JP2010155863A - メイタンシノイドと細胞結合剤との細胞傷害性コンジュゲート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】次式:メイタンシノイド-S-S-CR1R2-(CH2)n-CO2-X〔式中、R1およびR2は、それぞれ独立して、H、または、線状もしくは分枝状のアルキルであり、nは1〜5であり、かつXは、活性エステルの一部分である。〕で表される、反応性メイタンシノイド誘導体。
【選択図】図1
Description
(a) 単純なカルボン酸とのC-3エステル(米国特許第4,248,870号; 同第4,265,814号; 同第4,308,268号; 同第4,308,269号; 同第4,309,428号; 同第4,317,821号; 同第4,322,348号;および同第4,331,598号)、および
(b) N-メチル-L-アラニンの誘導体とのC-3エステル(米国特許第4,137,230号; 同第4,260,608号; 同第5,208,020号; およびChem. Pharm. Bull. 12:3441 (1984))。
(1) 1個以上のメイタンシノイド分子と細胞結合剤とを含む細胞傷害性コンジュゲートを製造する方法であって、反応性エステルを含有する1個以上のメイタンシノイド分子を細胞結合剤と反応させる単一のステップから本質的になる、上記方法。
(a) N-メチル-N-(3-メルカプトプロパノイル)-L-アラニンと4-メルカプトペンタン酸トリメチルシリルエチル(9)とを組み合わせて混合ジスルフィド化合物を形成するステップと、
(b) メイタンシノールをステップ(a)の生成物にカップリングさせてメイタンシノイドエステル10を生成させるステップと、
(c) 該メイタンシノイドエステル10を脱保護するステップと
を含む、上記方法。
DM1-S-CR1R2-(CH2)n-CO2-X (11)
〔式中、
DM1は、
R1およびR2は、それぞれ独立して、H、CH3、C2H5、線状高級アルキルまたは分枝状高級アルキルであり、
nは1〜5であり、かつ
Xは、活性エステルの一部分であり、N-スクシンイミジル、N-スルホスクシンイミジル、N-フタルイミジル、N-スルホフタルイミジル、2-ニトロフェニル、4-ニトロフェニル、2,4-ジニトロフェニル、3-スルホニル-4-ニトロフェニルまたは3-カルボキシ-4-ニトロフェニルの形をとることができる。〕
で構成されている、上記メイタンシノイド。
(1) C-19-デクロロ(米国特許第4,256,746号)(アンサマイトシンP2のLAH還元により調製される)、
(2) C-20-ヒドロキシ(またはC-20-デメチル)+/-C-19-デクロロ(米国特許第4,361,650号および同第4,307,016号)(StreptomycesもしくはActinomycesを用いて脱メチル化によりまたはLAHを用いて脱塩素化により調製される)、
(3) C-20-デメトキシ、C-20-アシルオキシ(-OCOR)、+/-デクロロ(米国特許第4,294,757号)(塩化アシルを用いてアシル化により調製される)。
(1) C-9-SH(米国特許第4,424,219号)(メイタンシノールとH2SまたはP2S5との反応により調製される)、
(2) C-14-アルコキシメチル(デメトキシ/CH2OR)(米国特許第4,331,598号)、
(3) C-14-ヒドロキシメチルまたはアシルオキシメチル(CH2OHまたはCH2OAc)(米国特許第4,450,254号)(Nocardiaから調製される)、
(4) C-15-ヒドロキシ/アシルオキシ(米国特許第4,364,866号)(Streptomycesによるメイタンシノールの変換により調製される)、
(5) C-15-メトキシ(米国特許第4,313,946号および同第4,315,929号)(Trewia nudifloraから単離される)、
(6) C-18-N-デメチル(米国特許第4,362,663号および同第4,322,348号)(Streptomycesによるメイタンシノールの脱メチル化により調製される)、
(7) 4,5-デオキシ(米国特許第4,371,533号)(メイタンシノールの三塩化チタン/LAH還元により調製される)。
本発明の代表的な細胞傷害性コンジュゲートは、抗体/メイタンシノイド、抗体フラグメント/メイタンシノイド、表皮増殖因子(EGF)/メイタンシノイド、メラニン細胞刺激ホルモン(MSH)/メイタンシノイド、甲状腺刺激ホルモン(TSH)/メイタンシノイド、エストロゲン/メイタンシノイド、エストロゲン類似体/メイタンシノイド、アンドロゲン/メイタンシノイドおよびアンドロゲン類似体/メイタンシノイドである。
より具体的には、反応性基をもつジスルフィド部分を有してなるモル過剰のメイタンシノイドと共に水性緩衝液に抗体を加えた溶液をインキュベートすることが可能である。過剰のアミン(たとえば、エタノールアミン、タウリンなど)を添加することにより、反応混合物の反応を停止させることができる。次に、メイタンシノイド-抗体コンジュゲートをゲル濾過により精製することが可能である。
本発明に開示されている、反応性基をもつジスルフィド部分を有してなる新規なメイタンシノイドは、式11
DM1-S-S-CR1R2-(CH2)n-CO2-X (11)
〔式中、R1およびR2は、それぞれ独立して、H、CH3、C2H5、線状または分枝状の高級アルキルであり、
nは1〜5であり、かつ
Xは、活性エステルの一部分であり、N-スクシンイミジル、N-スルホスクシンイミジル、N-フタルイミジル、N-スルホフタルイミジル、2-ニトロフェニル、4-ニトロフェニル、2,4-ジニトロフェニル、3-スルホニル-4-ニトロフェニル、または3-カルボキシ-4-ニトロフェニルの形をとることができる。〕
で表される化合物である。
スキーム4aおよび4bには、DM1(1)からメイタンシノイド誘導体を製造する新規な方法が開示されている。このメイタンシノイド誘導体6は、正式にはN2'-デアセチル-N2'-[3-(3-カルボキシ-1-メチル-プロピルジチオ)-1-オキソプロピル]-メイタンシンと命名され、次式で表される。
DM1-S-S-CR1R2-(CH2)n-COOH (6)
R1=H、R2=CH3、n=2
治療剤としての本発明の化合物の有効性は、適切な細胞結合剤の注意深い選択に依存する。細胞結合剤は、現在知られているかまたは知られるようになる任意の種類の細胞結合剤であってよく、ペプチドおよび非ペプチドを包含する。一般的には、これらは、抗体(特に、モノクロナール抗体)、リンホカイン、ホルモン、増殖因子、ビタミン、栄養素輸送分子(たとえば、トランスフェリン)、または他の任意の細胞結合分子もしくは物質でありうる。
ポリクロナール抗体;
モノクロナール抗体;
抗体のフラグメント、たとえば、Fab、Fab'、およびF(ab')2、Fv(Parham, J. Immunol. 131:2895-2902 (1983); Spring et al. J. Immunol. 113:470-478 (1974); Nisonoff et al. Arch. Biochem. Biophys. 89:230-244 (1960));
インターフェロン(たとえば、α、β、γ);
リンホカイン、たとえば、IL-2、IL-3、IL-4、IL-6;
ホルモン、たとえば、インスリン、TRH(甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン)、MSH(メラニン細胞刺激ホルモン)、アンドロゲンやエストロゲンのようなステロイドホルモン;
増殖因子およびコロニー刺激因子、たとえば、EGF、TGF-α、FGF、VEGF、G-CSF、M-CSFおよびGM-CSF(Burgess, Immunology Today 5:155-158 (1984));
トランスフェリン(O'Keefe et al. J. Biol. Chem. 260:932-937 (1985));ならびに
ビタミン、たとえば、葉酸塩。
メイタンシノイド2を用いる細胞傷害性コンジュゲートの調製
20%の最終DMA濃度を与えるジメチルアセトアミド(DMA)に加えられた6倍モル過剰のメイタンシノイド2と共に、pH6.5の水性緩衝液(50mMリン酸カリウム、50mM塩化ナトリウム、2mMエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩)にhuN901抗体(2.5mg/mL)を加えた溶液をインキュベートした。周囲温度で反応を13時間進行させた。反応混合物を2つの部分に分けた。一方の部分は、Sephadex G25ゲル濾過カラムに通して精製し、第2の部分は、Sephacryl S300ゲル濾過カラムに通して精製した。いずれの場合においても、モノメリック(monomeric)コンジュゲートを含有する画分をプールした。280および252nMにおける抗体成分およびDM1成分の既知の吸光係数(huN901の吸光係数:ε280nm=217,560 M-1cm-1およびε252nm=80,062 M-1cm-1;DM1の吸光係数ε280nm=5,700 M-1cm-1およびε252nM=26,790 M-1cm-1)を用いて分光光度法によりコンジュゲートの濃度を決定した。
メイタンシノイド3aを用いる細胞傷害性コンジュゲートの調製
20%の最終DMA濃度を与えるジメチルアセトアミド(DMA)に加えられた12倍モル過剰のメイタンシノイド3aと共に、pH6.5の水性緩衝液(50mMリン酸カリウム、50mM塩化ナトリウム、2mMエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩)にhuN901抗体(2.5mg/mL)を加えた溶液をインキュベートした。周囲温度で反応を11時間進行させた。反応混合物を2つの部分に分けた。一方の部分は、Sephadex G25ゲル濾過カラムに通して精製し、第2の部分は、Sephacryl S300ゲル濾過カラムに通して精製した。いずれの場合においても、モノメリックコンジュゲートを含有する画分をプールした。280および252nMにおける抗体成分およびDM1成分の既知の吸光係数(huN901の吸光係数:ε280nm=217,560 M-1cm-1およびε252nm=80062 M-1cm-1;DM1の吸光係数ε280nm=5700 M-1cm-1およびε252nM=26790 M-1cm-1)を用いて分光光度法によりコンジュゲートの濃度を決定した。
反応性N-スクシンイミジルエステルをもつメイタンシノイド誘導体(2)の合成
すべての反応をアルゴン雰囲気下で行った。試薬はすべて、Aldrich Chemical Co., New Jerseyから購入したものであった。Bruker 400 MHz装置により核磁気共鳴(1H NMR)スペクトルを取得し、Bruker Daltonics Esquire 3000装置によりエレクトロスプレーイオン化を用いて質量スペクトルを取得した。
反応性N-スクシンイミジルエステルをもつメイタンシノイド誘導体(2)を合成する別の方法
4-(2-ピリジルジチオ)-ペンタン酸(SPP、化合物7)のN-スクシンイミジルエステルの調製: 4-(2-ピリジルジチオ)-ペンタン酸(5、30g、123mmol)を塩化メチレン(525mL)に加えた溶液を、N-ヒドロキシスクシンイミド(14.3g、124mmol)および1-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]-3-エチルカルボジイミド.HCl(31.8g、165mmol)で処理した。室温で内容物を2時間攪拌し、その後、750mLの酢酸エチルを添加した。0.5%の酢酸水溶液(350mL)で溶液を3回洗浄し、さらに150mLの飽和塩化ナトリウム水溶液で1回洗浄した。無水硫酸ナトリウムを用いて有機層を脱水し、濾過し、そしてロータリーエバポレーションにより真空下で溶媒を除去した。残渣を最小量の酢酸エチルに溶解させ、1:1ヘキサン:酢酸エチルを用いてスラリー充填された6.25×20cmシリカカラムに供給した。1:1ヘキサン:酢酸エチルでカラムから溶出させた。生成物を含有する画分を合わせ、ロータリーエバポレーションにより溶媒を除去した。得られた油状物(31g)を加温した最小量の試薬等級エタノールに溶解させ、磁気攪拌しながら350mLのエチルエーテルを添加し続いて100mLのヘキサンを添加した。得られた沈殿物を真空濾過により回収し、30℃の真空オーブン中で12時間乾燥させることにより、18.7gのSPP(7)を白色固体(18.7g、収率45%)として得た。1H NMR (CDCL3) δ1.39 (d, 3 H), 2.0 (t, 3H), 2.56-3.4 (m, 7 H), 6.8-7.2 (m, 1 H), 7.6-7.8 (m, 2H), 8.4-8.6 (d, 1H)。元素分析:計算値: %C 49.4; %H 4.70; %N 8.20; %S 18.80、実測値: %C 49.3 %H 4.68, %N 8.18, %S 18.94。
反応性N-スルホスクシンイミジルエステルをもつメイタンシノイド誘導体(3a)の合成
N 2' -デアセチル-N 2' -[3-(3-カルボキシ-1-メチル-プロピルジチオ)-1-オキソプロピル]-メイタンシンのN-スルホスクシンイミジルエステル(L-DM1-TPAスルホスクシンイミジルエステル、化合物3a)の調製: L-DM1-TPA(化合物6、2mg 0.002mmol)をジメチルアセトアミド(0.25mL)に溶解させ、これにN-ヒドロキシスルホスクシンイミドナトリウム塩(1.0mg、0.0046mmol)およびジシクロヘキシルカルボジイミド(1.0mg、0.0048mmol)を添加した。3時間後、0.5mLのジイソプロピルアルコールを添加し、得られた沈殿物を濾過により除去した。濾液のHPLC分析(Vydac C-18カラム、10×250 C18カラム、30℃、流速4.75mL/分、50mMギ酸トリエチルアンモニウムpH3.8緩衝液を用いて、メタノールの直線濃度勾配(30分かけて30%から90%へ)を加えた)を行ったところ、2つの主要なピークが得られた。一方は22分溶出の未反応L-DM1-TPAに対するピークであり、他方は19分溶出のL-DM1-TPAスルホスクシンイミジルエステルに対するピークである。19分で溶出する化合物を単離して質量分析により調べたところ、3aの二ナトリウム化分子イオン(M++2Na)、m/e 1091.4に一致する予想されたピークを有する化合物であることが判明した。1091.4イオンのさらなるフラグメント化により、予測可能な娘イオン、m/e 1073.4(M++2Na-H2O)、874.4(M++2Na-ナトリウム化N-ヒドロキシスルホスクシンイミド)が生成された。
反応性N-スルホスクシンイミジルエステルをもつメイタンシノイド誘導体(3a)を合成する別の方法
DM1(1)をsulfoSPP(4-(2-ピリジルジチオ)-ペンタン酸のN-スルホスクシンイミジルエステル、化合物8)のナトリウム塩と反応させることにより、メイタンシノイド3aを直接調製することもできる。sulfoSPPのナトリウム塩(8a)は、SPP(7)に対して記載した方法により、EDC.HClの存在下でPPA(5)をN-ヒドロキシスルホスクシンイミドのナトリウム塩とカップリングさせることにより調製することができる(先の実施例2aを参照されたい)。ジメチルアセトアミドおよび2mM EDTAを含有するpH6のリン酸カリウム緩衝液中、周囲温度で、DM1を20倍モル過剰の8aと反応させると、メイタンシノイド3aが得られ、実施例3aに記載されているように、これをHPLCにより精製することができる。
メイタンシノイド誘導体(6)を合成する別の方法
図5に概略が示されるように、メイタンシノールからメイタンシノイド6を直接調製することもできる。化合物9は、PPA(5)の(2-トリメチルシリル)エチルエステルとN-メチル-N-(3-メルカプト-1-オキソプロピル)-L-アラニンとのジスルフィド交換により調製される。シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィーにより生成物を精製することができる。既に記載されているように(米国特許第5,208,020号)、ジクロロメタン中、DCC(7.2当量)およびジメチルアミノピリジン(DMAP)または塩化亜鉛(1当量)の存在下で、メイタンシノールを6当量の化合物9でエステル化すると、メイタンシノイド10が得られ、シリカゲルクロマトグラフィーまたはHPLCのような標準的な化学的手段により、これを精製することができる。テトラヒドロフラン中、室温で、化合物10を5当量のテトラブチルアンモニウムフルオリドで30分間処理すると、(トリメチルシリル)エチル保護基の開裂が起こり、化合物6が生成される。実施例2aに記載されているように、これをHPLCにより精製することができる。
in vitro効力に関するhuN901-DM1コンジュゲートの評価
この新しいワンステップ法により調製されたhuN901-DM1コンジュゲートの抗原発現細胞に対するin vitro細胞傷害性を、次のように評価した。huN901(NCAM/CD56)に対する抗原を構成的に発現するA431細胞のクローンをこのアッセイで使用した。10%ウシ胎仔血清およびペニシリン+ストレプトマイシンを添加した2mlのDMEM培地中、2×103細胞/ウェルの密度で、6ウェル組織培養処理プレートに細胞をプレーティングした。プレーティング時にhuN901-DM1コンジュゲートまたは対照huN901抗体をウェルに添加し、組織培養インキュベーター中、37℃、6% CO2で、培養物を5〜7日間インキュベートし、25細胞/コロニー以上のコロニーを形成させた。次に、PBSでプレートを洗浄してから、PBS中の10%ホルムアルデヒド/0.2%(w/v)クリスタルバイオレットを用いて30分間かけて室温で固定/染色した。ウェルを水で3回すすぎ、空気乾燥させ、そして解剖用低倍率顕微鏡下でコロニーを数えた。薬物処理されたウェル中のコロニー数/未処理のウェル中のコロニー数として生存率を計算した。
Claims (4)
- 次式:
メイタンシノイド-S-S-CR1R2-(CH2)n-CO2-X
〔式中、
R1およびR2は、それぞれ独立して、H、または、線状もしくは分枝状のアルキルであり、
nは1〜5であり、かつ
Xは、活性エステルの一部分である。〕
で表される、反応性メイタンシノイド誘導体。 - R1がHであり、R2がメチルである、請求項1に記載の反応性メイタンシノイド誘導体。
- XがN-スクシンイミジル、N-スルホスクシンイミジル、N-フタルイミジル、N-スルホフタルイミジル、2-ニトロフェニル、4-ニトロフェニル、2,4-ジニトロフェニル、3-スルホニル-4-ニトロフェニルまたは3-カルボキシ-4-ニトロフェニルである、請求項1または2に記載の反応性メイタンシノイド誘導体。
- XがN-スクシンイミジルまたはN-スルホスクシンイミジルである、請求項3に記載の反応性メイタンシノイド誘導体。
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