CN114917358A - 用于治疗癌症和炎症性疾病的偶联物和前药 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及癌症和炎症性疾病的领域。更具体地说,本发明的目的是提出属于多拉司他汀家族并且具有下式的活性成分的新颖的偶联形式:
Description
本申请是申请日为2015年2月6日,题为《用于治疗癌症和炎症性疾病的偶联物和前药》的中国发明专利申请201580018638.0的分案申请。
技术领域
本发明涉及癌症和炎症性疾病的领域。更具体地说,本发明的目的是提出属于多拉司他汀家族的活性成分的新颖的偶联形式(conjugated form)。
背景技术
癌症和炎症性疾病是当前最常见的病理疾病。具体地,目前癌症是法国和大多数工业化国家的死亡率的主要原因之一。在可以设想的各种治疗模式中,化疗是能够用于对抗循环肿瘤如淋巴瘤和白血病,和转移瘤的唯一一种。
可以在化疗中设想的活性剂是某些天然的肽类,例如,特别是,多拉司他汀10,从海洋世界衍生的线性天然化合物,由四个氨基酸形成,其中三个是其特有的。多拉司他汀10的合成衍生物目前也是可以获得和首选的。尤其是澳瑞他汀(auristatin)PE,澳瑞他汀E或单甲基澳瑞他汀E(MMAE)。多拉司他汀,澳瑞他汀E及其衍生物具有抑制微管蛋白聚合和因此防止细胞分裂(抗有丝分裂)的性质。
然而,不幸的是,类似于临床使用的其它抗癌活性剂,多拉司他汀家族的这些活性剂缺乏令人满意的对肿瘤细胞的选择性。事实上,它们还针对健康组织。这种非选择性的破坏导致严重的副作用并在大多数情况下导致治疗的过早停滞。
因此,能够选择性地破坏肿瘤而不影响健康器官的新的抗癌剂的开发代表了对抗癌症的主要关注。
为了克服这种选择性的缺乏而保留的其中一个方法基于这些活性剂的偶联物的开发。因而,这些偶联物(conjugate),也被称为前药,通常通过将考虑中的活性剂与实体接枝获得,所述实体的功能是当活性剂为前药形式时将其灭活,将其运送到靶组织或细胞,并促使其在所述靶组织或细胞处释放,然后重新建立其治疗的生物活性。这种方法更具体地是基于肿瘤组织特有的特异性的观察。因此,已知的是,肿瘤微环境与健康组织的区别在于更酸性的pH,更大的还原电位,增加的对大分子的渗透性,或是相对高浓度的某些酶的存在,例如,β-葡糖醛酸酶。同样地,已经显示,患病的组织与健康组织的区别在于恶性细胞在使其区别于健康细胞的表面膜受体或抗原如叶酸受体或CD33抗原处过表达。
因此,已经开发了常规的活性剂的衍生物以利用这些差异实现增加,尤其是,它们对肿瘤细胞的选择性的目的。
因此,单甲基澳瑞他汀E(MMAE)已通过可裂解臂与抗-CD30抗体偶联(US 7 829531)。然而,这样的偶联物对其靶点具有太大的特异性并证明对于非CD30依赖性的癌症和/或炎症性疾病勉强有效或甚至无效。
Teming等人(2006,Bioconjugate Chem)已经通过可切割的连接将单甲基澳瑞他汀E(MMAE)分子偶联到白蛋白单元,以靶向肿瘤组织。
最近,Legigan等人(2013,Eur.J.Med.Chem.)和Tranoy-Opalinski等人(2014,Eur.J.Med.Chem.)已通过自反应臂将单甲基澳瑞他汀E(MMAE)分子偶联到葡糖醛酸单元。MMAE的该偶联形式,也被称为前药,是无效的,并且只有在肿瘤水平通过β-葡糖醛酸酶的裂解,其主要是细胞外的,使得MMAE能够执行其抗有丝分裂的生物活性。然而,观察到肾脏快速消除这种前药。由于该前药的半衰期显著降低,结果是必须增加剂量,这伴随有害的副作用。
Legigan等人(2012,Angew.Chem.Int.Ed.)还提出了用半乳糖苷基和结合叶酸受体的基团双官能化的单甲基澳瑞他汀E(MMAE),这两个基团由自反应臂承载。然而,这种前药在通过细胞内β-半乳糖苷酶裂解并释放单甲基澳瑞他汀E(MMAE)之前需要细胞内化步骤。
因此,虽然单甲基澳瑞他汀E的这些前药形式被特异性地运送到肿瘤,然而它们的细胞毒效力仍然是相对的,并且不使人们有可能设想肿瘤的有效的临床治疗。
因此,仍然需要一种能够以非常高的特异性并且以非活性形式运送这种类型的活性剂到患病的组织或细胞的多拉司他汀家族的前药。
还需要一种在肿瘤微环境的水平下特异性地有效表达细胞毒性的多拉司他汀家族的前药。
还需要这样一种多拉司他汀家族的前药,其肿瘤效力不需要过量的活性剂,以防止特别是对健康的细胞,组织或器官的有害的副作用的发生。
发明内容
本发明的目的正是为满足这些需求。
根据第一个方面,本发明涉及通式(I)的偶联物:
其中:
-A代表多拉司他汀家族或其衍生物的基团(radical),
-L代表能够与氨基,羟基或硫醇官能团,优选硫醇官能团反应的基团,
-G包括并优选代表葡糖醛酸(glucuronyl)基或其衍生物,
-Y代表H或吸电子基,尤其是选自NO2,CF3和卤素,
-R1和R2彼此独立地代表H或直链或支链,饱和或不饱和的C1至C10烷基,
-Z代表基于烃的间隔基团,在其每一端包括共价键官能团,
-X代表-O-或-NR3COO-,其中R3可能代表氢原子或直链或支链,饱和或不饱和C1至C10烷基,与G基团的键由氧原子(-O)提供,
其异构体和/或其药学上可接受的盐。
出乎意料的是,本发明人实际上观察到通式(I)的并且从单甲基澳瑞他汀E衍生的偶联物相比于非官能化的单甲基澳瑞他汀E具有显著改善的体内治疗效果。
因此,经证明根据本发明的偶联物在其选择性和其治疗剂量方面对于临床治疗癌症特别有利。
根据第二方面,本发明涉及一种前药或它们的衍生物,所述前药包括根据本发明的通式(I)的偶联物的至少一种分子,所述偶联物的所述分子通过共价键与白蛋白分子(特别是内源性的白蛋白分子)连接。
如下文详述的,根据本发明的偶联物的化学结构最特别适合于与白蛋白分子,特别是内源性的白蛋白分子,更尤其是血清白蛋白分子相互作用。甚至更具体地,这种相互作用特别建立在体内,并且通过促成对内源性白蛋白的34位的半胱氨酸的硫原子具有亲和性的类型的L基团实现。与半胱氨酸的硫原子的相互作用可尤其来自迈克尔反应。经由迈克尔反应的偶联物分子和白蛋白分子之间的共价连接的建立从而使得有可能利用白蛋白在肿瘤微环境中积累的现象并获得根据本发明的偶联物的改进的靶向。
根据另一个方面,本发明还涉及一种药物组合物,其包含至少有效量的至少一种根据本发明的通式(I)的偶联物,或所述偶联物的耦合形式,其中后者与至少一个白蛋白分子耦合,并且优选通式(VI)的前药,如根据本发明限定的。
根据另一个方面,本发明涉及根据本发明的通式(I)的偶联物,其用于预防和/或治疗癌症和/或炎症性疾病。
根据另一个方面,本发明涉及所述偶联物的耦合形式,其中所述偶联物与至少一个白蛋白分子耦合,并且优选根据本发明的通式(VI)的前药,其用于预防和/或治疗癌症和/或炎症性疾病。
根据另一个方面,本发明涉及根据本发明的组合物,其用于预防和/或治疗癌症和/或炎症性疾病。
根据另一个方面,本发明涉及一种用于治疗癌症和/或炎症性疾病的方法,其包括施用根据本发明的通式(I)的偶联物。
根据另一个方面,本发明还涉及一种用于治疗癌症和/或炎症性疾病的方法,其包括施用所述偶联物的耦合形式,其中所述偶联物与至少一个白蛋白分子耦合,特别是根据本发明的通式(VI)的前药。
最后,根据最后一个方面,本发明还涉及一种用于治疗癌症和/或炎症性疾病的方法,其包括施用根据本发明的药物组合物。
附图说明
图1示出了用于式(III)的偶联物的合成的反应方案。
图2示出在小鼠中原位移植的Mia Paca型的胰腺的人类肿瘤的体积的演变。在移植后在D7和D14两次注射非官能化的MMAE(0.3mg/kg)或式(Ⅲ)的偶联物,即双官能化的MMAE(2或4mg/kg)。在移植后通过回波描记术评价肿瘤体积70天。插图代表移植后在30天的时间尺度上的这种演变。
图3示出原位移植的MIA-PACA型的胰腺肿瘤的体积的演变,随后进行回波描记术(每组5只动物)。持续9周每周一次地静脉内施用剂量为4mg/kg的式(III)的偶联物(A)和赋形剂(B)。
图4示出原位移植的MDA-MB-231型的人乳腺肿瘤的体积的演变,随后进行回波描记术(每组6只动物)。持续5周每周一次地用剂量为0.5mg/kg(静脉内)的MMAE(B)处理动物。持续5周每周一次地用剂量为4mg/kg(静脉内)的双官能化MMAE偶联物(式(III)的偶联物(C))处理动物。用赋形剂(载体(A))处理对照组动物。
具体实施方式
·偶联物
如上所述,根据本发明的偶联物对应于通式(I):
其中:
-A代表多拉司他汀家族或其衍生物的基团,
-L代表能够与氨基,羟基或硫醇官能团,优选硫醇官能团反应的基团,
-G包括并优选代表葡糖醛酸基或其衍生物,
-Y代表H或吸电子基,尤其是选自NO2,CF3和卤素,
-R1和R2代表,彼此独立地为H或直链或支链,饱和或不饱和的C1至C10烷基,
-Z代表基于烃的间隔基团,在其每一端包括共价键官能团,
-X代表-O-或-NR3COO-,其中R3可能代表氢原子或直链或支链,饱和或不饱和C1至C10烷基,与G基团的键由氧原子(-O)提供,
其异构体和/或其药学上可接受的盐。
在本发明的上下文中,多拉司他汀家族的“衍生物”是指在结构上非常相关并且保持具有同等的生物性质,尤其是抑制微管蛋白聚合的能力,以便最终抑制细胞有丝分裂的化合物。其可以特别是取代或缺失衍生物的问题。
在本发明的上下文中,“能够与氨基,羟基或硫醇官能团反应的基团”是指一种基团,通常是基于烃的基团,其具有这样的化学官能团或单元,所述化学官能团或单元能够与游离的仲氨基,羟基或硫醇官能团相互作用并因此建立偶联分子和带有该官能团并能够与产生该共价官能团兼容的不同的化学实体之间的共价键。在本发明的上下文中,该不同的化学实体更具体地为活的生物体中天然存在的大分子,并且有利的为内源性白蛋白分子,如人血清白蛋白。
在本发明的上下文中,“吸电子基”是指原子或原子群的吸电子性能。
在本发明的上下文中,“异构体”是指相比于参考分子其中不对称碳上的至少两个化学基团的位置被颠倒的分子。特别地,多拉司他汀家族的基团具有许多不对称碳。此外,术语“异构体”仅指能够执行与参考分子相同或类似的一种或多种生物活性的分子。
可以理解的是,本发明旨在表示分离的对映异构体和相应的外消旋混合物。
在本发明的上下文中,“药学上可接受的盐”可以是根据本发明的偶联物或前药的盐,以及碱金属、碱土金属或铵的盐,其包括用有机铵碱获得的盐,或根据本发明的偶联物或前药的盐,和有机或无机酸的盐。
更特别适合于本发明的盐可以是钠、钾、钙、镁盐,季铵盐,如四甲基铵或四乙基铵,以及与氨和药学上可接受的有机胺,如甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、三乙胺、乙醇胺或三(2-羟乙基)胺的加成盐。
根据本发明的偶联物或前药的盐,和适合于本发明的无机酸的盐可以用盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸或磷酸获得。
根据本发明的偶联物或前药的盐,和适合于本发明的无机酸的盐可以用羧酸和磺酸,如甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、琥珀酸、丙二酸、苯甲酸、马来酸、富马酸、酒石酸、甲磺酸、苯磺酸或对甲苯磺酸获得。
·多拉司他汀家族及其衍生物的基团(A基团)
多拉司他汀家族代表具有至少4个氨基酸的结构,其中至少3个氨基酸是其特有的,即,不同于最常见的天然存在的20种氨基酸的一类化合物。
尤其可以参考文档WO 2004/010957,其内容通过引用的方式并入,其根据适合于本发明的那些描述了化合物。
在本发明的一个特别优选的实施方案中,A代表从多拉司他汀10,从澳瑞他汀PE,从澳瑞他汀E,从单甲基澳瑞他汀E及其衍生物衍生的基团,优选从单甲基澳瑞他汀E或其衍生物衍生的基团。
在澳瑞他汀PE、澳瑞他汀E或单甲基澳瑞他汀的情况下多拉司他汀10与澳瑞他汀子族的合成化合物之间的结构差异特别地在于由去甲麻黄碱单元取代多拉司他汀10的C-末端位置上的氨基噻唑苯乙基基团。
在本发明的上下文中,并且在一个特别优选的实施方案中,多拉司他汀家族的基团有利地选自单甲基澳瑞他汀E(MMAE)及其衍生物。
对于本发明的目的,多拉司他汀10、澳瑞他汀PE、澳瑞他汀E或单甲基澳瑞他汀E的衍生物具有与其活性剂中的至少一种非常相关的化学结构,并具有归因于多拉司他汀家族的化合物的抗有丝分裂性质。
它的(多个)结构差异可以特别是,例如,组成它的四个氨基酸中的至少一个的至少一个侧链上的取代。可以进行这种取代以包含或代表直链、环状和/或支链烷基、芳基、杂环或碳环。
这种结构差异也可以由多拉司他汀10、澳瑞他汀PE或澳瑞他汀E分子的修饰组成,例如在其N末端位置的叔胺的水平,以便使该官能团兼容于与所考虑的连接臂建立共价键。
选择最适合于这些目的的修饰是本领域技术人员的一般知识的一部分。
·L基团
如上所述,根据本发明的偶联物具有这样的独创性,即被双重官能化和特别地被能够赋予它们与大分子,特别是内源性大分子并且甚至更特别是血清白蛋白分子相互作用的能力的基团官能化。
由于目前已知生物大分子,特别是内源性白蛋白通过“EPR”(“增强的渗透性和保留”)效应在实体瘤的微环境中聚积,根据本发明的偶联物与内源性白蛋白分子原位偶联使得可以将如此形成的耦合实体,也被称为前药,靶向到肿瘤微环境,从而克服多拉司他汀衍生物的游离形式所缺乏的选择性。应当注意的是,这样的“EPR”效应适用于发炎组织的微环境。
还应当指出的是,通过大分子靶向患病组织和/或细胞的该原理已对多柔比星提出(Legigan et al.2012,J.Med.Chem)。然而,尽管与用单一的葡糖醛酸基官能化的前药相比,该前药具有改善的半衰期,但其与非官能化的多柔比星相比不可能获得增益效果,其具有不十分有效的缺点并因此需要高剂量,这与受试者可耐受的治疗不是非常兼容。
如下文将要详述的(实施例2和图2),在另一方面,根据本发明并肠胃外给药的偶联物经证明与分离状态即非官能团化的多拉司他汀家族的化合物相比具有显著改善的效果。
在所设想的前药意图在体内产生,即通过建立通式(I)的偶联物与诸如白蛋白的大分子之间的共价键的情况下,特别有利的是在偶联物的水平,促成包括能够与游离的硫醇官能团相互作用的单元的L基团,以有利于偶联物对血清白蛋白的亲和力。
这样的单元使得能够在体内建立与血清白蛋白的游离硫醇官能团(-SH)的共价键,特别是利用与34位的半胱氨酸的游离巯醇官能团(-SH)的相互作用。该共价键,即硫醚键,有利地通过迈克尔反应产生。
因此,在一个特别优选的实施方案中,本发明涉及其中L代表马来酰亚胺基己酰基类型的单元的偶联物。
然而,在可以设想到在施用前药之前合成该前药的情况下,式(I)的偶联物可以表示这样的L基团,其包括能够与氨基(-NH2),羟基(-OH)或巯醇基(-SH)官能团反应的单元。这些反应性官能团使得有可能通过L基团产生一方面的式(I)的偶联物和另一方面的大分子或大分子的片段之间的共价键。
从待耦合大分子上存在的官能团的性质方面,对由L基团携带并能够与氨基(-NH2),羟基(-OH)或巯醇基(-SH)官能团反应的单元进行选择,并且这显然是本领域的技术人员的能力的一部分。
·葡糖醛酸基及其衍生物(G基团)
在本发明的上下文中,葡糖醛酸基(G基团)专用于被酶促除去,以便因此提供连接臂的分子内重排并将其连接到多拉司他汀家族的分子,因此,导致这种活性分子(A基团)的释放。
此外,可酶促水解的根据本发明的葡糖醛酸基可对根据本发明的偶联物和前药赋予组织和/或细胞特异性。
已知的是,β-葡糖醛酸酶是以高浓度天然存在于许多肿瘤附近的酶。因此,在前药单一疗法(或PMT)期间,包含葡糖醛酸基的本发明的偶联物和前药可在细胞外水平有利地被激活。在本发明的上下文中,术语“激活”指的是例如多拉司他汀家族的基团在肿瘤部位释放,因此能够执行它们的抗有丝分裂生物活性。
此外,β-葡糖醛酸酶是一种存在于大多数恶性细胞中的溶酶体酶。因此,在通过内吞作用内在化后,葡糖醛酸化的前药通过β-葡糖醛酸酶的激活可以任选地在细胞内介质中进行。
根据一种实施方案的变体,适于本发明的可酶促水解的葡糖醛酸基可尤其是包含2至20个,特别是3至10个,更特别是4至6个葡糖醛酸单元的多糖或其衍生物。
在本发明的上下文中,葡糖醛酸基的“衍生物”是指这样的化合物,其在结构上非常相关并且其保持具有同等的生物性质且特别是具有成为β-葡糖醛酸酶的酶底物的能力。其可以特别是取代或缺失一个或多个羟基(-OH)基团或羧酸(COOH)基团的衍生物的问题。
该葡糖醛酸基可以有利地通过其羟基官能团之一与根据本发明的考虑中的连接臂相互作用,且由X表示的共价连接是氧原子。
如前所述,-X-G也可以由氨基甲酰基葡糖苷酸衍生物代表。
·A,L和G基团之间的连接臂(linker
arm)
如前所述,根据本发明的偶联物具有在一方面专用于以同一种分子形式组合由A,L和G基团表示的各种官能团,从而在另一方面响应于葡糖醛酸(G基团)的酶促水解实现活性分子(A基团)释放的连接臂。
更重要的是,这种连接臂使得其:
-不损害由多拉司他汀家族的化合物具有的抗癌和/或抗炎症性质(A基团),
-不损害打算在待处理的组织的微环境中通过β-葡糖醛酸酶裂解的葡糖醛酸基(G基团)的不稳定特性,从而允许偶联分子的重排和携带活性成分的A基团的释放,
-允许通式(I)的偶联物的分子和大分子之间的相互作用,换句话说,保持能够与内源性白蛋白的氨基,羟基或硫醇官能团反应的官能团的可达性,和
-不影响偶联物在其可以施用的生物体中的半衰期。
特别适合于实施本发明的连接臂特别在文档WO 2011/145068中描述,其另外通过引用并入。
该连接臂特别是根据下面的通式(II):
R1,R2和Y基团如上述所定义。
Z1代表L-点击连接官能团,详见下文并且其是式(I)的偶联物的间隔基团Z的一部分。
在本发明的一个特别优选的实施方案中,Y代表在X的邻位的NO2,并且R1和R2代表H。
·间隔基团Z
如上所述,该连接臂通过Z1官能团连接到本发明中描述的式(I)的偶联物的Z基团的其余部分。
因此,Z由序列-Z1-Z2-(Z3)m代表,其中:
-m代表0或1,
-Z1代表带有R1和R2官能团的碳和Z2官能团之间的L点击连接官能团,
-Z2代表直链或支链、饱和或不饱和的C1-C10亚烷基,其任选地被选自O或N的一个或多个杂原子中断,糖基,O-(CHR4-CHR5-O-)p或N-(CHR4-CHR5-O-)p基团,其中p代表范围为1至20的自然整数,并且R4和R5彼此独立地代表H或CH3,条件是R4和R5不同时代表CH3,从氨基酸或肽衍生的基团,或这些基团的组合,Z2的一端直接通过醚官能团,或间接地通过Z3官能团产生与L的共价键,
-Z3,如果存在的话,代表Z2与L基团之间的酯、酰胺、醚、氨基甲酸酯或碳酸酯型官能团。
在本发明的上下文中,“L点击连接官能团”指的是适合于点击化学的2个官能团的反应的产物。点击化学将本领域技术人员公知的一组反应过程集中在一起,使得它能够简单和快速地产生两个反应性或官能化的官能团之间的共价键。在这方面,可以特别地参考Kolb等人的综述(2004,Angew.Chem.Int.Ed)。
选择适合于与可通过点击化学激活的反应性官能团建立共价键的Z1官能团在本领域技术人员的能力范围内。
根据一个优选的实施方案,Z1可以是可通过点击化学激活的2个反应性官能团的反应的结果,所述反应性官能团选自-C≡CR6、-N3、-SH、-C=CH2、环辛炔、马来酰亚胺,-SO2N3或-COSR6,其中R6代表H或直链或支链,饱和或不饱和C1至C10烷基。
根据另一个优选的实施方案,Z1可以是可通过点击化学激活的2个反应性官能团的反应的结果,所述反应性官能团选自-C≡CH、-N3、-SH、-C=CH2、环辛炔、马来酰亚胺,-SO2N3或-COSR6,其中R6如上所述。
根据一个更特别优选的实施方案,Z1可以是反应性官能团-C≡CH和反应性官能团-N3之间的反应的结果。
在本发明的一个特别优选的实施方案中,Z2代表O-(CHR4-CHR5-O-)p基团,其中p代表范围为1至20的自然整数,并且R4和R5彼此独立地代表H或CH3,条件是R4和R5不同时代表CH3,从氨基酸或肽衍生的基团,或这些基团的组合。
在本发明的另一个优选的实施方案中,Z2代表O-(CH2-CH2-O-)p基团,其中p代表范围为1至20的自然整数。
在本发明的另一个特别优选的实施方案中,Z2代表O-(CH2-CH2-O-)10基团。
因此,在一个具体实施方案中,本发明涉及下面式(III)的偶联物:
其异构体和/或其药学上可接受的盐。
·根据本发明的偶联物的合成
根据本发明的通式(I)的偶联物可以从这样的分子合成,其是式(II)的连接臂的前体,如通过通式(IV)表示如下:
其中:
-X’可以代表-OH或-NR3COOH,R3可能代表氢原子或直链或支链,饱和或不饱和的C1至C10烷基,
-Y可代表H,或吸电子基团,尤其选自NO2、CF3和卤素,
-R1和R2可以彼此独立地代表H或直链或支链,饱和或不饱和的C1至C10烷基,
-F代表可通过点击化学激活的反应性官能团。
这种类型的化合物特别在文档WO 2011/145068中描述,其另外通过引用并入。
所存在的各基团(group)或基团(radical)的接枝是本领域技术人员的一般知识的一部分。
在一个特别优选的实施方案中,该化合物是下式(V)的化合物:
可以理解的是,本领域的技术人员凭借自己的一般知识可确定待进行的反应的顺序,以由这样的化合物形成通式(I)的偶联物。
使得有可能相继地建立式(IV)或(V)的化合物与i)葡糖醛酸基(G基团),ⅱ)多拉司他汀家族的基团(A基团),ⅲ)基于烃的间隔基团(Z)之间的共价键的反应是本领域技术人员公知的,并且不存在任何特定的实现困难。而且,这样的反应是,例如,特别是在文档Legigan等人(2013,Eur.J.Med.Chem.)和Legigan等人(2012,J.Med.Chem)中描述的。如果需要的话,能够在耦合反应之前考虑关于醇(-OH)官能团,胺(NH2)官能团等的保护反应。
文档Legigan等人(2012,J.Med.Chem)特别地描述了使得有可能建立基于烃的间隔基团(Z基团)与能够与硫醇官能团(L基团)反应的基团之间的共价键的反应。
适于进行这些反应的条件、纯化方法以及用于评价合成的化合物的纯度的方法是本领域的技术人员的一般知识的一部分。
·前药
根据其另一个方面,本发明涉及一种前药,其包含通过共价键键合到至少一个白蛋白分子或其衍生物的至少一个根据本发明的偶联物分子。
用于本发明的目的,“前药”是指这样的分子,其能够在生物体内以失活的形式运输多拉司他汀家族的化合物,并且在β-葡糖醛酸酶的作用下在特异性靶向的器官、组织或细胞中释放所述化合物。
更具体地,这样的前药有利地对应于以下通式(VI):
其中,A、G、X、Y、Z、R1和R2基团如以上所定义。
一方面,L'单元的一部分从L基团之间的反应衍生,所述L基团包括能够与大分子携带的游离的氨基、羟基或硫醇官能团反应,特别是与游离的硫醇官能团反应的单元,所述大分子有利地为白蛋白分子,甚至更有利地为血清白蛋白。
在本发明的上下文中,可以在体内或体外用大分子优选白蛋白分子形成前药。
因此,可以设想内源或外源性白蛋白,并且特别是人血清白蛋白、重组白蛋白或白蛋白的片段。
在本发明的第一优选实施方案中,如本发明所述的偶联物的分子与内源性白蛋白的分子,尤其是人血清白蛋白的分子或其衍生物之间的共价键合在体内进行。
在一个更特别优选的实施方案中,根据本发明的前药包括经由硫醚键与内源性白蛋白的分子的34位的半胱氨酸的硫连接的至少一个根据本发明的偶联物的分子。
实际上已经表明,例如,一方面,共价键在体内自发地在携带能够与硫醇基官能团反应的基团的化合物与人血清白蛋白的34位的半胱氨酸的硫醇官能团之间建立(Kratz etal.2002,J.Med.Chem.)。
根据一个特别优选的实施方案,本发明还涉及前药,其式是下面的式(VII):
其异构体和/或其药学上可接受的盐。
根据一个特定的第二个实施方案,根据本发明的前药也可以通过经由共价键与白蛋白分子,重组白蛋白分子或白蛋白分子的片段或其衍生物连接的至少一个偶联物分子在体外形成。
用于本发明的目的,很重要的是,“白蛋白分子的片段”是指具有足够的尺寸以保证令人满意的生物利用度,相对于肿瘤组织的渗透性和相对于健康组织的内皮屏障的不渗透性的白蛋白分子的片段,由此产生前药。
在这个特定的实施方案中,通式(I)的偶联物经由L基团与白蛋白分子、重组白蛋白分子或白蛋白分子的片段之间的体外耦合可以用白蛋白分子、重组白蛋白分子或白蛋白分子的片段上存在的游离和互补反应性官能团进行。
在一个具体的实施方案中,白蛋白分子的片段可以包含对应于内源性白蛋白序列的34位的半胱氨酸的半胱氨酸。
出乎意料地,通式(I)的偶联物与白蛋白分子的耦合不以任何方式影响由此所形成的前药的如下能力:
–被运输和特异性靶向待处理的组织的微环境,
–通过β-葡糖醛酸酶在待处理的组织的微环境中被裂解,和
–在葡糖醛酸基的裂解之后,进行连接臂的重排,以释放代表多拉司他汀家族的化合物的基团。
此外,通式(I)的偶联物经由L基团与白蛋白分子特别是内源性白蛋白分子的氨基、羟基或硫醇官能团之间的耦合不以任何方式影响因此释放以执行其生物活性即其抗有丝分裂活性的多拉司他汀家族的化合物的能力。
最后,通式(I)的偶联物经由L基团与白蛋白分子特别是内源性白蛋白分子的氨基、羟基或硫醇官能团之间的耦合限制前药通过肾脏的消除。因此,相比于通过用葡糖醛酸基官能化的多拉司他汀家族的化合物表示的前药,根据本发明的前药的血液中的半衰期增加。
在本发明的另一个实施方案中,前药的白蛋白分子或白蛋白片段也可被修饰,尤其是通过糖基化或聚乙二醇化修饰。
·根据本发明的组合物,用途和治疗方法
根据另一个方面,本发明涉及包含至少有效量的至少一种偶联物或一种前药的药物组合物,如前面所定义。
这些药物组合物可以是固体或液体状态,并且可以是在人类和/或兽用药物中常用的任何药物形式,例如,以简单或糖衣片剂、药片、锭剂、凝胶胶囊、滴剂、颗粒剂、可注射制剂、软膏剂、霜剂或凝胶的形式。
这些药物组合物可以根据通常的方法制备。活性成分可以在其中掺入通常在这些药物组合物中使用的赋形剂中,例如滑石、阿拉伯树胶、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、可可脂、水性或非水性载体、动物或植物来源的脂肪物质、石蜡衍生物、乙二醇、各种润湿剂、分散剂或乳化剂或防腐剂。
本发明还涉及如本发明所定义的通式(I)的偶联物、通式(VI)的前药或药物组合物,其用于预防和/或治疗癌症和/或炎症性疾病。
本发明还涉及一种用于治疗癌症和/或炎症性疾病的方法,其包括施用根据本发明的通式(I)的偶联物,通式(VI)的前药或药物组合物。
本发明还涉及一种用于治疗癌症和/或炎症性疾病的方法,其包括与另一种治疗联合来施用根据本发明的通式(I)的偶联物,通式(VI)的前药或药物组合物,所述另一种治疗选自包括化疗、放疗、用至少一种抗炎剂治疗和它们的组合的组。
·癌症
可以使用根据本发明的通式(I)的偶联物,通式(VI)的前药或药物组合物以预防和/或治疗实体癌,优选选自包括神经母细胞瘤、胶质母细胞瘤、骨肉瘤、视网膜母细胞瘤、软组织肉瘤、中枢神经系统癌、肾母细胞瘤、肺癌、乳腺癌、前列腺癌、结肠直肠癌、甲状腺癌、子宫颈癌、子宫内膜癌、卵巢癌癌、肾癌、肝癌、脑癌、睾丸癌、胰腺癌、骨癌、皮肤癌、小肠癌、胃癌、胸膜癌、食道癌、喉癌和膀胱癌的组。
在一个具体的实施方案中,实体癌选自包括胰腺癌、肺癌和乳腺癌的组。
在一个具体的实施方案中,可以使用根据本发明的通式(I)的偶联物,通式(VI)的前药或药物组合物预防和/或治疗转移。
·炎症性疾病
关于炎症性疾病,特别的是慢性的肠道病理状况或类风湿性病理状况。
·施用模式
如本发明所描述的通式(I)的偶联物、通式(VI)的前药或药物组合物可以口服、胃肠外(皮下、静脉内或肌肉内)或通过对皮肤和粘膜局部施用而局部地施用。
本发明的一个主题也是如上所定义的偶联物、前药或药物组合物在制备药物中的用途。
这些药物可以单独使用或组合使用。
根据本发明的偶联物、前药或药物组合物尤其可单独施用或与化疗或放疗组合或例如与其它治疗剂,尤其是抗癌剂和抗有丝分裂剂组合施用,而且也与抗炎剂组合施用。
适于本发明的剂量可根据本领域通常使用的常规方法来确定。显然,剂量的调整是本领域技术人员的一般能力的一部分。
事实上,剂量尤其取决于待治疗的个体的体重、年龄和性别,以及待治疗的疾病的进展的状态。
实施例
实施例1
式(III)的偶联物的合成(参见图1)
1)化合物1的合成
将17.9g(48mmol;1当量)的全乙酰化葡糖苷酸悬浮于36ml的以33%在乙酸中的HBr中。搅拌4小时后,起始化合物完全消耗掉。然后将反应介质倒入水和冰的混合物中并用二氯甲烷萃取得到的水相三次。然后用饱和的NaHCO3溶液中和有机相,用MgSO4干燥,并蒸发。将3ml无水乙醇加入到粗产物中,然后将该混合物在冰箱中储存过夜。形成的沉淀通过过滤收集,然后用石油醚洗涤。真空干燥后,分离得到17.4g(43.8mmol;产率=91%)的米色固体形式的化合物1。
2)化合物2的合成
在配有冷凝器和滴液漏斗的250ml三颈烧瓶中,用10ml无水THF覆盖648mg(24mmol;6.25当量)铝和催化量的HgCl2。滴加2ml(24mmol;6.25当量)的以80%在甲苯中的炔丙基溴溶液。当观察到热量释放并且溶液变黑时反应开始。当加入完成时,将混合物回流6小时。将溶液冷却至0℃,并且滴加650mg(3.84mmol;1当量)的4-羟基-3-硝基苯甲醛在5ml无水THF中的溶液。搅拌30分钟后,醛完全消失,并且用10ml的1N HCl溶液水解反应,然后用乙酸乙酯萃取三次。将有机相经MgSO4干燥,然后蒸发,得到通过快速色谱法(洗脱剂:70/30PE/EtOAc)纯化的棕色油状物。然后获得被Wurtz反应所得的痕量产物污染的黄色油状物形式的化合物2。基本的萃取能够除去这些杂质。为此,将油状物溶解在30ml二氯甲烷中。将有机相用1N NaOH溶液萃取三次。所得到的水相用浓HCl溶液酸化,然后用氯仿萃取3次,蒸发后,得到棕色油状物形式的化合物2(754mg;3.6mmol),产率为94%。
3)化合物3的合成
将33.7g(122.25mmol;3.7当量)的Ag2CO3悬浮在33ml的乙腈中并加入6.3ml(23.12mmol;0.7当量)的HMTTA。将混合物放置在黑暗中搅拌2小时。加入4.56g(22.03mmol;1当量)的化合物2和13.10g(33.04mmol;1.5当量)的化合物1在20ml乙腈中的溶液。该混合物保持搅拌4小时,然后加入水。用乙酸乙酯萃取此水相三次。将有机相用1M HCl溶液洗涤三次,经MgSO4干燥并蒸发。通过快速色谱法对反应粗产物纯化(洗脱剂:PE/EtOAc 60/40;50/50;40/60),使得有可能获得7.62g(14.56mmol;产率=66%)白色固体形式的化合物3(2个对映异构体)。
4)化合物4的合成
将180mg(0.34mmol;1当量)的苄醇和140mg(0.68mmol;2当量)的对硝基苯酚氯甲酸酯溶于3.5ml的无水二氯甲烷中。在0℃下逐滴加入70μl的吡啶(0.87mmol;2.5当量)。在环境温度下搅拌1小时后,起始产物完全消耗掉。用饱和NaHCO3溶液水解反应。用二氯甲烷萃取有机相。将所得有机相干燥并蒸发至干。快速色谱法(60/40PE/EtOAc)使得有可能分离到具有定量收率的白色固体形式的235mg(0.343mmol)化合物4。
5)化合物5的合成
将化合物4(57.5mg;0.0835mmol)和MMAE(60mg;1当量)溶于2ml的DMF/吡啶混合物(8/2)中。加入11.3mg(0.0835mmol;1当量)的HOBt和17μl(0.1mmol;1.2当量)的DIPEA。在环境温度下保持搅拌36小时。在真空下除去溶剂,并且残余物通过快速色谱法纯化(洗脱剂:DCM/MeOH 3%-5%)。获得70mg(0.055mmol;66%)的白色固体形式的化合物5。
6)化合物6的合成
在式NH2-(CH2)2-(O-CH2-CH2)10-N3(37.8mg,0.0717mmol;1.3当量)的叠氮化物的存在下,将化合物5(70mg;0.055mmol)溶解在无水DCM(2.8ml)中。加入30mg(0.08mmol;1.5当量)的Cu(MeCN)4PF6,并在氮气氛下在环境温度下将该混合物放置搅拌20小时。加入EDTA二钠溶液(350mg溶解在5.2ml的0.2M磷酸缓冲液中)并保持搅拌5小时。用二氯甲烷萃取混合物3次。有机相经MgSO4干燥,过滤并在真空下蒸发。得到的粗产物通过制备板(洗脱剂DCM/MeOH,2-5%)纯化。分离得到相应的化合物6(53mg;0.029mmol),具有53.5%的收率。
7)式(III)的化合物的合成
在0℃下将化合物6(53mg;0.029mmol)溶解在MeOH(2.2ml)中。逐滴加入预冷至0℃的LiOH.H2O(10.6mg;0.259mmol)在2.2ml水中的溶液。将反应介质保持在此温度下搅拌。TLC监测表明起始产物在15分钟后消失。然后通过加入IRC-50树脂中和介质。30分钟后,将树脂滤出,将反应介质在真空下蒸发。在化合物7(1.2当量;11mg)的存在下将粗产物直接溶于DMSO(0.7ml)中。在环境温度下保持搅拌12小时。在真空下蒸发溶剂后,将反应粗产物通过半制备型HPLC纯化。如此分离到18mg(0.0097mmol)的式(III)的偶联物,纯度大于95%并且总产率为33%(经3次点击脱保护半制备HPLC纯化步骤计算)。
HRMS(ESI):C88H41N11O31[M+2H]2+:理论值:923.9638;实测值:923.9892
8)HPLC监测
在装有四极波长UV检测器和恒温为30℃的隔室中的Dionex 120柱(C18,5μm,)的Dionex Ultimate 3000HPLC装置中进行反应监测和化合物分析。在220和254nm下记录色谱图。通过Chromeleon软件版本6.80 SP1 Build 2238提供集成。洗脱剂由A(H2O+TFA 0.2%),B(CH3CN)组成。
实施例2
在人胰腺癌的小鼠模型上评估式(III)的偶联物在体内的治疗效果
1)材料和方法
a)所使用的动物
在6周龄的雌性Swiss裸小鼠(Charles River法国实验室,l'Arbresle)上评价如根据实施例1中描述的反应方案合成的式(III)的偶联物的治疗效果。在实验前在实验室中驯化动物7天。小鼠饲养在装有过滤盖(HEPA过滤器)的塑料笼中,在通风笼架中,安置在20±2℃的温度下,伴随着12/12小时亮/暗循环,可自由采食水和食物。
b)原位移植的Mia Paca类型的人类胰腺肿瘤
Mia Paca 2细胞来自一名65岁的男子的胰腺癌。Mia Paca 2胰腺癌细胞系由美国典型培养物保藏中心(Rockville,MD)提供。选择这些细胞是因为它们使有可能产生缺氧性质的肿瘤,其反映了临床病理状况。
这些细胞被改性以表达萤光素酶基因(Mia Paca 2-Luc)。将细胞在75cm3烧瓶中培养,并保持在37℃下5%CO2中的湿润的培养箱中,所述培养箱具有补充有10%的胎牛血清,2.5%的马血清,1%的L-谷氨酰胺和1%的青霉素和链霉素的Dulbecco改良的Eagle培养基(DMEM)。
为了植入,用碘化聚维酮溶液(ASTA Medica,比利时)消毒小鼠的腹部。在腹部的左上象限作出1cm的切口。抓住胰腺的尾部的末端并且在横向方向上轻轻外部化胰腺和脾脏以便充分暴露。将针插入到胰腺的尾部并使其正好位于胰腺的头部的区域。使用27口径针缓慢注射50μl PBS中的2×106个Mia Paca 2-Luc细胞。然后将脾脏放回腹部中的适当位置并且用5.0直径再吸收线缝合皮肤和腹膜。用阿片类镇痛药治疗动物的疼痛(Skenan LP的微粒10mg,施贵宝)。
c)治疗模式
肿瘤植入后7天,小鼠(每组6只动物)接受治疗。以2mg/kg和4mg/kg的双官能化的MMAE(式(Ⅲ)的偶联物,D7和D14)的剂量每周一次持续2周地进行静脉内注射。用剂量为0.3mg/kg的单独MMAE,或用DMSO和PBS(5%/95%;对照)的混合物组成的赋形剂处理对照组。
通过回波描记术监测肿瘤体积的演变。在第3、7、9、11、14、16、18、21、23、28、38、52、66和78天,用VisualSonics VevoTM2100系统进行该测量,该系统是高清晰度体内成像系统(VisualSonicsTM公司,多伦多,加拿大)。
2)结果
图2示出在70天的时段内肿瘤体积的演变。对于对照和非官能化的MMAE,从35天开始观察到肿瘤体积的显著增加。因此,非官能化的MMAE不适合胰腺肿瘤的治疗。当小鼠接受2mg/kg的双官能化的MMAE,即式(III)的偶联物的2次注射(D7和D14)时,肿瘤体积的发展比对照或非官能化的MMAE慢。另一方面,剂量为4mg/kg的2次注射(D7和D14)的施用导致完全没有肿瘤生长。
实施例3
在人胰腺癌的小鼠模型上评估式(III)的偶联物在体内的治疗效果
1)材料和方法
a)所使用的动物
如前面的实施例2所描述的在6周龄的雌性Balb/c裸小鼠(Charles River法国实验室,l'Arbresle)上评价如根据实施例1中描述的反应方案合成的式(III)的偶联物的治疗效果。
b)原位移植的Mia
Paca类型的人类胰腺肿瘤
原位移植的Mia Paca类型的人类胰腺肿瘤如实施例2所述。
c)治疗模式
当肿瘤体积达到2.5和3.5cm3之间的尺寸时,小鼠(每组5只动物)接受治疗,该肿瘤体积代表人类的这样的情形,即在大多数情况下胰腺癌经检测为晚期。以4mg/kg的剂量每周一次持续9周进行双官能化的MMAE偶联物,即式(Ⅲ)的偶联物(根据实施例1中描述的反应方案合成)的静脉内注射。用DMSO和PBS(5%/95%)的混合物组成的赋形剂处理对照组。通过回波描记术监测肿瘤体积的演变,如实施例2中所述。
2)结果
图3示出通过回波描记术监测80天的MIA-PaCa类型的原位移植胰腺肿瘤的体积的演变。
在用式(III)的偶联物治疗的小鼠(A组)中可以观察到在92%至100%范围内的肿瘤体积消退,而不用式(Ⅲ)的偶联物治疗的动物(载体,对应于DMSO/PBS赋形剂;B组)在开始治疗方案之后的20天内死亡。
实施例4
在人乳腺癌的小鼠模型上评估式(III)的偶联物在体内的治疗效果
1)材料和方法
a)所使用的动物
如实施例3所示地在6周龄的雌性Balb/c裸小鼠(Charles River法国实验室,L'Arbresle)上评价如根据实施例1中描述的反应方案合成的式(III)的偶联物的治疗效果。
b)原位移植的MDA-MB-231类型的人类乳腺肿瘤
MDA-MB-231细胞来自一名51岁的女人的乳腺癌。MDA-MB-231乳腺癌细胞系由Caliper LifeSciences(鲁瓦西,法国)提供。选择这些细胞是因为它们使得有可能产生缺氧性质的肿瘤,其反映了临床病理状况。
这些细胞被改性以表达萤光素酶基因。将细胞在75cm3烧瓶中培养,并保持在37℃由空气组成的气氛下的湿润的培养箱中,所述培养箱具有补充有10%的胎牛血清、1%的L-谷氨酰胺、1%的丙酮酸钠、1%的非必需氨基酸、2%的碳酸氢钠和1%的青霉素和链霉素的Eagle最小必需培养基(DMEM)。
为了植入,用碘化聚维酮溶液(ASTA Medica,比利时)消毒小鼠的腹部。以左下乳头的水平将针插入到皮下空间中。使用27口径针缓慢注射100μl PBS中的2×106个MDA-MB-231-Luc细胞。然后慢慢抽出针。为此,小鼠将通过异氟烷(2%在空气中)的吸入麻醉。
c)治疗模式
肿瘤植入后15天,小鼠(每组6只动物)接受治疗。以4mg/kg的剂量的式(Ⅲ)的偶联物每周一次持续5周地(D15、D22、D29、D36和D43)进行静脉内注射。用剂量为0.3mg/kg的单独MMAE,或用DMSO和PBS(5%/95%)的混合物组成的赋形剂处理对照组。
通过3D回波描记术监测肿瘤体积的演变。在第7、11、15、19、22、25、27、29、32、34、36、39、43和50天,如实施例2中所描述地进行测量。
2)结果
图4示出通过回波描记术监测50天的MDA-MB-231类型的原位移植胰腺肿瘤的体积的演变。
在用式(III)的偶联物(4mg/kg)治疗的动物(C组)中可以观察到肿瘤的完全和持久消退,而无MMAE(B组)与对照动物(A组)相比仅产生非常温和的抗肿瘤活性。这些结果在已接受式(Ⅲ)的偶联物的小鼠的组中获得,而无可见的副作用。
参考文献:
专利类型的文档
US7829531
WO 2011/145068
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Claims (13)
2.根据权利要求1所述的偶联物,其中,Y代表在X的邻位的NO2,并且R1和R2代表H。
3.根据权利要求1所述的偶联物,其中,Z代表-Z1-Z2-(Z3)m基团,其中:
-m代表0或1,
-Z1代表带有R1和R2官能团的碳和Z2官能团之间的L点击连接官能团,
-Z2代表直链或支链、饱和或不饱和的C1-C10亚烷基,所述亚烷基任选地被选自O或N的一个或多个杂原子中断,糖基,O-(CHR4-CHR5-O-)p或N-(CHR4-CHR5-O-)p基团,其中p代表范围为1至20的自然整数,并且R4和R5彼此独立地代表H或CH3,条件是R4和R5不同时代表CH3,从氨基酸或肽衍生的基团,或这些基团的组合,Z2的一端直接通过醚官能团或间接地通过Z3官能团产生与L的共价键,
-Z3代表Z2官能团与L基团之间建立的酯、酰胺、醚、氨基甲酸酯或碳酸酯型官能团。
4.根据权利要求1所述的偶联物,其中Y代表H或选自NO2、CF3和卤素吸电子基。
5.根据权利要求1所述的偶联物,其中G为葡糖醛酸基。
7.一种前药,其包括至少一种根据权利要求1所述的偶联物的分子,所述偶联物的分子通过共价键与白蛋白分子或其片段或衍生物连接。
8.根据权利要求7所述的前药,其中,用内源性白蛋白的34位的半胱氨酸的硫醇官能团建立共价键。
10.一种药物组合物,其包含至少有效量的至少一种根据权利要求1所述的偶联物或一种根据权利要求7所述的前药。
11.根据权利要求1所述的偶联物,其用于预防和/或治疗癌症和/或炎症性疾病。
12.根据权利要求7所述的前药,其用于预防和/或治疗癌症和/或炎症性疾病。
13.根据权利要求10所述的组合物,其用于预防和/或治疗癌症和/或炎症性疾病。
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