JP2005532421A - 生物学的活性を有するグリコデンドリマー - Google Patents

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Abstract

【課題】 生物学的活性を有するグリコデンドリマーを提供する。
【解決手段】 本発明は、生物学的活性を有する新規なアニオン性グリコデンドリマー、その製造方法、及び動物薬を包含する医薬におけるその使用方法に関するものである。

Description

本発明は、新規生物学的活性を有する新規グリコデンドリマー、その製造方法及び動物薬を包含する医薬におけるその使用に関するものである。
グリコデンドリマーは、その高度に分岐しているがしかし環状で且つ対称的構造により、慣用の直鎖状ポリマーと区別され得るポリマー状化合物の一種である(図1a及び図1bを参照)。それらは、直鎖状ポリマーに対して可能であるよりもより一層正確に定義され得る分子構造を有している[トマリア ディーエイ(Tomalia DA)、ネイラー エイエム(Naylor AM)、ゴダード III ダブリュエイ(Goddard III WA)、1990年、「星形デンドリマー:寸法、形状、表面化学、トポロジー及び原子から巨視的物質までのフレキシビリティー(Starburst dendrimers:molecular level control of size,shape,surface chemistry,topology and flexibility from atoms to macroscopic matter)」、英語でのアンゲヴァンテヒェミー国際版29、第138〜175頁]。星形ポリマー[STARBURST polymers(R)][ミシガン州、ミッドランドのデンドリテック インコーポレイテッド(Dendritech Inc.)の登録商標]は、密集した星形ポリマーである。それらは、分岐された層の世代的付加によりコアから形成された特定の型のデンドリマーである。典型的には、それらは世代1.5、2.5、3.5、5.5、7.5及び9.5について入手可能である。世代は、分子が合成される方法及びそれらの重量に関する表現である。それらは、16個(世代1.5)から4096個(世代9.5)までの末端カルボン酸基を有する。
トマリア ディーエイ(Tomalia DA)、ネイラー エイエム(Naylor AM)、ゴダード III ダブリュエイ(Goddard III WA)、1990年、「星形デンドリマー:寸法、形状、表面化学、トポロジー及び原子から巨視的物質までのフレキシビリティー(Starburst dendrimers:molecular level control of size,shape,surface chemistry,topology and flexibility from atoms to macroscopic matter)」、英語でのアンゲヴァンテヒェミー国際版29、第138〜175頁。
国際特許公開第95/24221号パンフレット(ダウ ケミカル カンパニー)は、生物学的な応答調整剤と錯体化又は結合した、密集した星形ポリマーを含む樹木状ポリマー接合体を開示している。
国際特許公開第95/24221号パンフレット
デンドリマーの反応性末端基は分子の外面に存在し、そしてこれらの基は、カチオン性又はアニオン性で有り得る[ニューコム ジーアール(Newkome GR)、ナヤック エイ(Nayak A)、ベヘラ アールケイ(Behera RK)、モアフィールド シーエヌ(Moorefield CN)、ベイカー ジーアール(Baker
GR)及びジョンソン エイエル(Johnson AL)、1992年、「ミセルシリーズの化学、第22回、カルケードポリマー−アダマンタンをベースとする4方向性球状樹木状高分子の合成及びキャラクタリゼーション(Chemistry of micelles series.22.cascade polymers−synthesis and characterization of 4−directional spherical dendritic macromoleculers base
d on adamantane)」、ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー第57号、第358〜362頁]。末端基変性は通常、分岐アプローチにより製造されたデンドリマー、即ち、ポリ(アミドアミン)デンドリマー(PAMAMデンドリマー)及びポリ(プロピレンイミン)デンドリマー(DABデンドリマー)において用いられる。デンドリマーの外面上の官能性基のこのような変性は、協調効果(co−operative effects)の帰結として、これらの分子の生物学的性質を非常に変更し得る[ジャンセン
ジェイエフジーエイ(Jansen JFGA)、デ ブラバンダー−フォン デ ベルク イーエムエム (de Brabander−van de Berg EMM)及び メイジャー イーダブリュ (Meijer EW)、1994年、「樹木状ボックス内へのゲスト分子の封止(Encapsulation of guest moleculers into a dendric box)」、サイエンス第266号、第1226〜1229頁]。協調効果を生じさせることが可能な化合物は、免疫系における生物学的制御機序を調節する際に非常に重要である。
ニューコム ジーアール(Newkome GR)、ナヤック エイ(Nayak A)、ベヘラ アールケイ(Behera RK)、モアフィールドシーエヌ(Moorefield CN)、ベイカー ジーアール(Baker GR)及びジョンソン エイエル(Johnson AL)、1992年、「ミセルシリーズの化学、第22回、カルケードポリマー−アダマンタンをベースとする4方向性球状樹木状高分子の合成及びキャラクタリゼーション(Chemistry of micelles.22.cascade polymers−synthesis and characterization of 4−directional sphericaldendritic macromoleculers based on adamantane)」、ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー第57号、第358〜362頁 ジャンセン ジェイエフジーエイ(Jansen JFGA)、デ ブラバンダー−フォン デ ベルク イーエムエム(de Brabander−van de Berg EMM)及びメイジャー イーダブリュ (Meijer EW)、1994年、「樹木状ボックス内へのゲスト分子の封止(Encapsulation of guest moleculers into a dendric box)」、サイエンス第266号、第1226〜1229頁
従来、新規で且つ独自の生物学的活性を持つ新規化合物を造るために、アニオン性デンドリマーに生物学的分子を共有結合させることは可能でなかった。
本発明は今や、アニオン性デンドリマーに分子、例えば生物学的に活性な分子を共有結合させる方法であって、前記デンドリマーをカップリング剤、例えば、カルボジイミドカップリング剤、例えば1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩の存在下で、前記生物学的に活性な分子と反応させる方法を提供する(図2を参照)。反応は好ましくは、水性媒体中で行う。デンドリマー、例えば生物学的活性剤に結合される分子は、ドラッグ、核酸(特にDNA)、蛋白質、ペプチド、炭水化物及び、天然又は合成起源の抗体を包含する。
本発明の方法は、室温(即ち、典型的には40℃以下)で行うことができる単一段階の水を基礎とする化学的手法を含むという利点を有する。本発明の方法は、生体内でしばしば毒性である有機溶媒の必要がないという別の利点を有する。更に、有機溶媒は、付加的
な煩雑で且つ費用がかかる、有機溶媒からの生成物の精製を必要とする。水性環境における結合、即ち、成分の共有結合は、最終生成物の精製を促進する。これは、新規ドラッグに対する工業的製造の観点において重要である。本発明の方法の特別な利点は、室温で接合を行うことができ、そして外部エネルギー源の使用を必要としないことである。
本発明の方法は、アニオン性グリコデンドリマーの製造のために特に有用である。
1996年に、ロイ(Roy)は、「マルチアンテナ形炭水化物を含む低分子量バイオポリマーの新規種類”としてグリコデンドリマーを定義した[ページ ディー(Page
D)及びロイ アール(Roy R)、1997年、「マンノシル化された星形ポリ (アミドアミン)デンドリマーの合成及び生物学的性質(Synthesis and biological properties of mannosylated Starburst poly(amidoamine)dendrimers)」、バイオコンジュゲート ケミストリー第8号、第714〜723頁]。それらは、最終段階で種々の炭水化物構造を取り込みに伴う分岐アプローチにより合成された。
グリコデンドリマーは、糖類残基が錯体又は接合体としてその中に取り込まれている、下記の二種類のうちの一種類として説明された[アシュトン ピーアール(Ashton
PR)、ボイド エスイー(Boyd SE)、ブラウン シーエル(Brown CL)、ネポゴディヴ エスエイ(Nepogodiev SA)、メイジャー イーダブリュ(Meijer EW)、ピアーリングス エイチダブリュアイ(Peerlings HWI)及びシュトッダート ジェイエフ(Stoddart JF)、1997年、「ポリ(プロピレンイミン)デンドリマーの変性によるグリコデンドリマーの合成(Synthesis of glycodendrimers by modification of poly(propyleneimine)dendrimers)」、ケミストリー ア ヨーロピアン ジャーナル(Chemistry
a European Journal)第3巻(第6号)、第974〜984頁]:
(i)デンドリマーの末端基に結合した糖類残基の存在により特徴付けられる、炭水化物がコートされたデンドリマー、
(ii)全体的に炭水化物であるデンドリマーを生じさせるために、糖類が多官能性構築ブロックとして使用される完全な炭水化物デンドリマー。
糖類をキャリアに結合させることによりネオグリココンジュゲートが製造され得ることが知られているけれども、それらの外面上に第一級アミノ基を持つ予備形成されたデンドリマーのみが、炭水化物の結合用の高分子支持体として研究されていた[アシュトン ピーアール(Ashton PR)、ボイド エスイー(Boyd SE)、ブラウン シーエル(Brown CL)、ネポゴディヴ エスエイ(Nepogodiev SA)、メイジャー イーダブリュ(Meijer EW)、ピアーリングス エイチダブリュアイ(Peerlings HWI) 及び シュトッダート ジェイエフ(Stoddart JF)、1997年、「ポリ(プロピレンイミン)デンドリマーの変性によるグリコデンドリマーの合成(Synthesis of glycodendrimers
by modification of poly(propyleneimine)dendrimers)」、ケミストリー ア ヨーロピアン ジャーナル(Chemistry a European Journal)第3巻(第6号)、第974〜984頁]。この場合では、第一級アミンにより末端閉鎖されたデンドリマーは、種々の試薬を用いて比較的容易に変性され得る。これに対して、デンドリマーに異なる官能性活性を与えるため、カルボン酸により末端閉鎖されたアニオン性デンドリマーの表面上のカルボン酸基を変性することは可能でなかった。これが導いた生物学的問題は、アミンにより末端閉鎖されたデンドリマーは、生体内で、カルボン酸により末端閉鎖されたデンドリマーよりも甚だしく毒性であることである[マリク エヌ(Malik N)、ウィワタナパ
タピ アール(Wiwattanapatapee R)、クロプシュ アール(Klopsch R)、ロレンズ ケイ(Lorenz K)、フレイ エイチ(Frey H)、ウィーナー ジェイダブリュ(Weener JW)、メイジャー イーダブリュ (Meijer EW)、パウラス ダブリュ(Paulus W) 及び ダンカン アール(Duncan R)、2000年、「デンドリマー:生体外における構造と生物学的適合性との相間関係、及び生体内における 125I−標識されたポリアミドアミンデンドリマーの生物学的分布に関する初歩的な研究(Dendrimers:Relationship between structure and biocompatibility in vitro,and preliminary studies on
the biodistribution of 125I−labelled polyamidoamine dendrimers in vivo)」、ジャーナル オブ
コントロールド リリース第65号、第133〜148頁]。従って、出発物質としてカルボン酸により末端閉鎖されたデンドリマーをベースとする新規グリコデンドリマーを開発することが重要であった。
別の観点において、本発明は今や、共有結合的に結合したカルボキシル基により末端閉鎖されたデンドリマーを含む新規アニオン性グリコデンドリマーを提供する。本発明のグリコデンドリマーは、アニオン性デンドリマー、特にカルボキシル基により末端閉鎖されたデンドリマーに共有結合的に結合した炭水化物部分を含む。用語‘グリコデンドリマー’は、カルボキシル基により末端閉鎖されたデンドリマーの一種に共有結合的に結合した炭水化物部分を一種より多く含むグリコデンドリマー、カルボキシル基により末端閉鎖されたデンドリマー種の混合物に共有結合的に結合した炭水化物部分を一種含むグリコデンドリマー、及びカルボキシル基により末端閉鎖されたデンドリマー種の混合物に共有結合的に結合した炭水化物部分を一種より多く含むグリコデンドリマーを包含するために、本明細書中で使用される。
カルボキシル基により末端閉鎖されたデンドリマーは、例えば、1.5世代ないし9.5世代、例えば2.5世代又は3.5世代の何れかからの、カルボキシル基により末端閉鎖されたデンドリマーである。カルボキシル基により末端閉鎖されたデンドリマー種の混合物は、例えば、異なる世代、例えば1.5世代ないし9.5世代からの、カルボキシル基により末端閉鎖されたデンドリマーの混合物である。例えば、2.5世代又は3.5世代のデンドリマーは、単独又は、他の世代のデンドリマーの何れかの一種又はそれより多くと組み合わせて使用され得る。
カルボキシル基により末端閉鎖されたデンドリマーは、例えば、カルボキシル基により末端閉鎖されたポリ(アミドアミン)(PAMAM)デンドリマーである。例えば、1.5世代ないし9.5世代からのPAMAMデンドリマー一種又はそれより多くが使用され得、例えば、1.5世代ないし9.5世代からのPAMAMデンドリマーの世代混合物が使用され得る。例えば、デンドリマーは、PAMAMデンドリマー世代2.5又は3.5であるか、又は、PAMAMデンドリマー世代2.5又は3.5を含み得る。
好ましくは、デンドリマーはPAMAMデンドリマーであり、特に好ましいPAMAMデンドリマーは、64個までの末端閉鎖カルボキシル基を有する世代3.5のものである。
炭水化物部分は、カルボキシル基により末端閉鎖されたデンドリマーに共有結合的に結合している。炭水化物基は、例えば、単糖、二糖、三糖、オリゴ糖又は多糖、或いは1種又はそれより多くのそれらの組み合わせである。炭水化物基は、通常、一つ又はそれより多くのアミン基を含む。
炭水化物部分は好ましくは、アミノ糖又は硫酸化アミノ糖であり、該アミノ糖又は硫酸化アミノ糖は変性され得、例えば、アシル化、例えばN−アシル化され得る。炭水化物基は、例えば、グルコース、マンノース又はガラクトースから誘導され得る。前記炭水化物基は、例えば、グルコサミン、グルコサミンスルフェート、N−アセチルグルコサミン又はN−アセチルグルコサミンスルフェート基である。グルコサミンスルフェートは、例えば、3位、4位及び6位の何れかの一つ又はそれより多くに、一つ又はそれより多くのスルフェート基を有し得る。グルコサミンスルフェートは、例えば、グルコサミン6−スルフェート、グルコサミン3,6−ジスルフェート又はグルコサミン3,4,6−トリスルフェートである。グルコサミンスルフェートはアセチル化、例えば、N−アセチル化されていてよい。N−アセチルグルコサミンスルフェートは、例えば、N−アセチルグルコサミン6−スルフェート、N−アセチルグルコサミン3,6−ジスルフェート又はN−アセチルグルコサミン3,4,6−トリスルフェートである。
マンノサミン及びガラクトサミン及びその誘導体、例えば、上記グルコサミン誘導体に対応する硫酸化及び/又はアシル化された誘導体、例えば、グルコサミンスルフェート及びN−アシル化グルコサミンであり、そしてN−アシル化グルコサミンスルフェートを使用してもよい。
本発明のグリコデンドリマーは、例えば、デンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート、或いはデンドリマー世代3.5−N−アセチルグルコサミン又はデンドリマー世代3.5−N−アセチルグルコサミンスルフェート、或いはデンドリマー世代3.5−マンノサミン又はデンドリマー世代3.5−マンノサミンスルフェート又はデンドリマー世代3.5−N−アセチルマンノサミン、或いはデンドリマー世代3.5−N−アセチルマンノサミンスルフェート、或いはそれらのあらゆる組み合わせである。
好ましくは、デンドリマーは、例えば、アミン基、例えば第一級アミン基を包含するアミノ基を含む化合物、例えばアミノ糖又は硫酸化糖である。好ましい糖はグルコサミン又は硫酸化グルコサミンである。
本発明の一段階反応は、アミノ基を含む糖に対する及びアミノ基を含む硫酸化糖に対する、PAMAMアニオン性デンドリマーの共有結合のために使用され得る。
環状構造を含まない分子である直鎖状分子も、同様の化学的手法を使用して、アニオン性PAMAMデンドリマーに結合し得る。これは、例えば、3−アミノ−1−プロパンスルホン酸において成功裏に達成される。
典型的には共有結合は、少なくとも90日間にわたって安定である。
生成物のその後の精製も、簡単且つ直接に行われた。今まで、分子をPAMAMデンドリマーに共有結合させることは、多段階の有機化学的手法の後、多数の精製段階を使用してのみ可能であった。
カルボン酸により末端閉鎖されたアニオン性PAMAMデンドリマーは、カチオン性PAMAMデンドリマーに比較して生体内及び生体内の両方において、毒性が著しく低い [ツツミウチ エム(Tsutsumiuchi M)、アオイ ケイ(Aoi K)及びオカダ ケイ(Okada K)、1999年、「グローブ状炭水化物高分子“糖ボール”IV、表面上に分子認識部位を持つ樹木状のナノカプセル(Globular carbohydrate macromolecule“Sugar Balls”IV.
Sunthesis of dendric nanocapsules with molecular recognition sites on periphery)」、ポリマー ジャーナル第31号、第935〜941頁]。カチオン性デンドリマーは10μg/mLの濃度で赤血球溶血を引き起し、他方、アニオン性デンドリマーは2000μg/mLの濃度でさえもこのような効果を有しない。アニオン性デンドリマーはカチオン性デンドリマーよりも体血管循環における一層長い循環時間を持ち、そしてこれは、肝臓内への分子の蓄積一層低い程度に関連している。より高い世代のカチオン性デンドリマーのこの本質的な毒性は、それらが、高投与量の静脈内投与のために又は繰り返しの静脈内投与のために適するか又は安全である見込みが無いことを意味する[マリク エヌ (Malik N)、ウィワタナパタピ アール(Wiwattanapatapee R)、クロプシュ アール(Klopsch R)、ロレンズ ケイ(Lorenz K)、フレイ エイチ(Frey H)、ウィーナー ジェイダブリュ(Weener JW)、メイジャー イーダブリュ(Meijer EW)、パウラス ダブリュ(Paulus W) 及び ダンカン アール (Duncan R)、2000年、「デンドリマー:生体外における構造と生物学的適合性との相間関係、及び生体内における 125I−標識されたポリアミドアミンデンドリマーの生物学的分布に関する初歩的な研究(Dendrimers:Relationship between structure and biocompatibility in vitro,and preliminary studies on the biodistribution of
125I−labelled polyamidoamine dendrimers in vivo)」、ジャーナル オブ コントロールド リリース第65号、第133〜148頁]。
本発明の好ましい観点において、アニオン性PAMAMデンドリマーへの分子、例えば非−生物学的活性分子の結合は、デンドリマー並びにグルコサミン及びグルコサミン6−スルフェートのような分子が、それ自体抗炎症性又は抗血管新生活性を有すと証明されている訳ではないにも係わらず、ケモカイン及び次いでサイトカインの効果的な取り扱い並びに新たな血管形成を可能にする。
グルコサミンは、アニオン性デンドリマーの表面上に存在するカルボキシレート基と反応するアミん基の能力を介してデンドリマーコアに結合し得る糖部分である。これは安定なアミド結合の形成を導く。グルカン部分の3’位、4’位及び6’位においてスルフェート部分の種々の組み合わせを含むグルコサミンも、同様の化学的手法を使用する結合のために適する。これは、免疫調節性及び抗血管新生性を持つ新たな抗血管新生グリコデンドリマーの形成をもたらす。
デンドリマーの表面に共有結合した糖又は硫酸化糖の分子数は、デンドリマーの表面上に存在するカルボキシル基の数に比例して増加する。転換されたカルボキシル基のパーセンテージとして表わされる、デンドリマーに結合したグルコサミンの量は、例えば、1.5%から10.1%まで変化し得る。硫酸化デンドリマーの場合において、硫黄含有率は下記の順に増加した:モノ硫酸化糖(2.79% m:m S);ジ硫酸化糖(5.78% m:m S);トリ硫酸化糖(7.93% m:m S)。結合体中に存在するスルフェートの量は、グルコサミン6−スルフェートでは6%、グルコサミン3,6−ジスルフェートでは11%、そしてグルコサミン3,4,6−トリスルフェートでは15%であった。
本発明は、医薬として使用するための本発明のグリコデンドリマー、及び更に、このような治療が必要な際に、患者、一般的にヒトに、本発明のグリコデンドリマーの有効量を投与することからなる、種々の疾患及び症状の治療方法を提供する。医薬としての使用のために、又は医学的治療の際に、本発明のグリコデンドリマーは、水性媒体を使用する本
発明の方法に従って、好ましく製造される。用語‘治療’は、適切であれば、治療及び/又は防止を意味するために、本明細書中で使用される。本発明は、動物薬における本発明のグリコデンドリマーの使用を包含する。
これらの新規なアニオン性グリコデンドリマーは、最も特記すべきマクロファージ炎症性蛋白質(MIP)1β、MIP−1α及びインターロイキン8(I0L−8)であるケモカインの放出に関して最初に且つ最重要に活動することにより、免疫システムを低下させる。前記化合物は、炎症促進性ケモカインの放出を阻止し、次いで、最も特記すべき組織壊死因子(TNF)−α、IL−1β及びIL−6である炎症促進性サイトカインの放出を阻止する。本発明の化合物は抗血管新生性も有する。
従って、本発明は、ケモカイン及びサイトカインが増加する疾患の治療用医薬として使用するための本発明のグリコデンドリマーも提供し、そして、このような治療の方法、及び、このような治療用医薬の製造のための本発明のグリコデンドリマーの使用も提供する。
本発明の化合物は、例えば、敗血症、重度の敗血症、敗血症性ショック、敗血症に関連する全身炎症反応、リウマチ性疾患、湿疹、乾癬、創傷治癒中の組織収縮、創傷治癒中の過大な傷跡形成、移植拒絶、移植片対宿主病及び、動物及びヒトにおける抗血管新生に関連する種々の症状の治療の際に特に有用である。本発明のグリコデンドリマーは、治療的に又は予防的に使用され得る。
リウマチ性及び炎症性の症状は、リウマチ様関節炎、若年型慢性関節炎、乾癬性関節炎、感染後発症する反応性関節炎、急性強直性脊椎炎、炎症性腸疾患に関連する関節炎、汎ブドウ膜炎及び/又は網膜血管炎を併発するベーチェット病を包含するベーチェット病、炎症性腸疾患(クローン病、潰瘍性大腸炎)を包含する。
別の症状は、異質遺伝子型の器官及び組織移植、移植片対宿主病を包含する。移植物は角膜、腎臓、心臓、肺、心臓−肺、皮膚、肝臓、内臓又は骨髄移植物であってよい。脈管形成を含む疾患及び症状は、多くの癌及び糖尿病性網膜症を包含する転移性腫瘍細胞成長に関連する疾患を包含する。移植の場合、本発明のグリコデンドリマーは、移植が行われる前に移植者に投与されてよい。これとは別に又は更に加えて、移植用の組織又は器官は、移植前に生体外で、本発明のグリコデンドリマーを用いて処理されてよく、例えば、角膜移植物の場合は、本発明のグリコデンドリマーは、移植前に角膜が貯蔵されている溶液に添加し得る。
用語‘敗血症症候群’は、敗血症に加え損なわれた器官潅流に関するものである。菌血症から敗血症、重度の敗血症、敗血症性ショック、難治性の敗血症性ショック及び全身炎症反応症候群まで含む臨床的な症候群のスペクトルは、局部的炎症が一端にあり、複数器官の損傷を導く、激しく発症した炎症反応が該スペクトルの多端にある連続状態を示す。重度の場合は、二三時間以内に死亡が起こり得る。
本発明の好ましい観点において、前記化合物は、バクテリア感染又はカビ感染に関連する全身炎症反応症候群に対して活性を有する。本発明のグリコデンドリマーは、グラム陰性菌からのリポ多糖、又はグラム陽性菌からの超抗原毒素により起る敗血症、例えば、重度の敗血症、敗血症性ショック、或いはグラム陰性菌からのリポ多糖又はグラム陽性菌からの超抗原毒素により引き起こされる敗血症を関連する全身炎症反応を治療するために使用され得る。
別の観点において、本発明は、本発明のグリコデンドリマー及び所望により、医薬にお
いて許容され得るキャリアを含む医薬製剤を提供する。
本発明の化合物及び製剤は、静脈内に、経口的に、腹膜内に、局所(皮膚)に、頬側に、直腸に、皮膚表面に、経皮的(遅延放出製剤)に、皮下に、筋肉内に、鼻腔内に、エアロゾルにより、肺投与により、及び直接眼に、投与するために適する。
本発明の特に好ましい化合物は、有用であることが証明されたデンドリマー世代3.5−グルコサミン及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートである。
例えば、ヒト細胞株において、デンドリマー世代3.5−グルコサミンは、1825ないし3000μg/mLの範囲のIC50毒性値を示し、そしてデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートは、246ないし307μg/mLの範囲のIC50毒性値を示した。新たに採取されたヒト末梢血単核細胞(PBMN)において、及び、新たに採取されたヒト単球−誘導−マクロファージ(MDM)において、デンドリマー世代3.5−グルコサミンについてのIC50毒性値は340ないし360μg/mLであった。新たに採取されたヒト末梢血単核細胞及び新たに採取されたヒト単球−誘導−マクロファージ(MDM)において、デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート、デンドリマー世代3.5−グルコサミン3,6−ジスルフェート及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン3,4,6−トリスルフェートについてのIC50毒性値は230ないし260μg/mLであった。
シングルドナーMDMは、濃度150μg/mLまでのデンドリマー世代3.5−グルコサミンと一緒に72時間培養された。細胞生存性の低下は見られなかった。シングルドナーHUVECは、濃度100μg/mLまでのデンドリマー世代3.5−グルコサミンと一緒に72時間培養された。細胞生存性の低下は見られなかった。デンドリマー世代3.5−グルコサミンは、30mg/kgまでの濃度で静脈注射されたとき、ウィスターラットに毒性を示さなかった。
デンドリマー世代3.5−グルコサミンのみならずデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートもまた、通常休眠状態にある免疫細胞から、ケモカイン又はサイトカインの放出に作用しなかった。これら二つの化合物の活性は、これら化合物が、何らかの方法で抗原により免疫学的に刺激された細胞と一緒に培養されたときにのみ見出された。従って、これら二つの化合物は、主にヒト細胞が日々機能する下で、通常のホメオスタティック・コントロールを妨げない。従って、それらは、他の全ての硫酸化多糖と異なる。
シングルドナーPBMN細胞が100μg/mLのデンドリマー世代3.5−グルコサミンと一緒に培養されるとき、5ng/mLのリポ多糖(LPS)によるマクロファージ炎症性蛋白質−1α(MIP−1α;ケモカイン)、マクロファージ炎症性蛋白質−1β(MIP−1β;ケモカイン)、インターロイキン−8(IL−8;ケモカイン)、腫瘍壊死因子−α(TNF−α;サイトカイン)、インターロイキン−1β(IL−1β;サイトカイン)及びインターロイキン−6(IL−6;サイトカイン)の放出は非常に低減した。シングルドナーPBMN細胞が200μg/mLのデンドリマー世代3.5−グルコサミンと一緒に培養されるとき、5ng/mLのLPSによるMIP−1α、MIP−1β、IL−8、TNF−α、IL−1β及びIL−6の放出は非常に低減した。100μg/mLのデンドリマー世代3.5−グルコサミンの添加の前に、シングルドナーPBMN細胞が5ng/mLのLPSと30分、又は1時間、又は2時間、又は3時間、又は4時間培養されるとき、MIP−1α、MIP−1β、IL−8、TNF−α、IL−1β及びIL−6の放出は非常に低減した。デンドリマー世代3.5−グルコサミンは、これらの実験において使用されたLPSと結合することにより、その活性をメディエート
(mediate)しないことが示された。デンドリマー世代3.5−グルコサミン及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートは、樹木状の細胞の及びリンパ球の免疫調節機能の多価結合阻害剤として機能することにより、その効果をメディエート(mediate)すると信じられている。この作用は、タル状レセプターである、ケモカイン及びサイトカインを通してメディエート(mediate)される。
シングルドナーPBMN細胞が、グルコサミンによるその負荷が(他の全ての実験において使用された7%でなく)3%のみであるデンドリマー世代3.5−グルコサミン300μg/mLのと一緒に培養されるとき、5ng/mLのLPSによるMIP−1α、MIP−1β、IL−8、TNF−α、IL−1β及びIL−6の放出は非常に低減する。2人又は3人の個人からのシングルドナーPBMN細胞が一緒に混合され、そしてデンドリマー世代3.5−グルコサミン50μg/mLが添加されるとき、MIP−1β及びTNF−αの放出は非常に低減する。2人又は3人の個人からのシングルドナーPBMN細胞が一緒に混合され、そしてデンドリマー世代3.5−グルコサミン100μg/mL、その後LPS5ng/mL又は10ng/mLが添加されるとき、MIP−1βの放出は非常に低減する。
記載された化合物(即ち、デンドリマー世代3.5−グルコサミン、デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート、デンドリマー世代3.5−グルコサミン3,6−ジスルフェート又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン3,4,6−トリスルフェート)は、下記の生体外分析:カオリンパーシャルトロンボプラスチン時間、プロトロンビン時間、トロンビン時間及び因子Xa分析、を使用して決定された何らの抗凝血活性も有しない。試験された化合物全てにおいて分析された最大濃度200μg/mLにおいて、抗凝血活性は見出されなかった。デンドリマー世代3.5−グルコサミンについては、濃度300μg/mLにおいてもこれが確認された。本発明の化合物は、抗凝血活性を有しない合成された硫酸化多糖の第一の群れをなす。従って、それらは、動物における及びヒトにおける静脈内投与のために特に適する。
新規血管形成は、健常な内皮細胞に対するデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートの直接効果により阻害される。その効果は、内皮細胞が一体化して新規内皮体管を形成し、そして新規血管を形成するのを妨げる。抗血管新生化合物として開発された他の全ての硫酸化多糖とは対照的に、合成されたデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートは、抗凝血活性を有しない。デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートは、細胞培養液中に150μg/mLまでの濃度で存在し、5日目まで維持されるるとき、PBMN細胞又はMDMの細胞生存性又は成長特性に影響を及ぼさない。
デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート構成物は、72時間目まで、濃度100μg/mLまで前記細胞の培養液に添加されるとき、HUVECに毒性を示さない。
シングルドナーPBMN細胞が、150μg/mL又は200μg/mLのデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートと一緒に培養されるとき、5ng/mLのLPSによるMIP−1β及びTNF−αの放出は非常に低減した。
4人の個人からのシングルドナーMDMが混合され、そして25μg/mLのデンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートが添加されるとき、MIP−1βの放出は非常に低減した。
血管新生の生体外モデルとしてヒト臍静脈内皮細胞マトリゲル(Matrigel)分
析を使用すると、デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートは、新規体管形成を阻害し、そして新規血管形成;即ち、血管新生を妨げる。
ヒト胎盤からの新規血管の成長に基づく生体外血管新生分析を使用すると、デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートは、それが25μg/mL存在するとき、形成される新規体管の数の減少を引き起こす。この効果は、50μg/mLにおいて非常に、より大きい。
本発明の化合物は、動物における及びヒトにおける敗血症症候群の重症度を低減するために適している。これらは、静脈内に、経口的に又は腹膜内に、濃度範囲2.5μg/mLないし2500μg/mLで投与される。好ましい濃度は25μg/mLないし250μg/mLである。
リウマチ様関節炎において、本発明の化合物は、前記疾患に見られる急性ないし慢性の組織損傷を遅延させ、中断させ又は妨げさえする。リウマチ様関節炎(疾患の進行におけるとりわけ初期)における前記化合物の投与は、炎症促進性ケモカイン(MIP−1α、MIP−1β及びIL−8)の放出を低減させ、次いで、炎症促進性サイトカイン(TNF−α、IL−1及びIL−6)の放出を低減又は中断させる。
炎症促進性ケモカインの放出を阻害し、次いで、炎症促進性サイトカイン(TNF−α、IL−1及びIL−6)の放出を阻害し、そして同時に血管新生を阻害するための本発明の化合物2種又はそれより多くの混合物の同時投与は、最小の毒性で、大きな相乗効果を得ることができる。例えば、デンドリマー世代3.5−グルコサミンとデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートの同時投与は、少ない投与量で大きな相乗効果を提供し、そして投与頻度の低下を可能にする。
乾癬又は湿疹又は創傷治癒中の過大な傷跡形成若しくは組織収縮の活性プラーク病変に対する本発明の化合物の局所(即ち、皮膚)製剤の適用(疾患の進行におけるとりわけ初期での適用)は、内皮細胞増殖及び血管新生応答を低減するか又は妨げることにより、これらの病変を治癒する。
初期段階において体管への新規な内皮細胞形成を低減するか又は妨げるための本発明の化合物の適用は、乾癬又は湿疹又は創傷治癒中の過大な傷跡形成若しくは組織収縮の皮膚病変の治療のために有益である。特に、デンドリマー世代3.5−グルコサミンのような化合物の投与は、炎症促進性ケモカイン(MIP−1α、MIP−1β及びIL−8)の放出を低減させ、次いで、炎症促進性サイトカイン(TNF−α、IL−1及びIL−6)の放出を低減するために適している。
血管新生を阻害し、 そして炎症促進性ケモカインの放出、次いで、炎症促進性サイトカインの放出を阻害する、デンドリマーグルコサミン及びデンドリマーグルコサミン6−スルフェートのような混合物による同時投与は、乾癬において、最小の毒性で大きな相乗効果を得ることができる。特に、これは、皮膚の及びリウマチの症状の治療に対して、治療上の利益を提供する。
本発明の化合物は、静脈内に、経口的に、頬側に、腹膜内に、関節腔内に、直腸に、皮膚表面に、経皮的に(遅延開放製剤)、皮下に、筋肉内に、鼻腔内に、点眼剤として眼に、硝子体内(即ち、眼内部への)注射により、或いはエアロゾル(例えば、局所的には肺に対して)により、濃度範囲2.5μg/mLないし2500μg/mLで投与するために適している。好ましい濃度は25μg/mLないし250μg/mLである。
クローン病、潰瘍性大腸炎は炎症性腸疾患の主要な形態である。デンドリマー世代3.5−グルコサミン及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートのような化合物の経口的又は静脈内投与は、疾患の進行の初期にとりわけ適している。ドラッグは、小腸及び大腸に関連する組織内に蓄積する。
体管への新規な内皮細胞形成(即ち、血管新生)をその最初期段階において低減するか又は妨げるための本発明の化合物を用いる干渉は、炎症性腸疾患の治療のために有益である。
体管への新規な内皮細胞形成(即ち、血管新生)をその最初期段階において低減するか又は妨げるための本発明の化合物を用いる干渉は、炎症性腸疾患の臨床経過中に発症し得る破壊性関節炎を妨げるために有益である。
本発明の化合物の投与は、炎症性腸疾患において、炎症促進性ケモカイン(MIP−1α、MIP−1β及びIL−8)の放出、次いで、炎症促進性サイトカイン(TNF−α、IL−1及びIL−6)の放出を非常に低減し得る。
同時に、血管新生を阻害し且つ炎症促進性ケモカインの放出及び、次いで、炎症促進性サイトカインの放出を阻害する、デンドリマーグルコサミン及びデンドリマーグルコサミン6−スルフェートのような化合物の同時投与は、最小の毒性で大きな相乗効果を提供する。
前記化合物は、リウマチ様関節炎、炎症性腸疾患及び乾癬に対する中心である炎症を起こした組織中に蓄積する。炎症領域に関連する内皮細胞及び血管新生の発現により生じる増大した血管分布像は、炎症領域内への前記化合物の蓄積を促進する。
本発明の特別な利点は、自系の、異質遺伝子型の、同系又は異系器官移植物の拒絶を起すケモカイン、次いでサイトカインの放出の阻害、自系の、異質遺伝子型の、同系又は異系器官移植の拒絶を与えるケモカイン、次いでサイトカインの放出及び血管新生の阻害、移植された器官への拒絶を妨げるために必要とされる抗炎症環境の有効な維持、且つ移植片対宿主病の発症を妨げるために必要とされる抗炎症環境の有効な維持、を包含する。
好ましい観点において、本発明は、器官又は組織移植物のあらゆる形態におけるデンドリマー世代3.5−グルコサミン及び/又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン−スルフェートの使用も提供する。これは、角膜、腎臓、心臓、肺、肝臓、内臓及び骨髄移植物を包含する。
デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートは健常な内皮細胞に対して直接効果を有し、これは新規な体管形成の阻害を導く。患者に対するデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートの投与は、とりわけ、疾患の進行における初期に投与されるとき、悪性細胞の発生及びその後の腫瘍への成長及び転移性蓄積に必要な血管新生を妨げる方法を提供する。
内皮細胞の増殖を低減するか又は妨げ、そして転移性病変の成長の最も初期段階における血管新生を妨げるデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート又は、デンドリマー世代3.5−グルコサミンとデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートとの組み合わせのようなドラッグは、転移性病変の発展を中断させるか又は妨げさえする方法を提供する。
患者に使用するために特に好ましい製剤は、100μg/mLないし200μg/mLで使用されるデンドリマー世代3.5−グルコサミン(7%)及びデンドリマー世代3.
5−グルコサミン6−スルフェート(7%)である。
特に好ましいポリマーは、アニオン性デンドリマーに共有結合したグルコサミン又は硫酸化グルコサミンである。デンドリマー世代3.5−グルコサミン及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートは、ケモカインマクロファージ炎症性蛋白質−1α、マクロファージ炎症性蛋白質−1β及びインターロイキン−8の放出を低下させ、次いで、ヒト末梢血単細胞からのサイトカイン腫瘍壊死因子−α、インターロイキン−1β及びインターロイキン−6の放出を低下させることが見出された。
デンドリマー世代3.5−グルコサミンのような本発明の化合物は、アジュバント療法のような、既存の受け入れられている治療アプローチと組み合わせて使用することもできる。例えば、敗血症症候群において、それらは抗バクテリア剤又は抗カビ剤と共に使用することができる。リューマチ様関節炎及び関連する症状、ベーチェット病、炎症性腸疾患及び乾癬において、それらはステロイド及び、メトトレキサートのような疾患軽減剤又は疾患軽減治療用抗体と共に使用することができる。癌転位の治療において、それらは抗−分裂剤と共に使用することができる。器官移植物拒絶及び移植片対宿主病の治療において、それらはステロイド及び/又はシクロスポリン及び/又はFK506及び/又はアザチオプリン及び/又はタクロリムス及び/又はシロリムス及び/又はバシリキシマブ及び/又はデクリズマブと共に使用することができる。
デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートは、抗炎症性及び抗血管新生性を有する。従って、それは、リューマチ様関節炎及び関連する症状、ベーチェット病、炎症性腸疾患及び乾癬において、また癌転位、器官移植における拒絶及び移植片対宿主病の治療において、単独で又はアジュバント療法として有用である。更にまた、デンドリマー世代3.5−グルコサミン及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートは、これら疾患のそれぞれの治療のために組み合わせて使用することができる。デンドリマー世代3.5−グルコサミン及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートの同時投与は、少ない投与量で大きな相乗効果を提供し、そして必要な投与頻度を少なくし、それにより、薬物毒性を低下させる。
本発明のグリコデンドリマーの別の利点は、それらが大きい分子であることである。炎症応答性を誘発するものに無関係に、炎症の組織ベース部位は、健常組織よりも循環する分子及び細胞に対して一層透過性である。大きい分子は、それらが健常組織に蓄積するよりも一層迅速に、炎症領域に蓄積する。従って、本発明のグリコデンドリマーは、炎症部位に蓄積する傾向がある。
本発明を下記の実施例により更に説明する。
A)化学的手法及び毒性:
実施例A1)化学合成
分岐的アプローチにより合成された星形PAMAMアニオン性デンドリマー世代2.5及び3.5(図1a及び図1bを参照)が使用された[米国、ミシガン州、ミッドランドのデンドリテック インコーポレイテッド(Dendritech Inc.)又は、イギリス国、イングランド、ドーセット、ギリンガムのシグマ/アルドリッチ(Sigma/Aldrich)社から入手可能]。D−グルコサミン塩酸塩、D−グルコサミン6−スルフェート塩酸塩、D−グルコサミン3,6−ジスルフェート及びD−グルコサミン3,4,6−トリスルフェートをナトリウム塩として使用した。メタノール溶液中にナトリウム塩として貯蔵されたデンドリマー(世代1.5又は世代2.5又は世代3.5)の既知量を、窒素流下で蒸発させ、デンドリマーナトリウム塩1mmolを得た。その後、このデンドリマーを二重脱イオン水に溶解し、そして塩酸(HCl)でpHを低下させ、非反応性カルボン酸ナトリウム(COO- Na+ )からの表面基を反応性カルボン酸(CO
OH)に転換した。グルコサミン塩酸塩、グルコサミン6−スルフェート、グルコサミン3,6−ジスルフェート又はグルコサミン3,4,6−トリスルフェートの既知量を二重脱イオン水に溶解し、そしてトリエチルアミンを用いてpHを上昇させ、反応性遊離塩基(NH2 )を得た。デンドリマー−グルコサミン結合体の製造の際に、反応を追跡し、且つデンドリマーに結合したグルコサミンの量を決定するために、二重脱イオン水中の14C−グルコサミン溶液の既知量を用いて反応をスパイク( spike) した。グルコサミン及び14C−グルコサミン水溶液又は硫酸化グルコサミン溶液を、その後、デンドリマー溶液に添加し、そしてHClを用いて酸性pHを維持した。その後、縮合試薬1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩の過剰量を水に溶解し、そして反応溶液に添加した(図2を参照)。反応混合物を室温で撹拌した。注意すべきは、この反応は室温(即ち、40℃未満)で起り得、そして外部エネルギー源の適用を必要としないことである。
デンドリマー−グルコサミン結合体の製造の際に、反応混合物の幾つかはPD−10カラムを通過し、そして捕集されたフラクションは、β−カウンターで読み、高分子量結合化合物の存在を確認した。反応混合物をその後精製し、未反応のグルコサミン、過剰の1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩及び、反応中に生成した尿素を除去した。デンドリマー世代3.5の場合、反応混合物を水に対して透析し、その後、凍結乾固した。低分子量世代デンドリマーの場合、反応混合物を凍結乾固し、脱イオン水に再溶解し、その後、セファデックス(Sephadex)G15カラムを通過させた。精製された結合体を含む高分子量のフラクションを捕集し、一緒に貯蔵し、そして凍結乾固した。
精製後、デンドリマー−グルコサミン結合体の一部はPD−10カラムを通過し、そして捕集されたフラクションは、未結合のグルコサミンの存在を監視するため、β−カウンターで読んだ。デンドリマーの表面に結合したグルコサミンの全量も、β−カウンターを使用して決定した。デンドリマー世代3.5−グルコサミンに対する合成データのキャラクタリゼーション及び再現性を表1に示す。デンドリマー−グルコサミンスルフェート結合体の場合、ポリマーに結合した硫酸化糖の量は、硫黄分析により決定した:試料の既知量を、ショニガー(Schoniger)酸素フラスコ中、酸素雰囲気下で燃焼させた。燃焼生成物を二重脱イオン水を用いて50mLフラスコ中で洗浄し、同ボリュームにした。この溶液を、ディオネックス(Dionex)100イオンクロマトグラフィーを使用するイオンクロマトグラフィーにより、硫黄含有率に関して分析した。製造された結合体の全ては、赤外線分光光度計によっても分析した。デンドリマー世代3.5−硫酸化グルコサミン構造体に対する合成データのキャラクタリゼーション及び再現性を表2に示す。
この結合体の全てを、その生物学的評価の前に活性炭で処理してエンドトキシン(即ち、LPS)を除去した。エンドトキシンは、ポリミキシン(polymixin)Bを充填したカラムを使用して、合成された化合物から除去することもできる。凍結乾固し、精製した吸湿性生成物を密封条件下で貯蔵した。エンドトキシンレベルは、リムルスアメーバ状細胞溶解物分析(limulus amebocyte lysate assay)を使用して決定した。生物学的データ全ては、そのエンドトキシンレベルが0.1EU/mL未満である化合物のバッチを用いて導き出された。
実施例A2:デンドリマー−グルコサミン結合体及びデンドリマー−硫酸化グルコサミン結合体の化学的キャラクタリゼーション
グルコサミンがデンドリマーに結合したとき、反応混合物のゲル濾過(PD−10カラム)によりフラクションを捕集し、その後、β−カウンターで分析したものは、捕集されたフラクション7、8、9及び10においてピークを示した(図3を参照)。このピークは14C−グルコサミンを含む高分子量構造体の存在を示し、デンドリマー−グルコサミン
結合体の形成を確証している。1640cm-1及び1560cm-1のFT−IRスペクトルピークは、3260cm-1のピークと合わせて、アミド結合の形成を示している(図4及び図5を参照)。デンドリマー−硫酸化グルコサミン結合体の場合、1210cm-1での別のピーク(デンドリマー−硫酸化グルコサミン結合体に対しては図6を参照)は、結合体中の硫酸の損失の防止した硫酸化グルコサミンの存在を示している。
転換されたカルボキシル基のパーセンテージとして表わされる、デンドリマーに結合したグルコサミンの量は、1.5%から10.1%までの範囲にある。硫酸化デンドリマーの場合において、硫黄含有率は下記の順に増加した:モノ硫酸化糖(2.79% m:m
S);ジ硫酸化糖(5.78% m:m S);トリ硫酸化糖(7.93% m:m
S)。硫黄含有率から、結合体中に存在するスルフェートの量を、グルコサミン6−スルフェート結合体では6%、グルコサミン3,6−ジスルフェート結合体では11%、そしてグルコサミン3,4,6−トリスルフェート結合体では15%であると計算することが可能である。
a)アミノ基を含む分子に対する並びにグルコサミン6−スルフェートに対する、PAMAMアニオン性デンドリマー世代2.5の結合のために適した方法として、一段階反応も研究された。アミド結合に対する特徴的なピーク(3270cm-1、1640cm-1及び1550cm-1)の存在は、世代3.5デンドリマーにも見られるように、デンドリマーとグルコサミン又は硫酸化グルコサミンの間の結合体の形成を示している。
上記の分子は、同様の化学的手法を使用して、アニオン性PAMAMデンドリマーに結合し得る。これは、例えば、3−アミノ−1−プロパンスルホン酸、2−アミノエタンスルホン酸及びアミノメタンスルホン酸において成功裏に達成された。
ゲスト分子は、デンドリマーのコア内に捕捉され得ることが知られている[ケムペン
エイチジェイエム(kempen HJM)、ホー シー(Hoe C)、フォン ボーム ジェイエム(van Boom JM)、シュパンジャー エイチエイチ(Spanjer HH)、デ ラング ジェイ(de Lange J)、ランゲンデン エイ
(Langendoen)及び フォン バーケル ティージェイシー (van Berkel TJK)、1984年、「水溶性コレステリル含有トリスガラクトサイド−合成、性質、及び肝臓に脂質含有粒子を導くための用途(A water−soluble
cholesteryl−containing trigalactoside −
synthesis,properties,and use in directing lipid−containing particlesto the liver)」、ジャーナル メディシナル ケミストリー第27号、第1306〜1312頁]。従って、樹木状構造内部の未結合グルコサミンの量を決定することが重要であった。これは、溶液中の結合体の既知量をある期間維持し、その後、ゲル濾過により、存在する未結合グルコサミンの量を決定することにより行われた。図7(i)は、遊離グルコサミンと比較した、水溶液中に貯蔵された結合体のゲル濾過プフィールを示す;未結合グルコサミンの量は、4℃で貯蔵直後の3.1重量%から90日後の7.5重量%まで、経時的に僅かに増加した。従って、共有アミド結合は安定であり、そして、デンドリマー内に遊離グルコサミンはあまり捕捉されなかったと結論した。同様の結果は、同様の条件下での貯蔵30日目のデンドリマー−グルコサミン世代2.5から得られた(図7(ii)を参照)。
グルコサミン又は硫酸化グルコサミンの全ての分子はデンドリマーの外面に結合しているので、これらの観察は、デンドリマー1分子に結合したグルコサミン又は硫酸化グルコサミンの分子の数の計算を可能にする。デンドリマー1分子に結合した硫酸化糖の分子の数が、グルコサミン部分に結合した硫酸化基の数を増加させても変化しなかったことは、
硫酸化グルコサミン誘導体をデンドリマーに結合させるための標準法として、一段階反応が使用され得ることを示している。デンドリマー世代2.5の1分子に結合したグルコサミン又は硫酸化グルコサミンの分子の数は、デンドリマー世代3.5と比較したとき、前者には32個のカルボキシル末端基が、そして後者には64個のカルボキシル末端基が存在するので、小さい。従って、世代3.5デンドリマーのより高い負荷及び最小の毒性に起因して、これらの結合体が、更なる生物学的研究のための候補として 選択された。
実施例A3:反応溶媒としてDMSOを用いる、デンドリマー世代3.5へのグルコサミンの結合
試験管にPAMAMデンドリマー世代3.5メタノール溶液を投入し、そしてこの溶液を、窒素の急速な流れの下で除去した。得られた透明な固体残渣を更に約3時間、真空オーブン中で乾燥した。その後、単離された固体を脱イオン水に溶解し、そして得られた溶液を、0.1NHClを使用して約pH3に酸性化した。その後、この溶液を2日間脱イオン水で透析するにより、精製/脱塩した[ビスキング(Visking)透析管、メディセル インターナショナル社(Medicell International Ltd.)製、MWCO3500]。透析した溶液の冷凍乾燥は、プロトン化デンドリマーを透明な画家素性の固体として生じた。
プロトン化したデンドリマー(150mg)、N−ヒドロキシコハク酸イミド(9.6mg)、グルコサミン塩酸塩(12.6mg)及び磁気撹拌棒を1.5mLバイアルに添加し、そしてこのバイアルを、隔膜が中央に入ったスクリューキャップ蓋で封止した。その後、窒素雰囲気をバイアルに導入し、その後、シリンジを使用して無水DMSO(0.7mL)を投入した。得られた混合物を、均質な溶液が形成されるまで撹拌した。別途、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(17.1mg)を、1.5mLバイアル中窒素雰囲気下で、無水DMSO(0.3mL)に溶解した。均質な溶液を形成せしめ、その後これをシリンジにより、撹拌したデンドリマー反応溶液に添加した。1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミドバイアルを新鮮なDMSO(0.1mL)で洗浄し、そしてこの溶液もデンドリマーバイアルに添加した。15分後、トリエチルアミン(12μL)をシリンジによりデンドリマー溶液に添加し、そして得られた溶液を、室温で一晩撹拌した。その後この反応混合物に、1N水酸化ナトリウム(800μL)を添加した。得られた混合物を、より大きいバイアルに移し、脱イオン水約3mLで稀釈し、その後、フィルターとして機能するコットン−ウール片を備えたガラスピペットを通して濾過した。均質な上澄みを脱イオン水で約100mLまで稀釈し、その後3日間脱イオン水で透析し[ビスキング(Visking)透析管、メディセル インターナショナル社(Medicell
International Ltd.)製、MWCO3500]、その後、凍結乾燥により、固体生成物を得た。
もう一つの方法において、グルコサミン塩酸塩(18.0mg)を、DMSO(0.2mL)中のトリエチルアミン(23μL)と共に、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(17.1mg)で1時間活性化したDMSO(0.7mL)中の撹拌したデンドリマー(150mg)及びN−ヒドロキシコハク酸イミド(9.6mg)に添加した。このもう一つの方法も、透析及び凍結乾燥により、固体生成物を与える。デンドリマー世代3.5に対するグルコサミン結合が確認され、そして重水中で、プロトン核磁気共鳴分光分析により量した。グルコサミン結合mol%は3.8±0.4であると計算された。
実施例A4:ヒト細胞株における化合物の毒性
合成された化合物を、下記細胞株:ヒトT−細胞株(Sup−T1)、HTLV−1で形質転換されたヒトT−細胞株(C8166)、ヒト単球細胞株(U937)、ヒトCD4及びヒトケモカインレセプターCCR5で形質転換された脳細胞株(U87−CD4−CCR5)及び、ネズミメラノーマ細胞株(B16F10)におけるそれらの毒性に関し
て評価した。
デンドリマー、グルコサミン、グルコサミン6−スルフェート及び、デンドリマー結合体を各細胞株と共に培養した。RPMI 1640、L−グルタミン20mM、ペニシリン[250IU/mL]、ストレプトマイシン[250μg/mL]及びウシ胎仔血清10%を含む媒体中、96ウェルマイクロタイタープレート中で、Sup−T1、C8166、U937、U87−CD4−CCR5及びB16F10の各細胞を密度2×105 細胞/mLでシードし、そしてB16F10細胞を1×105 細胞/mLでシードした。前記結合体又は対照を、濃度範囲0〜5000μg/mLの細胞と共に67時間培養した。その後、細胞生存率を決定するためにMTT分析を使用し、そして結果を、如何なる化合物も存在しないときの細胞成長に対するパーセンテージとして表わした。
デキストラン及びポリ(L−リシン)をそれぞれ、陰性及び陽性の対照として使用した。グルコサミン及びグルコサミン6−スルフェートは、濃度1000μg/mLまで毒性を示さなかった。これらの化合物のより高い濃度は、グルコサミンがその濃度で上記MTT分析を妨害するので、評価することができなかった。デンドリマー世代3.5及びデンドリマー世代2.5は濃度5000μg/mLまで毒性を示さなかった。デンドリマー世代3.5−グルコサミン結合体は異なる細胞株において、範囲1825〜3000μg/mLのIC50値を示した。デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート結合体は、範囲246〜307μg/mLのIC50値を有していた(表3を参照)。
実施例A5:生体外における一次ヒト細胞に対する化合物の毒性
デンドリマー及びデンドリマー結合体を、新たに単離されたヒト末梢血単核細胞(PBMN)及び新たに単離されたヒト単球−誘導−マクロファージ(MDM)と共に培養した。
ヒトPBMN細胞及びヒトMDMを、密度勾配遠心により捕集24時間以内に、軟膜残渣から分離した。その後細胞を、燐酸塩で緩衝化した生理食塩水(PBS)で洗浄し、ヒト組み換えインターロイキン−2(IL−2、20IU/mL)を含むリンパ球成長媒体(RPMI 1640、L−グルタミン20mM、ペニシリン[250IU/mL]、ストレプトマイシン[250μg/mL]及びウシ胎仔血清15%)に3日間再懸濁し、その後、密度1×106 細胞/mLで96ウェルプレートに付着させた。MDMを分離するため、残りの細胞をマクロファージ−成長媒体(RPMI 1640、L−グルタミン20mM、ペニシリン[250IU/mL]、ストレプトマイシン[250μg/mL]及びヒト血清10%)中に懸濁し、そしてプラスチック皿に2時間付着させた。その後MDMをすくい取り、洗浄し、そして密度1×106 細胞/mLで96ウェルプレートに付着した。更に3日間付着させることにより、単球をMDMと分化した。その後この化合物をPBMN細胞又はMDM(1×106 細胞/mL)に添加し、そして67時間培養した。72時間MTT分析を使用して、細胞生存率を評価した。
デンドリマー世代3.5及びグルコサミン6−スルフェートは、評価した最大濃度1000μg/mLまで、PBMN細胞又はMDMに毒性を示さなかった。デンドリマー世代3.5−グルコサミンについてのIC50値は、MTT分析を使用して決定したとき、一次細胞において340〜360μg/mLであった。デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート構造体デンドリマー世代3.5−グルコサミン3,6−ジスルフェート構造体及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン3,4,6−トリスルフェート構造体についてのIC50値は、MTT分析を使用して決定したとき、一次細胞において230〜260μg/mLであった。
実施例A6:シングルドナーヒトPBMN細胞、MDM及び腹膜のマクロファージからの
MIP−1βの放出に対するデンドリマー世代3.5−グルコサミン結合体及びデンドリマー世代3.5硫酸化グルコサミン結合体の効果
最近の研究は、マクロファージ炎症性蛋白質−1β(MIP−1β)は、マクロファージ起源の細胞により、該細胞が炎症性刺激に暴露された後に放出される最も初期の炎症促進性ケモカインであることを示した[ワン ゼット−エム(Wang Z−M)、リュー
シー(Lue C)及びドジアルスキー アール(Dziarski R)、「ケモカインは、黄色ブドウ球菌、ペプチドグリカン及びエンドトキシンにより活性化されたヒトの単球において、主な炎症促進性メディエイターである。(Chemokines are the main pro−inflammatory mediators in
human monocytes activated by Staphylococcus aureus,peptidoglycan,and endotoxin.)、2000年、ジャーナル オブ バイオロジカル ケミストリー第275号、第20260〜20267頁」]。現在までに研究された全てのポリマーは、それらが天然源から誘導されたか又は合成的に得られたかに無関係に、免疫細胞からの炎症促進性サイトカイン及びケモカインの放出を誘発する大きい能力を示していた。従って、我々は、シングルドナーヒトPBMN細胞、シングルドナーヒトMDM及びシングルドナーヒト腹膜マクロファージを、それらが前記細胞から何らかの炎症促進性応答を誘発するかどうかを決定するために、合成された化合物に暴露した。
先述のように、捕集4時間以内に細胞を単離し、その後1×106 細胞/mLで付着した。その後、デンドリマー世代3.5、デンドリマー世代3.5−グルコサミン、デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート、デンドリマー世代3.5−グルコサミン3,6−ジスルフェート、デンドリマー世代3.5−グルコサミン3,4,6−トリスルフェートを、濃度50〜200μg/mLで、細胞に添加した。細胞遊離群の上澄みを36時間後に採取し、そしてMIP−1βについて分析した。
以下の場合において、対照ウェルにおいて見られた上記MIP−1βの放出異常の放出は起らなかった。
a)PBMN細胞と、50μg/mLにおけるデンドリマー世代3.5、デンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート (図8(i)を参照)。
b)MDMと、50μg/mLにおけるデンドリマー世代3.5、デンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート(図8 (ii)及び図8(iii)を参照)。
c)MDMと、50μg/mLにおけるデンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,6−ジスルフェート及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,4,6−トリスルフェート(図9を参照)。
d)それぞれの分子において25μg/mLでの、デンドリマー世代3.5、デンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートと一緒の培養36時間後(図10(i)及び図10(ii)を参照)及び72時間後 (図10(iii)を参照)の腹膜マクロファージ。
e)それぞれの分子において50μg/mLでの、デンドリマー世代3.5、デンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートと一緒の培養36時間後の腹膜マクロファージ(図11(i)及び図11(ii)をそれぞれ参照)。
f)それぞれの分子において50μg/mLでの、デンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,6−ジスルフェート又はデンドリマー世代3.5−3,4,6−トリスルフェートと一緒の培養36時間後の腹膜マクロファージ(図12(i)及び図12(ii)をそれぞれ参照)。
g)それぞれの分子において100μg/mL(図13(i)及び図13(ii)を参照
)及び200μg/mL(図13(iii)及び図13(iv)を参照)での、デンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,6−ジスルフェート又はデンドリマー世代3.5−3,4,6−トリスルフェートと一緒の培養36時間後の腹膜マクロファージ。
従って、結論として、デンドリマー世代3.5−グルコサミン、デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート、デンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,6−ジスルフェート及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,4,6−トリスルフェートは、健常休眠状態にある免疫細胞(即ち、一次ヒト末梢血単核細胞、ヒト単球から誘導されたマクロファージ又はヒト腹膜マクロファージ)からのケモカイン又はサイトカインの放出に影響しないことに注意することが重要である。グリコデンドリマーが健常休眠状態にあるヒト一次細胞に影響を及ぼさないことが示されたのは、これが最初である。従って、医薬として投与されたとき、これらの分子は、疾患のあるヒト細胞に対してのみドラッグメディエイトされた効果を有する。これら二つの化合物は、健常なヒト細胞が日々機能する下で、通常のホメオスタティック・コントロールを妨げない。
実施例B:リポ多糖(LPS)を用いた実施例
シングルドナーヒトPBMN細胞からのLPSによるケモカイン、次いでサイトカインの放出に対するデンドリマー世代3.5−グルコサミン結合体の効果
PBMN細胞は、密度勾配遠心により、シングルドナーからの新鮮な血液から単離された。この細胞を成長媒体(RPMI 1640、L−グルタミン20mM、ペニシリン [250IU/mL]、ストレプトマイシン[250μg/mL]及びエンドトキシンを含まないヒト血清10%)に再懸濁し、そして細胞密度を2×106 細胞/mLに調節した。細胞懸濁物のアリクウォットを12ウェル組織培養プレートに移し、そして37℃で15分間培養した。これらのPBMN細胞に、エンドトキシンを含まないデンドリマー世代3.5−グルコサミンの添加の前又は後に、LPS(通常、5ng/ml)を添加した。実験の第一組において、デンドリマー世代3.5−グルコサミン結合体を添加の30分ないし24時間後に、LPS[サルモネラ ミネソタ、シグマ(Sigma)社のカタログ番号L9764]を添加した。実験の第二組において、デンドリマー世代3.5−グルコサミン結合体を添加の30分、1時間、2時間、3時間又は4時間前にLPSを添加した。添加したデンドリマー世代3.5−グルコサミンの濃度は、150〜200μg/mLであった。その後細胞を、5%CO2 と共に37℃に維持した。細胞を含まない上澄みを一定時間ポイントで最大96時間後まで捕集し、そしてマクロファージ炎症性蛋白質−1α(MIP−1α)、マクロファージ炎症性蛋白質−1β(MIP−1β)、インターロイキン−8(IL−8)、腫瘍壊死因子−α(TNF−α)、インターロイキン−1β(IL−1β)及びインターロイキン−6(IL−6)を分析した。
実験B1:
前記のようにシングルドナーMDMを製造し、そして濃度150μg/mLまでのデンドリマー世代3.5−グルコサミンと共に72時間培養した。媒体中で72時間単独培養したMDMと比較したとき、細胞生存性における低下は見られなかった(図14(i)を参照)。
シングルドナーであるヒト臍帯血管内皮細胞(HUVEC)も、以下のように製造した。臍帯は、出産4時間以内に、ハマースミス病院及びクイーンチャーロッツ病院の妊婦病棟からの胎盤から得た。外側をマッサージすることにより、胎盤から過剰の血液を除去した。その後、胎盤に70%アルコールを噴霧し、そして拭き取った。鋭利なハサミで端部を切断し、そして臍帯血管を確認した。ルアーロック端部を持つ14ゲージカニューレを臍帯血管のそれぞれの端部内に挿入し、そして緊縛した。その後、カニューレに装着された20mLシリンジを使用して、血管にHBSS(ドーセット州、プールのシグマ社製)を瞬間的に通した。HBSS(20mL)中20mg/mLコラーゲナーゼA(シグマ社
製)の溶液を使用して、血管から内皮細胞を除去し、そして20μmメンブレンを使用して滅菌濾過した。第二20mLシリンジを使用して、この溶液を臍帯血管に導入し、そして各シリンジに順に穏やかに圧力を適用することにより、慎重に撹拌した。その後、臍帯を、37℃の水浴中で20分間培養し、10分間、二番目の撹拌をした。コラーゲナーゼA溶液を臍帯から除去し、そしてFCS20%を含む媒体20mLを添加して酵素をクエンチし、そして別の媒体20mLを血管に瞬間的に通して、残存する内皮細胞を全て除去した。遠心により細胞をペレットにし(400g/5分)、FCS20%、L−グルタミン(20mM)、ペニシリン200IU/mL、ストレプトマイシン200μg/mL及び臨床グレードのヘパリン[バックスのレオ ラボラトリーズ(Leo Laboratories)社製]50μg/mLを含む成長媒体[MEMアルファ(シグマ社製)]5mLに再懸濁した。その後、これらを、コラーゲンをコートした25cm2 組織培養フラスコに移し、そして5%CO2 と共に37℃で培養した。48時間培養後、5μg/mL内皮細胞成長サプリメント(ESGS−シグマ社製)を添加した。
倒立顕微鏡を使用して、培養物を毎日検査した。密集した場合成長媒体を吸引し、37℃で、等容積のHBSSで置換した。その後、トリプシニゼーションにより細胞を除去した。HBSSを吸引し、そしてHBSS[イギリス国、ペイズリーのライフ テクノロジーズ(Life Technologies)社製]中のトリプシン(0.5mg/mL)/EDTA(0.2mg/mL)溶液2mLで置換し、そしてフラスコの底から全ての細胞が除去されるまで、37℃で5〜10分間培養した。その後、細胞を、ECGS(5μg/mL)を含む新鮮な成長媒体を用いて1:2ないし1:3の比率に分割し、そして行う分析に応じて、適切なフラスコ又は組織培養プレートに移した。
HUVECを、濃度100μg/mLまでのデンドリマー世代3.5−グルコサミンと共に72時間培養した。媒体のみの中で72時間に渡り培養したHUVECに比べた場合、細胞生存性に現象は見られなかった(14(ii)を参照)。
実験B2:
シングルドナーPBMN細胞を単離し、そしてRPMI、L−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシン及びヒト血清10%中に、密度1×106 細胞/mLで再懸濁した。その後、この細胞を12ウェル組織培養プレートに付着(1mL)させ、その後、5%CO2 と共に37℃で15分間培養した。その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを一定間隔で21時間目まで採取し、そして図15に示されるように、MIP−1βを分析した。
実験B3:
シングルドナーPBMN細胞を一個人から単離し、RPMI、L−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシン及びヒト血清10%中に、密度1×106 細胞/mLで再懸濁した。その後、この細胞を12ウェル組織培養プレートに付着(1mL)させ、その後、5%CO2 と共に37℃で15分間培養した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを100μg/mLで添加した。この細胞を5%CO2 中で37℃で30分間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、そして図16(i)に示されるように、MIP−1βを分析した。デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、MIP−1β放出の大きい低減が見出された。
デンドリマー世代3.5−グルコサミン及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートは、これらの実施例において使用されたエンドトキシンに結合することにより、それらの活性をメディエイトしないことが確認された。
実験B4:
シングルドナーPBMN細胞を単離し、そしてRPMI、L−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシン及びヒト血清10%中に、密度1×106 細胞/mLで再懸濁した。その後、この細胞を12ウェル組織培養プレートに付着(1mL)させ、その後、5%CO2 中で37℃で15分間培養した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを100μg/mLで添加した。この細胞を5%CO2 中で37℃で1時間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、そして図16(ii)に示されるように、MIP−1βを分析した。デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、MIP−1β放出の大きい低減が見出された。
実験B5:
シングルドナーPBMN細胞を単離し、そしてRPMI、L−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシン及びヒト血清10%中に、密度1×106 細胞/mLで再懸濁した。その後、この細胞を12ウェル組織培養プレートに付着(1mL)させ、その後、5%CO2 中で37℃で15分間培養した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを100μg/mLで添加した。この細胞を5%CO2 中で37℃で24時間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、そして図16(iii)に示されるように、MIP−1βを分析した。デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、MIP−1β放出の大きい低減が見出された。
実験B6:
シングルドナーPBMN細胞を単離し、そしてRPMI、L−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシン及びヒト血清10%中に、密度1×106 細胞/mLで再懸濁した。その後、この細胞を12ウェル組織培養プレートに付着(1mL)させ、その後、5%CO2 中で37℃で15分間培養した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを100μg/mLで添加した。この細胞を5%CO2 中で37℃で30分間ないし24時間の範囲の期間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、そして図16(iv)に示されるように、MIP−1βを分析した。デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、検査した時間ポイントの全てにおいて、MIP−1β放出の大きい低減が見出された。
実験B7:
シングルドナーPBMN細胞を単離し、そしてRPMI、L−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシン及びヒト血清10%中に、密度1×106 細胞/mLで再懸濁した。その後、この細胞を12ウェル組織培養プレートに付着(1mL)させ、その後、5%CO2 中で37℃で15分間培養した。その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを一定間隔で21時間目まで採取し、そして図17に示されるように、TNF−αを分析した。
実験B8:
シングルドナーPBMN細胞を単離し、そしてRPMI、L−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシン及びヒト血清10%中に、密度1×106 細胞/mLで再懸濁した。その後、この細胞を12ウェル組織培養プレートに付着(1mL)させ、その後、5%CO2 中で37℃で15分間培養した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを100μg/mLで添加した。この細胞を5%CO2 中で37℃で30分間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、そして図18(i)に示されるようにMIP−1αを、図18(ii)に示されるようにMIP−1βを、図18(iii)に示されるようにIL−8を、図18(iv)に示されるようにTNF−αを、図18(v)に示されるようにIL−1βを、そして図18 (vi)に示されるようにIL−6を分析した。検査したケモカイン及び炎症促進性サイトカインの全てにおいて、デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、それ
らの放出の大きい低減が見出された。
実験B9:
シングルドナーPBMN細胞を単離し、そしてRPMI、L−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシン及びヒト血清10%中に、密度1×106 細胞/mLで再懸濁した。その後、この細胞を12ウェル組織培養プレートに付着(1mL)させ、その後、5%CO2 中で37℃で15分間培養した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを200μg/mLで添加した。この細胞を5%CO2 中で37℃で30分間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、そして図19(i)に示されるようにMIP−1αを、図19(ii)に示されるようにMIP−1βを、図19(iii)に示されるようにIL−8を、図19(iv)に示されるようにTNF−αを、図19(v)に示されるようにIL−1βを、そして図19 (vi)に示されるようにIL−6を分析した。検査したケモカイン及び炎症促進性サイトカインの全てにおいて、デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、それらの放出の大きい低減が見出された。
デンドリマー世代3.5をEDCリンカーと反応させるが、しかしその後、グルコサミン又はグルコサミンスルフェートの添加を省略することにより水性溶液中で製造されたデンドリマー世代3.5構成物も検査した。このデンドリマー世代3.5−EDC構成物は、5ng/mLにおいて、それらがリポ多糖にチャレンジされたとき、末梢血単核細胞からのケモカイン(MIP−1β)又はTNF−αの放出を低減しなかった。これは、デンドリマー−グルコサミン構成物を用いて見出されたケモカイン及びサイトカインにおける低減が、デンドリマー自体とEDCリンカー基との副反応に起因されなかったことを意味する。
更なる実施例において、反応溶媒としてDMSOを使用してグルコサミンに結合されたデンドリマー世代3.5も評価した。このデンドリマー世代3.5−グルコサミン構成物は、5ng/mLにおいて、それらがリポ多糖にチャレンジされたとき、末梢血単核細胞からのケモカイン(MIP−1β)又はサイトカイン(TNF−α)の放出を低減しなかった。従って、水性溶液中におけるデンドリマー世代3.5−グルコサミンの合成は、生物学的な活性分子を製造するための方法の重要な要素であった。
実験B10:
シングルドナーPBMN細胞を単離し、そしてRPMI、L−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシン及びヒト血清10%中に、密度1×106 細胞/mLで再懸濁した。その後、この細胞を12ウェル組織培養プレートに付着(1mL)させ、その後、5%CO2 中で37℃で15分間培養した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを200μg/mLで添加した。この細胞を5%CO2 中で37℃で1時間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間ごに採取し、そして図20(i)に示されるようにMIP−1βを、そして図20(ii)に示されるようにTNF−αを分析した。検査したケモカイン及び炎症促進性サイトカインの全てにおいて、デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、それらの放出の大きい低減が見出された。
実験B11:
シングルドナーPBMN細胞を単離し、そしてRPMI、L−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシン及びヒト血清10%中に、密度1×106 細胞/mLで再懸濁した。その後、この細胞を12ウェル組織培養プレートに付着(1mL)させ、そして5%CO2 中で37℃で15分間培養した。その後、LPSを5ng/mLで添加し、そしてこの細胞を、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを100μg/mLで添加する前に、
5%CO2 中で37℃で30分間、又は1時間、又は2時間、又は3時間、又は4時間培養した。LPSの添加後、細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、そして図21 (i)に示されるようにMIP−1αを、図21(ii)に示されるようにMIP−1βを、図21(iii)に示されるようにIL−8を、図21(iv)に示されるようにTNF−αを、図21(v)に示されるようにIL−1βを、そして図21(vi)に示されるようにIL−6を分析した。検査したケモカイン及び炎症促進性サイトカインの全てにおいて、デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、それらの放出の大きい低減が見出された。
実験B12:
シングルドナーPBMN細胞を単離し、そしてRPMI、L−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシン及びヒト血清10%中に、密度1×106 細胞/mLで再懸濁した。その後、この細胞を12ウェル組織培養プレートに付着(1mL)させ、そして5%CO2 中で37℃で15分間培養した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンに対するグルコサミンの負荷が3%(他の全ての実験において使用された7%でなく)であるデンドリマー世代3.5−グルコサミンを、濃度150μg/mL又は300μg/mLで添加した。この細胞を、5%CO2 中で37℃で30分間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを22時間権に採取し、そして図22 (i)に示されるようにMIP−1βを、又は図22(ii)に示されるようにTNF−αを分析した。検査したケモカイン及び炎症促進性サイトカインの全てにおいて、デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、それらの放出の大きい低減が見出された。
実施例C:異なるドナーからのヒト細胞の混合を用いた実施例
複数のドナーからのヒトPBMN細胞の混合後のケモカイン、次いでサイトカインの放出に対するデンドリマー世代3.5−グルコサミン結合体の効果
実験C13:
シングルドナーPBMN細胞を個人3人から単離し、そして細胞密度を1×106 細胞/mLに調節した。その後、ドナー3人からの細胞全てを、12ウェル組織培養プレートで72時間一緒に混合した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを50μg/mLで添加した。細胞を含まない培養物上澄みを1日後、3日後及び4日後に採取し、そしてMIP−1β及びTNF−αを分析した。培養物上澄み内へのMIP−1β及びTNF−α放出における大きい低減が、図23(i)及び図23(ii)にそれぞれ示されるように、分析された三つの時間ポイント全てにおいて見出された。
実験C14:
シングルドナーPBMN細胞を個人2人から単離し、そして細胞密度を1×106 細胞/mLに調節した。前記細胞を別々に24時間培養し、その後、12ウェル組織培養プレートで72時間一緒に混合した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを50μg/mLで添加した。細胞を含まない培養物上澄みを1日目、3日目及び4日目に採取し、そしてMIP−1βを分析した。培養物上澄み内へのMIP−1β放出における大きい低減が、図23(iii)に示されるように、分析された三つの時間ポイント全てにおいて見出された。
実験C15:
シングルドナーPBMN細胞を個人2人から単離し、そして細胞密度を1×106 細胞/mLに調節した。前記細胞を一緒に混合し、そしてデンドリマー世代3.5−グルコサミンを100μg/mLで添加した。その後、即座に、LPSを10ng/mLで添加し、そして細胞を含まない培養物上澄みを一定間隔で48時間目まで採取した。培養物上澄み内へのMIP−1β放出における大きい低減が、図24(i)に示されるように、24
時間以降見出された。
実験C16:
シングルドナーPBMN細胞を個人2人から単離し、そして細胞密度を1×106 細胞/mLに調節した。前記細胞を一緒に混合し、そしてデンドリマー世代3.5−グルコサミンを100μg/mLで添加した。24時間後に、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない培養物上澄みを一定間隔で96時間目まで採取した。培養物上澄み内へのMIP−1β放出における大きい低減が、図24(ii)に示されるように、24時間以降見出された。
実施例D:サイトカイン及びケモカイン分析
組織培養物上澄み中のMIP−1β及び他のケモカイン並びにサイトカインの定量
市販の酵素免疫分析[EIA;クオンティカイン(Quantikine)、アールアンドディー システムズ(R&D Systems)社製]を使用して、MIP−1βのレベルを、細胞を含まない培養物上澄みに関して測定した。デンドリマー世代3.5−グルコサミン結合体は、成長媒体中の最終濃度200μg/mLのデンドリマー世代3.5−グルコサミン結合体にrhMIP−1βを最終濃度125pg/mLで混合することにより、前記分析を妨害しないことが最初に確認された。この溶液を37℃で4時間培養し、その後、EIAにおける試料として使用した。デンドリマー世代3.5−グルコサミンのMIP−1β分析妨害は存在しなかった(表4aを参照)。
デンドリマー世代3.5−グルコサミンのMIP−1α、IL−8、IL−1β及びIL−6分析妨害は存在しなかった(表4aを参照)。TNF−αの場合、低レベルの妨害が見出され、そしてこれは、図に示された結果に対して補正された(表4bを参照)。
実施例E:他の生物学的データ:
実施例E1:予備的な動物毒性学:
アニオン性デンドリマー世代3.5は、90mg/kgでマウスに対して毒性を示さなかった。四匹のウィスターラットに、濃度30mg/kgで、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを静脈注射した。これは、6mg/200gラットと等価である。全ての動物は24時間健常であった。その後これらを殺し、そして検査した。何れの器官においても、著しい病状は見出されなかった。
実施例E2:抗凝血活性:
それぞれの化合物(即ち、デンドリマー世代3.5、デンドリマー世代3.5グルコサミン、デンドリマー世代3.5グルコサミン6−スルフェート、デンドリマー世代3.5グルコサミン3,6−ジスルフェート及びデンドリマー世代3.5グルコサミン3,4,6−トリスルフェート)の抗凝血活性を、下記の生体外試験:カオリンパーシャルトロンボプラスチン時間、プロトロンビン時間、トロンビン時間及び因子Xa分析、を使用して決定した。試験された化合物全てにおいて分析された最大濃度200μg/mLにおいて、抗凝血活性は見出されなかった。デンドリマー世代3.5−グルコサミンについて、これは濃度300μg/mLにおいても確認された。結果を表5に示す。生物学的活性を有するが、しかし抗凝血活性を有しない硫酸化多糖が製造されたのは、これが最初である。
実施例E3:デンドリマー−硫酸化グルコサミン構成物の抗−HIV−1活性:
合成されたデンドリマー世代3.5グルコサミン及び硫酸化グルコサミン構成物の抗−HIV−1活性を、C8166細胞及び濃度100μg/mLのHIV−1.IIIbウィルスを使用して決定した。抗−HIV活性は見られなかった。
実施例F:デンドリマー硫酸化グルコサミンの生物学的活性:
実施例F1:デンドリマー世代3.5グルコサミン6−スルフェートは、使用された濃度において、ヒトPBMN細胞、ヒトMDM又はHUVECの成長特性に影響を及ぼさない
デンドリマー世代3.5グルコサミン6−スルフェートは、5日目まで維持された培養物中に濃度150μg/mLまでで存在するとき、PBMN細胞(図25(i)及び図25(ii)を参照)又はMDM(図26を参照)の細胞生存率又は成長特性に影響を及ぼさなかった。細胞生存率は、トリパンブルー排除及びMTT分析により決定した。更に、デンドリマー世代3.5グルコサミン6−スルフェート構成物は、72時間目まで濃度100μg/mLまでで、これらの細胞に添加したとき、HUVECに毒性を示さなかった(図27(i)及び図27(ii)及び図27(iii)を参照)。
実施例F2:LPSによるシングルドナーヒトPBMN細胞からのケモカイン及びサイトカインの放出に対するデンドリマー世代3.5グルコサミン6−スルフェートの効果:
シングルドナーPBMN細胞を単離し、RPMI、L−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシン及びヒト血清10%中に、密度1×106 細胞/mLで再懸濁した。その後、この細胞を12ウェル組織培養プレートに付着(1mL)させ、そして5%CO2 中で37℃で15分間培養した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートを、150μg/mL又は200μg/mLで添加した。この細胞を、5%CO2 中で37℃で30分間培養し、そして、LPS(5ng/mL)を添加した。細胞を含まない培養物上澄みを24時間後に採取し、そして図28(i)に示されるように、MIP−1βを分析した。デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートが存在するとき、MIP−1β放出における大きい低減が見出された。
図28(ii)に示されるようなTNF−α分析のためにも細胞を含まない培養物上澄みを採取し、分析した。デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートが150μg/mL又は200μg/mLで存在するとき、TNF−α放出における大きい低減が見出された。
実施例F3:ドナー4人からのヒトMDMを混合した後の、ケモカイン及びサイトカインの放出に対するデンドリマー世代3.5グルコサミン6−スルフェートの効果:
シングルドナーPBMN細胞を、密度勾配遠心により個人4人から単離し、その後、24時間一緒に混合した。この細胞を成長媒体(RPMI 1640、L−グルタミン20mM、ペニシリン[250IU/mL]、ストレプトマイシン[250μg/mL]及びヒト血清10%)に再懸濁し、そして細胞密度を2×106 細胞/mLに調節した。MDMを分離するため、この細胞をプラスチック皿に2時間付着させ、その後MDMをすくい取り、洗浄し、そして成長媒体に再懸濁した。その後、それらを密度1×106 細胞/mLで再付着させ、そして、濃度25μg/mLでデンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートを添加する前に、72時間培養液に放置した。細胞を含まない培養物上澄みを36時間後に採取し、そして図29に示されるように、MIP−1βを分析した。デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、並びにデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートが存在するとき、MIP−1β放出における大きい低減が見出された。
実施例F4:化合物の抗血管新生活性を決定するための内皮微小管形成分析:
クボタ(Kubota)らは、ヒト臍帯血管内皮細胞は、基底膜蛋白質からなる再構成ゲル[マトリゲル(Matrigel);べクトン−ディキンソン(Beckton−Dickinson)社製]上で培養されたとき、体管形成を伴う形態的分化を進めることを報告した[クボタ ワイ.(Kubota Y.)、エイチ.ケイ.クラインマン(H.K.Kleinman)、ジー.アール.マーチン(G.R.Martin)及びティー.ジェイ.ロウリー(T.J.Lawley)、1988年、「ヒト内皮細胞の毛細管状構造物への形態的分化におけるラミニン及び基底膜の役割(Role of lami
nin and basement menbrane in the morphological differentiation of human endothelial cells into capillary−like structures)、J.Cell.Biol.第107号、第1589〜1598頁]。これは生体内の状況においても同じで、この場合、内皮細胞は血管管腔の内側を覆い、そしてコラーゲン、ヘパランスルフェートプロトグリカン並びに糖蛋白質及びニドゲン/エンタクチンIVからなる基底膜の細胞外マトリックスと接触している。
基底膜の分化を促す能力ゆえに、ゲルに付着した細胞は急速に定着した。1時間ないし2時間以内に、継続的プロセスが観察された。8時間後、内皮細胞培養物は、細胞の糸からなる分岐し且つ接合した多量のネットワークを示した。18時間で、内皮細胞は、接合した細胞の相互接続したネットワークを形成し、これは、低出力光学顕微鏡によると、ハニカム状の外観を有していた。マトリゲル上に内皮細胞により形成された管状構造物は、数日間存続した。管状構造物の形成は、細胞外成長因子又は培養媒体中のヘパリンの存在と無関係である。ヒトの皮膚の繊維芽細胞のみならずヒトの平滑筋細胞もまた、マトリゲル上で培養されたとき管を形成しないので、管形成は、内皮細胞において比較的特異であるようにも思われる。
超構造的EM検査は、形態的に分化した内皮細胞の接合した細胞質延長部は、断面において1個又は2個の内皮細胞で完全に取り巻かれている管腔を含むことを確証した。再生された細胞質の種々の量を含む前記管腔は、管形成中に細胞の非常に急速な改造が起ることを示唆している。マトリゲル上で培養された内皮細胞の生存率検査は、細胞死が管形成において重要な役割を演じることを示唆しない。更に、これらの分化した細胞は、内皮細胞で特徴的なワイベル−パラド(Weibel−Palade)体を保持する。
内皮微小管形成分析は、帝王切開による出産より6時間以内に臍帯からヒト臍帯血管内皮細胞を単離することにより行われた。臍帯血管にカニューレを挿入し、そしてコラーナーゼ0.1%を含む燐酸塩で緩衝化された生理的食塩水を導入し、そして20分間培養した。メディウム(Medium)199で臍帯血管を洗浄することにより、コラーナーゼにより遊離させられた内皮細胞が得られた。この細胞をメディウム199で3回洗浄し、その後、フィブロネクチンでコートされた組織培養フラスコ中で培養した。成長媒体は、ウシ胎仔血清20%、内皮細胞成長サプリメント30μg/mL、ヘパリン10IU/mL、ペニシリン100IU/mL、ストレプトマイシン100μg/mL及びL−グルタミン2mMを含むメディウム199からなる。トリプシン−EDTAで処理した後、ヒト臍帯血管内皮細胞を合流して継代接種させた。全ての細胞は、3ないし6の継代で使用した。
マトリゲルのアリクウォットを氷上の直径35mmの組織培養皿内に分け取り、その後、37℃で10分間培養してゲルを準備した。デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートをHUVEC成長媒体中で製造し、そして複数の異なる濃度において、前記皿に添加した。継代3ないし6におけるHUVECを、トリプシンを使用して採取し、そして密度2〜3×105 細胞/mLで成長媒体に懸濁した。この細胞懸濁液のアリクウォット1mLを、デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートを含むプレートに添加し、そして37℃、5%CO2 で培養した。8〜24時間からの種々の時間ポイントにおいて、このプレートを検査し、そして刊行物に記載の0〜4の判定基準を使用して評価したが、ここで、0=付着細胞全てがシングルで残存する、そして4=付着細胞全てが管状構造物に含まれる、ことを意味する。新たな体管形成を、18時間目で3人の異なる観察者により盲検定量した。観察者内における及び観察者間における変動率は10%未満であった(n=4)。結果を表6に、そして分析の写真を図30及び図32示す。デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートは体管形成のレベルを、12μg
/mLにおいて非常に低減し、そして75μg/mLないし100μg/mLにおいて形成を完全になくした。
デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートを検査するために使用された、移動及び微細血管形成の生体外モデルは、血管新生の二つの特徴、即ち内皮細胞増殖及び毛管小新芽を満たした。我々の生体外観察は、デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートが健常な内皮細胞による新規体管形成を阻害し、且つこれが新規血管形成、即ち血管新生を妨げることを示している。
実施例F5:生体外血管新生分析:
血管(直径約1〜2mm)を、人工帝王切開出産から6時間以内に、ヒト胎盤の先端表面から摘出した。胎盤の使用は、ロンドンのエシクス コミッティー オブ ハマースミス ホスピタルズ トラスト(Ethics Committee of Hammersmith Hospitals Trust)により認可された。血管をハンクの調整塩(Hank’s balanced salt)溶液内に入れ、そして小さい解剖用鉗子及び切除ハサミを使用して1〜2mmのフラグメントに切断した。残存する血餅を除去し、その後、血管をハンクの調整塩溶液に浸漬した。
新規血管形成に対する各化合物の効果を、24ウェル組織培養プレート中でフィブリンクロット内の血管を培養することにより決定した。ウシトロンビン(0.15M塩化ナトリウム中50NIH U/mL)30μLをそれぞれのウェルに添加し、その後、メディウム199中のウシフィブリノーゲン3mg/mLを1mL/ウェル適用した。トロンビン及びフィブリノーゲンは急速に混合され、そして血管フラグメントをウェルの中央に配置した。フィブリンゲル形成が急速に起こり、そしてこの血管をゲル内に懸濁放置した。ウシ胎仔血清20%、ペニシリン250IU/mL及びストレプトマイシン250μg/mLを補足した1mL/ウェルのメディウム199を、その後、それぞれのウェルに添加した。ε−アミノ−n−カプロン酸(300μg/mL)も、最初の4日間及び、フィブリンクロットの溶解を妨げるため、その二週間後(50μg/mL)に添加した。
新規血管形成の程度を、0=成長なし、1=非常に僅かな新規血管形成、2=かなりな新規血管形成及び3=高密度の新規血管形成を意味する目視アナログ尺度を使用して、一週間に2回、3人の異なる観察者により盲検定量した。血管新生スコアは、合計スコアを可能な最大スコアで割り、その後、結果をパーセンテージとして表わすことにより、それぞれのウェルについて得られたカウントから誘導された。二つの異なる場合において、それぞれの化合物を、四重反復ウェルで検査した。MCDB131(即ち、血清を含まない媒体)中で血管が培養された実験は、新規血管形成のために血清因子が必要でないことを示した。フィブリンクロットの幾つかを10%ホルマリン中に一晩固定し、パラフィンを埋め込み、組織学的に区分し、その後、内皮細胞マーカー因子VIII及びCD31を染色した。
分析コース28日を通じて、微細血管の複雑なアーケイドが、フィブリンクロット内に固定された血管の切断部分から、発現した。非常に僅かな新規血管形成が、区分されなかった血管の領域に見出された。最初の血管は4日目に発現し、そして通常、平滑末端であった。その後18日間にわたり、それらは分岐し、そして血管の複雑なアーケイドを生じた。最初の2週間成長は急速であり、その後、かなり遅くなった。これらの新規血管は、因子VIII及びCD31に対して免疫組織化学的に陽性であることにより示される如く、表皮細胞により内側が覆われていた。
行われた六つの実験において、デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートが25μg/mL存在するとき形成された新規血管の数が低減した(図33を参照)。
デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートが50μg/mL存在するとき、新規血管形成の阻害はより著しく且つ大きかった(p<0.05)。この効果は、差はあるが最初に18日目に見出され、28日目まで、継続し且つより大きくなった。実験は32日で終了した。
実施例G:混雑したリンパ球反応に対するモデルシステム:
本発明は、同種移植器官拒絶の複雑なプロセスを阻害する化合物を評価するために使用することができる、混雑(入り交じった)リンパ球反応に対するモデルシステムを提供する。これら実験からの結果は、図23(i)、図23(ii)、図23(iii)、図24(i)及び図24(ii)に示されている。我々の実験のデルシステムの使用をして、我々は、デンドリマー世代3.5−グルコサミン及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートによる抗炎症活性を評価した。我々の結果は、混合されたリンパ球反応は、デンドリマー世代3.5−グルコサミンにより、並びにデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートにより、成功裏に阻害され得、従って、それらは、同系の、自系の、異質遺伝子型の、又は異系の器官移植の拒絶が起るとき見出される炎症性応答を防止する際に、治療的に使用され得ることを示している。それは、移植された器官への拒絶を防止すること、並びに移植片対宿主病の発症を防止するために必要とされる抗炎症環境の維持にも有効である。
混雑リンパ球反応は、ドナー細胞において発現した抗原に対する臓器移植者リンパ球の感応性を検査するために使用することができる。臓器移植者の抗ドナーの低いリンパ球反応は、優れた移植生存率に関連する。この検査は、ドナー骨髄細胞が臓器移植者の抗原に応答し、そして移植片対宿主病を引き起こすかどうかも評価されるので、とりわけ骨髄移植の際に重要である。
実施例H:樹木状の細胞源の細胞に対するデンドリマー世代3.5−グルコサミンの生物学的活性:
未熟な単核誘導樹木状細胞は、以下のように製造された。シングルドナーからの新たに単離されたPBMN細胞を得、そしてゼラチンでコートされたフラスコ中に1時間接着させることにより、単核を単離した。単離された単核を、ペニシリン及びストレプトマイシン及びL−グルタミン並びに、インターロイキン−4(1000IU/mL)及びGM−CSF(150IU/mL)を持つ10%自系熱不活性化ヒト血清を含むRPMI中で5日間培養した。これらの細胞は、FACS分析に対する下記の表現型:CD3−、CD4−、CD14−、CD16−、CD25−、CD80−、CD83−及びHLA−DR+により、未熟な単核誘導樹木状細胞であると確認された。組織誘導された、ヒト腹膜樹木状細胞を、ミルテニー バイオテック(Milteny Biotech)CD1c単離キット使用して単離した。これらの細胞は、FACS分析に対する下記の表現型:CD3−、CD4−、CD14−、CD16−、CD25−、CD80−、CD83−及びHLA−DR+により、未熟な組織誘導樹木状細胞であると確認された。その後、血液−又は組織−誘導ヒト樹木状細胞(即ち、スティミュレーター細胞)を、30Gyγ線に暴露することにより、その増殖を妨げるために照射した。
混雑リンパ球反応のために、レスポンダー細胞を、シングルドナーPBMN細胞から、最初にそれらをプラスチックに1.5時間付着させることにより、製造した。これらのPBMN細胞からの非付着性フラクションはT細胞に富み、そしてそれらは、レスポンダー細胞として使用された。この細胞を、RPMI及びペニシリン及びストレプトマイシン及びL−グルタミン及び10%不活性化ヒト血清中で培養した。照射されたスティミュレーター細胞をレスポンダーリンパ球と混合した。異質遺伝子型の混雑リンパ球反応体を37℃で5日間培養し、その後、[ 3H]チミジン(1μCu/ウェル)をパルスし、そして37℃で更に18日間培養した。その後、この細胞を採取し、そして取り込まれた[ 3
]チミジンを測定した。
実験H1:
リポ多糖は、未熟な樹木状細胞の免疫学的な刺激を誘導する。単核誘導樹木状細胞を前記のように製造し、そして1×105 細胞/ウェルで付着させた。デンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)を1時間添加し、その後LPS(5ng/mL)を添加した。細胞を含まない培養物上澄みを21時間後に採取し、そして図35(i)に示されているようにMIP−1βについて、及び図35(ii)に示されているようにTNF−αについて、分析した。検査したケモカイン及びサイトカインにおいて、デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、それらの放出の大きい低減が見出された。
実験H2:
リポ多糖は、それにより細胞表面CD25、CD80、CD83及びCD86の増加した発現により説明されるように、未熟な樹木状細胞の成熟を導く。樹木状細胞の前記LPS誘発成熟を妨害するためのデンドリマー世代3.5−グルコサミンの能力を決定した。未熟な単核誘導樹木状細胞を前記のように製造し、そして1×106 細胞/ウェルで付着させた。デンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)を1時間添加し、その後LPS(5ng/mL)を添加した。この細胞を21時間培養し、その後、FACS分析のために採取した。図36に示されているように、デンドリマー世代3.5−グルコサミンは、樹木状細胞上のLPS誘発のCD25増加を大きく低減した。
実験H3:
樹木状細胞及びTリンパ球の共培養は、[ 3H]チミジン採取により測定されたように、混雑リンパ球反応を導く。リポ多糖(LPS)も添加されるとき、更なる増殖が起る。γ線照射された精製された単核誘導樹木状細胞を、丸底の96ウェル培養プレート中で、アリクウォットに関して三重で、64000ないし32樹木状細胞/ウェルの範囲で、330μg/mLL−グルタミン、200IU/mLペニシリン、200μg/mLストレプトマイシン及び10%熱不活性化ヒト血清を補足したRPMI 1640中で、デンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に、37℃、5%CO2 で1時間培養した。対照ウェルは媒体のみを含んでいた。その後、異質遺伝子型の末梢血リンパ球(100000個/ウェル)を添加した。他の対照ウェルは末梢血リンパ球のみを含んでいた。ウェル当りの全容積は250μLであった。このプレートを、37℃、5%CO2 で5日間培養した。加えて、末梢血リンパ球を添加する前に、このプレート(デンドリマー世代3.5−グルコサミンを含む及び含まない)を、濃度5ng/mLで21時間、リポ多糖と共に培養した。その後、細胞を三回洗浄した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを、濃度200μg/mLで、再添加した。末梢血リンパ球を100000細胞/ウェルで添加し、そしてプレートを、37℃、5%CO2 で5日間培養した。その後、これらの培養物に、[ 3H]チミジン(1μCi/ウェル)を更に18時間で添加し、そして細胞を培養した。この後、細胞を採取し、そして、液体シンチレーションカウンターを使用して、増殖を測定した。末梢血リンパ球対照ウェルに対する1分当りのカウント(cpm)を、[ 3H]チミジン配合の平均cpmを決定するために、各実験の実測cpmから差し引いた。図37は、三つの実施例の結果を示す。それぞれの場合において、混雑リンパ球反応により引き起こされた増殖、並びに5ng/mLでのLPSにより引き起こされた増殖は、非常に阻害された。
実験H4:
γ線照射された精製された単核誘導樹木状細胞を、丸底の96ウェル培養プレート中で、アリクウォットに関して三重で、64000ないし32樹木状細胞/ウェルの範囲で、330μg/mLL−グルタミン、200IU/mLペニシリン、200μg/mLスト
レプトマイシン及び10%熱不活性化ヒト血清を補足したRPMI 1640中で、デンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に、37℃、5%CO2 で1時間培養した。対照ウェルは媒体のみを含んでいた。その後、異質遺伝子型の末梢血リンパ球(100000個/ウェル)を添加した。他の対照ウェルは末梢血リンパ球のみを含んでいた。ウェル当りの全容積は250μLであった。このプレートを、37℃、5%CO2 で5日間培養した。加えて、末梢血リンパ球を添加する前に、このプレート(デンドリマー世代3.5−グルコサミンを含む及び含まない)を、濃度20ng/mLで21時間、リポ多糖と共に培養した。その後、細胞を三回洗浄した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを、濃度200μg/mLで、再添加した。末梢血リンパ球を100000細胞/ウェルで添加し、そしてプレートを、37℃、5%CO2 で5日間培養した。その後、これらの培養物に、[ 3H]チミジン(1μCi/ウェル)を更に18時間で添加し、そして細胞を培養した。この後、細胞を採取し、そして、液体シンチレーションカウンターを使用して、増殖を測定した。末梢血リンパ球対照ウェルに対する1分当りのカウント(cpm)を、[ 3H]チミジン配合の平均cpmを決定するために、各実験の実測cpmから差し引いた。図38は、二つの実験の結果を示す。それぞれの場合において、混雑リンパ球反応により引き起こされた増殖、並びに20ng/mLでのLPSにより引き起こされた増殖は、非常に阻害された。
実験H5:
増殖を低減するデンドリマー世代3.5−グルコサミンの能力を決定した。γ線照射された単離され精製された腹膜樹木状細胞を、丸底の96ウェル培養プレート中で、アリクウォットに関して三重で、64000ないし32樹木状細胞/ウェルの範囲で、330μg/mLL−グルタミン、200IU/mLペニシリン、200μg/mLストレプトマイシン及び10%熱不活性化ヒト血清を補足したRPMI 1640中で、デンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に、37℃、5%CO2 で1時間培養した。対照ウェルは媒体のみを含んでいた。その後、異質遺伝子型の末梢血リンパ球(100000個/ウェル)を添加した。他の対照ウェルは末梢血リンパ球のみを含んでいた。ウェル当りの全容積は250μLであった。このプレートを、37℃、5%CO2 で5日間培養した。加えて、末梢血リンパ球を添加する前に、このプレート(デンドリマー世代3.5−グルコサミンを含む及び含まない)を、濃度5ng/mLで21時間、リポ多糖と共に培養した。その後、細胞を三回洗浄した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを、濃度200μg/mLで、再添加した。末梢血リンパ球を100000細胞/ウェルで添加し、そしてプレートを、37℃、5%CO2 で5日間培養した。その後、これらの培養物に、[ 3H]チミジン(1μCi/ウェル)を更に18時間で添加し、そして細胞を培養した。この後、細胞を採取し、そして、液体シンチレーションカウンターを使用して、増殖を測定した。末梢血リンパ球対照ウェルに対する1分当りのカウント(cpm)を、[ 3H]チミジン配合の平均cpmを決定するために、各実験の実測cpmから差し引いた。図39は、三つの実験の結果を示す。それぞれの場合において、混雑リンパ球反応により引き起こされた増殖、並びに5ng/mLでのLPSにより引き起こされた増殖は、非常に阻害された。
実験H6:
γ線照射された単離され精製された腹膜樹木状細胞を、丸底の96ウェル培養プレート中で、アリクウォットに関して三重で、64000ないし32樹木状細胞/ウェルの範囲で、330μg/mLL−グルタミン、200IU/mLペニシリン、200μg/mLストレプトマイシン及び10%熱不活性化ヒト血清を補足したRPMI 1640中で、デンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に、37℃、5%CO2 で1時間培養した。対照ウェルは媒体のみを含んでいた。その後、異質遺伝子型の末梢血リンパ球(100000個/ウェル)を添加した。他の対照ウェルは末梢血リンパ球のみを含んでいた。ウェル当りの全容積は250μLであった。このプレートを、37℃、
5%CO2 で5日間培養した。加えて、末梢血リンパ球を添加する前に、このプレート(デンドリマー世代3.5−グルコサミンを含む及び含まない)を、濃度20ng/mLで21時間、リポ多糖と共に培養した。その後、細胞を三回洗浄した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを、濃度200μg/mLで、再添加した。末梢血リンパ球を100000細胞/ウェルで添加し、そしてプレートを、37℃、5%CO2 で5日間培養した。その後、これらの培養物に、[ 3H]チミジン(1μCi/ウェル)を更に18時間で添加し、そして細胞を培養した。この後、細胞を採取し、そして、液体シンチレーションカウンターを使用して、増殖を測定した。末梢血リンパ球対照ウェルに対する1分当りのカウント(cpm)を、[ 3H]チミジン配合の平均cpmを決定するために、各実験の実測cpmから差し引いた。図40は、二つの実験の結果を示す。それぞれの場合において、混雑リンパ球反応により引き起こされた増殖、並びに20ng/mLでのLPSにより引き起こされた増殖は、非常に阻害された。
実験H7:
この実施例において、リポ多糖の存在下における混雑リンパ球反応の間のIL−2及びγ−インターフェロンの放出に関するデンドリマー世代3.5−グルコサミンの影響を決定した。γ線照射された精製された単核誘導樹木状細胞又はγ線照射された単離され精製された腹膜樹木状細胞を、丸底の96ウェル培養プレート中で、アリクウォットに関して二重で、32000ないし2000樹木状細胞/ウェルの範囲で、330μg/mLL−グルタミン、200IU/mLペニシリン、200μg/mLストレプトマイシン及び10%熱不活性化ヒト血清を補足したRPMI 1640中で培養した。デンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)を、37℃、5%CO2 で1時間添加した。その後、リポ多糖(20ng/mL)を21時間添加した。その後、細胞を媒体で三回洗浄し、そしてデンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)で置換した。その後、異質遺伝子型の末梢血リンパ球(100000細胞/ウェル)を添加し、そしてこれを、0日と定義した。このプレートを、37℃、5%CO2 で5日間培養し、そして、インターロイキン−2及びγ−インターフェロンの測定のために、細胞を含まない培養物上澄みを3日目及び5日目に捕集した[EIA;アールアンドディー システムズ(R&D Systems)社製]。
図41(i)はγ線照射された精製された腹膜樹木状細胞に対する結果を示し、そして図41(ii)はγ線照射された単離され精製された単核誘導樹木状細胞に対する結果を示す。それぞれの細胞種において、デンドリマー世代3.5−グルコサミンは、インターロイキン−2及びγ−インターフェロンの放出の大きい低減を引き起こす。
実施例J:超抗原毒素を用いた実験
バクテリア超抗原は、毒素の最も致死性のものである。黄色ブドウ球菌及び化膿連鎖球菌により産生された超抗原は、致死性の毒素性ショックをもたらし得る極度の細胞免疫応答を誘発する。超抗原の群はブドウ球菌のエンテロトキシンSEA−SEE(このうち、SEBが最も有名である)、毒素性ショック症候群毒素1(TSST−1)及びブドウ球菌の発熱性エキソトキシン及びSPEA及びSPECを包含する。SEBの場合、それはT細胞の30〜40%を活性化して、サイトカインを誘発及び産生し得る。毒性は、免疫システムの細胞からの、ケモカイン及びサイトカインの大規模な誘発から生じ得る。記載したこの実験の目的は、この経過の初期において、即ち、T細胞の活性化が起る前において、超抗原毒素の致死性効果を、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを用いて試験し且つブロックすることである。これを行う臨床的根拠は、ブドウ球菌の超抗原毒素に応答して炎症性サイトカインをより高いレベルで産生する患者は、超抗原毒素に応答して前記炎症性サイトカインをより低いレベルで産生する患者よりも、この疾患のより重度の臨床的徴候を発現することである[エイ.ノルビ−テグルンド(A.Norrby−Teglund)ら、ヨーロピアン ジャーナル オブ イムノロジー、2000年、第30号、
第3247〜3255頁]。
実験J1:
シングルドナーPBMN細胞を単離し、そしてRPMI、L−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシン及び10%ヒト血清中に、密度1×106 細胞/mLで再懸濁した。その後、この細胞を12ウェル組織培養プレートに付着(1mL)させ、そして、37℃、5%CO2 で15分間培養した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを200μg/mLで添加した。この細胞を37℃、5%CO2 で30分間培養し、その後、超抗原SEBを100ng/mLで添加した。SEBを使用する前に、リムルス試験を使用して、前記SEBがどのようなLPSも含まないことを確認した。細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、そして図42(i)に示されるようにMIP−1βを、そして図42(ii)に示されるようにTNF−αを、分析した。ケモカイン及びサイトカインの両方において、デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、それらの放出における大きい低減が見出された。
図面の説明:(全ての結果平均値±sem.で表現)
図1a ないし1b:
PAMAMアニオン性デンドリマー世代2.5の構造(a) 及び
PAMAMアニオン性デンドリマー世代3.5の構造(b) 。
デンドリマー世代2.5:MWt=6, 011ダルトン;32カルボン酸表面基。
デンドリマー世代3.5:MWt=12, 419ダルトン;64カルボン酸表面基。
図2:
グルコサミン又は硫酸化グルコサミンのPAMAMアニオン性デンドリマーへの結合の概略表示。
1は、グルコサミン(R=H,R1 =H,R2 =H)又はグルコサミン6−スルフェート(R=SO3 H,R1 =H,R2 =H)又はグルコサミン3, 6−ジスルフェート(R=SO3 H,R1 =SO3 H,R2 =H)又はグルコサミン3, 4, 6−トリスルフェート(R=SO3 H,R1 =SO3 H,R2 =SO3 H)を表す。
2は、PAMAMアニオン性デンドリマー世代2.5(x=32)又はPAMAMアニオン性デンドリマー世代3.5(x=64)を表す。
3は、縮合剤として1−エチル−3−(ヂメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩を表す。 yモルのグルコサミン又は硫酸化グルコサミンがデンドリマーに結合。
図3:
デンドリマー世代3.5−グルコサミン混合物のゲル濾過。 反応時間の終わりに、混合物の0.5mL(黒円)がPD−10カラムを通過し、収集したフラクションをベータ−カウンターを使用して読み取った。遊離グルコサミン(白三角)はPD−カラムを通過し、収集したフラクションをベータ−カウンターを使用して読み取った。同様の結果が、デンドリマー世代3.5−グルコサミンについて得られた。
図4:
デンドリマー世代3.5(a) 、グルコサミン(b) 、及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン(c) のFT−IRスペクトル。
図5:
デンドリマー世代3.5−グルコサミンの概略表示。
図6:
デンドリマー世代3.5(a) 、グルコサミン6−スルフェート(b) 、及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート(c) のFT−IRスペクトル。
図7(i ):
貯蔵の間のデンドリマー世代3.5−グルコサミンの安定性。
デンドリマー世代3.5−グルコサミンは水溶液として貯蔵した。 前記水溶液のアリクウォットを、PD−10カラム通過0日目(白三角)、7日目(黒丸)、15日目(黒四角)、90日目(黒三角)に取り、収集したフラクションをベータ−カウンターを使用して読み取った。遊離グルコサミン(白四角)はPD−カラムを通過し、収集したフラクションをベータ−カウンターを使用して読み取った。
図7(ii):
貯蔵の間のデンドリマー世代2.5−グルコサミンの安定性。
デンドリマー世代2.5−グルコサミンは水溶液として貯蔵した。 前記水溶液のアリクウォットを、PD−10カラム通過0日目(黒三角)、30日目(黒丸)に取り、収集したフラクションをベータ−カウンターを使用して読み取った。遊離グルコサミン(白四角)はPD−カラムを通過し、収集したフラクションをベータ−カウンターを使用して読み取った。
図8(i)
PBMN細胞と、50μg/mLにおけるデンドリマー世代3.5、デンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートでは、対照ウェルにおいて見られたMIP−1βの放出以上の放出は見られなかった。
図8(ii)及び(iii ):
MDMと、50μg/mLにおけるデンドリマー世代3.5、デンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートでは、対照ウェルにおいて見られたMIP−1βの放出以上の放出は見られなかった。
図9:
MDMと、50μg/mLにおけるデンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,6−ジスルフェート又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,4,6−トリスルフェートでは、対照ウェルにおいて見られたMIP−1βの放出以上の放出は見られなかった。
図10(i)及(ii):
それぞれの分子において25μg/mLでの、デンドリマー世代3.5、デンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートと一緒の培養36時間後の腹膜マクロファージでは、対照ウェルにおいて見られたMIP−1βの放出以上の放出は見られなかった。
図10(iii):
それぞれの分子において25μg/mLでの、デンドリマー世代3.5、デンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートと一緒の培養72時間後の腹膜マクロファージでは、対照ウェルにおいて見られたMIP−1βの放出以上の放出は見られなかった。
図11(i)及び(ii ):
それぞれの分子において50μg/mLでの、デンドリマー世代3.5、デンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートと一緒の培養36時間後の腹膜マクロファージでは、対照ウェルにおいて見られたMIP−1βの放出以上の放出は見られなかった。
図12(i)及び(ii):
それぞれの分子において50μg/mLをでの、デンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,6−ジスルフェート又はデンドリマー世代3.5−3,4,6−トリスルフェートと一緒の培養36時間後の腹膜マクロファージでは、対照ウェルにおいて見られたMIP−1βの放出以上の放出は見られなかった。
図13(i)及び(ii):
それぞれの分子において100μg/mLでの、デンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,6−ジスルフェート又はデンドリマー世代3.5−3,4,6−トリスルフェートと一緒の培養36時間後の腹膜マクロファージでは、対照ウェルにおいて見られたMIP−1βの放出以上の放出は見られなかった。
図13(iii)及び(iv):
それぞれの分子において200μg/mLでの、デンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,6−ジスルフェート又はデンドリマー世代3.5−3,4,6−トリスルフェートと一緒の培養36時間後の腹膜マクロファージでは、対照ウェルにおいて見られたMIP−1βの放出以上の放出は見られなかった。
図14(i):
デンドリマー世代3.5−グルコサミンを濃度150μg/mLまで72時間、MDMと共に培養した。細胞数又は細胞生存性(トリパンブルー及びMTT分析にて測定)における低下は見られなかった。
図14(ii):
濃度100μg/mLまでのデンドリマー世代3.5−グルコサミンをHUVECと共に72時間培養した。細胞数又は細胞生存性(トリパンブルー及びMTT分析にて測定)における低下は見られなかった。
図15:
シングルドナーPBMN細胞を単離し、5ng/mLのLPSと共に培養した。細胞を含まない上澄みを一定間隔で21時間目まで採取し、MIP−1βを分析した。
図16(i):
シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサミン(100μg/mL)と共に30分間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、MIP−1βを分析した。MIP−1β放出の大きい低減が見出された。
図16(ii):
シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサミン(100μg/mL)と共に1時間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、MIP−1βを分析した。MIP−1β放出の大きい低減が見出された。
図16(iii):
シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサミン(100μg/mL)と共に24時間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、MIP−1βを分析した。MIP−1β放出の大きい低減が見出された。
図16(iv):
シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサミン(100μg/mL)と共に30分間、1時間、3時間、8時間又は24時間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、MIP−1βを分析した。検査した時間ポイントの全てにおいて、MIP−1β放出の大きい低減が見出された。
図17:
シングルドナーPBMN細胞を単離し、5ng/mLのLPSト共に培養した。細胞を含まない上澄みを一定間隔で21時間目まで採取し、TNF−αを分析した。
図18(i)ないし(vi):
シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサミン(100μg/mL)と共に30分間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、図18(i )に示されるようにMIP−1αを、図18(ii)に示されるようにMIP−1βを、図18(iii)に示されるようにIL−8を、図18(iv)に示されるようにTNF−αを、図18(v)に示されるようにIL−1βを、そして図18(vi)に示されるようにIL−6を分析した。検査したケモカイン及び炎症促進性サイトカインの全てにおいて、デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、それらの放出の大きい低減が見出された。
図19(i)ないし(vi)
シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間御に採取し、そして図19(i)に示されるようにMIP−1αを、図19 (ii)に示されるようにMIP−1βを、図19(iii)に示されるようにIL−8を、図19(iv)に示されるようにTNF−αを、図19(v)に示されるようにIL−1βを、そして図19(vi)に示されるようにIL−6を分析した。検査したケモカイン及び炎症促進性サイトカインの全てにおいて、デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、それらの放出の大きい低減が見出された。
図20(i)ないし(ii):
シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に1時間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間御に採取し、そして図20(i)に示されるようにMIP−1βを、そして図20(ii)に示されるようにTNF−αを分析した。検査したケモカイン及び炎症促進性サイトカインの全てにおいて、デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、それらの放出の大きい低減が見出された。
図21:
シングルドナーPBMN細胞を単離し、そしてRPMI、L−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシン及びヒト血清10%中に、密度1×106 細胞/mLで再懸濁した。その後、この細胞を12ウェル組織培養プレートに付着(1mL)させ、そして5%CO2 中で37℃で15分間培養した。その後、LPSを5ng/mLで添加し、そしてこの細胞を、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを100μg/mLで添加する前に、5%CO2 中で37℃で30分間、又は1時間、又は2時間、又は3時間、又は4時間培養した。LPSの添加21時間後、細胞を含まない上澄みを採取し、そして図21(i)に示されるようにMIP−1αを、図21(ii)に示されるようにMIP−1βを、図21(iii)に示されるようにIL−8を、図21(iv)に示されるようにTNF−αを、図21(v)に示されるようにIL−1βを、そして図21(vi)に示されるようにIL−6を分析した。検査したケモカイン及び炎症促進性サイトカインの全てにおいて、デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、それらの放出の大きい低減が見出された。
図22:
シングルドナーPBMN細胞を、濃度150μg/mL又は300μg/mLでの、デンドリマー世代3.5−グルコサミンに対するグルコサミンの負荷が3%(他の全ての実験において使用された7%でなく)であるデンドリマー世代3.5−グルコサミンと共に培養した。前記細胞は5%CO2 中で37℃で30分間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを22時間御に採取し、そして図22(i)に示されるようにMIP−1βを、又は図22(ii)に示されるようにTNF−αを分析した。検査したケモカイン及び炎症促進性サイトカインの全てにおいて、デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、それらの放出の大きい低減が見出された。
図23:
シングルドナーPBMN細胞を個人3人から単離し、一緒に72時間混合した。その後デンドリマー世代3.5−グルコサミンを50ないし100μg/mLで添加した。細胞を含まない培養物上澄みを1日目、3日目及び4日目に採取し、そしてMIP−1β及び
TNF−αを分析した。培養物上澄み内へのMIP−1β及びTNF−α放出における大きい低減が、図23(i)及び図23(ii)にそれぞれ示されるように、分析された三つの時間ポイントにおいて見出された。
シングルドナーPBMN細胞を個人2人から単離し、別々に24時間培養した。その後、それらは72時間一緒に混合した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを50μg/mLで添加した。細胞を含まない培養物上澄みを1日目、3日目及び4日目に採取し、そしてMIP−1βを分析した。図23(iii)に示されるように、培養物上澄み内へのMIP−1β放出における大きい低減が、分析された三つの時間ポイントにおいて見出された。
図24:
シングルドナーPBMN細胞を個人2人から単離し、一緒に混合した。そしてデンドリマー世代3.5−グルコサミンを100μg/mLで添加し、その後即座に、LPS(10ng/mL)を添加した。そして細胞を含まない培養物上澄みを一定間隔で50時間目まで採取した。培養物上澄み内へのMIP−1β放出における大きい低減が、図24(i)に示されるように、24時間以降見出された。
シングルドナーPBMN細胞を個人2人から単離し、一緒に混合した。デンドリマー世代3.5−グルコサミンを100μg/mLで添加した。24時間後に、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない培養物上澄みを一定間隔で100時間目まで採取した。培養物上澄み内へのMIP−1β放出における大きい低減が、図24(ii)に示されるように、24時間以降見出された。
図25:
デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートは、5日まで維持された培養物に濃度50μg/mL(図25(i ))又は濃度150μg/mL(図25(ii))で存在するとき、PBMN細胞の細胞生存性又は成長特性に影響しなかった。細胞生存性はトリパンブルー排除及びMTT分析にて測定)した。
図26:
デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートは、5日まで維持された培養物に濃度150μg/mLまで存在するとき、MDMの細胞生存性又は成長特性に影響しなかった。細胞生存性はトリパンブルー排除及びMTT分析にて測定)した。
図27(i)及び(ii)及び(iii):
デンドリマー世代3.5グルコサミン6−スルフェート構成物は、72時間目まで濃度100μg/mLまでで、HUVECに添加したとき、これらの細胞に毒性を示さなかったを参照)。
図28:
PBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート(150μg/mL又は200μg/mL)と共に30分間培養し、そして、LPS(5ng/mL)
を添加した。MIP−1β(図28(i))のために及びTNF−α(図28(ii))のために、細胞を含まない培養物上澄みを24時間後に採取した。150μg/mL又は200μg/mLでデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートが存在するとき、ケモカイン及び炎症促進性サイトカインの両方における大きい低減が見出された。
図29:
PBMN細胞を個人4人から単離し、その後、24時間一緒に混合した。MDMをプラスチック皿への付着により分離し、その後、125μg/mLのデンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートと共に培養した。細胞を含まない培養物上澄みを36時間後に採取し、MIP−1βを分析した。MIP−1β放出における大きい低減が見出された。
図30ないし32:
HUVECによるマトリゲル上の内皮微小管の形成(40倍)。管形成の程度を測定する為に目視アナログス尺度を使用し、前記の通り、スコア0(全ての細胞が単一のままであった)から4(全ての細胞が微小管構造に関与した)で採点した〔バウアー ジェイ (Bauer J )、マルゴリス エム(Margolis M)、シュレイナー シー(Schreiner C) 、エドゲル シー−ジェイ(Edgell C-J)、アジズカン ジェイ(Azizkhan J)、ラザロウスキー エイー(Lazarowski E)及びジュリアーノアールエル(Juliano RL)、(1992)「永久細胞系由来のヒト内皮細胞を使用した血管新生の生体外モデル:誘導された遺伝子発現、ジー−タンパク質及びインテグリンの貢献(In vitro model of angiogenesis using a human endothelium derived cell line: contributions of induced gene expression, G-proteins and integrins)」、J. Cellular Physiology第153管、第437〜449頁;リオウ エル(Liau L)及びシュワルツ エスエム(Schwartz SM )、(1993)「微小管分裂は牛内皮細胞においてDNA合成を刺激し、基本フィビュロブラスト成長因子にたいする細胞応答を増強する(Microtubule disruption sttimulates DNA synthesis in bovine endothelial cells and potentiates cellular response to basic fibroblast growth factor)」、American Journal of Pathology 、第143巻,第937〜948頁〕
図30:対照ウェル
図31:12. 5μg/mLのデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート図32:50μg/mLのデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート
図33:
媒体のみ(△)に比べて、デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート (O)は、生体外血管新生分析において新規血管形成を減少させた。示した結果は、最終濃度50μg/mLでのデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートのものである。新規血管形成の程度を、0=成長なし、1=非常に僅かな新規血管形成、2=かなりの新規血管形成及び3=高密度の新規血管形成を意味する目視アナログ尺度を使用して、一週間に2回、盲検定量した。血管新生スコアは、合計スコア(たとえば全てのウェルの合計)を可能な最大スコアで割り、その後、結果をパーセンテージとして表わすことにより、それぞれのウェルについて得られたカウントから誘導された。1 8日目までに、新規血管形成における非常な減少が見られた(p<0.05)。このク゛ラフ は、4回行われた実験の典型のものである。新規血管形成は、週に2回、3人の観察者により行い,観察者内における及び観察者間におる変動率は10%未満であった。
図34:
ケモカイン及び炎症促進サイトカインが重要な役割を果たす病変の病因を示す図。それは、デンドリマー世代3.5−グルコサミン及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートが単独で或いは相乗的に作用し、臨床的に有用な治療効果を生じ得る新規標的を明かにする。
シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に三十分間培養し、その後超抗原毒素SEBを100 ng/mLを添加した。細胞を含まない培養物上澄みを21時間後に採取し、そして図35(i)に示されているようにMIP−1βについて、及び図35(ii)に示されているようにTNF−αについて、分析した。検査したケモカイン及びサイトカインにおいて、デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、それらの放出の大きい低減が見出された。
図36:
未熟な単核誘導樹木状細胞を製造し、1x106 細胞/ウェルで付着させた。デンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)を1時間添加し、その後LPS(5ng/mL)を添加した。この細胞を21時間培養し、その後、FACS分析のために採取した。図36に示されているように、デンドリマー世代3.5−グルコサミンは、樹木状細胞に対するLPS誘発のCD25増加を大きく低減した。
図37:
γ線照射された精製された単核誘導樹木状細胞を、アリクウォットに関して三重で、64000ないし32樹木状細胞/ウェルの範囲でデンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に、37℃で1時間培養した。その後、異質遺伝子型の末梢血リンパ球(100000個/ウェル)を添加し、このプレートを5日間培養した。加えて、末梢血リンパ球を添加する前に、このプレート(デンドリマー世代3.5−グルコサミンを含む及び含まない)を、濃度5ng/mLのと共に21時間培養した。その後、細胞を三回洗浄した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを、濃度200μg/mLで、再添加した。末梢血リンパ球を100000細胞/ウェルで添加し、そしてプレートを5日間培養した。その後、これらの培養物に、[ 3H]チミジン(1μCi/ウェル)を更に18時間で添加し、そして細胞を培養した。この後、細胞を採取し、そして、液体シンチレーションカウンターを使用して、増殖を測定した。図37は、三つの実験の結果を示す。それぞれの場合において、混合リンパ球反応により引き起こされた増殖、並びに5ng/mLでのLPSにより引き起こされた増殖は、非常に阻害された。
図38:
γ線照射された精製された単核誘導樹木状細胞を、アリクウォットに関して三重で、64000ないし32樹木状細胞/ウェルの範囲で培養した。その後、異質遺伝子型の末梢血リンパ球(100000個/ウェル)を添加した。このプレートを5日間培養した。加えて、末梢血リンパ球を添加する前に、このプレート(デンドリマー世代3.5−グルコサミンを含む及び含まない)を、濃度20ng/mLのLPSと共に21時間培養した。その後、細胞を三回洗浄した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを、濃度200μg/mLで、再添加した。末梢血リンパ球を100000細胞/ウェルで添加し、そしてプレートを5日間培養した。その後、これらの培養物に、[ 3H]チミジン(1μCi/ウェル)を更に18時間で添加し、そして細胞を培養した。この後、細胞を採取
し、そして、液体シンチレーションカウンターを使用して、増殖を測定した。図38は、二つの実験の結果を示す。それぞれの場合において、混合リンパ球反応により引き起こされた増殖、並びに20ng/mLでのLPSにより引き起こされた増殖は、非常に阻害された。
図39:
γ線照射された精製された単核誘導樹木状細胞を、アリクウォットに関して三重で、64000ないし32樹木状細胞/ウェルの範囲で、デンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に1時間培養した。その後、異質遺伝子型の末梢血リンパ球(100000個/ウェル)を添加し、このプレートを5日間培養した。加えて、末梢血リンパ球を添加する前に、このプレート(デンドリマー世代3.5−グルコサミンを含む及び含まない)を、濃度5ng/mLのLPSと共に21時間培養した。その後、細胞を三回洗浄した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを、濃度200μg/mLで、再添加した。末梢血リンパ球を100000細胞/ウェルで添加し、そしてプレートを5日間培養した。その後、これらの培養物に、[ 3H]チミジン(1μCi/ウェル)を更に18時間で添加し、そして細胞を培養した。この後、細胞を採取し、そして、液体シンチレーションカウンターを使用して、増殖を測定した。図40は、二つの実験の結果を示す。それぞれの場合において、混合リンパ球反応により引き起こされた増殖、並びに5ng/mLでのLPSにより引き起こされた増殖は、非常に阻害された。
図40:
γ線照射された精製された単核誘導樹木状細胞を、アリクウォットに関して三重で、64000ないし32樹木状細胞/ウェルの範囲で、デンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に37℃で1時間培養した。その後、異質遺伝子型の末梢血リンパ球(100000個/ウェル)を添加した。このプレートを37℃で5日間培養した。加えて、末梢血リンパ球を添加する前に、このプレート(デンドリマー世代3.5−グルコサミンを含む及び含まない)を、濃度20ng/mLのLPSと共に21時間培養した。その後、細胞を三回洗浄した。その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを、濃度200μg/mLで、再添加した。末梢血リンパ球を100000細胞/ウェルで添加し、そしてプレートを5日間培養した。その後、これらの培養物に、[ 3H]チミジン(1μCi/ウェル)を更に18時間で添加し、そして細胞を培養した。この後、細胞を採取し、そして、液体シンチレーションカウンターを使用して、増殖を測定した。図39は、三つの実験の結果を示す。それぞれの場合において、混合リンパ球反応により引き起こされた増殖、並びに20ng/mLでのLPSにより引き起こされた増殖は、非常に阻害された。
図41:
γ線照射された精製された単核誘導樹木状細胞又はγ線照射された単離され精製された腹膜樹木状細胞を、アリクウォットに関して、32000ないし2000樹木状細胞/ウェルの範囲で、デンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に、37℃、5%CO2 で1時間添加した。その後、リポ多糖(20ng/mL)を21時間添加した。その後、細胞を媒体で三回洗浄し、そしてデンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)で置換した。その後、異質遺伝子型の末梢血リンパ球(100000細胞/ウェル)を添加し、そしてこれを、0日と定義した。このプレートを、37℃、5%CO2 で5日間培養し、そして、インターロイキン−2及びγ−インターフェロンの測定のために、細胞を含まない培養物上澄みを3日目及び5日目に捕集した。図41 (i)はγ線照射された精製された単核誘導樹木状細胞からのインターロイキン−2及び
γ−インターフェロンの放出が非常に減じた事を示す。図41(ii)はγ線照射された単離され精製された腹膜樹木状細胞からのインターロイキン−2及びγ−インターフェロンの放出が非常に減じた事を示す。
図42:
シングルドナーPBMN細胞を密度1×106 細胞/mLで懸濁し、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを200μg/mLで添加した。この細胞を30分間培養し、超抗原SEBを100ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、そして図42(i)に示されるようにMIP−1βを、そして図42(ii)に示されるようにTNF−αを、分析した。ケモカイン及びサイトカインの両方において、デンドリマー世代3.5−グルコサミンが存在するとき、それらの放出における大きい低減が見出された。
表1:
この表は、記載された殆どの実験のために使用されたグルコサミンの負荷7%を持つデンドリマー世代3.5−グルコサミン結合体の再現性を示す。実験B12(図22を参照)のために使用されたグルコサミンの負荷3%を持つデンドリマー世代3.5−グルコサミン結合体に対する結果も示す。
Figure 2005532421
デンドリマーに結合したグルコサミンの全量を、β−カウンターを使用して決定した(データは、3回繰り返しにおける平均値±標準偏差として示す)。
表2:
製造されたデンドリマー世代3.5−硫酸化グルコサミン結合体の異なるバッチのキャ
ラクタリゼーション
Figure 2005532421
デンドリマー世代3.5に結合した硫酸化糖の全量を、硫黄分析により決定した。
表2中、‘6S’はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートを表わし、‘3.5−G3,6S’はグルコサミン3,6−ジスルフェートを表わし、‘3.5−G3,4,6S’はグルコサミン3,4,6−トリスルフェートを表わす。
表3:
複数のヒト細胞株における及びネズミメラノーマ細胞株におけるデンドリマー世代3.5−グルコサミン結合体及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート結合体の毒性
Figure 2005532421
ヒト細胞株Sup−T1、C8166、U937、及びU87−CD4−CCR5、及びネズミメラノーマ細胞株(B16F10)に対する前記結合体及び参照対照の毒性を分析した。
MTT分析を使用して、IC50値(μg/mL)±SEM(n=16)を決定した。
‘DG3.5−G’は、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを表わす。
‘D’は、グルコサミンを表わす。
‘D6S’は、グルコサミン6−スルフェートを表わす。
表4a:ケモカイン及びサイトカインとデンドリマー世代3.5−グルコサミン結合体の干渉:
Figure 2005532421
デンドリマー世代3.5−グルコサミンとMIP−1α分析、MIP−1β分析、IL−1β分析、IL−6分析又はIL−8分析との干渉は存在しなかった。
表4b:TNF−αとデンドリマー世代3.5−グルコサミン結合体との干渉:
TNF−α分析の場合において、デンドリマー世代3.5−グルコサミンによる干渉の程度が以下のように見出された。
Figure 2005532421
従って、補正係数を、デンドリマー世代3.5−グルコサミンに関連することが示されたTNF−αデータの全てに適用した。
表5:デンドリマー世代3.5−グルコサミン結合体及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート結合体の抗凝血性活性:
化合物を、燐酸塩で緩衝化した生理的食塩水溶液(PBS)に溶解するか、又はRPMI+15%FCSに溶解し、そして検査したか、或いは、50:50でヒト血漿/ベロナール緩衝液と混合し、そして検査した。ヘパリン/mL(HEP(Xa)(V/mL))単位として、抗−Xa活性を表わした。
Figure 2005532421
表6:デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート及び3,6−ジスルフェートを用いた内皮微細血管形成:
Figure 2005532421
図1aは、PAMAMアニオン性デンドリマー世代2.5の構造(a) を示す図である。 図1bは、PAMAMアニオン性デンドリマー世代3.5の構造(b) 図2は、グルコサミン又は硫酸化グルコサミンのPAMAMアニオン性デンドリマーへの結合を概略表示する図である。 図3は、デンドリマー世代3.5−グルコサミン混合物のゲル濾過を示す図である。 図4は、デンドリマー世代3.5(a) 、グルコサミン(b) 、及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン(c) のFT−IRスペクトルを示す図である。 図5は、デンドリマー世代3.5−グルコサミンの概略表示を示す図である。 図6は、デンドリマー世代3.5(a) 、グルコサミン6−スルフェート(b) 、及びデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート(c) のFT−IRスペクトルを示す図である。 図7(i)は、貯蔵の間のデンドリマー世代3.5−グルコサミンの安定性を示す図である。 図7(ii)は、貯蔵の間のデンドリマー世代2.5−グルコサミンの安定性を示す図である。 図8(i)は、PBMN細胞と、50μg/mLにおけるデンドリマー世代3.5、デンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートでの、対照ウェルのMIP−1βの放出を示す図である。 図8(ii)は、図8(i)と同様のことを示す図である。 図8(iii)は、図8(i)と同様のことを示す図である。 図9は、MDMと、50μg/mLにおけるデンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,6−ジスルフェート又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,4,6−トリスルフェートでの、対照ウェルにおけるMIP−1βの放出を示す図である。 図10(i)は、それぞれの分子において25μg/mLでの、デンドリマー世代3.5、デンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートと一緒の培養36時間後の腹膜マクロファージでの、対照ウェルにおけるMIP−1βの放出を示す図である。 図10(ii)は、図10(i)と同様のことを示す図である。 図10(iii)は、それぞれの分子において25μg/mLでの、デンドリマー世代3.5、デンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートと一緒の培養72時間後の腹膜マクロファージでの、対照ウェルにおけるMIP−1βの放出を示す図である。 図11(i)は、それぞれの分子において50μg/mLでの、デンドリマー世代3.5、デンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートと一緒の培養36時間後の腹膜マクロファージでの、対照ウェルにおけるMIP−1βの放出を示す図である。 図11(ii)は、図11(i)と同様のことを示す図である。 図12(i)は、それぞれの分子において50μg/mLをでの、デンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,6−ジスルフェート又はデンドリマー世代3.5−3,4,6−トリスルフェートと一緒の培養36時間後の腹膜マクロファージでの、対照ウェルにおけるMIP−1βの放出を示す図である。 図12(ii)は、図12(i)と同様のことを示す図である。 図13(i)は、それぞれの分子において100μg/mLでの、デンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,6−ジスルフェート又はデンドリマー世代3.5−3,4,6−トリスルフェートと一緒の培養36時間後の腹膜マクロファージでの、対照ウェルにおけるMIP−1βの放出を示す図である。 図13(ii)は、図13(i)と同様のことを示す図である。 それぞれの分子において200μg/mLでの、デンドリマー世代3.5−グルコサミン−3,6−ジスルフェート又はデンドリマー世代3.5−3,4,6−トリスルフェートと一緒の培養36時間後の腹膜マクロファージでの、対照ウェルにおけるMIP−1βの放出を示す図である。 図13(iv)は、図13(iii)と同様のことを示す図である。 図14(i)は、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを濃度150μg/mLまで72時間、MDMと共に培養したときの、細胞数又は細胞生存性(トリパンブルー及びMTT分析にて測定)における低下を示す図である。 図14(ii)は、濃度100μg/mLまでのデンドリマー世代3.5−グルコサミンをHUVECと共に72時間培養したときの、細胞数又は細胞生存性(トリパンブルー及びMTT分析にて測定)における低下を示す図である。 図15は、シングルドナーPBMN細胞を単離し、5ng/mLのLPSと共に培養し、細胞を含まない上澄みを一定間隔で21時間目まで採取し、MIP−1βを分析した結果を示す図である。 図16(i)は、シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサミ ン(100μg/mL)と共に30分間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加し、細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、MIP−1βを分析したときの、MIP−1β放出を示す図である。 図16(ii)は、シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサ ミン(100μg/mL)と共に1時間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加し、細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、MIP−1βを分析したときの、MIP−1β放出を示す図である。 図16(iii)は、シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコ サミン(100μg/mL)と共に24時間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加し、細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、MIP−1βを分析したときの、MIP−1β放出を示す図である。 図16(iv)は、シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサ ミン(100μg/mL)と共に30分間、1時間、3時間、8時間又は24時間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加し、細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、MIP−1βを分析したときの、MIP−1β放出を示す図である。 図17は、シングルドナーPBMN細胞を単離し、5ng/mLのLPSト共に培養し、細胞を含まない上澄みを一定間隔で21時間目まで採取し、TNF−αを分析した結果を示す図である。 図18は、シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサミン(100μg/mL)と共に30分間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、分析した結果を示す図である。 図19は、シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加した。細胞を含まない上澄みを21時間御に採取し、分析した結果を示す図である。 図20は、シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に1時間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加し、細胞を含まない上澄みを21時間御に採取し、分析した結果を示す図である。 図21(i)は、シングルドナーPBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に1時間培養し、その後、LPSを5ng/mLで添加し、細胞を含まない上澄みを21時間御に採取し、分析した結果を示す図である。 図21(ii)は、図21(i)と同様のことを示す図である。 図21(iii)は、図21(i)と同様のことを示す図である。 図21(iv)は、図21(i)と同様のことを示す図である。 図21(v)は、図21(i)と同様のことを示す図である。 図21(vi)は、図21(i)と同様のことを示す図である。 図22(i)は、シングルドナーPBMN細胞を、濃度150μg/mL又は300μg/mLでの、デンドリマー世代3.5−グルコサミンに対するグルコサミンの負荷が3%であるデンドリマー世代3.5−グルコサミンと共に培養し、分析した結果を示す図である。 図22(ii)は、図22(i)と同様のことを示す図である。 図23(i)は、シングルドナーPBMN細胞を個人3人から単離し、一緒に72時間混合した。その後デンドリマー世代3.5−グルコサミンを50ないし100μg/mLで添加し、分析した結果を示す図である。 図23(ii)は、図23(i)と同様のことを示す図である。 図23(iii)は、図23(i)と同様のことを示す図である。 図24(i)は、シングルドナーPBMN細胞を個人2人から単離し、一緒に混合した。そしてデンドリマー世代3.5−グルコサミンを100μg/mLで添加し、その後即座に、LPS(10ng/mL)を添加し、そして細胞を含まない培養物上澄みを一定間隔で50時間目まで採取し、分析した結果を示す図である。 図24(ii)は、図24(i)と同様のことを示す図である。 デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートは、5日まで維持された培養物に濃度50μg/mL(図25(i ))又は濃度150μg/mL(図25(ii))で存在するとき、PBMN細胞の細胞生存性又は成長特性に影響しなかった。細胞生存性はトリパンブルー排除及びMTT分析にて測定)した。 図25(ii)は、図25(i)と同様のことを示す図である。 図26は、デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートが5日まで維持された培養物に濃度150μg/mLまで存在するときの、MDMの細胞生存性又は成長特性を示す図である。 図27(i)は、デンドリマー世代3.5グルコサミン6−スルフェート構成物を72時間目まで濃度100μg/mLまでで、HUVECに添加したときの分析結果を示す図である。 図27(ii)は、図27(i)と同様のことを示す図である。 図27(iii)は、図27(i)と同様のことを示す図である。 図28(i)は、PBMN細胞をデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート(150μg/mL又は200μg/mL)と共に30分間培養し、そして、LPS(5ng/mL)を添加したときの分析結果を示す図である。 図28(ii)は、図28(i)と同様のことを示す図である。 図29は、PBMN細胞を個人4人から単離し、その後、24時間一緒に混合し、MDMをプラスチック皿への付着により分離し、その後、125μg/mLのデンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェートと共に培養し、細胞を含まない培養物上澄みを36時間後に採取し、MIP−1βを分析したときの結果を示す図である。 図30は、HUVECによるマトリゲル上の内皮微小管の形成(40倍)を示す図である。 図31は、HUVECによるマトリゲル上の内皮微小管の形成(40倍)を示す図である。 図32は、HUVECによるマトリゲル上の内皮微小管の形成(40倍)を示す図である。 図33は、媒体のみ(△)に比べて、デンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート(O)が生体外血管新生分析において新規血管形成を減少させた結果を示す図である。 図34は、ケモカイン及び炎症促進サイトカインが重要な役割を果たす病変の病因を示す図である。 図35は、図34と同様のこと示す図である。 図36は、未熟な単核誘導樹木状細胞を製造し、1x106 細胞/ウェルで付着させ、デンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)を1時間添加し、その後LPS(5ng/mL)を添加し、この細胞を21時間培養し、その後、FACS分析した結果を示す図である。 図37は、γ線照射された精製された単核誘導樹木状細胞を、アリクウォットに関して三重で、64000ないし32樹木状細胞/ウェルの範囲でデンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に、37℃で1時間培養し、その後、異質遺伝子型の末梢血リンパ球(100000個/ウェル)を添加し、このプレートを5日間培養し、加えて、末梢血リンパ球を添加する前に、このプレート(デンドリマー世代3.5−グルコサミンを含む及び含まない)を、濃度5ng/mLのと共に21時間培養し、その後、細胞を三回洗浄し、その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを、濃度200μg/mLで、再添加し、末梢血リンパ球を100000細胞/ウェルで添加し、そしてプレートを5日間培養し、その後、これらの培養物に、[ 3H]チミジン(1μCi/ウェル)を更に18時間で添加し、そして細胞を培養し。この後、細胞を採取し、そして、液体シンチレーションカウンターを使用して、増殖を測定した結果を示す図である。 図38は、γ線照射された精製された単核誘導樹木状細胞を、アリクウォットに関して三重で、64000ないし32樹木状細胞/ウェルの範囲で培養し、その後、異質遺伝子型の末梢血リンパ球(100000個/ウェル)を添加し、このプレートを5日間培養し、加えて、末梢血リンパ球を添加する前に、このプレート(デンドリマー世代3.5−グルコサミンを含む及び含まない)を、濃度20ng/mLのLPSと共に21時間培養し、その後、細胞を三回洗浄し、その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを、濃度200μg/mLで、再添加し、末梢血リンパ球を100000細胞/ウェルで添加し、そしてプレートを5日間培養し、その後、これらの培養物に、[ 3H]チミジン(1μCi/ウェル)を更に18時間で添加し、そして細胞を培養し、この後、細胞を採取し、そして、液体シンチレーションカウンターを使用して、増殖を測定した結果を示す図である。 図39は、γ線照射された精製された単核誘導樹木状細胞を、アリクウォットに関して三重で、64000ないし32樹木状細胞/ウェルの範囲で、デンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に1時間培養し、その後、異質遺伝子型の末梢血リンパ球(100000個/ウェル)を添加し、このプレートを5日間培養し、加えて、末梢血リンパ球を添加する前に、このプレート(デンドリマー世代3.5−グルコサミンを含む及び含まない)を、濃度5ng/mLのLPSと共に21時間培養し、その後、細胞を三回洗浄し、その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを、濃度200μg/mLで、再添加した。末梢血リンパ球を100000細胞/ウェルで添加し、そしてプレートを5日間培養し、その後、これらの培養物に、[ 3H]チミジン(1μCi/ウェル)を更に18時間で添加し、そして細胞を培養し、この後、細胞を採取し、そして、液体シンチレーションカウンターを使用して、増殖を測定した結果を示す図である。 図40は、γ線照射された精製された単核誘導樹木状細胞を、アリクウォットに関して三重で、64000ないし32樹木状細胞/ウェルの範囲で、デンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に37℃で1時間培養し、その後、異質遺伝子型の末梢血リンパ球(100000個/ウェル)を添加し、このプレートを37℃で5日間培養し、加えて、末梢血リンパ球を添加する前に、このプレート(デンドリマー世代3.5−グルコサミンを含む及び含まない)を、濃度20ng/mLのLPSと共に21時間培養し、その後、細胞を三回洗浄し、その後、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを、濃度200μg/mLで、再添加し、末梢血リンパ球を100000細胞/ウェルで添加し、そしてプレートを5日間培養し、その後、これらの培養物に、[ 3H]チミジン(1μCi/ウェル)を更に18時間で添加し、そして細胞を培養し、この後、細胞を採取し、そして、液体シンチレーションカウンターを使用して、増殖を測定した結果を示す図である。 図41は、γ線照射された精製された単核誘導樹木状細胞又はγ線照射された単離され精製された腹膜樹木状細胞を、アリクウォットに関して、32000ないし2000樹木状細胞/ウェルの範囲で、デンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)と共に、37℃、5%CO2 で1時間添加し、その後、リポ多糖(20ng/mL)を21時間添加し、その後、細胞を媒体で三回洗浄し、そしてデンドリマー世代3.5−グルコサミン(200μg/mL)で置換し、その後、異質遺伝子型の末梢血リンパ球(100000細胞/ウェル)を添加し、そしてこれを、0日と定義し、このプレートを、37℃、5%CO2 で5日間培養し、そして、インターロイキン−2及びγ−インターフェロンの測定のために、細胞を含まない培養物上澄みを3日目及び5日目に捕集したものを分析した結果を示す図である。 図42は、シングルドナーPBMN細胞を密度1×106 細胞/mLで懸濁し、デンドリマー世代3.5−グルコサミンを200μg/mLで添加し、この細胞を30分間培養し、超抗原SEBを100ng/mLで添加し、細胞を含まない上澄みを21時間後に採取し、そしてMIP−1β及びTNF−αを分析した結果を示す図である。

Claims (47)

  1. カルボキシル基により末端閉鎖されたデンドリマーに共有結合的に結合した炭水化物部分を含むグリコデンドリマー。
  2. カルボキシル基により末端閉鎖された前記デンドリマーがカルボキシル基により末端閉鎖されたポリ(アミドアミン)(PAMAM)デンドリマーである請求項1記載のグリコデンドリマー。
  3. 前記デンドリマーが1世代又は、1.5世代ないし9.5世代のより多くの世代を含む請求項1又は請求項2記載のグリコデンドリマー。
  4. 前記デンドリマーがデンドリマー世代2.5であるか又はデンドリマー世代2.5を含む請求項1ないし3の何れか一項記載のグリコデンドリマー。
  5. 前記デンドリマーがデンドリマー世代3.5であるか又はデンドリマー世代3.5を含む請求項1ないし4の何れか一項記載のグリコデンドリマー。
  6. 前記炭水化物部分が単糖、二糖、三糖、オリゴ糖又は多糖、或いは1種又はそれより多くのそれらの組み合わせである、請求項1ないし5の何れか一項記載のグリコデンドリマー。
  7. 前記炭水化物部分が一つ又はそれより多くのアミノ基を含む、請求項1ないし6の何れか一項記載のグリコデンドリマー。
  8. 前記炭水化物部分がアミノ糖又は硫酸化アミノ糖であり、該アミノ糖又は硫酸化アミノ糖は変性され得る、請求項1ないし5の何れか一項記載のグリコデンドリマー。
  9. 変性されたアミノ糖又は硫酸化アミノ糖がアシル化、例えばN−アシル化されている、請求項8記載のグリコデンドリマー。
  10. 前記炭水化物基がグルコサミン、グルコサミンスルフェート、N−アセチルグルコサミン又はN−アセチルグルコサミンスルフェートである、請求項1ないし9の何れか一項記載のグリコデンドリマー。
  11. 前記グルコサミンスルフェートがグルコサミン6−スルフェート、グルコサミン3,6−ジスルフェート又はグルコサミン3,4,6−トリスルフェートであり、そして前記N−アセチルグルコサミンスルフェートがN−アセチルグルコサミン6−スルフェート、N−アセチルグルコサミン3,6−ジスルフェート又はN−アセチルグルコサミン3,4,6−トリスルフェートである、請求項10記載のグリコデンドリマー。
  12. デンドリマー世代3.5−グルコサミン又はデンドリマー世代3.5−グルコサミン6−スルフェート、或いはデンドリマー世代3.5−N−アセチルグルコサミン又はデンドリマー世代3.5−N−アセチルグルコサミンスルフェート、或いはデンドリマー世代3.5−マンノサミン又はデンドリマー世代3.5−マンノサミンスルフェート又はデンドリマー世代3.5−N−アセチルマンノサミン、或いはデンドリマー世代3.5−N−アセチルマンノサミンスルフェート、或いは対応するデンドリマー世代2.5、或いはそれらのあらゆる組み合わせである、請求項1記載のグリコデンドリマー。
  13. 前記デンドリマーがPAMAMデンドリマーである、請求項12又は請求項13記載の
    グリコデンドリマー。
  14. 請求項1ないし13の何れか一項記載のグリコデンドリマー及び医薬において許容され得るキャリアを含む医薬製剤。
  15. 前記グリコデンドリマーの濃度が2.5ないし2500μg/mL、例えば25ないし250μg/mLである請求項14記載の医薬製剤。
  16. 静脈内に、動脈内に、リンパ循環内に、経口的に、腹膜内に、局所に、頬側に、直腸に、皮膚表面に、経皮的に、皮下に、筋肉内に、関節腔内に、鼻腔内に、硝子体内に、エアロゾルにより、又は肺投与により、投与するために適する形態の、請求項13ないし15の何れか一項記載の医薬製剤、或いは請求項1ないし12の何れか一項記載のグリコデンドリマー。
  17. 点眼剤として眼に直接に、眼の内部又は周囲へのペレットの沈積により、或いはあらゆる眼房内への注射により、或いは器官を通しての直接注入により、投与するために適する形態の、請求項13ないし15の何れか一項記載の医薬製剤、或いは請求項1ないし12の何れか一項記載のグリコデンドリマー。
  18. 医薬としての使用のための、請求項1ないし12の何れか一項記載のグリコデンドリマー。
  19. ケモカイン及びサイトカインが増加する疾患の治療用医薬としての使用のための、請求項18記載のグリコデンドリマー。
  20. 脈管形成が増加する疾患の治療用医薬としての使用のための、請求項18記載のグリコデンドリマー。
  21. ケモカイン及びサイトカインが増加し且つ脈管形成が増加する疾患の治療用医薬としての使用のための、請求項18記載のグリコデンドリマー。
  22. 重度の敗血症、敗血症性ショック、敗血症に関連する全身炎症反応、リウマチ性疾患、湿疹、乾癬、創傷治癒中の組織収縮、創傷治癒中の過大な傷跡形成、移植物拒絶、又は移植片対宿主病の治療用医薬としての使用のための、請求項18記載のグリコデンドリマー。
  23. リウマチ様関節炎、若年型慢性関節炎、乾癬性関節炎、感染後発症する反応性関節炎、急性強直性脊椎炎、炎症性腸疾患に関連する関節炎、汎ブドウ膜炎及び/又は網膜血管炎を併発するベーチェット病を包含するベーチェット病、炎症性腸疾患(クローン病、潰瘍性大腸炎)、或いは転移性腫瘍細胞成長に関連する疾患の治療用医薬としての使用のための、請求項18記載のグリコデンドリマー。
  24. 前記移植物が角膜、腎臓、心臓、肺、心臓−肺、皮膚、肝臓、内臓又は骨髄移植物である、請求項22記載のグリコデンドリマー。
  25. 前記の重度の敗血症、敗血症性ショック又は敗血症に関連する全身炎症反応が、グラム陰性菌からのリポ多糖、又はグラム陽性菌からの超抗原毒素により引き起こされる、請求項22記載のグリコデンドリマー。
  26. 請求項19ないし25の何れか一項において定義された疾患又は症状ための治療用医薬
    の製造のための、請求項1ないし12の何れか一項記載のグリコデンドリマーの使用。
  27. 請求項1ないし12の何れか一項記載のグリコデンドリマーの、望ましい処置を達成するために有効な量を患者に投与することからなる、請求項19ないし25の何れか一項において定義された疾患又は症状を治療又は予防するために患者を処置する方法。
  28. カルボキシル基により末端閉鎖されたデンドリマーに、アミノ基で官能化された炭水化物を共有結合的に結合させることからなり、前記共有結合がカップリング剤の使用により達成される、請求項1ないし12の何れか一項記載のグリコデンドリマーの製造方法。
  29. カップリング剤がカルボジイミドカップリング剤である請求項28記載の方法。
  30. カップリング剤が1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩である請求項29記載の方法。
  31. 前記アミノ基で官能化された炭水化物が単糖、二糖、三糖、オリゴ糖又は多糖である請求項28ないし30の何れか一項記載の方法。
  32. 前記炭水化物が、一つ又はそれより多くの反応性アミン基で官能化された単糖、二糖、三糖、オリゴ糖又は多糖である請求項31記載の方法。
  33. アミン基が第一級アミン基である請求項32記載の方法。
  34. 前記炭水化物がグルコサミン又は硫酸化されたグルコサミン、マンノサミン又は硫酸化されたマンノサミン、ガラクトサミン又は硫酸化されたガラクトサミン、N−アセチルグルコサミン又は硫酸化されたN−アセチルグルコサミン、N−アセチルマンノサミン又は硫酸化されたN−アセチルマンノサミン、N−アセチルガラクトサミン又は硫酸化されたN−アセチルガラクトサミン、或いはこれらのあらゆる組み合わせである請求項28ないし30の何れか一項記載の方法。
  35. 前記硫酸化されたグルコサミンがD−グルコサミン6−スルフェート、D−グルコサミン3,6−ジスルフェート又はD−グルコサミン3,4,6−トリスルフェート、D−グルコサミン3−スルフェート、D−グルコサミン4−スルフェート、D−グルコサミン3,4−ジスルフェート、或いはD−グルコサミン4,6−ジスルフェートである請求項34記載の方法。
  36. 40℃を越えない温度で行う請求項28ないし35の何れか一項記載の方法。
  37. 外部の付加的なエネルギー源の適用なしに行う請求項28ないし36の何れか一項記載の方法。
  38. 水性溶液中で行う請求項28ないし37の何れか一項記載の方法。
  39. カップリング剤を使用して、カルボキシル基により末端閉鎖されたデンドリマーに、アミノ基で官能化された炭水化物を共有結合的に結合させることからなる方法であって、該共有結合が水性媒体中で行われる方法により得られる、請求項1ないし12の何れか一項において定義された記載のグリコデンドリマー。
  40. 前記方法が、請求項29ないし37の何れか一項において定義された方法で行われる請求項39記載のグリコデンドリマー。
  41. グリコデンドリマーが、請求項39又は請求項40記載のグリコデンドリマーである請求項13ないし17の何れか一項記載の医薬製剤。
  42. グリコデンドリマーが、請求項39又は請求項40記載のグリコデンドリマーである、請求項18ないし25の何れか一項記載のグリコデンドリマー。
  43. グリコデンドリマーが、請求項39又は請求項40記載のグリコデンドリマーである、請求項26記載のグリコデンドリマーの使用。
  44. グリコデンドリマーが、請求項39又は請求項40記載のグリコデンドリマーである、請求項28記載の処置方法。
  45. 移植前に生体内で、請求項1ないし13、39及び40の何れか一項記載のグリコデンドリマーで、移植用の組織又は器官を処理することからなる方法。
  46. 前記組織又は器官が角膜である、請求項45記載の処置方法。
  47. 分子、例えば生物学的に活性な分子を、アニオン性デンドリマーに共有結合的に結合させる方法であって、該デンドリマーをカップリング剤、例えばカルボジイミドカップリング剤の存在下で、前記生物学的に活性な分子と反応させる方法。
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