WO2013053481A1 - Dimethyl sulfoxide as solvent for nucleic acids - Google Patents

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WO2013053481A1
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dmso
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Hans Kosak
Marcus WEICHERT
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Secutech International Pte. Ltd.
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    • C12N2800/00Nucleic acids vectors
    • C12N2800/24Vectors characterised by the absence of particular element, e.g. selectable marker, viral origin of replication

Definitions

  • the present application relates to pharmaceutical or cosmetic compositions comprising complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) and at least one pharmaceutically or cosmetically acceptable adjuvant. Furthermore, the present invention relates to the use of these compositions for introducing nucleic acid into human cells or tissue and to methods for producing these compositions.
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • nucleic acids such as deoxyribonucleic acid (DNA) or ribonucleic acid (RNA) has been extensively researched by the pharmaceutical and cosmetic industries for a long time.
  • nucleic acid-based drugs typically exert their action inside cells (e.g., in the cytosol or in the nucleus).
  • cells e.g., in the cytosol or in the nucleus.
  • diffusion of the nucleic acid through the cell membrane, which confines the cells to the outside takes place only to a very limited extent.
  • methods include, for example, electroporation, the use of liposomes and synthetic particles, or the direct injection of naked nucleic acid into the blood for the purpose of subsequent uptake by the corresponding target cells.
  • vector systems are developed from naturally occurring viruses, which have typically been modified so that they are no longer able to replicate in the cells.
  • the viral vectors are produced by special packaging cell lines and can be purified from the culture supernatant of appropriate cell cultures.
  • Concerns about the safety of such vector systems are due, among other things, to possible recombination with naturally occurring viruses. It is not excluded that such a recombination could give rise to recombinant pathogenic viruses which pose a risk to the therapeutically treated organism.
  • non-viral vectors are also common in gene therapy. Suitable non-viral vectors are prepared by recombinant DNA techniques and introduced either in the form of "naked DNA” or in complexed form into the respective target cell.
  • the nucleic acids are coupled to polylysine for transport via the cell membrane, for example.
  • these systems are unsatisfactory in their efficiency since only small amounts of nucleic acid are taken up by the corresponding target cells.
  • nucleic acid which are complexed in a certain way with organic cations, are outstandingly soluble in dimethyl sulfoxide (DMSO).
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • Nucleic acids dissolved in DMSO can be administered directly into the cell interior, for example through the skin of a living mammal. As can be determined by means of fluorescent labeling, the nucleic acids can surprisingly penetrate into the cell nuclei of the skin cells.
  • the present invention thus relates in a first aspect to a pharmaceutical or cosmetic composition
  • a pharmaceutical or cosmetic composition comprising:
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • the present invention provides compositions comprising dimethylsulfoxide as an organic solvent.
  • One or more nucleic acids complexed with one or more organic cations are dissolved therein.
  • the nucleic acids are usually complexed in such a way that the negative charges of the nucleic acids are substantially completely compensated by positive charges of the organic cations.
  • “Substantially completely compensated” here means, in particular, that the ratio of the number of positive charges of the cations to negative charges of the nucleic acid is preferably greater than or equal to 0.5, preferably greater than or equal to 0.6, preferably greater than or equal to 0.7 is preferably greater than or equal to 0.8, preferably greater than or equal to 0.9, preferably greater than or equal to 0.91, preferably greater than or equal to 0.92, preferably greater than or equal to 0.93, preferably greater than or equal to is 0.94, preferably greater than or equal to 0.95, preferably greater than or equal to 0.96, preferably greater than or equal to 0.97, preferably greater than or equal to 0.98, preferably greater than or equal to 0.985, preferably is greater than or equal to 0.99, preferably greater than or equal to 0.995, or even equal to 1.
  • acid can be in the range 0.5-2, for example in the range 0.6-1.8, in the range 0.7-1.3, in the range 0.8-1.2, in the range 0 , 9 - 1, 1, are in the range 0.91 - 1, 09, in the range 0.92 - 1, 08 lie, in the range 0.93 - 1, 07 lie, in the range 0.94 - 1, 06 lie in the area 0,95 - 1, 05, lying in the range 0,96 - 1, 04, lying in the range 0,96 - 1, 04, lying in the range 0,97 - 1, 03, in the range 0,98 - 1, 02, are in the range 0.99 - 1, 01, in the range 0.995 - 1.005 are, or even equal to 1.
  • the latter value is achieved, in particular, when cations are present in the precipitation of the nucleic acid in excess during the preparation (see later) and the precipitate of organic cations and nucleic acid is washed with water.
  • nucleic acids which are otherwise insoluble in organic solvents, in high amounts in DMSO.
  • Nucleic acids e.g. DNA or RNA
  • DMSO dimethyl methacrylate
  • nucleic acids dissolved in DMSO can be effectively absorbed into cells and / or tissue, e.g. of a mammal.
  • the dermal or transdermal incorporation of the complexed nucleic acids according to the invention has proven to be highly efficient. Just a few hours after application to the skin, correspondingly labeled nucleic acids could be detected in various skin cells and in the connective tissue underneath.
  • the nucleic acids complexed according to the invention are therefore particularly suitable as a constituent of cosmetic and / or pharmaceutical compositions for use in the introduction of nucleic acid into cells and / or tissue, e.g. in cells and / or tissue of the skin.
  • At least one organic cation means that at least one type of organic cation is present (eg, CTAB), but there may also be cation mixtures of two or more, three or more, four or more, five or more, etc. different organic cations ( For example, CTAB besides DDAB.) Usually, the at least one organic cation is simply positively charged, and it will be apparent to those skilled in the art that the term is not indicative of the amount of substance.
  • dimethylsulfoxide-dissolved complexes as used herein is intended to mean that the complexes are dissolved in DMSO In addition to the solution in DMSO alone, this also includes the cases in which solvent mixtures (ie homogeneous phase) of DMSO with one or more, two or more, three or more, four or more, five or more, etc. of other organic solvents. The nucleic acids are then dissolved accordingly in these DMSO-containing solvent mixtures. In the presence of a nonhomogeneous mixture with several phases, the nucleic acid complexes according to the invention are present - at least predominantly - in the DMSO-containing phase.
  • At least one nucleic acid means that at least one nucleic acid is present, but there may also be nucleic acid mixtures of two or more, three or more, four or more, five or more, etc. different nucleic acids. eg DNA in addition to RNA) and / or the sequence of the nucleic acids (length and / or base sequence).
  • the at least one nucleic acid in the compositions of the present invention dissolves in DMSO due to charge compensation in the complexes formed.
  • the solution of the nucleic acid therefore does not require the formation of micelles, liposomes or similar nanoparticulate structures.
  • complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation are dissolved in the compositions of the present invention, wherein the complexes are not located inside a micelle, a liposome or similar synthetic nanoparticulate structures.
  • the compositions of the present invention even contain no micelles, liposomes, or synthetic nanoparticles at all.
  • a suitable process for preparing complexes of nucleic acid and organic cation which are suitable according to the invention comprises dissolving at least one nucleic acid in an aqueous liquid, in particular water (eg demineralized water), precipitating the at least one nucleic acid by adding at least one organic cation containing the nucleic acid forms insoluble complex in the aqueous solution, and subsequent uptake of the precipitate in DMSO or DMSO-containing solvent mixture.
  • water eg demineralized water
  • Such a method may include the following steps:
  • such a method may comprise the following steps:
  • compositions may, of course, be done at any convenient time during the process.
  • Suitable organic cations in the context of the present invention are, for example, cationic detergents, lipids and nitrogen compounds with quaternary nitrogen, for example organic ammonium salts.
  • one or more compounds of formula NR 4 X may be used as the source of organic cations, each R independently being a hydrocarbon radical of 1 to 20 carbon atoms which may be branched or unbranched, and X is a halogen selected from the group consisting of from chlorine, bromine, iodine, in particular chlorine or bromine, preferably bromine.
  • the hydrocarbon radical preferably contains only C and H atoms.
  • the source of the at least one organic cation may be one or more compounds of the formula NR 1 R 2 R 3 R 4 X, where R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are organic radicals, in particular carbon hydrogen radicals as defined above, and wherein at least R 1 is a C 1 radical and R 2 to R 4 are longer-chain radicals, or
  • R 1 and R 2 are each a C 1 radical and R 3 and R 4 are longer chain radicals, or
  • R 1 , R 2 and R 3 are each a C 1 radical and R 4 is a longer chain radical.
  • radicals R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each and independently of one another as defined below for "R".
  • R in the compounds of the formula NR 4 X is preferably an alkyl radical having 1 to 20 carbon atoms, which may be branched or unbranched.
  • one or more, especially two or three, of R may be relatively short chain radicals such as C1 to C3, such as methyl, ethyl and propyl, while an R may be a longer radical such as C8 or CI O to C20, especially C10 to C16 such as octyl , Nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, cetyl, heptadecyl, icosanyl, stearyl or nonadecyl.
  • radicals R is three methyl radicals and one long-chain radical, in particular a C10 to C20 hydrocarbon radical as defined above, in particular a cetyl radical as in cetyltrimethylammonium bromide (CTAB).
  • R does not comprise aromatic and / or non-aromatic ring systems
  • the at least one organic cation is one or more quaternary amines, with CTAB being particularly preferred.
  • CTAB is one or more quaternary amines
  • Other compounds which are suitable according to the invention for complexing the nucleic acids include benzethonium chloride, benzalkonium, benzalkonium chloride, didecyldimethylammonium bromide (DCAB), dodecyltrimethylammonium bromide (DCTAB), DOTAP, lipofectin, lipofectamine N- [1- (2,3-dioleyloxy) propyl] - N, N, N-trimethylammonium chlorides (DOTMA), dimethyldioctadecylammonium bromide (DDAB), dioleyldimethylammonium chlorides (DODAC), 2,3-dioleoyloxy-N- [2- (spermidinecarboxylic amido) ethyl] -N-dimethyl-1-prop
  • the complexing agent is added to the first liquid in step b) in dissolved form.
  • the nucleic acid is thereby preferably complexed with the at least one organic cation such that a ratio of substantially 1: 1 (ie substantially completely compensated) between the negative charges (ie the anionic groups) of the at least one nucleic acid and the charges of the at least one organic cation is present.
  • organic cations such as those mentioned above, e.g. CTAB, are able to approximate the positively charged group in a sufficiently small distance to the negatively charged oxygen atom of the nucleic acid, so that a sufficient (local) shielding of the total charge of both ions is effected.
  • An advantage of the setting of such a ratio is that the total of organic cations and nucleic acid is approximately charge neutral, that is essentially completely complexed.
  • the complexed nucleic acid is therefore largely insoluble in an aqueous medium and can be separated in the preparation in aqueous media as an insoluble precipitate. This property thus facilitates the production of the desired, stoichiometrically complexed nucleic acid.
  • the separation of the complexes according to step c) therefore preferably takes place by means of centrifugation or filtration.
  • the precipitate may be separated by centrifugation for 1 to 10 minutes, preferably 5 minutes, at 10,000 to 20,000 xg, preferably 15,000 xg.
  • this process can be performed several times after re-inclusion of precipitated precipitate in water, thereby, for example, an excess of free quaternary amines can be separated.
  • An advantage of setting such a ratio is further that upon contact of the thus complexed nucleic acid with a living cell or an organ of a living organism no or only a few free organic cations can interact with the cells or the organism. As a result, the organic cations can not elicit cytotoxic effects or other metabolic disorders in the cells, which otherwise can be common.
  • various organic cations can also be used by adding mixtures of different organic cations to the nucleic acid-containing aqueous liquid to precipitate the nucleic acid complexes.
  • the complexes obtained by precipitation are dissolved in DMSO or DMSO-containing solvent mixtures.
  • the nucleic acid complexes can be directly dissolved in DMSO, dissolved in DMSO, and then mixed with another solvent, or else first into another solvent, e.g. Ethanol and then mixed with DMSO.
  • the dissolved complexes are according to the invention, at least substantially, in the DMSO-containing phase. After incorporation into DMSO or DMSO-containing solvent mixtures, these essentially essentially do not contain any organic cations which go beyond the amount required to compensate for the negative charges of the nucleic acid. This means that the number of total positive charges of the organic cations in the DMSO or DMSO-containing solvent mixture is substantially identical to the number of negative charges of the nucleic acid.
  • Organic solvents which are particularly suitable for mixing with DMSO include in particular monohydric or polyhydric alcohols or partially etherified alcohols.
  • the additional solvent (s) therefore preferably contains at least one ether group and / or at least one hydroxyl group.
  • Particularly suitable as solvents (amphiphilic) compounds can be described by the formula HO-1 -O-R2.
  • R 1 and R 2 are each a hydrocarbon radical having 1 to 100 carbon atoms.
  • C1 to C5 alcohols are suitable, such as, for example, methanol, ethanol, 1-propanol or 2-propanol, butanol, such as 1-butanol, or pentadiol, such as 1-pentadiol.
  • polyhydric alcohols such as ethylene glycol or partially etherified derivatives thereof, such as ethylene glycol, which is etherified with methanol, ethanol, propanol or butanol, such as ethylene glycol ethers, in particular ethylene glycol monobutyl ether, ethyl ether or methyl ether, usable.
  • saturated or unsaturated hydrocarbons for example benzene-based aromatic hydrocarbons, such as styrene, ie in particular benzenes substituted by C1 to C3 radicals.
  • halogen-containing solvents such as chloroform, dichloromethane or carbon tetrachloride or other heteroatom-containing solvents such as dimethylformamide or tetrahydrofuran may be used.
  • the composition of the invention does not comprise halogenated hydrocarbons.
  • solvent mixtures of DMSO with ethanol, glycerol, ethylene glycol and / or propylene glycol are particularly preferred.
  • compositions of the invention may in principle comprise any proportion of DMSO. They may have a DMSO content of about 1% (v / v) or greater, from about 5% (v / v) or greater, from about 10% (v / v) or greater, from about 15% (v / v ) or more, of about 20% (v / v) or more, of about 30% (v / v) or more, of about 40% (v / v) (v / v) or more, of about 50% ( v / v) or more, from 60% (v / v) or greater, from about 70% (v / v) or greater, from about 80% (v / v) or greater, from about 90% (v / v ) or more, or even about 95% (v / v) or more.
  • a high concentration of DMSO may be undesirable, as higher concentrations may cause skin irritation.
  • the compositions of the invention may be desirable for the compositions of the invention to have a DMSO content of about 60% (v / v) or less, a DMSO content of about 55% (v / v) or less, a DMSO Proportion of about 50% (v / v) or less, a DMSO content of about 45% (v / v) or less, a DMSO content of about 40% (v / v) or less, a DMSO content of about 35% (v / v) or less, a DMSO content of about 30% (v / v) or less, a DMSO content of about 25% (v / v) or less, a DMSO level of about 20 % (v / v) (v
  • the water content in the phase containing the nucleic acid complexes is less than 50% (v / v), preferably less than 30% (v / v), more preferably less than 20% (v / v).
  • a higher water content leads to the formation of larger aggregates which do not possess optimal cell and tissue penetration properties.
  • the average diameter of the complexes of nucleic acid and organic cation in the compositions to be used according to the invention is preferably less than 200 nm, preferably less than 100 nm, more preferably less than 50 nm, very particularly preferably less than 10 nm.
  • the nucleic acid complexes dissolved in DMSO are characterized by an extraordinarily high stability. This is essentially due to the fact that nucleases are inactive in non-aqueous environments. This is especially important when using ribonucleic acid (RNA), since in all aqueous systems with a high RNAse activity must be expected. Outside of an RNAse-free environment, which can be realized practically only under special laboratory conditions, is expected in principle with a rapid degradation of the RNA, which in particular significantly hampers the use of therapeutically effective RNA as a pharmaceutical agent. This problem is solved by complexing the nucleic acid to the complexes described herein.
  • RNA ribonucleic acid
  • the stability of the complexed nucleic acids according to the invention is also increased by the fact that no acidic or alkaline environment is present in DMSO. This avoids any acidic or alkaline hydrolysis of the nucleic acids.
  • compositions of the present invention are excellently formulated as cosmetic and / or therapeutic compositions.
  • the nucleic acid is preferably a therapeutically active nucleic acid, ie, a nucleic acid which, upon administration to an individual, exerts a biological function and thereby provides a therapeutic benefit.
  • a variety of nucleic acids have been described as therapeutically effective. Frequently, in such cases, the nucleic acid will have sequences of a genome or gene.
  • the nucleic acid may be a diagnostically useful nucleic acid, for example a so-called molecular beacon.
  • the nucleic acid is a cosmetically active nucleic acid, ie a nucleic acid, which, after administration to an individual, generally does not lead to any therapeutic but to a cosmetic benefit.
  • nucleic acid will not have sequences of a (human) genome or (human) gene.
  • nucleic acids can be used as a source of allantoin.
  • allantoin is the final product of the breakdown of nucleic acids, especially of purine bases, in various animal species, especially mammals. Allantoin is used in cosmetics in skin creams, sunscreens, shampoos, toothpaste and anti-sweating (hyperhidrosis) and skin irritants. It accelerates cell building, cell formation or cell regeneration and calms the skin.
  • the nucleic acid complexes which are present dissolved in DMSO or DMSO-containing solvent mixture are directly contacted with the cells or tissues intended for cosmetic and / or therapeutic treatment, e.g. by dripping or brushing on the nucleic acid-containing DMSO solution.
  • DMSO is particularly suitable for this because DMSO is cell- and tissue-compatible.
  • compositions of the invention include, for example, lotions, creams, ointments, gels and pastes. However, in many embodiments of the invention, the compositions of the invention are not an emulsion, lotion, cream, ointment, gel and / or paste.
  • the nucleic acid complexes dissolved in DMSO are mixed with a pharmaceutically or cosmetically acceptable excipient which is suitable, for example, for the respectively planned administration.
  • the at least one adjuvant is selected from the group consisting of: fillers, solvents, humectants, emulsifiers, solubilizers, wetting agents, antifoams, salt formers, buffers, gelling agents, thickeners, film formers, binders, coating agents, disintegration accelerators, Adsorbents, lubricants, lubricants, mold release agents, flow control agents, antioxidants, preservatives, sweeteners, flavor correctors, odor control agents, and colorants.
  • fillers are e.g. Lactose, cellulose, starches (e.g., corn starch, rice starch, potato starch, or wheat starch), sucrose; Paraffin; Hard fat; Polyethylene glycols (e.g., macrogols, PEG), polyethylene oxides (PEO), lactose, glucose, mannitol, glycine, calcium hydrogen phosphate, calcium carbonate, etc.
  • lactose e.g. Lactose, cellulose, starches (e.g., corn starch, rice starch, potato starch, or wheat starch), sucrose; Paraffin; Hard fat; Polyethylene glycols (e.g., macrogols, PEG), polyethylene oxides (PEO), lactose, glucose, mannitol, glycine, calcium hydrogen phosphate, calcium carbonate, etc.
  • solvents as adjuvants are e.g. Ethanol, isopropanol, glycerin, propylene glycol, acetone, glycerol triacetyl ester, oleyl oleate, and isopropyl myristate, macrogols, polyethylene glycols, polyethylene oxides, synthetic, vegetable or animal oils, synthetic, vegetable or animal fats, etc.
  • humectants are e.g. Water, ethanol, isopropanol, glycerin, propylene glycol, acetone, glycerol triacetyl ester, oleyl oleyl ester, isopropyl myristate, sorbitol, etc.
  • emulsifiers are e.g. Cetyl alcohol, stearyl alcohol, cetylstearyl alcohol, glycerol monostearate, lecithins, fatty acid esters of sorbitan (eg sorbitan monooleate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate, sorbitan monolaurate), polyoxyethylene sorbitan (polysorbates, eg polysorbate 20, 40, 60 or 80), or polyoxyethylene (eg macrogol stearate 400, polyoxyl 40 stearate, polyoxyl 50 stearate), polyoxyethylene fatty alcohol ethers (eg, polyoxyl 23 lauryl ether, polyoxyl 20 ceto stearyl ether, polyoxyl 10 oleyl ether), sodium dodecyl sulfate, sodium cetyl stearyl sulfate, sodium dioctyl s
  • solubilizers are, for example, polyethylene glycols (PEG, macrogols), polyethylene oxides (PEO), polysorbates, sodium dioctylsulfosuccinate (and potassium or calcium salts thereof), etc.
  • wetting agents are, for example, polyethylene glycols (PEG, macrogols), polyethylene oxides (PEO), polysorbates, sodium dodecylsulfate, sodium cetylstearylsulfate, etc.
  • antifoaming agents are e.g. Dimethyl polysiloxanes, etc.
  • salt formers are e.g. Tris (hydroxymethyl) aminomethane, tris (hydroxyethyl) amine, etc.
  • buffers are e.g. Sodium dihydrogen phosphate, tris (hydroxymethyl) aminomethane, citric acid, tartaric acid, glycine, sodium bicarbonate, etc.
  • gelling agents are e.g. Pectin, tragacanth, polyacrylic acids, polyvinylpyrrolidone, (fumed silica), carboxymethylcellulose, etc.
  • thickening agents are e.g. Pectin, tragacanth, polyacrylic acids, polyvinylpyrrolidone, fumed silica, carboxymethylcellulose, gelatin, methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose, polyvinylalcohol, bentonite, etc.
  • film formers are e.g. Ethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose phthalate, cellulose acetate phthalate, polyacrylates, etc.
  • binders are e.g. Starches (e.g., corn starch, rice starch, potato starch, or wheat starch), tragacanth, cellulose, cellulose ethers (methylcellulose, ethylcellulose, hydroxypropylcellulose, carboxymethylcellulose), polyvinylpyrrolidone, sucrose, mannitol, gelatin, calcium hydrogen phosphate, gum arabic, polyethylene glycol, etc.
  • Starches e.g., corn starch, rice starch, potato starch, or wheat starch
  • tragacanth e.g., tragacanth
  • cellulose e.g., cellulose, cellulose ethers (methylcellulose, ethylcellulose, hydroxypropylcellulose, carboxymethylcellulose), polyvinylpyrrolidone, sucrose, mannitol, gelatin, calcium hydrogen phosphate, gum arabic, polyethylene glycol, etc.
  • wrapping agents are e.g. Sucrose (e.g., for sugar draging); Gelatin (e.g., in capsules); Gelatin polysuccinate (e.g., "soft capsules"), polyacrylates, ethylcellulose, methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylcellulose,
  • disintegrants are, for example, starches (for example maize starch, rice starch, potato starch, or wheat starch); croscarmellose; Sodium hydrogencarbonate eg in combination with citric acid, etc.
  • adsorbents are e.g. Bolus alba (kaolin), (fumed silica), etc.
  • lubricants are e.g. Polyethylene glycols (PEG, macrogols), polyethylene oxides (PEO), talc, stearic acid (e.g., magnesium stearate), etc.
  • lubricants are e.g. Polyethylene glycols (PEG, macrogols), polyethylene oxides (PEO), talc, stearic acid (e.g., as magnesium stearate), dimethylpolysiloxanes, etc.
  • mold release agents are e.g. Polyethylene glycols (PEG, macrogols), polyethylene oxides (PEO), talc, stearic acid (e.g., as magnesium stearate), dimethylpolysiloxanes, etc.
  • flow control agents are e.g. (fumed silica), etc.
  • antioxidants are e.g. Butylhydroxytoluene, all-rac-a-tocopherol, etc.
  • preservatives are e.g. PHB esters, benzalkonium chloride, benzyl alcohol, thiomersal, benzoic acid, methyl 4-hydroxybenzoate, propyl 4-hydroxybenzoate, citric acid, linear aliphatic 1, 3-diols, phenoxyethanol and chlorphenesin etc.
  • sweeteners are e.g. Sucrose, sorbitol, sweeteners such as saccharin sodium and cyclamate; Flavors, aspartame, fructose, lactose, glucose, mannitol, xylitol, etc.
  • flavor correcting agents are e.g. Sucrose, sorbitol, sweeteners such as saccharin sodium and cyclamate; Flavors, etc.
  • scent remedies are usually fragrances.
  • colorants eg titanium dioxide.
  • Another conceivable adjuvant for the compositions of the present invention is urea.
  • the excipient is not water, even though the composition may of course also comprise water in addition to the excipient.
  • the adjuvant can be, for example, any lipophilic compound which is immiscible with water and which can be mixed with DMSO or else forms a 2-phase system with DMSO.
  • the excipient is an oil; a wax; and / or a fat.
  • at least one further adjuvant is present in addition to the oil, wax or fat.
  • Suitable oils which can be used to prepare the compositions of the present invention include synthetic, animal and vegetable oils.
  • suitable waxes or fats comprise synthetic, animal and / or vegetable waxes or synthetic, animal and / or vegetable fats.
  • oils are not synthetic oils, but e.g. animal and / or vegetable oils.
  • Suitable vegetable oils are e.g. Nut oils and seed oils. Suitable vegetable oils include, in particular, peanut oil, walnut oil, almond oil, hazelnut oil, soybean oil, olive oil, poppy oil, hemp oil, pumpkin seed oil, sunflower seed oil, sesame seed oil, cottonseed oil, thistle oil, linseed oil, rapeseed oil, castor oil and the like.
  • Germ oil derived from grain can also be used herein as a carrier.
  • Preferred germ oils include e.g. those derived from corn, wheat, oats, rye, rice and triticale. For example, coconut fat or cocoa butter may be used as suitable vegetable fats.
  • Possible vegetable waxes include, for example, sugarcane wax, carnauba wax, jojoba oil, Candeli Ilawachs and Japan wax.
  • animal fats, waxes and oils such as fish oils or oils and fats derived from mink or deer.
  • Cod liver oil and whale oil such as spermaceti
  • fish oils that may be used herein.
  • Possible sources of animal waxes are for example, spermaceti, wool wax and beeswax. Suitable methods for obtaining pure oils of animal origin are known in the art.
  • Suitable synthetic oils and fats are based, for example, on silicone or paraffin compounds.
  • An example is Vaseline.
  • Soya wax can be obtained by hydrogenation from soy and is an example of a synthetic wax.
  • compositions of the invention may have an oil or fat content greater than 25% (v / v), for example greater than or equal to about 30% (v / v), greater than or equal to about 40% (v / v), greater or equal to about 50% (v / v), greater than or equal to about 60% (v / v), greater than or equal to about 70% (v / v), greater than or equal to about 80% (v / v), etc.
  • compositions of the present invention do not comprise petroleum, mineral oil, mineral oil distillate, light oil, heavy oil, toluene, benzene, or fuels, such as diesel fuel, and / or gasoline.
  • the complexed nucleic acids are first dissolved in DMSO.
  • the nucleic acid-containing DMSO solution is mixed with one or more oils to form a liquid comprising complexed nucleic acids, DMSO and oil.
  • the nucleic acid-containing DMSO may be dissolved in the oil or form an emulsion with the oil.
  • compositions comprise an emulsifier or surfactants as auxiliary substances, they must be functionally distinguished from the organic cations which are obligatory according to the invention and may possibly also be considered as surfactant / emulsifier.
  • These adjuvants are thus in addition to the obligatory required cations and are not used to complex with the nucleic acid but fulfill another function, such as the emulsification of two liquids.
  • a non-limiting example of such a case is an emulsion of water and a mixture of oil and DMSO containing the nucleic acid complexes in the oil-DMSO phase.
  • organic cations are theoretically understood as an adjuvant in the context of the present invention can be distinguished whether the corresponding substance is now present in complex with the nucleic acid, or whether he perceives the function as an excipient and is not present in complex with the nucleic acid.
  • Benzalkonium chloride is, for example, a quaternary ammonium compound which is frequently used as a preservative.
  • CTAB quaternary ammonium compounds
  • the organic cations complexed with the nucleic acid are not identical to the pharmaceutically or cosmetically acceptable adjuvant.
  • compositions of the invention do not comprise plastics, in particular, no synthetic artificial (i.e., non-naturally occurring) organic polymers such as those described e.g. from materials technology.
  • plastics in particular, no synthetic artificial (i.e., non-naturally occurring) organic polymers such as those described e.g. from materials technology.
  • biological polymers such as nucleic acids are not covered by this.
  • compositions according to the invention preferably do not comprise in parallel triglycerides, phospholipids and cholesterol (or alternatively cholesterol esters) or even no triglyceride, phospholipid, cholesterol and / or cholesterol esters.
  • compositions according to the invention preferably do not comprise sunflower oil, rapeseed oil, wheat germ oil, olive oil and / or coconut fat.
  • castor oil is used as the DMSO miscible oil.
  • the complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation dissolved in dimethylsulfoxide (DMSO) are preferably not located inside a micelle, a liposome or a nanoparticle.
  • the complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) are preferably not adsorbed on the surface of a micelle, a liposome and / or a nanoparticle.
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • nucleic acid to be introduced into the cells or tissue according to the invention is a charged nucleic acid.
  • nucleic acid is to be understood as meaning a nucleic acid whose nucleosides are linked to one another by phosphate groups, the phosphate residues involved usually carrying a negative charge, as is the case with naturally occurring DNA or RNA, in other words polyanionic acids (polyelectrolytes) in which the anionic groups are formed by the negatively charged oxygen radicals of the phosphate groups which form the phosphodiester bonds.
  • the radicals of the nucleic acids carrying the negative charges may also be the negative radicals of phosphorothioates or phosphorodithioates or else other negatively charged groups of nucleic acids.
  • nucleic acids dissolve well in water, but not in water-immiscible organic liquids, such as hydrocarbons or other organic solvents, such as ethanol, etc.
  • a nucleic acid is considered to be dissolved in the sense of the invention if it is replaced by a Do not centrifuge for 5 minutes at 15000 xg.
  • the nucleic acids in the compositions of the invention may be single-stranded or double-stranded nucleic acids, e.g. single-stranded or double-stranded DNA or RNA.
  • a double-stranded nucleic acid can be present, for example, in the form of two separate single strands or as a hairpin loop structure.
  • the size of the nucleic acid to be introduced is not critical according to the invention.
  • the nucleic acid is an oligonucleotide, ie single-stranded or double-stranded DNA or RNA (or DNA / RNA hybrids) having a chain length of from about 2 to about 15 nucleotides, preferably from about 5 to about 100 nucleotides , preferably about 10 to about 80 nucleotides, more preferably about 20 to about 60 nucleotides.
  • the oligonucleotide is preferably a synthetically produced oligonucleotide of known sequence.
  • the nucleic acids may be, for example, DNA, cDNA, mRNA, sRNA, ribozymes, antisense DNA, RNA, antisense RNA, siRNA, decoys, tRNA, rRNA, snRNA, snoRNA, or miRNA.
  • the nucleic acid is not siRNA.
  • the nucleic acids may contain at least part of a sequence of a (human) genome or gene.
  • the nucleic acids do not contain a sequence of a (human) genome or gene.
  • the nucleic acid to be introduced is a vector or a plasmid with a size of more than 1 kb (1000 nucleotides).
  • the size of the vector or plasmid will typically be greater than 2kb, 3kb, 4kb, 5kb, 6kb, 7kb, 8kb, 9kb, 10kb, 1k, 12kb, 13kb, 14 kb, 15 kb or even more than 20 kb. It may be with the nucleic acid to be introduced into the cells, e.g. is a gene therapy vector which is administered for expression in a mammal.
  • Examples of gene therapy vectors suitable for delivery into tissue of a living mammal according to the invention include, for example, viral and non-viral vectors.
  • Viral vectors are derived from various viruses, e.g. of retroviruses, herpesviruses, adenoviruses or adeno-associated viruses (AAV), see Lundstrom, Trends Biotechnol. (2003), 21 (3): 1 1 7-22.
  • the viral vectors are those that are no longer able to replicate in the cells transfected therewith.
  • non-viral vectors e.g. eukaryotic expression vectors into which cells or tissues are introduced.
  • the vectors or plasmids preferably comprise a eukaryotic promoter that is active in the mammal.
  • the compositions according to the invention are advantageously suitable, for example, for use in medicine, for example for therapy or diagnostics or in cosmetics, in particular when nucleic acids have to be introduced into cells or tissue in the methods.
  • the cells or tissues to be treated by the incorporation of the nucleic acid complexes are cells and / or tissues of a mammal, eg, cells and / or tissues of human, rat, hamster, guinea pig, dog, Cat, horse, cattle, pig, sheep, goat and others.
  • the composition serves to introduce nucleic acid into human cells and / or tissue.
  • Tissues into which nucleic acids can be introduced according to the invention include e.g. Epithelial tissue, connective tissue and muscle tissue.
  • Epithelial tissue e.g. Epithelial tissue, connective tissue and muscle tissue.
  • the introduction into the skin in particular in the epidermis, dermis and / or subcutis is preferred.
  • introduction via other types of epithelium e.g., intestinal epithelium
  • Particularly preferred is the introduction of the nucleic acids into cells involved in the formation of hair. As far as human cells are concerned, these are preferably not embryonic stem cells.
  • the pharmaceutical or cosmetic composition according to the invention is brought into contact with the cells and / or tissues to be treated.
  • the contact with the complexed nucleic acids preferably takes place without injury to the respective tissue surface, such as e.g. the skin of the mammal.
  • the composition is applied to the cells and / or tissues, e.g. by dripping or painting.
  • the tissue intended for uptake of the complexed nucleic acid according to the invention is epithelial tissue of a mammal, for example the skin of a mammal.
  • the residence time of the (pharmaceutical or cosmetic) composition on the cells or tissues will generally be in the range of minutes or hours. However, in some applications it may also be advantageous to provide a residence time of several days, especially if it is desired to introduce a large amount of nucleic acid into the cells or tissues. Applications in which a longer residence time can be adjusted, in particular, involve the incorporation of nucleic acids into deeper skin layers, e.g. into the dermis or subcutis.
  • the application is at least 2, 3, 4, 5, or at least 7 times, eg in Repeated one week until the intracellular concentration of the nucleic acid in the cells or in the cell nuclei is sufficiently high.
  • a single application may also be sufficient.
  • a particularly suitable application form of the complexed nucleic acid dissolved in DMSO are dermal or transdermal patches.
  • patches which have a depot for the complexed nucleic acid dissolved in DMSO, contact with the treated skin can be achieved over a relatively long period of time, thus causing a continuous uptake of the nucleic acids.
  • nucleic acid can be introduced by using a composition of the invention, for example, in tissue cells of the epidermis, dermis and subcutis.
  • compositions of the present invention may, in principle, be administered by any means known to those skilled in the art.
  • the compositions can be administered, for example, parenterally, enterally, and / or topically.
  • Routes of administration therefore include, for example, intravenous, intramuscular, subcutaneous, intradermal or transdermal administration, oral or rectal administration, epicutaneous, dermal, inhalative, nasal, or intranasal administration.
  • Particularly preferred are topical, dermal, and / or transdermal administration.
  • the composition does not include petroleum, mineral oil, mineral oil distillate, light oil, heavy fuel oil, toluene, benzene, mineral fat, fuels, diesel fuel, and / or gasoline,
  • the organic cations in the complex with the nucleic acid are not identical to the pharmaceutically or cosmetically acceptable adjuvant, c) the composition does not comprise any synthetic artificial organic polymers,
  • the composition does not comprise in parallel a triglyceride, phospholipid, cholesterol and / or cholesterol ester
  • e) are the complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) not inside a micelle, a liposome or a nanoparticle
  • / or f) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) complexes of at least one Nucleic acid and at least one organic cation are not adsorbed on the surface of a micelle, a liposome and / or a nanoparticle.
  • the present invention relates to a pharmaceutical or cosmetic method of treatment on a patient or a method for introducing at least one nucleic acid into cells and / or tissue of a patient, the method comprising the following step:
  • composition of the present invention a composition of the present invention with cells and / or tissue (s) of a patient.
  • the patient can be a human or an animal.
  • the animal may be a mammal.
  • Fig. 1 shows the solubility of CTAB DNA in DMSO / water mixtures of different ratios.
  • EtBr-CTAB DNA in DMSO is completely soluble in one phase in each tested mixing ratio (9-67%) with ethylene and propylene glycol.
  • Left side Propylene glycol
  • Right side ethylene glycol.
  • the DMSO fraction increases from left to right (9%, 1%, 33%, 50% and 67% (v / v)).
  • FIG. 3 thin layer of the mouse skin after treatment with FAM-oligo in DMSO-propylene glycol.
  • Fig. 4 thin layer of the mouse skin after treatment with FAM-oligo in DMSO. Three days after application of 10 ⁇ of the composition. Green channel (FAM oligo fluorescence). Top, left Overview: the green color indicates the invaded FAM oligo. Detail of several longitudinally cut hairs. In the lower part of the hair shaft (light rods) show concentric bright points. These are the nuclei of hair root cells in which the green-fluorescent oligonucleotide has penetrated.
  • Fig. 5 Photograph of a mouse four weeks after treatment with siRNA-1 (tyrosinase) (SEQ ID NO: 2) in DMSO-propylene glycol formulation.
  • Fig. 6 Photograph of a mouse four weeks after treatment with siRNA-1 (tyrosinase) (SEQ ID NO: 2) in DMSO-propylene glycol formulation.
  • Fig. 7 Photograph of a mouse three weeks after treatment with siRNA-1 (tyrosinase) (SEQ ID NO: 2) in DMSO-ethanol castor formulation.
  • Fig. 8 Photograph of a mouse three weeks after treatment with siRNA-1 (tyrosinase) (SEQ ID NO: 2) in DMSO-ethanol castor formulation.
  • Fig. 9 Photograph of a mouse five weeks after treatment with siRNA-1 (tyrosinase) (SEQ ID NO: 2) in DMSO-ethanol castor formulation.
  • Fig. 10 Fluorescence microscopic images of a thin section of a skin area five weeks after treatment with siRNA-1 (SEQ ID NO: 2) in dimethyl sulfoxide / propylene glycol. A skin area is prepared showing the transition between the hairless and the hairy area.
  • Flg. 10A Representation of cell nuclei with bisbenzimide.
  • Fig. 10B Representation of tyrosinase by means of anti-tyrosinase antibodies.
  • the following embodiments illustrate further preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these specific embodiments.
  • CTAB DNA particle size is important. Smaller particles can easily penetrate the skin and be absorbed by the cell membrane. Therefore, CTAB DNA particle size was determined by dynamic light scattering.
  • the CTAB DNA solution in DMSO was diluted 1:10 with DMSO and water to produce various DMSO-water mixtures in the concentration range with a DMSO content (v / v) of between 10-100%.
  • a DMSO content (v / v) of between 10-100% 0.5 ml each of the different CTAB-DNA solutions in the DMSO-water mixtures was transferred to plastic cuvettes and the particle size was measured by dynamic light scattering with a Zetasizer (Malvern Instruments GmbH, 71083 Berlinberg).
  • oligonucleotides were intended for transdermal administration to human skin or mouse skin.
  • oligonucleotide (3'-GAT CCT GCA TAT GGT AGT G -5 ', SEQ ID NO: 1) molecular weight 5938.82 g / mol) was incubated with the fluorescent dye fluorescein (6FAM) (oligonucleotide 1) or TAMRA (oligonucleotide 2). marked to allow detection of the oligonucleotide in the skin cells.
  • the oligonucleotides were obtained from Biolegio (Nijmegen, The Netherlands).
  • oligonucleotide complexes For the preparation of CTAB oligonucleotide complexes, 1 mg of the oligonucleotides were dissolved in 200 ⁇ water and mixed with 400 ⁇ 10 mM CTAB. The sample was incubated on ice for 30 min and the resulting precipitate was centrifuged for 5 min at 10,000 x g. The supernatant was removed and the precipitate was suspended with 200 ⁇ water and centrifuged again. The precipitate was dried overnight in Speedvac and then taken up in 200 ⁇ DMSO. Assuming 100% precipitation efficiency, the DMSO-CTAB oligonucleotide solution contains 5 ⁇ l / ⁇ oligonucleotide.
  • the excipient may provide two particular properties in the context of this invention: A) it dilutes the DMSO, which can cause skin irritation in high concentration; and B) it enhances the uptake of the CTAB complexes into the skin and skin cells. Oils, glycols and ethanol meet these features.
  • mice were prepared for dermal application of the compositions by shaving a fur area in the neck. In each case 10 ⁇ of the composition were applied to an area of about 1 cm 2 . In some cases, the application was repeated after two days.
  • the preparation of the treated skin area was made 2 days after the last application. , The preparations were frozen in liquid nitrogen and thin sections approximately 8 ⁇ m thick were prepared for fluorescence microscopy. In some cases, nuclear staining was performed with bisbenzimide (5 min, 1 pg / ml in PBS). Evaluation of fluorescence microscopy showed after 2 days cell nuclei of epidermal cells and cells of the hair follicle and bulge region which appeared green by the fluorescein-labeled oligonucleotide. After a single application, the labeled nucleotide was already detectable in the skin tissue and skin cells.
  • the fluorescence-labeled oligonucleotide DNA was detected in the following cell types: hairy and hair root cells, skin connective tissue cells, capillary cells, muscle cells, epidermal cells.
  • siRNAs were obtained as double-stranded products with 3 'deoxythymidine overhangs (dTdT) from Eurofins MWG Operon (85560 Ebersberg, Germany).
  • siRNA-1 tyrosinase-specific
  • siRNA-2 nonspecific control
  • siRNA oligonucleotide SEQ ID NO: 2 (tyrosinase-specific) and 2 (nonspecific control; SEQ ID NO: 3) were each dissolved in 200 ⁇ water and mixed with 600 ⁇ 10mM cetyltrimethylammonium bromide solution. The result was a white turbidity which was precipitated by centrifugation at 10,000 xg for 5 min. The supernatants were discarded and the precipitates suspended in 200 ⁇ water and again centrifuged as above. The supernatants were discarded and the precipitates dried under vacuum. 200 ⁇ ethanol was added to the precipitates and the suspension was vortexed. The suspension remained cloudy. In 200 ⁇ steps more ethanol was added and mixed.
  • the complexed siRNA was completely dissolved.
  • 50 ⁇ , 10 ⁇ , 200 ⁇ of the complexed siRNA in ethanol were mixed with 950 ⁇ , 900 ⁇ and 800 ⁇ castor oil (total volume 1 ml each) by pipetting up and down. Clear solutions were generated with siRNAs.
  • siRNA oligonucleotide 1 SEQ ID NO: 2
  • 2 SEQ ID NO: 3
  • SEQ ID NO: 3 2 mg
  • the precipitate was taken up in 200 ⁇ dimethyl sulfoxide. 10 ⁇ , 20 ⁇ and 50 ⁇ of the complexed siRNA in dimethyl sulfoxide were mixed with 90 ⁇ , 80 ⁇ and 50 ⁇ propylene glycol (total volume 100 ⁇ each). Clear solutions with dissolved siRNAs were generated.
  • mice 14 mice were used to study the effect of lipophilic siRNA-Tyr complexes.
  • 3 mice were applied to the unshaved head or back skin per 20 ⁇ l of the siRNA-1 dissolved in dimethyl sulfoxide / propylene glycol (samples 1 d, 1 f and 1 g from example 12).
  • 20 ⁇ of the dissolved in ethanol / castor oil siRNA-1 (samples 1 a, 1 b and 1 c of Example 1 1) were applied to the unshaven head or back skin.
  • mice were in the same places per 20 ⁇ of dissolved in ethanol / castor oil siRNA 2 (nonspecific controls, samples 2a, 2b and 2c of Example 1 1) and 3 other mice dissolved in dimethylsulfoxide / propylene glycol siRNA 2 (nonspecific control, samples 2d, 2f and 2g of Example 12).
  • uncomplexed siRNA-1 was immediately dissolved in sterile TE (10 mM TrisCl, pH8, 2 mM EDTA) or TE with 20% (v / v) dimethylsulfoxide to a final concentration of siRNA-1 of 2 g and 20 ⁇ M each of this solution applied to one mouse each.
  • mice were kept ad libitum with water and dry diet.
  • the hairs of the mice treated with siRNA-1 (tyrosinase-specific) turned white and precipitated.
  • the siRNA-2 control hairs as well as the uncomplexed siRNA-1 treated mice remained dense and black.
  • the hair grew again with siRNA-1 (tyrosinase-specific), so that the effect was completely abolished after approx. 7 weeks after application.
  • no deviation of the siRNA-1 (tyrosinase-specific) treated mice was observable compared to the control group. Over the entire period, the mice were vital and showed no pathological changes.
  • tyrosinase protein in the skin of the treated mice was examined in thin sections using anti-tyrosinase antibodies.
  • a mouse treated with complexed siRNA-1 in dimethyl sulfoxide / propylene glycol (20%: 80%) was sacrificed at 5 weeks and cut out of a skin area that included both part of a hairless and part hairy area of the skin.
  • a skin area was used which had not been treated with complexed siRNA-1.
  • the skin fragments were over Fixed at 4 ° C in PBS with 10% formaldehyde, frozen in liquid nitrogen and cut into 8 ⁇ m thin sections.
  • the sections were incubated in 1 to 200 rabbit anti-tyrosinase antibodies diluted in PBS (Antibody-online.com, Atlanta, GA 30346, USA) for 1 hr at room temperature.
  • the sections were rinsed in PBS and incubated with rhodamine-coupled anti-rabbit antibodies for 1 hour at room temperature.
  • the sections were then rinsed with PBS and incubated for nuclear staining with 2 ⁇ g / ml bisbenzimide in PBS.
  • the sections were then rinsed again with PBS and capped with a drop of Fluoromount.
  • the thin sections were evaluated by means of a fluorescence microscope.
  • the controls which had not been treated with complexed siRNA-1, showed a clear red fluorescence in the area of the hair cells and epithelial cells.
  • the red fluorescence indicates the presence of tyrosinase in the thin sections.
  • Skin areas treated with complexed siRNA-1 showed no or greatly reduced red fluorescence.

Abstract

The subject matter of the present application are pharmaceutical or cosmetic compositions, comprising complexes dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) and comprising at least one nucleic acid and at least one organic cation; and comprising at least one pharmaceutically or cosmetically compatible auxiliary. The present invention further relates to the use of said compositions for introducing nucleic acid into, for example, human cells or tissue and to methods for producing such compositions.

Description

Dimethylsulfoxid als Lösungsmittel für Nukleinsäuren  Dimethyl sulfoxide as a solvent for nucleic acids
Gegenstand der vorliegenden Anmeldung sind pharmazeutische oder kosmetische Zusammensetzungen umfassend in Dimethylsulfoxid (DMSO) gelöste Komplexe aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation, sowie mindestens einen pharmazeutisch bzw. kosmetisch verträglichen Hilfsstoff. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung dieser Zusammensetzungen zur Einbringung von Nukleinsäure in humane Zellen oder Gewebe sowie Verfahren zur Herstellung dieser Zusammensetzungen. The present application relates to pharmaceutical or cosmetic compositions comprising complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) and at least one pharmaceutically or cosmetically acceptable adjuvant. Furthermore, the present invention relates to the use of these compositions for introducing nucleic acid into human cells or tissue and to methods for producing these compositions.
Stand der Technik State of the art
Die Verwendung von Nukleinsäuren wie Desoxyribonukleinsäure (DNA) oder Ribonukleinsäure (RNA) wird seit langer Zeit von der pharmazeutischen und kosmetischen Industrie intensiv erforscht.  The use of nucleic acids such as deoxyribonucleic acid (DNA) or ribonucleic acid (RNA) has been extensively researched by the pharmaceutical and cosmetic industries for a long time.
Ein grundsätzliches Problem bei der Entwicklung von Nukleinsäure-basierten Wirkstoffen besteht darin, dass diese ihre Wirkung in der Regel im Inneren von Zellen entfalten (z.B. im Zytosol oder im Zellkern). Aufgrund der Ladung der Nukleinsäuren findet jedoch eine Diffusion der Nukleinsäure durch die Zellmembran, welche die Zellen nach außen hin begrenzt, nur in äußerst beschränktem Ausmaß statt. Zur Überwindung dieser Barriere wurde eine Vielzahl von verschiedenen Verfahren entwickelt, um Nukleinsäure in Zellen einzubringen. Diese Verfahren umfassen beispielsweise die Elektroporation, die Verwendung von Liposomen und synthetischen Partikeln oder die direkte Injektion von nackter Nukleinsäure ins Blut zum Zwecke der anschließenden Aufnahme derselben durch die entsprechenden Zielzellen. A fundamental problem with the development of nucleic acid-based drugs is that they typically exert their action inside cells (e.g., in the cytosol or in the nucleus). However, due to the charge of the nucleic acids, diffusion of the nucleic acid through the cell membrane, which confines the cells to the outside, takes place only to a very limited extent. To overcome this barrier, a variety of different methods have been developed to introduce nucleic acid into cells. These methods include, for example, electroporation, the use of liposomes and synthetic particles, or the direct injection of naked nucleic acid into the blood for the purpose of subsequent uptake by the corresponding target cells.
Im Stand der Technik sind darüber hinaus zahlreiche Verfahren zur Einbringung von Nukleinsäure in Zellen im Rahmen von gentherapeutischen Ansätzen bekannt, wobei üblicherweise virale Vektorsysteme zum Einsatz kommen. Die in diesen Verfahren eingesetzten Vektorsysteme werden aus natürlich vorkommenden Viren entwickelt, die in der Regel so modifiziert wurden, dass sie nicht länger in der Lage sind, sich in den Zellen zu replizieren. Die viralen Vektoren werden von speziellen Verpackungszelllinien hergestellt und lassen sich aus dem Kulturüberstand entsprechender Zellkulturen reinigen. Bedenken hinsichtlich der Sicherheit solcher Vektorsysteme bestehen u.a. aufgrund der möglichen Rekombination mit natürlich vorkommenden Viren. Es ist nicht ausgeschlossen, dass bei einer solchen Rekombination rekombinante pathogene Viren entstehen könnten, die ein Risiko für den therapeutisch behandelten Organismus darstellen. In addition, numerous methods for introducing nucleic acid into cells in the context of gene therapy approaches are known in the prior art, whereby viral vector systems are usually used. The used in these methods Vector systems are developed from naturally occurring viruses, which have typically been modified so that they are no longer able to replicate in the cells. The viral vectors are produced by special packaging cell lines and can be purified from the culture supernatant of appropriate cell cultures. Concerns about the safety of such vector systems are due, among other things, to possible recombination with naturally occurring viruses. It is not excluded that such a recombination could give rise to recombinant pathogenic viruses which pose a risk to the therapeutically treated organism.
Neben den viralen Vektorsystemen sind auch nicht-virale Vektoren in der Gentherapie üblich. Geeignete nicht-virale Vektoren werden mit Hilfe von rekombinanten DNA-Verfahren hergestellt und entweder in Form von "nackter DNA" oder in komplexierter Form in die jeweilige Zielzelle eingebracht. Dabei werden die Nukleinsäuren für den Transport über die Zellmembran beispielsweise an Polylysin gekoppelt. Diese Systeme sind allerdings hinsichtlich ihrer Effizienz unbefriedigend, da lediglich geringe Mengen an Nukleinsäure von den entsprechenden Zielzellen aufgenommen werden. In addition to viral vector systems, non-viral vectors are also common in gene therapy. Suitable non-viral vectors are prepared by recombinant DNA techniques and introduced either in the form of "naked DNA" or in complexed form into the respective target cell. The nucleic acids are coupled to polylysine for transport via the cell membrane, for example. However, these systems are unsatisfactory in their efficiency since only small amounts of nucleic acid are taken up by the corresponding target cells.
Die Möglichkeit der Einbringung von nackter Nukleinsäure wird seit langer Zeit auch intensiv im Zusammenhang mit einer DNA-Vakzinierung erforscht. So konnte gezeigt werden, dass durch direkte intramuskuläre Injektion von RNA- oder DNA-Vektoren, die für verschiedene Enzyme kodierten, eine Gen-Expression im lebenden Organismus erreicht werden kann (Wolff et al. (1 990), Science, 247, 1465-1468). The possibility of incorporation of naked nucleic acid has long been explored intensively in the context of DNA vaccination. Thus, it has been shown that gene expression in the living organism can be achieved by direct intramuscular injection of RNA or DNA vectors which code for different enzymes (Wolff et al. (1990), Science, 247, 1465). 1468).
Trotz der oben dargestellten Entwicklungen besteht weiterhin ein Bedürfnis nach einem einfachen und kostengünstigen Verfahren zur Einbringung von Nukleinsäure in Zellen oder Gewebe von lebenden Organismen. Das Verfahren sollte vorzugsweise mit einem geringen gesundheitlichen Risiko verbunden sein und möglichst auf virale Vektorsysteme und ähnliche Hilfsmittel verzichten. Es wurde nunmehr überraschenderweise festgestellt, dass Nukleinsäure, die in bestimmter Weise mit organischen Kationen komplexiert sind, hervorragend in Dimethylsulfoxid (DMSO) löslich sind. In DMSO gelöste Nukleinsäuren können direkt beispielsweise durch die Haut eines lebenden Säugetiers in das Zellinnere verabreicht werden. Wie sich mittels Fluoreszenzmarkierung feststellen lässt, können die Nukleinsäuren dabei überraschenderweise bis in die Zellkerne der Hautzellen eindringen. Zusammenfassung der Erfindung Despite the developments outlined above, there continues to be a need for a simple and inexpensive method of introducing nucleic acid into cells or tissues of living organisms. The method should preferably be associated with a low health risk and if possible renounce viral vector systems and similar aids. It has now surprisingly been found that nucleic acid, which are complexed in a certain way with organic cations, are outstandingly soluble in dimethyl sulfoxide (DMSO). Nucleic acids dissolved in DMSO can be administered directly into the cell interior, for example through the skin of a living mammal. As can be determined by means of fluorescent labeling, the nucleic acids can surprisingly penetrate into the cell nuclei of the skin cells. Summary of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft somit in einem ersten Aspekt eine pharmazeutische oder kosmetische Zusammensetzung umfassend:  The present invention thus relates in a first aspect to a pharmaceutical or cosmetic composition comprising:
a) in Dimethylsulfoxid (DMSO) gelöste Komplexe aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation; und  a) complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO); and
b) mindestens einen pharmazeutisch bzw. kosmetisch verträglichen Hilfsstoff.  b) at least one pharmaceutically or cosmetically acceptable excipient.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen offenbart. Further preferred embodiments of the invention are disclosed in the following description and the dependent claims.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung Zusammensetzungen und deren Herstellung Detailed Description of the Invention Compositions and their preparation
Die vorliegende Erfindung stellt Zusammensetzungen bereit, die Dimethylsulfoxid als organisches Lösungsmittel umfassen. Darin gelöst sind eine oder mehrere mit einem oder mehreren organischen Kationen komplexierte Nukleinsäuren. Die Nukleinsäuren sind in der Regel derart komplexiert, dass die negativen Ladungen der Nukleinsäuren durch positive Ladungen der organischen Kationen im Wesentlichen vollständig kompensiert sind. „Im Wesentlichen vollständig kompensiert" bedeutet hier insbesondere, dass das Verhältnis der Anzahl an positiven Ladungen der Kationen zu negativen Ladungen der Nukleinsäure vorzugsweise größer oder gleich 0,5 ist, vorzugsweise größer oder gleich 0,6 ist, vorzugsweise größer oder gleich 0,7 ist, vorzugsweise größer oder gleich 0,8 ist, vorzugsweise größer oder gleich 0,9 ist, vorzugsweise größer oder gleich 0,91 ist, vorzugsweise größer oder gleich 0,92 ist, vorzugsweise größer oder gleich 0,93 ist, vorzugsweise größer oder gleich 0,94 ist, vorzugsweise größer oder gleich 0,95 ist, vorzugsweise größer oder gleich 0,96 ist, vorzugsweise größer oder gleich 0,97 ist, vorzugsweise größer oder gleich 0,98 ist, vorzugsweise größer oder gleich 0,985 ist, vorzugsweise größer oder gleich 0,99 ist, vorzugsweise größer oder gleich 0,995 ist, oder sogar gleich 1 ist. Das Verhältnis der Anzahl an positiven Ladungen der Kationen zu negativen Ladungen der Nukleinsäure kann beispielsweise in dem Bereich 0,5 - 2 liegen, z.B. im Bereich 0,6 - 1 ,8 liegen, im Bereich 0,7 - 1 ,3 liegen, im Bereich 0,8 - 1 ,2 liegen, im Bereich 0,9 - 1 ,1 liegen, im Bereich 0,91 - 1 ,09 liegen, im Bereich 0,92 - 1 ,08 liegen, im Bereich 0,93 - 1 ,07 liegen , im Bereich 0,94 - 1 ,06 liegen, im Bereich 0,95 - 1 ,05 liegen, im Bereich 0,96 - 1 ,04 liegen, im Bereich 0,96 - 1 ,04 liegen, im Bereich 0,97 - 1 ,03 liegen, im Bereich 0,98 - 1 ,02 liegen, im Bereich 0,99 - 1 ,01 liegen, im Bereich 0,995 - 1 ,005 liegen, oder sogar gleich 1 sein. Letzterer Wert wird insbesondere dann erzielt, wenn bei der Herstellung (siehe später) Kationen bei der Fällung der Nukleinsäure im Überschuss vorliegen und das Präzipitat aus organischen Kationen und Nukleinsäure mit Wasser gewaschen wird. The present invention provides compositions comprising dimethylsulfoxide as an organic solvent. One or more nucleic acids complexed with one or more organic cations are dissolved therein. The nucleic acids are usually complexed in such a way that the negative charges of the nucleic acids are substantially completely compensated by positive charges of the organic cations. "Substantially completely compensated" here means, in particular, that the ratio of the number of positive charges of the cations to negative charges of the nucleic acid is preferably greater than or equal to 0.5, preferably greater than or equal to 0.6, preferably greater than or equal to 0.7 is preferably greater than or equal to 0.8, preferably greater than or equal to 0.9, preferably greater than or equal to 0.91, preferably greater than or equal to 0.92, preferably greater than or equal to 0.93, preferably greater than or equal to is 0.94, preferably greater than or equal to 0.95, preferably greater than or equal to 0.96, preferably greater than or equal to 0.97, preferably greater than or equal to 0.98, preferably greater than or equal to 0.985, preferably is greater than or equal to 0.99, preferably greater than or equal to 0.995, or even equal to 1. The ratio of the number of positive charges of the cations to negative charges of the nuclei For example, acid can be in the range 0.5-2, for example in the range 0.6-1.8, in the range 0.7-1.3, in the range 0.8-1.2, in the range 0 , 9 - 1, 1, are in the range 0.91 - 1, 09, in the range 0.92 - 1, 08 lie, in the range 0.93 - 1, 07 lie, in the range 0.94 - 1, 06 lie in the area 0,95 - 1, 05, lying in the range 0,96 - 1, 04, lying in the range 0,96 - 1, 04, lying in the range 0,97 - 1, 03, in the range 0,98 - 1, 02, are in the range 0.99 - 1, 01, in the range 0.995 - 1.005 are, or even equal to 1. The latter value is achieved, in particular, when cations are present in the precipitation of the nucleic acid in excess during the preparation (see later) and the precipitate of organic cations and nucleic acid is washed with water.
Es wurde festgestellt, dass es durch diese Form der Komplexierung möglich ist, Nukleinsäuren, die ansonsten in organischen Lösungsmitteln nicht löslich sind, in hohen Mengen in DMSO in Lösung zu bringen. Nukleinsäuren, wie z.B. DNA oder RNA, sind unter physiologischen Bedingungen anionische Polymere, die über eine hohe Anzahl von negativ geladenen Phosphat-Gruppen verfügen. Aufgrund der Ladung der Polymere sind diese in wässriger Lösung gut löslich, während die Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln äußerst gering ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung konnte zudem gezeigt werden, dass sich die in DMSO gelösten, komplexierten Nukleinsäuren in wirksamer Weise in Zellen und/oder Gewebe z.B. eines Säugetiers einbringen lassen. Insbesondere die dermale oder transdermale Einbringung der erfindungsgemäß komplexierten Nukleinsäuren (d.h. z.B. die Einbringung über die Haut eines Säugetiers) hat sich als hoch effizient erwiesen. Bereits wenige Stunden nach dem Auftragen auf die Haut konnten entsprechend markierte Nukleinsäuren in verschiedenen Hautzellen und im Bindegewebe darunter nachgewiesen werden. Die erfindungsgemäß komplexierten Nukleinsäuren eignen sich daher in besonderer Weise als Bestandteil von kosmetischen und/oder pharmazeutischen Zusammensetzungen zur Verwendung bei der Einbringung von Nukleinsäure in Zellen und/oder Gewebe, z.B. in Zellen und/oder Gewebe der Haut. It has been found that this form of complexation makes it possible to solubilize nucleic acids, which are otherwise insoluble in organic solvents, in high amounts in DMSO. Nucleic acids, e.g. DNA or RNA, under physiological conditions, are anionic polymers that have a high number of negatively charged phosphate groups. Due to the charge of the polymers, these are readily soluble in aqueous solution, while the solubility in organic solvents is extremely low. In the context of the present invention, it has also been shown that the complexed nucleic acids dissolved in DMSO can be effectively absorbed into cells and / or tissue, e.g. of a mammal. In particular, the dermal or transdermal incorporation of the complexed nucleic acids according to the invention (i.e., for example, via the mammalian skin) has proven to be highly efficient. Just a few hours after application to the skin, correspondingly labeled nucleic acids could be detected in various skin cells and in the connective tissue underneath. The nucleic acids complexed according to the invention are therefore particularly suitable as a constituent of cosmetic and / or pharmaceutical compositions for use in the introduction of nucleic acid into cells and / or tissue, e.g. in cells and / or tissue of the skin.
„Mindestens ein organisches Kation" bedeutet, dass mindestens ein Typ an organischem Kation vorliegt (z.B. CTAB). Es können aber auch Kationengemische von zwei oder mehr, drei oder mehr, vier oder mehr, fünf oder mehr, etc. unterschiedlichen organischen Kationen vorliegen (z.B. CTAB neben DDAB). Üblicherweise ist das mindestens eine organische Kation einfach positiv geladen. Dem Fachmann ist klar, dass der Ausdruck nicht auf die Stoffmenge abstellt. "At least one organic cation" means that at least one type of organic cation is present (eg, CTAB), but there may also be cation mixtures of two or more, three or more, four or more, five or more, etc. different organic cations ( For example, CTAB besides DDAB.) Usually, the at least one organic cation is simply positively charged, and it will be apparent to those skilled in the art that the term is not indicative of the amount of substance.
Die Formulierung„in Dimethylsulfoxid gelöste Komplexe", wie hierin verendet, soll bedeuten, dass die Komplexe in DMSO gelöst vorliegen. Neben der Lösung in DMSO alleine schließt dies auch die Fälle mit ein, in denen Lösungsmittelgemische (d.h. unter Bildung einer homogenen Phase) von DMSO mit einem oder mehr, zwei oder mehr, drei oder mehr, vier oder mehr, fünf oder mehr, etc. weiteren organischen Lösungsmitteln vorliegen. Die Nukleinsäuren sind dann entsprechend in diesen DMSO-haltigen Lösungsmittelgemischen gelöst. Bei Vorliegen eines nichthomogenen Gemisches mit mehreren Phasen liegen die Nukleinsäurekomplexe erfindungsgemäß - zumindest vorwiegend - in der DMSO-haltigen Phase vor. The phrase "dimethylsulfoxide-dissolved complexes" as used herein is intended to mean that the complexes are dissolved in DMSO In addition to the solution in DMSO alone, this also includes the cases in which solvent mixtures (ie homogeneous phase) of DMSO with one or more, two or more, three or more, four or more, five or more, etc. of other organic solvents. The nucleic acids are then dissolved accordingly in these DMSO-containing solvent mixtures. In the presence of a nonhomogeneous mixture with several phases, the nucleic acid complexes according to the invention are present - at least predominantly - in the DMSO-containing phase.
„Mindestens eine Nukleinsäure" bedeutet, dass mindestens eine Nukleinsäure vorliegt. Es können aber auch Nukleinsäuregemische von zwei oder mehr, drei oder mehr, vier oder mehr, fünf oder mehr, etc. unterschiedlichen Nukleinsäuren vorliegen. Der Unterschied kann beispielsweise im Typ der Nukleinsäure (z.B. DNA neben RNA) und/oder der Sequenz der Nukleinsäuren (Länge und/oder Basenabfolge) begründet sein. "At least one nucleic acid" means that at least one nucleic acid is present, but there may also be nucleic acid mixtures of two or more, three or more, four or more, five or more, etc. different nucleic acids. eg DNA in addition to RNA) and / or the sequence of the nucleic acids (length and / or base sequence).
Die mindestens eine Nukleinsäure in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung löst sich in DMSO aufgrund der Ladungskompensation in den gebildeten Komplexen. Die Lösung der Nukleinsäure benötigt daher nicht die Bildung von Micellen, Liposomen oder ähnlichen nanopartikulären Strukturen. Üblicherweise liegen daher in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung Komplexe aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation gelöst vor, wobei die Komplexe sich nicht im Inneren einer Micelle, eines Liposoms oder ähnlichen synthetischen nanopartikulären Strukturen befinden. In einigen Ausführungsformen enthalten die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sogar überhaupt keine Micellen, Liposomen oder synthetische Nanopartikel. The at least one nucleic acid in the compositions of the present invention dissolves in DMSO due to charge compensation in the complexes formed. The solution of the nucleic acid therefore does not require the formation of micelles, liposomes or similar nanoparticulate structures. Usually, therefore, complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation are dissolved in the compositions of the present invention, wherein the complexes are not located inside a micelle, a liposome or similar synthetic nanoparticulate structures. In some embodiments, the compositions of the present invention even contain no micelles, liposomes, or synthetic nanoparticles at all.
Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung erfindungsgemäß geeigneter Komplexe aus Nukleinsäure und organischem Kation umfasst die Lösung mindestens einer Nukleinsäure in einer wässrigen Flüssigkeit, insbesondere Wasser (z.B. demineralisiertes Wasser), Präzipitation der mindestens einen Nukleinsäure durch Zugabe von mindestens einem organischem Kation, das mit der Nukleinsäure einen in der wässrigen Lösung unlöslichen Komplex bildet, und anschließende Aufnahme des Präzipitats in DMSO oder DMSO-haltigem Lösungsmittelgemisch. A suitable process for preparing complexes of nucleic acid and organic cation which are suitable according to the invention comprises dissolving at least one nucleic acid in an aqueous liquid, in particular water (eg demineralized water), precipitating the at least one nucleic acid by adding at least one organic cation containing the nucleic acid forms insoluble complex in the aqueous solution, and subsequent uptake of the precipitate in DMSO or DMSO-containing solvent mixture.
Ein solches Verfahren kann folgende Schritte umfassen: Such a method may include the following steps:
a) Bereitstellen von Komplexen aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation, b) Lösen der Komplexe in DMSO oder DMSO-haltigem Lösungsmittelgemisch, und c) Zusetzen eines pharmazeutisch oder kosmetisch verträglichen Hilfsstoffs zu der DMSO- Lösung oder dem DMSO-haltigen Lösungsmittelgemisch mit den darin gelösten Komplexen aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation, soweit das DMSO oder das DMSO-haltige Lösungsmittelgemisch aus b) nicht bereits den pharmazeutisch oder kosmetisch verträglichen Hilfsstoff enthält. a) providing complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation, b) dissolving the complexes in DMSO or DMSO-containing solvent mixture, and c) adding a pharmaceutically or cosmetically acceptable excipient to the DMSO solution or the DMSO-containing solvent mixture having the complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation dissolved therein the DMSO or the DMSO-containing solvent mixture from b) does not already contain the pharmaceutically or cosmetically acceptable excipient.
Insbesondere kann ein solches Verfahren die folgenden Schritte umfassen: In particular, such a method may comprise the following steps:
a) Bereitstellen einer Lösung mit mindestens einer in einer wässrigen ersten Flüssigkeit gelösten Nukleinsäure, a) providing a solution with at least one nucleic acid dissolved in an aqueous first liquid,
b) Präzipitieren der mindestens einen Nukleinsäure durch Zusatz mindestens eines mit der Nukleinsäure in der ersten Flüssigkeit unlösliche Komplexe bildenden organischen Kations (Komplexbildner) zu der ersten Flüssigkeit, b) precipitating the at least one nucleic acid by adding at least one organic cation (complexing agent) which forms insoluble complexes with the nucleic acid in the first liquid to the first liquid,
c) Abtrennen der Komplexe von der ersten Flüssigkeit, c) separating the complexes from the first liquid,
d) Lösen der Komplexe in DMSO oder DMSO-haltigem Lösungsmittelgemisch (zweite Flüssigkeit), und d) dissolving the complexes in DMSO or DMSO-containing solvent mixture (second liquid), and
e) Zusetzen des pharmazeutisch oder kosmetisch verträglichen Hilfsstoffs zu der zweiten Flüssigkeit mit den gelösten Komplexen aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation, soweit das DMSO oder das DMSO-haltige Lösungsmittelgemisch aus d) nicht bereits den pharmazeutisch oder kosmetisch verträglichen Hilfsstoff enthält. e) adding the pharmaceutically or cosmetically acceptable excipient to the second liquid with the dissolved complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation, as far as the DMSO or the DMSO-containing solvent mixture from d) does not already contain the pharmaceutically or cosmetically acceptable excipient.
Das Zusetzen des pharmazeutisch oder kosmetisch verträglichen Hilfsstoffs kann selbstverständlich zu jedem geeigneten Zeitpunkt während des Verfahrens erfolgen. The addition of the pharmaceutically or cosmetically acceptable excipient may, of course, be done at any convenient time during the process.
Geeignete organische Kationen im Rahmen der vorliegenden Erfindung (bzw. Quellen für die Kationen) sind dabei beispielsweise kationische Detergenzien, Lipide und Stickstoffverbindungen mit quartärem Stickstoff, wie z.B. organische Ammoniumsalze. Insbesondere können als Quelle für organische Kationen eine oder mehrere Verbindungen der Formel NR4X verwendet werden, wobei R jeweils unabhängig voneinander ein Kohlenwasserstoff rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, der verzweigt oder unverzweigt sein kann, ist und X ein Halogen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chlor, Brom, lod ist, insbesondere Chlor oder Brom, vorzugsweise Brom. Insbesondere enthält der Kohlen wasserstoffrest jedoch vorzugsweise nur C- und H-Atome. Gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung kann die Quelle für das mindestens eine organische Kation eine oder mehrere Verbindungen der Formel NR1R2R3R4X sein, wobei R1, R2, R3 und R4 organische Reste darstellen, insbesondere Kohlen Wasserstoff reste wie vorstehend definiert, und wobei zumindest R1 ein C1 -Rest ist und R2 bis R4 längerkettige Reste sind, oder Suitable organic cations in the context of the present invention (or sources for the cations) are, for example, cationic detergents, lipids and nitrogen compounds with quaternary nitrogen, for example organic ammonium salts. In particular, one or more compounds of formula NR 4 X may be used as the source of organic cations, each R independently being a hydrocarbon radical of 1 to 20 carbon atoms which may be branched or unbranched, and X is a halogen selected from the group consisting of from chlorine, bromine, iodine, in particular chlorine or bromine, preferably bromine. In particular, however, the hydrocarbon radical preferably contains only C and H atoms. According to further embodiments of the invention, the source of the at least one organic cation may be one or more compounds of the formula NR 1 R 2 R 3 R 4 X, where R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are organic radicals, in particular carbon hydrogen radicals as defined above, and wherein at least R 1 is a C 1 radical and R 2 to R 4 are longer-chain radicals, or
R1 und R2 jeweils ein C1 -Rest sind und R3 sowie R4 längerkettige Reste sind, oder R 1 and R 2 are each a C 1 radical and R 3 and R 4 are longer chain radicals, or
R1, R2 und R3 jeweils ein C1 -Rest sind und R4 ein längerkettiger Rest ist. R 1 , R 2 and R 3 are each a C 1 radical and R 4 is a longer chain radical.
Insbesondere sind die Reste R1, R2, R3 und R4 jeweils und unabhängig voneinander wie nachstehend für "R" definiert. In particular, the radicals R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each and independently of one another as defined below for "R".
R ist in den Verbindungen der Formel NR4X vorzugsweise ein Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, der verzweigt oder unverzweigt sein kann. Insbesondere können einer oder mehrere, insbesondere zwei oder drei, von R relativ kurzkettige Reste wie C1 bis C3, wie Methyl, Ethyl und Propyl sein, während ein R ein längerer Rest wie C8 oder CI O bis C20, insbesondere C10 bis C16, wie Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Cetyl, Heptadecyl, Icosanyl, Stearyl oder Nonadecyl ist. Eine bevorzugte Kombination von Resten R ist drei Methylreste und ein längerkettiger Rest, insbesondere ein wie vorstehend definierter C10 bis C20-Kohlenwasserstoffrest wie insbesondere ein Cetylrest wie in Cetyltrimethylammoniumbromid (CTAB). Vorzugsweise umfasst R keine aromatischen und/oder nicht-aromatischen Ringsysteme R in the compounds of the formula NR 4 X is preferably an alkyl radical having 1 to 20 carbon atoms, which may be branched or unbranched. In particular, one or more, especially two or three, of R may be relatively short chain radicals such as C1 to C3, such as methyl, ethyl and propyl, while an R may be a longer radical such as C8 or CI O to C20, especially C10 to C16 such as octyl , Nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, cetyl, heptadecyl, icosanyl, stearyl or nonadecyl. A preferred combination of radicals R is three methyl radicals and one long-chain radical, in particular a C10 to C20 hydrocarbon radical as defined above, in particular a cetyl radical as in cetyltrimethylammonium bromide (CTAB). Preferably, R does not comprise aromatic and / or non-aromatic ring systems
Vorzugsweise handelt es sich bei dem mindestens einen organischen Kation (bzw. der Quelle für das Kation) um ein oder mehrere quartäre Amine, wobei CTAB besonders bevorzugt ist. Andere Verbindungen, die sich erfindungsgemäß für die Komplexierung der Nukleinsäuren eignen, umfassen Benzethoniumchlorid, Benzalkonium, Benzalkoniumchlorid, Didecyldimethylammoniumbromid (DCAB), Dodecyltrimethylammoniumbromid (DCTAB), DOTAP, Lipofectin, Lipofectamin N-[1 -(2,3-dioleyloxy)propyl]-N,N,N-trimethylammonium- chloride (DOTMA), Dimethyldioctadecyl-ammoniumbromid (DDAB), dioleyl- dimethylammoniumchloride (DODAC), 2,3-Dioleoyloxy-N-[2-(spermidin carboxy- amido)ethyl]-N-Ndimethyl-1 -propaniniumtrifluoracetat (DOSPA), Diheptadecylamidoglycyl- spermidin (DHGS) und Ähnliche. Vorzugsweise ist das organische Kation nicht Polylysin und/oder TC-Chol. Preferably, the at least one organic cation (or source of the cation) is one or more quaternary amines, with CTAB being particularly preferred. Other compounds which are suitable according to the invention for complexing the nucleic acids include benzethonium chloride, benzalkonium, benzalkonium chloride, didecyldimethylammonium bromide (DCAB), dodecyltrimethylammonium bromide (DCTAB), DOTAP, lipofectin, lipofectamine N- [1- (2,3-dioleyloxy) propyl] - N, N, N-trimethylammonium chlorides (DOTMA), dimethyldioctadecylammonium bromide (DDAB), dioleyldimethylammonium chlorides (DODAC), 2,3-dioleoyloxy-N- [2- (spermidinecarboxylic amido) ethyl] -N-dimethyl-1-propaninium trifluoroacetate (DOSPA), diheptadecylamidoglycyl spermidine (DHGS) and the like. Preferably, the organic cation is not polylysine and / or TC-chol.
Vorzugsweise wird der Komplexbildner der ersten Flüssigkeit in Schritt b) in gelöster Form zugesetzt. Dadurch wird eine schnellere Präzipitation ermöglicht als beim Zusatz eines ungelösten Komplexbildners. Die Nukleinsäure wird dabei mit dem mindestens einen organischen Kation vorzugsweise so komplexiert, dass ein Verhältnis von im Wesentlichen 1 :1 (d.h. im Wesentlichen vollständig kompensiert) zwischen den negativen Ladungen (d.h. den anionischen Gruppen) der mindestens einen Nukleinsäure und den Ladungen des mindestens einen organischen Kations vorliegt. Insbesondere organischen Kationen wie die oben erwähnten, z.B. CTAB, sind in der Lage, die positiv geladene Gruppe in einen ausreichend kleinen Abstand an das negativ geladene Sauerstoffatom der Nukleinsäure anzunähern, sodass eine ausreichende (lokale) Abschirmung der Gesamtladung beider Ionen bewirkt wird. Preferably, the complexing agent is added to the first liquid in step b) in dissolved form. This allows a faster precipitation than when adding an undissolved complexing agent. The nucleic acid is thereby preferably complexed with the at least one organic cation such that a ratio of substantially 1: 1 (ie substantially completely compensated) between the negative charges (ie the anionic groups) of the at least one nucleic acid and the charges of the at least one organic cation is present. In particular, organic cations such as those mentioned above, e.g. CTAB, are able to approximate the positively charged group in a sufficiently small distance to the negatively charged oxygen atom of the nucleic acid, so that a sufficient (local) shielding of the total charge of both ions is effected.
Vorteilhaft an der Einstellung eines solchen Verhältnisses ist, dass der Komplex aus organischen Kationen und Nukleinsäure insgesamt annähernd ladungsneutral ist, d.h. im Wesentlichen vollständig komplexiert ist. Die komplexierte Nukleinsäure ist daher in einem wässrigen Medium weitestgehend unlöslich und kann bei der Herstellung in wässrigen Medien als unlösliches Präzipitat abgetrennt werden. Diese Eigenschaft erleichtert somit die Herstellung der gewünschten, stöchiometrisch komplexierten Nukleinsäure. Das Abtrennen der Komplexe gemäß Schritt c) erfolgt daher vorzugsweise mittels Zentrifugation oder Filtration. Diese Verfahren stellen eine besonders einfache und effiziente Art der Abtrennung der präzipitierten Komplexe dar. Das Präzipitat kann z.B. durch Zentrifugation zum Beispiel für 1 bis 10 Minuten, vorzugsweise 5 Minuten, bei 10000 bis 20000 x g , vorzugsweise 15000 x g, abgetrennt werden. Gegebenenfalls kann dieser Vorgang nach erneuter Aufnahme des gefällten Niederschlags in Wasser mehrmals durchgeführt werden, dadurch kann beispielsweise ein Überschuss an freien quartären Aminen abgetrennt werden. Vorteilhaft an der Einstellung eines solchen Verhältnisses ist ferner, dass bei Kontakt der so komplexierten Nukleinsäure mit einer lebenden Zelle oder einem Organ eines Lebewesens keine bzw. nur wenige freie organische Kationen mit den Zellen oder dem Organismus wechselwirken können. Als Folge davon können die organischen Kationen keine cytotoxischen Effekte oder andere Störungen des Metabolismus bei den Zellen auslösen, was ansonsten häufig vorkommen kann. lm Zuge der Komplexierung der mindestes einen Nukleinsäuren können selbstverständlich wie oben erwähnt auch verschiedene organische Kationen Verwendung finden, indem man Mischungen unterschiedlicher organischer Kationen zu der Nukleinsäure-haltigen wässrigen Flüssigkeit gibt, um die Nukleinsäure-Komplexe zu präzipitieren. An advantage of the setting of such a ratio is that the total of organic cations and nucleic acid is approximately charge neutral, that is essentially completely complexed. The complexed nucleic acid is therefore largely insoluble in an aqueous medium and can be separated in the preparation in aqueous media as an insoluble precipitate. This property thus facilitates the production of the desired, stoichiometrically complexed nucleic acid. The separation of the complexes according to step c) therefore preferably takes place by means of centrifugation or filtration. These methods are a particularly simple and efficient way of separating the precipitated complexes. For example, the precipitate may be separated by centrifugation for 1 to 10 minutes, preferably 5 minutes, at 10,000 to 20,000 xg, preferably 15,000 xg. Optionally, this process can be performed several times after re-inclusion of precipitated precipitate in water, thereby, for example, an excess of free quaternary amines can be separated. An advantage of setting such a ratio is further that upon contact of the thus complexed nucleic acid with a living cell or an organ of a living organism no or only a few free organic cations can interact with the cells or the organism. As a result, the organic cations can not elicit cytotoxic effects or other metabolic disorders in the cells, which otherwise can be common. Of course, as mentioned above, in the course of complexing the at least one nucleic acid, various organic cations can also be used by adding mixtures of different organic cations to the nucleic acid-containing aqueous liquid to precipitate the nucleic acid complexes.
Die durch Präzipitation erhaltenen Komplexe werden in DMSO oder DMSO-haltigen Lösungsmittelgemischen gelöst. Die Nuklei nsäurekomplexe können unmittelbar in DMSO gelöst werden, in DMSO gelöst werden und dann mit einem anderen Lösungsmittel gemischt werden, oder auch zunächst in einen anderem Lösungsmittel wie z.B. Ethanol aufgenommen werden und dann mit DMSO gemischt werden. In jedem Fall befinden sich die gelösten Komplexe erfindungsgemäß, zumindest im Wesentlichen, in der DMSO-haltigen Phase. Nach Aufnahme in DMSO oder DMSO-haltigen Lösungsmittelgemischen enthalten diese im Wesentlichen vorzugsweise keine organischen Kationen, die über die zur Kompensation der negativen Ladungen der Nukleinsäure erforderliche Menge hinaus gehen. Dies bedeutet, dass die Anzahl der gesamten positiven Ladungen der organischen Kationen in dem DMSO oder DMSO-haltigen Lösungsmittelgemisch im Wesentlichen mit der Anzahl der negativen Ladungen der Nukleinsäure identisch ist. The complexes obtained by precipitation are dissolved in DMSO or DMSO-containing solvent mixtures. The nucleic acid complexes can be directly dissolved in DMSO, dissolved in DMSO, and then mixed with another solvent, or else first into another solvent, e.g. Ethanol and then mixed with DMSO. In any case, the dissolved complexes are according to the invention, at least substantially, in the DMSO-containing phase. After incorporation into DMSO or DMSO-containing solvent mixtures, these essentially essentially do not contain any organic cations which go beyond the amount required to compensate for the negative charges of the nucleic acid. This means that the number of total positive charges of the organic cations in the DMSO or DMSO-containing solvent mixture is substantially identical to the number of negative charges of the nucleic acid.
Organische Lösungsmittel, die besonders geeignet zur Mischung mit DMSO sind, umfassen insbesondere ein- oder mehrwertige Alkohole oder teilweise veretherte Alkohole. Bevorzugt enthält das oder die zusätzlichen Lösungsmittel daher mindestens eine Ether-Gruppe und/oder mindestens eine Hydroxyl-Gruppe. Als Lösungsmittel besonders gut geeignete (amphiphile) Verbindungen können durch die Formel HO- 1 -O-R2 beschrieben werden. Dabei ist R1 und R2 jeweils ein Kohlenwasserstoff rest mit 1 bis 100 Kohlenstoffatomen. Insbesondere sind C1 bis C5-Alkohole geeignet, wie z.B. Methanol, Ethanol, 1 -Propanol oder 2-Propanol, Butanol, wie 1 -Butanol, oder Pentadiol, wie 1 -Pentadiol. Ferner sind mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglykol oder teilweise veretherte Derivate davon, wie z.B. Ethylenglykol, das mit Methanol, Ethanol, Propanol oder Butanol verethert ist, wie beispielsweise Ethylenglykolether, wie insbesondere Ethylenglykolmonobutylether, -ethylether oder methylether, verwendbar. Alternativ können gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie z.B. auf Benzol basierende aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Styrol, verwendet werden, also insbesondere mit C1 bis C3-Resten substituierte Benzole. Alternativ können halogenhaltige Lösungsmittel wie Chloroform, Dichlormethan oder Tetrachlorkohlenstoff oder andere heteroatomhaltige Lösungsmittel, wie Dimethylformamid oder Tetrahydrofuran, verwendet werden. Insbesondere für pharmazeutische und kosmetische Anwendungen ist es jedoch bevorzugt, wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung keine halogenierten Kohlenwasserstoffe umfassen. Besonders bevorzugt sind Lösungsmittelmischungen von DMSO mit Ethanol, Glycerin, Ethylenglykol und/oder Propylenglycol. Organic solvents which are particularly suitable for mixing with DMSO include in particular monohydric or polyhydric alcohols or partially etherified alcohols. The additional solvent (s) therefore preferably contains at least one ether group and / or at least one hydroxyl group. Particularly suitable as solvents (amphiphilic) compounds can be described by the formula HO-1 -O-R2. In this case, R 1 and R 2 are each a hydrocarbon radical having 1 to 100 carbon atoms. In particular, C1 to C5 alcohols are suitable, such as, for example, methanol, ethanol, 1-propanol or 2-propanol, butanol, such as 1-butanol, or pentadiol, such as 1-pentadiol. Further, polyhydric alcohols, such as ethylene glycol or partially etherified derivatives thereof, such as ethylene glycol, which is etherified with methanol, ethanol, propanol or butanol, such as ethylene glycol ethers, in particular ethylene glycol monobutyl ether, ethyl ether or methyl ether, usable. Alternatively, it is possible to use saturated or unsaturated hydrocarbons, for example benzene-based aromatic hydrocarbons, such as styrene, ie in particular benzenes substituted by C1 to C3 radicals. Alternatively, halogen-containing solvents such as chloroform, dichloromethane or carbon tetrachloride or other heteroatom-containing solvents such as dimethylformamide or tetrahydrofuran may be used. Especially however, for pharmaceutical and cosmetic applications it is preferred that the composition of the invention does not comprise halogenated hydrocarbons. Particular preference is given to solvent mixtures of DMSO with ethanol, glycerol, ethylene glycol and / or propylene glycol.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können im Prinzip jeden beliebigen Anteil an DMSO umfassen. Sie können einen DMSO-Anteil von etwa 1 % (v/v) oder mehr, von etwa 5% (v/v) oder mehr, von etwa 10% (v/v) oder mehr, von etwa 15% (v/v) oder mehr, von etwa 20% (v/v) oder mehr, von etwa 30% (v/v) oder mehr, von etwa 40% (v/v) (v/v) oder mehr, von etwa 50% (v/v) oder mehr, von 60% (v/v) oder mehr, von etwa 70% (v/v) oder mehr, von etwa 80% (v/v) oder mehr, von etwa 90% (v/v) oder mehr, oder auch von etwa 95% (v/v) oder mehr aufweisen. Für die unmittelbare therapeutische, diagnostische oder kosmetische Anwendung am Körper ist eine hohe Konzentration an DMSO ggf. aber unerwünscht, da höhere Konzentration zu Hautirritationen führen können. Insbesondere in solchen Fällen der unmittelbaren therapeutischen, diagnostischen oder kosmetischen Anwendung der Zusammensetzung am Patient, z.B. bei Aufragung auf die Haut, kann es wünschenswert sein, wenn die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen einen DMSO-Anteil von etwa 60% (v/v) oder weniger, einen DMSO-Anteil von etwa 55% (v/v) oder weniger, einen DMSO-Anteil von etwa 50% (v/v) oder weniger, einen DMSO-Anteil von etwa 45% (v/v) oder weniger, einen DMSO-Anteil von etwa 40% (v/v) oder weniger, einen DMSO-Anteil von etwa 35% (v/v) oder weniger, einen DMSO-Anteil von etwa 30% (v/v) oder weniger, einen DMSO-Anteil von etwa 25% (v/v) oder weniger, einen DMSO-Anteil von etwa 20% (v/v) (v/v) oder weniger, einen DMSO-Anteil von etwa 15% (v/v) oder weniger, einen DMSO-Anteil von 10% (v/v) oder weniger, oder auch nur einen DMSO-Anteil von etwa 5% (v/v) oder weniger aufweisen. Bei erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, die auf die Haut aufgebracht werden, kann so beispielsweise ein Anteil von 20%-60% DMSO vorliegen. The compositions of the invention may in principle comprise any proportion of DMSO. They may have a DMSO content of about 1% (v / v) or greater, from about 5% (v / v) or greater, from about 10% (v / v) or greater, from about 15% (v / v ) or more, of about 20% (v / v) or more, of about 30% (v / v) or more, of about 40% (v / v) (v / v) or more, of about 50% ( v / v) or more, from 60% (v / v) or greater, from about 70% (v / v) or greater, from about 80% (v / v) or greater, from about 90% (v / v ) or more, or even about 95% (v / v) or more. For immediate therapeutic, diagnostic or cosmetic use on the body, a high concentration of DMSO may be undesirable, as higher concentrations may cause skin irritation. In particular, in such cases of immediate therapeutic, diagnostic or cosmetic application of the composition to the patient, e.g. when applied to the skin, it may be desirable for the compositions of the invention to have a DMSO content of about 60% (v / v) or less, a DMSO content of about 55% (v / v) or less, a DMSO Proportion of about 50% (v / v) or less, a DMSO content of about 45% (v / v) or less, a DMSO content of about 40% (v / v) or less, a DMSO content of about 35% (v / v) or less, a DMSO content of about 30% (v / v) or less, a DMSO content of about 25% (v / v) or less, a DMSO level of about 20 % (v / v) (v / v) or less, a DMSO content of about 15% (v / v) or less, a DMSO content of 10% (v / v) or less, or even just a DMSO Content of about 5% (v / v) or less. In the case of compositions according to the invention which are applied to the skin, for example, a proportion of 20% to 60% DMSO can be present.
Weiterhin ist es für z.B. die pharmazeutische oder kosmetische Anwendung vorteilhaft, wenn der Wasseranteil in der Phase, die die Nukleinsäure-Komplexe enthält, geringer als 50% (v/v), bevorzugt geringer als 30% (v/v), besonders bevorzugt geringer als 20% (v/v) ist. Ein höherer Wasseranteil führt zu Bildung größerer Aggregate die keine optimalen Zell und Gewebepenetrationseigenschaften besitzen. Insbesondere für therapeutische, diagnostische und kosmetische Anwendungen ist vorzugsweise der durchschnittliche Durchmesser der Komplexe aus Nukleinsäure und organischem Kation in den erfindungsgemäß zu verwendenden Zusammensetzungen kleiner als 200nm, bevorzugt kleiner als 100nm, besonders bevorzugt kleiner als 50nm, ganz besonders bevorzugt kleiner als 10nm. Furthermore, it is advantageous, for example, for the pharmaceutical or cosmetic application, if the water content in the phase containing the nucleic acid complexes is less than 50% (v / v), preferably less than 30% (v / v), more preferably less than 20% (v / v). A higher water content leads to the formation of larger aggregates which do not possess optimal cell and tissue penetration properties. In particular for therapeutic, diagnostic and cosmetic applications, the average diameter of the complexes of nucleic acid and organic cation in the compositions to be used according to the invention is preferably less than 200 nm, preferably less than 100 nm, more preferably less than 50 nm, very particularly preferably less than 10 nm.
Die in DMSO gelösten Nukleinsäure-Komplexe zeichnen sich durch eine außerordentlich hohe Stabilität aus. Dies ist im Wesentlichen darauf zurückzuführen, dass Nukleasen in nicht- wässriger Umgebung inaktiv sind. Dies ist vor allem bei Verwendung von Ribonukleinsäure (RNA) von Bedeutung, da in allen wässrigen Systemen mit einer hohen RNAse-Aktivität gerechnet werden muss. Außerhalb einer RNAse-freien Umgebung, die praktisch nur unter speziellen Laborbedingungen realisiert werden kann, ist grundsätzlich mit einem schnellen Abbau der RNA zu rechnen, was insbesondere den Einsatz von therapeutisch wirksamer RNA als pharmazeutisches Mittel deutlich erschwert. Dieses Problem wird durch die Komplexierung der Nukleinsäure zu den vorliegend beschriebenen Komplexen gelöst. The nucleic acid complexes dissolved in DMSO are characterized by an extraordinarily high stability. This is essentially due to the fact that nucleases are inactive in non-aqueous environments. This is especially important when using ribonucleic acid (RNA), since in all aqueous systems with a high RNAse activity must be expected. Outside of an RNAse-free environment, which can be realized practically only under special laboratory conditions, is expected in principle with a rapid degradation of the RNA, which in particular significantly hampers the use of therapeutically effective RNA as a pharmaceutical agent. This problem is solved by complexing the nucleic acid to the complexes described herein.
Ferner ist die Stabilität der erfindungsgemäß komplexierten Nukleinsäuren auch dadurch erhöht, dass in DMSO keine saure oder alkalische Umgebung mehr vorliegt. Dies vermeidet eine etwaige saure oder alkalische Hydrolyse der Nukleinsäuren. Furthermore, the stability of the complexed nucleic acids according to the invention is also increased by the fact that no acidic or alkaline environment is present in DMSO. This avoids any acidic or alkaline hydrolysis of the nucleic acids.
Pharmazeutische/kosmetische Zusammensetzungen Pharmaceutical / cosmetic compositions
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung lassen sich exzellent als kosmetische und oder therapeutische Zusammensetzungen formulieren.  The compositions of the present invention are excellently formulated as cosmetic and / or therapeutic compositions.
Für eine pharmazeutische Zusammensetzung ist die Nukleinsäure vorzugsweise eine therapeutisch wirksame Nukleinsäure, d.h. eine Nukleinsäure, die nach Verabreichung an ein Individuum eine biologische Funktion ausübt und dadurch einen therapeutischen Nutzen herbeiführt. Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Nukleinsäuren als therapeutisch wirksam beschrieben worden. Häufig wird die Nukleinsäure in solchen Fällen Sequenzen eines Genoms bzw. Gens aufweisen. Ebenso kann die Nukleinsäure eine diagnostisch nutzbare Nukleinsäure sein z.B. ein sogenannter Molecular Beacon sein. Für eine kosmetische Zusammensetzung ist die Nukleinsäure eine kosmetisch wirksame Nukleinsäure, d.h. eine Nukleinsäure, die nach Verabreichung an ein Individuum zwar in der Regel zu keinem therapeutischen aber zu einem kosmetischen Nutzen führt. Üblicherweise wird die Nukleinsäure hier möglichst nicht Sequenzen eines (humanen) Genoms bzw. (humanen) Gens aufweisen. Nukleinsäuren können beispielsweise als Quelle für Allantoin genutzt werden. Allantoin ist bei verschiedenen Tierarten, vor allem bei Säugetieren, neben der Harnsäure das Endprodukt des Abbaus von Nukleinsäuren, speziell von Purinbasen. Allantoin wird in der Kosmetik in Hautcremes, Sonnenschutzmitteln, Rasierwässern, in Zahncreme und in Mitteln gegen übermäßige Schweißabsonderung (Hyperhidrose) und Hautirritationen eingesetzt. Es bewirkt die Beschleunigung des Zellaufbaus, der Zellbildung oder der Zellregeneration und beruhigt die Haut. For a pharmaceutical composition, the nucleic acid is preferably a therapeutically active nucleic acid, ie, a nucleic acid which, upon administration to an individual, exerts a biological function and thereby provides a therapeutic benefit. In the prior art, a variety of nucleic acids have been described as therapeutically effective. Frequently, in such cases, the nucleic acid will have sequences of a genome or gene. Likewise, the nucleic acid may be a diagnostically useful nucleic acid, for example a so-called molecular beacon. For a cosmetic composition, the nucleic acid is a cosmetically active nucleic acid, ie a nucleic acid, which, after administration to an individual, generally does not lead to any therapeutic but to a cosmetic benefit. Usually, the nucleic acid will not have sequences of a (human) genome or (human) gene. For example, nucleic acids can be used as a source of allantoin. In addition to uric acid, allantoin is the final product of the breakdown of nucleic acids, especially of purine bases, in various animal species, especially mammals. Allantoin is used in cosmetics in skin creams, sunscreens, shampoos, toothpaste and anti-sweating (hyperhidrosis) and skin irritants. It accelerates cell building, cell formation or cell regeneration and calms the skin.
Gemäß einer einfachen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Nukleinsäure- Komplexe, die gelöst in DMSO oder DMSO-haltigem Lösungsmittelgemisch vorliegen, direkt mit den zur kosmetischen und/oder therapeutischen Behandlung vorgesehenen Zellen oder Geweben in Kontakt gebracht, z.B. durch Auftropfen oder Aufstreichen der Nukleinsäure- haltigen DMSO-Lösung. DMSO ist hierfür besonders geeignet, weil DMSO zell- und gewebeverträglich ist. According to a simple embodiment of the present invention, the nucleic acid complexes which are present dissolved in DMSO or DMSO-containing solvent mixture are directly contacted with the cells or tissues intended for cosmetic and / or therapeutic treatment, e.g. by dripping or brushing on the nucleic acid-containing DMSO solution. DMSO is particularly suitable for this because DMSO is cell- and tissue-compatible.
Es ist natürlich auch möglich, die in Dimethylsulfoxid (DMSO) gelöste Komplexe aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation z.B. mit einem Öl zu einer Emulsion zu verarbeiten und z.B. in dieser Form auf die Haut aufzubringen. Andere übliche Darreichungsformen für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen umfassen beispielweise Lotionen, Cremes, Salben, Gele und Pasten. In etlichen Ausführungsformen der Erfindung sind die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen jedoch keine Emulsion, Lotion, Creme, Salbe, Gel und/oder Paste. It is of course also possible to dissolve the complexes dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) from at least one nucleic acid and at least one organic cation, e.g. with an oil to form an emulsion and e.g. Apply to the skin in this form. Other common dosage forms for the compositions of the invention include, for example, lotions, creams, ointments, gels and pastes. However, in many embodiments of the invention, the compositions of the invention are not an emulsion, lotion, cream, ointment, gel and / or paste.
Erfindungsgemäß werden in den pharmazeutischen bzw. kosmetischen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung die in DMSO gelösten Nukleinsäure-Komplexe mit einem z.B. für die jeweilig geplante Verabreichung geeigneten pharmazeutisch oder kosmetisch verträglichen Hilfsstoff vermischt. Vorzugsweise wird der mindestens eine Hilfsstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Füllstoffe, Lösungsmittel, Befeuchtungsmittel, Emulgatoren, Lösungsvermittler, Netzmittel, Antischaummittel, Salzbildner, Puffer, Gelbildner, Verdickungsmittel, Filmbildner, Bindemittel, Umhüllungsmittel, Zerfallsbeschleuniger, Adsorptionsmittel, Gleitmittel, Schmiermittel, Formentrennmittel, Fließregulierungsmittel, Antioxidantien, Konservierungsstoffe, Süßungsmittel, Geschmackkorrigientien, Geruchskorrigentien, und Färbemittel. According to the invention, in the pharmaceutical or cosmetic compositions of the present invention, the nucleic acid complexes dissolved in DMSO are mixed with a pharmaceutically or cosmetically acceptable excipient which is suitable, for example, for the respectively planned administration. Preferably, the at least one adjuvant is selected from the group consisting of: fillers, solvents, humectants, emulsifiers, solubilizers, wetting agents, antifoams, salt formers, buffers, gelling agents, thickeners, film formers, binders, coating agents, disintegration accelerators, Adsorbents, lubricants, lubricants, mold release agents, flow control agents, antioxidants, preservatives, sweeteners, flavor correctors, odor control agents, and colorants.
Beispiele für Füllstoffe sind z.B. Laktose, Cellulose, Stärken (z.B. Maisstärke, Reisstärke, Kartoffelstärke, oder Weizenstärke), Saccharose; Paraffin; Hartfett; Polyethylenglykole (z.B. Macrogole, PEG), Polyethylenoxide (PEO), Lactose, Glucose, Mannit, Glycin, Calciumhydrogenphosphat, Calciumcarbonat etc. Examples of fillers are e.g. Lactose, cellulose, starches (e.g., corn starch, rice starch, potato starch, or wheat starch), sucrose; Paraffin; Hard fat; Polyethylene glycols (e.g., macrogols, PEG), polyethylene oxides (PEO), lactose, glucose, mannitol, glycine, calcium hydrogen phosphate, calcium carbonate, etc.
Beispiele für Lösungsmittel als Hilfsstoffe sind z.B. Ethanol, Isopropanol, Glyzerin, Propylenglykol, Aceton, Glyzerintriacetylester, Ölsäureoleylester, und Isopropylmyristat, Macrogole, Polyethylenglycole, Polyethylenoxide, synthetische, pflanzliche oder tierische Öle, synthetische, pflanzliche oder tierische Fette etc. Examples of solvents as adjuvants are e.g. Ethanol, isopropanol, glycerin, propylene glycol, acetone, glycerol triacetyl ester, oleyl oleate, and isopropyl myristate, macrogols, polyethylene glycols, polyethylene oxides, synthetic, vegetable or animal oils, synthetic, vegetable or animal fats, etc.
Beispiele für Befeuchtungsmittel sind z.B. Wasser, Ethanol, Isopropanol, Glyzerin, Propylenglykol, Aceton, Glyzerintriacetylester, Ölsäureoleylester, Isopropylmyristat, Sorbit, etc. Examples of humectants are e.g. Water, ethanol, isopropanol, glycerin, propylene glycol, acetone, glycerol triacetyl ester, oleyl oleyl ester, isopropyl myristate, sorbitol, etc.
Beispiele für Emulgatoren sind z.B. Cetylalcohol, Stearylalkohol, Cetylstearylalkohol, Gylcerolmonostearat, Lecithine, Fettsäureester des Sorbitans (z.B. Sorbitanmonooleat, Sorbitanmonopalmitat, Sorbitanmonostearat, Sorbitantrioleat, Sorbitantristearat, Sorbitanmonolaureat), des Polyoxyethylensorbitans (Polysorbate, z.B. Polysorbat 20, 40, 60 oder 80), oder des Polyoxyethylens (z.B. Macrogolstearat 400, Polyoxyl-40-stearat, Polyoxyl- 50-stearat), Polyoxyethylenfettalkoholether (z.B. Polyoxyl-23-laurylether, Polyoxyl-20- cetostearylether, Polyoxyl-10-oleylether), Natriumdodecylsulfat, Natriumcetylstearylsulfat, Natriumdioctylsulfosuccinat (und Kalium- bzw. Calciumsalze davon), Cholesterin, Polyoxyethylen-Fettsäureglyceride (z.B. Macrogol-1 500-glyceroltriricinoleat, Macrogol- Glycerolhydroxystearat), Macrogol-1000 glycerolmonofettsäureester, Macrogol-1000- glycerolmonolaurat, Macrogol-1000-glycerolmonostearat, Macrogol-1000-glycerolmonooleat), Poloxamer etc. Examples of emulsifiers are e.g. Cetyl alcohol, stearyl alcohol, cetylstearyl alcohol, glycerol monostearate, lecithins, fatty acid esters of sorbitan (eg sorbitan monooleate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate, sorbitan monolaurate), polyoxyethylene sorbitan (polysorbates, eg polysorbate 20, 40, 60 or 80), or polyoxyethylene (eg macrogol stearate 400, polyoxyl 40 stearate, polyoxyl 50 stearate), polyoxyethylene fatty alcohol ethers (eg, polyoxyl 23 lauryl ether, polyoxyl 20 ceto stearyl ether, polyoxyl 10 oleyl ether), sodium dodecyl sulfate, sodium cetyl stearyl sulfate, sodium dioctyl sulfosuccinate (and potassium or calcium salts thereof ), Cholesterol, polyoxyethylene fatty acid glycerides (eg, macrogol-1 500-glycerol triricinoleate, macrogol glycerol hydroxystearate), macrogol 1000 glycerol monofatty acid ester, macrogol 1000 glycerol monolaurate, macrogol 1000 glycerol monostearate, macrogol 1000 glycerol monooleate, poloxamer, etc.
Beispiele für Lösungsvermittler sind z.B. Polyethylenglykole (PEG, Macrogole), Polyethylenoxide (PEO), Polysorbate, Natriumdioctylsulfosuccinat (und Kalium- bzw. Calciumsalze davon) etc. Beispiele für Netzmittel sind z.B. Polyethylenglykole (PEG, Macrogole), Polyethylenoxide (PEO), Polysorbate, Natriumdodecylsulfat, Natriumcetylstearylsulfat, etc. Examples of solubilizers are, for example, polyethylene glycols (PEG, macrogols), polyethylene oxides (PEO), polysorbates, sodium dioctylsulfosuccinate (and potassium or calcium salts thereof), etc. Examples of wetting agents are, for example, polyethylene glycols (PEG, macrogols), polyethylene oxides (PEO), polysorbates, sodium dodecylsulfate, sodium cetylstearylsulfate, etc.
Beispiele für Antischaummittel sind z.B. Dimethylpolysiloxane, etc. Examples of antifoaming agents are e.g. Dimethyl polysiloxanes, etc.
Beispiele für Salzbildner sind z.B. Tris(hydroxymethyl)aminomethan, Tris(hydroxyethyl)amin, etc. Examples of salt formers are e.g. Tris (hydroxymethyl) aminomethane, tris (hydroxyethyl) amine, etc.
Beispiele für Puffer sind z.B. Natriumdihydrogenphosphat, Tris(hydroxymethyl)aminomethan, Zitronensäure, Weinsäure, Glycin, Natriumhydrogencarbonat, etc. Examples of buffers are e.g. Sodium dihydrogen phosphate, tris (hydroxymethyl) aminomethane, citric acid, tartaric acid, glycine, sodium bicarbonate, etc.
Beispiele für Gelbildner sind z.B. Pektin, Tragant, Polyacrylsäuren, Polyvinylpyrrolidon, (hochdisperses) Siliciumdioxid, Carboxymethylcellulose , etc. Examples of gelling agents are e.g. Pectin, tragacanth, polyacrylic acids, polyvinylpyrrolidone, (fumed silica), carboxymethylcellulose, etc.
Beispiele für Verdickungsmittel sind z.B. Pektin, Tragant, Polyacrylsäuren, Polyvinylpyrrolidon, hochdisperses Siliciumdioxid, Carboxymethylcellulose, Gelatine, Methylcellulose, Hydroxypropyl-Methylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Polyvinylalkohol, Bentonit, etc. Examples of thickening agents are e.g. Pectin, tragacanth, polyacrylic acids, polyvinylpyrrolidone, fumed silica, carboxymethylcellulose, gelatin, methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose, polyvinylalcohol, bentonite, etc.
Beispiele für Filmbildner sind z.B. Ethylcellulose, Hydroxypropyl-methylcellulosephtalat, Celluloseacetatphtalat, Polyacrylate, etc. Examples of film formers are e.g. Ethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose phthalate, cellulose acetate phthalate, polyacrylates, etc.
Beispiele für Bindemittel sind z.B. Stärken (z.B. Maisstärke, Reisstärke, Kartoffelstärke, oder Weizenstärke), Tragant, Cellulose, Celluloseether (Methylcellulose, Ethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Carboxymethylcellulose), Polyvinylpyrrolidon, Sacharose, Mannit, Gelatine, Calci umhydrogenphosphat, Gummi arabicum, Polyethylenglycol, etc. Examples of binders are e.g. Starches (e.g., corn starch, rice starch, potato starch, or wheat starch), tragacanth, cellulose, cellulose ethers (methylcellulose, ethylcellulose, hydroxypropylcellulose, carboxymethylcellulose), polyvinylpyrrolidone, sucrose, mannitol, gelatin, calcium hydrogen phosphate, gum arabic, polyethylene glycol, etc.
Beispiele für Umhüllungsmittel sind z.B. Saccharose (z.B. zur Zuckerdragierung); Gelatine ( z.B. bei Kapseln); Gelatinepolysuccinat (z.B. bei„Weichkapseln"), Polyacrylate, Ethylcellulose, Methylcellulose, Hydroxypropyl-Methylcellulose, Hydroxypropylcellulose,Examples of wrapping agents are e.g. Sucrose (e.g., for sugar draging); Gelatin (e.g., in capsules); Gelatin polysuccinate (e.g., "soft capsules"), polyacrylates, ethylcellulose, methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose,
Carboxymethylcellulose-Natrium, Hydroxypropyl-methylcellulosephtalat, Macrogole, Polyethylenglycole, Polyethylenoxide, etc. Beispiele für Zerfallsbeschleuniger (Sprengmittel) sind z.B. Stärken (z.B. Maisstärke, Reisstärke, Kartoffelstärke, oder Weizenstärke); Croscarmellose; Natriumhydrogencarbonat z.B. in Kombination mit Citronensäure, etc. Carboxymethyl cellulose sodium, hydroxypropyl methyl cellulose phthalate, macrogols, polyethylene glycols, polyethylene oxides, etc. Examples of disintegrants (disintegrants) are, for example, starches (for example maize starch, rice starch, potato starch, or wheat starch); croscarmellose; Sodium hydrogencarbonate eg in combination with citric acid, etc.
Beispiele für Adsorptionsmittel sind z.B. Bolus alba (Kaolin), (hochdisperses) Siliciumdioxid, etc. Examples of adsorbents are e.g. Bolus alba (kaolin), (fumed silica), etc.
Beispiele für Gleitmittel sind z.B. Polyethylenglykole (PEG, Macrogole), Polyethylenoxide (PEO), Talkum, Stearinsäure (z.B. als Magnesiumstearat), etc. Examples of lubricants are e.g. Polyethylene glycols (PEG, macrogols), polyethylene oxides (PEO), talc, stearic acid (e.g., magnesium stearate), etc.
Beispiele für Schmiermittel sind z.B. Polyethylenglykole (PEG, Macrogole), Polyethylenoxide (PEO), Talkum, Stearinsäure (z.B. als Magnesiumstearat), Dimethylpolysiloxane, etc. Examples of lubricants are e.g. Polyethylene glycols (PEG, macrogols), polyethylene oxides (PEO), talc, stearic acid (e.g., as magnesium stearate), dimethylpolysiloxanes, etc.
Beispiele für Formentrennmittel sind z.B. Polyethylenglykole (PEG, Macrogole), Polyethylenoxide (PEO), Talkum, Stearinsäure (z.B. als Magnesiumstearat), Dimethylpolysiloxane, etc. Examples of mold release agents are e.g. Polyethylene glycols (PEG, macrogols), polyethylene oxides (PEO), talc, stearic acid (e.g., as magnesium stearate), dimethylpolysiloxanes, etc.
Beispiele für Fließregulierungsmittel sind z.B. (hochdisperses) Siliciumdioxid, etc. Examples of flow control agents are e.g. (fumed silica), etc.
Beispiele für Antioxidantien sind z.B. Butylhydroxytoluol, all-rac-a-Tocopherol, etc. Examples of antioxidants are e.g. Butylhydroxytoluene, all-rac-a-tocopherol, etc.
Beispiele für Konservierungsstoffe sind z.B. PHB-Ester, Benzalkoniumchlorid, Benzylalkohol, Thiomersal, Benzoesäure, Methyl-4-hydroxybenzoat, Propyl-4-hydroxybenzoat, Zitronensäure, lineare aliphatische 1 ,3-Diole, Phenoxyethanol und Chlorphenesin etc. Examples of preservatives are e.g. PHB esters, benzalkonium chloride, benzyl alcohol, thiomersal, benzoic acid, methyl 4-hydroxybenzoate, propyl 4-hydroxybenzoate, citric acid, linear aliphatic 1, 3-diols, phenoxyethanol and chlorphenesin etc.
Beispiele für Süßungsmittel sind z.B. Saccharose, Sorbit, Süßstoffe wie etwa Saccharin-Natrium und Cyclamat; Aromen, Aspartame, Fructose, Laktose, Glucose, Mannit, Xylitol, etc. Examples of sweeteners are e.g. Sucrose, sorbitol, sweeteners such as saccharin sodium and cyclamate; Flavors, aspartame, fructose, lactose, glucose, mannitol, xylitol, etc.
Beispiele für Geschmackkorrigientien sind z.B. Saccharose, Sorbit, Süßstoffe wie etwa Saccharin-Natrium und Cyclamat; Aromen, etc. Examples of flavor correcting agents are e.g. Sucrose, sorbitol, sweeteners such as saccharin sodium and cyclamate; Flavors, etc.
Beispiele für Geruchskorrigentien sind in der Regel Duftstoffe. Examples of scent remedies are usually fragrances.
Ein Beispiel für Färbemittel ist z.B. Titandioxid. Ein weiterer denkbarer Hilfsstoff für die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung ist Harnstoff. An example of colorants is eg titanium dioxide. Another conceivable adjuvant for the compositions of the present invention is urea.
Vorzugsweise ist der Hilfsstoff nicht Wasser, auch wenn die Zusammensetzung neben dem Hilfsstoff natürlich auch noch Wasser umfassen kann. Preferably, the excipient is not water, even though the composition may of course also comprise water in addition to the excipient.
Bei dem Hilfsstoff kann es sich beispielsweise um eine beliebige mit Wasser nicht mischbare lipophile Verbindung handeln, die mit DMSO gemischt werden kann oder auch mit DMSO ein 2 Phasensystem bildet. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Hilfsstoff um ein Öl; ein Wachs; und/oder ein Fett. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liegen neben dem Öl, Wachs oder Fett mindestens ein weiterer Hilfsstoff vor. The adjuvant can be, for example, any lipophilic compound which is immiscible with water and which can be mixed with DMSO or else forms a 2-phase system with DMSO. Preferably, the excipient is an oil; a wax; and / or a fat. In other embodiments of the present invention, at least one further adjuvant is present in addition to the oil, wax or fat.
Geeignete Öle, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden können, umfassen synthetische, tierische und pflanzliche Öle. Ebenso umfassen geeignete Wachse bzw. Fette synthetische, tierische und/oder pflanzliche Wachse bzw. synthetische, tierische und/oder pflanzliche Fette. Suitable oils which can be used to prepare the compositions of the present invention include synthetic, animal and vegetable oils. Likewise suitable waxes or fats comprise synthetic, animal and / or vegetable waxes or synthetic, animal and / or vegetable fats.
Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Öle keine synthetischen Öle sind, sondern z.B. tierische und/oder pflanzliche Öle. Geeignete pflanzliche Öle sind z.B. Nussöle und Samenöle. Geeignete pflanzliche Öle umfassen insbesondere Erdnussöl, Walnussöl, Mandelöl, Haselnussöl, Sojabohnenöl, Olivenöl, Mohnöl, Hanföl, Kürbiskernöl, Sonnenblumensamenöl, Sesamsamenöl, Baumwollsamenöl, Distelöl, Leinöl, Rapsöl, Ricinusöl und Ähnliche. Auch aus Getreide gewonnene Keimöle können vorliegend als Träger verwendet werden. Bevorzugte Keimöle umfassen z.B. solche, die aus Mais, Weizen, Hafer, Roggen, Reis und Triticale gewonnen werden. Als geeignete pflanzliche Fette können beispielsweise Kokosfett oder Kakaobutter verwendet werden. Mögliche pflanzliche Wachse umfassen bspw. Zuckerrohrwachs, Carnaubawachs, Jojobaöl, Candeli Ilawachs und Japanwachs. However, it is particularly preferred if the oils are not synthetic oils, but e.g. animal and / or vegetable oils. Suitable vegetable oils are e.g. Nut oils and seed oils. Suitable vegetable oils include, in particular, peanut oil, walnut oil, almond oil, hazelnut oil, soybean oil, olive oil, poppy oil, hemp oil, pumpkin seed oil, sunflower seed oil, sesame seed oil, cottonseed oil, thistle oil, linseed oil, rapeseed oil, castor oil and the like. Germ oil derived from grain can also be used herein as a carrier. Preferred germ oils include e.g. those derived from corn, wheat, oats, rye, rice and triticale. For example, coconut fat or cocoa butter may be used as suitable vegetable fats. Possible vegetable waxes include, for example, sugarcane wax, carnauba wax, jojoba oil, Candeli Ilawachs and Japan wax.
Neben pflanzlichen Ölen, Wachsen und Fetten können auch tierische Fette, Wachse und Öle, wie z.B. Fischöle oder aus Nerzen oder Hirschen gewonnene Öle und Fette, eingesetzt werden. Lebertran und Walöl (wie beispielsweise aus Spermaceti) sind Beispiele für Fischöle, die vorliegend verwendet werden können. Mögliche Quellen für tierische Wachse sind beispielsweise Walrat, Wollwachs und Bienenwachs. Geeignete Verfahren zur Gewinnung reiner Öle tierischen Ursprungs sind im Stand der Technik bekannt. In addition to vegetable oils, waxes and fats, it is also possible to use animal fats, waxes and oils, such as fish oils or oils and fats derived from mink or deer. Cod liver oil and whale oil (such as spermaceti) are examples of fish oils that may be used herein. Possible sources of animal waxes are for example, spermaceti, wool wax and beeswax. Suitable methods for obtaining pure oils of animal origin are known in the art.
Ggf. können auch pharmazeutisch bzw. kosmetisch verträgliche synthetische Öle, Fette und Wachse eingesetzt werden. Geeignete synthetische Öle und Fette basieren zum Beispiel auf Silikon- oder Paraffinverbindungen. Ein Beispiel ist Vaseline. Sojawachs kann durch Hydrierung aus Soja gewonnen werden und ist ein Beispiel für ein synthetisches Wachs. Possibly. It is also possible to use pharmaceutically or cosmetically compatible synthetic oils, fats and waxes. Suitable synthetic oils and fats are based, for example, on silicone or paraffin compounds. An example is Vaseline. Soya wax can be obtained by hydrogenation from soy and is an example of a synthetic wax.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können beispielsweise einen Öl- oder Fettanteil aufweisen, der größer ist als 25% (v/v), beispielsweise größer oder gleich etwa 30%(v/v), größer oder gleich etwa 40% (v/v), größer oder gleich etwa 50%(v/v), größer oder gleich etwa 60% (v/v), größer oder gleich etwa 70% (v/v), größer oder gleich etwa 80%(v/v) etc.. For example, the compositions of the invention may have an oil or fat content greater than 25% (v / v), for example greater than or equal to about 30% (v / v), greater than or equal to about 40% (v / v), greater or equal to about 50% (v / v), greater than or equal to about 60% (v / v), greater than or equal to about 70% (v / v), greater than or equal to about 80% (v / v), etc.
Vorzugsweise umfassen die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung kein Erdöl, Mineralöl, Mineralöldestillat, Leichtöl, Schweröl, Toluol, Benzol, oder Treibstoffe, wie Dieselkraftstoff, und/oder Benzin. Preferably, the compositions of the present invention do not comprise petroleum, mineral oil, mineral oil distillate, light oil, heavy oil, toluene, benzene, or fuels, such as diesel fuel, and / or gasoline.
Als besonders geeignet hat es sich in diesem Zusammenhang erwiesen, zusätzlich ein Öl oder Fett in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen einzubringen. Dabei werden zunächst wie oben beschrieben die komplexierten Nukleinsäuren zunächst in DMSO gelöst. Anschließend wird das Nukleinsäure-haltige DMSO-Lösung mit einem oder mehreren Ölen gemischt, so dass eine Flüssigkeit entsteht, die komplexierten Nukleinsäuren, DMSO und Öl umfasst. Dabei kann das Nukleinsäure-haltige DMSO - je nach Öl - in dem Öl gelöst vorliegen oder mit dem Öl ein Emulsion ausbilden. It has proven particularly suitable in this connection to additionally introduce an oil or fat into the compositions according to the invention. Initially, as described above, the complexed nucleic acids are first dissolved in DMSO. Subsequently, the nucleic acid-containing DMSO solution is mixed with one or more oils to form a liquid comprising complexed nucleic acids, DMSO and oil. Depending on the oil, the nucleic acid-containing DMSO may be dissolved in the oil or form an emulsion with the oil.
Umfassen die Zusammensetzungen als Hilfsstoff einen Emulgator oder Tenside, so sind diese funktionell zu unterscheiden von den erfindungsgemäß obligatorisch erforderlichen organischen Kationen, die ggf. auch als Tensid/Emulgator betrachtet werden können. Diese Hilfsstoffe liegen also zusätzlich zu den obligatorisch erforderlichen Kationen vor und dienen nicht der Komplexbildung mit der Nukleinsäure sondern erfüllen ein andere Funktion, z.B. die Emulgierung zweier Flüssigkeiten. Ein nicht-beschränkendes Beispiel für so einen Fall ist eine Emulsion aus Wasser und einem Gemisch aus Öl und DMSO, wobei in der ÖI-DMSO-Phase die Nukleinsäurekomplexe enthalten sind. Auch in allen anderen Fällen, wo organische Kationen auch theoretisch als Hilfsstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden werden können ist zu unterscheiden, ob der entsprechende Stoff nun im Komplex mit der Nukleinsäure vorliegt, oder ob er die Funktion als Hilfsstoff wahrnimmt und nicht im Komplex mit der Nukleinsäure vorliegt. Benzalkoniumchlorid ist beispielsweise ein quartäre Ammoniumverbindung, die häufig auch als Konservierungsstoff eingesetzt wird. Für die Komplexbildung mit Nukleinsäuren sind andere quartäre Ammoniumverbindungen wir CTAB aber gelegentlich besser geeignet. Vorzugsweise sind daher in der vorliegenden Erfindung die organischen Kationen im Komplex mit der Nukleinsäure nicht identisch mit dem pharmazeutisch oder kosmetisch verträglichen Hilfsstoff. If the compositions comprise an emulsifier or surfactants as auxiliary substances, they must be functionally distinguished from the organic cations which are obligatory according to the invention and may possibly also be considered as surfactant / emulsifier. These adjuvants are thus in addition to the obligatory required cations and are not used to complex with the nucleic acid but fulfill another function, such as the emulsification of two liquids. A non-limiting example of such a case is an emulsion of water and a mixture of oil and DMSO containing the nucleic acid complexes in the oil-DMSO phase. Also in all other cases, where organic cations are theoretically understood as an adjuvant in the context of the present invention can be distinguished whether the corresponding substance is now present in complex with the nucleic acid, or whether he perceives the function as an excipient and is not present in complex with the nucleic acid. Benzalkonium chloride is, for example, a quaternary ammonium compound which is frequently used as a preservative. However, other quaternary ammonium compounds such as CTAB are sometimes more suitable for complexing with nucleic acids. Preferably, therefore, in the present invention, the organic cations complexed with the nucleic acid are not identical to the pharmaceutically or cosmetically acceptable adjuvant.
Vorzugsweise umfassen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen keine Kunststoffe, insbesondere keine synthetischen artifiziellen (d.h. in der Natur nicht vorkommende) organischen Polymere, wie man sie z.B. aus der Werkstofftechnik kennt. Biologische Polymere wie Nukleinsäuren sind selbstverständlich hiervon nicht erfasst. Preferably, the compositions of the invention do not comprise plastics, in particular, no synthetic artificial (i.e., non-naturally occurring) organic polymers such as those described e.g. from materials technology. Of course, biological polymers such as nucleic acids are not covered by this.
In bestimmten Ausführungsformen der Erfindung umfassen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorzugsweise nicht parallel Triglyzeride, Phospholipide und Cholesterin (oder alternativ Cholesterinester) oder gar kein Triglyzerid, Phospholipid, Cholesterin und/oder Cholesterinester. In certain embodiments of the invention, the compositions according to the invention preferably do not comprise in parallel triglycerides, phospholipids and cholesterol (or alternatively cholesterol esters) or even no triglyceride, phospholipid, cholesterol and / or cholesterol esters.
In bestimmten Ausführungsformen der Erfindung umfassen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorzugsweise kein Sonnenblumenöl, Rapsöl, Weizenkeimöl, Olivenöl und/oder Kokosfett. In certain embodiments of the invention, the compositions according to the invention preferably do not comprise sunflower oil, rapeseed oil, wheat germ oil, olive oil and / or coconut fat.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird Ricinusöl als mit DMSO mischbares Öl verwendet. In a preferred embodiment, castor oil is used as the DMSO miscible oil.
In bestimmten Ausführungsformen der Erfindung befinden sich vorzugsweise die in Dimethylsulfoxid (DMSO) gelösten Komplexe aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation nicht im Inneren einer Micelle, eines Liposoms oder eines Nanopartikels. In certain embodiments of the invention, the complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation dissolved in dimethylsulfoxide (DMSO) are preferably not located inside a micelle, a liposome or a nanoparticle.
In bestimmten Ausführungsformen der Erfindung sind in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen die in Dimethylsulfoxid (DMSO) gelösten Komplexe aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation vorzugsweise nicht an der Oberfläche einer Micelle, eines Liposoms und/oder eines Nanopartikels adsorbiert. Die Nukleinsäure In certain embodiments of the invention, in the compositions according to the invention, the complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) are preferably not adsorbed on the surface of a micelle, a liposome and / or a nanoparticle. The nucleic acid
Die erfindungsgemäß in die Zellen oder Gewebe einzubringende Nukleinsäure ist eine geladene Nukleinsäure. Der Begriff „Nukleinsäure" ist erfindungsgemäß eine Nukleinsäure zu verstehen, deren Nukleoside durch Phosphatgruppen miteinander verknüpft sind, wobei die beteiligten Phosphatreste üblicherweise eine negative Ladung tragen, wie es bei natürlich vorkommender DNA oder RNA der Fall ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei den geladenen Nukleinsäuren um polyanionische Säuren (Polyelektrolyte), in denen die anionischen Gruppen durch die negativ geladenen Sauerstoffreste der Phosphatgruppen, die die Phosphordiesterbindungen bilden, gebildet werden. Grundsätzlich kann es sich bei den die negativen Ladungen tragenden Resten der Nukleinsäuren auch um die negativen Reste von Phosphorthioaten oder Phosphordithioaten oder auch um andere negativ geladene Gruppen von Nukleinsäuren handeln.  The nucleic acid to be introduced into the cells or tissue according to the invention is a charged nucleic acid. According to the invention, the term "nucleic acid" is to be understood as meaning a nucleic acid whose nucleosides are linked to one another by phosphate groups, the phosphate residues involved usually carrying a negative charge, as is the case with naturally occurring DNA or RNA, in other words polyanionic acids (polyelectrolytes) in which the anionic groups are formed by the negatively charged oxygen radicals of the phosphate groups which form the phosphodiester bonds. [. Grund] In principle, the radicals of the nucleic acids carrying the negative charges may also be the negative radicals of phosphorothioates or phosphorodithioates or else other negatively charged groups of nucleic acids.
Üblicherweise lösen sich Nukleinsäuren auf Grund ihrer Ladung gut in Wasser, nicht jedoch in mit Wasser nicht mischbaren organischen Flüssigkeiten, wie Kohlenwasserstoffen oder anderen organischen Lösungsmitteln, wie Ethanol, etc. Eine Nukleinsäure wird im Sinne der Erfindung als gelöst erachtet, wenn sie sich durch eine 5-minütige Zentrifugation bei 15000 x g nicht abzentrifugieren lässt. Usually, due to their charge, nucleic acids dissolve well in water, but not in water-immiscible organic liquids, such as hydrocarbons or other organic solvents, such as ethanol, etc. A nucleic acid is considered to be dissolved in the sense of the invention if it is replaced by a Do not centrifuge for 5 minutes at 15000 xg.
Bei den Nukleinsäuren in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen kann es sich um einzelsträngige oder doppelsträngige Nukleinsäuren handeln, wie z.B. um einzelsträngige oder doppelsträngige DNA oder RNA. Eine doppelsträngige Nukleinsäure kann beispielsweise in Form zweier separater Einzelstränge oder als Haarnadelschleifenstruktur vorliegen. Die Größe der einzubringenden Nukleinsäure ist erfindungsgemäß unkritisch. The nucleic acids in the compositions of the invention may be single-stranded or double-stranded nucleic acids, e.g. single-stranded or double-stranded DNA or RNA. A double-stranded nucleic acid can be present, for example, in the form of two separate single strands or as a hairpin loop structure. The size of the nucleic acid to be introduced is not critical according to the invention.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Nukleinsäure um ein Oligonukleotid, d.h. um einzelsträngige oder doppelsträngige DNA oder RNA (oderDNA/RNA Hybride) mit einer Kettenlänge von etwa 2 bis etwa 1 50 Nukleotiden, bevorzugt von etwa 5 bis etwa 100 Nukleotiden, bevorzugt etwa 10 bis etwa 80 Nukleotiden, besonders bevorzugt etwa 20 bis etwa 60 Nukleotiden. Das Oligonukleotid ist vorzugsweise ein synthetisch hergestelltes Oligonukleotid mit bekannter Sequenz. Bei den Nukleinsäuren kann es sich beispielsweise um DNA, cDNA, mRNA, sRNA, Ribozyme, Antisense-DNA, RNA, Antisense RNA, siRNA, Decoys, tRNA, rRNA, snRNA, snoRNA, oder miRNA handeln. In einer besonderen Ausführungsform ist die Nukleinsäure keine siRNA. Für eine therapeutische Anwendung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Nukleinsäuren zumindest einen Teil einer Sequenz eines (humanen) Genoms oder auch Gens enthalten. Für die kosmetische Anwendung ist es wiederum vorteilhaft, wenn die Nukleinsäuren keine Sequenz eines (humanen) Genoms oder auch Gens enthalten. In a particular embodiment of the invention, the nucleic acid is an oligonucleotide, ie single-stranded or double-stranded DNA or RNA (or DNA / RNA hybrids) having a chain length of from about 2 to about 15 nucleotides, preferably from about 5 to about 100 nucleotides , preferably about 10 to about 80 nucleotides, more preferably about 20 to about 60 nucleotides. The oligonucleotide is preferably a synthetically produced oligonucleotide of known sequence. The nucleic acids may be, for example, DNA, cDNA, mRNA, sRNA, ribozymes, antisense DNA, RNA, antisense RNA, siRNA, decoys, tRNA, rRNA, snRNA, snoRNA, or miRNA. In a particular embodiment, the nucleic acid is not siRNA. For a therapeutic application, it is particularly advantageous if the nucleic acids contain at least part of a sequence of a (human) genome or gene. For the cosmetic application, it is again advantageous if the nucleic acids do not contain a sequence of a (human) genome or gene.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der einzubringenden Nukleinsäure um einen Vektor oder um ein Plasmid mit einer Größe von mehr als 1 kb (1000 Nukleotide). Die Größe des Vektors oder des Plasmids wird in der Regel mehr als 2 kb, 3 kb, 4 kb, 5 kb, 6 kb, 7 kb, 8 kb, 9 kb, 10 kb, 1 1 kb, 12 kb, 13 kb, 14 kb, 15 kb oder sogar mehr als 20 kb betragen. Es kann sich bei der Nukleinsäure, die in die Zellen eingebracht werden soll, z.B. um einen Gentherapie-Vektor handeln, der für die Expression in einem Säugetier verabreicht wird. Beispiele für Gentherapie-Vektoren, die sich für die erfindungsgemäße Einschleusung in Gewebe eines lebenden Säugetiers eignen, umfassen beispielsweise virale und nicht-virale Vektoren. Virale Vektoren leiten sich von verschiedenen Viren ab, z.B. von Retroviren, Herpesviren, Adenoviren oder von Adeno-assoziierten Viren (AAV), siehe Lundstrom, Trends Biotechnol. (2003), 21 (3):1 1 7-22. Vorzugsweise handelt es sich bei den viralen Vektoren um solche, die nicht mehr in der Lage sind, sich in den damit transfizierten Zellen zu replizieren. Neben den viralen Vektoren können auch nicht-virale Vektoren, z.B. eukaryontische Expressionsvektoren, in die Zellen oder Gewebe eingebracht werden. Die Vektoren oder Plasmide umfassen vorzugsweise einen eukaryotischen Promotor, der in dem Säugetier aktiv ist. In a particular embodiment of the invention, the nucleic acid to be introduced is a vector or a plasmid with a size of more than 1 kb (1000 nucleotides). The size of the vector or plasmid will typically be greater than 2kb, 3kb, 4kb, 5kb, 6kb, 7kb, 8kb, 9kb, 10kb, 1k, 12kb, 13kb, 14 kb, 15 kb or even more than 20 kb. It may be with the nucleic acid to be introduced into the cells, e.g. is a gene therapy vector which is administered for expression in a mammal. Examples of gene therapy vectors suitable for delivery into tissue of a living mammal according to the invention include, for example, viral and non-viral vectors. Viral vectors are derived from various viruses, e.g. of retroviruses, herpesviruses, adenoviruses or adeno-associated viruses (AAV), see Lundstrom, Trends Biotechnol. (2003), 21 (3): 1 1 7-22. Preferably, the viral vectors are those that are no longer able to replicate in the cells transfected therewith. In addition to the viral vectors, non-viral vectors, e.g. eukaryotic expression vectors into which cells or tissues are introduced. The vectors or plasmids preferably comprise a eukaryotic promoter that is active in the mammal.
Anwendungen applications
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eignen sich erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise zum Beispiel zur Verwendung in der Medizin, z.B. zur Therapie oder Diagnostik oder in der Kosmetik, insbesondere wenn bei den Verfahren Nukleinsäuren in Zellen oder Gewebe eingebracht werden müssen. Vorzugsweise handelt es sich bei den Zellen oder Geweben, die durch die Einbringung der Nuklei nsäure-Komplexe behandelt werden sollen, um Zellen und/oder Gewebe eines Säugetiers, z.B. um Zellen und/oder Gewebe von Mensch, Ratte, Hamster, Meerschweinchen, Hund, Katze, Pferd, Rind, Schwein, Schaf, Ziege und anderen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform dient die Zusammensetzung der Einbringung von Nukleinsäure in menschliche Zellen und/oder Gewebe. According to the invention, the compositions according to the invention are advantageously suitable, for example, for use in medicine, for example for therapy or diagnostics or in cosmetics, in particular when nucleic acids have to be introduced into cells or tissue in the methods. Preferably, the cells or tissues to be treated by the incorporation of the nucleic acid complexes are cells and / or tissues of a mammal, eg, cells and / or tissues of human, rat, hamster, guinea pig, dog, Cat, horse, cattle, pig, sheep, goat and others. In In a particularly preferred embodiment, the composition serves to introduce nucleic acid into human cells and / or tissue.
Gewebe, in die Nukleinsäuren erfindungsgemäß eingebracht werden können, umfassen z.B. Epithelgewebe, Bindegewebe und Muskelgewebe. Für die Einbringung ist die Einbringung in die Haut, insbesondere in die Epidermis, Dermis und/oder Subkutis bevorzugt. Auch die Einbringung über andere Epitheltypen (z.B. Darmepithel) ist bevorzugt. Besonders bevorzugt ist die Einbringung der Nukleinsäuren in Zellen, die an der Ausbildung von Haaren beteiligt sind. Soweit es sich um menschliche Zellen handelt, sind diese vorzugsweise keine embryonalen Stammzellen. Tissues into which nucleic acids can be introduced according to the invention include e.g. Epithelial tissue, connective tissue and muscle tissue. For the introduction, the introduction into the skin, in particular in the epidermis, dermis and / or subcutis is preferred. Also, introduction via other types of epithelium (e.g., intestinal epithelium) is preferred. Particularly preferred is the introduction of the nucleic acids into cells involved in the formation of hair. As far as human cells are concerned, these are preferably not embryonic stem cells.
Die erfindungsgemäße pharmazeutische bzw. kosmetische Zusammensetzung wird dazu mit den zu behandelnden Zellen und/oder Geweben in Kontakt gebracht. Dabei erfolgt der Kontakt mit den komplexierten Nukleinsäuren vorzugsweise ohne Verletzung der jeweiligen Gewebe- Oberfläche, wie z.B. der Haut des Säugetiers. In einer einfachen Ausführungsform der Erfindung wird die Zusammensetzung auf die Zellen und/oder Gewebe aufgetragen, z.B. durch Auftropfen oder Aufstreichen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Gewebe, das für die Aufnahme der erfindungsgemäß komplexierten Nukleinsäure vorgesehen ist, um Epithelgewebe eines Säugetiers, beispielsweise die Haut eines Säugetiers. The pharmaceutical or cosmetic composition according to the invention is brought into contact with the cells and / or tissues to be treated. In this case, the contact with the complexed nucleic acids preferably takes place without injury to the respective tissue surface, such as e.g. the skin of the mammal. In a simple embodiment of the invention, the composition is applied to the cells and / or tissues, e.g. by dripping or painting. In a particularly preferred embodiment, the tissue intended for uptake of the complexed nucleic acid according to the invention is epithelial tissue of a mammal, for example the skin of a mammal.
Abhängig von den Zellen oder Geweben, in die die komplexierten Nukleinsäuren eingebracht werden sollen, sowie von der Größe und Menge der Nukleinsäuren wird die Verweildauer der (pharmazeutischen oder kosmetischen) Zusammensetzung auf den Zellen oder Geweben in der Regel im Bereich von Minuten oder Stunden liegen. Bei einigen Anwendungen kann es allerdings auch vorteilhaft sein, eine Verweildauer von mehreren Tagen vorzusehen, insbesondere wenn das Einbringen einer großen Menge Nukleinsäure in die Zellen oder Gewebe erwünscht ist. Anwendungen, bei denen eine längere Verweildauer eingestellt werden kann, betreffen insbesondere die Einbringung von Nukleinsäuren in tiefere Hautschichten, wie z.B. in die Dermis oder Subcutis. Depending on the cells or tissues in which the complexed nucleic acids are to be incorporated, as well as the size and amount of the nucleic acids, the residence time of the (pharmaceutical or cosmetic) composition on the cells or tissues will generally be in the range of minutes or hours. However, in some applications it may also be advantageous to provide a residence time of several days, especially if it is desired to introduce a large amount of nucleic acid into the cells or tissues. Applications in which a longer residence time can be adjusted, in particular, involve the incorporation of nucleic acids into deeper skin layers, e.g. into the dermis or subcutis.
Bei der Einbringung der komplexierten Nukleinsäure in die Zellen und/oder Gewebe, insbesondere in die Haut, kann es erforderlich oder zweckmäßig sein, die Auftragung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung einmal oder sogar mehrfach zu wiederholen. Vorzugsweise wird die Auftragung mindestens 2, 3, 4, 5, oder mindestens 7 Mal, z.B. im Verlaufe einer Woche wiederholt, bis die intrazelluläre Konzentration der Nukleinsäure in den Zellen bzw. in den Zellkernen ausreichend hoch ist. Ein einmaliges Auftragen kann jedoch ebenso ausreichend sein. When introducing the complexed nucleic acid into the cells and / or tissue, in particular into the skin, it may be necessary or expedient to repeat the application of the composition according to the invention once or even several times. Preferably, the application is at least 2, 3, 4, 5, or at least 7 times, eg in Repeated one week until the intracellular concentration of the nucleic acid in the cells or in the cell nuclei is sufficiently high. However, a single application may also be sufficient.
Eine besonders geeignete Aufbringungsform der in DMSO gelösten komplexierten Nukleinsäure sind dermale oder transdermale Pflaster. Durch die Verwendung von Pflastern, die ein Depot für die in DMSO gelösten komplexierten Nukleinsäure verfügen, lässt sich über einen größeren Zeitraum ein Kontakt mit der behandelten Haut erreichen und somit eine kontinuierliche Aufnahme der Nukleinsäuren bewirken. A particularly suitable application form of the complexed nucleic acid dissolved in DMSO are dermal or transdermal patches. Through the use of patches, which have a depot for the complexed nucleic acid dissolved in DMSO, contact with the treated skin can be achieved over a relatively long period of time, thus causing a continuous uptake of the nucleic acids.
Erfindungsgemäß komplexierte Nukleinsäure können durch Verwendung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung beispielsweise in Gewebezellen der Epidermis, Dermis und Subcutis eingeschleust werden. Complexed according to the invention nucleic acid can be introduced by using a composition of the invention, for example, in tissue cells of the epidermis, dermis and subcutis.
Im Zuge der guten Aufnahme der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung in verschiedene Zell- und Gewebetypen, können die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung im Prinzip auf jede dem Fachmann bekannte Art und Weise verabreicht werden. Die Zusammensetzungen können beispielsweise parenteral, enteral, und/oder topisch verabreicht werden. Verabreichungswege umfassen daher zum Beispiel die intravenöse, intramuskuläre, subkutane, intradermale oder transdermale Verabreichung, orale oder rektale Verabreichung, epikutane, dermale, inhalative, nasale, oder intranasale Verabreichung. Besonders bevorzugt sind die topische, dermale, und/oder transdermale Verabreichung. In the course of the good incorporation of the compositions of the present invention into various cell and tissue types, the composition of the present invention may, in principle, be administered by any means known to those skilled in the art. The compositions can be administered, for example, parenterally, enterally, and / or topically. Routes of administration therefore include, for example, intravenous, intramuscular, subcutaneous, intradermal or transdermal administration, oral or rectal administration, epicutaneous, dermal, inhalative, nasal, or intranasal administration. Particularly preferred are topical, dermal, and / or transdermal administration.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind hinsichtlich der Zusammensetzungen eine oder mehrere oder alle der folgenden Bedingungen erfüllt: In preferred embodiments of the present invention, one or more or all of the following conditions are satisfied with respect to the compositions:
a) die Zusammensetzung umfasst kein Erdöl, Mineralöl, Mineralöldestillat, Leichtöl, Schweröl, Toluol, Benzol, mineralisches Fett, Treibstoffe, Dieselkraftstoff, und/oder Benzin,  a) the composition does not include petroleum, mineral oil, mineral oil distillate, light oil, heavy fuel oil, toluene, benzene, mineral fat, fuels, diesel fuel, and / or gasoline,
b) sind die organischen Kationen im Komplex mit der Nukleinsäure nicht identisch mit dem pharmazeutisch oder kosmetisch verträglichen Hilfsstoff, c) umfasst die Zusammensetzung keine synthetischen artifiziellen organischen Polymere,  b) the organic cations in the complex with the nucleic acid are not identical to the pharmaceutically or cosmetically acceptable adjuvant, c) the composition does not comprise any synthetic artificial organic polymers,
d) umfasst die Zusammensetzung nicht parallel ein Triglyzerid, Phospholipid, Cholesterin und/oder Cholesterinester, e) befinden sich die in Dimethylsulfoxid (DMSO) gelösten Komplexe aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation nicht im Inneren einer Micelle, eines Liposoms oder eines Nanopartikels, und/oder f) sind die in Dimethylsulfoxid (DMSO) gelösten Komplexe aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation nicht an der Oberfläche einer Micelle, eines Liposoms und/oder eines Nanopartikels adsorbiert sind. d) the composition does not comprise in parallel a triglyceride, phospholipid, cholesterol and / or cholesterol ester, e) are the complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) not inside a micelle, a liposome or a nanoparticle, and / or f) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) complexes of at least one Nucleic acid and at least one organic cation are not adsorbed on the surface of a micelle, a liposome and / or a nanoparticle.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein pharmazeutisches oder kosmetisches Behandlungsverfahren an einem Patienten bzw. ein Verfahren zur Einbringung mindestens einer Nukleinsäure in Zellen und/oder Gewebe einen Patienten, wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst: In a further aspect, the present invention relates to a pharmaceutical or cosmetic method of treatment on a patient or a method for introducing at least one nucleic acid into cells and / or tissue of a patient, the method comprising the following step:
a) In-Kontakt-Bringen einer Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung mit Zellen und/oder Cewebe(n) eines Patienten.  a) contacting a composition of the present invention with cells and / or tissue (s) of a patient.
Der Patient kann ein Mensch oder ein Tier sein. Insbesondere kann das Tier ein Säugetier sein. The patient can be a human or an animal. In particular, the animal may be a mammal.
Figuren characters
Fig. 1 zeigt die Löslichkeit von CTAB-DNA in DMSO/Wasser-Gemischen unterschiedlicher Verhältnisse. Fig. 1 shows the solubility of CTAB DNA in DMSO / water mixtures of different ratios.
Fig. 2 EtBr-CTAB-DNA in DMSO ist in jeden getesteten Mischungsverhältnis (9-67%) mit Ethylen- und Propylenglykol vollständig in einer Phasen löslich. Linke Seite: Propylenglycol; Rechte Seite: Ethylenglycol. Oben: Raumlichtaufnahme; Unten UV- Lichtaufnahme. Der DMSO Anteil nimmt von links nach rechts jeweils zu (9%, 1 7%, 33%, 50% und 67% (v/v)). Figure 2 EtBr-CTAB DNA in DMSO is completely soluble in one phase in each tested mixing ratio (9-67%) with ethylene and propylene glycol. Left side: Propylene glycol; Right side: ethylene glycol. Above: room light shot; Down UV light. The DMSO fraction increases from left to right (9%, 1%, 33%, 50% and 67% (v / v)).
Fig. 3 Dünnschicht der Maushaut nach Behandlung mit FAM-Oligo in DMSO-Propylenglykol. Fig. 3 thin layer of the mouse skin after treatment with FAM-oligo in DMSO-propylene glycol.
Drei Tage nach Auftragung von 10μ1 der Zusammensetzung. Oben grüner Kanal (FAM- Oligo-Fluoreszenz). Oben, links Übersicht die grüne Färbung (helle Punkte) zeigt das eingedrungene FAM-Oligo an. Oben, rechts Detail der quergeschnittenen Haarwurzel mit Zellkernen, die das FAM-Oligo aufgenommen haben. Unten blauer Kanal (Bisbenz- Fluoreszenz - Zellkernfärbung). Unten, links Übersicht die blaue Färbung (helle Punkte) zeigt die Zellkerne an. Unten, rechts Detail der quergeschnittenen Haarwurzel mit Zellkernen. Three days after application of 10μ1 of the composition. Upper green channel (FAM oligo fluorescence). Top, left Overview The green color (bright dots) indicates the invaded FAM oligo. Above, right detail of the cross-cut hair root with cell nuclei that have taken up the FAM oligo. Below blue channel (Bisbenz Fluorescence nuclear staining). Below, left Overview The blue color (bright dots) indicates the cell nuclei. Below, right detail of the cross-cut hair root with cell nuclei.
Fig. 4 Dünnschicht der Maushaut nach Behandlung mit FAM-Oligo in DMSO. Drei Tage nach Auftragung von 10μΙ der Zusammensetzung. Grüner Kanal (FAM-Oligo- Fluoreszenz).Oben, links Übersicht: die grüne Färbung zeigt das eingedrungene FAM- Oligo an. Detail mehrerer längs angschnittener Haare. Im unteren Bereich des Haarschaftes (helle Stäbchen) zeigen konzentrisch angeordnete helle Punkte. Dies sind die Zellkerne des Haarwurzelzellen, in denen das grün-fluoeszierende Oligonukleotid eingedrungen ist. Fig. 4 thin layer of the mouse skin after treatment with FAM-oligo in DMSO. Three days after application of 10μΙ of the composition. Green channel (FAM oligo fluorescence). Top, left Overview: the green color indicates the invaded FAM oligo. Detail of several longitudinally cut hairs. In the lower part of the hair shaft (light rods) show concentric bright points. These are the nuclei of hair root cells in which the green-fluorescent oligonucleotide has penetrated.
Fig. 5 Fotografie einer Maus vier Wochen nach Behandlung mit siRNA-1 (Tyrosinase) (SEQ ID NO: 2) in DMSO-Propylenglycol-Formulierung. Fig. 5 Photograph of a mouse four weeks after treatment with siRNA-1 (tyrosinase) (SEQ ID NO: 2) in DMSO-propylene glycol formulation.
Fig. 6 Fotografie einer Maus vier Wochen nach Behandlung mit siRNA-1 (Tyrosinase) (SEQ ID NO: 2) in DMSO-Propylenglycol-Formulierung. Fig. 6 Photograph of a mouse four weeks after treatment with siRNA-1 (tyrosinase) (SEQ ID NO: 2) in DMSO-propylene glycol formulation.
Fig. 7 Fotografie einer Maus drei Wochen nach Behandlung mit siRNA-1 (Tyrosinase) (SEQ ID NO: 2) in DMSO-Ethanol-Rizinus-Formulierung. Fig. 7 Photograph of a mouse three weeks after treatment with siRNA-1 (tyrosinase) (SEQ ID NO: 2) in DMSO-ethanol castor formulation.
Fig. 8 Fotografie einer Maus drei Wochen nach Behandlung mit siRNA-1 (Tyrosinase) (SEQ ID NO: 2) in DMSO-Ethanol-Rizinus-Formulierung. Fig. 8 Photograph of a mouse three weeks after treatment with siRNA-1 (tyrosinase) (SEQ ID NO: 2) in DMSO-ethanol castor formulation.
Fig. 9 Fotografie einer Maus fünf Wochen nach Behandlung mit siRNA-1 (Tyrosinase) (SEQ ID NO: 2) in DMSO-Ethanol-Rizinus-Formulierung. Fig. 9 Photograph of a mouse five weeks after treatment with siRNA-1 (tyrosinase) (SEQ ID NO: 2) in DMSO-ethanol castor formulation.
Fig. 10 Fluoreszenz-mikroskopische Aufnahmen eines Dünnschnitts eines Hautbereichs fünf Wochen nach Behandlung mit siRNA-1 (SEQ ID NO: 2) in Dimethylsulfoxid/Propylenglycol. Es ist ein Hautbereich präpariert, der den Übergang zwischen der haarlosen und dem behaarten Bereich zeigt. Flg. 10A: Darstellung der Zellkerne mit Bisbenzimid. Fig. 10B: Darstellung von Tyrosinase mittels anti-Tyrosinase- Antikörpern. Die folgenden Ausführungsbeispiele veranschaulichen weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf diese spezifischen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Fig. 10 Fluorescence microscopic images of a thin section of a skin area five weeks after treatment with siRNA-1 (SEQ ID NO: 2) in dimethyl sulfoxide / propylene glycol. A skin area is prepared showing the transition between the hairless and the hairy area. Flg. 10A: Representation of cell nuclei with bisbenzimide. Fig. 10B: Representation of tyrosinase by means of anti-tyrosinase antibodies. The following embodiments illustrate further preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these specific embodiments.
Beispiel 1 example 1
Vergleich der Löslichkeit von CTAB-DNA in verschiedenen organischen Lösungsmitteln  Comparison of solubility of CTAB DNA in various organic solvents
In 1 ,7ml Kunststoffröhrchen wurde je 250μΙ einer 1 % (w/v) Lachssperma-DNA - entsprechend 2,5mg - in Wasser eingefüllt. Die DNA wurde mit einem gleichem Volumen 1 00mM CTAB ausgefällt und der Niederschlag durch Zentrifugation (5min, 10.000 x g) präzipitiert. Das Pellet wurde in 500μΙ Wasser suspendiert und erneut zentrifugiert. Das erhaltene Pellet wurde über Nacht im Speedvac getrocknet. In jedes Röhrchen wurde ein Volumen von 1 ml unterschiedlicher Lösungsmittel eingefüllt und das CTAB-DNA-Pellet über Nacht geschüttelt (800 Upm). Die Röhrchen wurden erneut zentrifugiert und die Abwesenheit eines Niederschlags wurde als Nachweis sehr guter Löslichkeit der CTAB-DNA in dem entsprechenden Lösungsmittel gewertet. 250 ml of a 1% (w / v) salmon sperm DNA - corresponding to 2.5 mg - were introduced into 1, 7 ml plastic tubes in water. The DNA was precipitated with an equal volume of 100 mM CTAB and the precipitate precipitated by centrifugation (5 min, 10,000 × g). The pellet was suspended in 500μl water and recentrifuged. The resulting pellet was dried in Speedvac overnight. Each volume was filled with 1 ml of different solvents and the CTAB DNA pellet shaken overnight (800 rpm). The tubes were recentrifuged and the absence of precipitate was assessed as evidence of very good solubility of the CTAB DNA in the appropriate solvent.
Löslichkeit von CTAB-DNA in verschiedenen Lösungsmitteln Solubility of CTAB DNA in various solvents
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Figure imgf000027_0001
Beispiel 2 Example 2
Vergleich der Löslichkeit von CTAB-DNA in DMSO/Wasser Mischungen  Comparison of solubility of CTAB-DNA in DMSO / water mixtures
In elf 1 ,7ml Kunststoffröhrchen wurde je 250μΙ einer 1 % (w/v) Lachssperma-DNA - entsprechend 2,5mg - in Wasser eingefüllt. Die DNA wurde mit einem gleichem Volumen 100mM CTAB ausgefällt und der Niederschlag durch Zentrifugation (5min, 10.000 x g) präzipitiert. Das Pellet wurde in 500μΙ Wasser suspendiert und erneut zentrifugiert. Das erhaltene Pellet wurde über Nacht im Speedvac getrocknet. In jedes Röhrchen wurde ein Volumen von 1 ml unterschiedliche Mischung von DMSO mit Wasser eingefüllt und das CTAB- DNA-Pellet über Nacht geschüttelt (800 Upm). Die Röhrchen wurden erneut zentrifugiert und die DNA im Überstand durch Messung der Absorption bei 260nm bestimmt. Es zeigte sich, dass die Löslichkeit der in Wasser gering ist und ab einer DMSO-Konzentration von 80% (v/v) stark zunimmt. % DMSO 0 10 20 30 50 60 70 80 90 95 100In 11 1, 7ml plastic tubes 250μΙ of a 1% (w / v) salmon sperm DNA - equivalent to 2.5mg - was filled into water. The DNA was precipitated with an equal volume of 100 mM CTAB and the precipitate precipitated by centrifugation (5 min, 10,000 × g). The pellet was suspended in 500μl water and recentrifuged. The resulting pellet was dried in Speedvac overnight. In each tube, a volume of 1 ml of different mixture of DMSO was filled with water and the CTAB DNA pellet shaken overnight (800 rpm). The tubes were recentrifuged and the DNA in the supernatant determined by measuring absorbance at 260nm. It was found that the solubility in water is low and increases greatly from a DMSO concentration of 80% (v / v). % DMSO 0 10 20 30 50 60 70 80 90 95 100
260nm 0,218 0,235 0,222 0,227 0,145 0,128 0,144 0,655 2,862 3,003 2,896260nm 0,218 0,235 0,222 0,227 0,145 0,128 0,144 0,655 2,862 3,003 2,896
% von max 7,5 8,1 7,7 7,9 5,0 4,4 5,0 22,6 98,8 103,7 100,0 % of max 7.5 8.1 7.7 7.9 5.0 4.4 5.0 22.6 98.8 103.7 100.0
Beispiel 3 Example 3
Bestimmung der CTAB-DNA-Partikelgröße in DMSO-Wasser Mischungen  Determination of CTAB DNA particle size in DMSO-water mixtures
Für die Einbringung der Nukleinsäuren in Säugerzellen über die Haut ist die Partikelgröße der CTAB-DNA-Partikel von Bedeutung. Kleinere Partikel können leichte die Haut durchdringen und von der Zellmembran aufgenommen werden. Daher wurde die CTAB-DNA-Partikelgröße mittels dynamischer Lichtstreuung bestimmt. For the introduction of the nucleic acids into mammalian cells via the skin, the particle size of the CTAB DNA particles is important. Smaller particles can easily penetrate the skin and be absorbed by the cell membrane. Therefore, CTAB DNA particle size was determined by dynamic light scattering.
200μΙ einer 1 % (w/v) Lachssperma-DNA - entsprechend 2mg - in Wasser wurden in ein 2ml Röhrchen eingefüllt. Die DNA wurde mit einem gleichem Volumen 100mM CTAB ausgefällt und der Niederschlag durch Zentrifugation (5min, 10.000 x g) präzipitiert. Das Pellet wurde in 500μΙ Wasser suspendiert und erneut zentrifugiert. Das erhaltene Pellet wurde über Nacht im Speedvac getrocknet. In das Röhrchen wurde ein Volumen von 2ml DMSO eingefüllt und das CTAB-DNA-Pellet über Nacht geschüttelt (800 Upm). Es entstand eine klare Lösung. Die CTAB- DNA-Lösung in DMSO wurde 1 :10 mit DMSO und Wasser verdünnt, so dass verschiedene DMSO-Wasser-Mischungen im Konzentrationsbereich mit einem DMSO-Gehalt (v/v) zwischen 10 - 100% entstanden. Je 0,5 ml der verschiedenen CTAB-DNA Lösungen in den DMSO- Wasser Mischungen wurde in Kunststoffküvetten überführ und die die Partikelgröße mit Hilfe der dynamischen Lichtstreuung mit einem Zetasizer (Malvern Instruments GmbH, 71083 Herrenberg) gemessen.  200μΙ of a 1% (w / v) salmon sperm DNA - equivalent to 2mg - in water were placed in a 2ml tube. The DNA was precipitated with an equal volume of 100 mM CTAB and the precipitate precipitated by centrifugation (5 min, 10,000 × g). The pellet was suspended in 500μl water and recentrifuged. The resulting pellet was dried in Speedvac overnight. A volume of 2 ml DMSO was placed in the tube and the CTAB DNA pellet shaken overnight (800 rpm). There was a clear solution. The CTAB DNA solution in DMSO was diluted 1:10 with DMSO and water to produce various DMSO-water mixtures in the concentration range with a DMSO content (v / v) of between 10-100%. 0.5 ml each of the different CTAB-DNA solutions in the DMSO-water mixtures was transferred to plastic cuvettes and the particle size was measured by dynamic light scattering with a Zetasizer (Malvern Instruments GmbH, 71083 Herrenberg).
Es ergab sich bei hohen DMSO-Konzentrationen größer als 80% (v/v) DMSO ein mittlerer Partikeldurchmesser von ca. 10nm, der sich bei zunehmendem Wassergehalt auf mehr als das 10fache erhöhte. DMSO H20 At high DMSO concentrations greater than 80% (v / v) DMSO, a mean particle diameter of about 10 nm was observed, which increased more than 10-fold with increasing water content. DMSO H20
Konzentration mittlerer Konzentration  Concentration of medium concentration
Vol. Konz. Partikeldurchmesser Vol. Konz.  Vol. Conc. Particle Diameter Vol. Conc.
% (v/v) Nm (SD) % (v/V)  % (v / v) Nm (SD)% (v / V)
10 227 (6,7) 90  10,227 (6,7) 90
20 139 (7,1 ) 80  20,139 (7.1) 80
33 154 (5,5) 66  33 154 (5.5) 66
40 183 (6,2) 60  40 183 (6.2) 60
50 168 (4,0) 50  50 168 (4.0) 50
60 8 (3) 40  60 8 (3) 40
60 10 (3,1 ) 40  60 10 (3,1) 40
70 60 (4,5) 30  70 60 (4.5) 30
80 7 (1 ,5) 20  80 7 (1, 5) 20
90 13 (2,1 ) 10  90 13 (2,1) 10
100 10 (1 ,2) 0  100 10 (1, 2) 0
Beispiel 4 Example 4
Bestimmung der Löslichkeit von CTAB-DNA in DMSO-Glycol Mischungen  Determination of solubility of CTAB DNA in DMSO-Glycol mixtures
20mg Lachssperm-DNA wurde in einem 50ml Röhrchen in 10ml Wasser gelöst. Die entstandene DNA-Lösung wurde mit dem gleichen Volumen 100mM CTAB versetzt, das 2mg Ethidiumbromid (EtBr) enthielt. Es entstand ein roter Niederschlag, der durch 15min Zentrifugation mit 5000 xg abzentrifugiert wurde. Der Überstand wurde verworfen und der Niederschlag durch Suspension in 10ml Wasser und erneute Zentifugation gewaschen. Der Niederschlag (EtBr-CTAB-DNA) über Nacht im Speedvac getrocknet und in 10ml DMSO gelöst. Zur Bestimmung der Mischbarkeit von CTAB-DNA in DMSO mit Glycolen wurde in fünf 1 ,7ml Röhrchen je 500μΙ Ethylenglycol bzw. Propylenglycol vorgelegt und mit unterschiedlichen Volumina EtBr-CTAB-DNA in DMSO versetzt, gemischt und 5min bei 10000 xg zentrifugiert. Die Proben wurden bei Raumlicht und UV-Licht fotografiert. Es zeigte sich, dass die DMSO- gelöste EtBr-CTAB-DNA in allen getesteten Mischungsverhältnissen mit Ethylenglycol und Propylenglycol mischbar war. Weder eine Phasentrennung noch ein Niederschlag war zu beobachten. 20 mg salmon sperm DNA was dissolved in 10 ml of water in a 50 ml tube. The resulting DNA solution was spiked with the same volume of 100 mM CTAB containing 2 mg ethidium bromide (EtBr). A red precipitate formed, which was centrifuged off by centrifugation at 5000 × g for 15 minutes. The supernatant was discarded and the precipitate washed by suspension in 10 ml of water and re-centrifugation. The precipitate (EtBr-CTAB-DNA) was dried overnight in the Speedvac and dissolved in 10 ml DMSO. To determine the miscibility of CTAB-DNA in DMSO with glycols, 500 .mu.l ethylene glycol or propylene glycol was placed in five 1, 7ml tubes and mixed with different volumes of EtBr-CTAB-DNA in DMSO, mixed and centrifuged for 5 min at 10,000 xg. The samples were photographed in room light and UV light. It was found that the DMSO-dissolved EtBr-CTAB DNA was miscible with ethylene glycol and propylene glycol in all tested mixing ratios. Neither a phase separation nor a precipitation was observed.
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Beispiel 5 Example 5
Herstellung von CTAB-Oligonukleotiden  Preparation of CTAB oligonucleotides
Folgende Oligonukleotide wurden für die transdermale Verabreichung an menschliche Haut bzw. Mäusehaut vorgesehen.  The following oligonucleotides were intended for transdermal administration to human skin or mouse skin.
Ein Oligonukleotid (3'-GAT CCT GCA TAT GGT AGT G -5', SEQ ID NO: 1 ) Molekulargewicht 5938,82g/Mol ) wurde mit dem fluoreszenten Farbstoff Fluorescein (6FAM) (Oligonukleotid 1 ) bzw. TAMRA (Oligonukleotid 2) markiert, um einen Nachweis des Oligonukleotids in den Hautzellen zu ermöglichen. Die Oligonukleotide wurden von der Firma Biolegio (Nijmegen, Niederlande) bezogen. An oligonucleotide (3'-GAT CCT GCA TAT GGT AGT G -5 ', SEQ ID NO: 1) molecular weight 5938.82 g / mol) was incubated with the fluorescent dye fluorescein (6FAM) (oligonucleotide 1) or TAMRA (oligonucleotide 2). marked to allow detection of the oligonucleotide in the skin cells. The oligonucleotides were obtained from Biolegio (Nijmegen, The Netherlands).
Zur Herstellung von CTAB-Oligonukleotid-Komplexen wurde 1 mg der Oligonukleotide in 200μΙ Wasser gelöst und mit 400μΙ 10mM CTAB versetzt. Die Probe wurde 30min auf Eis inkubiert und der entstandene Niederschlag 5min bei 10000 x g zentrifugiert. Der Überstand wurde abgezogen und der Niederschlag mit 200μΙ Wasser suspendiert und erneut zentrifugiert. Der Niederschlag wurde über Nacht im Speedvac getrocknet und danach in 200μΙ DMSO aufgenommen. Unter der Annahme einer 100% Fällungseffizienz enthält die DMSO-CTAB- Oligonukleotid-Lösung 5 §/μΙ Oligonukleotid. For the preparation of CTAB oligonucleotide complexes, 1 mg of the oligonucleotides were dissolved in 200 μΙ water and mixed with 400 μΙ 10 mM CTAB. The sample was incubated on ice for 30 min and the resulting precipitate was centrifuged for 5 min at 10,000 x g. The supernatant was removed and the precipitate was suspended with 200μΙ water and centrifuged again. The precipitate was dried overnight in Speedvac and then taken up in 200μΙ DMSO. Assuming 100% precipitation efficiency, the DMSO-CTAB oligonucleotide solution contains 5μl / μΙ oligonucleotide.
Für die Aufbringung der CTAB-Oligonukleotide wurden folgende Verdünnungen hergestellt: Mischung l : 1 μβ μΙ CTAB-Oligonukleotid in 10% DMSO mit 20% Ethanol, 70% Ethylenglycol For the application of CTAB oligonucleotides, the following dilutions were prepared: Mixture 1: 1 μβ μΙ CTAB oligonucleotide in 10% DMSO with 20% ethanol, 70% ethylene glycol
Mischung 2 1 g μΙ CTAB-Oligonukleotid in 50% DMSO mit 50% Propylenglykol  Mixture 2 1 g μΙ CTAB oligonucleotide in 50% DMSO with 50% propylene glycol
Mischung 3 1 g μΙ CTAB-Oligonukleotid in 33% DMSO mit 67% Rizinusöl Mixture 3 1 g μΙ CTAB oligonucleotide in 33% DMSO with 67% castor oil
Mischung 4 1 μ^μΐ CTAB-Oligonukleotid in 50% DMSO mit 50% Ethanol Mixture 4 1 μ ^ μΐ CTAB oligonucleotide in 50% DMSO with 50% ethanol
Mischung 5 1 pg/pl CTAB-Oligonukleotid in 5% DMSO mit 15% Ethanol, 80% Riz Mixture 5 1 pg / pl CTAB oligonucleotide in 5% DMSO with 15% ethanol, 80% Riz
Die Prozentangaben sind jeweils in (v/v) angegeben.  The percentages are given in (v / v).
Bemerkung: Der Hilfsstoff kann im Zusammenhang mit dieser Erfindung zwei besondere Eigenschaften vermitteln: A) Er verdünnt das DMSO, das in hohen Konzentration zu Hautreizungen führen kann und B) er verstärkt die Aufnahme der CTAB-Komplexe in die Haut und die Hautzellen. Öle, Glykole und Ethanol erfüllen diese Merkmale. Note: The excipient may provide two particular properties in the context of this invention: A) it dilutes the DMSO, which can cause skin irritation in high concentration; and B) it enhances the uptake of the CTAB complexes into the skin and skin cells. Oils, glycols and ethanol meet these features.
Beispiel 6 Example 6
Einbringen von DNA in murine Hautzellen  Introduction of DNA into murine skin cells
Mäuse wurden für die dermale Applikation der Zusammensetzungen durch Rasur eines Fellbereichs im Nacken vorbereitet. Es wurden jeweils 10 μΙ der Zusammensetzung auf eine Fläche von ca. 1 cm2 aufgetragen. In einigen Fällen wurde die Auftragung nach zwei Tagen wiederholt. Mice were prepared for dermal application of the compositions by shaving a fur area in the neck. In each case 10 μΙ of the composition were applied to an area of about 1 cm 2 . In some cases, the application was repeated after two days.
Die Präparation des behandelten Hautbereichs erfolgte nach 2 Tagen nach der letzten Auftragung. . Die Präparate wurden in flüssigen Stickstoff eingefroren, und es wurden Dünnschnitte mit einer Dicke von etwa 8 pm für die Fluoreszenzmikroskopie hergestellt. In einigen Fällen erfolgte eine Kernfärbung mit Bisbenzimid (5min, 1 pg/ml in PBS). Die Auswertung der Fluoreszenzmikroskopie zeigte nach 2 Tagen Zellkerne von Epidermiszellen und von Zellen der Haarfollikel und Bulge-Region, die durch das Fluoreszein-markierte Oligonukleotid grün erschienen. Bereits nach einer einmaligen Auftragung war das markierte Nukleotid in den im Hautgewebe und den Hautzellen nachweisbar. The preparation of the treated skin area was made 2 days after the last application. , The preparations were frozen in liquid nitrogen and thin sections approximately 8 μm thick were prepared for fluorescence microscopy. In some cases, nuclear staining was performed with bisbenzimide (5 min, 1 pg / ml in PBS). Evaluation of fluorescence microscopy showed after 2 days cell nuclei of epidermal cells and cells of the hair follicle and bulge region which appeared green by the fluorescein-labeled oligonucleotide. After a single application, the labeled nucleotide was already detectable in the skin tissue and skin cells.
In folgenden Zelltypen konnte die Fluoreszenz-markierte Oligonukleotid-DNA nachgewiesen werden: Haarbulge- und Haarwurzelzellen, Bindegewebszellen der Haut, Kapillarzellen, Muskelzellen, Epidermiszellen. Beispiel 7 The fluorescence-labeled oligonucleotide DNA was detected in the following cell types: hairy and hair root cells, skin connective tissue cells, capillary cells, muscle cells, epidermal cells. Example 7
Herstellung von Oligonukleotiden zur Beeinflussung des Haarwachstums und Pigmentbildung der Haut  Production of oligonucleotides for influencing hair growth and pigmentation of the skin
siRNAs wurden als doppelsträngige Produkte mit 3' Desoxythymidinüberhängen (dTdT) von Eurofins MWG Operon (85560 Ebersberg, Deutschland) bezogen. siRNA-1 (Tyrosinase-spezifisch) (5'-CUA UCU GAA UCA GAU UCU A dTdT-3'; SEQ ID NO:siRNAs were obtained as double-stranded products with 3 'deoxythymidine overhangs (dTdT) from Eurofins MWG Operon (85560 Ebersberg, Germany). siRNA-1 (tyrosinase-specific) (5'-CUA UCU GAA UCA GAU UCU A dTdT-3 '; SEQ ID NO:
2) , mit zwei Desoxythymidinen am 3'-Ende und entsprechend komplementären RNA- Gegenstrang ebenfalls mit zwei Desoxythymidinen am 3'-Ende. siRNA-2 (unspezifische Kontrolle) (5'-GCU GAC CCU GAA GUU CAU C dTdT-3'; SEQ ID NO:2), with two deoxythymidines at the 3 'end and corresponding complementary RNA counterstrand also with two deoxythymidines at the 3' end. siRNA-2 (nonspecific control) (5'-GCU GAC CCU GAA GUU CAU C dTdT-3 '; SEQ ID NO:
3) , mit zwei Desoxythymidinen am 3'-Ende und entsprechend komplementären RNA- Gegenstrang ebenfalls mit zwei Desoxythymidinen am 3'-Ende. 3), with two deoxythymidines at the 3 'end and corresponding complementary RNA counterstrand also with two deoxythymidines at the 3' end.
Beispiel 8 Example 8
Herstellung von komplexierter siRNA in Ethanol/Rizinusöl  Production of complexed siRNA in ethanol / castor oil
2mg der siRNA-Oligonukleotid (SEQ ID NO: 2) (Tyrosinase-spezifisch) und 2 (unspezifische Kontrolle; SEQ ID NO: 3) wurden jeweils in 200μΙ Wasser gelöst und mit 600μΙ 10mM Cetyltrimethylammoniumbromid-Lösung gemischt. Es entstanden eine weiße Trübungen, die durch 5min Zentrifugation bei 10.000 xg niedergeschlagen wurden. Die Überstände wurden verworfen und die Niederschläge in je 200μΙ Wasser suspendiert und erneut wie oben zentrifugiert. Die Überstände wurden verworfen und die Niederschläge unter Vakuum getrocknet. Zu den Niederschlägen wurde zunächst 200μΙ Ethanol gegeben und die Suspension gevortext. Die Suspension blieb trübe. In 200μΙ Schritten wurde weiterer Ethanol zugefügt und gemischt. Bei der Zugabe von insgesamt 1200μΙ Ethanol war die komplexierte siRNA komplett gelöst. 50μΙ, 10ΟμΙ, 200μΙ der komplexierten siRNA in Ethanol wurden mit 950μΙ, 900μΙ und 800μΙ Rizinusöl (Gesamtvolumen jeweils 1 ml) durch Auf- und Abpipettieren gemischt. Es entstanden klare Lösungen mit siRNAs.
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2 mg of the siRNA oligonucleotide (SEQ ID NO: 2) (tyrosinase-specific) and 2 (nonspecific control; SEQ ID NO: 3) were each dissolved in 200μΙ water and mixed with 600μΙ 10mM cetyltrimethylammonium bromide solution. The result was a white turbidity which was precipitated by centrifugation at 10,000 xg for 5 min. The supernatants were discarded and the precipitates suspended in 200μΙ water and again centrifuged as above. The supernatants were discarded and the precipitates dried under vacuum. 200μΙ ethanol was added to the precipitates and the suspension was vortexed. The suspension remained cloudy. In 200μΙ steps more ethanol was added and mixed. With the addition of a total of 1200μΙ ethanol, the complexed siRNA was completely dissolved. 50μΙ, 10ΟμΙ, 200μΙ of the complexed siRNA in ethanol were mixed with 950μΙ, 900μΙ and 800μΙ castor oil (total volume 1 ml each) by pipetting up and down. Clear solutions were generated with siRNAs.
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Beispiel 9 Example 9
Herstellung von komplexierter siRNA in Dimethylsulfoxid/Propylenglycol  Preparation of complexed siRNA in dimethyl sulfoxide / propylene glycol
2mg der siRNA-Oligonukleotid 1 (SEQ ID NO: 2) und 2 (SEQ ID NO: 3) wurden jeweils in 200μΙ Wasser gelöst und mit 600μΙ 10mM Cetylammoniumbromid-Lösung gemischt. Es entstand eine weisse Trübung, die durch 5min Zentrifugation bei 10.000 xg niedergeschlagen wurde. Der Überstand wurde verworfen und der Niederschlag in 200μΙ Wasser suspendiert und erneut wie oben zentrifugiert. Der Überstand wurde verworfen und der Niederschlag unter Vakuum getrocknet. Der Niederschlag (Cetylammonium-siRNA) wurde in 200μΙ Dimethylsulfoxid aufgenommen. 10μΙ, 20μΙ und 50μΙ der komplexierten siRNA in Dimethylsulfoxid wurde mit 90μΙ, 80μΙ und 50μΙ Propylenglykol (Gesamtvolumen jeweils 100μΙ) gemischt. Es entstanden klare Lösungen mit gelösten siRNAs . 2 mg of siRNA oligonucleotide 1 (SEQ ID NO: 2) and 2 (SEQ ID NO: 3) were each dissolved in 200μΙ water and mixed with 600μΙ 10mM Cetylammoniumbromid solution. There was a white turbidity which was precipitated by centrifugation at 10,000 xg for 5 min. The supernatant was discarded and the precipitate suspended in 200μΙ water and again centrifuged as above. The supernatant was discarded and the precipitate dried under vacuum. The precipitate (cetylammonium siRNA) was taken up in 200μΙ dimethyl sulfoxide. 10μΙ, 20μΙ and 50μΙ of the complexed siRNA in dimethyl sulfoxide were mixed with 90μΙ, 80μΙ and 50μΙ propylene glycol (total volume 100μΙ each). Clear solutions with dissolved siRNAs were generated.
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Beispiel 10
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Example 10
Effekt von dermaler Applikation lipophilen siRNA-1 (Tyrosinase-spezifischen)-Komplexen in Mäusen  Effect of dermal application of lipophilic siRNA-1 (tyrosinase-specific) complexes in mice
14 Mäuse wurden zur Untersuchung des Effekts von lipophilen siRNA-Tyr-Komplexen verwendet. 3 Mäusen wurden auf die unrasierte Kopf- bzw. Rückenhaut je 20μΙ der in Dimethylsulfoxid/Propylenglycol gelösten siRNA-1 (Proben 1 d, 1 f und 1 g aus Beispiel 12) aufgetragen. 3 weiteren Mäusen wurden auf die unrasierte Kopf- bzw. Rückenhaut je 20μΙ der in Ethanol/Rizinusöl gelösten siRNA-1 (Proben 1 a, 1 b und 1 c des Beispiel 1 1 ) aufgetragen. 3 weiteren Mäusen wurden auf die gleichen Stellen je 20μΙ der in Ethanol/Rizinusöl gelösten siRNA 2 (unspezifische Kontrollen, Proben 2a, 2b und 2c des Beispiel 1 1 ) und 3 weiteren Mäusen die in Dimethylsulfoxid/Propylenglycol gelöste siRNA 2 (unspezifische Kontrolle, Proben 2d, 2f und 2g des Beispiel 12) aufgetragen. Als weitere Kontrollen wurde unkomplexierte siRNA-1 unmittelbar in sterilem TE (10mM TrisCI, pH8, 2mM EDTA) bzw. TE mit 20% (v/v) Dimethylsulfoxid zu einer Endkonzentration an siRNA-1 von 2 g l gelöst und je 20μΙ dieser Lösung ebenfalls auf jeweils eine Maus aufgebracht. Danach wurden die Mäuse mit Wasser und Trockenfutter ad libitum gehalten. Nach ca. 2 Wochen färbten sich die Haare der Mäuse, die mit siRNA-1 (Tyrosinase-spezifisch) behandelt waren, weiß und fielen aus. Die Haare der zur Kontrolle mit siRNA-2 wie auch die mit unkomplexierter siRNA-1 behandelten Mäuse blieben unverändert dicht und schwarz. Nach weiteren 3 Wochen wuchsen die Haare, der mit siRNA-1 (Tyrosinase-spezifisch) wieder nach, so dass der Effekt nach ca. 7 Wochen nach Applikation vollkommen aufgehoben war. Abgesehen von der Haarveränderung war keine Abweichung der mit siRNA-1 (Tyrosinase-spezifisch) behandelten Mäuse im Vergleich zur Kontrollgruppe beobachtbar. Über den gesamten Zeitraum waren die Mäuse vital und zeigten keinerlei pathologische Veränderungen.  14 mice were used to study the effect of lipophilic siRNA-Tyr complexes. 3 mice were applied to the unshaved head or back skin per 20 μl of the siRNA-1 dissolved in dimethyl sulfoxide / propylene glycol (samples 1 d, 1 f and 1 g from example 12). 20 μΙ of the dissolved in ethanol / castor oil siRNA-1 (samples 1 a, 1 b and 1 c of Example 1 1) were applied to the unshaven head or back skin. 3 further mice were in the same places per 20μΙ of dissolved in ethanol / castor oil siRNA 2 (nonspecific controls, samples 2a, 2b and 2c of Example 1 1) and 3 other mice dissolved in dimethylsulfoxide / propylene glycol siRNA 2 (nonspecific control, samples 2d, 2f and 2g of Example 12). As further controls, uncomplexed siRNA-1 was immediately dissolved in sterile TE (10 mM TrisCl, pH8, 2 mM EDTA) or TE with 20% (v / v) dimethylsulfoxide to a final concentration of siRNA-1 of 2 g and 20 μM each of this solution applied to one mouse each. Thereafter, the mice were kept ad libitum with water and dry diet. After about 2 weeks, the hairs of the mice treated with siRNA-1 (tyrosinase-specific) turned white and precipitated. The siRNA-2 control hairs as well as the uncomplexed siRNA-1 treated mice remained dense and black. After a further 3 weeks, the hair grew again with siRNA-1 (tyrosinase-specific), so that the effect was completely abolished after approx. 7 weeks after application. Apart from the hair alteration, no deviation of the siRNA-1 (tyrosinase-specific) treated mice was observable compared to the control group. Over the entire period, the mice were vital and showed no pathological changes.
Beispiel 1 example 1
Nachweis der Reduktion der Tyrosinase in Dünnschnitten siRNA-1 behandelter Hautbereiche Zum Nachweis der spezifischen Reaktion der Tyrosinase-spezifischen siRNA-1 wurde das Tyrosinase-Protein in der Haut der behandelten Mäuse in Dünnschnitten mittels Anti- Tyrosinase-Antikörpern untersucht. Dazu wurde eine Maus, die mit komplexierter siRNA-1 in Dimethylsulfoxid/Propylenglycol (20%:80%) behandelt worden war, nach 5 Wochen getötet und ein Hautbereich heraus geschnitten, der sowohl einen Teil eines haarlosen wie auch einen Teil behaarten Hautbereich einschloss. Als Kontrolle wurde ein Hautbereich verwendet, der nicht mit komplexierter siRNA-1 behandelt worden war. Die Hautfragmente wurden über Nacht bei 4°C in PBS mit 10% Formaldehyd fixiert, in Flüssigstickstoff eingefroren und in 8 pm Dünnschnitte geschnitten. Die Schnitte wurden in 1 zu 200 in PBS verdünnten Kaninchen anti- Tyrosinase-Antikörpern (Antibody-online.com, Atlanta, GA 30346, USA) 1 Std. bei Raumtemperatur inkubiert. Die Schnitte wurden in PBS gespült und mit Rhodamin-gekoppelten anti-Kaninchen-Antikörpern 1 Stunde bei Raumtemperatur inkubiert. Darauf wurden die Schnitte mit PBS gespült und zur Kernfärbung mit 2pg/ml Bisbenzimid in PBS inkubiert. Darauf wurden die Schnitte wieder mit PBS gespült und mit einem Tropfen Fluoromount eingedeckelt. Die Dünnschnitte wurden mittels Fluorezenzmikroskop ausgewertet. Es zeigte sich in den Kontrollen, die nicht mit komplexierter siRNA-1 behandelt worden waren eine deutliche rote Fluoreszenz in Bereich der Haarzellen und Epithelzellen. Die rote Fluoreszenz zeigt das Vorhandensein von Tyrosinase in den Dünnschnitten an. Hautbereiche, die mit komplexierter siRNA-1 behandelt waren, zeigten keine bzw. stark reduzierte rote Fluoreszenz. Detection of reduction of tyrosinase in thin sections of siRNA-1 treated skin areas To demonstrate the specific response of the tyrosinase-specific siRNA-1, the tyrosinase protein in the skin of the treated mice was examined in thin sections using anti-tyrosinase antibodies. To this end, a mouse treated with complexed siRNA-1 in dimethyl sulfoxide / propylene glycol (20%: 80%) was sacrificed at 5 weeks and cut out of a skin area that included both part of a hairless and part hairy area of the skin. As a control, a skin area was used which had not been treated with complexed siRNA-1. The skin fragments were over Fixed at 4 ° C in PBS with 10% formaldehyde, frozen in liquid nitrogen and cut into 8 μm thin sections. The sections were incubated in 1 to 200 rabbit anti-tyrosinase antibodies diluted in PBS (Antibody-online.com, Atlanta, GA 30346, USA) for 1 hr at room temperature. The sections were rinsed in PBS and incubated with rhodamine-coupled anti-rabbit antibodies for 1 hour at room temperature. The sections were then rinsed with PBS and incubated for nuclear staining with 2 μg / ml bisbenzimide in PBS. The sections were then rinsed again with PBS and capped with a drop of Fluoromount. The thin sections were evaluated by means of a fluorescence microscope. The controls, which had not been treated with complexed siRNA-1, showed a clear red fluorescence in the area of the hair cells and epithelial cells. The red fluorescence indicates the presence of tyrosinase in the thin sections. Skin areas treated with complexed siRNA-1 showed no or greatly reduced red fluorescence.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Pharmazeutische oder kosmetische Zusammensetzung umfassend: 1 . Pharmaceutical or cosmetic composition comprising:
a) in Dimethylsulfoxid (DMSO) gelöste Komplexe aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation; und  a) complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO); and
b) mindestens einen pharmazeutisch bzw. kosmetisch verträglichen Hilfsstoff.  b) at least one pharmaceutically or cosmetically acceptable excipient.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1 , wobei die Nukleinsäure derart komplexiert ist, dass die negativen Ladungen der Nukleinsäure durch organische Kationen im Wesentlichen vollständig kompensiert sind, insbesondere wobei das Molverhältnis zwischen den anionischen Ladungen der mindestens einen Nukleinsäure und den Ladungen der organischen Kationen im Wesentlichen 1 :1 beträgt. 2. Composition according to claim 1, wherein the nucleic acid is complexed so that the negative charges of the nucleic acid are substantially completely compensated by organic cations, in particular wherein the molar ratio between the anionic charges of the at least one nucleic acid and the charges of the organic cations is substantially 1 : 1 is.
3. Zusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Zusammensetzung eine Nukleinsäurekonzentration von mehr als 1 pg/ml, vorzugsweise mehr als 10 g/ml, besonders bevorzugt mehr als 100 pg/ml aufweist. 3. Composition according to one of the preceding claims, wherein the composition has a nucleic acid concentration of more than 1 pg / ml, preferably more than 10 g / ml, more preferably more than 100 pg / ml.
4. Zusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die organischen Kationen quartäre Amine umfassen, insbesondere wobei die organischen Kationen Cetyltrimethylammoniumbromid (CTAB) umfassen. A composition according to any one of the preceding claims, wherein the organic cations comprise quaternary amines, in particular wherein the organic cations comprise cetyltrimethylammonium bromide (CTAB).
5. Zusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der mindestens eine Hilfsstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Füllstoffe, Lösungsmittel, Befeuchtungsmittel, Emulgatoren, Lösungsvermittler, Netzmittel, Antischaummittel, Salzbildner, Puffer, Gelbildner, Verdickungsmittel, Filmbildner, Bindemittel, Umhüllungsmittel, Zerfallsbeschleuniger, Adsorptionsmittel, Gleitmittel, Schmiermittel, Formentrennmittel, Fließregulierungsmittel, Antioxidantien, Konservierungsstoffe, Süßungsmittel, Geschmackskorrigientien, Geruchskorrigentien, und Färbemittel. 5. The composition according to claim 1, wherein the at least one adjuvant is selected from the group consisting of fillers, solvents, humectants, emulsifiers, solubilizers, wetting agents, antifoams, salt formers, buffers, gelling agents, thickeners, film formers, binders, wrapping agents, Disintegrants, adsorbents, lubricants, lubricants, mold release agents, flow control agents, antioxidants, preservatives, sweeteners, flavor correctors, scent-correctors, and colorants.
6. Zusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Hilfsstoff aus einem primärer Alkohol, insbesondere Ethanol besteht. 6. The composition according to any one of the preceding claims, wherein the excipient consists of a primary alcohol, in particular ethanol.
7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Hilfsstoff aus einem mehrwertigen Alkohol, insbesondere Glycerin, Ethylenglykol, Propylenglykol oder einem Polyethylenglycol besteht. 7. The composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the excipient consists of a polyhydric alcohol, in particular glycerol, ethylene glycol, propylene glycol or a polyethylene glycol.
8. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Hilfsstoff aus einem Öl, Wachs oder Fett besteht, insbesondere wobei der Hilfsstoff Rizinusöl ist. A composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the excipient consists of an oil, wax or fat, in particular wherein the excipient is castor oil.
9. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zusammensetzung einen Öl-, Wachs oder Fettanteil von mehr als 30%, vorzugsweise mehr als 50%, besonders bevorzugt mehr als 80% (v/v) besitzt. Composition according to any one of the preceding claims, wherein the composition has an oil, wax or fat content of more than 30%, preferably more than 50%, more preferably more than 80% (v / v).
10. Zusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der DMSO-Gehalt der Zusammensetzung zwischen 2% bis 95%, bevorzugt zwischen 5% bis 90% (v/v), besonders bevorzugt zwischen 10% und 60% (v/v) liegt. 10. A composition according to any one of the preceding claims, wherein the DMSO content of the composition is between 2% to 95%, preferably between 5% to 90% (v / v), more preferably between 10% and 60% (v / v) ,
1 1 . Zusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: 1 1. A composition according to any one of the preceding claims, wherein:
a) die Zusammensetzung kein Erdöl, Mineralöl, Mineralöldestillat, Leichtöl, Schweröl, Toluol, Benzol, mineralisches Fett, Treibstoffe, Dieselkraftstoff, und/oder Benzin umfasst,  a) the composition does not comprise petroleum, mineral oil, mineral oil distillate, light oil, heavy fuel oil, toluene, benzene, mineral fat, fuels, diesel fuel, and / or gasoline,
b) die organischen Kationen im Komplex mit der Nukleinsäure nicht identisch mit dem pharmazeutisch oder kosmetisch verträglichen Hilfsstoff sind, c) die Zusammensetzung keine synthetischen artifiziellen organischen Polymere umfasst,  b) the organic cations in the complex with the nucleic acid are not identical with the pharmaceutically or cosmetically acceptable adjuvant, c) the composition does not comprise any synthetic artificial organic polymers,
d) die Zusammensetzung kein Triglyzerid, Phospholipid, Cholesterin und/oder Cholesterinester umfasst,  d) the composition does not comprise a triglyceride, phospholipid, cholesterol and / or cholesterol ester,
e) sich die in Dimethylsulfoxid (DMSO) gelösten Komplexe aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation nicht im Inneren einer Micelle, eines Liposoms oder eines Nanopartikels befinden, und/oder f) die in Dimethylsulfoxid (DMSO) gelösten Komplexe aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation nicht an der Oberfläche einer Micelle, eines Liposoms und/oder eines Nanopartikels adsorbiert sind. e) the complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) are not located inside a micelle, a liposome or a nanoparticle, and / or f) the complexes of at least one nucleic acid dissolved in dimethylsulfoxide (DMSO) and at least one organic cation are not adsorbed to the surface of a micelle, liposome and / or nanoparticle.
12. Zusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Zusammensetzung einen Wasser-Anteil von etwa 50% (v/v) oder weniger, vorzugweise von etwa 40% (v/v) oder weniger, vorzugweise von etwa 30% (v/v) oder weniger, vorzugweise von etwa 20% (v/v) oder weniger, vorzugweise von etwa 15% (v/v) oder weniger, vorzugweise von etwa 10% (v/v) oder weniger, vorzugweise von etwa 5% (v/v) oder weniger, oder besonders bevorzugt von etwa 0% umfasst. A composition according to any one of the preceding claims, wherein the composition has a water content of about 50% (v / v) or less, preferably about 40% (v / v) or less, preferably about 30% (v / v ) or less, preferably from about 20% (v / v) or less, preferably from about 15% (v / v) or less, preferably from about 10% (v / v) or less, preferably from about 5% (v / v) or less, or more preferably about 0%.
13. Zusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Komplexe einen mittleren Durchmesser von weniger als 200nm, bevorzugt weniger als 100nm, besonders bevorzugt weniger als 50nm besitzen. 13. The composition according to any one of the preceding claims, wherein the complexes have an average diameter of less than 200nm, preferably less than 100nm, more preferably less than 50nm.
14. Zusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche zur Verwendung bei der Einbringung von Nukleinsäure in Zellen oder Gewebe, insbesondere zur Verwendung bei der Einbringung von Nukleinsäure in Zellen der Epidermis, Dermis und/oder Subcutis. 14. Composition according to one of the preceding claims for use in the introduction of nucleic acid into cells or tissue, in particular for use in the introduction of nucleic acid into cells of the epidermis, dermis and / or subcutis.
15. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung umfassend in Dimethylsulfoxid (DMSO) gelöste Komplexe aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation, und mindestens einen pharmazeutisch bzw. kosmetisch verträglichen Hilfsstoff, insbesondere zur Herstellung einer der Zusammensetzungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: 15. A process for preparing a composition comprising complexes dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) from at least one nucleic acid and at least one organic cation, and at least one pharmaceutically or cosmetically acceptable excipient, in particular for the preparation of one of the compositions according to any one of the preceding claims, wherein the method following steps include:
a) Bereitstellen von Komplexen aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation,  a) providing complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation,
b) Lösen der Komplexe in DMSO oder DMSO-haltigem Lösungsmittelgemisch, und c) Zusetzen eines pharmazeutisch oder kosmetisch verträglichen Hilfsstoffs zu der DMSO-Lösung oder dem DMSO-haltigen Lösungsmittelgemisch mit den darin gelösten Komplexen aus mindestens einer Nukleinsäure und mindestens einem organischen Kation, soweit das DMSO-haltige Lösungsmittelgemisch nach b) nicht bereits den pharmazeutisch oder kosmetisch verträglichen Hilfsstoff enthält.  b) dissolving the complexes in DMSO or DMSO-containing solvent mixture, and c) adding a pharmaceutically or cosmetically acceptable excipient to the DMSO solution or the DMSO-containing solvent mixture having dissolved therein complexes of at least one nucleic acid and at least one organic cation, insofar the DMSO-containing solvent mixture according to b) does not already contain the pharmaceutically or cosmetically acceptable excipient.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9381208B2 (en) 2006-08-08 2016-07-05 Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Structure and use of 5′ phosphate oligonucleotides
US9399658B2 (en) 2011-03-28 2016-07-26 Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn Purification of triphosphorylated oligonucleotides using capture tags
US9738680B2 (en) 2008-05-21 2017-08-22 Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn 5′ triphosphate oligonucleotide with blunt end and uses thereof
US10059943B2 (en) 2012-09-27 2018-08-28 Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn RIG-I ligands and methods for producing them
WO2020180752A1 (en) * 2019-03-01 2020-09-10 Flagship Pioneering Innovations Vi, Llc Polyribonucleotides and cosmetic uses thereof
WO2020180751A1 (en) * 2019-03-01 2020-09-10 Flagship Pioneering Innovations Vi, Llc Compositions, methods, and kits for delivery of polyribonucleotides
US11844759B2 (en) 2017-12-15 2023-12-19 Flagship Pioneering Innovations Vi, Llc Compositions comprising circular polyribonucleotides and uses thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001093835A1 (en) * 2000-06-02 2001-12-13 Zycos Inc. Delivery systems for bioactive agents
US20020138864A1 (en) * 1998-05-22 2002-09-26 Jae Yong Han Method for transfection of avian primordial germ cells
KR20040037342A (en) * 2002-10-28 2004-05-07 주식회사 바이오세움 Composition for extracting viral nucleic acid
WO2004096136A2 (en) * 2003-04-25 2004-11-11 Chiron Corporation Compositions comprising cationic microparticles and hcv e1e2 dna and methods of use thereof
WO2009158678A1 (en) * 2008-06-27 2009-12-30 Children's Hospital & Research Center At Oakland Lipophilic nucleic acid delivery vehicle and methods of use therefor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020138864A1 (en) * 1998-05-22 2002-09-26 Jae Yong Han Method for transfection of avian primordial germ cells
WO2001093835A1 (en) * 2000-06-02 2001-12-13 Zycos Inc. Delivery systems for bioactive agents
KR20040037342A (en) * 2002-10-28 2004-05-07 주식회사 바이오세움 Composition for extracting viral nucleic acid
WO2004096136A2 (en) * 2003-04-25 2004-11-11 Chiron Corporation Compositions comprising cationic microparticles and hcv e1e2 dna and methods of use thereof
WO2009158678A1 (en) * 2008-06-27 2009-12-30 Children's Hospital & Research Center At Oakland Lipophilic nucleic acid delivery vehicle and methods of use therefor

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LUNDSTROM, TRENDS BIOTECHNOL., vol. 21, no. 3, 2003, pages 117 - 22
SCOTT O. ET AL: "Extraction of DNA from milligramm amounts of fresh, herbarium and mummified plant tissues", PLANT MOLECULAR BIOLOGY, vol. 5, no. 2, 1985, pages 69 - 76, XP009158611 *
WOLFF ET AL., SCIENCE, vol. 247, 1990, pages 1465 - 1468

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9381208B2 (en) 2006-08-08 2016-07-05 Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Structure and use of 5′ phosphate oligonucleotides
US10238682B2 (en) 2006-08-08 2019-03-26 Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn Structure and use of 5′ phosphate oligonucleotides
US10036021B2 (en) 2008-05-21 2018-07-31 Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn 5′ triphosphate oligonucleotide with blunt end and uses thereof
US9738680B2 (en) 2008-05-21 2017-08-22 Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn 5′ triphosphate oligonucleotide with blunt end and uses thereof
US10196638B2 (en) 2008-05-21 2019-02-05 Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn 5′ triphosphate oligonucleotide with blunt end and uses thereof
US9399658B2 (en) 2011-03-28 2016-07-26 Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn Purification of triphosphorylated oligonucleotides using capture tags
US9896689B2 (en) 2011-03-28 2018-02-20 Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn Purification of triphosphorylated oligonucleotides using capture tags
US11142763B2 (en) 2012-09-27 2021-10-12 Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn RIG-I ligands and methods for producing them
US10059943B2 (en) 2012-09-27 2018-08-28 Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn RIG-I ligands and methods for producing them
US10072262B2 (en) 2012-09-27 2018-09-11 Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn RIG-I ligands and methods for producing them
US11844759B2 (en) 2017-12-15 2023-12-19 Flagship Pioneering Innovations Vi, Llc Compositions comprising circular polyribonucleotides and uses thereof
WO2020180752A1 (en) * 2019-03-01 2020-09-10 Flagship Pioneering Innovations Vi, Llc Polyribonucleotides and cosmetic uses thereof
CN113543770A (en) * 2019-03-01 2021-10-22 旗舰创业创新第六有限责任公司 Compositions, methods and kits for delivery of polyribonucleotides
CN113543766A (en) * 2019-03-01 2021-10-22 旗舰创业创新第六有限责任公司 Polyribonucleotides and their cosmetic use
WO2020180751A1 (en) * 2019-03-01 2020-09-10 Flagship Pioneering Innovations Vi, Llc Compositions, methods, and kits for delivery of polyribonucleotides
IL285951B1 (en) * 2019-03-01 2024-04-01 Flagship Pioneering Innovations Vi Llc Polyribonucleotides and cosmetic uses thereof

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