JP2011515405A - ジチオカルバメート金属キレートならびにその作製および使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2008年3月17日に出願された米国仮特許出願第61/037,095号明細書に対する優先権を主張する。本願は、その教示内容のすべてに対して、その全体が参照により本明細書に援用される。
本発明に至る研究は、国立衛生研究所(National Institutes of Health)助成金番号RO1 CA129611によって一部資金提供を受けた。米国政府は、本発明における特定の権利を有する場合がある。
抗癌処置にとって有用な医薬組成物が本明細書中に記載される。本明細書中に記載の組成物は、癌の処置のために被検体に容易に投与可能な、リポソームまたはミセル中のジチオカルバメート金属キレートから構成される。組成物および方法については、以下に詳述される。
本明細書で定義される用語「ジチオカルバメート金属キレート」は、ジチオカルバメートチオレートアニオンに結合した重金属を有する化合物である。結合の様式は、多種多様であってもよく、共有および/または非共有(例えば、静電気、水素結合、双極子−双極子、付与結合など)を含んでもよい。米国特許第6,548,540号明細書中に開示されたジチオカルバメート金属キレートおよびそれを調製するための方法は、本明細書中で使用してもよく、その教示内容は参照により援用される。一態様では、ジチオカルバメート金属キレートは、式I
本明細書において有用な両親媒性物質は、ミセルまたはリポソームを形成することが可能な親水性および親油性基を有する化合物である。両親媒性物質は、最小の毒性を有するように生体適合性である必要がある。リポソームおよびミセルを調製するための、本明細書において有用な両親媒性物質は、生体適合性かつ生体分解性の物質から生成されるホモポリマー、共重合体、ブロック共重合体を含む。かかるポリマーの例として、限定はされないが、ポリ(アミノ酸);ポリ乳酸;ポリ(エチレンイミン);ポリ(メタクリル酸2−(ジメチルアミノ)エチル)(poly(dimethylaminoethylmethacrylates))、ポリエチレングリコールとヒドロキシアルキルアクリレートとアクリルアミドの共重合体(例えばN−(2−ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド)、PEG−β−ポリ(α−アミノ酸)、ポリ(L−乳酸)−ポリ(エチレングリコール)ブロック共重合体、またはポリ(L−ヒスチジン)−ポリ(エチレングリコール)ブロック共重合体が挙げられる。
HO(C2H4O)b(C3H6O)a(C2H4O)bOH
(式中、aは、10〜100、20〜80、25〜70、もしくは25〜70、または50〜70であり;bは、5〜250、10〜225、20〜200、50〜200、100〜200、または150〜200である)を有する。別の態様では、ポロキサマーは、2,000〜15,000、3,000〜14,000、または4,000〜12,000の分子量を有する。本明細書において有用なポロキサマーは、BASFによって製造される商標名Pluronic(登録商標)の下で販売されている。本明細書において有用なポロキサマーの非限定例として、限定はされないが、表1に記載のものが挙げられる。
本明細書中に記載の組成物は、溶媒中でジチオカルバメート金属キレートと両親媒性物質を適切な濃度で混合し、ミセルまたはリポソームを生成することによって容易に調製することが可能である。特定の態様では、ジチオカルバメートチオレートアニオンと両親媒性物質は、水中で混合され、次いで加熱され、ミセルを生成する。ジチオカルバメート金属キレートおよび両親媒性物質の量は可変である。一態様では、両親媒性物質の量は、臨界ミセル濃度(CMC)が低下するのに十分である必要がある。臨界ミセル濃度(CMC)は、上部でミセルが自発的に形成される界面活性剤の濃度として定義される。表1は、両親媒性物質として本明細書において有用なポロキサマーのCMCを提供する。特定の態様では、使用される両親媒性物質の濃度は、両親媒性物質のCMCより数倍高い可能性がある。ジチオカルバメート金属キレートに加え、追加的な生物活性剤をミセルまたはリポソームに取り込むことが可能であると考えられる。例えば、本態様では、下記の他の抗癌剤を本明細書で使用してもよい。
一態様では、本明細書中に記載の組成物のいずれかを少なくとも1つの薬学的に許容されるキャリアと組み合わせることで、医薬組成物を生成することが可能である。医薬組成物は、当該技術分野で公知の技術を用いて調製してもよい。一態様では、組成物は、組成物を薬学的に許容されるキャリアと混合することによって調製される。用語「混合する(admixing)」は、化学反応または物理的相互作用が全く生じないように、2つの成分を共に混合することとして定義される。用語「混合する」はまた、式Iを有する化合物と薬学的に許容されるキャリアとの間の化学反応または物理的相互作用を含む。
本明細書中に記載の組成物は、有効な抗癌剤である。化学療法剤に耐性がある腫瘍細胞は、臨床腫瘍学における主要な課題を示す。本発明の方法および組成物を使用し、細胞成長を阻害するか、細胞分化を誘発するか、アポトーシスを誘発するか、MDR表現型を阻害するか、転移を阻害するか、血管新生を阻害するかまたはそれ以外に腫瘍細胞の悪性表現型を無効にするかもしくは低下させるため、「標的」細胞を、本明細書中に記載の1種以上の組成物と接触させる。特定の態様では、ジチオカルバメート金属キレートと少なくとも1種の他の作用剤から構成される組成物を投与してもよい。本明細書中に記載の組成物は、化学および放射線療法の有効性を改善することが可能である。1つのアプローチは、本明細書中に記載の組成物を化学または放射線治療的介入と併用することを含む。この処置のオプションは、ジチオカルバメート金属キレートと共に相乗的な治療的効果を提供しうる。さまざまな癌治療剤およびかかる作用剤を使用する処置の方法は、当該技術分野で周知である。
本実施例は、ジエチルジチオカルバメートの銅塩(CuDETC)の合成について記載する。次のように、当モル量のグルコン酸銅(D−グルコン酸銅(II)、FW453.84)およびジエチルジチオカルバメートのナトリウム塩(ナトリウムDETC、三水和物、FW225.31)を水中で結合させ、DETCの銅塩を合成した。20mLの0.1M NaDETC(0.451gm/20mL水)を有する50ccのポリプロピレン遠心管に、10mLの0.2M グルコン酸Cu(0.908gm/10mL水)を加えた。CuDETC生成物を、2,400rpmで15分間の遠心分離によって回収した。上清を廃棄し、生成物を蒸留水(3×50mL)で洗浄した。次いで、CuDETC生成物を、室温(22℃)、流れる窒素下で乾燥させた。化学物質を、Signma−Aldrich Chemical Co.(St.Louis,MO)から入手した。CuDETC生成物のストック溶液を、グラスバイアル内で0.0217gmの粉末を8.0mLの無水ジメチルスルホキシド中に溶解することによって調製した。0.0027gm/mLでの大体の濃度は10mMであった(CuDETCに対してFW265.8を仮定)。
本実施例では、CuETCを負荷したミセルの調製について記載する。Pluronic(登録商標)123界面活性剤を、BASF Corp.(Mount Olive,NJ)から入手した。20% w/wのP123のストック溶液を、清浄なガラス瓶内で180gmの蒸留水を20.0gmのP123に加え、混合して溶解することによって調製した。リン酸緩衝生理食塩水(PBS)(pH7.4)を、58.4gmのNaCl(0.137モル)、74.5gmのKCL(0.0027モル)、142.0gmのNa2HPO4(0.01モル)および136.1gのKH2PO4(0.002モル)を1Lの蒸留水に溶解し、最終pHを7.4に調整することによって調製した。2.0%P123のストック溶液を、1.0mLの20%P123ストック溶液を9.0mLのPBSに加えることによって調製した。0.5%P123のストック溶液を、1.0mLの20%P123ストック溶液を39.0mLのPBSに加えることによって調製した。
本実施例では、AgDETCを負荷したミセルの調製について記載する。ジエチルジチオカルバメートの銀塩(AgDETC、FW265.14)をSigma−Aldrichから入手した。2mMの濃度のAgDETCのストック溶液を、グラスバイアル内で0.0051gmのAgDETCを10.0mLの無水ジメチルスルホキシド(DMSO)に加え、60〜70℃まで加熱し、溶解することによって調製した。AgDETCが室温で容易に沈殿されることから、この溶液を30〜45分以内で使用し、ミセル溶液を作製した。
DETCと銅(Cu2+)または銀(Ag+)のキレートを合成した。HL−60脊髄白血病細胞系を使用して、両キレートのインビトロでの抗白血病活性を比較した。その目的のため、DETC/金属キレートを、P123 Pluronic(登録商標)ポリマーを使用し、Pluronic(登録商標)ミセル中で調合した。DETC/金属キレートを、最初にジメチルスルホキシド(DMSO)中に溶解した。次いで、DMSO中のこの2mMのDETC/金属ストックを、ポリマーストックと混合し、室温でミセル化を生じさせることができた。最終ポリマー濃度は2重量%であった。次いで、DETC/金属を負荷したP123ポリマーミセルをHL−60細胞に加えた。DETC/金属キレートを、最大で0.24μMの濃度で加えた。3日後、MTSアッセイを使用し、細胞成長を評価した。溶液中のDMSOの最終量は、最大で0.12%に達した。
本実施例では、DETC/Cuによる白血病細胞アポトーシス誘導について例示する。上で詳述のように、DETC/Cu2+キレートを合成し、調合した。HL−60細胞を、0.32μMの濃度でのDETC/Cu2+で24時間処置し、その時、アポトーシス細胞の数を、ヨウ化プロピジウム(PI)染色およびフローサイトメトリーを使用して測定した。アポトーシス細胞の存在についての分析を、ModFitソフトウェアを使用してモデル化した。PBSまたはP123媒体対照で処置した細胞は、それぞれ7±1%のアポトーシス細胞を有した(図2;3つの別々の実験の平均およびSEM。PBS対照に対して、*はP<0.05を示す)。DETC/Cu2+で処置した細胞は、16±2%のアポトーシス細胞を有した。
別の予備実験においては、インビボでの白血病細胞の成長に対するDETC/金属キレートの効果について試験した。NOD/SCID IL2Rγnullマウスの横腹に対し、19×106個のHL−60細胞を両側に移植した。腫瘍が触知可能になったとき、P123 Pluronic(登録商標)ミセル中のDETC/Cu調合物での処置を開始し、2μモル/kgの用量で1日置きに静脈内投与した。投与のこの用量およびスケジュールの場合、明らかな毒性は全く認められなかった。各処置群(Pluronic(登録商標)P123ミセル対照およびP123ミセル中のDETC/Cu)に対してマウスは4匹であった。治療の12日後、腫瘍体積曲線がDETC/Cu処置マウスにおける腫瘍成長が対照の場合に対して遅延することを示し始めた。結果を図3に図示する。実験は15日目に終了した。その時点で、対照動物の4匹のうち3匹が死亡していて、生存していた1匹が有する腫瘍体積は初期体重の10%を超えていた。DETC/Cuで処置した動物のうち1匹も死亡しなかった。この実験は、ジチオカルバメート/金属銅が、インビボで抗白血病活性を有することを示唆する。
インビトロでの3つの固形腫瘍細胞系の成長に対するDETC/Cu2+キレートの効果について試験した。試験した細胞系は、結腸癌細胞系DLD−1、前立腺癌細胞系PPC−1および肝腫瘍細胞系Hep−3Bであった。実施例1において前述のように、DETC/Cu2+キレートを合成した。DETC/Cu2+キレートは、P123 Pluronic(登録商標)ミセルに可溶化した。対数成長期における細胞を、RPMI1640/10%FBS培地中、120,000個の細胞/mLの濃度で培養した。DETC/Cu2+を、0〜1μMの範囲の濃度で細胞に加えた。並行して、細胞を、等容量のP123対照ポリマーとともに培養した。薬剤添加の2日後、細胞成長について、Promega(Madison,WI)から入手したCellTiter 96アッセイを使用し、製造業者のプロトコルを用いてアッセイした。結果は、DETC/Cu2+がマイクロモル以下の濃度で3つの異なる固形腫瘍細胞系の成長を阻害したことを示す(図4)。DLD−1、PPC−1およびHep−3B細胞に対する50%の成長阻害濃度(IC50)は、それぞれ0.37、0.18、および0.13μMであった。P123対照Pluronic(登録商標)は、細胞成長に作用しなかった。図4に示される結果は、3通りの実験の平均の標準誤差の場合での平均である。
Claims (23)
- (a)ジチオカルバメート金属キレート;および
(b)両親媒性物質
を混合するステップを含むプロセスによって生成される組成物であって、ここで両親媒性物質の量はリポソームまたはミセルを生成するのに十分である、組成物。 - Mは、ヒ素、ビスマス、ガリウム、マンガン、セレン、亜鉛、チタン、バナジウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、および金を含み;Anは、塩化物、臭化物、ヨウ化物、酢酸塩、または有機もしくは無機の医薬的に許容できるアニオンを含むアニオンである、請求項2に記載の組成物。
- R3およびR4はアルキル基を含む、請求項2または3に記載の組成物。
- R3およびR4はエチル基を含む、請求項2または3に記載の組成物。
- Mは、ヒ素、ビスマス、ガリウム、マンガン、セレン、亜鉛、チタン、バナジウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、および金である、請求項2〜5のいずれか一項に記載の組成物。
- Anは、クエン酸塩、酢酸塩、グルコン酸塩、グリシン酸塩、プロピオン酸塩、または乳酸塩を含む有機アニオンである、請求項2〜5のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記両親媒性物質は、リン脂質、コレステロール、糖脂質、脂肪酸、胆汁酸、またはサポニンを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記両親媒性物質は、ポリ(アミノ酸);ポリ乳酸;ポリ(エチレンイミン);ポリ(メタクリル酸2−(ジメチルアミノ)エチル)(poly(dimethylaminoethylmethacrylates))、ポリエチレングリコールとヒドロキシアルキルアクリレートとアクリルアミドの共重合体、PEG−β−ポリ(α−アミノ酸)、ポリ(L−乳酸)−ポリ(エチレングリコール)ブロック共重合体、またはポリ(L−ヒスチジン)−ポリ(エチレングリコール)ブロック共重合体を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記両親媒性物質は、ポロキサマーを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記ポロキサマーは、ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシド−ポリエチレンオキシドのトリブロック共重合体を含む、請求項10に記載の組成物。
- 前記組成物は、1種以上の抗癌剤をさらに含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記抗癌剤は、白金化合物、アルキル化剤、抗腫瘍抗生物質、抗代謝物質、ヌクレオシド類似体、トポイソメラーゼ阻害剤、低メチル化剤、プロテオソーム阻害剤、エピポドフィロトキシン、ビンカアルカロイド、チロシンキナーゼ阻害剤、モノクローナル抗体、ニトロソウレア、酵素、生物剤、ヘキサメチルメラミン、ミトタン、血管新生阻害剤、ステロイド、ホルモン剤、アロマターゼ阻害剤、三酸化ヒ素、トレチノイン、非選択的シクロオキシゲナーゼ阻害剤、選択的シクロオキシゲナーゼ−2(COX−2)阻害剤、またはこれらの任意の組み合わせを含む、請求項12に記載の組成物。
- 前記組成物はミセルを含む、請求項1に記載の組成物。
- 1種以上の抗癌剤が、成分(a)および(b)と混合される、請求項1に記載の組成物。
- 請求項1〜15のいずれか一項に記載の組成物および医薬的に許容できるキャリアを含む医薬組成物。
- 癌を処置するための方法であって、被検体に、請求項1〜16のいずれか一項に記載の組成物を投与するステップを含む、方法。
- 癌細胞を殺滅するための方法であって、前記癌細胞を、請求項1〜16のいずれか一項に記載の組成物と接触させるステップを含む、方法。
- 癌細胞の成長を阻止するかまたは低下させるための方法であって、前記癌細胞を、請求項1〜20のいずれか一項に記載の組成物と接触させるステップを含む、方法。
- 前記癌は、前立腺、白血病、骨髄増殖性障害、骨髄異形成症候群、リンパ腫、睾丸癌、頭頸部癌、食道癌、胃癌、肝癌、小腸癌、胆嚢癌、直腸癌、肛門癌、肉腫、子宮癌、外陰癌、頸癌、膀胱癌、骨肉腫、腎癌、メラノーマ、結腸癌、卵巣癌、肺癌、中枢神経系癌、多発性骨髄腫、皮膚癌、または乳癌を含む、請求項17〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記組成物は、非経口投与される、請求項17〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記組成物は、非経口、経口、皮下、病巣内、腹腔内、静脈内、または筋肉内に投与される、請求項17〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記組成物は、放射線治療と併用される、請求項17〜19のいずれか一項に記載の方法。
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