JP2010506844A - Pth受容体モジュレーターとしてのペグ化pthおよびその使用 - Google Patents

Pth受容体モジュレーターとしてのペグ化pthおよびその使用 Download PDF

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Abstract

哺乳動物における骨粗鬆症を含む骨量減少疾患の処置および予防のための薬理学的組成物および方法が、提供される。

Description

本特許出願は、2006年10月13日に出願された米国仮特許出願第60/829,383号明細書の優先権を主張する。
(発明の分野)
本発明は、副甲状腺ホルモン受容体(PTHE)モジュレーター化合物ならびにそれらの作製方法および使用方法に関する。
骨粗鬆症のような骨変性疾患は、高齢者の人々の大部分において発生する。骨粗鬆症は、骨折の主要な危険性を示す疾患の異種グループ、および健康管理制度上の大きな負担を含む。数十億ドルが、毎年、骨粗鬆症の処置のための医療的ケアに費やされている。臨床的に、骨粗鬆症は、減少した骨量、減少した骨ミネラル濃度(BMD)および骨ミネラル量(BMC)、ならびに減少した骨強度および骨折の増大した危険性を生じる骨構築の損失によって特徴付けられる。
カルシトニン、ビスホスフォネート、エストロゲン、およびSERMを含む多くの再吸収阻害薬は、さらなる骨損失を防止するが、これらは、いったん失われた骨を再構築しない。骨粗鬆症の処置のために最初にFDAによって認可された同化骨構築剤は、商標名FORTEO(登録商標)(Eli Lilly and Company、インディアナポリス、IN)の下で市販されているテリパラチドとしてもまた公知であるヒトPTH(1−34)である。PTHまたはPTH(1−34)は、(1)アデニル酸シクラーゼおよびプロテインキナーゼA、ならびに(2)ホスホリパーゼCおよびプロテインキナーゼCを介して2つの細胞内シグナル伝達経路の受容体媒介活性化によってその効果を与えると考えられている。PTH(1−34)は、骨折の危険性の高い骨粗鬆症患者において、骨量を構築し、骨構築を修復し、脊椎および非脊椎骨折の危険性を減少する(非特許文献1)。ペプチド生成物として、PTH(1−34)は、皮下注射を毎日必要とする。特許文献1は、PTH(1−34)より大きい高カルシウム血症反応を引き起こすビヒクルを含むPTH/PTHrPモジュレーターの非常に大きな属を開示している。
国際公開第WO2004/060386号パンフレット
R.Neer,NEJM,344:1434,2001年
好ましくは、現在のPTH(1−34)治療と同等、またはそれに満たない高カルシウム血症作用を維持しながら、かつ、PTH(1−34)より少ない頻度の投与を必要とする、増大した骨ミネラル量(BMC)および/または骨強度に反映されるような骨構築の効果を示す新規の治療用PTHアナログの必要性が存在する。本発明の化合物は、これらの必要性を満たし、関連した利点を提供する。
本発明のペグ化化合物は、
a)Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Met His Asn Leu Gly Arg His Leu Ala Ser Met Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg
Figure 2010506844
Leu Leu Gln Asp Val His Asn Phe−NH(配列番号1)
b)Pro Val Ser Glu Ile Gln Leu Nle His Gln Arg Gly Arg His Leu Ala Ser Nle Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg
Figure 2010506844
Leu Leu Gln Glu Val−NH(配列番号2)、
c)Pro Val Ser Glu Ile Gln Leu Met His Asn Leu Gly Arg His Leu Ala Ser Met Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg
Figure 2010506844
Leu Leu Gln Asp Val His Asn Phe−NH(配列番号3)、
d)Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Nle His Asn Leu Gly Arg His Leu Ala Ser Nle Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg
Figure 2010506844
Leu Leu Gln Asp Val His Asn Phe−NH(配列番号4)、および
e)Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Nle His Gln Arg Gly Arg His Leu Ala Ser Nle Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg
Figure 2010506844
Leu Leu Gln Glu Val His Gln Phe−NH(配列番号5)[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]からなる群より選択される配列を有する化合物、またはその医薬的に許容できる塩である。
好ましい実施形態において、本発明は、
Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Met His Asn Leu Gly Arg His Leu Ala Ser Met Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg
Figure 2010506844
Leu Leu Gln Asp Val His Asn Phe−NH(配列番号1)[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の配列を有する化合物、またはその医薬的に許容できる塩を提供する。
別の好ましい実施形態において、本発明は、
Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Nle His Asn Leu Gly Arg His Leu Ala Ser Nle Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg
Figure 2010506844
Leu Leu Gln Asp Val His Asn Phe−NH(配列番号4)[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の配列を有する化合物、またはその医薬的に許容できる塩を提供する。
一実施形態において、本発明は、
Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Xaa His Asn Leu Gly Arg His Leu Ala Ser Xaa18 Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg
Figure 2010506844
Leu Leu Gln Asp Val His Asn Phe−NH(配列番号6)[配列中、XaaおよびXaa18はMetであるか、またはXaaおよびXaa18はNleであり、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の配列を有する化合物、またはその医薬的に許容できる塩を提供する。
一実施形態において、本発明は、
a)Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Met His Asn Leu Gly Arg His Leu Ala Ser Met Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg Lys Leu Leu Gln Asp Val His Asn Phe(配列番号8)、
b)Pro Val Ser Glu Ile Gln Leu Nle His Gln Arg Gly Arg His Leu Ala Ser Nle Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg Lys Leu Leu Gln Glu Val(配列番号9)、
c)Pro Val Ser Glu Ile Gln Leu Met His Asn Leu Gly Arg His Leu Ala Ser Met Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg Lys Leu Leu Gln Asp Val His Asn Phe(配列番号10)、
d)Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Nle His Asn Leu Gly Arg His Leu Ala Ser Nle Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg Lys Leu Leu Gln Asp Val His Asn Phe(配列番号11)および
e)Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Nle His Gln Arg Gly Arg His Leu Ala Ser Nle Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg Lys Leu Leu Gln Glu Val His Gln Phe(配列番号12)からなる群より選択される配列を有する中間体、またはそのC末端アミドを提供する。
本発明は、哺乳動物における骨形成を誘発する方法を提供し、この方法は、このような処置を必要とする哺乳動物に、有効量の配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を投与することを含む。
本発明は、新生骨形成ならびに/または骨量および骨の生体力学的強度の増加が哺乳動物において有益であり、骨粗鬆症、骨減少症、骨折、脊椎固定術、骨インプラント、関節インプラント、歯科インプラント、および歯周病を含む疾患または状態を処置する方法を提供し、この方法は、そのような処置を必要とする哺乳動物に、有効量の配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を投与することを含む。
本発明は、患者における骨粗鬆症または骨減少症を処置する方法を提供し、この方法は、そのような処置を必要とする患者に、有効量の配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を投与することを含む。
本発明は、哺乳動物における骨粗鬆症または骨減少症を予防する方法もまた提供し、この方法は、そのような予防を必要する哺乳動物に、有効量の配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を投与することを含む。
本発明は、患者における骨折を処置する方法を提供し、この方法は、そのような処置を必要とする患者に、有効量の配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を投与することを含む。
一実施形態において、本発明は、配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を、医薬的に許容できる担体、希釈剤、または賦形剤と組み合わせて含んでなる薬理学的処方物を提供する。
一実施形態において、本発明は、治療において使用するための配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を提供する。
一実施形態において、本発明は、哺乳動物、好ましくはヒトにおける骨形成の誘発に使用するための配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を提供する。
一実施形態において、本発明は、新生骨形成ならびに/または骨量および骨の生体力学的強度の増加が、哺乳動物、好ましくはヒトにおいて有益であり、骨粗鬆症、骨減少症、骨折治療、脊椎固定術、骨インプラント、関節インプラント、歯科インプラント、および歯周病を含む疾患または状態を処置する際に使用するための配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を提供する。
一実施形態において、本発明は、哺乳動物、好ましくはヒトにおける骨粗鬆症を処置する際に使用するための配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を提供する。
一実施形態において、本発明は、哺乳動物、好ましくはヒトにおける骨粗鬆症を予防する際に使用するための配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を提供する。
一実施形態において、本発明は、哺乳動物、好ましくはヒトにおける骨折を処置する際に使用するための配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を提供する。
本発明は、骨形成の誘発によって改善または予防することができる疾患または状態を処置するための医薬の製造のための配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩の使用を提供する。
本発明は、新生骨形成ならびに/または骨量および骨の生体力学的強度の増加が哺乳動物、好ましくはヒトにおいて有益であり、骨粗鬆症、骨減少症、骨折治療、脊椎固定術、骨インプラント、関節インプラント、歯科インプラント、および歯周病を含む状態を処置するための医薬の製造のための配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩の使用を提供する。
本発明はまた、哺乳動物、好ましくはヒトにおける骨粗鬆症を処置するための医薬の製造のための配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩の使用を提供する。
本発明はまた、哺乳動物、好ましくはヒトにおける骨粗鬆症または骨減少症を予防するための医薬の製造のための配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩の使用を提供する。
本発明はまた、哺乳動物、好ましくはヒトにおける骨折を処置する際に使用するための医薬の製造のための配列番号1、2、3、4、5もしくは6[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは約2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物、またはその医薬的に許容できる塩の使用を提供する。
(発明の詳細な説明)
骨形成は、胎児生育期および生後の成長期、ならびに成人期にも、正常な骨の再形成の一部としてゆっくりとした速度で、あるいは損傷または異常な骨量の損失に反応して急速な速度のいずれかで生じる。骨形成は、骨芽細胞の前駆細胞増殖、前駆細胞からの骨芽細胞分化、および骨芽細胞によって生成された基質の鉱化を含む多くのプロセスに関与する。用語「骨形成を誘発する」または「新骨形成を誘発する」とは、(例えば、本明細書中の実施例4Bの方法を用いて測定されるような骨ミネラル量(「BMC」)および/または骨の生体力学的強度の増加によって示されるような)骨量の純増加を意味するととられる。
本明細書中で使用される場合、用語「有効量」とは、所望の薬理学的効果を達成するために必要な本発明の化合物の用量である。
用語「インビトロ活性」とは、例えば、細胞に基づいたアッセイにおいてPTH受容体を活性化するための能力を含む1つまたは複数の適切なインビトロアッセイにおける本発明の化合物の活性をいう。活性は、選択したアッセイにおいて最大活性の50%を生じる化合物の有効濃度を示す「EC50」として表すことができる。任意の適切なインビトロアッセイを、増加した環状AMP(cAMP)レベルを生じるアデニル酸シクラーゼの活性化を含むPTH受容体の結合および活性化を試験するために使用することができる(本明細書中の実施例3を参照のこと)。本発明の化合物は、細胞内cAMPの増加を誘発する種々のアゴニスト活性を有する。
その代表的な形態において、mPEG(モノメトキシポリエチレングリコール)は、式CHO−(CHCHO)−CHCH−OH(式中、nは約8〜約4000である)を有する末端ヒドロキシル基を含む直鎖状ポリマーである。本発明において使用されるmPEGは、1,500〜5,500ダルトン、より好ましくは約2,000〜5,000ダルトン、より好ましくは約2,000〜2,300ダルトン、さらにより好ましくは約2,000ダルトンの平均分子量を有する。商業的に利用可能なmPEG試薬(例えば、NOF SUNBRIGHT(登録商標)ME−020AS)は、一般に、ある程度の多分散性を有し、「n」は、おおよそガウス分布の範囲にわたって、好ましくは狭い範囲にわたって変化する。末端水素は、一般に、アルキルまたは芳香族基のような末端基で置換してもよい。mPEG分子において、末端水素はメトキシ基で置換されてもよいが、末端水素は直鎖状または分枝状の種々の長さの炭素鎖(例えば、10以下の炭素鎖)で置換されてもよいことが企図され、それらもさらに本発明の範囲内である。
配列番号8−12に示されるような配列を有する化合物を、本発明のペグ化化合物の合成における中間体として使用してもよい。好ましくは、配列番号8−12に示されるような配列を有する化合物は、その化合物のカルボキシ末端でアミド化されている。
用語「リンカー」、「リンカー部分」および「スペーサー」は、本明細書中において必要に応じて、ポリマーセグメントおよびペプチドの末端のような相互に連結する部分を連結するために使用される原子または原子の収集をいうととられる。リンカー部分は、ペプチド上の相互反応部位に対して共有結合を可能にするための反応部分を含むポリマー全体の一部である。
用語「結合した」(または置き換え可能として「結合したペプチド」)は、本明細書中において、PEG分子へのペプチドの共有結合によって形成された異種の分子を示すととられる。
用語「共有結合」とは、ペプチドおよびポリエチレングリコール分子が、互いに直接的に共有して結合するか、あるいはリンカー、リンカー部分またはスペーサーのような介在部分(単数または複数)を介して互いに間接的に共有して結合するかのいずれかを意味する。
本発明のペグ化化合物は、任意の多くの無機酸および有機酸あるいは無機塩基および有機塩基と反応して、医薬的に許容できる塩を形成することができる。好ましい医薬的に許容できる塩は、酢酸、クエン酸および塩酸を用いて形成されたものである。特に好ましいのは、配列番号1、2、3、4もしくは5の[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトン、好ましくは約2000〜5000ダルトン、より好ましくは2000ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の化合物の酢酸塩である。本発明の化合物の医薬的に許容できる塩の調製方法は、当業者に周知である(Stahlら,「Handbook of Pharmaceutical Salts:Properties,Selection and Use」,VCHA/Wiley−VCH(2002);およびBergeら,Journal of Pharmaceutical Sciences,66:1−19,1977を参照のこと)。
骨粗鬆症のような骨変性疾患は、減少した骨量、減少したBMD、ならびに減少した骨強度および骨折の増大した危険性の原因となる骨構築の損失によって特徴付けられる。本発明のペグ化化合物は、骨折の危険性の高い骨粗鬆症の患者において、骨量を増大し、骨の生体力学的強度を増加させ、骨構築を修復し、脊椎および非脊椎の骨折の危険性を減少させることができる。従って、本発明のペグ化化合物は、骨粗鬆症のような骨変性疾患を処置または予防するための骨構築剤として有用である。さらに、本発明のペグ化化合物は、骨折治療を向上させ、骨インプラント、関節インプラントまたは歯科インプラントの部位における骨成長を刺激するか、あるいは歯周病を処置するための骨構築剤として有用である。
適切な患者としては、新骨形成、骨量の増加、および/または骨の生体力学的強度の増加が有用であり、骨量の損失状態または骨の外傷(例えば、骨折)を患っている男性、女性および子供が挙げられる。例えば、本発明の化合物を、骨形成を誘発ならびに/または骨量および骨の強度を増大させるための手段として投与することができ、それによって、骨粗鬆症または骨減少症を患っている患者(例えば、加齢に関連する骨粗鬆症、ステロイド誘発による骨粗鬆症、閉経後骨粗鬆症、特発性骨粗鬆症、および原発性骨粗鬆症または続発性骨粗鬆症)を含む、脊椎および非脊椎の骨折の危険性のある患者においてそのような骨折の危険性を減少させることができる。非脊椎部位としては、例えば、臀部、前腕、上腕、脛骨、橈骨、足首、肋骨、足、骨盤、および大腿骨が挙げられる。
本発明のペグ化化合物は、例えば、事故またはスポーツでの損傷に起因して、例えば、骨折の原因となる外傷を被った患者、あるいは、臀部、前腕、上腕、脛骨、橈骨、足首、肋骨、足、骨盤、および大腿骨を含む低骨量に関連する脆弱性骨折を被った患者において、脊椎および/または非脊椎骨折治癒を向上または促進するために患者に投与することもできる。
(化合物合成)
本発明の化合物を、配列番号1を有する化合物の合成を例示した以下のスキームに記載したようにして調製できる。
Figure 2010506844
Fmoc−Ser−Val−Ser−Glu−Ile−Gln−Leu−Met−His−Asn−Leu−Gly−Arg−His−Leu−Ala−Ser−Met−Glu−Arg−Val−Glu−Trp−Leu−Arg−Lys−Leu−Leu−Gln−Asp−Val−His−Asn−Phe(配列番号7)−Rinkアミド樹脂(側鎖保護基:LysおよびTrpについてBoc;ArgについてPbf;Ser、AspおよびGluについてtBU;Gln、HisおよびAsnについてTrt)
Figure 2010506844
Fmoc−Ser−Val−Ser−Glu−Ile−Gln−Leu−Met−His−Asn−Leu−Gly−Arg−His−Leu−Ala−Ser−Met−Glu−Arg−Val−Glu−Trp−Leu−Arg−Lys−Leu−Leu−Gln−Asp−Val−His−Asn−Phe−NH(配列番号7)
Figure 2010506844
Ser−Val−Ser−Glu−Ile−Gln−Leu−Met−His−Asn−Leu−Gly−Arg−His−Leu−Ala−Ser−Met−Glu−Arg−Val−Glu−Trp−Leu−Arg
Figure 2010506844
Leu−Leu−Gln−Asp−Val−His−Asn−Phe−NH(配列番号1)
本発明の化合物のペプチド鎖は、標準的な手動または自動固相合成法を用いて合成することができる。自動ペプチド合成は、例えば、Applied Biosystems(フォスターシティー、CA)およびProtein Technologies Inc.(トゥーソン、AZ)から商業的に利用可能である。固相合成のための試薬は、市販の供給源から容易に利用可能である。固相合成機を、干渉する基をブロックし、反応、結合、脱保護の間、アミノ酸を保護し、未反応のアミノ酸をキャップするために、製造者の指示書に従って使用することができる。
通常、樹脂に結合されて増えるペプチド鎖上のNα−カルバモイル保護アミノ酸およびN−末端アミノ酸は、ジイソプロピル−カルボジイミド(DIC)および1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)のような結合剤の存在下で、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドンまたは塩化メチレンのような不活性溶媒において室温で結合される。Nα−カルバモイル保護基は、トリフルオロ酢酸(TFA)またはピペリジンのような試薬を用いて得られたペプチド樹脂から除去され、結合反応は、ペプチド鎖に付与すべき次の所望のNα−保護アミノ酸を用いて繰り返される。適切なアミン保護基は、当業者に周知であり、例えば、GreenおよびWuts,「Protecting Groups in Organic Synthesis」,John Wiley and Sons,1991に記載されている。最も一般的に使用される例としては、tBocおよびフルオレニルメトキシカルボニル(Fmoc)が挙げられる。合成完了後、ペプチドは、酸性条件下で標準的な処理方法を用いて、同時の側鎖脱保護で固相支持体から開裂される。
当業者は、本発明の化合物のペプチド鎖が、C−末端遊離酸またはカルボキサミドのいずれかで合成され得ることを理解するであろう。合成に使用した誘導体化ポリスチレン樹脂の種類により、開裂後のC−末端部分が決定される。多くのリンカーが、当業者に周知であり、慣用的に使用されている。C−末端アミドペプチドの合成のために、樹脂に組み込まれたRinkアミドMBHAまたはRinkアミドAMリンカーが、Fmoc合成で典型的に使用されるが、MBHA樹脂は、一般的に、tBoc合成で使用される。C−末端酸性ペプチドの生成のために、2−クロロトリチルまたはWang樹脂が、Fmoc合成のために典型的に使用されるが、tBoc合成は、一般的に、PAM樹脂を使用する。最初のアミノ酸を樹脂に負荷する方法は、当業者に周知である。
粗ペプチドは、典型的に、0.05%〜0.1%TFAにおいて水−アセトニトリルグラジエントを用いてC8またはC18カラム上で逆相高速液体クロマトグラフィー(rp−HPLC)を用いて精製される。純度は、分析用rp−HPLCによって確認することができる。ペプチドの識別は、質量分析によって確認することができる。ペプチドは、広範囲のpHにわたる水性緩衝液中で可溶化し得る。
ペプチドへのmPEGの結合は、良く特徴付けられた化学合成反応(Robertsら,Adv.Drug Deliv.Rev.54:459−476(2002)およびVeronese,F.M.,Biomaterials22:405−417(2001)を参照のこと)を用いて、または製造業者の提案書に従って実施され得る。この方法は、反応を完了させるためにペプチドに対して一モル過剰のポリマーを使用することが好ましい。過剰のmPEG試薬は、rp−HPLCのような従来の分離方法によって結合したペプチド産物から分離される。
本発明のペグ化化合物を調製する際に使用される結合化学は、例えば、NHS(N−ヒドロキシスクシンイミド)エステルのような活性化したmPEG−カルボキシレートと、ペプチド上のアミノ基との間のアミド結合形成である。mPEGとペプチドとの間のリンカーは、CO−CH2(カルボキシメチル)である。本発明のペプチド配列は、入ってくるmPEG−NHSエステルとの選択反応を可能にするために単一のLys側鎖を含むように設計される。一般に、これはまた、後で除去されるFmocまたはトリフルオロアセチルのような保護基を用いるアミノ末端の誘導体化が関与する。あるいは、アミノ末端は保護されていないままであり、Lys側鎖の部分的な選択的アシル化を、最適pHおよび溶媒条件下で行ってもよい(米国特許第5,646,242号明細書を参照のこと)。アミド結合は、好ましくは、20〜60分間、室温で、pH9〜10の水性混合物中において、mPEG−NHSエステル誘導体および単一のLys(または他のアミン含有アミノ酸)を含むN−末端Fmoc保護ペプチドを用いて実施される。結合後、所望の結合したペプチドは回収され、rp−HPLCのような従来の分離法によって精製される。
(組成物)
本発明のペグ化化合物は、被験体、特にヒトへの投与に適切な薬理学的組成物に組み込まれてもよい。本発明のペグ化化合物は、単独であるいは医薬的に許容できる担体、希釈剤、および/または賦形剤と組み合わせて投与されてもよい。特に、本発明のペグ化化合物は、0.9%NaCl、3mg/mlマンニトール、pH5における20mM NaHPOのビヒクルで投与されてもよい。投与のための組成物は、選択された投与様式に適するように設計され、医薬的に許容できる希釈剤、担体、および/または賦形剤(例えば、分散剤、緩衝剤、界面活性剤、防腐剤、可溶化剤、等張剤、安定剤など)が、必要に応じて使用される。例えば、Remington,The Science and Practice of Pharmacy,第19版,Gennaro,Ed.,Mack Publishing Co.,Easton,PA1995(これは、一般に、実施者に公知である処方技術の概要を提供する)に記載されるように、上記組成物は従来技術に従って設計される。
本発明のペグ化化合物を含む組成物は、静脈内投与、腹腔内投与、皮下投与、肺投与、経皮投与、筋肉内投与、鼻腔内投与、口腔内投与、舌下投与、または坐薬投与を含む標準的な投与技術を用いて、本明細書中に記載されるような病状の危険性があるか、またはそのような病状を示している被験体に投与されてもよい。
本発明のペグ化化合物の投与経路は、非経口、経口、吸入、または経皮送達であってもよい。好ましくは、本発明のペグ化化合物は、非経口投与に適切な薬理学的組成物に組み込まれ得る。本明細書中で使用される場合、非経口という用語は、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与、直腸投与、膣内投与、または腹腔内投与を含む。静脈注射または腹腔内注射または皮下注射による末梢系全身送達が好ましい。
本発明のペグ化化合物は、吸入器具を用いて投与され、本発明の化合物を含む治療目的用のエアロゾルとして投与されてもよい。エアロゾルおよびその合成方法は、当該分野において開示されている。
本発明のペグ化化合物は、定期的に、例えば、1日に1回または1週間に1回投与されてもよい。あるいは、本発明のペグ化化合物は、例えば、2週間、または3週間ごとに投与されてもよい。あるいは、本発明の化合物は、周期的に(例えば、数日間または数週間定期的に、その後、一定の期間投与せずに)投与されてもよい。好ましくは、本発明のペグ化化合物は、3ヶ月から3年にわたる期間、1週間に1回投与される。
典型的に、組成物は、滅菌され、製造条件下において安定でなければならず、かつ、例えば、密閉されたバイアル瓶またはシリンジを含む、与えられた容器に保存しなければならない。従って、組成物は処方物を作製した後、滅菌濾過されるか、あるいは、微生物学的に許容可能な状態に作製し得る。非経口投与に関して、本発明の化合物の典型的な用量範囲は、1週間につき約1μg〜1週間につき約10mgである。好ましくは、ヒトの用量は、1週間につき5μg〜1週間につき約1000μgの範囲である。より好ましくは、用量は、1週間につき1回で10μg、15μg、20μg、25μg、30μg、35μg、40μg、45μg、50μg、55μg、60μg、65μg、70μg、75μg、80μg、85μg、90μg、95μg、または100μg、150μg、200μg、250μg、300μg、500μg、750μg、または1000μgを投与することを含む、1週間につき10μg〜1週間につき1000μgの範囲である。これらの用量範囲は、1週間単位で説明しているが、他の時間間隔を使用してもよいことが企図される。
これらの提案した化合物の量は、多くの治療法の裁量に従うものとする。適切な用量を選択する際、および計画する際の主要な要因は、得られた臨床結果である。この文脈において考慮するための要因としては、処置される特定の疾患、処置される特定の哺乳動物、個々の患者の臨床状態、疾患の原因、化合物の送達部位、投与方法、投与計画、および医師に公知の他の要因が挙げられる。
本発明の治療剤は、保存のために凍結または凍結乾燥されてもよく、使用前に適切な滅菌担体で再構成されてもよい。凍結乾燥および再構成は、化合物の活性喪失をいろいろな度合いで変化させる原因となり得る。用量は、それを補填するために調節しなければならない。一般に、4と8との間のpH調整が好ましい。
本発明の化合物は、単独で、または他の薬剤(例えば、カルシトニン、ビスホスフォネート、SERM(例えば、ラロキシフェン)、ホルモン補充療法(HRT)、カルシウム、ビタミンD1、ビタミンD2、ビタミンD3、ビタミンD4およびエストロゲンを含む骨吸収抑制剤)と組み合わせて投与されてもよい。本発明の化合物は、別の薬剤と同時投与されてもよい。あるいは、本発明の化合物は、別の薬剤と連続して投与されてもよい(例えば、本発明の化合物は、1週間〜1年間単独で投与され、続いて、本発明の化合物と一緒に、または本発明の化合物を含まないかのいずれかで、別の薬剤を投与する)。
(製造品)
本発明の別の実施形態において、上述の疾患または状態の処置または予防のための有用な物質を含む製造品が提供される。製造品は容器およびラベルを含む。適切な容器としては、例えば、ボトル、バイアル瓶、注射器、ペン、吸入器、パッチおよび試験管が挙げられる。容器は、ガラス、金属またはプラスチックのような種々の材料から形成されてもよい。容器は、疾患または状態を予防または処置するために効果的な本発明の組成物を保持し、滅菌接続部分を有してもよい(例えば、容器は、皮下注射針によって貫通可能なストッパーを有する静脈注射用溶液のバッグまたはバイアル瓶であってもよい)。容器内の活性剤は、本発明の組成物である。容器上または容器に関連したラベルは、組成物が、選択した状態を処置するのに使用されることを示す。製造品は、さらに、リン酸緩衝生理食塩水、リンガー溶液およびデキストロース溶液のような医薬的に許容できる緩衝液を含む第2の容器を含んでもよい。さらに、他の緩衝液、希釈剤、フィルター、針、注射器、および使用説明書を有する添付文書を含む、商業的および使用者の観点から望ましい他の材料を含んでもよい。
以下の実施例は例示の目的のためだけに提供され、いかなる方法でも本発明の範囲を限定するものではない。
(実施例1:ペプチド合成)
ペプチド合成を、Rapp AM RAM Fmoc−アミドポリスチレン樹脂(Rapp Polymere Tubingen、独国)(置換0.6〜0.7mmol/g)で実施する。合成は、Fmoc主鎖保護基ストラテジーを用いて実施する。さらに、芳香族、酸、塩基または高極性である任意のアミノ酸側鎖が反応しやすい。それらはまた、望まない分枝鎖が形成されるのを防ぐために保護されなければならない。この方法において、4つの主要なグループ:LysおよびTrpについてtBoc(三級ブチルオキシカルボニル);ArgについてPbf(2,2,4,6,7−ペンタメチルジヒドロベンゾフラン−5−スルホニル基);Ser、Asp、およびGluについてtBu(三級ブチル基);Gln、His、およびAsnについてTrt(トリフェニルメチル基)が存在する。アミノ酸側鎖誘導体は、Arg(Pbf)、Asn(Trt)、Asp(OtBu)、Cys(Trt)、Gln(Trt)、Glu(OtBu)、His(Trt)、Lys(Boc)、Ser(OtBu)、Trp(Boc)を使用する。結合は、ジメチルホルムアミド(DMF)中のジイソプロピルカルボジイミド(DIC)およびヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)(1:1:1のモル比)で活性化した約10当量のアミノ酸を用いて実施する。1位のアミノ酸のFmoc保護基は、リジン側鎖の選択的結合を可能にするために所定の位置のままである(以下の実施例2を参照のこと)。
同時に起きる樹脂からの開裂および側鎖保護基除去を、室温で1.5〜2時間、トリフルオロ酢酸:トリイソプロピルシラン:メタノール:アニソール90:5:2.5:2.5を含む溶液において実施する。Rinkアミド樹脂からのペプチドの開裂により、ペプチドのC−末端カルボキサミド形態が生成される。ペプチドはジエチルエーテルで沈殿し、30−40mLの10%アセトニトリルにおいて再び溶解され、A=0.05%TFA/水およびB=0.05%TFA/アセトニトリルを用いた直線ABグラジエントにより、12−15mL/分の流速でC18逆相HPLCカラムを用いて精製される。使用したカラムは、Waters SymmetryPrep 7μm、19×300mmまたはKromasil 10μm、22×250mmのいずれかである。ペプチド純度および分子量は、単一の四重極MS検出器を備えるAgilent 1100 Series LC−MSシステムで確認される。分析用HPLC分離を、15分にわたって、60:40のCHCN:HO中でA=0.05%TFA/HOおよびB=0.05%TFAを用いた10〜100%Bの直線ABグラジエントにより、流速1ml/分で、Zorbax Eclipse XDB−C8、5ミクロン、4.6mmi.d×15cmカラムを用いて行う。全てのペプチドを95%より高い純度まで精製し、1amu以内の計算値に相当する分子量を有することを確認する。
(実施例2:ペプチド結合)
所定の位置でN−末端Fmoc基で結合されたペプチドを、1mLの水/アセトニトリル50/50(36.8mg、4272.9g/mol、0.0086mmol)に溶解する。1.5〜2倍のモル過剰のmPEG−2kDa NHSエステル(NOF Sunbright ME−020AS)を量りとる(39.7mg、2280平均分子量、0.017mmol)。ペプチド溶液を、2mLの40mMホウ酸ナトリウム、pH9.8緩衝液および2mLのアセトニトリルで希釈し、次いで、mPEG溶液に加える。得られた混合物をボルテックスし、次いで、室温で攪拌する。反応混合物を、分析用逆相HPLCでモニターし(実施例1に記載の方法)、通常、20〜30分の反応時間後、(約14.5分で)ペプチドピークの完全な消失および(約15.7分で)ペプチド−PEG結合体に起因するピークの出現を示す。混合物をドライアイスで冷却し、2mLのピペリジンを加えて、N−末端Fmoc基を除去する。混合物を室温で30分間攪拌し、次いで、ドライアイスで冷却し、2mLの氷酢酸で中和する(最終pH=約6−7)。ここで、分析用HPLCから、約13.2分でピペリジン−フルオレン付加物に起因するピーク、および約14.25分で脱保護されたペプチド−mPEG結合体に起因するピークが存在すべきである。混合物を水で約40mLに希釈し、A=0.05% TFA/水およびB=0.05% TFA/アセトニトリルを用いた20分にわたる0〜30%B、続いて100分にわたる30〜80%Bの2段階直線ABグラジエントにより、12mL/分で、Waters SymmetryPrep 7μm、19×300mmまたはKromasil 10μm、22×250mmのいずれかを用いて精製する。
生成物を含む合成画分を凍結乾燥して、ペプチドのトリフルオロ酢酸塩形態を得る。続いて、生成物を、当該分野において公知の方法によって別の所望の塩形態に変換してもよい。精製したペプチドを、ペプチド配列に基づいて計算したモル吸光係数を用いて280nmでUV吸光度によって定量する。結合体の平均MWは、(平均PEG−NHS MW+Fmoc−ペプチドMW−Fmoc MW−NHS MW)=2280+4273−115−222=6216である。例えば、ここで、36.8mgの結合されていないペプチドを使用し、34.8mgのペグ化ペプチドを得ることができる。mPEG−NHSエステルを使用した本発明に記載した他のペプチドの結合も、実質的に上述のようにして実施する。
以下の実施例における全てのデータは、本発明のペプチド骨格の26位のLys残基でmPEG結合されるC−末端アミドペプチドで、トリフルオロ酢酸塩である本発明の化合物を使用する(例えば、配列番号1−5を参照のこと)。
(実施例3:cAMP誘導のインビトロアッセイ)
SaOS−2骨肉腫細胞を、スティミュレーションバッファー(stimulation buffer)[1M HEPES/10% BSA/250μM IBMX(3−イソブチル−1−メチルキサンチン、MP Biomedicals)/HBSS]中に5×10細胞/mLで再懸濁する。20μL/ウェルの細胞懸濁液を、96ウェルブラックハーフエリアアッセイプレート(Costar)のウェルごとに加えて、1×10細胞/ウェルを得る。次いで、20μLの希釈した試験化合物(例えば、本発明のPTHアナログ、n=2)を、細胞にすぐに加える。試験化合物を1/2log希釈として調製し、3μM〜0.1nMの滴定範囲にわたってアッセイする。プレートを室温で1時間インキュベートする。別の96ウェルアッセイプレートもまた、標準曲線としてcAMPを含むように調製する。cAMP標準を、400〜0.0012pmoles/ウェル(40μL/ウェル)(n=6)の滴定範囲にわたってスティミュレーションバッファー(stimulation buffer)中で1/2log希釈として調製する。1時間のインキュベーション工程後、製造業者の指示書に従って、cAMPを、HTRF(登録商標)(homogeneous time resolved fluorescence)cAMPダイナミック2キット(Cisbio)を用いてアッセイする。
以下の化合物を実質的に上述のようにして試験すると、以下の表に示したように、それらは、cAMP産物を誘導することが見出される。これらのデータは、当該化合物が、PTHとは異なるやり方でPTH受容体(PTHR1)を活性化する強い能力を有することを示す。
表1
Figure 2010506844
(実施例4:結合化合物のインビボでの評価)
A.若い成体の骨量減少性の卵巣切除したラット
約3ヶ月齢の雌のSprague−Dawleyラットを、偽コントロールを除いて卵巣切除して、自由に食物(0.5%Caおよび0.4%Pを含むTD89222、Teklad、マディソン、WI)および水に接近できる状態で22℃にて12時間明暗サイクルを維持する。卵巣切除した(Ovx)ラットを、25日間、骨を損失させ、次いで、重さを量り、処置群に無作為に分ける。処置は、1ヶ月間、0.9%NaCl、3mg/mlマンニトール、pH5における20mM NaHPOのビヒクル中の(以下の表2に示すように)種々の用量で、本発明の化合物のを皮下注射して行う。ラットに、3日または4日ごと(ヒトでおおよそ1週間に1度の投与に相当)、化合物を注射する。偽およびOvxコントロールを、ビヒクルのみで処置する(「偽ビヒクルコントロール」および「ovxビヒクルコントロール」)。血清を、解剖時(最後の注射後約24時間目)に、イソフルラン麻酔の下で最後の注射後約24時間目に心穿刺によって収集し、臨床化学分析装置(日立917、東京、日本)を用いて解析する。
解剖時に左大腿骨を除去し、軟組織を洗浄し、4℃で50%エタノール/生理食塩水に保存する。室温で、50%EtOH/生理食塩水中の大腿骨をパラフィルムで包み、定量的コンピュータ断層撮影(QCT)(Research M,Stratec)のために構台の中心に置く。大腿骨遠位骨幹端の冠状断のスカウトスキャンを、3D解析の前に最初に2Dで生成する。以前に詳細に説明されているように(Satoら,JPET,272:1252−1259,1995)、骨ミネラル濃度(BMD、mg/ml単位のヒドロキシアパタイト)、骨ミネラル量(BMC、mg単位のヒドロキシアパタイト)、および断面積(mm)を含む、QCTパラメータを測定する。
高カルシウム血症は、臨床化学データおよび心穿刺から収集した血清を用いて、使用する動物の種類ごとに正常な卵巣切除したビヒクルコントロールの上位97.5%の血清カルシウム値として本明細書中で定義する(International Federation of Clinical Chemistry,HE Solberg in Tietz Fundamentals of Clinical Chemistry,第5版,Burtis CAおよびAshwood ER,editors,2001,pp251−261)。97.5%を反映する値は、ovxビヒクルコントロールからの1dLの血清あたり11.2mgのカルシウムである。「高カルシウム血症用量」、すなわち、高カルシウム血症が臨床化学データおよび心穿刺から収集した血清を用いて試験化合物の注射後24時間後に観察される用量を、卵巣切除したラットへの化合物の投与後24時間に観察されるカルシウム血症用量応答に適合するように、回帰分析を用いて補間によって測定する。
卵巣切除は、ラットにおいて、7.5週間(3.5週の前処置段階プラス4週の処置段階)で、偽のビヒクルコントロールと比べBMDを有意に減少させる(Satoら,J.Med.Chem.42:1−24,1999)。本発明のペグ化化合物は、4週の処置段階の終わりまでに偽のビヒクルコントロールレベルまでBMDを戻すことができる。このアッセイのパラメータ内で試験した本発明の好ましいペグ化化合物に関して、偽のビヒクルコントロールレベル(「BMD用量」)までBMDを元に戻すのに必要とする用量は、高カルシウム血症用量より多くない。実質的に上述のようにして試験する場合、以下の表2に記載された化合物は、一定用量で処置した4週間後、偽のビヒクルコントロールレベルまでOvxラットのBMDを元に戻すことができるが、高カルシウム血症用量を誘発するには、その化合物を同様またはより高い用量必要とする。高カルシウム血症用量/BMD用量比に影響を与える要因としては、ペプチド骨格のアミノ酸配列およびPEGが結合するアミノ酸の位置を挙げることができるが、それらに限定されない。このアッセイのパラメータ内で試験した本発明の好ましい化合物は、以下の表2に示すように、約1.0と等しいか、またはそれより大きい高カルシウム血症用量/BMD用量比を有する。
表2
Figure 2010506844
アッセイパラメータ内で偽コントロールレベルまでBMDを戻すための用量(回帰直線に適合させて、補間によって測定した場合)
+アッセイパラメータ内で高カルシウム血症が、試験化合物の投与後、24時間目に観察される用量(回帰直線に適合させて、補間によって測定した場合)
**「>」は、記載した用量が、試験した最も高い用量であり、本明細書で定義した場合の高カルシウム血症には、その用量では到達しなかったことを示す。
B.高齢の骨量減少を示す卵巣切除したラット
この実施齢において、偽ビヒクルコントロールレベルに対するOvxラットの骨の生体力学的強度、BMDおよびBMCを増加させる本発明のペグ化化合物の能力を測定する。骨の生体力学的強度に対する化合物の効果は、BMDより臨床効果の面でより優れた予測因子であると期待される。脊椎のBMDは、脊椎骨折の発生率を減少させるための骨粗鬆症治療の臨床効果をわずかに予測する(Cummingsら,Am.Journal of Medicine,112:281−289,2002;Sarkarら,J.Bone&Mineral Research 17:1−20,2002)。PTH(1−34)は、脊椎骨折および非脊椎骨折の両方の危険性を減少させるため(Neerら,NEJM,344:1434−1441,2001)、腰椎および2箇所の非脊椎部位、すなわち、大腿骨骨幹中部および大腿骨頸部において骨の生体力学的強度を増加させるかどうかを実証するために、本発明の化合物の効果を解析する。
約6ヶ月齢の雌のSprague−Dawleyラットを、偽コントロールを除いて卵巣切除して、自由に食物(0.5%Caおよび0.4%Pを含むTD89222、Teklad、マディソン、WI)および水に接近できる状態で22℃にて12時間明暗サイクルを維持する。卵巣切除した(Ovx)ラットを、2ヶ月間、本発明の化合物で処置する前に、1ヶ月間、骨を損失させる。試験する化合物を、2ヶ月間、6日または7日ごとに0.9%NaCl、3mg/mlマンニトール、pH5における20mM NaHPOのビヒクル中で種々の用量(以下の表3に示すように)で皮下投与する。偽およびOvxコントロールを、ビヒクルのみで処置する(「偽ビヒクルコントロール」および「ovxビヒクルコントロール」)。次いで、血清を、解剖時にイソフルラン麻酔の下で心穿刺によって収集し、臨床化学分析装置を用いて解析する。腰椎L4−6および左大腿骨を除去し、軟組織を洗浄し、4℃で50%エタノール/生理食塩水に保存する。室温で、50%EtOH/生理食塩水中のL−5をパラフィルムで包み、QCT構台(Research M,Stratec)の中心に置く。L−5腰椎の冠状断スカウトスキャンを、3D解析の前に最初に2Dで生成する。BMD(mg/cc)、BMC(mg)および断面積(mm)を含む、QCTパラメータを測定する。次いで、腰椎L−5、大腿骨骨幹中部、および大腿近位部を、生体力学的試験をするために準備する。強度(N)を、以前に説明されているように(Satoら,Endocrinology,10:4330−4337,1997)、機能停止まで標本を負荷することにより評価する。
本発明のペグ化化合物を、3−5μg/kg/dのPTH(1−38)のポジティブコントロールと比較して、このアッセイにおいて評価する。PTH(1−34)およびPTH(1−38)は、骨量減少を示す卵巣切除したラットにおいて、骨格の効果またはカルシウム血症効果に関して区別できないことが見出される。5μg/kg/d(1nmol/kg/d)のPTH(1−34)を投与したラットが、ヒトにおけるPTH(1−34)(すなわち、FORTEO(商標))の約3倍の全身暴露を有することが以前に示されている(TashjianおよびChabner,J.Bone Miner Res,17:1151−1161,2002;TashjianおよびGagel,J.Bone Miner Res,21:354−365,2006)。PTH(1−34)5μg/kg/dはまた、高齢の骨量減少を示す卵巣切除したラットモデルにおいて、Ovx由来の脊椎のBMDを偽ビヒクルコントロールレベルまで戻すことが以前に示されている(Kishiら,Bone 22:515−522,1998;Kimmelら,Endocrinology 132:1577−1584,1993)。このことにより、3−5μg/kg/dの用量がこのモデルにおけるPTH(1−38)用に確証される。
卵巣切除は、高齢のラットにおいて3ヶ月間で、偽ビヒクルコントロールと比較して、BMD、BMCおよび骨強度を有意に減少させる。実質的に上述のようにして試験すると、以下の表3の化合物は、表3に記載した用量で8週間処置する場合、OvxラットのBMCを偽ビヒクルコントロールレベルまで戻す。さらに、実質的に上述のようにして試験した場合、表3に記載した化合物は、試験した脊椎、骨幹中部および大腿骨頸部の部位の1箇所、2箇所または3箇所においてOvxラットの骨の生体力学的強度を偽ビヒクルコントロールレベルまで元に戻す。
このアッセイのパラメータ内で試験した本発明の特定の好ましい化合物に関して、高カルシウム血症は、約110nmol/kgの試験した最大用量まで観察されない。このアッセイのパラメータ内で試験した本発明の好ましい化合物は、偽ビヒクルコントロールレベルまでBMDおよびBMCを元に戻すことができ、一方で、約1.0、2.0、3.0もしくは4.0と等しいか、またはそれらより大きい、あるいはさらにより好ましくは、約5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0またはそれら以上より大きい、高カルシウム血症用量/BMD用量比も有する。このアッセイのパラメータ内で試験した本発明の好ましい化合物は、偽ビヒクルコントロールレベルまでBMDおよびBMCを戻すことができ、一方で、脊椎、骨幹中部および大腿骨頸部の部位の1箇所、2箇所または3箇所において、偽ビヒクルコントロールレベルまで骨の生体力学的強度もまた、戻すことができる。さらにより好ましくは、このアッセイのパラメータ内で試験した本発明の化合物は、脊椎、骨幹中部および大腿骨頸部の部位の1箇所以上において、偽のビヒクルコントロールレベルまでBMCおよび骨の生体力学的強度を戻すことができ、一方で、約1.0、2.0、3.0もしくは4.0と等しいか、またはそれらより大きい、あるいはさらにより好ましくは、約5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0もしくはそれ以上と等しいか、またはそれらより大きい高カルシウム血症用量/BMD用量比も有する。
2kD mPEG(平均分子量)を含む配列番号4を有する化合物は、試験した最も高い用量で高カルシウム血症の非存在下で、脊椎、骨幹中部および大腿骨頸部の部位について11nmol/kgの用量で偽ビヒクルコントロールレベルの強度を達成する。従って、この化合物は、全ての3つの部位について10より大きい高カルシウム血症用量/生体力学的強度用量比を有する。同様に、2kD mPEGを含む配列番号1は、試験した最も高い用量で高カルシウム血症の非存在下で、11nmol/kgの用量によって脊椎および大腿骨頸部の強度を偽ビヒクルコントロールレベルまで戻し、従って、これらの2つの部位について、10より大きい高カルシウム血症用量/生体力学的用量比を有する。これらのデータは、本発明の化合物のペプチド骨格の配列およびその化合物のペプチド骨格に結合したmPEGのサイズが、その化合物による(BMD、BMCおよび強度測定によって示されるように)骨格への効果に寄与することを示す。
表3
Figure 2010506844
+高カルシウム血症が、このアッセイパラメータ内で試験化合物の投与後24時間の血清において観察される用量(回帰直線に適合させて、補間によって測定した場合)。「>」は、記載した用量が、試験した最も高い用量であり、本明細書で定義した場合の高カルシウム血症が、その用量で到達しなかったことを示す。
++偽レベルの脊椎骨ミネラル濃度(BMD)が、このアッセイパラメータ内で達成される用量
偽レベルの脊椎骨ミネラル量(BMC)が、このアッセイパラメータ内で達成される用量
**偽およびポジティブコントロール(3−5μg/kg/d PTH(1−38))に匹敵する脊椎強度が、達成される用量(アッセイコントロール内で)
^偽ビヒクルコントロールおよび3−5μg/kg/d PTH(1−38)のポジティブコントロールに匹敵する骨幹中部強度が、達成される用量
^^偽ビヒクルコントロールおよび3−5μg/kg/d PTH(1−34)のポジティブコントロールに匹敵する大腿骨頸部強度が、達成される用量。
以下の表4は、表3における値から導かれる興味のある比率を示す。本発明の好ましい化合物は、約1.0またはそれより大きい、より好ましくは3、5、6、7、8、9もしくは10と相当するか、またはそれより大きい、アッセイのパラメータ内で達成された高カルシウム血症用量/脊椎BMD用量比を有する。本発明の好ましい化合物は、約3.0またはそれより大きい、より好ましくは5、6、7、8、9もしくは10より大きい、アッセイのパラメータ内で達成された高カルシウム血症用量/脊椎BMC用量比を有する。本発明の好ましい化合物は、約1.0またはそれより大きい、より好ましくは3、5、6、7、8、9もしくは10またはそれらより大きい、アッセイのパラメータ内で達成された高カルシウム血症用量/脊椎強度用量比を有する。本発明の好ましい化合物は、約1.0またはそれより大きい、より好ましくは3、5、6、7、8、9もしくは10より大きい、アッセイのパラメータ内で達成された高カルシウム血症用量/骨幹中部強度用量比を有する。本発明の好ましい化合物は、約3.0またはそれより大きい、より好ましくは約5、6、7、8、9もしくは10、またはそれらより大きい、アッセイのパラメータ内で達成された高カルシウム血症用量/大腿骨頸部強度比を有する。
表4
Figure 2010506844
(実施例5)
結合mPEGが2kD mPEGである、配列番号1を有する本発明の化合物を、結合mPEGが5kD mPEGである、配列番号1を有する本発明の化合物と直接比較する。高齢の骨量減少を示す卵巣切除したラットに、8週間、ビヒクル単独、または2kDペグ化配列番号1の化合物、または5kDペグ化配列番号1の化合物を6日ごとに投与する(表5および6に示されるようにnmol/kg)前に、1ヶ月間、骨を損失させる。表5は、投与後24時間の平均血清カルシウム(mg/dL)値を示す。表6は平均BMD(mg/cc)を示す。
どちらかの化合物を投与された動物は、投与後24時間で正常な血清カルシウムレベルを有する。しかしながら、2kD mPEGを含む化合物は、血清カルシウムへの効果は小さいが、一方、5kD mPEGを含む化合物より、低い、同等、および高い用量でより優れたBMD骨格効果を示す。これらのデータは、2kDペグ化化合物が、骨格への効果において5kDペグ化化合物と同様であるが、より低い血清カルシウム効果を有することを示す。
表5 血清カルシウム(mg/dL)
Figure 2010506844
表6 脊椎BMD(mg/cc)
Figure 2010506844
(実施例6 高齢の骨量減少を示す卵巣切除したラットにおけるPTH(1−34))
6ヶ月齢の卵巣切除したSprague−Dawleyラットを、自由に食物(0.5%Caおよび0.4%Pを含むTD89222、Teklad、マディソン、WI)および水に接近できる状態で22℃にて12時間明暗サイクルを維持する。卵巣切除したラットを、3ヶ月間、rhPTH(1−34)で処置する前に、1ヶ月間、骨を損失させる。高齢の骨量減少を示す卵巣切除したそのラットに、12週間、0、10または30μg/kgのヒトPTH(1−34)を週に1回、皮下注射する。偽およびovxコントロールにビヒクルのみを注射する。解剖時に腰椎を切除し、マイクロ−CT(Stratec)によって解析し、次いで、生体力学的試験の準備をする。ニュートン(N)での強度を、機能停止まで脊椎骨標本を負荷することによって評価する。ovxビヒクルコントロールに対する有意性が、以下の表7のによって示される(Fishers PLSD、P<0.05)。モデルデータを以下の表7に提供する。
Ovxビヒクルコントロールと比較して、30ug/kg(7nmol/kg)までのPTH(1−34)は、骨量減少を示す卵巣切除したラットにおいて、処置の12週後に脊椎のBMDまたは脊椎の生体力学的強度に関して有意な効果を有さない。最後の投与後約24時間に測定すると、血清カルシウムは正常である。上述したデータと比較すると、本発明の化合物は、週に1回のPTH(1−34)に比べて優れた脊椎のBMDおよび脊椎の生体力学的強度を有する。
表7:PTH(1−34)の週1回投与の骨格への効果
Figure 2010506844
(実施例7 PTH受容体の内在化)
本発明の化合物についてのPTHR1(PTH受容体1)の内在化の動力学を、膜受容体へのリガンド結合により測定する。HEK293細胞に、PTHR−emGFPプラスミド(Invitrogen)をトランスフェクトする。
細胞を、ポリ−Dリジンでコーティングされた透明な底の黒の96ウェルプレートに7,000細胞/ウェル、100μL/ウェルで播種する。96ウェルプレートに播種してから24時間後、細胞に、試験すべき10μLの化合物を、0分〜3時間、時間をずらした点で100nMの最終濃度で投与する。培地を投与の最終時点で吸引する。細胞を、30分間、100μLのPrefer(Anatech、バトルクリーク、MI)で固定する。Preferは細胞から吸引し、細胞を、100μLの1XPBSで3回洗浄する。細胞を、30分間、100μLの希釈したHoechst核染色(1XPBSで希釈した)で染色する。Hoechst染色を吸引し、1XPBSと取り替える。プレートを、走査まで4℃で暗所に保存する。細胞を、Cellomics(登録商標)ArrayScanを用いて48時間以内に走査する。ビヒクルのみのコントロールのパーセント(ベースライン=100%)として記す、種々の時点からの代表的なデータを表8に示す。
表8
Figure 2010506844
これらのデータは、本発明の化合物が、ペプチド骨格の配列、ペグ化されているか否か、およびPEGのサイズに依存して、PTH(1−38)より顕著に異なる内在化動力学を有することを示す。ペグ化されていない分子が、26位にリジン残基が存在するという点を除いて、命名された配列の骨格を有していることは、留意すべきである。より遅い内在化の動力学は、リガンド−PTHR1受容体複合体が本発明の化合物を用いて形成すると、PTHR1受容体の内在化の速度が減少し、その結果、リガンド結合後、細胞においてシグナル伝達がより大きくなっていることを示している。このことは、週に1回のPTH投与で観察される 場合と比べ、週1回投与の2kD PEGを含む本発明の化合物の形態で観察される場合の方が骨格への効果が改良されていることへの説明の一部のようである。

Claims (34)

  1. Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Xaa His Asn Leu Gly Arg His Leu Ala Ser Xaa18 Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg
    Figure 2010506844
    Leu Leu Gln Asp Val His Asn Phe−NH(配列番号6)[配列中、XaaおよびXaa18はMetであるか、またはXaaおよびXaa18はNleであり、mPEGは、1500〜5500ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]の配列を有する化合物、またはその医薬的に許容できる塩。
  2. アミノ酸配列:Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Met His Asn Leu Gly Arg His Leu Ala Ser Met Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg
    Figure 2010506844
    Leu Leu Gln Asp Val His Asn Phe−NH(配列番号1)を有する請求項1に記載の化合物。
  3. アミノ酸配列:Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Nle His Asn Leu Gly Arg His Leu Ala Ser Nle Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg
    Figure 2010506844
    Leu Leu Gln Asp Val His Asn Phe−NH(配列番号4)を有する請求項1に記載の化合物。
  4. a)Pro Val Ser Glu Ile Gln Leu Nle His Gln Arg Gly Arg His Leu Ala Ser Nle Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg
    Figure 2010506844
    Leu Leu Gln Glu Val−NH(配列番号2);
    b)Pro Val Ser Glu Ile Gln Leu Met His Asn Leu Gly Arg His Leu Ala Ser Met Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg
    Figure 2010506844
    Leu Leu Gln Asp Val His Asn Phe−NH(配列番号3);および
    c)Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Nle His Gln Arg Gly Arg His Leu Ala Ser Nle Glu Arg Val Glu Trp Leu Arg
    Figure 2010506844
    Leu Leu Gln Glu Val His Gln Phe−NH(配列番号5)[配列中、mPEGは、1500〜5500ダルトンの平均分子量を有するモノメトキシ−ポリエチレングリコールである]からなる群より選択される化合物、またはその医薬的に許容できる塩。
  5. 配列番号8〜12からなる群より選択される配列を有する中間体。
  6. mPEGが、約2000〜5000ダルトンの平均分子量を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩。
  7. mPEGが、約2000ダルトンの平均分子量を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩。
  8. 医薬的に許容できる担体、希釈剤、または賦形剤と組み合わせて、請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を含んでなる組成物。
  9. mPEGが、約2000〜5000ダルトンの平均分子量を有する、請求項8に記載の組成物。
  10. mPEGが、約2000ダルトンの平均分子量を有する、請求項8に記載の組成物。
  11. 哺乳動物における骨形成を誘発する方法であって、該方法は、そのような処置を必要とする哺乳動物に、有効量の請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を投与することを含む、方法。
  12. 新生骨形成ならびに/または骨量および骨の生体力学的強度の増加が哺乳動物において有益であり、骨粗鬆症、骨減少症、骨折、脊椎固定術、骨インプラント、関節インプラント、歯科インプラント、および歯周病を含む疾患または状態を処置する方法であって、該方法は、そのような処置を必要とする哺乳動物に、有効量の請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を投与することを含む、方法。
  13. 患者における骨粗鬆症または骨減少症を処置する方法であって、該方法は、そのような処置を必要とする患者に、有効量の請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を投与することを含む、方法。
  14. 哺乳動物における骨粗鬆症または骨減少症を予防する方法であって、該方法は、そのような予防を必要する哺乳動物に、有効量の請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を投与することを含む、方法。
  15. 患者における骨折を処置する方法であって、該方法は、そのような処置を必要とする患者に、有効量の請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩を投与することを含む、方法。
  16. mPEGが約2000〜5000ダルトンの平均分子量を有する、請求項11〜15のいずれか1項に記載の方法。
  17. mPEGが約2000ダルトンの平均分子量を有する、請求項11〜15のいずれか1項に記載の方法。
  18. 治療に使用するための請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩。
  19. 哺乳動物における骨形成の誘発に使用するための請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩。
  20. 新生骨形成ならびに/または骨量および骨の生体力学的強度の増加が哺乳動物において有益であり、骨粗鬆症、骨減少症、骨折、脊椎固定術、骨インプラント、関節インプラント、歯科インプラント、および歯周病を含む、疾患または状態を処置するのに使用するための請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩。
  21. 哺乳動物における骨粗鬆症を処置する際に使用するための請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩。
  22. 哺乳動物における骨粗鬆症または骨減少症を予防するのに使用するための請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩。
  23. 哺乳動物における骨折を処置するのに使用するための請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩。
  24. mPEGが約2000〜5000ダルトンの平均分子量を有する、請求項18〜23のいずれかに記載の化合物。
  25. mPEGが約2000ダルトンの平均分子量を有する、請求項18〜23のいずれかに記載の化合物。
  26. 前記哺乳動物がヒトである、請求項18〜23のいずれかに記載の化合物。
  27. 骨形成の誘発によって改善または予防することができる疾患または状態を処置するための医薬の製造のための請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩の使用。
  28. 新生骨形成ならびに骨量および骨の生体力学的強度の増加が哺乳動物において有益であり、骨粗鬆症、骨減少症、骨折、脊椎固定術、骨インプラント、関節インプラント、歯科インプラント、および歯周病を含む状態を処置するための医薬を製造するための請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩の使用。
  29. 哺乳動物における骨粗鬆症または骨減少症を処置するための医薬を製造するための請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩の使用。
  30. 哺乳動物における骨粗鬆症または骨減少症を予防するための医薬を製造するための請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩の使用。
  31. 哺乳動物における骨折を処置するのに使用するための医薬を製造するための請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物、またはその医薬的に許容できる塩の使用。
  32. mPEGが約2000〜5000ダルトンの平均分子量を有する、請求項27〜31のいずれかに記載の使用。
  33. mPEGが約2000ダルトンの平均分子量を有する、請求項27〜31のいずれかに記載の使用。
  34. 前記哺乳動物がヒトである、請求項27〜31のいずれかに記載の使用。
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