JP2011506276A - 水溶解度の低い治療剤のナノ粒子 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の目的のために、「スクワレン構造」は、イソプレン単位から形成された直鎖の炭化水素をベースとする構造、より特にスクワレンのようなそのうちの6、を意味することを意図される。該構造の式は以下の通りである。
本発明の目的のために、水溶解度の低い治療用活性剤は、室温、即ち約25℃において測定されて純水に、100μg/ml未満、特に25μg/ml未満、特に20μg/ml未満、とりわけ15μg/ml未満、又は10μg/ml未満さえの、より特に5μg/ml未満の溶解度を有する化合物である。本発明の目的のために、純水は、中性に近いpH(pH5〜pH8)を有し、他の化合物、例えば有機塩又は鉱物塩を全く含まない水である。
以下の式を有するスクワレノイルインスリン:
前に述べたように、治療用活性物質とスクワレン構造の炭化水素をベースとする少なくとも1の分子との共有結合は、少なくとも1のスクワレノイル基で官能化された活性剤に、極性溶媒媒体において圧縮された形で組織化され、その結果ナノ粒子の形成をもたらす能力を与える性質を有する。
本発明に従う誘導体、即ち、スクワレン構造の炭化水素をベースとする化合物又はその類似体の少なくとも1の分子を、水溶解度の低い治療用活性剤の分子とまず結合させることにより形成される誘導体を、少なくとも1の有機溶媒、例えばアルコール例えばエタノールに、得られる混合物を撹拌しながら一般的には一滴ずつ、溶解させること、ここで、該誘導体の濃度は、得られる混合物を水性相に添加する間に該水性相中の懸濁物として該誘導体のナノ粒子の瞬間的な形成が得られるのに十分な濃度であること、及び
適切な場合には、該ナノ粒子を単離すること
を含むことを特徴とする該製造する方法である。
静脈注射又はかん流
生理食塩水又は精製水の溶液
吸入剤用の組成物
カプセル、糖衣錠及びカプセル特にビヒクルとして水を取り込んでいるもの、カルシウムホスフェート、糖例えばラクトース、デキストロース又はマンニトール、タルク、ステアリン酸、澱粉、炭酸水素ナトリウム及び/又はゼラチン。
アントラサイクリン類(antracyclins)、紡錘体毒(mitotic spindle poisons)、トポイソメラーゼ阻害剤、キナーゼ阻害剤又はメタロプロテアーゼ阻害剤)、コーチコイドタイプの抗炎症剤(例えば、デキサメタゾン)又は非コーチコイドタイプの抗炎症剤、又は免疫補助活性を有する分子(例えば、抗ガン活性を有する抗体)が挙げられ得る。ある種の化学療法において使用される温熱療法との組み合わせが想定され得る。本発明に従う誘導体は、外科療法及び/又はガンを治療するための放射線ともまた併用され得る。
ジクロロメタン(DCM)中の450mg(0.526mmol)のパクリタキセルが、室温においてDCMにあらかじめ溶解された1−エチル‐3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDCA,パクリタキセルに対して2.5モル当量)、ジメチルアミノピリジン(DMAP,パクリタキセルに対して0.5モル当量)、及びスクワレン酸(パクリタキセルに対して2モル当量)と反応される。1時間後、反応は完結し、pH5において水を使用して停止され、抽出は水性塩化ナトリウム(NaCl)溶液で行われる。次に水性相はDCMで洗浄される。得られる混合物の精製はDCM/酢酸エチル混合物で溶出されるSiO2(2.5×40cm)のフラッシュクロマトグラフィーで行われる。画分62〜80が回収され、このようにして得られたモノスクワレノイルパクリタキセルは1H NMR(ブルッカー300MHz)、質量分析(マイクロマス ウォーターズ ESI)及びRP−HPLCにより同定される。
化学式:C74H93NO15;分子量:1236.53
ジクロロメタン(DCM)中の450mg(0.526mmol)のパクリタキセルが、室温においてDCMにあらかじめ溶解された1−エチル‐3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDCA,パクリタキセルに対して2.5モル当量)、ジメチルアミノピリジン(DMAP,パクリタキセルに対して0.5モル当量)、及びスクワレン酸(パクリタキセルに対して2モル当量)と反応される。1時間後、反応は完結し、pH5において水を使用して停止され、抽出は水性塩化ナトリウム(NaCl)溶液で行われる。次に水性相はDCMで洗浄される。得られる混合物の精製はDCM/酢酸エチル混合物で溶出されるSiO2(2.5×40cm)のフラッシュクロマトグラフィーで行われる。画分21〜32が回収され、このようにして得られたジスクワレノイルパクリタキセルは1H NMR(ブルッカー300MHz)、質量分析(マイクロマス ウォーターズ ESI)及びRP−HPLCにより同定される。
化学式:C101H135NO16;分子量:1619.15
4mgのスクワレノイルパクリタキセルが1.5mlのエタノールに溶解され(2.5mg/ml)、連続撹拌しながら5%のデキストロースを含む水性溶液の1mlに滴下される。スクワレノイルパクリタキセルは100〜200nmのサイズを有するナノ粒子の形に自己集合する。次に、エタノールはロタベイパー(商標)を使用して減圧下完全に気化除去されて、4mg/mlの最終濃度のスクワレノイルパクリタキセルのナノ粒子状の懸濁物を得る。
スクワレノイルパクリタキセルの種々の量(下の表1に記載されている)が0.25mlのテトラヒドロフラン(THF)に溶解される。得られた溶液は連続撹拌(500rpmのスピード)しながら0.25mlの水に添加される。スクワレノイルパクリタキセルは100〜200nmのサイズのナノ粒子の形で沈殿する。次にTHFは、ロタベイパー(商標)を使用して減圧下完全に気化除去されて、ナノ粒子状の懸濁物を得る。そのサイズは濃度の関数として変動する(下の表参照)。
実施例3で製造されたナノ粒子状のスクワレノイルパクリタキセル懸濁物は、4×50mg/kg(パクリタキセル当量)の投与量においてマウス(C57BL6)に直接静脈注射される。注射は0,5,9及び14日に行われる。注射は容易であり動物は毒性の兆候を一切示さない。死は記録されない(少なくとも1月の期間内)。タキソール溶液の直接の静脈注射(0.9%NaClの希釈なし)は、処置されたマウスの100%の即死をもたらす。タキソール溶液が0.9%のNaClで予備希釈されるとき、注射されることのできる最大の投与量は20mg/kgである。
この活性の同定は以下のプロトコルに従う免疫蛍光法により行われる。
a)スクワレノイルN−ヒドロキシスクシニミジルエステルの製造
インスリンとの反応は、スクワレノイルN−ヒドロキシ‐スクシニミジルエステル、即ち反応性中間体の予備的な製造及び単離を必要とする。実際には、2mlのジクロロメタン(DCM)に溶解された300mg(0.75mmol)のスクワレン酸が、ジクロロメタンに溶解された72.5mgのN−ヒドロキシスクシンイミド(2.0モル過剰)及び309mgのジシクロヘキシルカルボジイミド(DCCD)(2×)と反応されて、2時間撹拌される。次に、沈殿した尿素は除去され、該混合物は酢酸エチルに溶解され、ろ過され、−20℃の温度で貯蔵される。スクワレノイルN−ヒドロキシスクシニミジルエステル(Sq−CO−NHS)はNMR及び質量分析により同定される。
50mgのインスリン(ウシ膵臓から得られたものであり、USP試験の基準を満たす)が5mlの乾燥ジメチルスルホキサイド(>99%純度)に溶解され、13.2mgのSq−CO−NHS(3:1のモル過剰)を含むフラスコ中のN,N−ジイソプロピルエチルアミン、30μlに添加される。反応は室温において2時間行われ、有機溶媒及び小さな分子の不純物を除去するために、溶液は集中的に透析され、次に凍結乾燥される。次に固体はDCMで洗浄され、ろ過される。46mgの白色粉末が得られる。
精製された、インスリンのスクワレン複合体4mgが乾燥ジメチルスルホキサイド(DMSO)(1ml)に溶解され、蒸留水で集中的に透析された。透析工程の間にナノ粒子が生成する。最終体積はポリエチレングリコール(PEG)10kDaの固体濃縮(solid concentration)により1mlまで減少される。
a)3’‐アミドスクワレノイルピルビシン誘導体の製造
100mgのエピルビシンが2mlの乾燥ジメチルホルムアミド(DMF)に素早く溶解されて、予め乾燥DMFに溶解された180mgのスクワレノイルN−ヒドロキシスクシンイミドエステル(モル過剰:2.0)の溶液と混合され、20μlのN,N−ジイソプロピルエチルアミンが添加される。25℃の温度において2時間混合した後、溶液はDCMで希釈され、蒸留水で洗浄される。精製はDCM/エタノール混合物で溶出されるSiO2(2.5×25cm)のフラッシュクロマトグラフィーにより行われる。画分60〜67が回収され、100mgの3’‐アミドスクワレノイルピルビシン複合体が得られ、NMR及び質量分析により同定される。該化合物は以下の構造式に該当する。
アセトンに溶解されたスクワレノイル−3−エピピルビシン(10mg/ml)の体積200μlが、激しく撹拌しながら5mlの蒸留水に滴下される。細かく、赤い懸濁物が直ちに得られる。ロタベイパー(商標)を使用して減圧下でアセトンを気化除去した後、安定したナノ粒子懸濁物が得られる。
a)スクワレノイルデオキシスペルグアリンの製造
まず、グスペリムス(Gusperimus)(スパニジン(Spanidine))として知られる市販品を精製することによりデオキシスペルグアリンが製造される。2つのクロマトグラフィー工程(イオン交換及びゲル上でのろ過)の後、デオキシスペルグアリンの塩基形(水に溶解しにくい)が、スクワレノイルN−ヒドロキシスクシニミジルエステルと反応される。これを行うために、24mgのデオキシスペルグアリンが1mlの乾燥DMFに素早く溶解され、同じ溶媒に予め溶解された29mgのスクワレノイルN−ヒドロキシスクシンイミドエステル(モル過剰:1.3)が添加される。次に10μlのN,N−ジイソプロピルエチルアミンが添加される。25℃の温度において2時間混合した後、該溶液はDCMで希釈され、蒸留水で洗浄される。精製は、DCM/エタノールプラス1%のトリエチルアミン(TEA)で溶出されるSiO2(1.5×28cm)のフラッシュクロマトグラフィーにより行われる。次に、サカグチ試験(グアニジン基)において陽性であることが見出された画分が回収される。15mgのスクワレノイルデオキシスペルグアリン複合体が得られ、NMR及び質量分析により同定される。スクワレノイルデオキシスペルグアリン複合体は以下の構造式を有する。
エタノールに溶解されたスクワレノイルデオキシスペルグアリン(4mg/ml)の100μlが、激しく撹拌しながら2mlの蒸留水に滴下される。ロタベイパー(商標)を使用して減圧下でエタノールを気化させた後、162nmのサイズのナノ粒子の懸濁物(27.38±2.60mVの表面ポテンシャルにより同定された多分散度指数は0.12)が得られる。
ステップ1
パクリタキセルが4−ジメチルアミノピリジン(0.1当量)及びコハク酸無水物(2当量)に溶解され、真空下、2時間乾燥される。乾燥ピリジンを添加した後、反応混合物は室温において3時間撹拌される。溶媒を除去した後、粗混合物はジクロロメタン(DCM)に溶解され、塩水で洗浄される。パクリタキセル2’スクシネートの精製の追加のステップは不必要である。2’OHの不存在、2’C−H(5.51におけるもの)の転化及び本来の位置(4.48)における7C−Hの定量的な存在を検出するNMR分析は、出発物質がスクシネート誘導体に完全に転化したことを示す。
N−ヒドロキシスクシンイミドジフェニルホスフェート(SDPP)がDCMにおいてジフェニルホスホリルクロライド、N−ヒドロキシスクシンイミド及びトリエチルアミン(TEA)から製造される。粗SDPPは、エーテル中で粉末にされ、酢酸エチルに溶解され、水ですすがれ、乾燥され真空下で濃縮されて、SDPPを得る。質量分析(MS)による同定は、348に分子ピークを確認する。
ステップ1
アルコール形のスクワレンが、ジグリコール酸無水物(2.5当量)と乾燥ピリジン中で室温において終夜撹拌しながら混合される。溶媒は除去され、残さは希塩酸及びDCMを含む塩水で抽出される。期待される生成物の転化はTLCにより制御される。このようにして得られる生成物は真空下で乾燥され、該酸はさらなる精製ステップなしに使用される。
ステップ1
パクリタキセルスクシニル−NHS(実施例10、ステップ3を参照)はDCMに溶解され、DCM中のtBoc−NH−PEG3−NH2(1当量)の溶液が該溶液に、撹拌しながら添加される。トリエチルアミン(0.5当量)が4℃の温度において添加され、反応は20℃において5時間保たれる。粗反応混合物は0.1NHClで、次に塩水で抽出される。このようにして得られた生成物は、以下のステップにおいてさらなる精製なしに使用される。
種々の活性剤のナノ粒子がナノ沈殿により製造される。パクリタキセルの場合、スクワレノイル/パクリタキセルの複合体を含むエタノール性溶液(5〜10mg/ml塩基溶液)が、5%の水性デキストロース溶液に撹拌(500rpm)しながら滴下される。ナノ粒子の沈殿は自然に起きる。有機溶媒はロタベイパー(商標)で完全に気化除去されて、純粋なナノ粒子の水性懸濁物を得る。
ナノ粒子の形のスクワレノイル/パクリタキセルタイプの複合体のインビトロでの抗ガン活性は、マジソンの109(M109)のマウスの肺腫瘍細胞株(cell line)で行われる。M109細胞が、10%のウシ胎仔血清、50U.ml−1のペニシリン及び50μg・ml−1のストレプトマイシン及び2mMのL−グルタミンを補足されたRPMI1640で培養される。この分析は、3−[4,5−ジメチルチアゾール‐2−イル]−3,5−ジフェニルテトラゾリウムブロマイド(MTT)試験を使用して行われる。該試験は、ミトコンドリアのデヒドロゲナーゼの活性を測定する。指数的な成長相における細胞が96ウェルのプレートに接種され、空気中に5%のCO2を含む加湿された雰囲気において37℃において24時間プレインキュベートされる、種々の希釈のパクリタキセルナノ粒子が培養媒体における細胞に添加される。各希釈物は3回試験される。37℃において72時間後、細胞培養媒体における200μlのMTT溶液(0.5mg/ml)が各ウェルに添加される。2時間30分、37℃においてインキュベートした後、培養媒体は除去され、得られたホルマザン結晶が200μlの抽出溶液(ジメチルスルホキサイド)に溶解される。変形された色素の吸収力(生きた細胞の数に比例する)はマイクロプレートリーダー(メーターテクΣ960、フィッシャーバイオブロック、イルカーチ(Illkirch)、フランス)を使用して570nmで測定される。生き残った細胞のパーセンテージは、処理された細胞と処理されていない細胞の間の吸収力の比を測定することにより計算される。
約15〜18グラムのCD2F1マウス(4〜5週齢)がこの調査のために使用された。マウスはマウスの標準的な餌及び水を自由に与えられる。M109の皮下の腫瘍性モデル(マウス肺腫瘍)が、懸濁物としての指数的成長(1×106細胞)におけるM109細胞を、マウスの腹部の下方部分の皮膚の下に注射することにより発現される。触診可能な腫瘍(約50〜100mm3)が注射の部位において成長することを許される。腫瘍をもつマウスは5〜6の2つの群即ち治療されないマウス及びスクワレノイルジグリコリルパクリタキセルナノ粒子160mg・kg−1で治療されるマウス(連続して5日間、静脈注射される)、に分割される。マウスは規則的にコントロールされ、腫瘍の体積の変化をチェックし、そうして抗ガン性の効果を評価する。
約15〜18グラムのDBA/2マウス(4〜5週齢)がこの調査のために使用された。実施例17の場合、マウスはマウスの標準的な餌及び水を自由に与えられる。指数的成長(0.1×106細胞)におけるL1210細胞を懸濁物としてマウスに静脈注射することにより、L1210の悪性の転位性白血病モデル(マウス白血病)が発現される。腫瘍をもつマウスは5〜6の2つの群、即ち治療されていないマウス及びスクワレノイルドクソルビシンナノ粒子で治療されているマウス(13mg・kg−1、腫瘍細胞の注射後、1、7、及び14日に静脈注射される)に分割される。治療後、マウスは規則的にコントロールされ、体重の変化及び生存率をチェックする。これらのパラメーターは、抗ガン性の効果を評価することを可能にする。
Claims (20)
- 水溶解度の低い治療用活性剤の水に分散可能な誘導体において、上記誘導体は、スクワレン構造の炭化水素をベースとする化合物又はその類似体の少なくとも1の分子に共有結合した上記活性剤の少なくとも1の分子から形成され、上記活性剤は、室温において測定されて純水1ml当たり100μg未満の溶解度を有する上記誘導体。
- スクワレン構造の少なくとも1の基を含む、請求項1に記載の誘導体。
- スクワレン構造の少なくとも2の同じ又は異なる基を含む、請求項1又は2に記載の誘導体。
- 上記活性剤が室温において測定されて純水1ml当たり、25μg未満、特に20μg未満、又は10μg未満さえ、より特に5μg未満の溶解度を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の誘導体。
- 上記活性剤が、免疫抑制剤、化学療法の抗腫瘍剤、血管新生阻害剤、抗ウィルス剤、抗菌剤、抗生物質及び抗寄生虫剤、糖、ペプチド、脂質の代謝に作用する物質、カルシウムチャンネルに作用する剤、非ステロイド系の抗炎症剤及びペプチド化合物から選択される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の誘導体。
- 活性剤がタキソイド、ドクソルビシン及びエピルビシンから選択される化学療法の抗腫瘍剤である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の誘導体。
- 上記活性剤がタキサン及びタキソイドから選択される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の誘導体。
- 上記活性剤がドクセタキセル、パクリタキセル、及びその誘導体から選択される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の誘導体。
- 上記活性剤がインスリンである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の誘導体。
- 水溶解度の低い上記治療用活性剤と、スクワレン構造の炭化水素をベースとする化合物又はその類似体の分子との間に存在する共有結合が、リンカーにより具体化されている、請求項1〜9のいずれか1項に記載の誘導体。
- リンカーが(ポリ)アミノ酸単位、ポリオール、糖類、及び低分子量のポリエチレングリコール(ポリエーテルオキサイド)から選択される、請求項10に記載の誘導体。
- 水溶解度の低い少なくとも1の治療用活性剤の水に分散可能なナノ粒子において、上記活性剤が、スクワレン構造の炭化水素をベースとする化合物又はその類似体の少なくとも1と組み合わされた形で上記ナノ粒子に存在する、上記水に分散可能なナノ粒子。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の誘導体から形成される、請求項13に記載のナノ粒子。
- 30〜650nm、特に30〜500nm、特に50〜250nm、又は100〜200nmの範囲の平均サイズを有する、請求項13又は14に記載のナノ粒子。
- 請求項13〜15のいずれか1項に記載のナノ粒子の水性分散物。
- 請求項13〜15のいずれか1項に記載のナノ粒子を製造する方法において、
少なくとも1の有機溶媒に請求項1〜12のいずれか1項に記載の少なくとも1の誘導体を溶解させること、ここで、該誘導体の濃度は、対応する混合物を撹拌しながら水性相に添加する間に、上記水性相に懸濁されたナノ粒子の瞬間的な形成を得るのに十分な濃度であること、及び
適切であれば、上記ナノ粒子を単離すること
を少なくとも含むことを特徴とする方法。 - 有機溶媒がアルコールである、請求項17に記載の方法。
- 上記方法が界面活性剤を使用しないことを特徴とする、請求項17又は18に記載の方法。
- 活性物質として請求項1〜12のいずれか1項に記載の少なくとも1の誘導体又は請求項13〜15のいずれか1項に記載のナノ粒子を、少なくとも1の薬学的に許容されるビヒクルと組み合わせて含む医薬組成物。
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