JP2007535521A - 抗腫瘍剤耐性を処置するのに有用なインドール誘導体 - Google Patents

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Abstract

抗腫瘍剤に耐性を有して発達した腫瘍を処置するための、式(I)のインドール化合物の一群の使用について、開示する。式(I)の化合物は、薬物耐性に影響を受けた腫瘍を処置するため、単剤療法で使用されてもよく、また、上述の抗腫瘍剤の作用の相乗効果的な促進剤として共治療(co−therapy)で使用されてもよい。加えて、促進されるべき活性の抗腫瘍剤と関連付けられた式(I)に示すインドール誘導体を有する製剤組成物についても、述べる。

Description

本発明は、抗腫瘍薬理学の分野に関する。抗腫瘍薬で前に処理されこの抗腫瘍薬に対して耐性を生じた腫瘍を処置するためのインドール誘導体の使用について、述べる。
全身的な腫瘍治療には、異なるクラスに属する数多くの薬物の使用が含まれる。腫瘍細胞学の知見における実質的な進歩と特定の治療的診断に有用な可能性のある細胞標的の同定にも関わらず、現代の医療において最も効果的な薬物としては、細胞毒性を有する薬物を使用し続けている。これらの薬物は、DNA機能や細胞の複製などの重要な細胞プロセスに影響を与えることにより、作用するものであって、高い細胞毒性又は抗増殖活性を有する。この理由から、これらの薬物の重要な欠点は、その毒性と、低い治療指数とである。しかしながら、従来の抗腫瘍剤の最も重要な制約は、固形の腫瘍の大部分自体に生じる細胞薬物耐性の現象である。事実、従来からの治療が有意な数の生存率をもたらすいくつかの例外(リンパ腫、白血病、精巣腫瘍)を除いて、進行段階にあるヒトの腫瘍は、治療的な障害に関与する耐性状態へと発達する。これらの場合、高用量の意図的な処置や毒性を軽減する補助的な治療であっても、有利な治療結果をもたらさなかった。従って、初期的に治療効果をもたらす先天的な耐性及び後天的な耐性は、抗腫瘍化学療法の本質的な問題である。細胞毒性機構又は特定の様式を用いて腫瘍の発達を制御し得る新規の分子の探索に加えて、薬理治療の効果を向上させる有望な戦略は、細胞毒性治療処置の間における腫瘍の防御及び生存能を遮断し得る分子の同定にあるようである。腫瘍細胞の薬物耐性は、複雑且つ多因子性の現象である。腫瘍細胞における特定の変化は、薬物の標的(例えば、DNAトポイソメラーゼ)の発現を改変し得るし、或いは細胞毒性の障害を修復する能力を増加し得るし、(例えば、抗アポトーシス因子の過剰発現を介して)アポトーシスの可能性を減弱し得る。これらの変化のすべては、腫瘍細胞の生存能力を増加させることに関連する。また、腫瘍細胞では、その発達工程の間、固形の腫瘍のかさばった質量の典型例である無酸素/酸性環境など、好ましくないストレスの多い条件において生存及び増殖を可能とし、且つ遺伝毒性的な障害など可能性のある致死的な障害に耐え得る防御能が増加される。薬物の細胞間濃度を減少させる役割を演じ、或いは薬物と細胞間標的との相互作用を妨害する細胞内局在化の役割を演じる種々の防御因子(輸送系、液胞性ATPアーゼ)の発現は、先天的な耐性の典型例である多因子性耐性を伴った現象を特徴とする。従って、良好に許容された薬剤(well−tolerated agent)を用いた上述の防御機構を目的とした薬理的診断では、毒性を実質的に増加させることなく細胞毒性を有する薬物の効果を向上させる有意な治療的利点を発生させる必要がある(非特許文献1)。
腫瘍細胞における薬物耐性(多剤耐性;MDR)の現象は、従って、薬物処置に対する耐性の発達を特徴とし、化学療法の主要な障害である。
多くの治療上の事例(非特許文献2及び3)が示すように、腫瘍におけるMDR現象は、細胞毒性を有する種々の薬剤の蓄積を減少させるABCトランスポーターファミリーに属するタンパク質(P−グリコプロテイン又はPgP、MDR、MRP、BCRP等)の過剰発現に関連する。このMDR現象は、細胞膜上又は腫瘍細胞内に見出されるその他のタンパク質の発現変化に関連する場合もあり、この蛋白としては、DNAトポイソメラーゼII(非特許文献4)、グルタチオンS−トランスフェラーゼ(非特許文献5)、カタラーゼ(非特許文献6)、液胞性ATPアーゼ(V−ATPase)(非特許文献7)がある。
高度に効果的な抗腫瘍化合物は、いわゆる「非マクロライド(unusual macrolides)」クラス(バフィロマイシンA1、コンカナマイシン)に見出されており、このマクロライドは、サリチル酸(サリチルハラミド、ロバタマイド(lobatamide)、オキシミジン(oximidine)及びアピクラレン(apicularen))に由来する。最近の文献で示されるように、これらの製品は、in vitroにおいて腫瘍細胞の成長を阻害し得る(非特許文献8及び9)。しかしながら、これらの製品に関する研究は、未だ進行中であって、この天然製品の利用し得ない十分量と、これらを得る合成方法が、利用可能であったとしても、非常に長く、非常に複雑で、非常に高価であるという事実とに起因して、困難である。これらの困難は、上述のマクロライドのいくつかにおける公知の先天的な毒性と共に、治療においてこれらの可能性のある使用を制限するものである。
特許文献1乃至4は、骨粗鬆症、ウィルス疾患、潰瘍、自己免疫疾患、高コレステロール症、動脈硬化、アルツハイマー病、血管新生関連疾患、関節リューマチ、糖尿病性網膜症、乾癬及び腫瘍などの種々の疾患を処置するのに有用な新規のインドール誘導体について、述べる;抗腫瘍剤への耐性を処置するため、これらの製品の使用については、述べておらず、抗腫瘍剤の活性を協調的に促進するため、公知の抗腫瘍剤と組み合わせて治療することについても、述べていない。
国際公開第98/01443号パンフレット 国際公開第99/33822号パンフレット 国際公開第01/02388号パンフレット 国際公開第01/00587号パンフレット R.L.Souhami、I.Tannock、P.Hohenberger、及びJ.C.Horiot編、「Oxford Textbook of Oncology(第2版)」、2002年、Oxford University Press Hirose M.著、J.Med.Invest.、2003年、50巻、p.126〜135 Lin J.H.著、Drug Metab.Rev.、2003年、35巻、p.417〜454 Jarvinen T.A.著、Breast Cancer Res.Treat.、2003年、78巻、p.299〜311 Townsend D.M.著、Oncogene、2003年、22巻、p.7369〜7375 Tome M.E.著、Cancer Res.、2001年、61巻、p.2766〜2773 Torigoe T.著、J.Biol.Chem.、2002年、277巻、p.36534〜36543 Boyd M.R.著、J.P.E.T.、2001年、297巻、p.114〜120 Bowman E.J.著、J.Biol.Chem.、2003年、278巻、p.44147〜44152 Ouar Z.著、Biochem.J.、2003年、370巻、p.185〜193 Ohta T.著、J.Pathol.、1998年、185巻、p.324〜330 Nakashima S.著、J.Biochem.(Tokyo)、2003年、134巻、p.359〜364 Altan N.著、J.Exp.Med.、1998年、187巻、p.1583〜1598 Martinez−Zaguilan R.著、Biochem.Pharmacol.、1999年、57巻、p.1037〜1046 Chan K.著、Anal.Biochem.、1986年、157巻、p.375〜380 Cidon S.著、J.Biol.Chem.、1983年、258巻、p.2892〜2898 Kern D.H.著、Cancer Res.、1988年、48巻、p.117〜121 Drewinko B.著、Cancer Biochem.Biophys.、1976年、1巻、p.187〜195 Pratesi G.著、Br.J.Cancer、1991年、63巻、p.71〜74 Corti C.著、J.Cancer Res.Clin.Oncol.、1996年、122巻、p.154〜160
先行技術を考慮すると、抗腫瘍剤耐性に対抗する新規の処置が強く望まれている。特に、古典的な抗腫瘍剤に耐性となった腫瘍細胞を感受性とし得る処置法が望まれており、これにより、抗腫瘍処置がより効果的となる。加えて、公知の抗腫瘍剤の活性を増加し得る製剤組成物も、望まれている。
薬剤耐性及びこれに関連した腫瘍の処置に有用な一群の化合物について、特定した。これらの化合物は、下記の式(I)で定義される。
Xは、−CH−、又は−N−から選択され、Aは、以下の基から選択される。
Rは、アルコキシ基又はヒドロキシアルコキシ基であり、R’は、水酸基、アルコキシ基、ヒドロキシアルコキシ基又はハロゲンであり、R及びRは、それぞれ独立に、水素、ハロゲン及びアルコキシ基から選択され、R及びRは、それぞれ独立に、水素若しくはアルキル基、又はRとRとが互いに結合して窒素原子を有する複素6乃至8員環を形成したものから選択され、この環は、任意で、1つ以上のアルキル基の置換体であってもよく、Rは、水素、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシアルキル基、カルボキシアルキル基、アミノアルキル基、任意で置換されたアリル基若しくはアリルアルキル基、任意で置換された複素環基若しくは複素環アルキル基、又はRとRとが窒素原子とともに結合して、N、O及びSから選択された2以上のヘテロ原子を有する任意で置換された複素5乃至8員環を形成した基から選択され、R及びRは、独立に、水素及びアルキル基から選択される。
上述の式(I)に示す化合物及びその製造方法については、上述の特許文献1乃至4に記載されている。
式(I)に示す化合物は、公知の抗腫瘍剤耐性に発達した腫瘍の成長を阻害するのに特に効果的である;また、この化合物は、薬剤活性用量よりも低い用量において、トポテカン、タキソール、SN38、ドキソルビシン及びシスプラチンなどの公知の抗腫瘍剤の活性を協調的に促進し得る:この促進に関する最も顕著な知見は、薬剤耐性腫瘍の場合に見出され、従って、抗腫瘍効果を促進する最も必要な条件下において、特に顕著なものである。
これらの偶然の活性を考慮すると、上述の化合物は、従って、薬剤耐性で影響を受けた腫瘍を処置するのに、単一治療と、公知の抗腫瘍剤の作用の協調的促進剤としての共治療との療法において、有用である;後者の処置は、既に処置されると共に従来の抗腫瘍剤の処置を行っている、上述の従来の抗腫瘍剤に耐性を形成した患者の場合に効果的である。
本発明の化合物は、多くの腫瘍で見出されている公知の現象である放射線療法に対する耐性を低減する放射線増感剤としても、有用である。
さらに、単独又は公知の抗腫瘍剤と組み合わせてin vitroにおける化学侵入(chemoinvasion)及びin vivoにおける転移を軽減する本発明の化合物の能力は、転移が癌に由来する死亡の主因の一つで有ることを考慮すると、新規の抗腫瘍剤として有用な特性を示すものである。
上述の式(I)において、フリー、又はアルコキシ、ヒドロキシアルコキシ、ヒドロキシアルキルなどの他の置換基を有する全てのアルキル基は、炭素数1〜6の直鎖又は分岐のアルキル基であり、好ましくは炭素数1〜4であり、さらに好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基及びi−プロピル基である。
上述のハロゲン基において、意図されているハロゲン基としては、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素から選択されるものであり、好ましくは、塩素又は臭素である。
上述の任意の置換基において、他に示されていない場合には、この任意の置換基は、上述のアルキル基、ケト基、アリル基、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシアリル基から好ましく選択される。
単一の置換基に有用なものとしては、以下の通りである:
Rは、OMe、OEtから好ましく選択され、
R’は、OMe、OEt、O−iPr、OCHCHOH、Cl及びBrから好ましく選択され、
及びRは、H、OMe、Cl、Brから好ましく選択され、
は、上述したように、R又はRと複素環を形成してもよい(上述の式(I)において、Rは、R又はRのいずれかと複素環を形成してもよいが、同時に両方の置換基と形成するものことを意図するものではない)。
がRと複素環を形成する場合、最も好適な複素環は、1つ以上の置換基で置換された、又は無置換のピペリジン環であることが好ましく、この置換基としては、メチル基、カルボキシアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ベンジル基、オキサジアゾリルアルキル基から選択されたものであり、特に好ましくは、ピペリジン環の窒素原子に隣り合った位置において2つのゲム−ジメチル基(gem−dimethyl group)で置換されたピペリジン環である。
がRと複素環を形成する場合、最も好適な複素環は、無置換、又は4位で、メチル基、フェニル基、クロロフェニル基、ヒドロキシフェニル基、メトキシフェニル基から選択された置換基で置換されたピペリジン環である。
及びRは、H又はメチル基から好ましく選択される。
本発明に好適な具体的な化合物としては、以下に示すものである。
式(I)の化合物の調製方法は、特許文献1乃至4に十分に述べられており、これらの文献を参照して取り込む。
式(I)の化合物は、抗腫瘍剤に耐性を有する場合の処置に有利に使用され得る。これにより、上述の抗腫瘍剤に部分的又は全体的に感受性を喪失する腫瘍の処置に良好且つより有用となる。
従って、本発明の態様は、抗腫瘍剤に耐性を有する場合の処置に有用な薬剤の調製において1種類以上の式(I)の化合物を使用することである。本発明の別の態様は、抗腫瘍剤に耐性を有する場合の処置方法であって、これを必要とする患者に1種類以上の式(I)の化合物を投与することを特徴とする。
上述の処置は、これらの腫瘍及び抗腫瘍剤の処置後に耐性を獲得した患者の腫瘍の集団を治癒することであって、後者の処置は、式(I)の化合物の投与が完了されている、或いは既に進行されているものである。
式(I)の化合物の投与は、耐性が発生している場合に対して、抗腫瘍剤の投与と組み合わせて、又は抗腫瘍剤の投与の後に、行われてもよく、組み合わせて投与する場合、式(I)の化合物及び抗腫瘍剤は、同様の製剤組成物中に含まれることが好ましい。
種々の薬物耐性を惹起可能で、式(I)の化合物と組み合わせて処理するのに有用な従来の抗腫瘍剤の例としては、アントラサイクリン類(例えば、ドキソルビシン、エピルビシン、ミトキサトロン)、カンプトテシン類(例えば、トポテカン、イリノテカン)、白金化合物(例えば、シスプラチン、カルボプラチン)及びタキサン類(例えば、タキソール及びタキソテール)が挙げられる。
耐性現象と関連した腫瘍は、MDR現象を担う輸送系に高発現するものであって、BCRP及びPgPなどが挙げられ:腫瘍の例としては、胃、結腸、肝臓及び膵臓の癌腫、泌尿器系の腫瘍、ニューロブラストーマやグリオーマなどの中枢神経系の腫瘍、乳癌、骨癌及びメラノーマなどが挙げられる(非特許文献10乃至14)。
式(I)の化合物は、所望の効果、患者の全身状態、問題となる腫瘍の寸法の程度に応じた用量限度の範囲内で投与されればよい。有用で、非限定的用量限度としては、0.05mg/kg〜30mg/kgである。
投与経路は、上述と同様の考慮に従い、且つ活性本体の吸収性及びキャリアとしての能力に依存して、選択され、静脈、筋肉内、皮下、経皮、経口、局所、吸入などの経路から無関係に選択され得る。
本発明の更なる態様は、可能であれば、適当な製薬的賦形剤の存在下で、上述の1種類以上の式(I)の化合物が1種類以上の抗腫瘍剤と組み合われた製剤組成物からなる。これらの組成物は、式(I)の化合物の効力により、促進された抗腫瘍効果を呈する。
これらの製剤組成物の投与単位は、1〜1000mgの式(I)の化合物を含有し、この投与単位は、患者において、単位キロ当たり好ましくは上述の限度の範囲内で達成されるように、投与される。
式(I)の化合物と共にこの組成物に存在する従来の抗腫瘍剤は、活性であると既に知られている通常の量、又は本発明で得られる協調的な促進効果の考慮により可能なより少ない量で、使用される。上述の投与単位の式(I)の化合物と組み合わせた抗腫瘍剤に関する非限定的な参照限度として、0.1〜1000mgの範囲が挙げられる。
本発明の製剤組成物は、上述の種々の投与経路に適合され得るものであって、注射可能溶液、注入用溶液、吸入用溶液、懸濁液、エマルジョン、シロップ、エリキシール、点滴、座剤、可能なコーティングを施した錠剤、硬若しくは軟カプセル、マイクロカプセル、顆粒、分散可能粉末などの形態であってもよい。
本発明の組成物に含有される賦形剤は、製薬技術に通常使用されるものであって、当業者公知の様式(mode)及び用量で使用され得る。
経口投与用の錠剤及びカプセルなどの固形投与形態は、投与単位ごとに通常供給される。これらには、結合剤、フィラー、希釈剤、錠剤化剤、潤滑剤、界面活性剤、崩壊剤、色素及び湿潤剤などの従来の賦形剤が含まれ、当業者公知の方法に従って、コーティングされてもよい。
フィラーとしては、例えば、セルロース、マンニトール、ラクトース及び同様の化合物が挙げられる。崩壊剤としては、スターチ、ポリビニルピロリドン、グリコール酸スターチナトリウム(sodium starch glycolate)などのスターチ誘導体が挙げられる;潤滑剤としては、例えば、ステアリン酸マグネシウムが挙げられる;湿潤剤としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウムが挙げられる。
これらの固形の経口用の組成物は、従来の混合、充填又は錠剤化方法で調製され得る。混合方法は、大量のフィラーを含有する組成物中で活性本体を分散するように、繰り返されてもよい。これらは、通常の作業である。
水又適当なキャリアで再構築されるべき乾燥製品の形態などの場合、使用時に液体の調製物としてもよい。これらの液体の調製物は、カルボキシメチルセルロース、ステアリン酸アルミニウムゲル又は水素化食用油脂などの懸濁剤、レシチン、ソルビタンモノラウリル酸又はアカシアなどのエマルジョン化剤、アーモンド油、分画されたココナッツ油、グリセリンエステル、プロピレングリコール若しくはエチルアルコールなどの油状エステルなどの非水キャリア(食用油を含んでもよい)、メチル若しくはプロピルp−ヒドロキシベンゾエート若しくはソルビン酸などの保存料、及び所望であれば従来の香料や色素を、含有してもよい。
経口用の処方は、腸溶コーティング錠剤又は顆粒などの長期にわたって放出する従来の処方を有してもよい。
非経口投与用に、上述の化合物及び滅菌キャリアを有する流動性の投与単位を調製してもよい。キャリア及び濃度に依存して、この化合物は、懸濁されてもよく、溶解されてもよい。非経口用溶液は、適当なバイアル又はアンプルに充填される前、及びシーリングを施す前に、キャリアに上述の化合物を溶解し、濾過滅菌されて、通常調製される。局所麻酔剤、防腐剤及び緩衝剤などのアジュバントは、このキャリアに有利に溶解される。安定性を向上させるため、本発明の組成物は、バイアルに充填され吸引下で水分が除去された後で、凍結されてもよい。非経口用の懸濁剤は、化合物がキャリアに溶解されるよりも懸濁され得ること、及び滅菌キャリアに懸濁される前にエチレンオキサイドに曝露されて滅菌され得る以外は、上述の同様の方法で本質的に調製される。界面活性剤又は保湿剤は、本発明の化合物の均一な分布を促進するため、組成物に有利に含有されてもよい。
一般的な慣習であるように、本発明の組成物は、関連する処置における使用に関して、取扱説明書を通常添付される。
以下の実験方法は、本発明を限定する目的ではなく、本発明の化合物のin vitro及びin vivoにおける活性を示すものである。
(in vitroにおける検討)
1.生化学
1.1 ヒト骨巨細胞腫(hOc)における液胞性ATPaseの阻害の同定
ヒト骨巨細胞腫より単離した破骨細胞様の巨細胞を、ガラス−テフロン(登録商標)製のホモジナイザーでホモジナイズし(1000rpm)、この材料を、6000gで20分間遠心分離する。得たペレットを再懸濁し、ミクロソーム画分を沈殿させるように、100000gで60分間遠心分離する。得たペレットを、pH7.4の培地中で再懸濁し、液体窒素下で保存する。
96穴のプレート中で、ヒト骨巨細胞腫のミクロソーム画分を、37℃で30分間インキュベートして、無機リン酸の放出を測定することで、バフィロマイシン感受性のATPase活性の阻害を測定する。この反応媒体は、1mMのATP、10mMのHEPES−Tris緩衝液(pH8)、50mMのKCl、5μMのバリノマイシン、5μMのニゲリシン(nigericin)、1mMのCDTA−Tris、100μMのモリブデン酸アンモニウム、0.2Mのスクロース及び上述のミクロソーム画分(20μgタンパク/mL)を含有する。この反応は、MgSOを添加して開始し、30分後、非特許文献15に従って調製した4倍量のマラカイトグリーン(malachite green)試薬を添加して停止される。
1.2 ウシクロム親和性細胞膜(BCG)における液胞性ATPaseの阻害の同定
約20の副腎を健常なウシより採取し(非特許文献16)、その髄質を皮質からすばやく分離し、皮質を捨てる。この髄質を、pH7.5の適当な媒体を用いて、4℃でホモジナイズし、その後濾過する。得た固形の材料を、さらにホモジナイズし、濾過し、先の濾液と混和し、再懸濁し、1000gで5分間遠心分離する;得た上清を、10000gで20分間遠心分離する。得たペレットを再懸濁し、下層を15mLの1.5Mスクロースとし上層を10mLの1.2Mスクロースとしたスクロースグラジエントを形成して層化する。SW28ローターを用いて20000rpm、4℃で一昼夜遠心分離した後、クロム親和性細胞がペレットに堆積する。後者を再懸濁し、3000gで10分間遠心分離し、得た上清を、200000gで60分間遠心分離する。そのペレットを、0.2μg/mLのペプスタチンA及び0.4μg/mLのロイペプチンを含有する適当な媒体4mLに再懸濁し、液体窒素下で保存する。
ATPase阻害の測定方法は、骨巨細胞腫用のものと同様である。
2.細胞薬理学
2.1 細胞株及び培養条件
ヒト結腸癌
HT29及びHT29/Mit(ミトキサントロンに長時間曝露して得た細胞株であって、BCRPを過剰発現することを特徴とし、トポテカン、イリノテカン及びその代謝産物であるSN38に交差耐性を有するもの)を、10%FCSを含有するMcCoy5A培地で保持する。
Lovo及びLovo/Dx(ドキソルビシンに長時間曝露して得た細胞株であって、Pグリコプロテインを過剰発現することを特徴とし、ドキソルビシンに耐性を有するもの)を、10%FCSを含有するHAM−F12培地に保持する。
HCT116を、10%FCSを含有するRPMI1640培地に保持する。
ヒト神経芽細胞腫
SH−SY5Y及びSK−N−BE(2)を、10%FCSを含有するHAM−F12培地に保持する。
ヒト肝癌細胞
HepG2を、10%FCS含有EMEM培地に保持する。
ヒト卵巣癌細胞
A2780細胞を、10%FCSを含有するRPMI1640培地に保持する。
ヒト肺癌細胞
H460細胞を、10%FCSを含有するRPMI1640培地に保持する。
2.2 抗増殖活性実験のスキーム(処理時間72時間)
各細胞(HT29、HT29/Mit(40,000細胞/mL)、Lovo、Lovo/Dx及びHCT116(50,000細胞/mL))を、96穴プレート中に100μLの培地で播種する。播種後24時間後、種々の濃度の薬剤の一部(10μL)を添加する。2つの化合物の組み合わせの効果を試験するサンプルにおいて、細胞毒性を発現する前に阻害剤を添加する。用量/薬剤の各用量又は組み合わせに関し、処置の効果を4〜8個で同定する。
処置後72時間において、スルフォルホダミンB(SRB)アッセイを用いて抗増殖効果を検討する:各ウェルに25μLの50%TCAを添加し、4℃で1時間保持して、細胞を固定する。水で洗浄し、乾燥させた後、1%酢酸中に0.4%のSRBを含有する溶液の100μLを添加し、室温で30分間保持する。1%酢酸で4回洗浄後、乾燥させ、タンパクで固定された色素を、10mMの冷Trisの100μL溶液の基本的な条件で溶解し、この溶液について、分光光度計を用いて、550nmの吸光度を測定する。
データ解析
コントロール(未処理細胞)の光学密度に比較して、処理したサンプルの光学密度として、細胞成長の百分率を計算する。
1988年Kernの方法(1976年のDrewinko B.から続く者)に従って、以下の式により、組み合わせ指標(Combination Index;C.I.)を同定した(非特許文献17及び18):SFa及びSFbを、それぞれ化合物a及びbを用いた処理に生存する細胞画分とし、SFabを、化合物aと化合物bとの組み合わせに生存した細胞画分とした場合、(SFa+SFb)/SFabで算出されるもの。この結果が1である場合、2つの化合物間の相互作用は、追加的なものであり、この値が1よりも大きい場合、2つの化合物間の相互作用は、協調的であり、この値が1未満の場合、2つの化合物間の相互作用は、阻害的である。
2.3 抗増殖活性実験のスキーム(処理時間48時間)
各細胞(細胞濃度30,000細胞/mL)を、96穴プレート中に90μLの培地で播種する。播種後24時間後、種々の濃度の薬剤の一部(10μL)を添加する(各濃度毎に3個ずつ)。処理48時間後、抗増殖効果を、発光分析で評価する(Perkin Elmer Life Sciences社製のATPliteを用いる):
50μLの溶解溶液を、各ウェルに添加し、その後、ルシフェラーゼ及びD−ルシフェリンを含有する溶液を等量加える。代謝的に活性な細胞の全てに存在するATPは、ルシフェラーゼで触媒されるD−ルシフェリンの変換反応に供され、以下の式の発光信号を発生する:
ATP+D−ルシフェリン+O→オキシルシフェリン+AMP+PP+CO+光
発生した発光(一秒当たりのカウントとして表示;CPS)を、マイクロプレートシンチレーションアナライザー(Perkin Elmer Life Sciences社製Top Count)により、測定する。
データ解析
コントロールに対する処置細胞における発光の阻害の百分率を算出する;Grafit v.5.0を用いて、濃度−反応曲線を解析する。
2.4 アポトーシス実験のスキーム
1.5×10細胞/サンプルを播種する。24時間後、細胞を、上述の化合物で48又は72時間処理する。処置の終期において、細胞をトリプシン/EDTAで剥がし、PBS(リン酸緩衝溶液)で洗浄し、1mLの4%パラホルムアルデヒドを用い、室温で45分間インキュベートする。
その後、細胞をPBSで洗浄し、透過化溶液(permeabilizing solution)(0.1%Tritonを含有する0.1%のクエン酸ナトリウム)で、氷中2分間再懸濁する。さらに洗浄した後、細胞を50μLのTunel反応混合物(Boehringer Mannheim社製)で再懸濁し、暗所、37℃で1時間載置する。PBSで洗浄後、細胞を、PBSで再懸濁し、サイトフルオリメーター(cytofluorimeter)で解析し、或いは蛍光顕微鏡で検討する。
2.5 放射実験のスキーム
HT29細胞(50,000細胞/mL)を播種し、24時間後、試験化合物の存在下及び不存在下で、137Csを線源として0.13Gy/秒で照射した。処理72時間後、接着細胞を回収し、PBSで洗浄し、処置に係る細胞毒性効果を評価するように、カウントした。
2.6 転移及び浸潤のスキーム
H460細胞を、完全培地で播種し、異なる濃度の化合物で24時間処理した。その後、細胞を回収し、以下の方法で、血清不含の培地中で、24ウェルのトランスウェルチャンバー(コースター社製)に移動した。
転移アッセイ
上部チャンバーに1.2×10細胞/mLで播種し、上述と同様の濃度の薬物を上部チャンバー及び下部チャンバーの両方に添加した。37℃で4時間インキュベートした後、転移した細胞を、95%エタノールで固定し、2%クリスタルバイオレット含有70%エタノール溶液で染色し、倒立顕微鏡で、カウントした。
浸潤アッセイ
トランスウェルメンブレンを、12.5μg/ウェルのマトリゲル(BD Biosicences社製)でコートし、24時間乾燥させた。その後、細胞を、2.4×10細胞/ウェルで、上部チャンバーの人工ベースメント膜(artificial basement membrane)上に播種し、薬物を、上述の転移アッセイと同様に添加した。37℃で24時間インキュベートした後、マトリゲルに浸潤し、下部チャンバーに転移/移動(migrated)した細胞を染色し、上述の転移アッセイと同様に、カウントした。
2.7 結果
腫瘍細胞における抗増殖効果(単一処理)
表1乃至3(訳者註:原文では、「Table1」とあり、且つページをまたいで「Table1」が続いているが、表の作成の関係上、原文でいう「Table1」を以下の表1乃至3に分割した。したがって、以下、原文でいう「Table1」を表1と訳出するが、訳出された「表1」は、本明細書中では、表1乃至3を示すものである。)に結果を示す。
表1が示すように、本発明による例1乃至6の化合物は、使用したヒト腫瘍細胞株において、処理72時間後(HT29、HT29/Mit、Lovo、Lovo/Dx及びHCT116)、並びに処理48時間後(HepG2、SHSY−5Y、SK−N−BE(2)及びA2780)、抗増殖活性を示す。特に、例2の化合物は、全ての腫瘍細胞株において、(公知の抗腫瘍剤に比較して非常に高い程度で)高い抗増殖能を示す。この抗増殖活性は、MT29/Mit(ミトキサトロンに長時間曝露して得たものであって、BCRPを過剰発現していることを特徴とし、トポテカン、イリノテカン及びその代謝産物であるSN38に交差耐性を示すもの)、及びLoVo/Dx細胞株(ドキソルビシンに長時間曝露して得たものであって、Pグライコプロテインを過剰発現することを特徴とするもの)のうち、MDR現象に関連した臨床的に興味のある細胞毒性を有する薬剤に耐性を有するヒト結腸癌細胞株で保持されている。
腫瘍細胞に対する抗増殖効果(公知の抗腫瘍剤と組み合わせて処理)
HT29及びHT29/Mitモデルにおいて、本発明による例2の化合物は、準毒性領域で準活性濃度(1μM未満)において、トポテカンの抗増殖活性を促進した。本発明による例2の化合物とトポテカンとの協調効果を、図1及び図2に示す。この実験は、HT29/Mit細胞株(ミトキサントロン及びトポテカンに耐性を有するもの)を、トポテカンと、0.5μMの例2の化合物(この濃度では、これ自体では細胞成長を阻害しない)とで72時間共処理して行い、トポテカンの活性をかなり促進することが見出された(トポテカンのIC50が20μMよりも大きい値から4μMとなった)。
Kernによる組み合わせ指標(Combination Index)を算出した(In vitro実験の2.2項参照)図2に示すように、トポテカンと、0.5μMの例2の化合物とを組み合わせた場合、明確な協調効果が見られる。このグラフにおいて、トポテカンと、0.5μMの例2の化合物とを組み合わせたさらなる実験を追加した。他の腫瘍細胞株であるHCT116細胞株において、例2の化合物は、準毒性領域で準活性濃度のシスプラチンとで、有意な協調効果を示した。また、LoVo細胞株において、例2の化合物と、タキソール、及びイリノテカンの活性代謝物であるSN38との間で、協調効果が観察された。SN38との協調的相互作用は、MDR表現型を示すLoVo/Dxにおいて、より顕著である。例2の化合物と、ドキソルビシン又はタキソールとの間においても、協調的相互作用が観察された。
例2の化合物は、HT29細胞株において、高いレベルのアポトーシスを誘導する。
腫瘍細胞の転移及び浸潤に対する阻害効果
24時間インキュベーション後の例2の化合物は、濃度依存的にH460の走化性を大幅に阻害した:阻害効果は、2.2μMにおいて51%であり、5.7μMにおいて、92%であった。さらに、例2の化合物は、マトリゲルアッセイにより評価したH460の化学浸潤(chemoinvasion)を非常に強力に阻害し、2.2μM及び5.7μMにおいて、それぞれ92%及び100%であった。
(In Vivoにおける検討)
1.1 HT29/Mitヒト結腸癌細胞異種移植片の抗腫瘍活性モデル
メスの無胸腺スイスヌードマウス(8〜10週齢)(Charles River(Calco、イタリア)社製)を実験に使用した。この動物を、一定の温度と湿度に保持し、自由に飲食し得るようにした。この実験プロトコールは、ミラノのIstituto Nazionale Tumoriの動物実験に関する倫理委員会に承認されたものである。
HT29細胞及び/又はHT29/Mit細胞を移植した上述の無胸腺マウスモデルを用いて、本発明における化合物の抗腫瘍の有効性を検討した。この後者の種類は、トポテカン処理に強度に耐性を有するものである。この腫瘍細胞を、in vitroで培養した10個の細胞を皮下注により、in vivoに移植した。両側の皮下の腫瘍を有する5匹のマウスをランダム化したグループを、この実験に使用した。
トポテカン及びその他の公知の抗腫瘍剤(蒸留水又は適当な溶媒に溶解したもの)、及び本発明の化合物(Cremophor ELと、エタノールと、生理食塩水とを5:5:90で混合したもの、又は適当な溶媒に溶解した)を、検討すべき化合物の種類に応じた適当な様式で選択した処理スキームに従って、単独又は組み合わせて、3日目から経口的に投与した。
コントロールに対して比較した処置マウスにおける腫瘍の重量(又は容量)は、時間(X軸)に対してY軸に表記する。
1.2 H460ヒト非小型肺ガン細胞異種移植片の抗腫瘍活性及び抗転移活性モデル
上述のように、メスの無胸腺スイスヌードマウス(8〜10週齢)(Charles River(Calco、イタリア)社製)を実験に使用した。
ascitisとして成長に適合させ、i.p.パッセージ(5×10細胞/マウスの0.5mLPBS液)によりin vivoで保持したヌードマウスに、H460細胞を、腹腔内で注射した(非特許文献19)。詳しくは、ドナーであるマウスから接種後約7日目において、細胞を回収した。洗浄後、トリパンブルー排除能により、細胞数及び細胞のバイアビリティーを同定した。斯かる手法により、皮下注射又は静脈内注射に容易に適した単一の細胞懸濁液が得られる。
本発明の化合物及び/又はトポテカンの初代の腫瘍の成長及び自然発生的な肺転移に対する影響を、右の横腹に筋肉内注射でH460の腹水における腫瘍細胞(2×10/マウス)を接種したマウスにおいて検討した。各コントロール及び薬剤処置した群には、9〜11匹のマウスが含まれる。筋肉内注射した腫瘍の成長を、腫瘍の寸法として、ノギスで2週間置きに測定した。1日目から8週間の間、経口的に薬剤処理を行った。トポテカンを1mg/kgで投与し、本発明の化合物を30mg/kgで投与した;組み合わせ群において、本発明の化合物を、トポテカン処置のおよそ1時間後に投与した。コントロールのマウスは、薬物処置とともに、溶媒で経口的に処理した。
コントロールのマウスに対する薬物処理したマウスにおける薬物処理中及び薬物処理後の腫瘍の重量の阻害効果を、腫瘍の重量の阻害率(%)(TWI%)=100−(処理群の腫瘍の重量の平均値/コントロール群の腫瘍の重量の平均値×100)として薬物の有効性を算定した。コントロールのマウスが死亡に至る前に発生する処理マウスにおける種々の死亡で示される致死毒性か、Xを処理期間後の日数を示すものとして100−(X日における体重/1日目における体重×100)で示される体重の損失率のいずれかとして、腫瘍を有するマウスにおいて薬物耐性を算定した。
63日目において、腫瘍を有するマウスを頸椎脱臼により屠殺し、その肺を取り出し、重さを計測した。肺胞を2つのガラススライドとの間に載置し、転移性結節(metastatic nodule)を光学顕微鏡下でカウントした(非特許文献20)。自然発生的な肺転移がコントロール群のマウスの100%で生じた。2つの独立した観察者、つまり実験群を気づかない群と、観測者との間の再現性が95%以上とすることにより、転移の解釈を行った。Image Analysis Systemソフトウェア(Delta System社製(ローマ、イタリア))で得たデジタル画像の組織学的解析により、これらの領域の転移特性を確認した。
1.3 結果
抗腫瘍活性(HT29/Mit異種移植片モデル)
in vivo実験における結果を図3に示す。
図3のデータによると、トポテカンで経口投与で毎日3回投与で4日にわたって処理したHT29/Mit異種移植片モデルでは、腫瘍の成長の阻害が低いことが分かる(約30〜40%)。例2の化合物もまた、腫瘍の成長を制御する点で、それ自体それほど効果的ではない(30mg/kgの経口投与)。しかしながら、例2の化合物及びトポテカンの投与を組み合わせると、統計学的に実質的に有意な腫瘍の成長阻害が起こり(約75%)、これは、薬物処理を停止した後においても継続していた。
抗腫瘍活性及び抗転移活性(H460異種移植片モデル)
in vivo実験の結果を表2(訳者註:この「表2」は、原文に記載の「Table2」に即して訳出したものであるが、これは、下記の表4に対応する記載であって、上記Table1についての言及と同趣旨である。)に示す。
トポテカン(1mg/kg経口投与)及び例2の化合物(30mg/kg経口投与)の両者は、H460初代腫瘍に対して、明確で統計学的に有意な抗腫瘍活性を示し得る(腫瘍の成長阻害は、それぞれ57%及び58%)。これら両者の薬物を組み合わせると、処理56日目において、腫瘍の成長阻害が74%に達し、これは、統計学的に有意なものである。非常に興味深いことに、観察された肺の転移数は、トポテカン及び例2の化合物を組み合わせて処理した群において、減少した。これらの薬物を組み合わせると、転移の数に関してより高い有意的な阻害(81%)が生じた。処理群の動物において毒性は観察されなかった。
印及び**印は、それぞれ、コントロールに対するスチューデントTテストによる危険率Pが、P<0.01及びP<0.001であることを示す。
印、印、印は、それぞれ、コントロール、トポテカン処理マウス、及び例2の化合物で処理したマウスに対するマン−ホイットニーUテストによる危険率Pが、P<0.001、P<0.05及びP<0.005であることを示す。
印は、得られたTWI(腫瘍重量阻害)の最大値を示す。
印は、死滅した細胞の10を底とするログ値(Log10細胞死滅数;LCK)を示す。
印は、種々のコントロールマウスが死亡する前に起こった処理群のマウスにおける種々の死亡数を示す。
HT29/Mit耐性細胞をトポテカンと例2の化合物とで共処理(72時間)した結果であって、■は、トポテカン(IC50>20μM)を示し、●は、トポテカン+0.5μMの例2の化合物(IC50が4μm)を示す。 HT29/Mit耐性細胞をトポテカンと例2の化合物とで共処理(72時間)した結果(相乗作用をKernの方法に従って示した)であって、■は、トポテカン+0.5μMの例2の化合物(88%)を示し、●は、トポテカン+0.5μMの例2の化合物(104%)を示す。 異種移植片のマウスモデルであるHT29/Mitにおけるトポテカンと例2の化合物とを組み合わせた活性であって、×は、コントロールを示し、●は、トポテカン(15mg/Kg)の経口投与群を示し、▲は、例2の化合物(30mg/kg)の経口投与群を示し、■は、トポテカン+例2の化合物の投与群を示す。

Claims (17)

  1. 下記式(I)の化合物

    の、抗腫瘍剤に対する耐性を処理するのに有用な薬剤の調製における使用であって、
    Xは、−CH−、又は−N−から選択され;
    Aは、以下の基

    又は

    から選択され、Rは、アルコキシ基又はヒドロキシアルコキシ基であり、
    R’は、水酸基、アルコキシ基、ヒドロキシアルコキシ基又はハロゲンであり、
    及びRは、それぞれ独立に、水素、ハロゲン及びアルコキシ基から選択され;
    及びRは、それぞれ独立に、水素若しくはアルキル基、又はRとRとが互いに結合して窒素原子を有する複素6乃至8員環を形成したものから選択されるものであって、該環は、1つ以上のアルキル基で任意に置換され;
    は、水素、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシアルキル基、カルボキシアルキル基、アミノアルキル基、任意で置換されたアリル基若しくはアリルアルキル基、任意で置換された複素環基若しくは複素環アルキル基、又はRとRとが窒素原子とともに結合して、N、O及びSから選択された2以上のヘテロ原子を有する任意で置換された複素5乃至8員環を形成した基から選択され;
    及びRは、独立に、水素及びアルキル基から選択される;
    ことを特徴とする化合物の使用。
  2. Rは、OMe及びOEtから選択されることを特徴とする請求項1に記載の使用。
  3. R’は、OH、OMe、OEt、OiPr、OCHCHOH、Cl及びBrから選択されることを特徴とする請求項1又は2に記載の使用。
  4. 及びRは、Cl、Br、OMe及びHから選択されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の使用。
  5. 及びRは、メチル基、ゲム−ジメチル基、カルボキシアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ベンジル基及びオキサジアゾリルアルキル基から選択された1つ以上の置換基で任意に置換されたピペリジン環を共に形成することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の使用。
  6. 及びRは、任意でCl、OH又はOMeで置換されたMe又はフェニル基から選択された置換基で任意に置換されたピペリジン環を共に形成することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の使用。
  7. 前記式(I)の化合物は、(2Z,4E) N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−ピペリジン−4−イル)5−(5,6−ジクロロ−1H−インドール−2−イル)−2−メトキシ−ペンタ−2,4−ジエナミド、4−(5,6−ジクロロ−1H−インドール−2−イル)−3−エトキシ−N−(2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−イル)−ベンザミド、4−(5,6−ジクロロ−1H−ベンジミダゾール−2イル)−3−エトキシ−N−(2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−イル)−ベンザミド、4−(5,6−ジクロロ−1H−インドール−2−イル)−3−エトキシ−N−ピペリジン−4−イル−ベンザミド、4−(5,6−ジクロロ−1H−インドール−2−イル)−3−エトキシ−N−(1−メチル−ピペリジン−4−イル)−ベンザミド、4−(5,6−ジクロロ−1H−インドール−2−イル)−3−メトキシ−N−メチル−N−(2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−イル)−ベンザミドから選択されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の使用。
  8. 既に耐性を獲得した前記腫瘍は、消化器系、泌尿器系、中枢神経系、胸若しくは骨の腫瘍又はメラノーマであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の使用。
  9. 1つ以上の抗腫瘍剤で既に処理され、又は処理中の腫瘍の処置におけることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の使用。
  10. 前記抗腫瘍剤の活性を促進することを特徴とする請求項9に記載の使用。
  11. 抗転移剤として、及び放射線療法における放射線感受剤としての、請求項10に記載の使用。
  12. 前記抗腫瘍剤は、アントラサイクリン類、カンプトテシン類、白金化合物及びタキサン類から選択されることを特徴とする請求項10に記載の使用。
  13. 抗腫瘍剤とともに請求項1に記載の式(I)の化合物を有することを特徴とする製剤組成物。
  14. 前記抗腫瘍剤は、アントラサイクリン類、カンプトテシン類、白金化合物及びタキサン類から選択されることを特徴とする請求項13に記載の製剤組成物。
  15. 注射可能溶液、注入用溶液、吸入用溶液、懸濁液、エマルジョン、シロップ、エリキシール、点滴、座剤、可能なコーティングを施した錠剤、硬若しくは軟カプセル、マイクロカプセル、顆粒又は分散可能粉末の形態であることを特徴とする請求項13又は14に記載の製剤組成物。
  16. 1mg以上1000mg以下の前記式(I)の化合物を有する投与単位の形態であることを特徴とする請求項13乃至15のいずれか一項に記載の製剤組成物。
  17. 0.1mg以上1000mg以下の前記抗腫瘍剤を有する投与単位の形態であることを特徴とする請求項13乃至16のいずれか一項に記載の製剤組成物。
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