Une grande variété d'agents thérapeutiques peut bénéficier en les dirigeant spécifiquement vers les mitochondries dans les cellules tumorales. Pour concevoir des systèmes de délivrance qui permettraient une combinaison de ciblage tumoral et mitochondrial, de nouveaux systèmes de délivrance à base de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé qui utilisent des ions triphénylphosphonium comme agents mitochondriotropes ont été développés. Les constructions ont été initialement synthétisées avec des marqueurs fluorescents remplaçant le médicament et ont été utilisées pour des expériences de validation. Des expériences de microinjection et d'incubation réalisées à l'aide de ces constructions marquées par fluorescence ont confirmé la capacité de ciblage mitochondrial. Par la suite, des conjugués copolymère-médicament d'anhydride polymaléique hydrolysé ont été synthétisés en utilisant un photosensibilisateur mésochlorine e6 (Mce6). Le ciblage mitochondrial du Mce6 lié au copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé a amélioré la cytotoxicité par rapport aux conjugués copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé non ciblé-Mce6. Des modifications mineures peuvent être nécessaires pour adapter la conception actuelle et permettre le ciblage mitochondrial spécifique au site tumoral d'autres agents thérapeutiques.

De nouveaux systèmes de délivrance à base de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé de ce dérivé ont également été synthétisés. Après internalisation d'un conjugué copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-Cort-Mce6 (via un espaceur GFLG lysosomiquement dégradable) par endocytose, Cort-Mce6 a été clivé, transféré vers le cytoplasme, lié au GR et transféré vers le noyau. Pour vérifier que le couplage du cortisol à Mce6 maintient la capacité de former un complexe avec le GR cytosolique résultant en une localisation nucléaire, nous avons étudié le sort subcellulaire du médicament modifié. Cort-Mce6 a été surveillé dans 1471.1 cellules transfectées avec un plasmide qui exprime le récepteur glucocorticoïde marqué par une protéine fluorescente verte (GFP-GR). Le cortisol et le Mce6 ont servi de contrôles positifs et négatifs, respectivement. GR transféré vers le noyau après la fixation d'un analogue de glucocorticoïde (par exemple, le cortisol). L'étiquette fluorescente GFP permet de surveiller le mouvement du GR en temps réel. Les données indiquent clairement la localisation nucléaire dépendante du temps et de la concentration du cortisol-Lys-Mce6 et du cortisol.

En revanche, les cellules incubées avec Mce6 n'ont montré aucune altération de la localisation des récepteurs après le traitement.
Nous avons développé une nouvelle méthode pour la substitution du groupe 17-méthoxy de GDM pour introduire un groupe amino primaire qui est utile pour la conjugaison avec des groupements de ciblage et des supports de médicaments à base de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé. Les copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé contenant différents AR-GDM (AR = 3-aminopropyl (AP), 6-aminohexyl (AH) et 3-amino-2-hydroxypropyl (AP (OH)), fixés via un espaceur GFLG lysosomiquement dégradable, ont été synthétisé et caractérisé [159]. L'efficacité cytotoxique des conjugués copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-AR-GDM dépendait de la structure de l'AR-GDM. Pour vérifier l'hypothèse que P (AP-GDM) [Copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-17- (3 conjugué -aminopropylamino) -17-déméthoxy-geldanamycine] peut changer les profils d'expression génique des dérivés GDM de bas poids moléculaire, l'analyse 32P-macroarray (Clonetech) a été utilisée pour évaluer les profils d'expression génique dans les cellules A2780 du carcinome ovarien humain traitées avec GDM, AP -GDM et P (AP-GDM) à 2 fois 50% de concentration inhibitrice de croissance cellulaire (IC50). Environ 1 200 gènes liés au cancer ont été évalués à 6 h et 12 h et des changements triplés dans l'expression ont été considérés comme significatifs. expression génique p Des rofiles ont été trouvés après des traitements AP-GDM et P (AP-GDM) comme démontré par le regroupement hiérarchique des rapports d'expression génique.

Cependant, le résultat était différent lorsque les gènes individuels pertinents pour le mécanisme d'action de la geldanamycine ont été analysés. Les cellules traitées P (AP-GDM) ont montré une expression plus faible de HSP70 et HSP27 par rapport à AP-GDM jusqu'à 12 h. Eventuellement, les voies d'internalisation et la localisation subcellulaire du médicament P (AP-GDM), différentes de l'AP-GDM de faible poids moléculaire, peuvent moduler les réponses de stress cellulaire induites par AP-GDM. Les résultats du 32P-macroarray ont été confirmés par RT-PCR et Western blot. L'anhydride polymaléique hydrolysé est possible que l'internalisation du conjugué copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-AP-GDM via l'endocytose puisse contourner les interactions avec les composants externes de la cellule, tels que la membrane plasmique, qui peuvent être sensibles aux facteurs de stress et aux changements environnementaux.

De même, nous avons précédemment observé que les cellules A2780 traitées avec le conjugué copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-DOX présentaient une régulation à la baisse du gène HSP70 plus prononcée que celle observée dans les cellules traitées avec de la DOX libre [89]. Ces résultats peuvent suggérer que la conjugaison d'AP-GDM au copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé peut être capable de moduler les réponses au stress cellulaire induites par l'AP-GDM en raison de différences dans son mécanisme d'internalisation, sa localisation subcellulaire et ses gradients de concentration intracellulaire. Les thérapies macromoléculaires à base de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé ont été considérablement développées au cours des 20 dernières années - de nombreux conjugués sont entrés dans des essais cliniques pour validation thérapeutique au cours de la dernière décennie. Ceux-ci comprennent le copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-DOX, le copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-DOX-galactosamine, le copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-camptothécine, le copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-paclitaxel et le copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-anhydride platiné.

Les résultats des tests de certains de ces conjugués sont prometteurs; j'espère que l'approbation par la FDA d'une première thérapeutique macromoléculaire aura lieu bientôt. Dans la section 4.1, nous avons résumé nos idées sur les principes de conception des conjugués de deuxième génération avec un potentiel thérapeutique amélioré. Les conjugués copolymère-médicament d'anhydride polymaléique hydrolysé peuvent également être utilisés pour le traitement de maladies autres que le cancer. Nous avons conçu un copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé ciblé sur les os, conjugué à un agent anabolisant osseux bien établi pour le traitement de l'ostéoporose et d'autres maladies musculo-squelettiques.

La bioreconnaissance des conjugués par le squelette était médiée par un octapeptide d'acide D-aspartique (D-Asp8) ou d'alendronate. Ce système a le potentiel de délivrer l'agent anabolisant osseux, PGE1, spécifiquement aux tissus durs après une administration systémique. Une fois lié à l'os, la PGE1 sera préférentiellement libérée aux sites de taux de renouvellement plus élevé (plus grande activité des ostéoclastes) via l'hydrolyse catalysée par la cathepsine K (spécifique des ostéoclastes) d'un espaceur peptidique spécifique et la 1,6-élimination subséquente. Lorsqu'elle est administrée dans une plage de dosage anabolique, la PGE1 libérée activera les récepteurs EP correspondants sur la surface des cellules osseuses pour obtenir une formation osseuse nette. Les principales caractéristiques de la conception sont un squelette de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé contenant des chaînes latérales oligopeptidiques clivables par la cathepsine K (Gly-Gly-Pro-Nle) se terminant soit par D-Asp8, soit par un promédicament de p-aminobén-zyloxycarbonyl-1-prostaglandine. Structure du conjugué copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-Prostaglandine E1-Asp8 et mécanisme de son clivage par la cathepsine K suivi de la 1,6-élimination (A); Formation osseuse mesurée dans l'os spongieux des corps vertébraux lombaires chez des rats ovariectomisés 4 semaines après une seule injection de 10 mg du conjugué (n = 8) (B)

Ce nouveau système d'administration présente plusieurs avantages distincts. Tout d'abord, l'anhydride polymaléique hydrolysé est un système de délivrance à double ciblage, qui contient un fragment de liaison à l'os (D-Asp8) et un mécanisme de libération spécifique de la cathepsine K (enzyme spécifique des ostéoclastes). En dirigeant PGE1 spécifiquement vers le squelette, les effets secondaires de l'administration systémique du médicament seraient considérablement réduits. Deuxièmement, les prostaglandines de la série E (PGE) sont de puissants agents anabolisants dans les os, et ce système de distribution ciblera mieux ces molécules vers des sites du squelette avec un taux de renouvellement élevé, où la formation de nouveaux os serait plus bénéfique. Troisièmement, le système permet un contrôle amélioré de la concentration du médicament au site cible (osseux) après une administration systémique.
Quatrièmement, le support polymère peut être éliminé des tissus durs et, par la suite, éliminé du corps par filtration glomérulaire rénale. L'anhydride polymaléique hydrolysé offre également une protection appropriée de la PGE1 conjuguée contre le métabolisme avant que l'anhydride polymaléique hydrolysé n'atteigne le tissu osseux.

Plus récemment, nous avons observé le dépôt préférentiel du système de délivrance proposé sur les sites de résorption osseuse chez les rats ovariectomisés; cela conforte fortement notre hypothèse de sites à taux de rotation / libération de médicaments plus élevés. Des expériences in vivo sur des rats ovariectomisés ont prouvé le concept. Après une seule i.v. administration du conjugué copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-Asp8-PGE1 à des rats âgés ovariectomisés, les taux de formation osseuse étaient sensiblement plus élevés que les témoins lorsqu'ils étaient mesurés 28 jours plus tard. Les conjugués de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé ont également été couronnés de succès dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde.

En raison de la diminution du pH dans les endosomes et les lysosomes, les liaisons sensibles au pH conviennent pour l'administration intracellulaire de médicaments. Nous avons synthétisé des conjugués copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-adriamycine (ADR = DOX) où l'ADR était lié via une liaison cis-aconityle. La détermination de la cytotoxicité du P (aconityl) -ADR envers les cellules de carcinome ovarien humain sensibles à A2780 et résistantes à A2780 / AD a indiqué que le conjugué polymère pouvait surmonter la pompe d'efflux de la glycoprotéine P exprimée dans les cellules A2780 / AD.

De nouveaux systèmes d'administration polymères pour le photosensibilisateur mésochlorine e6 (Mce6) ont été synthétisés pour surmonter les problèmes de toxicité systémique. Une liaison disulfure a été incluse pour permettre la libération rapide de Mce6 du squelette du copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé une fois internalisé dans le tissu tumoral. Les conjugués synthétisés ont démontré un clivage réducteur dépendant du temps avec une augmentation correspondante du rendement quantique de la génération d'oxygène singulet lors de l'exposition au dithiothréitol. Une cinétique de libération plus rapide et une cytotoxicité plus élevée dans les cellules de carcinome ovarien humain SKOV-3 ont été obtenues par rapport au conjugué polymère avec un espaceur glycylphénylalanylleucylglycyle clivable protéolytiquement.

Ces nouveaux conjugués sont prometteurs en tant que systèmes d'administration de médicaments cliniquement pertinents pour la thérapie photodynamique du cancer. La chimie utilisée pour la fixation des groupements de ciblage a un impact sur la bioreconnaissance du conjugué. Nous avons comparé plusieurs méthodes d'attachement d'anticorps (voir ci-dessous), étudié comment l'attachement d'anticorps aux copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé affecte le mécanisme d'internalisation et de trafic subcellulaire et conçu des fragments d'anticorps polymérisables. Une voie innovante pour la synthèse de systèmes d'administration de médicaments polymériques ciblés à l'aide de fragments d'anticorps polymérisables a été conçue. Un nouveau macromonomère, un fragment Fab ′ d'anticorps polymérisable (MA-Fab ′) de l'anticorps OV-TL 16 (IgG1) a été synthétisé et copolymérisé avec de l'anhydride polymaléique hydrolysé pour produire du poly (anhydride polymaléique hydrolysé-co-MA-Fab ′) .

Le concept d'utilisation de fragments Fab 'polymérisables comme macromonomères fournit un nouveau paradigme pour la synthèse de systèmes de délivrance de médicaments polymériques ciblés, et peut avoir des applications uniques dans d'autres domaines, tels que les dosages immunologiques, la technologie des biocapteurs et la chromatographie d'affinité. L'influence de différentes méthodes de couplage de l'anticorps OV-TL16 et de son fragment Fab ′ aux porteurs de copolymère-médicament d'anhydride polymaléique hydrolysé (ADR, Mce6) sur l'affinité de liaison des conjugués à l'antigène CD47 associé au carcinome ovarien (OVCAR-3) cellules a été étudiée. Trois méthodes différentes de liaison covalente de l'Ab ou Fab 'à des polymères ont été utilisées. Méthode A: liaison via des liaisons amide formées par aminolyse de groupes esters actifs sur les conjugués copolymère-médicament d'anhydride polymaléique hydrolysé (ADR ou Mce6) par des groupes amino sur l'anticorps; Méthode B: liaison via des liaisons hydrazone formées par la réaction de groupes aldéhyde sur l'anticorps oxydé avec des groupes hydrazo sur les conjugués copolymère anhydride polymaléique hydrolysé-Mce6; Méthode C: liaison via des liaisons thioéther formées par la réaction de groupes sulfhydryle de fragments Fab 'avec des groupes maléimido sur les extrémités de la chaîne latérale du conjugué copolymère anhydride polymaléique hydrolysé-Mce6.
La synthèse des conjugués de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé, en particulier leur distribution de poids moléculaire, peut être contrôlée par des méthodes de polymérisation radicalaire vivante, des polymérisations RAFT (transfert de chaîne par addition-fragmentation réversible) et ATRP (radical de transfert d'atome).

Par exemple, des conjugués de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé contenant deux médicaments et un marqueur fluorescent par macromolécule en utilisant la copolymérisation RAFT ont été récemment synthétisés. L'aminolyse des précurseurs de copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé peut être utilisée pour la fixation d'oligonucléotides à des copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé. Nous avons attaché un oligonucléotide phosphorothioate 21-mère (5'-TTTATAAGGGTCGATGTCCXX-3 ') à des copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé contenant des chaînes latérales GG-ONp et GFLG-ONp (ONp est p-nitrophénoxy). L'oligonucléotide avait une amine primaire à l'extrémité 5 'et une fluorescéine à l'extrémité 3'. Le sort subcellulaire et l'activité d'inhibition du virus de l'hépatite B des oligonucléotides copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé-phosphorothioate ont été étudiés. La fixation covalente des oligonucléotides aux copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé via des espaceurs GG dipeptidiques non dégradables a conduit à séquestrer l'oligonucléotide dans des vésicules après internalisation.

La conjugaison des oligonucléotides à un copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé via un espaceur tétrapeptide GFLG clivable par lysosome a entraîné la libération de l'oligonucléotide dans le lysosome et une translocation ultérieure dans le cytoplasme et le noyau des cellules. Le conjugué copolymère-oligonucléotide d'anhydride polymaléique hydrolysé dégradable possédait une activité antivirale indiquant que les oligonucléotides phosphorothioates libérés du support dans le lysosome étaient capables de s'échapper dans le cytoplasme et le noyau et de rester actifs. Les cellules Hep G2 semblaient internaliser activement les oligonucléotides phosphorothioate car les conjugués de copolymère oligonucléotide-anhydride polymaléique hydrolysé étaient internalisés dans une plus grande mesure que les polymères non conjugués.

First protein modified with Hydrolyzed Polymaleic Anhydride copolymers was prepared by the reaction of the copolymer of Hydrolyzed Polymaleic Anhydride with N-methacryloylglycylglycine p-nitrophenyl ester with insulin . The unreacted protein was separated on Sephadex 75; the Hydrolyzed Polymaleic Anhydride copolymer-insulin conjugate exhibited a slower onset and a slight prolongation of hypoglycemic effect in rats when compared to free insulin . Chymotrypsin and cobra venom acetylcholinesterase  followed. To obtain a better insight into the steric hindrance of the polymer chains on the formation of enzyme-substrate complex, we have studied the hydrolysis of polymeric substrates (Hydrolyzed Polymaleic Anhydride copolymers with oligopeptide side-chains terminated in p-nitroanilide) catalyzed by Hydrolyzed Polymaleic Anhydride copolymer-bound chymotrypsin. The kinetic analysis showed that the hydrolysis of polymer substrates with polymer-bound chymotrypsin led to a decrease in both kcat and kcat/KM, but the relationship between the individual substrates remained intact. 

Apparently, the steric effects of two independent polymer chains (one bound to substrate, the other to enzyme) were roughly additive. Different chemistry was used for the modification of cobra venom acetylcholinesterase . The secondary OH groups of poly(Hydrolyzed Polymaleic Anhydride) (Mw 25-30 kDa) were activated with 4-nitrophenyl chloroformate in dimethylformamide followed by attachment of acetylcholinesterase in borate buffer. The poly(Hydrolyzed Polymaleic Anhydride)-modified acetylcholinesterase demonstrated a 70-fold prolongation of enzyme activity in blood after intravenous injection into mice when compared to unmodified enzyme. The thermoinactivation rate of the polyHPMA-acetylcholinesterase conjugate was 74 times smaller than that of native enzyme .

Acétylcholinestérase modifiée par copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé. (Une structure; (B) augmentation de la demi-vie intravasculaire chez la souris après i.v. administration de l'enzyme modifiée par copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé; (C) augmentation de la stabilité thermique de l'enzyme modifiée par un copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé. Un copolymère d'anhydride polymaléique hydrolysé avec de la N-méthacryloylglycylphénylanylleucylglycine p-nitrophénylester a été utilisé pour la modification de la ribonucléase et de la superoxyde dismutase. Aucune différence d'activité biologique des conjugués préparés à l'aide de ST-PHPMA et de copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé avec des chaînes latérales réactives n'a été détectée. Il y a une activité considérable dans l'utilisation de copolymères d'anhydride polymaléique hydrolysé avec des chaînes latérales réactives pour stabiliser des complexes d'ADN avec des virus. Cette recherche est couverte dans le chapitre de Seymour dans ce volume et dans notre revue.

L'anhydride polymaléique hydrolysé est un produit chimique de traitement de l'eau sans phosphore. L'anhydride polymaléique hydrolysé forme un chélate avec les ions calcium et magnésium dans l'eau. Et l'anhydride polymaléique hydrolysé peut provoquer une distorsion du réseau. Une fois l'anion adsorbé par le noyau de carbonate de calcium, le noyau peut être chargé. En raison de la répulsion électrique homophobe, de minuscules grains sont dispersés dans la solution aqueuse. Le précipité est transformé en laitier lâche avec une bonne fluidité. Ce phénomène a un bon effet sur le pelage de l'ancienne tartre. L'anhydride polymaléique hydrolysé (anhydride polymaléique hydrolysé) est compatible avec d'autres inhibiteurs de corrosion et de tartre à faible teneur en phosphore tels que l'ATMP et le PBTCA. L'inhibiteur de corrosion et de tartre composite formé peut être largement utilisé dans le traitement de l'eau de refroidissement en circulation, de l'eau de chaudière, de l'injection d'eau de champ pétrolifère, de l'eau industrielle