CN103917227A - 用于治疗癌症的组合物和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于治疗癌症的组合物、试剂盒和方法。在一些情形中,该组合物包括一种铂化合物,该铂化合物包括一种菲啶配体。
Description
关于联邦资助的研究或研发的声明
本发明是由国立卫生研究院授予的在授权号R01 CA034992下的政府支持所完成的。政府在本发明中具有某些权利。
发明领域
本发明涉及用于治疗癌症的组合物、试剂盒和方法。在一些情形中,该组合物包括一种铂化合物,该铂化合物包括一种菲啶配体。
发明背景
基于铂的药物是在最具活性和广泛使用的抗癌制剂中并且顺铂代表三种FDA批准的,基于铂的癌症化疗药物中的一种。尽管顺铂是抗多种实体瘤有效的,尤其是睾丸癌和卵巢癌,但是它的临床使用是受限制的由于它的毒性作用连同一些肿瘤对于此类药物固有的和获得性的耐药性。为了克服这些限制,已经研发和测试了在顺铂抗性肿瘤中具有较低毒性和较高活性的铂类似物,导致了卡铂和奥沙利铂在美国的批准。例如,卡铂具有对于肾脏较小危害的优势,但是它与顺铂的交叉抗性限制了它在否则顺铂可治疗的疾病中的应用。然而,奥沙利铂展示了与顺铂的不同抗癌范围。它已经批准作为对于晚期结肠直肠癌与5-氟尿嘧啶/亚叶酸组合的第一或第二线治疗,对于晚期结肠直肠癌来讲顺铂和卡铂是基本上无效的。
相应地,需要改进的组合物和方法。
发明简述
在一些实施例中,提供了一种颗粒,该颗粒包括一种高分子材料以及一种具有化学式(I)的化合物:
或其盐,其中:
每个R1、R2、和R3可以是相同的或者是不同的,并且每个是一种包括至少一个氨,胺或者离去基团,每个可任选地被取代;
R4是其中该芳环系统的每个氢原子可任选地被卤化物替代;并且
每个R5和R6可以是相同或者是不同的并且是包括羟基、烷氧基、芳氧基、或酰氧基的基团,每个可任选地被取代,或者每个R5和R6是缺失的。在一些实施例中,该化合物经由至少一个共价键与该高分子材料相连。在一些实施例中,该化合物是分散的或者包囊化在该高分子材料中。在一些实施例中,该化合物不是经由共价键与该高分子材料相连。
在一些实施例中,提供了一种包括多个如在此描述的颗粒;以及一种或多种药学上可接受的载体、添加剂和/或稀释剂的药物组合物。
在一些实施例中,提供了一种用于治疗癌症的试剂盒,该试剂盒包括多个如在此描述的颗粒以及用于治疗癌症的组合物的使用说明书。
在一些实施例中,提供了在患者中治疗癌症的一种方法,该方法包括向患者给予包括多个如在此描述的颗粒的组合物。
附图说明
图1显示了顺式-[Pt(NH3)2(菲啶)Cl]NO3的三维分子结构示意图。在50%的置信水平绘制了椭球体。
图2显示了根据一些实施例在一组人类癌症细胞系中抗肿瘤制剂的细胞毒性的比较分析。
图3显示了根据一些实施例使用5μM顺铂、吡铂(pyriplatin)、或者菲铂进行3小时的处理后在A549、HT29、MRC5和Hela中的Pt的皮摩尔的柱状图。
图4显示了根据一些实施例使用顺铂、吡铂、或者菲铂处理后pGLuc的铂化图。
图5显示了根据一些实施例在A549(顶端)和HT29(底端)细胞中的整体铂酸盐化的探针的转录图谱。
图6显示了根据一些实施例在NCI-60肿瘤细胞系组中非限制性抗癌制剂的细胞毒性的比较分析。
图7显示了根据一些实施例使用5’-dGMP(A)或N-乙酰甲硫氨酸(B)的吡铂(pyriplatin)和菲铂(phenanthriplatin)的反应进展的图。
图8显示了根据一些实施例菲铂共轭化NP以及菲铂包囊化NP的合成。
图9显示了根据一些实施例在PBS中在37℃从菲铂包囊化NP或者菲铂共轭化NP中释放菲铂的图。
图10显示了根据一些实施例使用A549、HeLa、和PC3细胞,菲铂(▼)、菲铂包囊化NP(▲)、菲铂共轭化NP(●)、和顺铂(■)的细胞毒性曲线。
图11显示了(A)菲铂和菲铂-NP对具有PC3异种移植物的小鼠的体重的的作用。在指示时间点测量了体重;以及(B)菲铂和菲铂-NP对PC3前列腺癌症异种移植物的生长的作用,这是根据一些实施例。
图12显示了根据一些实施例Pt在小鼠器官中的分布。
图13显示了根据一些实施例在不同人类癌症细胞中菲铂-dG损害的转录抑制作用。
图14显示了根据一些实施例菲铂的转录恢复(左组)以及菲铂的细胞毒性(右组)的比较分析。
当结合这些附图考虑以下详细说明时,本发明的多个其他方面、实施例以及特征将变得清楚。这些附图是示意性的,并且不打算按比例绘制。为了清楚,在无需进行图解说明就能让本领域的普通技术人员理解本发明的情况下,并未在每个图中标记每个部件,也不是对于本发明的每一个实施例都示出了每个部件。通过引用结合在此的所有专利申请和专利是通过引用以其全文结合。在有矛盾的情况下,将以本说明书(包括定义)为准。
详细说明
本发明总体上提供了用于治疗癌症患者或者处于癌症发展风险患者有用的组合物、制品、配制品、试剂盒、以及方法。在一些实施例中,提供了一种包括高分子材料和铂化合物的颗粒。在一些情况下,本发明的主题涉及互相关联的产品、对特定问题的替代解决方案,和/或一个或多个系统和/或物品的多种不同用途。
在一些方面中,本披露提供了用于在治疗已知具有癌症(例如,被诊断为具有癌症)的受试者或者处于癌症发展风险的受试者中使用的化合物和相关组合物。在一些实施例中,本发明的方法包括向受试者给予治疗有效量的化合物,或者向具有或者怀疑具有癌症的受试者给予如在此描述的化合物的治疗制品、组合物,或者配制品。在一些实施例中,如在此描述的,提供的这些化合物与其他普遍已知的用于癌症治疗的铂化合物(例如,顺铂)相比具有令人惊讶的高细胞毒性。
在一些实施例中,本发明的化合物是铂化合物,该化合物包括至少一个菲啶配体,以及铂原子。在一些情形中,该菲啶配体与铂化合物的铂原子配位。如对于本领域的普通技术员已知的,菲啶包括化学式:
应当注意到的是,在一些实施例中,如在此更详细的细节中所描述的,该菲啶配体可任选地被取代。即,菲啶配体的任何氢原子可任选地被合适的取代基取代。在一些情形中,在铂化合物中包括的铂原子具有II型氧化态并且与四个配体(包括菲啶配体)相配位。在其他情形中,在铂化合物中包括的铂原子具有IV型氧化态并且与六个配体(包括菲啶配体)相配位。
在一些实施例中,提供了一种组合物,该组合物包括具有化学式(I)的化合物:
或其盐,其中:
每个R1、R2、和R3可以是相同的或者是不同的,并且每个是一种包括至少一个氨,胺或者离去基团,每个可任选地被取代;
R4是其中该芳环系统的每个氢原子可任选地被卤化物替代;并且
每个R5和R6可以是相同或者是不同的并且是包括羟基、烷氧基、芳氧基、或酰氧基的基团,每个可任选地被取代,或者每个R5和R6是缺失的。在一些情况中,R1、R2和/或R3中的任何两个或三个可以连接在一起以分别形成二齿配体或者三齿配体。
在一些情形中,R5或R6中至少一个可以被官能化因此它可以与纳米颗粒或颗粒或另外的固体支持体(例如,经由共价键)相连,和/或与纳米颗粒相连。例如,该纳米颗粒可以包括一种高分子材料(例如,聚[(乳酸)共-乙醇酸]酸或者相似结构)并且可任选地与寻靶部分(例如如在此描述的针对肿瘤细胞靶标导向的适体)官能化。在一些实施例中,该铂化合物可以是分散的或者包囊化在高分子材料中。该铂化合物可以是或者不是经由共价键与高分子材料相连。不希望受到理论限制,在进入肿瘤细胞之前纳米颗粒或者颗粒与铂化合物的相连和/或该铂化合物的包囊化(例如,在乳剂中,在颗粒中)可以协助保护铂原子不被减少(例如,当暴露于血液和/或另外的生物还原性环境时)和/或减少该铂化合物的毒性。
在一些情形中,R4是
其中该芳环系统的每个氢原子可任选地被一种合适的取代基替代。
在一些情形中,具有化学式(I)的化合物包括具有化学式(II)或(III)的化合物:
或
其中,X是一种抗衡离子,n和m是1或者n和m是2,并且R1-R6是如在此所描述的。
在一些情形中,具有化学式(I)的化合物包括具有化学式(IV)或(V)的化合物:
或者
其中R1-R6如在此所定义的。
以下的说明可以适用于以上所显示的具有化学式(I)–化学式(V)的化合物中的任何一个。
在一些实施例中,R1、R2,和R3中至少一个是一种离去基团。在一些实施例中,R1、R2,和R3中至少两个是一种离去基团。如在此所使用,术语“离去基团”给出了它在本领域的普通含义并且是指能够被亲核体所替代的原子或基团。适合离去基团的实例包括但不限于卤化物(例如氯化物、溴化物和碘化物)、链烷磺酰基氧基、芳烃磺酰基氧基、烷基-羰基氧基(例如,乙酸基、羧酸盐)、芳基羰基氧基、甲磺酰氧基、甲苯磺酰基氧基、三氟甲烷-磺酰基氧基、芳氧基、甲氧基、N,O-二甲基羟基氨基、pixyl、草酸根、丙二酸根、以及类似物。一种离去基团也可以是二齿配体、三齿配体或其他多齿配体。在一些实施例中,该离去基团是一种卤化物或羧化物。在一些实施例中,该离去基团是氯化物。在一些实施例中,每个R1和R2是N(R’)3和/或R3是卤化物,其中每个R’是一种合适的取代基(例如,氢、烷基、芳基、杂烷基、杂芳基,每个可任选地被取代)。在一些实施例中,每个R1和R2是NH3和/或R3是卤化物。在一些实施例中,每个R1和R2是NH3并且R3是Cl。在一些实施例中,R1、R2,和R3中至少一个是氨。在一些实施例中,R1、R2,和R3中至少一个是胺。在一些情形中,胺具有结构N(R’)3,其中每个R’可以是相同的或者不同的并且是一种合适的取代基。在一些情形中,每个R’可以是相同的或者不同的并且是氢、烷基、芳基、杂烷基、或杂芳基,每个可任选地被取代。在一些情形中,每个R’可以是相同的或者不同的并且是氢、烷基、或芳基,每个可任选地被取代。在一些情形中,每个R’可以是相同的或者不同的并且是氢或烷基,可任选地被取代。
在一些实施例中,与在铂化合物中的铂中心相连的这些配体(例如,R1-R3、或R1-R4、或R1-R6)可以包括能够与金属中心相互作用的官能团,例如杂原子如氮、氧、硫和磷。这些配体可以包括的化合物的非限制性实例包括胺(伯、仲、和叔)、芳香族胺、氨基、酰胺基、硝基、亚硝基、氨基醇、腈类、亚氨基、异腈、氰酸酯、异氰酸酯、磷酸盐、膦酸酯、亚磷酸盐、(取代的)膦、氧化膦、硫代磷酸酯、磷酰胺酯、亚磷酰胺酯、羟基、羰基(例如,羧基、酯和甲酰基)、醛、酮、醚、氨基甲酰基团、硫醇、硫化物、硫代羰基(例如,硫代羧基、硫酯和硫代甲酰基)、硫醚、硫醇、磺酸、亚砜、硫酸盐、磺酸盐、砜类、磺胺类、氨磺酰基、和亚磺酰基。在其他的情形中,这些配体(例如,R1-R3、或R1-R4、或R1-R6)中至少一些可以是芳基、烯基、炔基或其他部分(可以以σ或π配位形式结合该金属原子)。
本发明的一些实施例包括具有两个定位于顺式构型中的离去基团,即,该化合物可以是顺式异构体。然而,应该理解本发明的化合物还可以具有两个定位于反式构型中的离去基团,即,该化合物可以是反式异构体。那些本领域的普通技术人员将会理解这些术语的含义。在一些情形中,R1和R2可以是不稳定的配体并且R3和R4(例如,菲啶)可以是共价结合至铂金属中心的稳定配体。
如以上所提到的,在一些情况中,R1、R2和/或R3中的任何两个或三个可以连接在一起以分别形成二齿配体或者三齿配体。
如对于那些本领域的普通技术员已知的,当结合至金属中心时,二齿配体形成了一种具有金属中心的大环化合物结构,也被称为螯合环。适合于在本发明中使用的二齿配体包括具有至少两个能够结合至金属中心的位点的种类。例如,该二齿配体可以包括至少两个与该金属中心配位的杂原子,或者与该金属中心配位的杂原子和阴离子碳原子连接。适合于在本发明中使用的二齿配体实例包括但不限于,以下部分的烷基和芳基衍生物,这些部分是例如胺、膦、亚磷酸盐、磷酸盐、亚胺、肟、醚、硫醇盐、硫醚,其杂合体,其取代的衍生物,芳基(例如,双-芳基、杂芳基取代的芳基)、杂芳基、以及类似物。二齿配体的特殊实例包括乙二胺、2,2’-二吡啶、乙酰丙酮、草酸以及类似物。二齿配体的其他非限制性实例包括二亚胺、吡啶亚胺、二元胺、亚胺胺类、亚胺硫醚类、亚胺膦类、双噁唑啉、双膦亚胺、二膦、膦胺、salen和其他烷氧基亚胺配体、酰胺基胺类、亚氨基硫醚部分和烷氧基酰胺部分,以及以上配体的组合。
如那些本领域普通技术人员已知的,通常三齿配体包括具有至少三个能够结合至金属中心的位点的种类。例如,该三齿配体可以包括至少三个与金属中心相配位的杂原子,或者与金属中心相配位的一个或多个杂原子与一个或多个阴离子碳原子的组合。三齿配体的非限制性实例包括2,5-二亚氨基吡啶配体、三吡啶基部分、三咪唑基部分、三吡唑部分、以及以上配体的组合。
如以上所提及的,在一些情形下,该菲啶配体(例如,R4)可任选地被取代,其中该菲啶配体的任何氢原子可以可任选地被合适的取代基取代。例如,该菲啶配体(例如,R4)可以包括化学式:
其中R7可以是H或者另一种合适的取代基。在一些情形中,至少一个R7不是氢。在一些情形中,每个R7可以是H或者一种卤化物(例如F、Cl、Br、I)。在一些情形中,至少一个R7是卤化物。在一些情形中,至少一个R7是氟化物。在一些情形中,每个R7是卤化物。在一些情形中,每个R7是氟化物。其他的合适的R7基团的非限制性实例包括烷基、芳基、杂烷基、杂芳基、羟基、氨基、氰基等等,每个可任选地被取代。在一些实施例中,R4不是菲啶-1,9-二胺。
在一些实施例中,R5和R6从铂(IV)化合物的释放可以导致铂(II)化合物的形成,其中铂(IV)化合物可以不是治疗活性的并且铂(II)化合物可以是治疗活性组合物(例如,用于治疗疾病有用的,例如癌症)。在一些情形中,R5和R6从铂中心的释放可以是通过铂(IV)中心氧化还原的改变而促进的。在一些情形中,该氧化还原改变可以伴随着R5和R6从铂(IV)中心的释放。在其他的情形中,铂(IV)中心的氧化还原改变可以促进R5和R6的释放。例如,铂(IV)中心的氧化还原改变可以引发对于铂中心的配位几何的改变,该改变减少配体的数目,由此引发R5和R6从该铂中心解离。在一些实施例中,其中该铂化合物与颗粒经由至少一个共价键(例如,在R1-R6中的任何一个和该颗粒之间形成)相连,配体的释放(该配体与该颗粒共价相连)可以导致铂化合物与该颗粒的解离。在一些实施例中,其中R5或者R6形成了一种与该颗粒结合的共价键,R5和R6从铂(IV)化合物的释放导致了该铂化合物与该颗粒的解离。
在一些实施例中,选择了R1、R2、R3、R4、R5和R6中的至少两个以至于暴露于细胞环境时形成了一种治疗活性的铂(II)化合物。例如,R1和R2可以是对于治疗活性的铂制剂的形成的必需基团(例如,用于铂化合物成为治疗活性的化合物需要的基团,其中R3-R6可以是任何多样的配体和/或可任选地缺失,并且R3-R6中至少一个是一种辅助的相容性部分)。在一些情形中,R3、R4、R5、和R6可以是相同或是不同的并且每个可以是离去基团或者是第二治疗活性化合物的前体。在一些实施例中,暴露于细胞环境时,R3、R4、R5,和R6可以从该铂中心解离,并且至少两个新的配体可以与该铂中心(例如,R7和R8,如在反应式1中所示)相连以形成一种治疗活性的铂化合物(例如,[Pt(R1)(R2)(R7)(R8)])。
R7和R8可以是相同的或是不同的并且可以是对于那些本领域普通技术人员已知的任何合适的配体,并且通常上是在R3、R4、R5和/或R6的解离过程中存在于围绕该化合物的环境中的配体或基团(例如存在于原位和/或在细胞环境中)并且是能够结合至铂(例如,水)。在其中一种共价键存在于该铂化合物和一种高分子材料之间(可任选地形成一种颗粒)的实施例中,该配体的解离(该配体包括该共价键(例如,R3、R4、R5和/或R6))可以导致该铂化合物从该高分子材料的解离和/或该铂化合物从该颗粒的释放。应当理解的是,在一些情形中,并不是所有的R3、R4、R5,和R6可以从该铂中心解离并且低于两个的配体可以与该铂中心相连。例如,R3、R5、和R6可以从该铂中心解离并且R8可以相连,由此形成一种具有化学式[Pt(R1)(R2)(R3)(R8)]的化合物。那些本领域的普通技术人员将能够选择配体适当的组合以形成所希望的治疗活性络合物。
在一些情形中,选择了至少两个配体这样使得这些配体对于彼此是顺式的(例如,R1和R2、R1和R3、R1和R5、R1和R6、R2和R4等等)。即,该至少两个配体对于彼此可以不是反式的(例如,R1和R4、R2和R3、R5和R6)。然而,在一些情形中,可以选择这些配体这样使得它们对于彼此是反式(例如,在其中所希望的治疗活性的铂制剂具有对于彼此是反式的两个必需配体的实施例中)。在一些情形中,该至少两个配体占据了该化合物的赤道位置。然而在一些情况中,这些配体中的一个或多个可以占据该化合物的轴向位置。在一些实施例中,多于两个的配体可以是对于治疗活性铂制剂的形成是必需的并且本领域的那些普通技术人员将能够确定该组合物的所需结构这样使得这些必需配体是存在的。
如在此所描述的,可以提供作为盐的本发明的一些化合物,该盐包括正电荷的铂化合物以及抗衡离子(例如,“X”)。该抗衡离子X可以是弱的或者非亲和稳定离子。X可以具有(-1)、(-2)、(-3)等等的改变。在一些情形中,X具有(-1)的改变。在其他的情形中,X具有(-2)的改变。在一些情形中,该抗衡离子是一种负电荷和/或非-配位离子。X可以是任何合适的抗衡离子,包括但不限于卤化物(例如,氯化物、溴化物、碘化物)、硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐和三氟甲磺酸盐。在一些实施例中,是NO3 -。
在一些实施例中,具有化学式(I)的化合物具有结构:
其中X和R7是如在此所描述的。在一些情形中,是NO3 -。在一些情形中,每个R7是H。在一些情形中,是NO3 -并且每个R7是H这样使得具有化学式(I)的化合物是一种具有化学式(VII)的化合物:
在一些实施例中,本发明提供了具有化学式(VII)的化合物:
还可以被称为菲铂。
在一些实施例中,该化合物具有700g/mol或者更低(例如,700Da或者更低)的分子重量。
本发明还包括同系物、类似物、衍生物、对映异构体、非对映体、互变异构体、顺式-和反式-异构体,在此描述的化合物的官能等效组合物。“官能等效”通常是指能够治疗具有癌症的患者或者能够治疗易对癌症敏感的患者的一种组合物。将理解的是熟练的业内人士将以一种方式操作这些条件以制备此类同系物、类似物、衍生物、对映异构体、非对映体、互变异构体、顺式-和反式-异构体,以及官能等效组合物。与母体化合物相比大约有效的或者更有效的同系物、类似物、衍生物、对映异构体、非对映体、互变异构体、顺式-和反式-异构体,以及官能等效组合物也是旨在用于在本发明的方法中使用。此类组合物也可以通过在此描述的用于对于癌症增加的效力和特异性的测定进行筛选,优选地具有有限的副作用。此类组合物的合成可以通过典型的化学修饰方法(例如那些本领域的常规实践)来完成。本发明的另一个方面提供了任何以上提到的作为有用于治疗癌症有用的化合物。
本发明的Pt(II)、Pt(III)、和Pt(IV)化合物可以根据本领域已知的方法进行合成,包括在此描述的不同方法。例如,该方法可以包括顺铂与具有一个或多个配体源的反应。在一些情形中,Pt(IV)化合物可以通过母体Pt(II)种类与例如过氧化氢在温度范围在25℃-60℃之间,在适当的溶剂中(例如水或N,N-二甲基甲酰胺)的反应来获得。在一些情形中,具有化学式(VII)的化合物可以通过将顺铂与NO3 -源(例如,AgNO3)反应,随后通过与月菲啶配体反应(例如,可任选地取代)来形成。
在一些实施例中,提供了用于治疗具有癌症的受试者的方法,其中该方法包括向具有癌症或怀疑具有癌症的受试者给予如在此描述的治疗有效量的化合物。在一些情形中,该受试者可以是另外对于使用所述化合物治疗没有征候的。在一些情形中,方法包括癌症细胞的使用,包括但不限于哺乳动物癌症细胞。在一些情形中,该哺乳动物癌症细胞是人类癌症细胞。
在一些实施例中,本发明的化合物拥有一种或多种希望的,但是意想不到的特征的组合,包括增加的活性和/或细胞毒性,以及反面副作用的减少。已经发现这些化合物能够抑制癌症增长,包括增值、侵袭以及转移,由此致使它们用于癌症的治疗是特别希望的。
感兴趣的是,包括菲啶配体的本发明的这些化合物与其他普遍采用的用于治疗癌症的铂化合物(例如,顺铂,参见实例1)相比基本上具有更高的细胞毒性。不希望受到理论限制,这可以是部分由于菲啶配体关于铂化合物的剩余部分的角度。如在图1中所示,在固态晶体结构中,在具有化学式(VII)的化合物中的菲啶配体处于16.79°的二面角,这可以帮助它的DNA加成物阻止在癌细胞中的转录(参见以下)同时通过在轴向位置攻击限制钝化该铂化合物的能力。这种更好的几何结构可以与其他具有零或低的二面角的相关化合物(例如,包括吡啶配体)相比较。这种与吡啶相比的菲啶的更大的疏水特征可以促进它进入癌症细胞。在一些情形中,N-杂环配体之间的增加的二面角可以帮助稳定在PolII活性中心的铂-DNA加和物(例如,参见Proc.Natl.Acad.Sci.(《美国科学院院刊》),美国2010,107,9584-9589)。
除此之外,那些本领域普通技术人员预期的是一种具有正电荷的化合物(例如,具有化学式(VII)的化合物)将以与中性化合物(例如,顺铂)相比低得多的速率和/或更低的浓度进入细胞。然而,在此描述的具有正电荷的这些化合物(例如,具有化学式(VII)的化合物)与一些中性化合物(例如,顺铂,参见实例1)相比运输进入细胞是更加有效的。
如提到的,在一些实施例中,如在此描述的这些化合物基本上具有高的细胞毒性。在一些情形中,对于本发明的化合物的IC50是低于大约2uM(微摩尔的)、低于大约1.5uM、低于大约1.0uM、低于大约0.9uM、低于大约0.8uM、低于大约0.7uM、低于大约0.6uM、低于大约0.5uM、低于大约0.4uM、低于大约0.3uM、低于大约0.2uM、低于大约0.1uM,或更低。
在一些实施例中,本发明的这些化合物实质上影响癌症细胞并且对于非癌细胞实质上没有影响(例如,该制剂对于非癌细胞基本上是无效的),这是通过暴露于治疗活性制剂之后确定受影响的癌症细胞(例如,通过制剂导致细胞死亡)对受影响的非癌细胞的比率。例如,暴露于治疗活性制剂时受影响(例如,细胞死亡)的癌症细胞对非癌细胞的比率是至少大约10:1、至少大约100:1、至少大约500:1、至少大约1000:1、至少大约5000:1、至少大约10,000:1、至少大约100,000:1、或更高。本领域的那些普通技术人员将知道的是对于确定受该制剂影响的癌症细胞对非癌细胞的比率(以及暴露于该制剂时经历细胞死亡的细胞数目)的方法和技术。当确定一种制剂是否影响癌细胞和/或非癌细胞时,也可以确定其他的参数,例如肿瘤大小、细胞的膜电位,或者化合物在细胞部位的存在或缺失(例如,细胞色素、细胞凋亡诱导因子等等)。
在一些实施例中,本发明的化合物可以预防肿瘤或癌症的增长,和/或预防肿瘤或癌症的转移。在一些实施例中,本发明的组合物可以用于收缩或破坏癌症。应当理解的是本发明的组合物可以单独使用或者与一种或多种另外的抗癌制剂或者治疗(例如化疗制剂、靶标治疗制剂、类-靶标治疗制剂、激素、辐射、外科手术等等,或者其两种或更多任意组合)组合使用。在一些实施例中,可以向患者(其经历涉及外科手术、辐射和/或化疗的治疗)给予本发明的组合物。在一些实施例中,可以长期给予本发明的组合物用来预防或减少癌症的发病风险。
通过本发明的方法可治疗的癌症优选地发生在哺乳动物中。哺乳动物包括,例如,人类和其他灵长类动物,连同宠物或者伴侣动物,例如狗和猫,实验动物,例如大鼠、小鼠和兔子,以及家畜,例如马、猪、羊和牛。在一些实施例中,本发明的化合物可以用于治疗或影响癌症,包括但不限于:淋巴转移、鳞状细胞癌,(特别是头部和颈部的)、食管鳞状细胞癌、口腔癌、血细胞恶性肿瘤(包括多发性骨髓瘤,白血病,包括急性淋巴细胞白血病、急性非淋巴细胞白血病、慢性淋巴细胞白血病、慢性髓细胞白血病、以及毛状细胞白血病)、积液淋巴瘤(基于体腔的淋巴瘤)、胸腺淋巴瘤肺癌(包括小细胞癌)、皮肤T细胞淋巴瘤、霍奇金氏淋巴瘤、非霍奇金氏淋巴瘤、肾上腺皮质癌症、ACTH-产生肿瘤、非小细胞癌、乳腺癌(包括小细胞癌和导管癌)、胃肠道肿瘤(包括胃癌、结肠癌、结肠直肠癌、与结肠直肠肿瘤相关的息肉、胰腺癌、肝癌)、泌尿系统癌症(包括膀胱癌,包括主要表面膀胱肿瘤、浸润性膀胱移行细胞癌、以及肌肉浸润性膀胱癌)前列腺癌、女性生殖道恶性肿瘤(包括卵巢癌、原发性腹膜上皮肿瘤、宫颈癌、子宫内膜癌、阴道癌、外阴癌、子宫癌和卵泡中的实体肿瘤)、男性生殖道恶性肿瘤(包括睾丸癌和和阴茎癌)、肾癌(包括肾细胞癌)、脑癌(包括先天脑瘤、神经母细胞瘤、星形细胞脑瘤、胶质瘤、在中枢神经系统中的转移性细胞侵袭)、骨癌(包括骨瘤和骨肉瘤)、皮肤癌(包括恶性黑素瘤、人类皮肤角质细胞的进行性肿瘤、鳞状细胞癌)、甲状腺癌、成视网膜细胞瘤、成神经细胞瘤、慢性腹膜渗出、恶性胸腔积液、间皮瘤、胆囊膀胱癌、妊娠滋养细胞肿瘤、以及血管外皮细胞瘤。在一些情形中,癌症是肺癌、卵巢癌、宫颈癌、乳腺癌、骨癌、结肠直肠癌,和/或前列腺癌。在一些情形中,癌症是肺癌。在一些情形中,癌症是人类肺癌和/或正常肺成纤维细胞。
本发明进一步包括组合物(包括药物组合物)、制品、配制品、试剂盒以及类似物,包括任何如在此描述的化合物。在一些情形中,提供了包括在此描述的组合物,或其药学上可接受的盐,和一种或多种药学上可接受的载体、添加剂和/或稀释剂的药物组合物。在一些实施例中,试剂盒(例如,用于治疗癌症)包括如在此描述的组合物(或者药物组合物)和用于治疗癌症的组合物(或者药物组合物)的使用说明书。本发明的这些和其他实施例也涉及根据在此描述的任何技术和组合物和组合物组合的癌症治疗或肿瘤治疗的提升。
在一些实施例中,在此描述的铂化合物或组合物可以包括在一种颗粒中。在一些实施例中,提供了一种包括高分子材料和铂化合物或如在此描述的组合物的颗粒。在一些实施例中,提供了一种包括高分子材料和铂化合物或如在此描述的包囊化或分散在该高分子材料中的组合物的颗粒,其中该组合物不是与该高分子材料经由共价键相连。在其他的实施例中,提供了一种包括高分子材料和铂化合物或如在此描述的包囊化或分散在该高分子材料中的组合物的颗粒,其中该组合物与该高分子材料经由至少一个共价键相连。在一些情形中,提供了一种包括多个颗粒的组合物。
在一些情形中,颗粒可以是纳米颗粒,例如,该颗粒具有小于大约1微米的特征尺寸,其中颗粒的该特征尺寸是具有与该颗粒相同体积的完美球体的直径。在一些实施例中,多个颗粒可以通过平均直径(例如,对于多个颗粒的平均直径)来表征。在一些实施例中,这些颗粒的直径可以具有高斯分布。在一些情形中,该多个颗粒可以具有低于大约300nm、低于大约250nm、低于大约200nm、低于大约150nm、低于大约100nm、低于大约50nm、低于大约30nm、低于大约10nm、低于大约3nm、或在一些情形中低于大约1nm的平均直径。在一些实施例中,这些颗粒可以具有平均直径至少大约5nm、至少大约10nm、至少大约30nm、至少大约50nm、至少大约100nm、至少大约150nm、或更高。在一些情形中,该多个颗粒具有大约10nm、大约25nm、大约50nm、大约100nm、大约150nm、大约200nm、大约250nm、大约300nm、大约500nm、或者等等的平均直径。在一些情形中,该多个颗粒具有大约10nm和大约500nm之间、大约50nm和大约400nm、大约100nm和大约300nm之间、大约150nm和大约250nm之间、大约175nm和大约225nm之间、或等等的平均直径。该颗粒可以是任何合适的尺寸或形状。合适形状的非限制性实例包括球体、立方体、椭圆体、管状、片状以及等等。通常该颗粒是球体。
不希望受到理论限制,颗粒的尺寸可以改变铂化合物从这些颗粒的递送(例如,有效负载的缺失、药物流出、聚合、递送至所希望的部位,等等)。在一些情形中,更大的颗粒可以比较小的颗粒更快地失去它们的有效负载和/或与更大的颗粒相比化合物可以更迅速地从较小的颗粒流出。在一些情形中,与更大的颗粒相比较小的颗粒更可能聚合。该颗粒的尺寸可以影响颗粒遍布全身的分布。例如,注射进入血管中的较大的颗粒比较小的颗粒更可能停留在小血管中。在一些情况中,较大的颗粒可能比较小的颗粒更不易穿过生物学障碍(例如,毛细管管壁)。可以根据应用选择在递送系统中使用的颗粒的尺寸,并且这对于那些本领域普通技术人员将是已知的。例如,如果所希望的是遍布患者血管的全身递送,那么可以选择较小尺寸(例如,<200nm)的颗粒。如另一个实例,如果所希望的是在注射时通过患者网状内皮组织系统的颗粒隔绝(例如,在肝脏、脾等等中的颗粒的隔绝),那么可以选择较大的颗粒(例如,>200nm)。当选择颗粒尺寸时也可以考虑所希望的递送的时间长度。例如,较小颗粒可以比较大的颗粒在血管中循环更长的时间。
在一些实施例中,颗粒包括一种高分子材料(例如,一种聚合物)。如在此使用的“聚合物”给出了如在本领域中使用的普通含义,即,包括一种或多种重复单位(单体)的分子结构,通过共价键连接。这些重复单位可以均是相同的,或者在一些情形中,存在于该聚合物中可以有多于一种类型的重复单位。如果多于一种类型的重复单位存在于该聚合物中,那么该聚合物是“共聚物”。应当理解的是在采用聚合物的任何实施例中,在一些情形中采用的聚合物可以是一种共聚物。形成该共聚物的这些重复单位可以以任何形式排列。例如,这些重复单位可以以随机顺序、交替顺序排列或者作为“嵌段”共聚物,即,包括一个或多个区域(每个包括一种第一重复单位(例如,第一嵌段)),以及一个或多个区域(每个包括一种第二重复单位(例如,第二嵌段))等等。嵌段共聚物可以具有两个(二嵌段共聚物),三个(三嵌段共聚物),或者更多数目的不同嵌段。在一些情形中,另外的部分也可以存在于该聚合物中,例如如在此描述的寻靶部分。
在一些情形中,该聚合物是生物学衍生的,例如,生物聚合物。非限制性实例包括多肽或蛋白质(例如,不同氨基酸的聚合物)或者例如DNA或RNA的核酸。
在一些实施例中,该聚合物可以是生物相容性的,即,当插入或注射进入生活的受试者中时该聚合物并不典型地诱导不利的应答,例如,不存在通过免疫系统的该聚合物的显著炎症和/或急性排斥,例如经由T-细胞应答。当然将认识到的是,“生物相容性”是一个相对的术语,并且即使是对于与活组织高度相容的聚合物来讲一些程度的免疫应答是可以预料到的。然而,如在此使用的,“生物相容性”是指通过至少部分的免疫系统的材料的急性排斥,即,移植进入受试者中的非生物相容材料引起了受试者中的免疫反应,该反应严重到足以使通过该免疫系统的该材料的排斥不被充分控制,并且通常达到了一种程度,以至于该材料必须从该受试者中移除。一种确定生物相容性的简单的测试是在体外将聚合物暴露于细胞;典型地生物相容性聚合物在中等浓度下(例如,在大约50毫克/106细胞的浓度)并不导致显著的细胞死亡。例如,当暴露于细胞(例如成纤维细胞或上皮细胞)时,即使被此类细胞吞噬或者摄取,生物相容性聚合物可以引发低于大约20%的细胞死亡。在本发明的不同实施例中可能有用的生物相容性聚合物的非限制性实例包括聚二噁烷酮(PDO)、聚羟基链烷酸酯、聚羟基丁酸酯、聚(甘油癸二酸酯)、聚乙交酯、聚丙交酯、聚己内酯、或者包括这些和/或其他聚合物的共聚物或衍生物。
在一些实施例中,该生物相容性聚合物是生物可降解的,即,该聚合物在生理学环境中(例如在身体中)可以化学地和/或生物地降解。例如,该聚合物可以是一种暴露于水时(例如在受试者中)自发水解的,该聚合物可以在暴露于热时(例如,在大约37℃的温度)而降解。根据使用的聚合物或共聚物,聚合物的降解可以以不同的速率发生。例如,取决于该聚合物,该聚合物的半衰期(50%的聚合物降解成为单体和/或其他非聚合性部分的时间)可以按照天、周、月或年的级别。这些聚合物可以是生物降解的,例如在一些情形中,通过酶活性或细胞机制,例如通过暴露于溶菌酶(例如具有相对低的pH)。在一些情形中,这些聚合物可以降解成为这些细胞可以重新利用或者不伴随有在细胞上的显著毒性作用而处理的单体和/或其他非聚合性部分,(例如,聚丙交酯可以水解以形成乳酸,聚乙交酯可以水解以形成乙醇酸等)。生物可降解的聚合物的实例包括,但不限于聚(丙交酯)(或聚(乳酸))、聚(乙交酯)(或聚(乙醇酸))、聚(原酸酯类)、聚(己内酯类)、聚赖氨酸、聚(乙烯亚胺)、聚(丙烯酸)、聚(氨酯类)、聚(酐类)、聚(酯类)、聚(三亚甲基碳酸酯)、聚(乙撑亚胺)、聚(丙烯酸)、聚(氨酯)、聚(β氨基酯类)或类似物,以及这些和/或其他聚合物的共聚物或衍生物,例如,聚(丙交酯-共-乙交酯)(PLGA)。
在一些实施例中,该聚合物可以是已由美国食品和药物管理局(FDA)按照21C.F.R.§177.2600批准在人中使用的聚合物,这些聚合物包括但不局限于聚酯类(例如,聚乳酸、聚(乳酸-共-乙醇酸)、聚己内酯、聚戊酸内酯、聚(1,3-二噁烷-2-酮));聚酐类(例如,聚(癸二酸酐));聚醚(例如,聚乙二醇);聚氨酯类;聚甲基丙烯酸酯;聚丙烯酸酯;以及聚氰基丙烯酸酯。在一些实施例中,该聚合物可以是聚乙二醇化的,如在此描述。
在一些实施例中,该聚合物可以是聚酯,包括共聚物,这些共聚物包括乳酸和乙醇酸单元(如聚(乳酸-共-乙醇酸))和聚(丙交酯-共-乙交酯),在此统称为“PLGA”;以及均聚物,这些均聚物包括乙醇酸单元,在此称为“PGA”,以及乳酸单元(如聚-L-乳酸、聚-D-乳酸、聚-D,L-乳酸、聚-L-丙交酯,聚-D-丙交酯、以及聚-D,L-丙交酯),在此统称为“PLA”。在一些实施例中,示例性的聚酯类包括,例如聚羟基酸;PEG共聚物和丙交酯与乙交酯的共聚物(例如PLA-PEG共聚物、PGA-PEG共聚物、PLGA-PEG共聚物),以及它们的衍生物。在一些实施例中,聚酯类包括,例如聚酐类、聚(原酸酯)、聚(原酸酯)-PEG共聚物、聚(己内酯)、聚(己内酯)-PEG共聚物、聚(L-丙交酯-共-赖氨酸)、聚(丝氨酸酯)、聚(4-羟基-L-脯氨酸酯)、聚[α-(4-氨基丁基)-L-乙醇酸],以及其衍生物。
在一些实施例中,聚合物能够控制免疫原性,例如聚(亚烷基二醇)(也被称为聚(环氧烷)),例如聚(丙二醇),或者聚(氧化乙烯),也被称为聚(乙二醇)(“PEG”),具有化学式-(CH2-CH2-O)n-,其中n是任何正整数。聚(乙二醇)单元可以以任何合适的形式存在于聚合基础组分中。例如,该聚合碱基础组分可以是嵌段共聚物,其中这些嵌段之一是聚(乙二醇)。包括聚(乙二醇)重复单元的聚合物也是指“聚乙二醇化”的聚合物。此类聚合物由于聚(乙二醇)基团的存在可以控制炎症和/或免疫原性(例如,引发免疫应答的能力)。在一些情形中,也可以使用聚乙二醇化作用以减少聚合物和生物学部分之间的电荷相互作用,例如,通过在该聚合物的表面产生一种亲水层,该亲水层可以屏蔽该聚合物与生物学部分的相互作用。本领域的那些普通和技术人员将知道的是聚乙二醇化一种聚合物的方法和技术,例如,通过使用EDC(1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐)和NHS(N-羟基丁二酰亚胺)将一种聚合物与以胺为末端的PEG基团反应,例如,通过开环作用聚合作用技术(ROMP)或者等等。除此之外,本发明的某些实施例是针对包含聚(酯-醚)类的共聚物,例如具有由酯键(例如,R-C(O)-O-R’键)连接的和醚键(例如,R-O-R’键)连接的重复单元的聚合物。
在一些实施例中,一种颗粒可以包括至少一个寻靶部分。如在此使用的寻靶部分是能够结合或者以另外方式与生物学部分(例如,细胞膜组分、细胞表面受体,前列腺特异细胞膜抗原或者类似物)相连的部分。因此,该寻靶部分可以协助颗粒与患者的特异位点(例如,某些细胞型、受体等)的相连或结合。作为非限制性实例,该寻靶实体可以包括可将这些颗粒导向前列腺细胞的前列腺特异性膜抗原。如在此使用的术语“结合”是指展示相互亲和力或结合能力的相应分子对或其部分之间的相互作用,典型地由于特异性的或非特异性的结合或相互作用,包括但不限于,生物化学、生理学和/或化学相互作用。“生物学结合”定义了发生在分子对之间的一种类型的相互作用,包括蛋白质、核酸、糖蛋白、糖类、激素或者类似物。术语“结合配偶体”是指可以经历与具体分子结合的分子。“特异性结合”是指能够结合或识别结合配偶体(或者有限数目的结合配偶体)到比其他类似生物学实体基本上更高程度的分子(例如,多核苷酸)。在一组实施例中,该寻靶部分具有低于大约1微摩,至少大约10微摩,或者至少大约100微摩的特异性(如经由解离常数所测量的)。
本领域的普通技术人员熟知的是广泛多种寻靶部分可以将载体材料(例如纳米颗粒)导向所希望的受试者的特异位置。关于此受试者存在广泛的文献并且在此对于本领域的那些普通技术人员不需要重复而很容易地对涉及寻靶的本发明的方面进行理解和广泛地实践。可以采用作为寻靶部分的生物学部分的非限制性实例包括肽、蛋白质、酶、核酸、脂肪酸、激素、抗体、糖类、肽聚糖、糖肽,或者类似物。
在一些实施例中,该铂化合物或组合物可以包囊化或者分散在高分子材料中,其中该铂化合物不是经由任何共价键与高分子材料相连。可以用以形成具有包囊化或分散在其中的铂化合物的颗粒的技术的非限制性实例包括但不限于,喷雾干燥、单或复乳剂技术、溶剂提取、相分离、纳米沉淀和其他对于本领域普通技术人员已知的方法。
在一些实施例中,包括包囊化和/或者分散在其中的铂化合物的颗粒(例如,其中该铂化合物并不是经由任何共价键与该高分子材料相连)可以使用乳剂沉淀方法或技术形成。乳剂化学和沉淀技术对于那些本领域普通技术人员将是已知的。在此使用的术语“乳剂”给出了其在本领域的普通含义并且是指至少两种不混溶液体的稳定混合物。通常,不混溶液体倾向于分开进入两种不同的相。可以通过添加表面活性剂使乳剂稳定化,该表面活性剂功能是减少在至少两种不混溶液体之间的表面张力。在某些实施例中,至少在环境温度(25℃)和压力(100kPa)下,该连续相是一种水相,例如包括水,一种溶液或一种包含水的悬浮液,或者另外一种在水中混溶的流体。包含在连续相中的不连续相可以包括脂,或者在环境温度和压力下不混溶在水中的种类。在一些实施例中,一种乳剂包括水相和脂或油相,其中这些相之一组成了液滴并且另一相组成了包含液滴的连续相,即,该连续相可以是该水相或者该油相,并且该不连续相可以是另一相。除此之外,在一些实施例中,存在另外的相,例如作为如在此更详细描述的复乳剂。在一些实施例中,一种非连续相包括一种高分子材料并且相同或不同的非连续相包括一种铂化合物或者组合物,并且该乳剂可以暴露于条件中由此引发乳剂液滴沉淀和/或凝固,由此形成了多个包括该高分子材料和该铂化合物或组合物的颗粒。在单乳剂的情况中,该非连续相可以包括一种铂化合物或组合物和一种聚合物。用于从乳剂形成颗粒的非限制性方法包括通过改变温度、可溶性技术,蒸发溶剂,和/或添加化学交联试剂使液滴凝固。
铂化合物或组合物可以溶解或者分散在该乳剂的任何合适的相中。根据在所产生的乳剂和/或颗粒中所希望的铂化合物或组合物的荷载,可以使用铂化合物或组合物的任何合适的量。该铂化合物或组合物可以以任何所希望的重量%存在于水相中。例如,该铂化合物或组合物可以在乳剂和/或产生的聚合物中以按重量计大约0.5%、大约1%、大约2%、大约3%、大约4%、大约5%、大约10%、大约15%、大约20%、大约30%、大约40%、大约50%、大约60%、大约70%、大约80%、或者大约90%,或者任何其中的范围存在。
该乳剂的液滴可以是任何形状或尺寸,并且在一些情形中可以是球体,或非球体。可以使用该水溶液或溶剂的任何合适的体积以形成所希望的乳剂液滴和/或颗粒尺寸。在一些情形中,该多个液滴可以具有低于大约300nm、低于大约250nm、低于大约200nm、低于大约150nm、低于大约100nm、低于大约50nm、低于大约30nm、低于大约10nm、低于大约3nm、或在一些情形中低于大约1nm的平均直径。在一些实施例中,该多个液滴可以具有平均直径至少大约5nm、至少大约10nm、至少大约30nm、至少大约50nm、至少大约100nm、至少大约150nm、或更高。在一些情形中,该多个液滴具有大约10nm、大约25nm、大约50nm、大约100nm、大约150nm、大约200nm、大约250nm、大约300nm、大约500nm、或者等等的平均直径。在一些情形中,该多个液滴具有大约10nm和大约500nm之间、大约50nm和大约400nm、大约100nm和大约300nm之间、大约150nm和大约250nm之间、大约175nm和大约225nm之间、或等等的平均直径。使用任何本领域普通技术人员已知的合适技术可以确定此类特征直径,例如,激光散射、小角度中子散射或电子显微术。在一些实施例中,该乳剂是一种“纳米乳剂”,即,一种在其中包含的液滴具有低于大约1微米的平均直径的乳剂。
在一些实施例中,本发明的乳剂包括至少一种表面活性剂。术语“表面活性剂”被赋予了其在本领域中的普通含义,并且是指一种分子,当与定义第一相的第一组份以及定义第二相的第二组份组合时,将促进分开的第一和第二相的组装。那些本领域普通技术人员将知道的是用于在制备乳剂中使用的合适的表面活性剂,例如,离子表面活性剂或非离子表面活性剂。表面活性剂的非限制性实例包括溴化十六烷基三甲基铵(CTAB)、苯扎氯铵、双十八烷基二甲基溴化铵(DDA)、二油酰基-3-三甲基铵-丙烷(DOTAP)、胆酸钠、十二烷基硫酸钠(SDS)/月桂基硫酸钠(SLS)、二磺基琥珀酸盐(DSS)、硫酸化脂肪醇、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯酮(PVP)、脱水山梨糖醇酯类聚山梨醇酯类、聚氧乙烯化乙二醇单醚、聚氧乙烯化烷基酚和泊洛沙姆。
在一些实施例中,至少一个相包括聚合物,其中该乳剂凝固和/或沉淀时,这些聚合物形成一种颗粒。在此描述了用于形成颗粒的聚合物的非限制性实例。在一些实施例中,该聚合物包括PLGA。在一些情形中,该聚合物包括PEG或者是聚乙二醇化的。在一个特殊的实施例中,在乳剂技术中采用的聚合物是包括以下结构的PLGA-PEG-COOH:
其中n、m和o各自独立地是2和100,000之间的整数。
本领域的普通技术人员将知道的是与在此描述的乳剂技术使用的合适水性溶剂。在一些实施例中,该水性溶剂是并不本质上改变铂化合物的构成的一种。在一些实施例中,至少一个相是水性溶剂。水性溶剂的一个非限制性实例是水。在一些实施例中,水可以与另外一种可混溶溶剂混合,例如,在许多其他水混溶极性溶剂中的乙醇、甲醇、DMSO、DMF、异丙醇。在一些情形中,包括该铂化合物和/或形成该连续相的水相可以包含其他的组分,例如,除了铂化合物之外的赋形剂、缓冲液、盐、糖、表面活性剂和/或粘性修饰试剂,或者其组合。
本领域的普通技术人员将知道的是与在此描述的乳剂技术使用的合适的非水性溶剂。通常来讲,该非水性溶剂与该水相是基本上不混溶或者不混溶的。非水相的非限制性实例包括,但不限于,在许多其他水不混溶的有机溶剂中的乙酸乙酯、氯化溶剂例如二氯甲烷和氯仿、烷类(例如,戊烷、己烷、辛烷,等等),或者其组合。
在一些实施例中,在此描述的这些化合物或组合物可以在复乳剂中包囊化,随后沉淀和/或将复乳剂凝固。通常来讲,复乳剂包括水包油包水乳剂或油包水包油乳剂。在一些实施例中,该复乳剂是一种水包油包水乳剂。在水包油包水乳剂中,形成的液滴包括第一相(例如,通常包括具有溶解或分散在其中的铂化合物的水相),该第一相被第二相(例如,通常包括一种非水相,该非水相包括一种聚合物)包囊化或者基本上包囊化,该第二相与该第一相不混溶或者基本上不混溶,其中这些液滴分散在第三相中,其中该第三相与该第二相(和/或第三相)是不混溶的或者基本上是不混溶的。
那些本领域普通技术人员将知道用于形成复乳剂的合适的方法。在一些实施例中,复乳剂可以通过将第一和第二相混合以形成一种油包水乳剂而形成。该油包水乳剂可以包括第一相,该第一相包括该铂化合物和一种水性溶剂,该第一相基本上由包括一种非水性溶剂和该聚合物的第二相围绕。然后可以将该油包水乳剂(例如,初级乳剂)与包括第二水性溶剂的第三相混合以形成一种水包油包水的复乳剂。即,该水包油包水乳剂包括包含该铂化合物的该第一水相作为内部相,该第一水相基本上由包含该聚合物的该第二相围绕,该第二相基本上由该第三相围绕。在这个实施例中,该第三相典型地是指作连续相。然后可以使用在此描述的并且对那些本领域的普通技术人员已知的技术可以将该非连续相沉淀和/或凝固。
用于该聚合物的溶剂的选择可以至少部分基于在该溶剂中的该聚合物的可溶性或聚合物分散性进行选择。该聚合物可以以任何所希望的重量%存在于该第二相中。例如,该聚合物可以在该第二相中按重量计大约1%至大约90%存在,包括但不限于按重量计大约5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、或者80%。该第二相可以进一步包括添加剂,例如在其他添加剂中的助溶剂、表面活性剂、乳化剂、两种或更多种聚合物的共混物,或其组合。
那些本领域普通技术人员将知道的是用于形成乳剂的方法和系统。例如,非限制性技术包括超声波破碎、受控剪切、膜乳化、微流体技术等等。在一个特殊的实施例中,使用超声波破碎形成了一种乳剂。例如,可以向第二流体中添加包含铂化合物的第一溶剂,该第二流体与该第一流体是不混溶的或者基本上不混溶的,可任选地加热和/或可任选地包括一种表面活性剂。在文献中描述了用于形成单乳剂和复乳剂的多种方法(例如,参见Radovic-Moreno et al(拉多维奇-莫雷诺等人),ACSNano(《美国化学学会纳米》),6(5),2012,4279-4287;Perez et al.(佩雷斯等人),Journal of ControlledRelease(《受控释放杂志》),72,2001,211-224,每个通过引用结合在此)。
在一些实施例中,一种颗粒可以包括经由至少一个共价键的形成与高分子材料相连的铂化合物。例如,关于在此描述的这些化合物,R1-R6中至少一个可以形成或者包括与该高分子材料结合的共价键。在一些情形中,R5和R6中至少一个形成或者包括与该高分子材料结合的共价键。在一些情形中,R5或R6之一形成或者包括与该高分子材料结合的共价键。
那些本领域的普通技术人员将知道的是用于将如在此描述的铂化合物与一种高分子材料共价相连的方法。例如,在一些情形中,共价附接之前,R5或R6中至少一个包括一种官能团,该官能团与一种与该高分子材料相连的官能团反应。相应地,该铂化合物与该高分子材料在合适条件下的反应导致了在该铂化合物和该高分子材料之间的共价键的形成。那些本领域的普通技术人员将能够确定合适的官能团,这些合适的官能团可以导致铂化合物与高分子材料的共价附接(例如,经由缩合反应、酰胺偶联反应、pH可裂解的键反应、点击化学,等等)。如一个具体的非限制性实例,该铂化合物的R5基团(或者另一个配体)可以包括一种–COOH官能团并且该高分子材料可以包括一种–CH2OH官能团,或者反之亦然,其中这些部分可以反应以经由酯偶联反应形成一种在该铂化合物和该聚合物之间的共价酯键。如另一个非限制性实例,该铂化合物的R5基团(或者另一个配体)可以包括一种–NH2基团并且该聚合物材料可以包括一种–COOH,或者反之亦然,其中这些基团反应以形成一种酰胺键合。如又另一个实例,该铂化合物的R5基团(或者另一个配体)可以包括一种–COOH基团并且该聚合物材料可以包括一种–COOH基团,或者反之亦然,其中这些基团反应以形成一种羧酸酸酐键合。如仍然又另一个实例,该铂化合物的R5基团(或者另一个配体)可以包括一种––N3基团并且该聚合物材料可以包括一种炔基,或者反之亦然,其中这些基团反应以形成一种三嗪键合。如仍然又另一个实例,该铂化合物的R5基团(或者另一个配体)可以包括一种–CH2OH基团并且该聚合物材料可以包括一种–NCO基团,其中这些基团反应以形成一种氨基甲酸酯键合。
如将被本领域的那些普通技术人员理解的是,任何合适数目的铂化合物可以与单聚合物链相连。每聚合物链的铂化合物的数目可以依赖于提供的铂化合物的数目/聚合物链的总数目的比率。在聚合组合物中的每个聚合物链可以是与相同或不同数目的铂化合物共价相连。
那些本领域的普通技术人员将知道的是用于形成包括与铂化合物共价相连的高分子材料的颗粒的方法。在一些实施例中,在形成这些颗粒之前可以形成该铂化合物和该聚合物材料之间的共价附接。在其他的实施例中,在这些颗粒形成之后或这些颗粒形成同时可以形成该铂化合物和该聚合物材料之间的共价附接。用于形成包括高分子材料的颗粒的方法的非限制性实例包括,但不限于纳米沉淀和喷雾干燥。
在一些实施例中,这些颗粒经由纳米沉淀形成。对于那些本领域的普通技术人员已知的是纳米沉淀方法(例如,参见Kolishettia et al.(科里谢蒂等人),PNAS(《美国科学院院院报》),107(42),2010,17939-17944,通过引用结合在此)。在一些情形中,纳米沉淀方法包括将一种溶液(该溶液包括一种第一溶剂,一种高分子材料以及一种铂化合物(例如,可任选地与该高分子材料经由至少一个共价键相连))添加至其中该高分子材料是基本不溶的一种第二溶剂,其中该高分子材料在该第一溶剂中是可溶的或者基本上可溶的。该高分子材料可以在与该第二溶剂接触时沉淀。
在一些实施例中,包括有待沉淀的该高分子材料的溶液还可以包括另外的组分,例如添加剂或其他赋形剂。在一些情形中,该溶液进一步包括至少一种另外的高分子材料(例如,一种第二类型的高分子材料)。在一些情形中,该另外的高分子材料不与铂化合物(例如,经由共价键)相连。可以选择该至少一种第二高分子材料以影响形成的颗粒的产生的特性(例如,尺寸、疏水性/亲水性、稳定性,等等)。在一个具体的实施例中,形成颗粒,包括沉淀一种包括第一高分子材料(例如,可任选地与一种铂化合物共价相连)和第二高分子材料的溶液。在一些实施例中,该第一高分子材料(例如,可任选地与该铂化合物经由至少一个共价键的形成而相连)的比率与该第二高分子材料的比率可以是大约10:1、大约9:1、大约8:1、大约7:1、大约6:1、大约5:1、大约4:1、大约3:1、大约2:1、大约1.5:1、大约1:1、大约1:1.5、大约1:2、大约1:3、大约1:4、大约1:5、大约1:6、大约1:7、大约1:8、大约1:9、或者大约1:10。在此描述了用于形成颗粒的合适的高分子材料。在一些实施例中,与该铂化合物经由至少一个键的形成而相连的该高分子材料包括聚(乳酸)聚合物,或其修饰形式。在一些情形中,该第二高分子材料包括PLGA,可任选地聚乙二醇化的。在一些情形中,该铂化合物具有结构:
其中,包括–OC(=O)(CH2)2COOH的R5形成了一种与该聚合物结合的共价键。在一些实施例中,与该铂化合物共价相连的该第一高分子材料包括该结构:
在一些实施例中,该第二高分子材料是包括以下结构的PLGA-PEG-COOH:
其中n、m和o各自独立地是2和100,000之间的整数。
那些本领域的普通技术人员将知道的是用于形成包含铂化合物的颗粒的其他方法和系统,例如如在Stephen J.Lippard et al.(斯蒂芬J.利帕德等人)的国际专利申请号:PCT/US2009/005687中所描述的,提交于2009年10月20日,标题为用于药物递送的纳米结构,通过引用结合在此。
在一些实施例中,本发明提供了“药物组合物”或“药学上可接受的”组合物,其包括治疗有效量的一种或多种在此描述的化合物,与一种或多种药学上可接受的载体(添加剂)和/或稀释剂一起配制。可以特别地配制本发明的这些药物组合物用于以固体形式或液体形式给予,包括那些适合于以下的:口服给予,例如,药水(drench)(水性或非水性溶液或悬浮液),药片,例如,那些定向用于口腔、舌下、和全身吸收的,大丸药,粉剂,颗粒剂,用于向舌施用的糊剂;非消化道给予,例如,通过皮下、肌内、静脉内或硬脑膜外注射,作为例如,消毒液或悬浮液,或持续释放配制品;局部施用,例如,作为乳膏、软膏、或受控释放的贴剂或施用于皮肤、肺、或口腔的喷雾;阴道内地或直肠内地,例如,作为阴道栓、乳膏或泡沫;舌下给药;眼给药;经皮地;鼻腔地、肺的和向其他粘膜表面。
在此采用的短语“药学上可接受的”是指在合理医学判断范围内的那些化合物、材料、组合物,和/或剂型,这些是适合用于与人类和动物组织接触使用而不伴随有过多的毒性、刺激、过敏反应,或其他问题或并发症,与合理的益处/风险比率相称。
如在此使用的短语“药学上可接受的载体”意为药学上可接受的材料、组合物或运载体,例如液体或固体填料、稀释剂、赋形剂,或溶剂包囊材料,涉及从一个器官、或身体的部分向另一个器官,或身体的部分运送或运输该主题化合物。每个载体从与该配制品的其他成分是相容的意义上来讲必须是“可接受的”并且对于该患者是无害的。可以用作药学上可接受的载体的材料的一些实例包括糖类,如乳糖、葡萄糖以及蔗糖;淀粉类,如玉米淀粉和马铃薯淀粉;纤维素和其衍生物,如羧甲基纤维素钠、乙基纤维素以及乙酸纤维素;粉末状黄芪胶;麦芽;明胶;滑石;赋形剂类,如可可脂和栓剂蜡;油类,如花生油、棉籽油、红花油、芝麻油、橄榄油、玉米油以及大豆油;二醇类,如丙二醇;多元醇,如甘油、山梨醇、甘露醇和聚乙二醇;酯类,如油酸乙酯和月桂酸乙酯;琼脂;缓冲剂类,如氢氧化镁和氢氧化铝;藻酸;无热原质水;等渗生理盐水;林格氏溶液;乙醇;pH缓冲溶液;聚酯类、聚碳酸酯和/或聚酐类;和其他在药物配制品中采用的非毒性相容物质。
如在此列举的,本发明的化合物的某些实施例可以包含被形成或提供为盐,并且在一些情形中,作为药学上可接受的盐。在这个方面中的术语“药学上可接受的盐”是指本发明的化合物的相对非毒性的、无机的和有机盐。这些盐可以在原位在给药运载体中或剂型制造过程中制备,或者通过分别与本发明纯化的化合物反应,随后与合适的反应物反应(例如,合适的有机或无机酸和/或碱),并且将由此在随后纯化期间形成盐分离。代表性的盐包括氢溴酸盐、盐酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、磷酸盐、硝酸盐、醋酸盐、戊酸盐、油酸盐、棕榈酸盐、硬脂酸盐、月硅酸盐、苯甲酸盐、乳酸盐、磷酸盐、甲苯磺酸盐、柠檬酸盐、马来酸盐、延胡索酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、萘甲酸盐(napthylate)、甲磺酸盐、葡庚糖酸盐、乳糖醛酸盐、和月桂基磺酸盐以及类似物。(参见,例如,Berge et al.(贝尔热等人),“PharmaceuticalSalts(《药物盐》),”J.Pharm.Sci.(《制药科学杂志》)1977,66,1-19)。
主题化合物的药学上可接受的盐包括这些化合物的常规非毒性盐或者季铵盐,例如,来自非毒性有机酸或无机酸。例如,此类常规非毒性盐包括衍生自以下无机酸的那些,例如,盐酸、氢溴酸、硫酸、氨基磺酸、磷酸、硝酸以及类似物;和从以下有机酸制备的盐,例如乙酸、丙酸、琥珀酸、乙醇酸、硬脂酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、抗坏血酸、软脂酸、顺丁烯二酸、羟基马来酸、苯乙酸、谷氨酸、苯甲酸、水杨酸、磺胺酸、2-乙酸基苯甲酸、反丁烯二酸、甲基苯磺酸、甲基磺酸、乙烷二磺酸、草酸、异硫羰酸(isothionic)、以及类似物。
润湿剂、乳化剂和润滑剂,例如月桂基硫酸钠和硬脂酸镁,连同着色剂、释放剂、包衣剂、甜味剂、调味剂和芳香剂,防腐剂和抗氧化剂也可以存在于这些组合物中。
药学上可接受的抗氧化剂的实例包括:水溶性抗氧化剂,例如抗坏血酸、盐酸半胱氨酸、硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠和类似物;油可溶性抗氧化剂,例如抗坏血酸棕榈酸酯、丁羟茴醚(BHA)、丁羟甲苯(BHT)、卵磷脂、没食子酸丙酯、α-生育酚、以及类似物;以及金属螯合剂,例如柠檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、山梨醇、酒石酸、磷酸、以及类似物。
该化合物可以口服给予、非肠道给予、皮下给予,和/或静脉内给予。在某些实施例中,化合物或药物制品是口服给予。在其他的实施例中,该化合物或药物制品是静脉内给予。给予的替代途径包括舌下、肌内,和经皮给予。
本发明的配制品包括那些适合用于口服、鼻腔、局部(包括口腔和舌下)、直肠、阴道和/或非经肠道给予。这些配制品可以方便地存在于单位剂型中并且可以通过制药领域任何已知的方法进行制备。可以与一种载体材料组合以生产一种单一剂型的活性成分的量将根据待治疗的宿主以及给予的具体模式而改变。可以与一种载体材料组合以生产一种单一剂型的活性成分的量通常是产生一种治疗作用的该化合物的量。通常,这个量将从大约1%至大约99%的活性成分,从大约5%至大约70%或者从大约10%至大约30%的活性成分的范围变动。
在某些实施例中,本发明的配制品包括选自下组的赋形剂,该组由以下各项组成:环糊精、脂质体、胶束形成剂,例如,胆汁酸,和聚合载体,例如,聚酯类和聚酐类;以及本发明的化合物。在某些实施例中,上述配制品使得本发明的化合物变得口服地生物可利用。
制备这些配制品或组合物的方法包括使本发明的化合物与载体以及可任选地一种或多种附属成分相连的步骤。通常,通过以下来制备这些配制品:均匀地和密切地使本发明的化合物与液体载体或精细分散的固体载体或者两者相连,然后如果需要,将产品成型。
适合于口服给予的本发明的配制品可以处于以下形式:胶囊、扁囊剂、药丸、药片、锭剂(使用一种调味剂基础,通常是蔗糖和阿拉伯树胶或黄芪胶)、粉剂、颗粒剂,或者作为在水性或非水性液体中的溶液或悬浮液,或者作为水包油或油包水液体乳剂,或者作为酏剂或糖浆剂,或者作为软锭剂的(使用惰性基质,例如明胶和甘油,或者蔗糖和阿拉伯树胶)和/或作为口洗剂以及类似物,每个包含预定量的本发明的化合物作为活性成分成分。本发明的化合物还可以作为大药丸、药糖剂,或糊剂给予。
在本发明用于口服给予(胶囊、药片、药丸、糖衣丸、粉剂、颗粒剂以及类似物)的固体剂型中,将这些活性成分与一种或多种药学上可接受的载体混合,例如柠檬酸钠或磷酸二钙,和/或任何以下:填料或者填充剂,例如淀粉、乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露醇、和/或硅酸;粘合剂,例如,像羧甲基纤维素、海藻酸盐、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、蔗糖和/或阿拉伯树胶;湿润剂,例如甘油;崩解剂,例如琼脂-琼脂、碳酸钙、马铃薯或木薯粉淀粉、藻酸、某些硅酸盐、和碳酸钠;溶液阻滞剂,例如石蜡;吸收加速剂,例如季铵化合物;润湿剂,例如像,鲸蜡醇、单硬脂酸甘油酯、和非离子表面活性剂;吸附剂,例如高岭土和膨润土;润滑剂,例如滑石、硬脂酸钙、硬脂酸镁、固体聚乙二醇、月桂基硫酸钠,和其混合物;以及着色剂。在胶囊、药片和药丸的情形中,该药物组合物还可以包括缓冲剂。相似类型的固体组合物也可以用作处于软壳和硬壳明胶胶囊中的填料,使用如乳糖或奶糖(milksugar)连同高分子量的聚乙二醇以及类似物等此类赋形剂。
药片可以可任选地与一种或多种附属成分通过压缩或造型来制备。也可以使用粘合剂(例如,明胶或羟丙基甲基纤维素)、润滑剂、惰性稀释剂、防腐剂、崩解剂(例如,羧基乙酸淀粉钠或者交联羧甲基纤维素钠)、表面活性或分散剂制备压缩药片。造型的药片可以在合适的机器中(在其中粉状化合物与惰性液体稀释剂润湿)进行制备。
本发明的这些药物组合物的药片和其他固体剂型,例如糖衣丸、胶囊、药丸和颗粒剂,可以可任选地用包衣和壳体进行刻痕或制备,这些包衣和壳体例如肠溶包衣和其他在制药-配制领域熟知的包衣。它们也可以被配制以提供在其中的活性成分的缓慢或受控释放,这是使用例如变化比例的羟丙基甲基纤维素(以提供希望的释放曲线)、其他聚合物基质、脂质体、和/或微球体。它们可以被配制用于快速释放,例如,冷冻干燥。它们可以通过以下进行灭菌,例如,通过细菌截留过滤器的滤过,或通过在使用前立即并入呈无菌固体组合物形式的、可以溶解于无菌水的灭菌剂,或一些其他无菌可注射介质。这些组合物还可以可任选地包含乳浊剂并且可以是仅仅在胃肠道的某些部分中释放该或这些活性成分的组合物,可任选地以一种延缓方式。可以使用的植入组合物的实例包括高分子物质以及蜡。如果适当的话,该活性成分也可以是处于与一种或多种以上描述的赋形剂的微包囊化形式。
用于口服给予的本发明的这些化合物的液体剂型包括药学上可接受的乳剂、微乳剂、溶液、悬浮液、糖浆剂和酏剂。除了该活性成分之外,这些液体剂型可以包含在本领域中常用的惰性稀释剂,例如像,水或其他溶剂、增溶剂和乳化剂,例如乙醇、异丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲醇、苯甲酸苄酯、丙二醇、1,3-丁二醇、油类(具体地,棉籽油、花生油、玉米油、胚芽油、橄榄油、蓖麻油和芝麻油)、甘油、四氢糠醇、聚乙二醇和山梨聚糖的脂肪酸酯类,和其混合物。
除了惰性稀释剂,这些口服组合物还可以包括佐剂,例如润湿剂、乳化剂和悬浮剂、甜味剂、调味剂、着色剂、芳香剂和防腐剂。
除了这些活性化合物,悬浮液可以包含悬浮剂如,例如,乙氧基化异十八醇、聚氧乙烯山梨醇和脱水山梨糖醇酯类、微晶纤维素、偏氢氧化铝、膨润土、琼脂-琼脂和黄芪胶,和其混合物。
用于直肠或阴道给予的本发明的药物组合物的配制品可以作为栓剂存在,该栓剂可以通过将一种或多种本发明的化合物与一种或多种非刺激性赋形剂或载体混合进行配制,非刺激性赋形剂或载体包括例如可可脂、聚乙二醇、栓剂蜡或或水杨酸盐,并且该栓剂在室温下是固体,但是在体温下是液体,并且因此,在直肠或阴道中将熔化并且释放该活性化合物。
适合用于阴道给予的本发明的配制品还包括包含如在本领域已知的合适的此类载体的阴道栓剂、内置卫生棉、乳膏、凝胶剂、糊剂、泡沫剂或喷雾配制品。
用于局部或经皮给予的本发明的化合物的剂型包括粉剂、喷雾剂、软膏、糊剂、乳膏、洗剂、凝胶剂、溶液、贴剂和吸入物。在灭菌条件下,该活性化合物可以与药学上可接受的载体混合,并且与任何可能需要的防腐剂、缓冲液,或推进剂进行混合。
除了本发明的活性化合物,这些软膏、糊剂、乳膏和凝胶剂可以包含赋形剂,例如动物和植物脂肪、油类、蜡、石蜡、淀粉、黄芪胶、纤维素衍生物、聚乙二醇、硅酮、膨润土、硅酸、滑石和氧化锌,或其混合物。
除了本发明的化合物之外,粉剂和喷雾剂可以包含赋形剂,例如乳糖、滑石、硅酸、氢氧化铝、硅酸钙和聚酰胺粉末,或这些物质的混合物。喷雾剂可以另外地包含常规的推进剂,例如氯氟烃和挥发性未被取代的烃类,例如丁烷和丙烷。
经皮贴剂具有向体内提供本发明的化合物的受控递送的额外优势。将该化合物溶解会或分散在适当的基质中可以制备此类剂型。还可以使用吸收增强剂增加穿过皮肤的该化合物的流量。提供速率控制性膜或者将该化合物分散在聚合物基质或凝胶中可以控制此类流量的速率。
眼科配制品、眼软膏、粉剂、溶液和类似物也可以考虑在本发明的范围内。
适合于非经肠道给予的本发明的药物组合物包括与以下物质组合的一种或多种本发明的化合物:一种或多种药学上可接受的灭菌的等渗的水性或非水性溶液、分散液、悬浮液或乳剂,或者在使用之前可以重构进入灭菌的可注射的溶液或分散液中的灭菌粉剂,它们可以包含糖类、醇类、抗氧化剂、缓冲液、抑菌剂、溶质(使该配制品与预期接收者的血液或悬浮液或增稠剂等渗)。
可以在本发明的药物组合物中采用的合适的水性和非水性载体的实例包括水、乙醇、多元醇(例如,甘油、丙二醇、聚乙二醇,以及类似物),以及其合适的混合物,植物油,例如橄榄油和可注射的有机酯类,例如油酸乙酯。可以维持适当的流动性,例如,通过使用包衣材料,例如卵磷脂,通过在分散液的情况中维持所需的颗粒尺寸,以及通过使用表面活性剂。
这些组合物还可以包含佐剂,例如防腐剂、润湿剂、乳化剂以及分散剂。在主题化合物上的微生物作用的预防可以通过包含不同抗细菌剂和抗真菌剂(例如,对羟基苯甲酸酯、氯丁醇、苯酚山梨酸以及类似物)来保证。还令人希望的是将等渗剂,例如糖类、氯化钠,和类似物包括进入组合物中。除此之外,通过包含延迟吸收作用的制剂(例如单硬脂酸铝和明胶)可以带来可注射的药物形式的长时间吸收。
适合用于本发明使用的递送系统包括如在此描述的随时间释放、延时释放、持续释放或者受控释放递送系统。在许多情形中此类系统可以避免本发明的活性化合物的重复给予,为受试者和医师增加了便利。释放递送系统的许多类型是有效的并且对于本领域的那些普通技术人员是已知的。它们包括,例如,如聚乳酸和/或聚乙醇酸,聚酐类,和聚己内酯的基于聚合物的系统;基于脂质的包括甾醇类的非聚合物系统,例如胆固醇、胆固醇酯类,和脂肪酸或中性脂肪,例如甘油单酯、甘油二酯和甘油三酯;水凝胶释放系统;硅橡胶系统;基于肽的系统;蜡包衣;使用常规粘合剂和赋形剂的压缩药片;或者部分融合埋植剂。具体实例包括,但不限于,其中该组合物以一种形式包含在基质中的侵蚀系统,或者其中活性组分控制该释放速率的扩散系统。该配制品可以作为,例如,微球体、水凝胶、高分子贮存器、胆固醇基质,或高分子系统。在一些实施例中,该系统可以允许该活性化合物的持续释放或者受控释放的发生,例如,通过该配制品的扩散或侵蚀/降解速率的控制。除此之外,可以在本发明的一些实施例中使用基于泵的硬件递送系统。
长期释放移植物的使用在一些情形中可以是特别适合的。如在此使用的“长期释放”意为构建和排列的该移植物以递送该组合物的治疗水平持续至少大约30天或45天,至少大约60天或大约90天,或者在一些情形中更长。长期释放移植物对于本领域那些普通技术人员是熟知的,并且包括一些以上描述的释放系统。
在一些情形中,为了延长药物的作用,令人希望的是延缓药物从皮下或肌内注射的吸收作用。这可以通过使用具有低水溶解性的晶体或非晶体材料的液体悬浮液来完成。然后药物的吸收速率根据其溶解速率,转而可以取决于晶体尺寸和晶型。可替代地,非肠道给予药物剂型的延迟吸收通过将该药物溶解或悬浮在油载体中来完成。
可注射的药性持久的形式是通过在生物可降解的聚合物中(例如,聚丙交酯-聚乙交酯)形成该主题化合物的微包囊基质来制备的。取决于药物对聚合物的比率,以及采用的具体聚合物的性质,可以控制药物释放的速率。其他生物可降解的聚合物的实例包括聚(原酸酯类)和聚(酐类)。药性持久的可注射的配制品也可以通过将药物包埋入脂质体或微乳剂中来制备,这些脂质体或微乳剂是与体组织相容的。
当本发明的化合物作为药物给予至人类和动物时,它们可以本身给予或者作为药物组合物给予,该药物组合物包含例如,大约0.1%至大约99.5%,大约0.5%至大约90%,或者等等的与药学上可接受的载体组合的活性成分。
该给予可以是局部化的(即,向具体区域、生理学系统、组织、器官,或细胞类型)或者全身的,这取决于有待治疗的情况。例如,该组合物可以通过非经肠道注射、植入、口服地、阴道、直肠、口腔、肺、局部的、鼻腔的、经皮、外科手术给予,或者任何其他给予方法,其中达到该组合物接近目标。可以与本发明一起使用的非经肠道形式的实例包括静脉内,真皮内的、皮下的、腔内、肌内的、腹膜内的、硬脑膜外的,或者鞘内的。植入形式的实例包括任何可植入的或者可注射的药物递送系统。口服给予可以是用于一些治疗有用的,由于对于患者连同给药方案的便利。
不管选择的给予途径如何,可以以合适水合形式使用的本发明的化合物,和/或本发明的药物组合物可以通过本领域那些普通技术人员已知的常规方法配制成为药学上可接受的剂型。
本发明的这些组合物通常以最大量的剂量给予同时避免或最小化任何潜在的有害副作用。这些组合物可以以有效量的、单独的或者与其他化合物混合给予,例如,其他可以用来治疗癌症的化合物。通常有效量是一种足以抑制受试者中的癌症的量。
本领域的技术人员可以使用任何在此描述的测定通过筛选该组合物的能力来确定什么是该组合物的有效量。当然该有效量将取决于这些因素,例如治疗病情的严重性、个体患者参数(包括年龄、身体状况、大小和重量);同步治疗;治疗频率;或者给予方式。这些因素为本领域普通技术人员所熟知,并且可以仅用常规实验方法解决。在一些情形中,使用的最大剂量,即根据正确医学判断的最高安全剂量。
在本发明的药物组合物中的活性成分的实际剂量水平可以改变以此获得用于具体患者、组合物,以及给予模式的有效达到所希望的治疗应答的该活性成分的量,不对患者具有毒性。
选择的剂量水平将取决于多种因素,包括采用的本发明的具体化合物(或其酯、盐或酰胺)的活性、给予途径、给予时间、采用的具体化合物的排泄或新陈代谢的速率、治疗的持续时间、与采用的具体化合物组合使用的其他药物、化合物和/或材料、治疗的患者的年龄、性别、重量、病情,全面健康状况和前病史,以及医药领域熟知的类似因素。
在本领域具有普通技能的医师或兽医可以容易地确定和为所需的药物组合物的有效量开处方。例如,医师或兽医可以起始于在药物组合物中采用的本发明的化合物的剂量,该剂量的水平低于达到所希望的治疗效果所需的水平,并且然后逐渐增加剂量直至达到所希望的效果。
在一些实施例中,向受试者长期提供一种本发明的化合物或药物组合物。长期治疗包括任何形式的重复给予持续一个延长的时间周期,例如重复给予持续一个月或多个月,月与年之间,一年或多年,或者更长。在许多实施例中,长期治疗包括在受试者的整个寿命中重复给予本发明的化合物或药物组合物。例如,长期治疗可以涉及常规给予,例如,一天中一次或多次,一周中一次或多次,一月中一次或多次。通常,合适的剂量,例如本发明的化合物的每日剂量,将是有效产生治疗效果的最低剂量的化合物的量。通常这样一种有效剂量将取决于以上描述的这些因素。通常,当用于指示作用使用时,用于患者的本发明的化合物的剂量范围将从每日每kg体重大约0.0001mg至大约100mg。每日剂量范围可以从每kg体重0.001mg至50mg的化合物,或者从每kg体重0.01mg至大约10mg的化合物。在一些情形中,该剂量范围可以从每kg体重大约5mg和大约50mg之间的化合物,从每kg体重大约10mg和大约40mg之间的化合物,从每kg体重大约10mg和大约35mg之间的化合物,或者从每kg体重大约15mg和大约40mg之间的化合物。然而,可以使用更低的或更高的剂量。在一些实施例中,给予受试者的剂量可以根据年龄、疾病进展、重量或其他因素的受试者的生理学变化而进行修改。
如果希望,该活性化合物的每日有效剂量可以可任选地以单位剂型在一天之内以适当的时间间隔以两次、三次、四次、五次、六次或更多的亚剂量分别给予。
虽然本发明的化合物可能单独给予,但是它可以作为如以上描述的药物配制品(组合物)给予。
本发明还提供了以试剂盒封装的任何用于治疗癌症有用的以上提及的组合物,可任选地包括用于治疗癌症的的组合物的使用的说明书。即,该试剂盒可以包括对于参与任何与癌症或肿瘤相关的在此披露的生物或化学机制而言的该组合物的使用说明书。该试剂盒可以进一步包括在治疗病理学中癌症活性的描述,与该癌症的症状相对照。即,该试剂盒可以包括如在此讨论的这些组合物的使用说明书。该试剂盒还可以包括本发明的两种或多种组合物的组合的使用说明书。说明书还可以被提供用于通过任何合适的技术给予该药物,例如口服、静脉注射或经由另一个已知的药物递送途径。本发明还涉及根据在此描述的任何技术和组合物和组合物组合的癌症治疗的促进。
在一些实施例中,本发明的这些组合物可以针对异常细胞增生、癌症或肿瘤的治疗进行促进,或者包括如以上提及的针对治疗伴随性细胞增生、癌症,或肿瘤的说明书。在另一个方面中,本发明提供了一种方法,该方法涉及经由任一种本发明的组合物,和其同系物、类似物、衍生物、对映体和功能性等效组合物(在其中该组合物可以治疗癌症)的给予来促进癌症的预防或治疗。如在此使用的,“促进”包括所有做事情的方法,包括教育方法、医院和其他临床说明书,制药行业活动包括药物销售,和任何广告或其他推广活动,包括与跟治疗细胞增生、癌症或肿瘤有关的本发明的组合物相关的任何形式的书面、口头和电子交流。“说明书”可以定义促进的一个组成部分,并且典型地涉及在本发明的组合物的封装上的书面说明或者是与本发明的组合物的封装相关的书面说明。说明书还可以包括以任何形式提供的任何口头或电子说明书。该“试剂盒”典型地定义了包括本发明的组合物的任何一种或组合以及说明书,或其同系物、类似物、衍生物、对映异构体和功能性等效组合物的封装,但是还可以包括本发明的组合物和任何形式的说明书,提供的该说明与该组合物以一种形式相关联,这样临床专业人员将清楚地认识到这些说明书与具体组合物相联系。
在此描述的试剂盒还可以包含一种或多种容器,这个或这些容器可以包含化合物,例如如描述的种类、信号实体、生物分子和/或颗粒。这些试剂盒还可以包含用于混合、稀释,和/或给予这些组合物的说明书。这些试剂盒还可以包括其他具有一种或多种溶剂、表面活性剂、防腐剂,和/或稀释剂(例如,正常生理盐水(0.9%NaCl),或者5%葡萄糖)的容器,连同用于混合、稀释或向该样品或向需要此类治疗的患者给予这些组分的容器。
可以以任何合适的形式,例如以液体溶液或干燥粉末,提供该试剂盒的组合物。当提供的组合物是一种干燥粉末时,该粉末可以通过添加一种合适的溶剂(该溶剂也可以被提供)进行重构。在其中使用的是该组合物的液体形式的实施例中,可以将该液体形式浓缩或准备使用。该溶剂将取决于该化合物和使用或给予的模式。用于药物组合物的合适溶剂是在文献中熟知的和可利用的。该溶剂将取决于该化合物和使用或给予的模式。
在一组实施例中,该试剂盒可以包括一种载体工具,该载体工具经区室化以便以严格限制接受一个或多个容器工具,例如小瓶、试管以及类似物,每个容器工具包括将在该方法中使用的分开的元素之一。例如,这些容器工具之一可以包括在该测定中的阳性对照。另外地,该试剂盒可以包括用于其他组分(例如,在该测定中有用的缓冲液)的容器。
为了方便,再进一步说明本发明之前,在此收集了在说明书、实例和附加权利要求书中采用的某些术语。这些定义应该按照本披露的剩余而被阅读并且如本领域的普通技术人员地理解。除非另外定义,在此使用的所有技术和科学术语具有如本领域普通技术人员通常理解的相同含义。
如在此所使用,“受试者”或“患者”是指任何哺乳动物(例如,人类),例如可以对于肿瘤发生或者癌症易感染的哺乳动物。实例包括人类,非人类灵长类,牛、马、猪、绵羊、山羊、狗、猫或者啮齿类,例如小鼠、大鼠、仓鼠或者几内亚猪。通常或者当然,本发明针对人类使用。受试者可以是被诊断患有癌症或者其他已知具有癌症的受试者。在某些实施例中,可以以受试者中已知癌症为基础针对治疗选择受试者。在一些实施例中,可以以受试者中怀疑的癌症为基础针对治疗选择受试者。在一些实施例中,癌症可以通过检测与生物学样品(例如,尿液、唾液、全血液、血清、粪便等等,或其任何组合)相关的突变进行诊断。相应地,可以将本发明的化合物或者组合物给予受试者,这至少部分地是基于在获取自该受试者的至少一个样品(例如,活组织样品或者任何其他生物学样品)中检测到突变的事实。在一些实施例中,癌症没有已经在该受试者中检测到或定位,但是在至少一个生物学样品中与癌症相关的突变的存在可以足以将本发明的一种或多种组合物开处方或者给予该受试者。在一些实施例中,可以给予该组合物以预防癌症的发展。然而,在一些实施例中,怀疑但是未鉴别一种已有癌症的存在,并且可以给予本发明的组合物以预防该癌症的进一步生长或发展。
应当理解的是可以使用任何合适的技术以鉴别或检测与癌症相关的突变或者过表达。例如,可以使用核酸检测技术(例如,测序,杂交,等等)或者肽检测技术(例如,测序,基于抗体的检测)。在一些实施例中,可以使用其他的技术以检测或推断癌症的存在(例如,组织学,等等)。
通过在与癌症的信号途径相关的一个或多个其他位点检测变异、过表达、扩增,或其任何组合可以检测或推断癌症的存在。
如在此使用的“样品”,是任何获取自受试者的细胞、体组织或体液样品。体液的非限制性实例包括,例如,淋巴液、唾液、血液、尿液以及类似物。用于在于此描述的不同方法中使用的组织和/或细胞样品可以通过标准方法获取,包括但不限于活组织切片检查,包括钻孔活组织检查和细胞刮术,针吸活检;或者通过吸引术或者其他合适方法的血液或者其他体液的收集。
如在此使用的短语“治疗有效量”意为包括本发明的化合物的化合物、材料或组合物的量,该量在受试者中在适用于任何医学治疗的合理有益/风险比率,用于产生一些所希望的治疗作用是有效的。相应地,治疗有效量预防、最小化或逆转与癌症相关的疾病进展。疾病进展可以通过对于本领域普通技术人员明显的临床观察、实验室和成像研究来监测。治疗有效量可以是以单一剂量有效的量或者是作为多剂量治疗的部分有效的量,例如,以两个或更多个剂量给予的量或者长期给予的量。
在本发明的化合物和组合物中,术语“烷基”是指饱和脂肪族基团的残基,包括直链烷基、支链烷基、环烷基(脂环族)基团、烷基取代的环烷基,和环烷基取代的烷基。在一些实施例中,直链或分支链烷基在其主链中可以具有30个或更少碳原子,并且在一些情形中20个或更少。在一些实施例中,直链或分支链烷基在其主链中可以具有12个或更少碳原子(例如,对于直链,C1-C12;对于分支链,C3-C12)、6个或更少,或者4个或更少。同样,环烷基在其环结构中可以具有3-10个碳原子,或者在该环结构中具有5、6或7个碳。烷基的实例包括但不限于,甲基、乙基、丙基、异丙基、环丙基、丁基、异丁基、叔丁基、环丁基、己基、环己基等。
术语“杂烷基”是指如在此使用的烷基,其中一个或多个碳原子被杂原子替代。适合的杂原子包括氧、硫、氮、磷等。杂烷基的实例包括但不限于,烷氧基、氨基、硫酯等。
术语“烯基”和“炔基是指不饱和的长度相似的脂肪族基团以及对上述烷基的可能的取代,但是它们分别包含至少一个双键或三键。
术语“杂烯基”和“杂炔基”是指不饱和的长度相似的脂肪族基团以及对上述杂烷基的可能的取代,但是它们分别包含至少一个双键或三键。
如在此所使用,术语“卤素”或“卤化物”指–F、-Cl、-Br、或–I。
术语“羧基”、“羰基”和“酰基”在本领域中是公认的并且可以包括如可以由以下通式代表的此类部分:
其中W是H、OH、O-烷基、O-烯基或其盐。在W是O-烷基的情况下,该化学式代表“酯”。在W是OH的情况下,该化学式代表“羧酸”。术语“羧化物”是指阴离子羧基。通常,在以上化学式的氧原子被硫替代的情况下,该化学式代表“硫羰基”。在W是S-烷基的情况下,该化学式代表“硫酯”。在W是SH的情况下,该化学式代表“硫羧酸”。另一方面,在W是烷基的情况下,以上化学式代表“酮”基。在W是氢的情况下,以上化学式代表“醛”基。
术语“芳基”是指芳香族碳环基团,可任选地被取代,具有单环(例如,苯基),多环(例如,二苯基),或者多个稠合的环,其中至少一个是芳香族(例如,1,2,3,4-四氢萘基、萘基、蒽基,或者菲基)。也就是说,至少一个环可以具有共轭π电子系统,同时其他的,毗邻环可以是环烷基、环烯基、环炔基、芳基和/或杂环基。该芳基可以任选地被取代,如在此所描述。“碳环芳基”是指其中在芳香族环上的环原子是碳原子的芳基。碳环芳基包括单环的碳环芳基以及多环或稠合的化合物(例如,两个或更多个相邻环原子是两个邻接的环所共有的),如萘基。在一些情形中,
术语“烷氧基”是指基团,-O-烷基。
术语“芳氧基”是指基团,-O-芳基。
术语“酰氧基”是指基团,-O-酰基。
如在此使用的,术语“芳烷基(aralkyl)”或者“芳基烷基(arylalkyl)”是指被芳基取代的烷基。
术语“杂芳基”是指包括至少一个杂原子作为环原子的芳基。
术语“杂环”是指包含至少一个杂原子作为环原子的环基,在一些情形中,1至3个杂原子作为环原子,其余的环原子是碳原子。适合的杂原子包括氧、硫、氮、磷等。在一些情形中,该杂环可以是3-到10-元环结构或3-到7元环,其环结构包括一到四个杂原子。术语“杂环”可以包括杂芳基,饱和杂环(例如,环杂烷基)基团,或其组合。该杂环可以是一个饱和分子,或者可以包含一个或多个双键。在一些情形中,该杂环是一个氮杂环,其中至少一个环包含至少一个氮环原子。该杂环可以与其他环稠合以形成一个多环杂环。该杂环还可以与一个螺环基团稠合。在一些情形中,该杂环可以经由该环中的氮或碳原子附接到一种化合物。
杂环包括例如噻吩、苯并噻吩、噻蒽、呋喃、四氢呋喃、吡喃、异苯并呋喃、色烯、氧杂蒽、吩噁噻、吡咯、二氢吡咯、吡咯烷、咪唑、吡唑、吡嗪、异噻唑、异噁唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、吲哚嗪、异吲哚、吲哚、吲唑、嘌呤、喹嗪、异喹啉、喹啉、酞嗪、萘啶、喹喔啉、喹唑啉、噌啉、蝶啶、咔唑、咔啉、三唑、四唑、噁唑、异噁唑、噻唑、异噻唑、菲啶、吖啶、嘧啶、菲咯啉、吩嗪、吩吡嗪、吩噻嗪、呋咱、吩噁嗪、吡咯烷、氧杂环戊烷、硫杂环戊烷、噁唑、噁嗪、哌啶、高哌啶(六亚甲基亚胺)、哌嗪(例如,N-甲基哌嗪)、吗啉、内酯类、内酰胺类(如吖丁啶和吡咯烷酮)、磺内酰胺类、磺内酯类,它们的其他饱和和/或不饱和衍生物等。该杂环可以在一个或多个位置处任选地被如在此描述的取代基取代。在一些情形中,该杂环可以经由一个杂原子环原子(例如,氮)键接到一种化合物。在一些情形中,该杂环可以经由一个碳环原子键接到一种化合物。在一些情形中,该杂环是吡啶、咪唑、吡嗪、嘧啶、哒嗪、吖啶、吖啶-9-胺、联吡啶、萘啶、喹啉、苯并喹啉、苯并异喹啉、菲啶-1,9-二胺等。
术语“胺”和“氨基”是本领域公认的并且是指非取代的和取代的胺,例如,可以由以下通式所代表的部分:N(R’)(R”)(R”’)其中R’、R”、和R”’各自独立代表由配价原则允许的基团。取代的胺的实例是苄胺。胺的另一个非限制性实例是环己胺。
以上任何基团可以任选地被取代。如在此所使用,术语“取代的”旨在包括所有有机化合物可允许的取代基,“可允许的”是对于本领域那些普通技术人员已知的化学价原则的背景下的。将被理解的是“取代的”还包括该取代产生一种稳定的化合物,例如其并不自发经历转化,例如通过重排、环化、消去等等。在一些情形中,“取代的”可以通常指氢被如在此描述的取代基的替代。然而,如在此所使用的“取代的”并不包含定义一种分子的关键官能团的取代和/或改变,例如,这样该“取代的”官能团通过取代变成了一种不同的官能团。例如,“取代的苯基”必须仍然包括该苯基部分并且在这个定义中不可以由取代修饰而变成了例如,一个吡啶环。从广义上看,可容许的取代基包括有机化合物的无环和环状、分支和未分支、碳环和杂环、芳香族和非芳香族的取代基。示意性取代基包括例如在此描述的那些。对于适当的有机化合物,可容许的取代基可以是一个或多个并且是相同或不同的。出于本发明的目的,杂原子(如氮)可以具有氢取代基和/或在此描述的有机化合物的任何可容许的取代基,这些取代基将满足杂原子的价态。
取代基的实例包括但不限于,卤素、叠氮化物、烷基、芳烷基、烯基、炔基、环烷基、羟基、烷氧基、氨基、硝基、硫氢基、亚氨基、酰胺基、膦酸酯基、亚膦酸酯基、羰基、羧基、硅烷基、醚、烷硫基、磺酰基、磺酰胺基、酮、醛、酯、杂环基、芳香族或杂芳香族部分、-CF3、-CN、芳基、芳氧基、全卤烷氧基、芳烷氧基、杂芳基、杂芳氧基、杂芳基烷基、杂芳烷氧基、叠氮基、氨基、卤化物、烷硫基、氧代、酰基烷基、羧基酯、羧酰胺基、酰氧基、氨基烷基、烷基氨基芳基、烷基芳基、烷基氨基烷基、烷氧基芳基、芳基氨基、芳烷基氨基、烷基磺酰基、羧酰胺基烷基芳基、羧酰胺基芳基、羟基烷基、卤烷基、烷基氨基烷基羧基-、氨基羧酰胺基烷基、氰基、烷氧基烷基、全卤烷基、芳基烷氧基烷基等。
Lippard et al.(利帕德等人)的2011年6月21日提交的美国临时申请号61/499,439,Lippard et al.(利帕德等人)的2011年7月12日提交的美国临时申请号61/506,868,每个通过引用结合在此。
以下实施例意在说明本发明的某些实例,但不示例本发明的完整范围。
实例1
这个实例描述了菲铂的合成和用途(例如,具有化学式(VII)的化合物)。
实验细节
材料和测量值。吡铂如前面报道的进行合成(J.Med.Chem.(《药物化学杂志》)1989,32,128-136)。所有其他的化学品和溶剂是商业可购得的。在麻省理工学院的化学仪器设备部门(Massachusetts Institute ofTechnology Department of Chemistry Instrumentation Facility,MIT DCIF)的具有光谱旋转超导磁体的Bruker AVANCE-400NMR光谱仪上记录1H、13C和195PtNMR光谱。化学位移对于195Pt NMR参照在D2O中的K2PtCl4(δ=-1628ppm)或者对于1H和13C NMR参照残余溶剂峰。在安捷伦科技(AgilentTechnologies)的1100系列LC/MS仪器上获得了ESI-MS光谱。原子吸收光谱测量在铂金埃尔默公司(Perkin Elmer)AAnalyst300光谱仪上进行。蒸馏水经由通过密理博公司(Millipore)具有0.22μm滤器的Milli-Q Biocel水净化系统(18.2MΩ)进行纯化。
X-射线结晶学研究。将单晶体包埋在冷冻环上的巴通油(Paratone oil)中并且在110K或100K KRYO-FLEX氮冷流下冷冻。在具有受APEX2软件包(APEX2,2008-4.0.B.A.,麦迪逊有限公司(Inc.:Madison),WI,2008)控制的Bruker APEX CCD X-射线衍射仪(具有石墨-单色化Mo-Kα辐射(λ=0.71073))上收集数据。使用SADABS(Sheldrick(谢尔德里克),通用公司(G.M.)University of (哥廷根大学):(哥廷根),德国,2008)实施吸收校正。使用直接方法对该结构进行解析并且根据F2使用SHELXTL-97软件包(谢尔德里克,通用公司(G.M.)SHELXTL-97,6.14哥廷根大学:哥廷根,德国,2000,谢尔德里克,G.M.Acta Crystallogr.Sect.A2008,64,112-122)进行精修。使用PLATON(Spek,A.L.PLATON,一种多目标的结晶工具(A Multipurpose Crystallographic Tool)乌特勒支大学(UtrechtUniversity):乌特勒支(Utrecht),荷兰,2008)对更高的对称性进行检查。对所有的非氢原子进行定位并且各向异性地精修。除非特别指明,将氢原子置于理想的位置并且给出了各向同性的热参数,这些参数等同于这些氢原子附接至的原子的热参数的1.5倍(末端是CH3或NH3氢原子)或1.2倍。使用已建立的策略(穆勒(Müller),P.Crystallogr.Rev(《晶体综述》).2009,15,57-83)实施结构精修。菲铂的晶体学数据已经在剑桥结构数据库(Cambridge Structural Database)中在CSD参考号CCDC875229下存放。
顺式-[Pt(NH3)2(喹啉)Cl]NO3(喹铂)的晶体也通过X-射线晶体衍射结构性地表征。用于喹铂的晶体学数据已经在剑桥结构数据库中在CSD参考号CCDC875230下存放。菲铂,顺式-[Pt(NH3)2(菲啶)Cl]NO3(具有化学式(VII的化合物))的合成。向顺铂(0.30g,10mmol)在15mL DMF中的溶液里添加AgNO3(0.169g,1当量)并将该反应在60℃在避光下搅拌。16小时后,将AgCl沉淀进行过滤。向上清液中,添加菲啶(0.161g,0.9当量),并将该反应在60℃搅拌16小时。将该反应混合物在减压下蒸发,并将该残余物溶解在30mL的MeOH中。未反应的黄色顺铂通过过滤去除。将该滤液剧烈搅拌然后添加二乙醚(100mL)以沉淀所希望的化合物为固体。将二乙醚和甲醇轻轻倒出并用50mL的二乙醚洗涤2次。通过在甲醇中将该化合物重新溶解并通过向剧烈搅拌的二乙醚中逐滴添加甲醇溶液将其沉淀而纯化。该最终化合物通过真空过滤分离并在真空中干燥。从甲醇/二乙醚中获得X-射线质量的晶体。白色固体。产率:59.4%(0.30g)。ESI-MS m/z计算值(M+):443.06,发现值:443.1.1H NMR(DMSO-d6):δ4.43(3H,宽峰),4.60(3H,宽峰),7.93(2H,q),8.02(1H,t),8.14(1H,t),8.46(1H,d),8.93(2H,q),9.78(1H,d),9.95(1H,s).13C NMR(DMSO-d6):δ122.53,123.27,125.23,126.20,129.02,129.36,130.17,131.72,134.24,142.39,160.14.195Pt NMR(DMSO-d6):δ-2298.51.对于C13H15ClN4O3Pt的分析计算值:C,30.87;H,2.99;N,11.08;发现值:C,31.08;H,3.02;N,11.03。
细胞系和细胞培养。自ATCC获取人类直肠癌HT29、人类乳腺癌MCF7、人类骨癌U2OS、人类前列腺癌PC3、以及人类宫颈癌HeLa细胞。A2780/CP70顺铂-抗性人类卵巢癌细胞是由Stephen B.Howell(斯蒂芬B.豪厄尔)博士友情提供(Moores UCSD Cancer Center(莫尔斯UCSD癌症中心))并且人类肺癌细胞系A549以及正常肺成纤维细胞MRC5由David E.Root(大卫E.鲁特)提供。细胞在37℃在5%CO2中培养并在RPMI(HT29,A2780/CP70,和PC3)或补充有10%胎牛血清和1%青霉素/链霉素的DMEM(A549,MRC5,HeLa,MCF7,和U2OS)中生长。每3至4天对细胞进行传代并且达到传代20次时重新从冻存物开始。
MTT测定。使用MTT测定对顺铂、奥沙利铂、吡铂和菲铂的细胞毒性行为进行评估。在使用之前在灭菌PBS中新鲜制备铂化合物的溶液并且它们的浓度通过原子吸收光谱进行定量。将细胞接种在以100μL RPMI或者DMEM培养基的96-孔板上(对于癌细胞每孔1200个细胞以及对于正常肺成纤维细胞每孔1800个细胞)并培养24小时。然后将这些细胞使用顺铂、奥沙利铂、吡铂或菲铂分别在不同的浓度进行处理,并在37℃培养72小时。然后将这些细胞使用20μL的3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯四唑鎓溴化物(MTT)(在PBS中5mg/mL)进行处理并培养4小时。将培养基去除,向这些细胞中添加100μL的DMSO,并使用BioTek Synergy HT多重检测微孔板读板仪在560nm记录紫色甲腊的吸光度。一式三份地实施每个条件并且对于每个细胞系进行三个独立的实验。
铂的细胞摄取。如前所述伴随一些修改确定铂的细胞累积(Dalton Trans.(《道尔顿会报》),2010,39,11353-11364以及Proc Natl Acad Sci USA《美国国家科学学院院刊》),2009,106,22199-22204)。将这些细胞(~106个细胞)接种在60mm直径的皮氏平皿中,在培养基中一式三份并且放置过夜以附着。对于铂累积,将这些细胞使用5μM的顺铂、吡铂、或菲铂在37℃在5%CO2中处理3小时。培养后,将该培养基去除并使用2mL的冰冻PBS洗涤细胞三次以去除过量的Pt化合物。将这些细胞使用1mL的用于收获的胰蛋白酶和0.5mL的PBS进行收集。通过在200x g在4℃离心20分钟获得这些细胞沉淀物。将这些细胞沉淀物重悬于200μL的冰冷裂解缓冲液(1.0mM DTT,1.0mMPMSF,10mM KCl,和10mM MgCl2,pH7.5)中并且在冰浴中冷却15分钟。将这些细胞在450x g在4℃离心20分钟。去除上清液后,最终将这些沉淀物重悬于150μL的冰冷裂解缓冲液(用于细胞质和核部分提取)中。使用10个冲程的28量规注射器裂解细胞膜。将产生的悬浮液在11,000x g在4℃离心20分钟,并将该上清液保留作为胞质部分。将核沉淀物重悬于150μL的萃取缓冲液(1.0mM DTT,1.0mM PMSF,1.5mM MgCl2,0.2M EDTA,0.42MNaCl,以及25%丙三醇,pH7.9)中并使用10冲程的28量规注射器进行裂解。将该裂解液在1,000rpm在4℃震荡1小时并在20,000x g在4℃离心10分钟。将核部分进行收集作为上清液。为了评估全细胞摄取,向洗涤的细胞沉淀物添加150μL的浓硝酸,并将细胞在90℃消化2小时。在所有部分中的铂浓度通过AAS进行确定。
整体铂酸盐化的质粒的制备。使用如前述所报道的商业可购得的pCMV-GLuc载体获得pGLuc质粒(J.Am.Chem.Soc(《美国化学社会杂志》).2010,132,7429-7435)。将125μg/mL(46nM)部分的pGLuc质粒溶解在24mMNa-HEPES pH7.4和10mM NaCl缓冲液中并且将其用顺铂(0、2.95、5.73、11.35、22.43μM),吡铂(0、6.53、15.98、30.49、59.32μM),或者菲铂(0、3.18、7.56、11.78、23.82μM)在37℃处理16小时。将产生的混合物在4℃用ddH2O透析(分子重量截留3.5kDa)过夜,更换五次ddH2O。rb值(结合的Pt/核苷酸)通过UV/Vis和原子吸收光谱进行确定。
用于转录测定的细胞瞬时转染。使用脂质体转染试剂进行使用pGLuc质粒将转录探针转染进入A549和HT29细胞。通过光度计监测的荧光素酶测定来测试表达水平的确定(J.Am.Chem.Soc.(《美国化学社会杂志》)2010,132,7429-7435)。将A549细胞以2,000细胞/孔铺板至96-孔板中并将HT29细胞以6,000细胞/孔铺板至96-孔板中。48小时培养后(以~30%细胞覆盖(confluence)),将细胞在25μL的Opti-MEM和0.125μL的脂质体2000(Lipofectamine2000)中并且随后是补充有10%FBS的不含抗生素的50μL的DMEM中使用50ng的铂酸盐化的质粒进行转染。2小时后,将这些细胞使用培养基进行洗涤并添加100μL的新鲜培养基。该实验以一式四份进行。
GLuc发光测定。使用发光酶标仪监测GLuc活性(Synergy2,BioTek公司,Winooski(威努斯基),VT,美国)。在不同时间点(12、24、36、48、60h)将10μL体积的培养基转移至不透明白色96-孔板中,并且通过该仪器的自动注射器添加在2.5mM酸化甲醇(100mM HCl)、缓冲液(10mM Tris-HCl pH7.8,1mM EDTA,0.6M NaCl)中的25μL的GLuc测定溶液(10μM腔肠素(NanoLight Technologies(新光科技公司),Pinetop(派恩托普),AZ,美国)。
动力学研究。在装配有三重共振宽波段反向探针和不同温度单元的美国瓦里安公司(Varian)500分光计上收集NMR光谱。一式两份地进行1-D1HNMR动力学研究作为使用可变延迟列表的标准的时间阵列实验。以精确相同的方式处理增大的1-D光谱并且整合来自铂化合物的芳香族胺配体的信号。从峰积分计算在每个时间点的铂化合物的相对浓度。在37℃通过NMR光谱在包含2mM的Pt化合物的D2O溶液中研究了吡铂和菲铂的水合作用,使用二噁烷作为内标。铂化合物与N-AcMet的反应在37℃在NMR试管中进行,这些试管包含有在10mM PBS缓冲液,D2O中的2mM的Pt络合物和2mM(1当量)的N-AcMet,pH*7.4。铂化合物与5’-dGMP的反应在37℃在NMR试管中进行,这些试管包含有在10mM PBS缓冲液,D2O中的2mM的铂化物和32mM(16当量)的5’-dGMP,pH*7.4。氘化的3-(三甲基硅烷基)丙酸钠盐(TMS-PFASS)被用作内标。pH*值是没有校正氘对电极的效应的测量的pH值。
结果
菲铂的合成和表征。通过1H,13C,和195Pt NMR光谱,ESI-MS,和X-射线结晶学确认菲铂的形成。
菲铂的晶体获取自甲醇/二乙醚并且用于通过X-射线衍射确定菲铂(参见图1和表1和表2)和喹铂的分子结构。
在两者结构中的芳香族杂环配体的平面大约垂直于铂配位作用平面。在这个方向中,喹啉和菲啶配体可以提供抗垂直于铂配位作用平面的进入的亲核体的轴向袭击的位阻保护作用。由于通过在轴向位置的相连机制在铂(II)中心发生了最有效的配体取代反应,与吡铂相比,这个位阻保护作用可以减少喹铂和菲铂的配体取代反应速率。这个原则已经被采纳用于相关的铂抗癌络合物顺式-[Pt(NH3)(2-甲基吡啶)Cl2](皮卡铂(picoplatin)),其目前正经历临床试验。皮卡铂与水和其他亲核体的反应与顺铂和在轴向位点缺乏位阻障碍的相关络合物的那些相比是非常低的。皮卡铂的较小反应性,特别地是与硫醇(像谷胱甘肽)的较小的反应性,阻止了不希望的该络合物在到达DNA之前的钝化作用。分别由喹铂和菲铂的喹啉和菲啶配体提供的位阻保护作用与由皮卡铂提供的位阻保护作用是可相比的。喹铂和菲铂的铂原子和突出的碳原子之间的距离(分别地,3.210和3.220)是几乎与皮卡铂的铂原子和突出的碳原子之间的距离(3.224)(12)相同的。这些结果表明喹铂和菲铂可以展示与生物亲核体的减小的反应性,这个特征在预防它们的过早钝化作用中是重要的。然而,与这些核碱基的反应,该反应是平面的并且并不作为空间阻塞的,仍然可以发生。最后,由这些晶体结构揭露的菲啶和喹啉配体的巨大空间体积与吡铂的较小的吡啶环相比可以更为有效的阻止polII的前进。
表1.菲铂的晶体数据和结构精修
R1=ΣIIFoI-IFcII/ΣIFoI,wR2={Σ[w(Fo 2–Fc 2)2]/Σ[w(Fo 2)2]}1/2。
表2.菲铂的选择的键长和角度(deg)。
在一组人类癌症细胞系中菲铂的抗增殖效应。使用顺铂、奥沙利铂、吡铂或菲铂将一组不同来源的7种人类癌症细胞系处理72小时,然后通过MTT测定评价细胞毒性。这些浓度范围从0μM~200μM的顺铂或奥沙利铂,0μM~1,000μM的吡铂,或者0μM~50μM菲铂。表3报道了这7种细胞系中的每种的IC50值以及标准差,至少三次实验,每一次以一式三份实施。四个化合物之间的细胞毒性的比较呈现在表2中。
在表2中:在一组人类癌症细胞系中抗癌制剂的细胞毒性的对比分析。在持续药物暴露72小时后,使用MTT测定确定了顺铂、奥沙利铂、吡铂,和菲铂对6种不同肿瘤细胞系的生存力的影响。指示的值计算如下:log[(IC50单个细胞系)-平均值(logIC50)]。负值表示该细胞系比平均的更敏感,而正值表示该细胞系比平均的更具抗性。横坐标呈现为对数标度。
表3.在一组7种细胞系中经72小时培养对于顺铂、奥沙利铂、吡铂和菲铂的IC50值。数据反映了产生于三个分开的实验(每个以一式三份进行)的平均值和标准差。
菲铂的细胞毒性大幅高于顺铂或奥沙利铂的细胞毒性(7~40倍)。与奥沙利铂或者顺铂相比,菲铂具有抗不同细胞系的广泛不同的活性谱。吡铂和菲铂具有抗这些细胞的相似的活性谱,虽然在定量上不尽相同。
已经使用NCI-60DTP(发展治疗程序)人类肿瘤细胞系筛选(NCI-60DTP(Developmental Therapeutics Program)Human Tumor Cell LineScreen)评价许多化学化合物和天然产物样品的抗癌活性。这项测试利用60种不同的人类癌细胞系,这些细胞系代表白血病、非小细胞肺癌、结肠癌、中枢神经系统癌、黑素瘤、卵巢癌、肾癌、前列腺癌,和乳腺癌。在这些细胞系中抗癌化合物展现了独特的敏感性和抗性谱,这些确定它们的活性光谱,这些活性谱通常指示了其细胞作用机制。在数量上,该比较(COMPARE)程序定量地将一个化合物的活性谱与NCI数据库中的其他进行匹配。考虑到此筛选在鉴别新颖药物候选物中的潜在效用,2011年将菲铂提交至NCI进行评估。在10μM的单剂量下,菲铂显示了对60种细胞系的显著的生长抑制。基于其在单剂量筛选中的成功,将其在五种浓度水平上针对该60-细胞组进行了进一步测试。在图6中提供了详细结果和与常规的基于双官能铂的抗肿瘤药物(例如顺铂和奥沙利铂)的比较。通过在线比较(COMPARE)算法的分析显示菲铂并不与任何其他铂抗癌制剂相关。在NCI数据库中最高相关性是对于阿霉素的,相关系数为0.607。这些结果证明了与常规的基于铂的药物和大多数其他抗癌药物相比,菲铂具有独特的活性谱。
在图6中:在NCI-60肿瘤细胞组中抗癌制剂的细胞毒性的比较分析。指示的值计算如下:log[(GI50单个细胞系)-平均值(logGI50)]。负值表示该细胞系比平均的更敏感,而正值表示该细胞系比平均的更具抗性。横坐标呈现为对数标度。顺铂和奥沙利铂的数据获取自NCI网站http://dtp.nci.nih.gov/webdata.html。
菲铂对肿瘤细胞的选择性杀伤。在癌症治疗中的一个目的是寻找越过健康细胞选择性杀伤癌细胞的抗癌药物,由此减轻通常与化疗相关的毒副作用。使用正常的肺成纤维细胞(MRC5)和肺癌细胞(A549)评估菲铂对于癌细胞与健康细胞的选择性。使用顺铂或菲铂对A549和MRC5细胞培养物处理72小时,这之后通过MTT测定评估细胞存活力(表5)。对于顺铂来讲,在健康MRC5细胞中的IC50值与在A549癌细胞中的IC50值的比率是0.9,而对于菲铂来讲,比率是3.9。对于菲铂来讲获得的较高比率显示了其对于癌细胞的选择性,至少在此研究中使用的细胞单层测定中。
表4.在人类肺癌细胞(A549)和正常肺成纤维细胞(MRC5)中经72小时的培养对于顺铂、奥沙利铂、吡铂、和菲铂的IC50值。数据反映了产生于三个分开的实验(每个以一式三份进行)的平均值和标准差。
表5.在不同细胞系中经72小时培养对于顺铂和单官能Pt(II)化合物的IC50值。
*数据反映了产生于三个分开的实验(每个以一式三份进行)的平均值和标准差。
铂化合物的细胞摄取。铂药物的抗癌活性是通过包括细胞进入、药物激活、DNA结合和转录抑制的过程组合介导的。基于Pt的药物的细胞进入被认为是通过被动扩散和载体介导的主动运输完成的。为了确定铂化合物进入细胞的运输,在顺铂、吡铂或者菲啶处理细胞后,通过原子吸收光谱(AAS)测量了细胞核、细胞质和全细胞的铂浓度。使用5μM浓度的铂化合物对A549、HT29、MRC5,和HeLa细胞处理3小时。制备并分析了全细胞、细胞质,和细胞核部分(图3)。
即使在这个短暴露时间,菲铂被细胞吸收比顺铂或吡铂更加有效。这些结果可以反映更大的,疏水杂环菲啶配体促进阳离子Pt(II)菲铂阳离子透过细胞质膜的吸收的能力。尽管对于每种化合物来讲,铂的总摄取是不同的,但是在细胞中的菲铂的分布与吡铂和顺铂的分布是相似的。在细胞核中而不是在细胞质部分发现了大部分的铂。剩余物,大约15%-40%,结合至不可溶的部分,该部分主要由细胞膜构成。菲铂较高的细胞摄取水平可以归因于其与顺铂和吡铂相比增加的细胞毒性。
与5’-dGMP和N-AcMet的反应性。基于铂的药物是通过不稳定的氯化物配体的离去和水化作用被激活的。该激活的,阳离子铂-水络合物容易地与DNA和其他亲核体结合(1-3)。在37℃,在D2O中的吡铂和菲铂的水化作用的速率通过1H NMR光谱进行研究。在这些条件下,吡铂和菲铂以相似的速率进行水化;1小时后该反应完成并且这两者络合物与其水化类似物处于平衡。对于两个种类来讲该水化作用的平衡常数大约是0.05。为了模拟在DNA上的核碱基与阳离子的单官能Pt(II)化合物的相互作用,使用16当量的5’-脱氧鸟苷酸单磷酸(5’-dGMP)处理吡铂和菲铂并且通过一维1H核磁共振光谱法进行监测。在37℃,吡铂和菲铂与5’-dGMP在PBS(pH7.4)中的反应性。在这些准一级条件下,吡铂和菲铂与5’-dGMP的反应性是相似的(图7A)。准一级处理后,对于菲铂和吡铂,计算的速率常数分别为0.22h-1和0.29h-1。对于菲铂和吡铂相应的半衰期为3.2h和2.4h意味着与吡铂相比由菲啶配体提供的位阻体积并不阻碍菲铂至N7-鸟嘌呤核苷的结合。
在细胞系统中广泛分布的含硫分子可以在铂药物的细胞化学中发挥重要作用,包括它们的摄取、分布和流出。由于它们对于铂的高结合亲和力,许多胞内含硫分子,例如金属硫蛋白和谷胱甘肽,在其到达细胞核之前结合至铂。以这种方式,它们可以降低DNA铂化水平并且降低Pt化合物的效力。为了获得关于含硫化合物与单官能Pt(II)化合物的相互作用的信息,在37℃使用等摩尔浓度的N-乙酰甲硫氨酸(N-AcMet)对菲铂和吡铂的反应性进行测试。在这个实验中,与吡铂相比,菲铂与AcMet的反应更为缓慢(图7B)。当对于菲铂的动力学数据符合二级速率定律的表达时,相应于15.0h的半衰期的衍生速率常数是0.034mM-1h-1。在吡铂的情形中,计算的速率常数是0.56mM- 1h-1(半衰期为1.04h),这意味着该反应进行比菲铂迅速>10倍。48小时后,这些反应混合物的ESI-MS数据显示相应于[Pt(ND3)(Am)(N-AcMet)Cl]+的分子离子峰的存在,其中分别对于吡铂和菲铂,Am=吡啶或菲啶。这些种类来源于反式于N-AcMet的胺配体的置换,这可以是硫-供体配体的强反式效应,并且因此代表了亲代络合物的无活性代谢物。尽管两种络合物的反应产物是相似的,动力学数据显示菲铂对于N-AcMet是相对惰性的,但是对于5’-dGMP展现出了与吡铂相似的反应性。因此庞大的菲啶配体可以比与5’-dGMP反应更有效地抑制与N-AcMet的反应。这个趋势可以意味着菲铂在DNA上有效地结合鸟嘌呤核苷,如对于pol II抑制所需的,同时与细胞质的含硫亲核体较为不容易地反应,这可以促进细胞对该化合物的抗性。
在图7中:吡铂和菲铂与(A)16当量的5’-dGMP在37℃或者(B)1当量的N-乙酰甲硫氨酸(N-AcMet)在37℃在10mM PBS缓冲液中(pH*=7.4)的反应进展通过1H核磁共振光谱法进行监测。(pH*=是指未针对氘对电极的效应而进行校正的pH测量值。)
溴化乙锭DNA结合竞争研究。溴化乙锭,一种基于菲啶的染料,是一种熟知的DNA嵌入剂。由于菲铂的菲啶配体与在溴化乙锭中的是相同的,可以存在一种结合铂的分子的嵌入式DNA-结合模式。为了研究菲铂的主要DNA-结合模式,在不同铂化合物存在下,研究了溴化乙锭对于小牛胸腺DNA的亲和力,并且该数据接受了斯卡查德分析(Scatchard analysis)(例如,参见Howe-Grant M(豪依-格兰特M),Wu KC(吴KC),Bauer WR(保尔WR),Lippard SJ(利帕德SJ)(1976)Binding of platinum and palladiummetallointercalation reagents and antitumor drugs to closed and open DNAs.(《铂和钯金属嵌入试剂和抗肿瘤药物对于闭合和开放DNA的结合》)Biochemistry(《生物化学》)15:4339-4346)。使用这个方法,可能的是确定乙啡啶结合的抑制是竞争性的(A型),非竞争性的(D型),或者是两者(B型)。乙啡啶结合的非抑制被标记为C型。对于顺铂、吡铂、或者菲铂来讲1分钟培养时间后获得的斯卡查德图显示了C型行为,这表明在短的培养时间,没有铂络合物抑制乙啡啶嵌入,推测是由于表征共价加合物形成的缓慢动力学。DNA与铂化合物12小时的培养时间后,观察到了对于顺铂和吡铂的C型行为,而对于菲铂发生了D型行为。这表明了菲铂非竞争性地抑制乙啡啶结合并且,因此,菲铂结合至DNA的模式不是嵌入的。菲铂的共价加合物可能是乙啡啶结合的非竞争性抑制的原因。
转录测定。Pt-DNA损伤的细胞处理的研究对于理解铂药物的作用机制是重要的。Pt-DNA损伤的一个主要后果是转录抑制,其程度决定了Pt药物的效力。使用活的哺乳动物细胞经由所描述的方案研究了菲铂的转录抑制特性并将这些结果与顺铂和吡铂的那些相比较(例如,参见Ang WH(昂WH),Myint M(迈因特M),Lippard SJ(利帕德SJ)(2010)Transcriptioninhibition by platinum-DNA crosslinks in live mammalian cells(《在活的哺乳动物细胞中通过铂-DNA的交联作用的转录抑制》).J Am Chem Soc(《美国化学社会杂志》)132:7429-7435)。整体铂酸盐化的pGLuc质粒是通过用在HEPES缓冲液中的不同浓度的顺铂、吡铂,或者菲铂处理pGLuc而产生的。
在一个实施例中,每个质粒的结合的铂的比率是通过原子吸收光谱测量Pt浓度以及通过UV/Vis光谱测量DNA浓度而确定的。转录水平是通过确定来自转染的A549细胞和HT29细胞的GLuc表达进行研究的。通过与顺铂、吡铂,或者菲铂反应制备了一系列的质粒,这些质粒具有范围从0至~120的Pt/质粒比率。对于顺铂,0、0.00074、0.0014、0.0028、0.0056的rf值(在反应中每个核苷酸的Pt),导致了rb值0、0.0006、0.0015、0.0026、0.0054,相应于每个质粒的0、4.64、11.67、20.65、和43.35Pt加合物。对于吡铂,rf值是0、0.0016、0.004、0.0076、0.015,rb值是0、0.0017、0.0039、0.0073、0.0015,并且相应的比率是每个质粒0、13.33、31.19、57.96,和117.31Pt。对于菲铂,rf值是0、0.0008、0.0019、0.0029、0.0060,rb值是0、0.0015、0.0019、0.0030、0.0053,并且相应的比率是每个质粒0、12.12、15.42、24.28,和42.80Pt。每添加量的结合DNA的吡铂或菲铂的水平与顺铂的是几乎相同的,如由rb vs.rf的图显示的(图4)。在图4中:在37℃在缓冲液中(24mM HEPES pH7.4,10mM NaCl)使用顺铂、吡铂,或者菲铂处理16小时后的pGLuc的铂化。
使用这些铂酸盐化转录探针在37℃将A549或HT29细胞转染2小时并且在转染后12小时、24小时、36小时、48小时将细胞培养基收集。使用光度计测量细胞中GLuc表达的水平。强度值对于对照(未铂酸盐化质粒)进行标准化。在五个不同时间点通过绘制针对铂化水平(Pt/质粒比率)的GLuc表达的标准化水平来获得转录曲线(图5)。在A549和HT29细胞中的菲铂抑制的转录如同顺铂一样强烈。菲铂的细胞毒性与它抑制转录的能力相关。在图5中:在A549(顶端)和HT29(底端)细胞中整体铂酸盐化探针的转录曲线。
在另一个实施例中,使用铂酸盐化的转录探针对A549或HT29细胞进行转染,并且转录水平是通过确定GLuc表达进行研究的,如通过添加腔肠素作为输出酶的底物之后的荧光进行测量的。发射强度针对作为对照的未铂酸盐化质粒进行标准化。在五个不同时间点通过绘制针对铂化水平(Pt/质粒比率)的GLuc表达的标准化水平来获得转录曲线。60小时后,转录水平在两种细胞系中基本上得到恢复,表明单官能Pt(II)-DNA和顺铂-DNA加合物的修复。例如,对于菲铂在Pt/DNA的比率为24.3处,在A549细胞中转录水平从在12小时的19.5%恢复至在60小时的51.1%,然而对于顺铂该恢复是25.8%至60.2%,并且对于吡铂是55.2%至66.8%。在HT29细胞中,对于菲铂在Pt/DNA比率为24.3处,该转录从在12小时的28.1%恢复至在60小时的37.6%,然而,对于顺铂该恢复是15.6%至42.9%并且对于吡铂是55.3%至75.2%。D0值定义为将转录水平降低至对照的37%所需的每质粒的Pt损伤的数目,计算D0值以对在两个细胞系中的转录抑制进行定量(表6)。在不同时间点D0值的增加代表了转录的恢复。在A549和HT29细胞中菲铂抑制转录如同顺铂一样有效。通过吡铂的转录抑制与顺铂或者菲铂的转录抑制相比效率低两倍。与吡铂的转录抑制相比的菲铂-DNA加合物的更有效的转录抑制可以是有助于其增加的细胞毒性的一个显著因素。
表6.A549和HT29细胞转染后在不同的时间间隔测定使用顺铂、菲铂,或吡铂整体铂酸盐化探针的D0值。
实例2
这个实例涉及在小鼠中确定菲铂的最大耐受剂量(MTD)。最大耐受剂量(MTD)定义为不引发任何不良副作用的药物或者治疗的最高剂量。这个实例描述了向白化病ICR小鼠静脉注射给予的菲铂的MTD的确定。
实验部分
动物。在这项研究中,使用了42只健康的白化病ICR雌性小鼠(19.9-28.7g重量)。
详细过程。在该研究的阶段1中,指定了12只ICR白化病小鼠以经由尾静脉注射接收4个不同浓度的菲铂(表7)。使用PBS对三个另外的小鼠给药以作为载体对照。在该研究的阶段2中,指定了24只ICR白化病小鼠以经由尾静脉注射接收8个不同浓度的菲铂(表8)。使用PBS对三个另外的小鼠给药以作为载体对照。在给药之后的即刻,另外的15分钟之后以及此后的每日,针对副作用对小鼠进行观察。每日记录体重。
表7.阶段1
表8.阶段2
结果
死亡率。在阶段1中,在给药后来自组2的两只动物(15mg/kg)立即死亡并且在这个剂量是致死的假定下第三只动物没有给药。没有观察到来自其他组的死亡率。
在该研究的阶段2中,在给药后来自组9的一只动物(15mg/kg)立即死亡。在这个剂量是致死的假定下其他的两只动物没有给药。在组8(10.8mg/kg)中,在给药后一只动物立即死亡。在这个剂量是致死的假定下其他的两只动物没有给药。在组7(7.8mg/kg)中,三只动物被给药。给药后几分钟内两只动物死亡。一只动物存活直至该研究结束。在组6(5.6mg/kg)中,三只动物被给药。给药后几分钟内一只动物死亡。剩下的两只动物存活直至该研究结束。在组5(4mg/kg)、组4(2.9mg/kg)、组3(2.1mg/kg)、组2(1.5mg/kg),和组1(PBS)中,三只动物被给药,并且没有观察到死亡率。在所有存活经过第一天的动物中,没有观察到体重中的显著变化(表9和表10)。
根据这个研究,菲铂的MDT大约是4mg/kg。
表9.阶段1:平均值±SD体重(N=3/组)
表10.阶段2:平均值±SD体重
实例3
这个实例描述了通过使用利用PLGA-PEG-COOH的复乳剂法和利用官能化的PLA-OH与PLGA-PEG-COOH的纳米沉淀法将菲铂包囊化进入高分子纳米颗粒。
实验部分
材料和测量。如前所述进行菲铂的合成。所有化学品和溶剂是商业可购得的。在麻省理工学院的化学仪器设备部门(Massachusetts Institute ofTechnology Department of Chemistry Instrumentation Facility,MIT DCIF)的具有光谱旋转超导磁体的Bruker AVANCE-400NMR光谱仪上记录1H、13C和195Pt NMR光谱。在安捷伦科技(Agilent Technologies)的1100系列液相色谱/MS仪器上获得了电喷射离子化-MS(ESI-MS)光谱。原子吸收光谱测量在铂金埃尔默公司(Perkin Elmer)AAnalyst600光谱仪上进行。元素分析通过中西部麦蓝有限责任公司(Midwest Microlab,LLC),印第安纳波利斯(Indianapolis),印第安纳州(IN)实施。蒸馏水经由通过密理博公司(Millipore)具有0.22μm滤器的Milli-Q Biocel水净化系统(18.2MΩ)进行纯化。使用科赫研究所(Koch Institute)(MIT)的ZetaPALS(布鲁克黑文公司(Brookheaven Instruments Corporation))动态光散射检测仪获得NP的尺寸和ζ电位。通过使用TecnaiTMG2Spirit BioTWIN仪器进行透射电子显微镜(TEM)检测。
顺式,反式-[Pt(NH3)2(菲啶)Cl(OH)2]NO3的合成。将菲铂(顺式-[Pt(NH3)2(菲啶)Cl]NO3)(0.3g,0.59mmol)溶解在15mL的30%水性H2O2中,并且将该溶液在55℃搅拌2小时。然后在减压下将该黄色溶液蒸发直至干燥。将该残余物使用二乙醚(10mL x2次)进行洗涤。将该化合物通过重新溶解于在水中(10mL)10%的甲醇中而纯化并通过将其逐滴添加至剧烈搅拌的二乙醚(50mL)中而沉淀。将上清液轻轻倒出,并使用50mL的二乙醚将该淡黄色粉末洗涤2次。该最终化合物通过真空过滤进行分离并在真空中干燥。淡黄褐色固体。产率:87%(0.28g,0.52mmol).ESI-MS m/z计算值(M+):575.14,发现值:575.2.1H NMR(DMSO-d6):δ6.20(6H,宽峰),7.84(3H,q,J=8Hz),7.96(1H,t,J=8Hz),8.20(1H,t,J=8Hz),8.92(1H,d,J=8Hz),9.00(1H,d,J=8Hz),9.83(1H,d,J=8Hz),10.07(1H,t,J=16Hz).13C NMR(DMSO-d6):δ122.35,122.97,125.24,128.41,128.74,129.03,131.49,133.24,135.47,140.58,160.46.195Pt NMR(DMSO-d6):δ838.66.对于C13H17Cl1N4O5Pt的分析计算值:C,28.92;H,3.17;N,10.38;发现值:C,28.98;H,3.19;N,10.15。
顺式-[Pt(NH3)2(菲啶)Cl(琥珀酸盐)(OH)]NO3(PhenPt(IV))的合成。向顺式,反式-[Pt(NH3)2(菲啶)Cl(OH)2]NO3(0.2g,0.37mmol)在15mL DMF中的溶液添加琥珀酸酐(0.045g,0.45mmol,1.2当量),并且将该反应在55℃搅拌。12小时后,然后将该黄色溶液在减压下蒸发。将该残余物使用丙酮(25mL x2次)进行洗涤以去除过量的琥珀酸酐。将该化合物通过重新溶解在甲醇(10mL)中并添加二乙醚(70mL)重新沉淀。将该浅黄色粉末过滤并使用50mL的二乙醚进行洗涤2次。最终产物在干燥器中干燥。浅黄色固体。产率:55%(0.13g,0.29mmol).ESI-MS m/z计算值(M+):577.08,发现值:577.1.1H NMR(DMSO-d6):δ2.38(2H,m),2.56(2H,s),6.53(6H,宽峰),7.88(2H,m),7.98(1H,t,J=4Hz),8.23(1H,t,J=8Hz),8.36(1H,d,J=8Hz),8.96(1H,d,J=8Hz),9.02(1H,d,J=8Hz),9.10(1H,d,J=8Hz),9.90(1H,s),12.07(1H,s).13C NMR(DMSO-d6):δ30.39,122.36,123.34,128.59,129.18,131.61,133.36,135.80,178.82.195Pt NMR(DMSO-d6):δ927.25,962.38.对于C17H21Cl1N4O8Pt的分析计算值:C,31.91;H,3.31;N,8.76;发现值:C,32.07;H,3.45;N,8.44。
经由复乳剂纳米沉淀法的菲铂的包囊化(结构1)。通过在二氯甲烷中使用N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-乙基-3-[3-二甲基氨基丙基]碳二亚胺盐酸盐(EDC)的COOH-PEG-NH2和PLGA-COOH之间的酰胺偶联合成共聚物PLGA-PEG-COOH。通过复乳剂方法制备包含菲铂的NP。将PLGA-PEG-COOH(5mg/ml在1:1=丙酮:二氯甲烷中)溶液的666μL等分部分和不同浓度的166μL的水性菲铂溶液在4mL的小瓶中组合并且在10瓦特超声处理30秒。将这个混合物快速添加至在20mL小瓶中的6.7mL的水中,然后在10瓦特超声处理30秒以提供该复乳剂。将该最终混合物倾倒入在50mL的烧杯中的包含0.05%聚乙烯醇(PVA)的27mL的水中,并且在室温下搅拌3小时。将该包含菲铂的NP通过0.22μm滤器进行过滤,并且然后使用具有100kDa分子质量截留的Amicon超速离心过滤装置洗涤3次。通过使用ZetaPALS动态光散射仪通过准弹性激光散射获得NP的尺寸。在NP中的Pt浓度通过原子吸收光谱进行测量。
PLA-PhenPt(IV)的合成。将0.5g(0.782mmol)的顺式-[Pt(NH3)2(菲啶)Cl(琥珀酸盐)(OH)]NO3(0.2g,0.46mmol)溶解在4mL的无水二甲基甲酰胺(DMF)中并且添加至包含135mg(1mmol)的N-羟基苯并三唑和240mg(1.17mmol)的N,N’-二环己基碳亚胺(DCC)的DMF溶液(0.5mL)里。该溶液在室温下搅拌30分钟。向这个混合物里添加800mg的PLA-OH(在1ml的1:1DCM/DMF中)。将该反应混合物搅拌过夜。将该聚合物溶液过滤、浓缩并通过添加二乙醚重新沉淀。将产生的聚合物重新溶解在二氯甲烷中(DCM)并过滤几次以除去未反应的偶联剂。将最终溶液浓缩并添加二乙醚以给出淡黄色固体。将该粗的PLA-PhenPt(IV)聚合物使用DCM-二乙醚通过溶解-再沉淀纯化几次并且最终干燥以获得共轭的PLA-PhenPt(IV)。聚合物PLA-PhenPt(IV)通过1H NMR进行表征,并且最终聚合物的分子重量是17K,该聚合物通过凝胶渗透色谱法获得。从原子吸收光谱研究中,关于聚合物,~7.3%w/w的菲铂共轭。
菲铂-共轭的NP的制备(结构2)。通过将两种不同聚合物(PLGA-PEG-COOH和PLA-PhenPt(IV)的不同比率的DCM溶液混合配制纳米颗粒。在混合的溶液中的聚合物的最终浓度保持在10mg/ml-15mg/ml之间(在DCM中)。通过向搅拌的水中逐滴添加混合的聚合物溶液形成NP。使用ζ电位分析仪记录尺寸和ζ电位。对于所有NP配制品来讲ζ电位是大约-20至-30mV。所有这些NP的总尺寸范围从100nm至145nm并且多分散性在0.1和0.001之间。
从结构1和结构2的菲铂的释放。将结构1的水性悬浮液(200μL)等分进入半透性微透析试管中(分子量截留100kDa;皮尔斯公司(Pierce))并用13L的PBS(PH7.4)在37℃透析。在100小时时间内将样品周期性地去除,并通过AAS进行铂浓度的确定。以相似的方式,通过使用1:1的PLGA-PEG和PLA-PhenPt(IV)形成结构2,并将结构2(100μL)重悬于水中,等分,并且使用20L的PBS(PH7.4)在37℃透析。在预定的时间,将NP悬浮液的等分部分去除并且溶解在乙腈中。铂含量通过AAS进行确定。
透射电子显微镜(TEM)成像。记录了结构2的TEM成像。网格使用乙酸双氧铀进行染色。
比率(PLGA-PEG-COOH:PLA-PhenPt(IV)) | 颗粒尺寸(nm) |
2:1 | 124.1 |
1:1 | 128.2 |
1:3 | 143.5 |
细胞系和细胞培养。从ATCC获得了人类前列腺癌(PC3)细胞以及人类宫颈癌(HeLa)细胞。人类肺癌细胞系A549由David E.Root(大卫E.鲁特)(Whitehead Institute for Biomedical Research(怀特海德生物医药研究所))友情提供。细胞在37℃在5%CO2中培养并在RPMI(PC3)或补充有10%胎牛血清和1%青霉素/链霉素的DMEM(A549和HeLa)培养基中生长。每3至4天对细胞进行传代并且达到传代20次时重新从冻存物开始。
MTT测定。使用MTT测定对顺铂、菲铂、结构1和结构2的细胞毒性行为进行评估。在使用之前在灭菌PBS中新鲜制备铂剂的溶液并且铂含量通过AAS进行定量。将细胞接种在以100μL RPMI或者DMEM培养基的96-孔板上(每孔1200个细胞)并培养24小时。然后将这些细胞使用顺铂、菲铂、结构1或者结构2分别在不同的浓度进行处理,并在37℃培养72小时。然后将这些细胞使用20μL的3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯四唑鎓溴化物(MTT)(在PBS中5mg/mL)进行处理并培养4小时。将培养基去除,向这些细胞中添加100μL的DMSO,并使用BioTek Synergy HT多重检测微孔板读板仪在570nm记录紫色甲腊的吸光度。对于每个细胞系,以一式三份地进行三个独立的实验。
结果
结构1的开发。为了将单官能Pt(II)化合物、菲铂包囊化,测试了复乳剂方法(图8)。常规的纳米沉淀法给出了非常低的菲铂载荷效率。因此,使用了包括PLGA-PEG-COOH聚合物和作为表面活性剂的PVA的复乳剂纳米颗粒系统。在优化的条件下,在大约170nm的纳米颗粒中可以达到1%的载荷。
图8阐明了菲铂共轭化NP和菲铂包囊化NP的结构。
NP的单官能铂(IV)菲铂类似物(PhenPt(IV))。单官能Pt(II)化合物的阳离子性质,菲铂可以固有地限制其亲脂性。单官能Pt(IV)部分直接附接至该聚合物骨架。为了达到这个目标,经由报道的方法(例如,参见,J Am ChemSoc(《美国化学社会杂志》)2007,129,8438-8439和J Am Chem Soc(《美国化学社会杂志》)2008,130,11467-11476)合成了不对称修饰的[Pt(IV)(NH3)2(菲啶)(Cl)(OH)(琥珀酸盐)]+(PhenPt(IV))。允许该琥珀酸基团偶联至官能化的PLA-OH聚合物链。该产物通过光谱和分析方法进行表征,例如1H、13C,和195Pt NMR、ESI-MS和元素分析。
结构2的开发。为了制备这些纳米颗粒,采用了两种聚合物:具有垂挂羟基官能团的聚丙交酯衍生物(PLA-OH)作为至单官能菲铂(IV)前药(PhenPt(IV))的共轭聚合物(方案1),以及羧基-终端化的聚(D,L-乳酸-共-乙醇酸)-聚(乙二醇),PLGA-PEG-COOH作为控制释放聚合物(图8)。合成的PLA-OH与PhenPt(IV)共轭,然后使用PLGA-PEG-COOH经由纳米沉淀法将这些纳米颗粒组装(图8)。
方案1
纳米颗粒特性使用动态光散射进行表征以确定尺寸。也通过透射电子显微镜(TEM)确定表面形貌和尺寸。在NP中的铂含量通过使用铂原子吸收光谱(AAS)确定。NP的尺寸范围从100nm至145nm并且NP的包囊化效率是88%。
从结构1或者结构2菲铂的体外释放。通过包囊化遍及NP的疏水核将这些铂化合物物理地分散。为了研究在生理学条件中铂化合物从纳米颗粒系统中的释放,在pH7.4和37℃用PBS对NP悬浮液进行透析。从NP中释放的菲铂的量通过AAS测量。从NP中的铂化合物的释放显示在图9中。在起先的3小时中结构1和结构2两者均显示了初始爆发释放,该释放包括30%~40%的总铂。此后,一个时间段的受控铂释放发生,在24小时后,对于结构1和结构2分别到达了75%和52%的值。从NP的此类受控菲铂的释放延伸了超过100小时。值得注意的是,在结构2中,与结构1的相比,经80小时释放Pt仍然低于60%,而结构1在相同的时间阶段内释放高达至80%。
在图9中:在PBS中在37℃从结构1或结构2中的菲铂的释放。
体外细胞毒性。为了研究结构1和结构2的抗癌潜力,使用A549、Hela和PC3细胞系进行了一系列的体外细胞毒性测定,并且直接将它们的效力与菲铂和顺铂的效力做出对比。如在图10和表11中所示,当与菲铂相比时,对于全部三种细胞系结构1显示出了较低的细胞毒性,但是当与顺铂相比,显示出了较高的细胞毒性。在这些相同的条件下,结构2具有比结构1或菲铂更高的IC50值,并且在HeLa和PC3细胞中比顺铂甚至更高的IC50值。这些结果证明了纳米颗粒递送系统降低了菲铂的细胞毒性。结构2的减弱的细胞毒性可以由以上描述的Pt的低的释放来解释。
在图10中:利用A549、HeLa,和PC3细胞在37℃持续2小时,菲铂(▼)、结构1(▲)、结构2(●),和顺铂(■)的细胞毒性曲线。
表11.菲铂、结构1、结构2,和顺铂在A549、HeLa,和PC3细胞中的IC50值。
实例4
也检查了在PC3异种移植小鼠模型中,如在实例3中描述的菲铂、菲铂包囊化NP(结构1)和菲铂共轭化NP(结构2)的抗肿瘤效率。
实验部分
动物。在这项研究中,使用了80个健康的至少15-20g和6-8周大的BALB/c nu/nu雄性小鼠。
实验设计和剂量。肿瘤诱导:从美国典型菌种保藏中心(ATCC)获得了PC3细胞系并培养。使用台盼蓝活力测试使用血细胞计数器计数细胞悬浮液的细胞。每个动物在右胁腹使用0.2mL的50%RPMI1640(无血清的)/50%MatrigelTM混合物(包含肿瘤细胞悬浮液(5×106细胞/动物))进行皮下接种。每周观察两次肿瘤直至完全建立。使用以下公式计算肿瘤重量:
肿瘤重量(mg)=(a×b2/2)
其中‘b’是最小直径并且‘a’是使用测径器以毫米测量的肿瘤的最大直径。
剂量给予。在第一天,根据表12给予菲铂、菲铂包囊化NP(结构1,参见实例4)、菲铂共轭化NP(结构2;参见实例4),以及对照(PBS和顺铂)。将小鼠每周处理两次,处理三周并且监测额外的一周。每周两次监测并记录肿瘤生长和体重。第一次化疗给予后四周将小鼠处死并且将器官收集以确定Pt浓度。
表12.研究设计
在小鼠器官中的Pt含量的分析。将直至4周终结点存活的所有小鼠的器官(肾脏、肝脏、脾脏和肿瘤)消化用于通过AAS分析它们的Pt含量。通常,在室温下组织样品在1mL的65%的硝酸中过夜培养。将该样品在65℃~70℃煮两天,冷却至室温,并将该体积使用Milli-Q水调整至10ml(肝脏)或3ml(所有其他的)。Pt浓度通过AAS进行测量。
结果
在图11中:(A)在具有PC3异种移植物的小鼠的体重方面菲铂和菲铂-NP的效应。在指定时间点测量了体重。(B)在PC3前列腺癌异种移植物的生长方面菲铂和菲铂-NP的效应。
在图12中:在小鼠器官中的Pt的分布。
实例5
还在活的哺乳动物细胞中分析了包含位点-特异性菲铂-dna损伤的海肾荧光素酶表达载体的转录谱。
将菲铂位点特异性地合并进入海肾荧光素酶表达载体中。在来自不同起源的哺乳动物癌细胞中已经确定了菲铂的转录抑制效应。在测试的细胞系中菲铂显示了显著的转录抑制效应。在测试的大部分细胞中,菲铂-dG损伤的转录恢复的模式与该化合物的细胞毒性的情况相匹配,表明了在介导该化合物的细胞毒性中菲铂-DNA损伤的细胞修复的关键作用。
实验部分
载体构建和制备。用于合并位点-特异性菲铂-dG损伤、pGLuc8temG的海肾荧光素酶表达载体遵循先前报道的实验方案进行制备(例如,参见J AmChem Soc(《美国化学社会杂志》)2010,132,7429-7435)。铂酸盐化插入链的制备。制备了包含位点特异性顺式-[Pt(NH3)2(phen)]2+-dG(phen=菲啶)损伤的16-mer寡核苷酸。通过添加0.98当量的AgNO3,随后在室温下在黑暗中搅动8小时激活25.7mM的菲铂水性溶液。将该悬浮液离心分离。向0.2mM16-mer寡核苷酸5’-CCTCCTCG*TCTCTTCC(其中该星号表示被铂酸盐化的碱基)在10mM NaH2PO4(pH6.3)中的溶液里添加1.2当量的激活的菲铂。将该反应混合物在黑暗中在37℃培养过夜。当该溶液冷冻的时候该反应终止。通过离子交换HPLC(戴安公司(Dionex)DNAPac PA-100,线性梯度,经11分钟在25mM Tris-HCl(pH7.4)中0.34M至0.45M NaCl)纯化菲铂-修饰的插入链。纯化后,该铂酸盐化的DNA溶液用H2O进行透析并冻干。铂化水平通过UV-vis和原子吸收光谱进行确定,产生的Pt/DNA比率为1.02±0.02。遵循以前出版的实验方案(例如,参见J Am Chem Soc(《美国化学社会杂志》)2007,129,6370-6371)通过核酸酶S1消化进一步对该插入链的核苷酸组成进行分析以确定铂化位点(表13)。通过T4PNK(0.67U/μL)在37℃将铂酸盐化和未铂酸盐化的DNA链(40μM)磷酸化3小时,随后通过苯酚/氯仿/异戊醇萃取去除该酶。将磷酸化的DNA链经乙醇沉淀并以100pmol/μL的浓度在-80℃贮存。
表13.通过核苷酸组成分析的插入链的特征。
位点特异性地铂酸盐化的pGLuc探针的制备。遵循以前出版的策略(例如,参见Bioconjug Chem(《生物共轭化学》)2009,20,1058-1063),制备了包含在CMV启动子和荧光素酶表达基因之间的顺式-[Pt(NH3)2(phen)]2+-dG损伤的位点特异性地铂酸盐化的pGLuc8temG质粒。简短的说,使用30UNt.BbvCI在37℃将600μg量的pGLuc8temG质粒消化1小时。将该反应混合物在80℃加热20分钟以使该酶失活,随后使用苯酚/氯仿/异戊醇萃取以去除该酶。将该混合物用H2O在4℃透析过夜。将该质粒使用30U Nt.BspQI在50℃进一步消化1小时,并且将该酶加热失活并通过苯酚/氯仿/异戊醇萃取进行去除。将带缺刻的质粒与1,000当量的互补DNA链5’-TTTTGGAAGAGACGAGGAGGTTTT在10mM Tris-HCl、2mM MgCl2、0.4M NaCl的缓冲液(pH7.4)中混合,在80℃加热5分钟,并且随后在4℃冷却5分钟,进行10个循环。将带缺口的质粒通过在58,000rpm在20℃的等密度离心纯化24小时,并且通过UV-vis光谱学定量。将120μg量的带缺口的质粒与100当量的插入链在10mM Tris-HCl、2mM MgCl2、0.4M NaCl的缓冲液(pH7.4)中,在热循环仪中从90℃至4℃以-1℃/min进行退火。将铂酸盐化的质粒用H2O在4℃透析过夜并且进一步通过使用30U BsmBI在55℃处理1小时进行纯化。将该闭环形式的质粒纯化并且通过等密度离心浓缩,随后是正丁醇萃取和乙醇沉淀。将这些质粒通过来自英杰公司(Invitrogen)(Carlsbad(卡尔斯巴德),CA)的Quant-iTTM PicoGreendsDNA试剂盒进行定量,并且在-80℃贮存在TE缓冲液(10mM Tris-HCl,2mM EDTA,pH7.4)中。
位点特异性地铂酸盐化的质粒的限制性酶切分析。为了在连接的铂酸盐化的或者未铂酸盐化的质粒上进行限制性酶切分析,将100ng量的pGLuc8temG质粒与2U BsmBI在55℃孵育30分钟。将这些质粒使用包含0.5μg/mL的溴化乙锭的0.8%琼脂糖凝胶电泳进行分析。将凝胶使用BioRadFluor-S MultiImager进行记录。
细胞的瞬时转染以及GLuc报告基因转录测定。如以前报道的(例如,参见ChemBioChem(《化学生物化学》)2011,12,1115-1123)进行进入哺乳动物细胞的铂酸盐化质粒的转染。将A549和HeLa细胞以每孔2,000个细胞在96-孔板中铺板。将NTera-2和HT29细胞以每孔4,000个细胞在96-孔板中铺板。将MCF7和U2OS细胞以每孔5,000个细胞在96-孔板中铺板。允许这些细胞贴壁并生长48小时,并且然后在转染之前使用无抗生素的培养基洗涤。使用脂质体2000(Lipofectamine2000)进行这些细胞的瞬时转染。简短地说,在每个孔中包括10ng的位点特异性地铂酸盐化的探针。这些实验以一式四份进行。将这些探针在OptiMEM中进行稀释,并且脂质体(Lipofectamine)在OptiMEM中进行稀释。将这两种溶液组合并且孵育20分钟。将该转染混合物递送进入每个孔中,并且将这些细胞孵育2小时。将这些细胞使用无抗生素的培养基洗涤以去除该转染混合物。将100μL体积的新鲜的,无抗生素的培养基添加进入每个孔中以起始该转录测定。在8、16、24、32、44小时收集培养基并且保持在4℃直至GLuc报告基因测定如以前描述的(例如,参见ChemBioChem(《化学生物化学》)2011,12,1115-1123)进行。
结果
在不同哺乳动物癌细胞中的菲铂的转录抑制效应。在来自不同起源的人类癌细胞(NTera-2、HT29、MCF7、HeLa、A549、和U2OS)中研究了包含位点特异性的菲铂-dG损伤的海肾荧光素酶表达载体的转录谱(图13)。利用标准脂质体转染试剂将pGLuc8temG+IS和pGLuc8temG+IS-ppt转染进入这些细胞中,并且在8、16、24和44小时使用海肾荧光素酶测定(例如,参见ChemBioChem(《化学生物化学》2011,12,1115-1123)监测分泌型海肾荧光素酶的转录水平。随后针对未铂酸盐化对照的转录水平将铂酸盐化质粒的转录水平标准化(图13)。对于NoPt的转录(%对照)是100,在8小时是24,在16小时是26,在24小时是32,在32小时是36,对于44小时是41。
在大部分测试的细胞系中位点特异性顺式-[Pt(NH3)2(phen)]2+-dG损伤说明了强转录抑制效应。这些数据表明在活的哺乳动物癌细胞中菲铂是强转录抑制剂。
在图13中:在不同的人类癌细胞中的菲铂-dG损伤的转录抑制效应。
计算了在来自不同起源的人类癌细胞中对于菲铂的转录的恢复速率(表14)。S值定义为转录水平的恢复对时间的比率。较高的S值表明来自该化合物的DNA损伤较容易修复。在所有测试的细胞系中,A549细胞显示了最小的S值,表明在这一肺癌细胞中菲铂-DNA损伤更难去除。相反,在HT29细胞中的S值比在其他细胞更高,显示结肠癌细胞去除菲铂-DNA损伤的更高的能力。菲铂的IC50值也列举在表14中。菲铂的转录恢复与这些化合物的细胞毒性相比较。
表14.在不同的人类癌细胞中,通过MTT测定确定了来自菲铂-修饰的质粒的转录恢复速率(S)以及菲铂的细胞毒性(IC50)。
转录恢复速率,(计算为log(S)-log(平均S),其中S是在单个细胞系中的速率并且平均S是在五个测试的细胞系中S值的平均)对于这些细胞中的每一者进行绘制(图14,左组)。朝向左侧的条表明在这些细胞中该损伤是更修复的。对于每个细胞系也绘制了log(IC50)-log(平均IC50)(图14,右组),并且朝向左侧的条显示了该化合物在具体细胞中更具活性。在U2OS、HeLa、A549,和HT29细胞中的菲铂-dG损伤的转录恢复模式与该化合物的细胞毒性的情况相匹配。例如,在A549细胞中,菲铂-DNA损伤是最难去除的,并且该化合物的细胞毒性在A549肺癌细胞中是最高的。在HT29和U2OS细胞中,该菲铂-DNA损伤是较容易修复的,并且该化合物在这两个细胞系中显示了较低的细胞毒性(图14)。这些结果表明菲铂-DNA损伤的细胞修复在介导该化合物的细胞毒性中发挥着关键作用。
在图14中:菲铂的转录恢复(左组)以及菲铂的细胞毒性(右组)的比较分析。
虽然本文已经描述并图解说明了本发明的若干实施例,但本领域的普通技术人员将容易地设想多种其他装置和/或结构来执行这些功能和/或获得这些结果和/或本文描述的一个或多个优点,并且这些变化和/或修改中的每一者都被视为在本发明的范围内。更一般地,本领域的普通技术人员将容易了解,本文描述的所有参数、尺寸、材料和构形都意在作为示例,并且实际的参数、尺寸、材料和/或构形将取决于使用本发明的教示的特定应用。本领域的普通技术人员将认识到或能够仅使用例行实验来确定本文描述的本发明的具体实施例的许多等效物。因此,应了解,前述实施例仅是借助于实例来呈现的,并且在所附权利要求书及其等效物的范围内,可以用与具体描述和要求的方式不同的方式来实践本发明。本发明是针对在此所述的每一个个别特征、系统、物品、材料、试剂盒和/或方法。此外,如果这些特征、系统、物品、材料、试剂盒和/或方法并非相互不一致的,那么两个或更多个这些特点、系统、物品、材料、试剂盒和/或方法的任何组合都被包括在本发明的范围内。
如本文在说明书和权利要求书中使用,不定冠词“一种”和“一个”除非明确作出相反指示,否则应当理解为意味着“至少一个”。
如本文在说明书和权利要求书中使用的,短语“和/或”应当理解为意味着元素中的“任一者或两者”如此联合,即,多个元素在一些情况下联合地存在并且在其他情况下分离地存在。除了通过“和/或”项具体指明的元素之外可以任选地存在其他元素,而无论与具体指明的那些元素相关或无关,除非明确作出相反指示。因此,作为非限制性实例,当结合例如“包括”等开放式语言使用时,在一个实施例中对“A和/或B”的参考可以指代有A无B(任选地包括除了B之外的元件),在另一实施例中可以指代有B无A(任选地包括除了A之外的元件),在又一实施例中可以指代A和B两者(任选地包括其他元件)等等。
如本文在说明书和权利要求书中使用的,“或”应当理解为具有与如上文定义的“和/或”相同的意义。举例来说,当在一个列表中划分多个项目时,“或”或“和/或”应当解释为包括性的,即包括若干元素或元素列表中的至少一个元素,但也包括一个以上的元素,并且任选地包括额外未列出的项目。只有清楚地作出相反指示的术语,例如“仅一个”或“确切一个”或当在权利要求书中使用时,“由……组成“将是指数目或元素列表的确切一个。总体上,如本文使用的术语或摂在前面带有例如任“一”、“一个”、“仅一个”或“确切一个”等排他性术语时应当仅解释为指示排他性替代例(即,一个或另一个但并非两者)。“基本上由……组成”当在权利要求书中使用时,将如在专利法范围内使用的普通含义。
如本文在说明书和权利要求书中使用的,参考一个或多个元素的列表的短语“至少一个”应当理解为意味着选自该元素列表中的任意一个或多个元素中的至少一个元素,但不一定包括该元素列表内具体列出的每个元素中的至少一个,并且不排除该元素列表中的元素的任何组合。此定义还允许除了该元素列表内具体指明的元素之外可以任选地存在短语“至少一个”所指代的元素,而无论与具体指明的那些元素相关还是无关。因此,作为非限制性实例,“A和B中的至少一者”(或等效地,“A或B中的至少一者”或等效地,“A和/或B中的至少一者”)在一个实施例中可以指代至少一个A,任选地包括一个以上A,而B不存在(并且任选地包括除了B之外的元素);在另一实施例中可以指代至少一个B,任选地包括一个以上B,而A不存在(并且任选地包括除了A之外的元素);在又一实施例中可以指代至少一个A,任选地包括一个以上A,以及至少一个B,任选地包括一个以上B(并且任选地包括其他元素)等等。
在权利要求书中,以及在以上说明书中,例如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“保持”等所有过渡短语都应理解为开放性的,即意味着包括但不限于。仅过渡短语“由……组成”和”基本上由……组成”将分别是闭合的或者半闭合的短语,如在美国专利办公室专利审查程序手册中,2111.03部分列举的。
权利要求是:
Claims (41)
1.一种颗粒,包括:一种高分子材料;以及
一种具有化学式(I)的化合物:
或其盐,其中:
每个R1、R2、和R3可以是相同的或者是不同的并且每个是一种包括氨,胺或者离去基团中的至少一个的基团,每个可任选地被取代;
R4是其中该芳环系统的每个氢原子可任选地被卤化物替代;并且
每个R5和R6可以是相同或者是不同的并且是包括羟基、烷氧基、芳氧基、或酰氧基的基团,每个可任选地被取代,或者每个R5和R6是缺失的。
2.如权利要求1所述的颗粒,其中该具有化学式(I)的化合物包括具有化学式(II)或(III)的化合物:
或者
其中:
X是一种抗衡离子;并且
n和m是1或者n和m是2。
3.如权利要求1所述的颗粒,其中该具有化学式(I)的化合物包括具有化学式(IV)或(V)的化学物:
或者
4.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中R1、R2和R3中任何两个可任选地连接在一起以形成一种二齿配体。
5.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中R1、R2和R3可任选地连接在一起以形成一种三齿配体。
6.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中R4具有以下结构:
其中每个R7可以是H或者一种卤化物。
7.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中每个R7是H。
8.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中至少一个R7不是H。
9.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中至少一个R7是卤化物。
10.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中每个R7是卤化物。
11.如权利要求9或10中所述的颗粒,其中卤化物是F。
12.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中R1、R2、和R3中至少一个是一种离去基团。
13.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中R1、R2、和R3中至少两个是一种离去基团。
14.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中该离去基团是氯化物。
15.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中R1和R2是N(R’)3,其中R’是一种合适的取代基。
16.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中R1和R2是NH3。
17.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中R3是卤化物。
18.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中R3是氯化物。
19.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中R1和R2是NH3并且R3是Cl。
20.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中是NO3 -。
21.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中该化合物经由至少一个共价键与该高分子材料相连。
22.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中R1-R6中至少一个包括至少一个与该高分子材料结合的共价键。
23.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中R5或R6中至少一个包括至少一个与该高分子材料结合的共价键。
24.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中R5包括一种与该高分子材料结合的共价键。
25.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中该化合物具有结构:
其中包括–OC(=O)(CH2)2COOH的R5基团形成了一种与该聚合物结合的共价键。
26.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中该高分子材料以及与该颗粒相连的化合物包括结构:
27.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中该化合物是分散和/或包囊化在该高分子材料中。
28.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中该化合物不是经由共价键与该高分子材料相连。
29.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中该高分子材料是生物可降解的和/或生物相容的。
30.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中该高分子材料选自下组,该组由以下各项组成:聚(丙交酯)、聚(乙交酯)、聚(原酸酯类)、聚(己内酯类)、聚赖氨酸、聚(乙烯亚胺)、聚(丙烯酸)、聚(氨酯类)、聚(酐类)、聚(酯类)、聚(三亚甲基碳酸酯)、聚(乙撑亚胺)、聚(丙烯酸)、聚(氨酯)、聚(β氨基酯类)、或其共聚物。
31.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中该高分子材料包括一种共聚物,该共聚物包括乳酸和乙醇酸单元。
32.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中该高分子材料包括聚(乙二醇)。
33.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中该高分子材料包括PLGA-PLA-COOH,该PLGA-PLA-COOH包括以下结构:
其中n、m和o各自独立地是2和100,000之间的整数。
34.如任何前述权利要求所述的颗粒,进一步包括一种第二高分子材料。
35.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中该第二高分子材料包括PLGA-PLA-COOH,该PLGA-PLA-COOH包括以下结构:
其中n、m和o各自独立地是2和100,000之间的整数。
36.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中使用纳米沉淀法技术形成了该颗粒。
37.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中使用乳剂技术,可任选地复乳剂技术形成了该颗粒。
38.如任何前述权利要求所述的颗粒,其中该铂化合物具有以下结构:
39.一种药物组合物,包括:
多个如任何前述权利要求所述的颗粒,或其药学上可接受的盐;以及
一种或多种药学上可接受的载体、添加剂,和/或稀释剂。
40.一种用于治疗癌症的试剂盒,包括:
多个如任何前述权利要求所述的颗粒;以及
用于治疗癌症的组合物的使用说明书。
41.一种治疗患者的癌症的方法,包括:
向该患者给予一种包括多个如任何前述权利要求所述的颗粒的组合物。
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Application publication date: 20140709 |