JP2012511512A - Mcl−1の特異的調節の方法及び組成物 - Google Patents

Mcl−1の特異的調節の方法及び組成物 Download PDF

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Abstract

一連の架橋BCL−2ファミリーペプチド螺旋が、高い親和性及び部分的にかつてない選択性をもって、生存タンパク質MCL−1を標的とすることができることが確認された。MCL−1を選択的薬理学的に中和する薬剤及び方法が、創薬並びに、癌及び障害のある細胞死に関連するその他の疾患のアポトーシス耐性を克服するための用途を包含する、治療用途をもたらす。
【選択図】 図1

Description

(関連出願への相互参照)
本出願は、2008年12月9日に出願された米国仮特許出願第61/120,988号の優先権を主張し、その全てが参照により本明細書に取り込まれている。
(政府の研究支援)
本発明は、N.I.H.助成金5PO1 CA92625−06に基づく政府研究支援によってなされた。合衆国政府は本発明においてある特定の権利を有している。
20年以上前のBCL−2の発見は、癌生物学の新たなパラダイム、すなわち癌の発生及び持続が細胞死への天然の経路に沿った分子障害によって決定されることを明らかにした(Bakhshi et al., 1985; Cleary and Sklar, 1985; Tsujimoto et al., 1985)。それに続くBCL−2タンパク質の広範のファミリーの同定は、これら細胞死の重要な調節因子の間の相互作用の徹底的な調査を誘発した。明らかになったことは、それぞれに細胞の運命を決定する分子挙動に関与している、保護因子と執行因子のネットワークであった(Danial and Korsmeyer, 2004)。BCL−2の時代の10年で、アンチアポトーシスタンパク質の表面上の疎水性の溝にそのα螺旋BH3ドメインを捕捉することによって、如何にアンチアポトーシスBCL−2ファミリータンパク質が、プロアポトーシスタンパク質と結合して封鎖しているかが構造研究により明らかになった(Sattler et al., 1997)。癌のアポトーシスを再活性化することが望ましい治療ゴールであるので、BCL−2ファミリーの溝の分子標的化が薬物探求になってきた。BCL−2ファミリーメンバーを効果的に標的にする小分子及びペプチドは、細胞死への障害を除去することが癌患者への医学的な突破口をもたらすことを明らかにし始めている(Oltersdorf et al., 2005; Perez-Galan et al., 2007; Walensky et al., 2004)。
MCL−1はミトコンドリアの外膜で作用し、そこでNOXA、PUMA、BIM及びBAKのようなプロアポトーシスタンパク質を無効にする。MCL−2の過剰発現は、多発性骨髄腫の病因(Derenne et al., 2002; Zhang et al., 2002)、急性骨髄性白血病細胞の化学療法耐性(Konopleva et al., 2006)、及び乳癌における高い腫瘍悪性度及び予後不良(Ding et al., 2007)に関連している。実際、癌細胞のABT−737に対する過敏症はMCL−1の細胞レベルと逆相関していて(van Delft et al., 2006);そしてsiRNAが誘発するMCL−1レベルの減少はABT−737に対して癌細胞を再感作することが示されている(Konopleva et al., 2006)。多様なアンチアポトーシスタンパク質に対する特異的な阻害剤の開発は、それらのBH3-結合ポケットの多様性のために手ごわい難題のままである。しかしながら、このような化合物の同定は、特定の疾患を治療してより広い標的の潜在的な毒性を避けるきめ細かな治療法をもたらすだろう。加えて、このような化合物は、個々のBCL−2ファミリータンパク質相互作用の生物学的機能を探査するための貴重なリサーチツールとして役立つだろう。MCL−1を標的とする明確な治療根拠はあるが、今日まで、選択的小分子MCL−1阻害剤には未だ手が届いていない。
本発明は、少なくともその一部が、高い親和性及びかつてない選択性をもって生存タンパク質MCL−1を標的にするとして本明細書において同定された一連の架橋BCL−2ファミリーペプチド螺旋を提供する。特に、本明細書に記載されているMCL−1阻害剤SAHBは、MCL−1の標準的なBH3溝を標的にし、MCL-1/BAK相互作用を除外し、そしてMCL−1依存性癌細胞をミトコンドリア性アポトーシスに感作する。このような化合物を含有する組成物及びキット、及び例えば、このような化合物の治療、研究及びスクリーニング使用を包含する、このような化合物の使用が記載されている。
本発明は、ヒトBCL−2ファミリーの他の何れのメンバーに対するよりもMCL−1に対して少なくとも2倍、5倍、10倍、15倍、又は20倍大きい親和性でMCL−1と特異的に結合するペプチドを提供し、このペプチドは1つ又はそれ以上の(例えば1,2、3、4つの)架橋によって連結された非天然アミノ酸を有する安定化したα螺旋である。このようなペプチドをMCL−1特異的結合剤と称すことができる。1つ又はそれ以上の架橋の末端は、BCL−2ファミリーBH3ドメインMCL−1安定化α螺旋(SAHB)ペプチド、NOXA SAHBポリペプチド、BOK SAHBペプチド、改変したBIM SAHBペプチド、BAK SAHBペプチド、及びMULE SAHBペプチドよりなる群から選ばれるポリペプチド配列に由来する、相対位置、iとi+3、iとi+4、又はiとi+7の間に位置している。
ある特定の実施態様では、ペプチドはLRXVGDXVの配列と少なくとも80%同一の配列を包含していて、ここでXは何れかのアミノ酸である。ペプチドは配列RKALETLRRVGDGVQRNHETAFの少なくとも8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20の連続するアミノ酸と少なくとも70%、80%、又は90%同一の配列を包含できる。
ある特定の実施態様では、置換は同類置換である。
ある特定の実施態様では、置換は非同類置換である。
ある特定の実施態様では、置換は同類と非同類置換の混合である。
置換は、架橋を含んで、天然及び非天然アミノ酸を包含できる。
ある特定の実施態様では、ペプチド配列は、RKALETLRRVGDGVXRNHXTAF、RKXLETXRRVGDGVQRNHETAF、RKALETLRXVGDXVQRNHETAF、RKALXTLRXVGDGVQRNHETAF、RKALETLRRVGDGVQRXHETXF、KALETLRRVGDGVXRNHXTAF、KXLETXRRVGDGVQRNHETAF、KALETLRXVGDXVQRNHETAF、KALXTLRXVGDGVQRNHETAF、及びKALETLRRVGDGVQRXHETXFを包含し、ここでX’は何れかのアミノ酸であって、ある特定の実施態様では、少なくとも1つのXは架橋位置である。
本発明は、配列LRRFGDKLと少なくとも60%同一、70%同一、又は80%同一の配列を包含するペプチドを提供する。
ある特定の実施態様では、ペプチドは、配列LEVESATQLRRFGDKLNFRQKLの少なくとも8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20の連続するアミノ酸と少なくとも70%、80%、又は90%同一の配列を包含できる。
置換は同類置換、非同類置換又はこられの混合であってよい。
ある特定の実施態様では、ポリペプチドは、配列
LEVESATQLRXFGDXLNFRQKL;
LEVXSATXLRRFGDKLNFRQKL;
LEVEXATQXRRFGDKLNFRQKL;
LEVESXTQLXRFGDKLNFRQKL;
LEVESXTQLXRFGDKLNF;
LEVESATQLRRFGDKLXFRQXLを包含し、ここでX’は何れかのアミノ酸であって、ある特定の実施態様では、少なくとも1つのXは架橋位置である。
本発明は、配列LLXLGDXL;LXRFGDKF;LXRFGDKI;及びLQXMGDXYを包含するペプチドを提供し、ここでX’は何れかのアミノ酸であって、ある特定の実施態様では、少なくとも1つのXは架橋位置である。
本発明は、配列RLAEVSAVLLXLGDXLE;IWIXQELXRFGDKFNAYYAR;IWIXQELXRFGDKFNAYYAR; QVXRQLXRFGDKINRRYD;及びVGQLLQXMGDXYQQYRSLTRと70%、80%、又は90%同一の配列を包含するペプチドを提供し、ここでX’は何れかのアミノ酸であって、ある特定の実施態様では、少なくとも1つのXは架橋位置である。
本発明は本質的には何れかの長さの、しかし好ましくは、長さが8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、又は40のアミノ酸である、ペプチドを提供する。
本発明によって提供されるペプチドは、MCL−1に対して少なくとも50μM、少なくとも40μM、少なくとも30μM、少なくとも20μM、少なくとも10μM、少なくとも1μM、少なくとも100nM、少なくとも50nM、少なくとも25nM、少なくとも10nMの親和性を有している。
本発明は、MCL−1、とりわけヒトMCL−1のBH3ドメインに特異的に結合するペプチドを提供する。
ある特定の実施態様では、ペプチドは、ヒトBCL−1ファミリーの他の何れのメンバーと結合するよりも、少なくとも2倍、5倍、10倍、又は20倍大きい親和性でMCL−1と結合する。
ある特定の実施態様では、ヒトBCL−1ファミリーは、ヒト型のBIM、BID、BAD、NOXA、PUMA、BAK、BAX、BOK、BCL−2、BCL-XL、BCL−W、及びBFL−1/A1を包含すると理解されている。
ある特定の実施態様では、ヒトBCL−1ファミリーは、ヒト型のBCL−2、BCL-XL、BCL−W、及びBFL−1/A1を包含すると理解されている。
ある特定の実施態様では、ペプチドはXXLXTLRXVGDXVXRXHXTXXの配列を含有し、ここで3アミノ酸分離れた2つのXの1対が架橋によって連結して、残りのX’は何れかのアミノ酸である。
ある特定の実施態様では、ペプチドはXXLXTLRXVGDXVXRXHXTXXの配列を含有し、ここで3アミノ分離れた2つのXの1対が架橋によって連結して、残りのX’は配列KALETLRRVGDGVQRNHETAFからの同類アミノ酸置換を包含することができる。
ある特定の実施態様では、ペプチドはKALETLRXVGDXVQRNHETAFの配列を含有し、ここでX’は架橋によって連結している。
ある特定の実施態様では、ペプチドはKALXTLRXVGDGVQRNHETAFの配列を含有し、ここでX’は架橋によって連結している。
ある特定の実施態様では、ペプチドはKALETLRRVGDGVXRNHXTAFの配列を含有し、ここでX’は架橋によって連結している。
ある特定の実施態様では、ペプチドはKALETLRRVGDGVQRXHETXFの配列を含有し、ここでX’は架橋によって連結している。
一態様では、本発明は、選択的MCL−1阻害剤の有効量及び薬学的に許容される担体を対象へ投与することによる、対象の疾患又は障害を治療又は予防する方法を提供する。
一実施態様では、MCL−1阻害剤はBH3ドメインポリペプチド、随意には架橋BH3ドメインポリペプチドを包含する。
別の実施態様では、選択的MCL−1阻害剤は、以下のポリペプチド:NOXA BCL−2ファミリーBH3ドメインの安定化α螺旋(SAHB)ポリペプチド、BOK SAHBペプチド、MCL−1 SAHBペプチド、野生型或いは改変(tailored)BIM SAHB或いはBAK SAHBペプチド、又はMule SAHBペプチド:の1つ又はそれ以上を包含する。
一実施態様では、NOXA SAHBペプチドは、配列番号7、或いは63〜68に記載の配列、又はそれらの誘導体を包含する。
別の実施態様では、BOK SAHBペプチドは、配列番号11に記載の配列、又はそれらの誘導体を包含する。
追加の実施態様では、MCL−1 SAHBペプチドは、配列番号12、或いは17〜60に記載の配列、又はそれらの誘導体を包含する。
更なる実施態様では、BIM SAHBペプチドは、配列番号61或いは62に記載の配列、又はそれらの誘導体を包含する。
別の実施態様では、BAK SAHBペプチドは配列番号69に記載の配列、又はそれらの誘導体を包含する。
追加の実施態様では、Mule SAHBペプチドは配列番号70に記載の配列、又はそれらの誘導体を包含する。
一実施態様では、当該SAHBペプチドの配列は、NOXA、BOK、BIM、BAK、及びMule SAHBポリペプチド配列よりなる群から選ばれる配列(複数も)を包含しているキメラ配列である。
一実施態様では、方法は更に、BCL−2阻害剤の有効量を対象に投与することを包含する。随意に、BCL−2阻害剤は、選択的BCL−2阻害剤である。
一実施態様では、BCL−2阻害剤は、N−(4−(4−((2−(4−クロロフェニル)−5,5−ジメチル−1−シクロへキサ−1−エン−1−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンンゾイル)−4−(((1R)−3−(モルホリン−4−イル)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−((トリフルオロメチル)スルホニル)ベンゼンスルホンアミド(「ABT−263」)又はN−(4−(4−((4’−クロロ(1,1’−ビフェニル)−2−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンゾイル)−4−(((1R)−3−(ジメチルアミノ)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−ニトロベンゼンスルホンアミド(「ABT−737」)である。
一実施態様では、病気又は障害は、過剰増殖性障害、炎症性疾患又は障害、伝染性疾患又は障害、細胞周期調節疾患又は障害、自己貧食調節疾患又は障害、自己免疫疾患又は障害である。随意に、過剰増殖性疾患又は障害は、リンパ腫、白血病、癌(例えば、肝臓癌、乳癌、肺癌)、多発性骨髄腫、又は肉腫である。
一実施態様では、白血病はAML又はALLである。
関連する実施態様では、過剰増殖性障害は、耐性過剰増殖性疾患で、BCL−2阻害剤耐性のものであってよい。
別の実施態様では、過剰増殖性障害は再発性又は難治性の癌である。
別の実施態様では、方法は更に、化学療法剤の有効量を対象に投与することを含んでいる。随意に、化学療法剤は、アルキル化剤(例えば、カルボプラチン)、代謝拮抗剤(例えば、メトトレキセート)、アントラサイクリン(例えば、ドキソルビシン)、植物アルカロイド(例えば、ビンクリスチン)、抗体(例えば、リツキサン)、ステロイド(例えば、デキサメタゾン)、標的療法(例えば、TRAIL、ボルテザミブ、ABT−263)、又はその他の細胞傷害性或いは細胞増殖抑制剤である。
一実施態様では、細胞周期調節疾患又は障害は、癌、自己免疫疾患又はリンパ増殖性疾患である。随意に、細胞周期調節疾患又は障害は、細胞増殖抑制又は細胞傷害性治療に耐性である。
一態様では、本発明は、細胞を架橋BH3ドメインを含有するポリペプチドと接触させて細胞のMCL−1活性を調節する方法を提供する。
一実施態様では、MCL−1活性が阻害される。
別の実施態様では、ポリペプチドは選択的MCL−1阻害剤である。
更なる実施態様では、細胞におけるアポトーシスが増強される。
一態様では、本発明は、選択的MCL−1阻害剤の有効量及び薬学的に許容される担体を対象に投与することによる対象における難治性の癌を治療する方法を提供する。
一実施態様では、難治性の癌は、化学療法剤の投与又はBCL−2阻害剤の投与に耐性である。随意に、難治性の癌は、N−(4−(4−((2−(4−クロロフェニル)−5,5−ジメチル−1−シクロへキサ−1−エン−1−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンンゾイル)−4−(((1R)−3−(モルホリン−4−イル)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−((トリフルオロメチル)スルホニル)ベンゼンスルホンアミドの投与に耐性、N−(4−(4−((4’−クロロ(1,1’−ビフェニル)−2−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンゾイル)−4−(((1R)−3−(ジメチルアミノ)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−ニトロベンゼンスルホンアミドの投与に耐性、ゴシポール(gossypole)の投与又はオバトクラクス(obatoclax)の投与に耐性である。
追加の実施態様では、難治性の癌はMCL−1を過剰発現する。
更なる実施態様では、選択的MCL−1阻害剤は、架橋BH3ドメインを保持しているポリペプチドを包含する。
別の実施態様では、選択的MCL−1阻害剤は、NOXA BCL−2 BH3ドメインの安定化α螺旋(SAHB)ポリペプチド、BOK SAHBポリペプチド、MCL−1 SAHBドメインポリペプチド、改変BIM SAHBポリペプチド、改変BAK SAHBポリペプチド、又はMule SAHBポリペプチドである、ポリペプチドを包含する。
一態様では、本発明は、選択的MCL−1阻害剤の有効量及び薬学的に許容される担体を対象に投与することを含有している対象における癌を治療する方法を提供し、ここで、この癌は、N−(4−(4−((4’−クロロ(1,1’−ビフェニル)−2−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンゾイル)−4−(((1R)−3−(ジメチルアミノ)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−ニトロベンゼンスルホンアミド(「ABT−737」)の投与又はN−(4−(4−((2−(4−クロロフェニル)−5,5−ジメチル−1−シクロへキサ−1−エン−1−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンンゾイル)−4−(((1R)−3−(モルホリン−4−イル)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−((トリフルオロメチル)スルホニル)ベンゼンスルホンアミド(「ABT−263」)の投与に耐性であって;癌はMCL−1を過剰発現してもよい。
一態様では、本発明は、選択的MCL−1阻害剤を細胞と接触させて、非MCL−1選択的BCL−2ファミリーポリペプチド阻害剤に対する細胞のアポトーシス応答を増強する方法を提供する。
一実施態様では、非MCL−1選択的BCL−2ファミリーポリペプチド阻害剤は選択的BCL−2阻害剤である。
別の実施態様では、非MCL−1選択的BCL−2ファミリーポリペプチド阻害剤は、N−(4−(4−((2−(4−クロロフェニル)−5,5−ジメチル−1−シクロへキサ−1−エン−1−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンンゾイル)−4−(((1R)−3−(モルホリン−4−イル)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−((トリフルオロメチル)スルホニル)ベンゼンスルホンアミド(「ABT−263」);N−(4−(4−((4’−クロロ(1,1’−ビフェニル)−2−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンゾイル)−4−(((1R)−3−(ジメチルアミノ)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−ニトロベンゼンスルホンアミド(「ABT−737」);ゴシポール;又はオバトクラクスである。
一態様では、本発明は、細胞を選択的MCL−1阻害剤と接触させることによる、細胞における自己貧食性細胞死を増強するか、又は細胞におけるMCL−1の多量体化を阻害する方法を提供する。
一態様では、本発明は、細胞を選択的MCL−1活性剤と接触させることによる、細胞におけるMCL−1の多量体化を誘発する方法を提供する。
一態様では、本発明は、細胞を選択的MCL−1活性剤の有効量と接触させて、MCL−1がBAX又はBAKと結合することを阻害するか、或いはBAX又はBAKをMCL−1から移動することによって、細胞におけるMCL−1のプロアポトーシスBAX又はBAKとの相互作用を阻害する方法を提供する。
一態様では、本発明は、試験化合物とMCL−1ポリペプチドの相互作用に適している条件下でMCL−1ポリペプチドを試験化合物と接触させること;及びMCL−1ポリペプチドの活性の調節を検出すること(ここで、このような調節の検出はMCL−1調節化合物を同定する)を含有してなる、MCL−1ポリペプチドの活性を調節する化合物を同定する方法を提供する。
一実施態様では、試験化合物は小分子又はポリペプチドである。随意に、ポリペプチドは架橋BH3ドメインを有する。
一実施態様では、ポリペプチドの配列は、図13に挙げられているSAHB配列に少なくとも80%同一である。
別の実施態様では、本発明は、本発明の方法で同定されたMCL−1調節化合物又は選択的MCL−1結合剤を提供する。
一態様では、本発明は、試験化合物とMCL−1ポリペプチドの相互作用に適している条件下でMCL−1 SAHBに結合するMCL−1ポリペプチドを試験化合物と接触させること;及びMCL−1ポリペプチドからMCL−1 SAHBの解離を検出すること(ここでこのような解離の検出は試験化合物を選択的MCL−1結合剤として同定する)による、選択的MCL−1結合剤を同定する方法を提供する。
一実施態様では、試験化合物は小分子又はポリペプチドである。
別の実施態様では、MCL−1結合剤はMCL−1阻害剤である。
更なる実施態様では、MCL−1ポリペプチド、又は、随意に、MCL SAHBは標識化されている。
一実施態様では、標識はFITCである。
一態様では、本発明は、選択的MCL−1阻害剤を包含している医薬組成物を提供する。
一実施態様では、選択的MCL−1阻害剤は、NOXA BCL−2ファミリーBH3ドメインの安定化α螺旋(SAHB)ポリペプチド配列、BOK SAHBペプチド配列、MCL−1 SAHBペプチド配列、野生型又は改変BIM SAHB或いはBAK SAHBペプチド配列、又はMule SAHBペプチド配列と少なくとも95%同一のポリペプチド配列を包含している。
別の実施態様では、選択的MCL−1阻害剤は、NOXA BCL−2ファミリーBH3ドメインの安定化α螺旋(SAHB)ポリペプチド、BOK SAHBペプチド、MCL−1 SAHBペプチド、野生型又は改変BIM SAHB或いはBAK SAHBペプチド又はMule SAHBペプチドである、ポリペプチドを包含している。
一実施態様では、MCL−1 SAHBポリペプチドは配列番号16に記載の配列又はそれらの誘導体を包含している。
別の実施態様では、BIM SAHBポリペプチドは配列番号31、32に記載の配列、又はそれらの誘導体を包含している。
更なる実施態様では、BAK SAHBドメインポリペプチドは配列番号40に記載の配列を包含している。
図1(A)は、BCL−2ファミリーメンバーの3つのサブグループが如何に互いに相互作用してアポトーシスを調節するシグナルネットワークを形成するかを説明している。図1(B)は、BCL−2ファミリーメンバーのアラインメントを表し、タンパク質サブグループが共有している保存BCL−2相同ドメインを強調している。 図2は、アンチアポトーシスタンパク質のBH3結合ポケットが如何に結合して死亡螺旋を隔離するかを示している。 図3は、生物活性BH3螺旋が炭化水素架橋によって如何に再構築されて、BCL−2ファミリータンパク質を標的にできる、螺旋性、プロテアーゼ耐性で、細胞透過性の化合物を生ずるかを示している。 図4は、ヒトMCL−1(長)(配列番号1)及び選択的にスプライスされたMCL−1(短)の一次アミノ酸配列を示している。BH3領域に下線を付し、MCL−1(短)の選択的C末端をイタリック体にしてある。MCL−1(長)の分解生成物であると考えられる核内低分子MCL−1も報告されている(配列番号72)。最後に、発現及び結合検討に用いられるMCL−1NCタンパク質を示している(配列番号73)。 図5は、ヒトNOXAの一次アミノ酸配列を示している。BH3領域に下線が付されている。 図6は、ヒトBOKの一次アミノ酸配列を示している。BH3領域に下線が付されている。 図7は、プロ及びアンチアポトーシスBCL−2ファミリーメンバーのBH3ドメインに基づいて設計された、BCL−2ドメインの安定化α螺旋(SAHB)のパネルを示している。架橋結合した非天然アミノ酸の1対(X)を非相互作用螺旋表面のi、i+4位で置換して、ルテニウム触媒オレフィンメタセシスによって「架橋」した。グラブスのルテニウム触媒の活性を最適化するために、硫黄を含有しているメチオニンをノルロイシンに置換し、これを文字Bで表した。 図8は、蛍光標識されたSAHBのMCL−1ΔNΔCへの結合に対する解離定数を蛍光偏光アッセイ(FPA)及び非線回帰分析で確認するためのグラフを示している。(A〜D)は、蛍光偏光がFITC誘導化SAHB並びに組み換えMCL−1タンパク質、及び非結合剤由来の顕著なMCL−1標的化SAHBをアッセイすることを説明している。(E)は、MCL−1 SAHB及びNOXA SAHBを包含する親和性の高いMCL−1結合剤のサブセットの結合等温線を明示していて、これはMCL−1に選択的であるが、BCL−XL、BCL−w、又はBFL1/A1とは結合しなかった。BOK SAHBは、その他のアンチアポトーシスよりもMCL−1に対して有意な選択性を示した。 図9は、FITC誘導化SAHBs及び高い親和性でMCL−1を標的とする化合物であることが明らかにされている組み換えアンチアポトーシスタンパク質(A)、を選択的MCL−1相互作用を示しているサブセットと共に(A、B)用いる蛍光偏光アッセイを示す。(A)は、MCL−1特異的及び汎−アンチアポトーシス結合SAHBsのK値の表を示す。(B)は、MCL−1に選択的でBCLX、BCL−w、又はBFL1/A1と結合しなかった、MCL−1 SAHB及びNOXA SAHBを包含する、高親和性MCL−1結合剤のサブセットの結合等温線を明らかにしている。BOK SAHBは、その他のアンチアポトーシスよりもMCLに対して有意な選択性を示した。 図10は、MCL−1に対するMCL−1BH3螺旋の特異性決定基を説明している。FITC−MCL−1 SAHBの連続アラニン変異体(アラニンスキャン)のパネルは、高親和性MCL−1ΔNΔC結合に必要なコアBH3配列内の主要残基を明らかにする、FPA結合分析のために作成した。MCL−1ΔNΔC結合への天然のアラニン及びグリシン残基の寄与を評価するために、グルタミン酸変異も行った。 図11は、疎水性結合界面に位置している、G217〜Q221架橋(MCL−1 SAHBC)のみによるMCL−1ΔNΔC結合の断裂を明らかにした、螺旋表面に沿った各種架橋位置のサンプリングを示す。MCL−1 SAHBDは、親のMCL−1 SAHBAより4倍改善されて、最も強い結合活性(KD,10nM)を示した。(A)は、MCL−1 BH3配列の長さに沿った炭化水素架橋の異なった配置を明らかにしている、MCL−1 SAHBの「架橋スキャン」を説明し;(B)は疎水性結合界面に位置している、G217〜Q221架橋(MCL−1 SAHB)のみによるMCL−1ΔNΔC結合の断裂を明らかにした、螺旋表面に沿った各種架橋位置のサンプリングを示す。MCL−1 SAHBは、親のMCL−1 SAHBより4倍改善されて、最も強い結合活性(KD,10nM)を示した。 図12は、円偏光二色性が、対応する非改変ペプチドと比較してMCL−1 SAHBについてα螺旋の顕著な増強を明らかにしたことを示す。炭化水素架橋は、圧倒的に非螺旋性のMCL−1 BH3鋳型ペプチドを安定化されたα螺旋構造に、55〜100%範囲の螺旋パーセントを示す異なった架橋のSAHBで、変換する。 図13は、FITC−MCL−1 SAHBAと同様に、FITIC SAHBは、アンチアポトーシス標的の広いパネルに対して行われたFPAから明らかなように、MCL−1ΔNΔCとの強力で排他的な相互作用を見せることを示している。 図14(A)では、選択BH3ドメインの配列アラインメントが、アンチアポトーシスタンパク質の標準的なBH3ポケットと結合する疎水性残基の主要な相違を明らかにした。MCL−1 BH3は固有のLXXVXXXVモチーフを含んでいる。BCL−2/BCL−XL選択的BAD BH3ドメインと汎-アンチアポトーシス結合BIM BH3ドメインの両方はMCL− BH3内のVal220(下線付加)に対応する位置にPheを含んでいる。興味深いことに、MCL−1に対して選択性を示す、ネズミのNOXA BH3及びNULE BH3(示していない)ドメインの両方は、この位置にValを含んでいる。(B)は、MCL−1 SAHBAの部位特異的突然変異がMCL−1への特異性を変えることを示す。MCL−1 SAHBA V220FはMCL−1とBCL−XLの両方と結合し、FPAによって明らかにされたように、V220が、MCL−1ΔNΔCとBCL−XLΔCの両方に結合するMCL−1SAHBAに対する主要な特異性決定基であることを明らかにする。 図15は、部位特異的アミノ酸突然変異が汎−アンチアポトーシス結合剤、BIM SAHBを選択的MCL−1結合剤に変換したことを示している。非選択的SAHBの部位特異的突然変異によってMCL−1に対する特異性も得られた。BIM SAHBDにおけるIle65及びGlu68の、BIM SAHBの架橋変異体であるPhe及びLysへのそれぞれの突然変異は、蛍光偏光アッセイにより確認されるように、MCL−1の選択的阻害をもたらした。 図16(A)は、競合FPA(FITC−BAK SAHB/MCL−1ΔNΔC IC50、0.27+0.06μM)により明らかなように、MCL−1 SAHBは、MCL−1ΔNΔCによるBAK BH3螺旋の隔離を効果的に阻害することを示している。(B)は、野生型及びBAK−/−ミトコンドリア上で実施したチトクロームc放出アッセイで測定されるように、MCL−1 SAHBは、BID BH3誘発及びBAK依存性ミトコンドリアアポトーシスを用量依存的に感受性にすることを示している。(C)は、MCL−1免疫沈降法及びBAKウェスタン分析によって評価すると、BAKとMCL−1の間の天然の相互作用が、OPM2多発性骨髄腫細胞とMCL−1 SAHBの処理によって用量依存的に分断されたことを示している。 図17(A)は、MCL−1免疫共沈降法で明らかにされたように、NOXA SAHBはin situのMCL−1を標的にして、MCL/BAK相互作用を分断することを示している。(B)は、NOXA SAHBが、化学療法耐性U937AML細胞を低用量のプロアポトーシスBIM SAHBに対して用量依存的に感受性にすることを説明している。 図18は、ジャーカット(Jurkat)及びOPM2細胞をTRAIL及びFasリガンド(FasL)の漸増用量で処理して、細胞の生存を24時間目にMTTアッセイで測定したことを示している。TRAILはジャーカット及びOPM細胞の両方にアポトーシスを誘発したが、ジャーカット細胞のみがFasLに感受性があった(A)。これらのデータは図19〜21で実施した実験に対する基礎研究を示す。 図19は、ジャーカット(T−細胞白血病)及びOPM2細胞を、汎−カスパーゼ阻害剤、z−VADの存在下又は非存在下に、MCL−1 SAHB単独に及び、低用量の死受容体作動薬TRAIL及びFasリガンドとの組み合わせに曝露したことを示す。24時間目にMTTアッセイで測定した細胞の生存は、MCL−1 SAHBによる、ジャーカット(TRAIL及びFasL)及びOPM2(TRAIL)細胞の用量反応性及びカスパーゼ依存性増感を明らかにした(A)。DEVD開裂基質の発光で測定すると、ジャーカット及びOPM2細胞を死受容体刺激に対して感受性にするMCL−1 SAHBの能力は、カスパーゼ3/7の用量反応活性化と相関していた(B)。 図20は、MCL−1ΔNΔC及びBFL−1/A1ΔCの両方と結合するNOXA SAHBと対照的に、選択的な架橋位置を含有しているNOXA SAABは、FPAにより測定されるように、強力で排他的なMCL−1ΔNΔC結合活性を表すことを示している。MCL−1 SAHBと同様に、NOXA SAABは、24時間目にMTTアッセイで測定されるように、ジャーカット細胞のアポトーシス応答をTRAIL及びFasLに対して感受性にした。 図21は、BFL−1 SAHBは、FPAによるアンチアポトーシスタンパク質に対して結合活性を示さず、それに対応して、低用量のTRAIL及びFasLで処理したジャーカット細胞に増感活性を表さなかったことを示している。 図22は、短縮MCL−1 SAHB変異体は高い親和性でMCL−1ΔNΔCと結合することを示している。 図23は、MCL−1結合特異性及び選択的標的MCL−1を評価するために作出した架橋BH3ペプチド(SAHBs)の組成を提供する。
高い親和性及びかつてない選択性で生存タンパク質MCL−1を標的にする一連の架橋BCL−2ファミリー螺旋がここに同定されている。本明細書に記載されているMCL−1阻害剤SAHBsはMCL−1の標準的なBH3溝を標的にして、インビトロ及びin situでMCL−1/BAK相互作用を駆逐して、MCL−1依存性癌細胞をミトコンドリアアポトーシスに対して感受性にする。
定義
本明細書で用いられる用語「炭化水素架橋」又は「架橋」は、ポリペプチドの天然の二次構造を配座的に与えるのに役立つ少なくとも2つの改変アミノ酸を有するポリペプチドを安定に架橋結合するプロセスを示す。炭化水素架橋は、α螺旋二次構造を有する傾向にある、ポリペプチドをその本来のα螺旋構造を維持できるようにする。この二次構造はポリペプチドのタンパク分解的切断及び熱に対する耐性を増大して、標的結合親和性、疎水性、及び細胞透過性も増大する。従って、本明細書に記載されている炭化水素「架橋された」(架橋結合した)ポリペプチドは、対応する非炭化水素架橋(架橋結合していない)ポリペプチドと比べて生物活性が改善されている。例えば、架橋結合したポリペプチドはBH3 BCL−2相同ドメインのα螺旋ドメインを包含することができて、これは、少なくとも典型的なNOXA、BOK及びMCL−1 BH3ドメインの場合に、MCL−1タンパク質の天然リガンドとの相互作用(例えば、MCL−1二量体及び/又は多量体及び/又はMCL−1/BAKヘテロ二量体の形成を包含する)を競合的に妨害することができて、これにより、細胞中のMCL−1活性を調節できる。MCL−1活性の調節は、例えば、細胞におけるアポトーシスの促進、細胞における細胞周期制御の調節、細胞における自食作用の調節、細胞の炎症応答の調節、細胞の自己免疫応答の調節、及びRNAスプライシングの調節を包含する、多くの効果をもたらすことができる。本明細書に記載されている架橋結合したポリペプチドは、予防的に又は治療的に、例えば、癌のような、過剰増殖性疾患を治療又は予防するために、用いることができる。
炭化水素架橋されたポリペプチドは、2つの非天然アミノ酸の間に1つ又はそれ以上の鎖(連鎖)を包含していて、その鎖はポリペプチドのα螺旋二次構造を有意に増強する。一般に、鎖は1つ又はそれ以上の螺旋旋回(すなわち、約3.4又は7アミノ酸)の長さにわたり広がる。従って、i及びi+3、i及びi+4、又はi及びi+7に位置しているアミノ酸は化学修飾及び架橋結合の理想的な候補である。従って、例えば、ペプチドが配列...X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9...を有している場合は、X1とX4の間、又はX1とX5の間、又はX1とX8の間の架橋結合が、また同様にX2とX5の間、X2とX6の間、又はX2とX9の間、等の架橋結合が有用であり、ペプチドの炭化水素架橋形態を示す。複数の架橋結合(例えば、2、3、4又はそれ以上の)の使用も意図されている。複数の架橋結合の使用は、ペプチドを安定化して最適化するのに、特にペプチドの長さを増大するのに非常に有効である。従って、本発明は、配列を更に安定化するためか、或いは構造安定性、タンパク質分解耐性、酸安定性、熱安定性、細胞透過性及びより長いペプチド伸長の生物活性増強を促進するためにポリペプチド配列内の一つ以上の架橋結合の取り込みを包含している。炭化水素架橋されたポリペプチドの作成及び使用に関する更なる記載は、例えば、米国特許出願第61/124,221号に見出すことができて、この内容は参照によりその全てが本明細書に取り込まれている。
本明細書で用いられる用語「架橋された」及び「炭化水素架橋された」は、同じ意味で用いられる。
本明細書でポリペプチドに関して用いられる用語「安定な」又は「安定化」は、それらの天然のα螺旋構造を保持する及び/又はプロテアーゼ耐性を改善する及び/又は酸安定性を改善する及び/又は熱安定性を改善する及び/又は細胞透過性を改善する及び/又は標的結合親和性を改善する及び/又は生物活性を改善するために炭化水素架橋されたポリペプチドを示す。
用語MCL−1の「活性部位」は、その形状、アミノ酸含量、及び帯電電位の結果として、他の物質(これに限定されないが、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、分子、化合物、抗生物質、薬剤、及び/又は核酸を包含する)と、多種の共有及び/又は非共有結合力を介して有利に相互作用又は結合する、MCL−1ポリペプチド又はMCL−1相互作用ポリペプチドの領域を示す。BCL−2ファミリーメンバーは、最近報告されたように(Gavathiotis et al. Nature, 455: 1076, 2008)、1つ以上の活性部位を有してよい。MCL−1上で確定された1つの「活性部位」の例は、疎水性の溝、及びヒト炭化水素架橋MCL−1 BH3(配列番号1、12、17〜60)、NOXA BH3(配列番号2、7,63〜68)、BOK BH3(配列番号3、11)又は野生型或いはMCL−1特異性改変BIM BH3(配列番号4、61、62)又はBAK BH3(配列番号9、69)、のような、又はMULE BH3、BH3相同ドメインを含有している非BCL−2ファミリーメンバー(配列番号70)のような、BCL−2相同ドメインの安定化α螺旋と結合できる円周の荷電/親水性残基を包含して、これは螺旋3のV216、V220、H224、A227及びM231残基、螺旋4のV249、V253及びD255残基及び螺旋5のG262、T266及びF270残基を包含している、MCL−1(PDB#2pqk及び配列番号1)のα螺旋3、4及び5の並置によって形成されているか、又は螺旋3のV201、H205及びM212残基、螺旋4のS226、H233及びV234残基及び螺旋5のR244、T247、L249及びF251残基を包含している、MCL−1(PDB#2jm6)の螺旋3、4及び5の並置によって形成されている。
一実施態様では、活性部位は、G262及びF270(PDB#2pqk、配列番号1)に対応する2つ又はそれ以上のアミノ酸を包含している。
用語「MCL−1ポリペプチド変異体」は、少なくとも1つのアミノ酸を天然又は非天然のアミノ酸に付加、から削除又はと置換して、参照のMCL−1ファミリーペプチドを変化させたポリペプチド又はそれらの模倣物質を示す。以下に記載するように、あるアミノ酸をさほど違わない性質を有する他のものにポリペプチドの活性の本質を変えずに、変更することができる(例えば、グルタミンをグルタミン酸に又は疎水性を疎水性に又は正荷電を正荷電にのような、同類置換)ということは、当該技術分野において良く理解されている。従って、本明細書で用いられるMCL−1ポリペプチド変異体は、プロ又はアンチアポトーシス活性を有するポリペプチドを包含する。用語「変異体」は、タンパク質又はその他のその機能的ドメイン内の参照MCL−1 BCL−2相同ドメイン(例えば、MCL−1 BH3ドメイン)と少なくとも30%のアミノ酸配列同一性を有しているポリペプチドを示す。より詳細には、用語「変異体」は、これに限定されないが、螺旋3のV216、V220、H224、A227及びM231残基、螺旋4のV249、V253及びD255残基及び螺旋5のG262、R263、T266及びF270残基を包含している、MCL−1(PDB#1pqk及び配列番号1)のα螺旋3、4及び5、又は螺旋3のV201、H205及びM212残基、螺旋4のS226、H233及びV234残基及び螺旋5のR244、T247、L249及びF251残基を包含している、MCL−1(PDB#2jm6、配列番号1)の螺旋3、4及び5の相対構造座標を含有している三次元構造によって特徴付けられる活性部位を含有しているMCL−1ポリペプチドを包含し、それぞれの場合に、これらの残基の同類骨格原子からの標準偏差+/−は、1.1オングストローム未満、ある特定の実施態様では1.0オングストローム未満、そして更なる特定の実施態様では0.5オングストローム未満である。
「MCL−1ポリペプチド変異体」は更に、MCL−1 BCL−2相同ドメイン(例えば、BH3ドメイン)のアミノ酸配列と、少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%又はそれ以上類似しているアミノ酸配列を含有している、ポリペプチド、又はそれらの生物活性断片を包含する。ある特定の実施態様では、BCL−2相同ドメインは、MCL−1(配列番号1)のL213、G217、及び/又はD218に対応するアミノ酸残基のような、1つ又はそれ以上の保存アミノ酸残基又はそれらの同類置換を含有している。
用語「疎水性アミノ酸」は、相対的に水に不溶性である、非荷電で非極性の側鎖を有している天然又は非天然のアミノ酸又はそれらの模倣物質を意味する。天然由来疎水性アミノ酸の例は、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファン及びメチオニンである。
用語「親水性アミノ酸」は、相対的に水溶性である、非荷電で極性の側鎖を有している天然又は非天然のアミノ酸又はそれらの模倣物質を意味する。天然由来親水性アミノ酸の例は、セリン、スレオニン、チロシン、アスパラギン、グルタミン、及びシステインである。
用語「負に荷電したアミノ酸」は、通常の生理学的条件下で負に荷電する側鎖を有している天然由来又は非天然のアミノ酸又はそれらの模倣物質を包含する。負に荷電している天然由来アミノ酸の例はアスパラギン酸及びグルタミン酸である。
用語「正に荷電したアミノ酸」は、通常の生理学的条件下で正に荷電する側鎖を有している天然由来又は非天然のアミノ酸又はそれらの模倣物質を包含する。正に荷電している天然由来アミノ酸の例はアルギニン、リジン及びヒスチジンである。
本明細書で用いられる用語「BCL−2ファミリーポリペプチド」は、わずか1つから4つもの保存性BCL−2相同ドメイン(BH1、BH2、BH3及び/又はBH4)を有しているタンパク質の進化的に保存されているファミリーを示す。BHドメインはα螺旋セグメントであって、BCL−2ファミリータンパク質のアンチアポトーシス及びプロアポトーシスポリペプチドの両方に存在していて、多くの種に渡って、配列レベルで及び機能的にの両方で保存されている(例えば、マウスBCL−2ファミリータンパク質はヒトMCL−1と結合する)。BCL−2ファミリーポリペプチドは、BCL−2、BCL−XL、BCL−w、MCL−1、BCL−B、A1/BFL−1、BOO/DIVA、Nr−13、CED−9、BAX、BAK、BOK/MTD、BID、BAD、BIK/NBK、BLK、HRK、BIM/BOD、BNIP3、NIX、NOXA、PUMA、BMF、EGL−1、及びウィルス性同族体を包含する。機能的BCL−2ファミリー相同ドメインは、Beclin−1(Oberstein et al. J Biol Chem, 282: 13123, 2007)及びMULE(Zhong et al. Cell, 121:1085, 2005)のような非BCL−2ファミリータンパク質にも見出され、これはBH3ドメインを含有する非BCL−2ファミリータンパク質である。このような非BCL−2ファミリーポリペプチドも本発明の組成物、方法及びキットで用いることができるということを当業者は理解できるだろう。BCL−2ファミリーポリペプチドを調節する方法及び組成物は米国特許出願第60/995,545号に記載されていて、この内容は参照によりその全てが本明細書に取り込まれている。
用語「アンチアポトーシスポリペプチド」は、1つ又はそれ以上のアミノ酸相同ドメイン、BH1、BH2、BH3、及び/又はBH4を有し、アポトーシスを弱力化又は阻害して細胞の生存を促進するこによって特徴付けられる、BCL−2ファミリーポリペプチドを示す。「アンチアポトーシスポリペプチド」は更に、BCL−2ファミリーポリペプチド内のアンチアポトーシスBCL−2相同ドメインとアミノ酸配列が少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%又はそれ以上類似している、タンパク質、又はそれらの生物活性断片を包含する。
ある特定の実施態様では、BCL−2相同ドメインは、MCL−1のBH3ドメイン(PDB#1pqk、配列番号1)のL213、G217、及び/又はD218残基に対応するアミノ酸残基のような、1つ又はそれ以上の保存アミノ酸残基を含有している。アンチ(抗)アポトーシスポリペプチドは、MCL−1、BCL−2、BCL−X1、BCL−w、BCL−B、A1/BFL−1、BOO/DIVA、Nr−13、CED−9、及びウィルス性同族体を包含する。
用語「プロアポトーシスポリペプチド」は、1つ又はそれ以上のアミノ酸相同ドメイン、BH1、BH2及び/又はBH3を有し、アポトーシスを活性化して細胞死を促進することによって特徴付けられる、BCL−2ファミリーポリペプチドを示す。「プロアポトーシスポリペプチド」は更に、BCL−2ファミリーポリペプチド内のプロアポトーシスBCL−2相同ドメインとアミノ酸配列が少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%又はそれ以上類似している、タンパク質、又はそれらの生物活性断片を包含する。
ある特定の実施態様では、BCL−2相同ドメインは、NOXAのBH3ドメイン(PubMed RefSeq:NP_066950.1、配列番号2、5)のL29及びG33残基又はBOKのBH3ドメイン(PubMed RefSeq:NP_115904.1、配列番号3、9)のL70及びG75残基に対応するアミノ酸残基のような、1つ又はそれ以上の保存アミノ酸残基を含有している。プロアポトーシスポリペプチドは、BAX、BAK、BOK/MTD、BID、BAD、BIK/NBK、BLK、HRK、BIM/BOD、BNIP3、NIX、NOXA、PUMA、BMF、EGL−1、及びウィルス性同族体を包含する。標的化分解によってMCL−1レベルを制御して、それによって生理的ストレス中でプロアポトーシスとなる非BCL−2ファミリータンパク質の例は、BH3ドメインを含有しているユビキチンリガーゼMULEである。
本明細書で用いられる用語「アポトーシス」は、エンドヌクレアーゼ活性、染色体移動、細胞核内の辺縁趨向、アポトーシス小体の形成、ミトコンドリアの膨張、ミトコンドリア稜の拡大、ミトコンドリア透過性転移孔の開口及び/又はミトコンドリアプロトン勾配の消失に関連していても関連していなくてもよい、デオキシリボ核酸(DNA)の断片化、クロマチンの凝縮などの、容易に観察可能な形態学的及び生化学的な変化によって特徴づけられる細胞死の選択的形態を誘導する、生化学的事象の制御されたネットワークを示す。
用語「化合物」は、化学化合物、ポリペプチド、核酸又はそれらの組み合わせ、又は化学化合物及び/又はポリペプチド及び/又は核酸(例えば、DNA及び/又はRNA誘導体)の混合物、それらの塩及び溶媒和物、等を示すように本明細書で用いられている。
ある特定の実施態様では、本発明の化合物は、MCL−1ポリペプチドの活性部位に結合する。
「モジュレータ」はMCL−1ポリペプチドの活性を変える(例えば、増強/促進又は阻害/抑制する)化合物である。
用語「候補化合物」又は「試験化合物」は、本発明の方法で試験されて、MCL−1ポリペプチドの活性部位と結合することが見出され、それによりMCL−1ポリペプチドの活性を調節すると考えられる、化学化合物、ペプチド、核酸又はそれらの組み合わせ、又は化学化合物及び/又はポリペプチド及び/又は核酸の混合物、それらの塩及び溶媒和物、等を示すように本明細書で用いられている。
本明細書で用いられる用語「小分子」は、2,000ダルトン以下、より好ましくは300〜1,000ダルトン、更により好ましくは400〜700ダルトンの分子量を有する化学化合物を示すと考えられている。これらの小分子が有機分子であることが好ましい。
ある特定の実施態様では、「小分子」はペプチド又は核酸分子を包含しない。
化合物に関連して本明細書で用いられている用語「調節する」は、BCL−2ファミリーポリペプチドのアンチアポトーシス又はプロアポトーシス活性の活性化又は阻害、又はBCL−2ファミリーメンバー又はBCL−2相同ドメインとの結合を標的にしているその他のタンパク質が関連するタンパク質−タンパク質相互作用に影響して、それにより生化学的経路(例えば、変性タンパク質応答、グルコース刺激性インスリン分泌、アポトーシス)を制御することを示す。アンチアポトーシス、プロアポトーシス及びその他の生化学的活性(例えば、変性タンパク質応答、グルコース刺激性インスリン分泌、アポトーシス)の両方をアッセイする方法は当該技術分野で周知であって、本明細書に記載されている。
本明細書で用いられる用語「相互作用する」又は「結合する」は、化合物又はそれらの部分と、BCL−2ファミリーポリペプチド又はそれらの部分の活性部位との間の近接の状態を示す。相互作用は、化合物上の1つ又はそれ以上の部分と、活性部位のアミノ酸上の1つ又はそれ以上の部分との間にある。結合は、非共有(ここで、並置が、水素結合、又はファン・デル・ワールス若しくは静電的相互作用によってエネルギー的に有利である)であっても、共有であってもよい。
例えば、螺旋3のV216、V220、H224、A227及びM231残基、螺旋4のV249、V253及びD255残基、及び螺旋5のG262、R263、T266及びF270残基を包含する、MCL−1ポリペプチドのα螺旋3、4及び5の疎水性及び親水性アミノ酸残基は、 MCL−1BH3ドメイン(PubMed RefSeq: NP_068779.1、配列番号1,16)の残基T212、L213、R214、V216、G217、D218及びV220、NOXA BH3ドメイン(PubMed RefSeq: NP_066950.1、配列番号2,5)の残基A26、L29、G33及びL36、及びBOK BH3ドメイン(PubMed RefSeq: NP_115904.1、配列番号3、9)残基V66、V69、L70、G75及びL79と相互作用すると予測されている。
用語「活性化する」は、BCL−2ファミリーポリペプチドのアンチアポトーシス又はプロアポトーシス活性、或いはタンパク質−タンパク質又はタンパク質−核酸の相互作用に基づくその他の定義された生化学的な活性の増大を示す。
プロアポトーシス活性を活性化する化合物は、BCL−2ファミリーポリペプチドの活性部位と結合して、その化合物を欠如している対照と比較したときに、BCL−2ファミリーポリペプチドのプロアポトーシス活性の、例えば、1.5倍、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、15倍、20倍又はそれ以上の増大をもたらすだろう。
別の実施態様では、アンチアポトーシス活性を活性化する化合物は、BCL−2ファミリーポリペプチドの活性部位と結合して、その化合物を欠如している対照と比較したときに、BCL−2ファミリーポリペプチドのアンチポトーシス(生存)活性の例えば、1.5倍、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、15倍、20倍又はそれ以上の増大をもたらすだろう。
別の実施態様では、生化学的な活性(例えば、細胞周期、自食作用)を調節する化合物は、BCL−2ファミリーポリペプチド又は標的タンパク質と結合するその他のBCL−2相同ドメインの活性部位と結合して、その化合物を欠如している対照と比較したときに、標的タンパク質の生化学的活性の、例えば、1.5倍、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、15倍、20倍又はそれ以上の増大をもたらすだろう。
アンチアポトーシス又はプロアポトーシス活性の活性化、又は生化学的活性(例えば、自食作用の誘発、細胞周期停止の誘発)の調節を評価するためのアッセイは当該技術分野で公知であって、本明細書に記載されている。
用語「阻害する」は、BCL−2ファミリーポリペプチドのアンチアポトーシス又はプロアポトーシス活性、又はタンパク質−タンパク質相互作用に基づく別に定義された生化学的活性を減少又は遮断することを示す。例えば、プロアポトーシス活性を阻害する化合物は、BCL−2ファミリーポリペプチドの活性部位に結合して、BCL−2ファミリーポリペプチドの活性化を阻止するか或いは活性を減少するだろう。従って、この化合物はプロアポトーシス活性の効果を阻害又は減少するだろう。従って、プロアポトーシス活性、例えば、細胞死が、化合物が存在していない対照の細胞集団と比較すると、阻害剤が存在している細胞の集団において、例えば、75%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、5%又はそれ未満に少なくなるだろう。
別の実施態様では、アンチアポトーシス活性を阻害する化合物は、BCL−2ファミリーポリペプチドの活性部位と結合して、BCL−2ファミリーポリペプチドのアンチアポトーシス活性を阻止又は減少するだろう。従って、アンチアポトーシス活性、例えば、生存率が、化合物が存在していない対照の細胞集団と比較すると、阻害剤が存在している細胞の集団において、75%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、5%又はそれ未満に少なくなるだろう。
更に別の実施態様では、生化学的活性(例えば、細胞周期、自食作用)を調節する化合物は、BCL−2ファミリーポリペプチド又は標的タンパク質を結合するその他のBCL−2相同ドメインの活性部位と結合して、標的タンパク質の生化学的活性を阻止又は減少するだろう。従って、生化学的活性(例えば、自食作用、細胞周期停止)が、化合物が存在していない対照の細胞集団と比較すると、阻害剤が存在している細胞の集団において、例えば、75%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、5%又はそれ未満に少なくなるだろう。
本明細書で用いられている用語「BH3 SAHB」は、安定化したα螺旋を形成するために炭化水素架橋されている、BCL−2ファミリーポリペプチド及び/又はBH3ドメインを含有しているポリペプチド(例えば、MULE)のBCL-2相同ドメイン3を示す。多くのBH3ドメインのアミノ酸配列が本明細書に記載されている(例えば、図7、9、及び15)。BH3 SAHBを作る方法は当該技術分野において公知であって、2004年11月5日に出願された、米国特許出願公開第US2005/0250680号(これはその全てが参照により本明細書に取り込まれている)に記載されている。
本明細書で用いられている用語「NOXA BH3ポリペプチド」は、NOXAのBCL−2相同ドメイン3を有しているポリペプチドを示す。
一実施態様では、NOXA BH3ポリペプチドは、配列番号2(図5)に記載の配列と30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%又はそれ以上同一のアミノ酸配列を有していて、配列番号2のL29、G33、及び/又はD34に対応する1つ又はそれ以上のアミノ酸残基又はその同類置換を包含している。随意に、NOXA BH3ポリペプチドのNOXA BH3ドメインは、配列番号2に記載のBH3ドメインの配列と30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%又はそれ以上同一のアミノ酸配列を有していてもよい。
ある特定の実施態様では、NOXA BH3ポリペプチドは、配列番号7、及び配列番号63〜68に記載のアミノ酸配列を有している。
ある特定の実施態様では、用語「NOXA BH3ポリペプチド」の範囲は、配列番号2の生物活性断片を包含していて、一方「NOXA BH3ドメイン」の範囲は同様に、配列番号2のBH3ドメインの生物活性断片を包含する。
本明細書で用いられている用語「BOK BH3ポリペプチド」は、BOKのBCL−2相同ドメイン3を有しているポリペプチドを示す。
一実施態様では、BOK BH3ポリペプチドは、配列番号3(図6)に記載の配列と30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%又はそれ以上同一のアミノ酸配列を有していて、配列番号3のL70、G75、及び/又はD76残基に対応する1つ又はそれ以上のアミノ酸残基又はその同類置換を包含する。
随意に、BOK BH3ポリペプチドのBOK BH3ドメインは、配列番号3に記載のBH3ドメインの配列と30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%又はそれ以上同一のアミノ酸配列を有している。
ある特定の実施態様では、BOK BH3ポリペプチドは、配列番号11に記載のアミノ酸配列を有している。
ある特定の実施態様では、用語「BOK BH3ポリペプチド」の範囲は、配列番号3の生物活性断片を包含していて、一方「BOK BH3ドメイン」の範囲は同様に、配列番号3に記載の配列のBH3のドメインの生物活性断片を包含する。
本明細書で用いられている用語「MCL−1 BH3ポリペプチド」は、MCL−1のBCL−2相同ドメイン3を有しているポリペプチドを示す。
一実施態様では、MCL−1 BH3ポリペプチドは配列番号1に記載の配列と30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%又はそれ以上同一のアミノ酸配列を有していて、配列番号1(図4)のL213及びG217に対応する1つ又はそれ以上のアミノ酸残基又はその同類置換を包含する。
随意に、MCL−1 BH3ポリペプチドのMCL−1 BH3ドメインは、配列番号1に記載のBH3ドメインの配列と30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%又はそれ以上同一のアミノ酸配列を有している。
ある特定の実施態様では、MCL−1 BH3ポリペプチドは、配列番号12、17〜60に記載のアミノ酸配列を有している。
ある特定の実施態様では、用語「MCL−1 BH3ポリペプチド」の範囲は、配列番号1の生物活性断片を包含していて、一方「MCL−1 BH3ドメイン」の範囲は同様に、配列番号1に記載の配列のBH3のドメインの生物活性断片を包含する。
本明細書で用いられている用語「MCL−1特異性改変BH3ポリペプチド」は、その結合活性をMCL−1選択的にするように突然変異されている、BCL−2ファミリーメンバー(図1B、7)のBCL−2相同ドメインを有しているポリペプチドを示す。
一実施態様では、配列番号4に記載のBIM BH3の配列と30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%又はそれ以上同一のアミノ酸配列を有していて、配列番号4(NCBI#NP_619527に基づいて列挙)のL152及びG156に対応する1つ又はそれ以上のアミノ酸残基又はその同類置換を包含するが、MCL−1特異性をもたらすために、1つ又はそれ以上のアミノ酸残基の突然変異、例えば、配列番号3のI155のFへの及び/又はE158のKへの変換、又はそれらの同類置換も包含する。
ある特定の実施態様では、MCL−1特異性改変BIM BH3ポリペプチドは、配列番号62に記載のアミノ酸配列を有している。
別の実施態様では、BH3ポリペプチドは、配列番号9に記載のBAK BH3の配列と30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%又はそれ以上同一のアミノ酸配列を有していて、配列番号6(NCBI#NP_619527に基づいて列挙)のL74及びG78に対応する1つ又はそれ以上のアミノ酸残基又はその同類置換を包含するが、MCL−1特異性をもたらすために、1つ又はそれ以上のアミノ酸残基の突然変異、例えば、配列番号69のI77のFへの及び/又はD84のKへの変換(NCBI#NP_001179に基づいて列挙)、又はそれらの同類置換も包含する。
本明細書で用いられている用語「非BCL−2ファミリーメンバーBH3ポリペプチド」は、BCL−2相同ドメイン3を有しているが、それ以外には従来BCL−2ファミリーメンバー又は同族体に分類されない、ポリペプチドを示す。
一実施態様では、非BCL−2ファミリーメンバーBH3ポリペプチドは、配列番号70に記載の配列と30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%又はそれ以上同一のアミノ酸配列を有していて、配列番号70(図13)のL1980及びG1984(NCBI#AAY98258に基づいて列挙)に対応する1つ又はそれ以上のアミノ酸残基又はその同類置換を包含する。
用語「薬理学的有効量」、「治療有効量」、「薬理学的有効用量」又は単に「有効量」は、意図する薬理学的、治療的又は予防的結果を生じるのに有効な薬剤の量を示す。薬理学的有効量は、疾患の1つ又はそれ以上の症状の改善をもたらし、又は疾患の進行を防ぎ、或いは疾患の退行をもたらし、又は疾患を予防する。
例えば、過剰な細胞生存又は増殖の障害の治療に関しては、治療有効量は、少なくとも5%、好ましくは少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、又は少なくとも100%まで、腫瘍成長の速度を減少し、腫瘍の大きさを減少し、転移の数を減少し、腫瘍進行の時間を増大し、或いは生存時間を増大する、治療薬剤の量を示すことが好ましい。
例えば、増大する細胞死に関連する疾患、例えば虚血、の治療に関しては、治療有効量は、治療を行わなかった場合に起こるであろう組織及び/又は細胞の損傷を阻止又は制限する治療薬剤の量を示すことが好ましい。治療薬剤は、組織及び/又は細胞の損傷を、本発明の治療薬剤の投与なしで起こる損傷と比較すると、少なくとも5%、好ましくは少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、又は少なくとも100%まで減少する。
疾患(例えば、過剰増殖性疾患、過剰な細胞生存又は増殖)に関連して本明細書で用いられる用語「治療する」、及び「治療すること」は、動物又はヒトにおける病的細胞(例えば、過剰増殖性又は腫瘍性細胞)の発生の減少を示す。阻止は完全、例えば対象における病的細胞の皆無、であってよい。阻止は、対象における病的細胞の発生を、本発明なしで発生するであろうよりも少なくするような、部分的であってもよい。
ある実施態様では、このような用語は、1つ又はそれ以上の治療法の投与によって:(1)癌細胞集団の安定化、減少又は除去、(2)寛解期間の増大、(3)癌の再発率の減少、(4)癌の再発時間の増大、及び(6)患者の生存率の増大:の1つ、2つ、3つ又はそれ以上の結果を示す。
増大した細胞死に関連する疾患、例えば虚血、に関して本明細書で用いられる用語「治療する」、及び「治療すること」は、動物又はヒトにおいて組織及び/又は細胞の損傷の発生を減少することを示す。阻止は完全、例えば、対象における組織損傷が皆無であってよい。阻止は、対象における組織損傷が、治療薬無しで発生するものよりも少ないように、部分的であってもよい。
本明細書で用いられる用語「予防する」、「予防すること」及び「予防」は、対象における疾患の発生を減少すること、又は疾患又はその関連症状に罹る危険性を減少することを示すものとする。予防は、例えば対象において疾患又は病的細胞が皆無であるように、完全であってよい。予防は、患者における疾患又は病的細胞の発生が、本発明なしで発生するであろうよりも少ないというように、部分的であってもよい。
用語「対象」は、動物又はヒト、或いは動物又はヒト由来の1つ又はそれ以上の細胞を示す。好ましくは、対象はヒトである。対象は非ヒト霊長類を包含できる。細胞は、これに限定されないが、組織に保持されている細胞、細胞集合、不死化した、トランスフェクトされた又は形質転換された細胞、及び物理的に又は表現型的に変化した動物由来の細胞を包含する、何れの形態であってもよい。ヒト対象は患者であることが分かる。
用語「抗腫瘍活性」は、物質又は組成物と相互作用する腫瘍細胞の増殖を阻止するか、或いは腫瘍細胞の死を誘導する、物質又は組成物の能力を示す。
本明細書で用いられる用語「MCL−1関連疾患」は、無秩序なMCL−1ポリペプチド、特にMCL−1の増大した発現に関連している疾患を示す。MCL−1関連疾患は、正常対照細胞、好ましくは同一対象由来の正常対照細胞と比較して、MCL−1発現のレベルが少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、又はそれ以上増大しているMCL−1を有していることによって特徴付けられる。MCL−1関連疾患は、過剰な細胞生存及び/又は増殖、例えば癌、又は細胞周期の脱制御、又は自食経路の脱制御、又は対象の細胞自己免疫或いは炎症性応答の脱制御、又はRNAスプライシングの脱制御と関連している。MCL−1関連疾患は無秩序なMCL−1の同定によって診断される必要はない。その代わり、この疾患は、標準的な方法、例えば、画像解析、診察、生検、血液分析で初期診断でき、そして組織学的分析、PCR、又は当該技術分野で公知のその他の方法によってMCL−1関連疾患であると確認できる。MCL−1関連疾患は本明細書に記載されているようなものを包含する。
本明細書で用いられる「過剰増殖性障害」は、癌、腫瘍性生育、肥厚又は増殖性生育、異常細胞発達又は生存の病的状態を意味して、固形癌、非固形癌、及び白血病に見られるような何れかの異常細胞増殖又は蓄積を包含する。
本明細書で用いられる用語「抗癌剤」及び「抗癌薬」は、癌のような過剰増殖性疾患の治療で用いられている、何れかの治療薬(例えば、化学療法化合物及び/又は分子治療化合物)、アンチセンス治療薬、抗体治療薬、ペプチド治療薬、核酸治療薬(例えば、RNAi)、放射線治療薬、又はこれらの組み合わせを示す。
一実施態様では、本発明は、抗癌剤と、本明細書に記載されているようにMCL−1ポリペプチドの活性部位に結合する化合物との有効用量を投与することを含有してなる、MCL−1関連疾患を治療する方法を対象にしている。
アミノ酸の位置、例えば、配列番号1に記載の配列のL213及びG217に関して本明細書で用いられている、用語「に対応している」は、第1ポリペプチドと参照ポリペプチドの配列が相同性又は別のアルゴリズム(例えば、構造比較)によって整列しているときに、参照ポリペプチド配列、例えばNOXA、の所定のアミノ酸と整列される第1ポリペプチド配列、例えばMCL−1、のアミノ酸を示す。アラインメントは、この目的のためにデザインされたソフトウェア、例えば、このバージョン用のデフォルトパラメータを有するBLASTPバージョン2.2.2を用いて、当業者によって実行される。対応するアミノ酸は、第1ポリペプチド配列及び第2ポリペプチド配列の構造比較によっても同定できる。このような構造比較は当該技術分野において公知であって、本明細書に記載されている。例えば、Petros et al. Biochimica et Biophysica Acta 1644; 83-94 (2004) 及びSuzuki et al., Cell. 103; 645-654 (2000) は、BCL−2ファミリーメンバーのBCL−2相同ドメイン間の構造アラインメントを説明している。
用語アミノ酸は、アミノ基とカルボキシル基の両方を含有している分子を示す。適切なアミノ酸は、限定されないで、ペプチド中で見出される20個の通常の天然アミノ酸(例えば、A、R、N、C、D、Q、E、G、H、I、L、K、M、F、P、S、T、W、Y、V(1文字略号として知られている))、更に有機合成又はその他の代謝経路で製造される天然又は非天然のアミノ酸(例えば、ノルロイシン、ペプチド架橋を可能にする改変アミノ酸、ペプチド結合以外の結合で結合するアミノ酸)のD−及びL−異性体の両方を包含する。
「非−必須」アミノ酸残基は、そのリガンド結合能力を無効に或いは実質的に変えることなく、又はその反対にポリペプチドの活性に著しく影響を与え、特にこれを減少して(例えば、ペプチドの活性を40%未満、30%未満、20%未満、10%未満減少する)、ポリペプチド(例えば、MCL−1 BH3)の野生型配列から変えることができる残基である。
ある特定の実施態様では、非−必須アミノ酸の改変によってペプチドの活性を増大することができる。
「必須」アミノ酸残基は、ポリペプチドの野生型配列から変えたときに、MCL−1活性部位に対するポリペプチドの結合活性の無効化又は実質的な消失をもたらすか、或いはそれと反対にポリペプチドの活性を劇的に変える(例えば、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、又は少なくとも90%まで活性を減少する)残基である。
ある特定の例では、「必須」アミノ酸残基は、ポリペプチドの野生型配列から変えたときに、ポリペプチドの結合活性の無効化又は実質的な消失をもたらす残基に限定される。
例えば、MCL−1、NOXA、BOK又はその他のBCL−2ファミリーポリペプチドのBH3ドメインの必須及び非−必須アミノ酸残基は、当該技術分野で公知であって本明細書に記載されている方法によって容易に確認できる。本明細書で用いる用語「必須」アミノ酸残基は必須アミノ酸の同類置換を包含する。一般に、「必須」アミノ酸残基は、BH3ポリペプチドとMCL−1ポリペプチドの活性部位との相互作用面で見出される。
本明細書で用いられる「相互作用面」は、他のタンパク質又は結合パートナと相互作用するタンパク質の面であると理解される。本発明のペプチドは実質的にα螺旋である。α螺旋は、回転当たり3.6個のアミノ酸を包含し、すなわち、螺旋ペプチド中のアミノ酸の位置は、螺旋の長さに対してabcdefgabcdefg...の位置にあると考えられる。従って、α螺旋の「面」は、aとd、bとe、cとf等の位置にあるアミノ酸で形成され、これは互いの上に「積み重なって」1つの「面」を形成している。この「面」は単一のアミノ酸より幅広くでき、ここで、a、b、d及びeの全ての位置が面を形成し、或いはc、d、g及びaが面を形成し;又は面の幅は面に沿って変化するが、螺旋中の近接及び/又は「積み重なった」アミノ酸からなっている。
本発明のペプチドでは、架橋が結合タンパク質(例えば、MCL−1)と直接相互作用するアミノ酸と結合していないことが好ましい。本明細書におけるアラニンスキャン及び架橋スキャンによって明らかにされたように、ペプチドは一般に、α螺旋の非相互作用面上での突然変異又は改変に対してより耐性であり、そしてα螺旋の相互作用面上での突然変異に対して耐性がより少ない。相互作用タンパク質と相互作用する螺旋の部分のN末端又はC末端の何れかに近接した相互作用面に作出すると、架橋及び突然変異は耐性となり、ある時は有利である。例えば、螺旋の相互作用面に隣接した架橋の配置がペプチドの標的タンパク質に対する増大した親和性をもたらすということが知られている。本発明のペプチドの相互作用及び非相互作用面上のアミノ酸の同定は十分に当業者の能力の範囲内である。
「同類アミノ酸置換」は、アミノ酸残基が類似の側鎖を有する天然の又は非天然のアミノ酸残基で置換されているということである。例えば、類似の側鎖を有するアミノ酸残基のファミリーは当該技術分野において定義されている。これらのファミリーは、塩基性側鎖を有するアミノ酸(例えば、リジン、アルギニン、ヒスチジン)、酸性側鎖を有するアミノ酸(例えば、アスパラギン酸、グルタミン酸)、非荷電極性側鎖を有するアミノ酸(例えば、グリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、スレオニン、チロシン、システイン)、非極性側鎖を有するアミノ酸(例えば、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、ノルロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン)、β分岐側鎖を有するアミノ酸(例えば、スレオニン、バリン、イソロイシン)及び芳香族側鎖を有するアミノ酸(例えば、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジン)を包含する。その他の同類アミノ酸置換は、ペプチドの電荷を修正するためにアスパラギンをアスパラギン酸に置換する場合のように、アミノ酸側鎖ファミリーを越えて生じることもある。従って、BH3ドメインポリペプチド中の予想される非必須アミノ酸残基を、例えば、同一側鎖ファミリー由来の別のアミノ酸残基と置き換える又はファミリーを越える同族体由来の別のアミノ酸残基と置き換える(例えば、アスパラギンをアスパラギン酸へ、グルタミンをグルタミン酸へ)ことが好ましい。更に、コードされる配列における単一アミノ酸又はアミノ酸の数パーセントを変更、付加又は欠失する個々の置換、削除又は付加も「同類置換」と考えられる。
適切な同類アミノ酸置換は、同じタンパク質を発現する別の動物由来のタンパク質アイソフォームとのアラインメントによって同定することもできる。
好ましい実施態様では、可能な同類アミノ酸変更を確認するために、ヒトの配列を別の哺乳動物の配列と比較する。配列比較のための別の哺乳動物は、これに限定されないが、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ウシ、ヤギ、ウサギ、及び非ヒト霊長類を包含する。配列アラインメントを実施する方法は、本明細書で検討するように周知である。
2つ又はそれ以上の核酸又はポリペプチド配列に関連している用語「同一の」又は「同一パーセント」は、以下の配列比較アルゴリズムの1つを用いて測定されるように、又は目視検査によって、比較及び最大一致整列したときに、同一であるか或いは同一であるヌクレオチド又はアミノ酸を特定の割合で有している2つ又はそれ以上の配列又はサブ配列を示す。
2つ又はそれ以上のポリペプチド配列に関連している用語「相同」又は「相同パーセント」は、以下の配列比較アルゴリズムの1つを用いて測定されるように、又は目視検査によって、比較及び最大一致整列したときに、同一であるか、又は同一であるアミノ酸残基或いはその同類置換を特定の割合で有している、2つ又はそれ以上の配列又はサブ配列を示す。例としては、第1領域のアミノ酸配列が、第1領域中に含有されている数と等しいアミノ酸の数の第2タンパク質の配列と比較したとき、又は以下に検討するような、当該技術分野で公知のコンピューター相同性プログラムによって整列されているMCL−1及びそれらの同族体(例えば、アンチアポトーシスBCL−2ファミリーメンバータンパク質)のアラインメントと比較したとき、第2MCL−1タンパク質又はその他のタンパク質(例えば、NOXAタンパク質)の領域と、少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、75%、80%、90%、或いはさらに95%も同一である、又は保存的に置換されている場合に、第1タンパク質領域はアンチアポトーシスMCL−1タンパク質の領域と相同であると考えられる。第1タンパク質及び第2タンパク質のポリペプチド領域が1つ又はそれ以上の保存アミノ酸残基、例えば図1、7、及び15に説明されているもののような、を包含していることが好ましい。
本明細書で用いられる用語「同一性」又は「同一性パーセント」は、2つのポリマー分子間、例えば2つのポリヌクレオチド又は2つのポリペプチド間のサブユニット配列類似性を示す。2つの分子の両方のサブユニット位置が同じモノマーサブユニットで占められているとき、例えば、2つのペプチドのそれぞれの位置がセリンで占められているなら、これらはその位置で同一である。2つの配列の同一性は、一致位置数又は同一位置数の一次関数である。例えば、2つのペプチド又は化合物配列の位置の半分(例えば、長さが10サブユニットのポリマーの5つの位置)が同一なら、2つの配列は50%同一である;位置の90%、例えば、10のうち9が一致していれば、2つの配列は90%の配列同一性を共有している。2つの配列間の同一性は、一致又は同一位置数の一次関数である。従って、特定のペプチドにおいて参照配列の一部が欠失している場合は、配列同一性を算出する目的では、欠失部分を数えない。同一性は多くの場合、配列分析ソフトウェア、例えば、BLASTN又はBLASTP (www.ncbi.nih.gov/BLAST/)を用いて測定する。BLASTNによる(ヌクレオチド配列に対して)2配列比較(例えば、2つの配列を互いに「ブラスト」する)のためのデフォルトパラメータは、一致に対する報酬=1、不一致に対する罰則=−2、オープンギャップ=5、拡張ギャップ=2である。タンパク質配列に対してBLASTPを用いる場合のデフォルトパラメータは、一致に対する報酬=0、不一致に対する罰則=0、オープンギャップ=11、拡張ギャップ=1である。さらに、同一性を測定するコンピュータプログラムは当該技術分野で公知である。
2つ又はそれ以上のポリペプチド配列に関する「類似性」又は「類似性パーセント」は、以下の配列比較アルゴリズムの1つを用いて測定されるように、又は目視検査によって、比較及び最大一致整列したときに、同一であるか、又は同一であるアミノ酸残基或いはその同類置換を特定の割合で有している、2つ又はそれ以上の配列又はサブ配列を示す。例として、第1ポリペプチドのアミノ酸配列が、当該技術分野で公知であって本明細書で検討されているコンピュータ類似性プログラムで整列して、第1ポリペプチドに含まれている数と同じ数のアミノ酸の何れかの配列と比較したときに、MCL−1のBH3ドメインの領域と、少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、75%、80%、90%、又はさらに95%も又はそれ以上も同一、或いは保存的に置換されているなら、第1ポリペプチドはMCL−1のBH3ドメインと類似していると考えられる。第1タンパク質のポリペプチド領域及び第2タンパク質が1つ又はそれ以上の保存アミノ酸残基を有していることが好ましい。
用語「アミノ酸側鎖」は、アミノ酸のα−炭素に結合している部分を示す。例えば、アラニンのアミノ酸側鎖はメチルであり、フェニルアラニンのアミノ酸側鎖フェニルメチルであり、システインのアミノ酸側鎖はチオメチルであり、アスパラギン酸のアミノ酸側鎖はカルボキシメチルであり、チロシンのアミノ酸側鎖は4−ヒドロキシフェニルメチル等である。その他の非天然アミノ酸側鎖、例えば、天然に発生するもの(例えば、アミノ酸代謝)又は合成で作られるもの(例えば、α−ジ置換アミノ酸)も包含する。
用語「ポリペプチド」は、共有結合(例えば、アミド結合)によって結合している2つ又はそれ以上の天然の又は合成されたアミノ酸を包含している。本明細書に記載されているポリペプチドは、全長のタンパク質(例えば、十分に成熟したタンパク質)を、更により短いアミノ酸配列(例えば、天然のタンパク質のスプライス変異体、天然のタンパク質の断片又は合成ポリペプチド断片)も包含する。
本明細書で用いる用語「選択的MCL−1結合剤」は、非MCL−1アンチアポトーシスマルチドメインタンパク質(例えば、BCL−2、BCL−XL、BCL−B,BCL−w及びBFL/A1)と結合できるよりもMCL−1と結合するより大きい能力を有している物質を示す。「選択的MCL−1結合剤」は、物質が非MCL−1BCL−2ファミリーポリペプチドと結合できるより、少なくとも1.5倍大きくMCL−1ポリペプチドと結合できる物質である。
ある特定の実施態様では、選択的MCL−1結合剤は、選択的MCL−1結合剤が非MCL−1BCL−2ファミリーポリペプチドと結合できるよりも、少なくとも2倍、3倍、4倍、5倍、10倍、20倍、50倍、100倍、1000倍又はそれ以上強くMCL−1ポリペプチドと結合できる。随意に、選択的NCL−1阻害剤は、選択的MCL−1結合剤がその他の何れかのBCL−2ファミリーポリペプチドと結合できるよりも、1.5倍、2倍、3倍、4倍、5倍、10倍、20倍、50倍、100倍、1000倍又はそれ以上強くMCL−1ポリペプチドと結合できる。
ある特定の実施態様では、「選択的MCL−1結合剤」は、1、2、5、10、20、50、100、150又は200nMにほぼ等しいか又はそれ以下のKでMCL−1と結合するのに対して、非MCL−1BCL2ファミリーポリペプチド(又は全ての非MCL−1BCL−2ファミリーポリペプチド)はほぼ300、400又は500nM以上のKで結合する。
ある薬剤の「選択的MCL−1結合剤」としての同定及び評価は、薬剤のMCL−1ポリペプチドのドメインとの物理的相互作用を、非MCL−1アンチアポトーシスマルチドメインタンパク質のそのようなドメインとのその薬剤の相互作用と比較して直接評価する(例えば、薬剤のBCL−2の活性部位と結合する能力と比較した、試験薬剤がMCL−1ポリペプチドの活性部位と結合する能力をモニタリングする)か、又は非MCL−1アンチアポトーシスマルチドメインタンパク質の活性と比較してMCL−1活性を間接的に評価、例えば、薬剤(例えば、試験薬剤)によるMCL−1活性の調節をモニタリングして、の何れかで実施できる。
このような「MCL−1結合剤」のMCL−1ポリペプチドへの結合は、結合薬剤の同一性に応じて、MCL−1ポリペプチド活性を阻害し、MCL−1ポリペプチド活性を活性化し、或いはMCL−1ポリペプチドの活性を調節してよく、又はMCL−1ポリペプチド活性に変化をもたらさなくてよい。
本明細書で用いられる用語「選択的MCL−1阻害剤」は、非MCL−1アンチアポトーシスマルチドメインタンパク質(例えば、BCL−2、BCL−XL、BCL−B,BCL−w及びBFL/A1)の活性を阻害するよりも、MCL−1活性を阻害する、より大きい能力を有している薬剤を示す。「選択的MCL−1阻害剤」は、小分子、ペプチド、抗体、アンチセンス、低分子干渉RNA(「siRNA」)、マイクロRNA(「miRNA」)系の化合物又はそれらの組み合わせを包含する、何れのタイプの治療化合物であってもよい。本発明方法は、公知の又は今後開発されるあらゆる選択的MCL−1阻害剤にとって有用である。
「選択的MCL−1阻害剤」は、薬剤が非MCL−1BCL−2ファミリーポリペプチドの活性を阻害する能力よりも少なくとも1.5倍大きい有効性又は効力でMCL−1活性を阻害できる薬剤である。
ある特定の実施態様では、選択的MCL−1阻害剤は、選択的MCL−1阻害剤が、非MCL−1BCL−2ファミリーポリペプチドの活性を阻害できるよりも、少なくとも2倍、3倍、4倍、5倍、10倍、20倍、50倍、100倍、1000倍又はそれ以上MCL−1活性を阻害できる。随意に、選択的MCL−1阻害剤は、MCL−1阻害剤がその他のBCL−2ファミリーポリペプチドの何れかの活性を阻害できるよりも、少なくとも1.5倍、2倍、3倍、4倍、5倍、10倍、20倍、50倍、100倍、1000倍又はそれ以上MCL−1活性を阻害できる。
ある特定の実施態様では、「選択的MCL−1阻害剤」は、1、2、5、10、20、50、100、150又は200nMとほぼ同一又はそれ以下のKでMCL−1と結合するのに対して、非MCL−1BCL−2ファミリーポリペプチド(又は全ての非MCL−1BCL−2ファミリーポリペプチド)は約300、400又は500nM以上のKで結合する。
薬剤の「選択的MCL−1阻害剤」としての同定及び評価は、非MCL−1アンチアポトーシスマルチドメインタンパク質の活性と比較して、MCL−1活性を評価して、例えば、薬剤(例えば、試験薬剤によるMCL−1活性の調節をモニタリングして、又は薬剤の非MCL−1アンチアポトーシスマルチドメインタンパク質のこのようなドメインとの相互作用と比較した薬剤のMCL−ポリペプチドのドメインとの物理的相互作用を評価して(例えば、薬剤がBCL−2の活性部位と結合する能力と比較して試験薬剤がMCL−1の活性部位と結合する能力をモニタリングして)、直接的又は間接的に実施できる。
本明細書で用いられる用語「非MCL−1選択的BCL−2ファミリーポリペプチド阻害剤」は、別のアンチアポトーシスマルチドメインタンパク質(例えば、BCL−2、BCL−XL、BCL−B、BCL−w及びBFL−1/A1)の何れかを阻害するよりもMCL−1活性を阻害するより大きい能力を何ら有していない薬剤を示す。このような化合物は、「BCL−2阻害剤」を包含し、用語「BCL−2阻害剤」としては、BCL−2核酸又はポリペプチドと結合して、BCL−2関連核酸又はポリペプチドの活性と拮抗する、小分子、抗体、アンチセンス、ペプチド、低分子干渉RNA(「siRNA」)、又はマイクロRNA(「miRN」)系の化合物を包含する、何れかのタイプの治療化合物を示す。
典型的なBCL−2阻害剤は、BCL−2、BCL−XL、及びBCL−wのそれぞれと結合する、N−(4−(4−((2−(4−クロロフェニル)−5,5−ジメチル−1−シクロヘキサ−1−エン−1−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンゾイル)−4−(((1R)−3−(モルホリン−4−イル)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−((トリフルオロメチル)スルホニル)ベンゼンスルホンアミド({ABT−263」;Tse et al., Shoemaker et al. 及びLock et al.を参照されたい)及びN−(4−(4−((4’−クロロ(1,1’−ビフェニル)−2−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンゾイル)−4−(((1R)−3−(ジメチルアミノ)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−ニトロベンゼンスルホンアミド(「ABT−737」)を包含する。典型的な「BCL−2阻害剤」化合物の同一性及び使用は、例えば、米国特許出願公開第2008/0146572号、米国特許出願公開第2008/0160545号及び米国特許出願公開第2008/0193943号に開示されていて、これらは参照によりその全てが本明細書に取り込まれている。
その他のBCL−2阻害剤の構造は当該技術分野で公知であって、例がWalensky, L.D., Cell Death and Differ, 13: 1339, 2006 に要約されている。特定の追加例は、ゴシポール(細胞を通過していくつかのデヒドロゲナーゼ酵素の阻害剤として作用する、ポリフェノールアルデヒド;2,2′−ビス−(ホルミル−1,6,7−トリヒドロキシ−5−イソプロピル−3−メチルナフタレン); 例えば、Tripathki et al. Eur J Biochem. 2004 271(17):3488-502; Conners et al. Mol Biochem Parasitol. 2005 142(2):137-48; 及びChoi et al. J. Med. Chem. 2007, 3841-3850 を参照されたい)及びオバトクラクス(オバトクラクスメシレート又は「GX15−070」とも称される。オバトクラクスは小分子のインドールビピロール薬剤化合物である。例えば、Trudel et al. Blood. 2007 109(12):5430-8; O’Brien et al. Blood. 2008 Oct 17 を参照されたい)。
用語「炎症性疾患又は障害」は、物理的、化学的、又は生物学的作用因子によって引き起こされる損傷又は異常刺激に応答して冒された血管及び隣接組織に生じる細胞学的及び組織学的反応の動的複合からなる基本的な発病過程を示す。本発明の枠内における炎症性疾患の例は、関節リウマチ(RA)、痛風、急性又は慢性の突発性炎症性関節炎、乾癬、慢性皮膚疾患、筋炎、脱髄性疾患、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、間質性肺疾患、糸球体腎炎、間質性腎炎、慢性活動性肝炎、クローン病、潰瘍性大腸炎、アテローム性動脈硬化症におけるプラーク形成、多発性硬化症(MS)、関節又は神経系の変性疾患、変形性関節症、等を包含する。
アポトーシス介在疾患又は障害の例は、これに限定されないが、感染性疾患又は障害(Rajalingam et al.; Sly et al.; Cheng et al.; Hasan et al.)、免疫疾患又は障害、炎症性疾患又は障害、肝細胞障害又は損傷(例えば、ウィルス誘発の急性及び慢性肝臓障害)及び自己免疫性肝炎を包含する肝臓障害又は損傷を引き起こす疾患又は障害、線維症、急性及び慢性肝不全を包含する免疫関連肝疾患、肝炎(例えば、HBV,HCV、劇症肝炎、アルコール誘発肝炎、胆汁鬱滞性肝炎、ウィルソン病、及び自己免疫性肝炎)のような、各種肝疾患、及び移植拒絶反応(例えば肝臓移植拒絶)を包含する。
炎症性又は免疫系疾患又は障害は、この種に限定されないが、敗血症、播種性血管内凝固、ウィルス感染、炎症性腸疾患、潰瘍性大腸炎、白血球接着不全症II症候群、腹膜炎、慢性閉塞性肺疾患、肺の炎症、喘息、急性虫垂炎、腎炎、アミロイド症、慢性気管支炎、サルコイドーシス、強皮症、紅斑性狼瘡、多発性筋炎、ライター症候群、乾癬、骨盤内炎症性疾患、炎症性乳房疾患、眼窩炎症性疾患、免疫不全疾患(例えば、HIV、分類不能型免疫不全症、先天性X連鎖性小児性低ガンマグロブリン血症、一過性低ガンマグロブリン血症、選択性IgA欠損症、慢性粘膜皮膚カンジダ症、重症複合免疫不全)、及び自己免疫疾患及び障害を包含する。
自己免疫疾患又は障害の例は、多発性硬化症、インスリン依存性糖尿病、関節炎(例えば、関節リウマチ(RA)、若年性関節リウマチ、変形性関節症)、重症筋無力症、心筋炎、ギラン・バレー症候群、全身性エリテマトーデス、自己免疫性甲状腺炎、皮膚炎、乾癬、シェーグレン症候群、円形脱毛症、クローン病、アフタ性潰瘍、虹彩炎、結膜炎、角結膜炎、潰瘍性大腸炎、アレルギー、皮膚エリテマトーデス、強皮症、膣炎、直腸炎、薬疹、ハンセン病逆転反応、癩性結節性紅斑、自己免疫性ブドウ膜炎、アレルギー性脳髄膜炎、壊死性出血性脳症、突発性両側性進行性感音難聴、再生不良性貧血、赤芽球性貧血、突発性血小板減少症、多発性軟骨炎、ヴェグナー肉芽腫、慢性活動性肝炎、スティブンス・ジョンソン症候群、突発性スプルー、扁平苔癬、グレーブス眼症、サルコイドーシス、肝硬変、例えば、原発性両側性肝硬変、後部ブドウ膜炎、及び間質性肺線維症を包含する。
本明細書で用いられる用語「感染性疾患又は障害」は、何れかの感染性因子による感染によって引き起こされたか或いはこれに関連している何れかの疾患、障害、又は感染であると定義される。例えば、感染性疾患又は障害は、ウィルス性感染因子、細菌性感染因子、真菌性感染因子、又は原虫性感染因子による感染によって引き起こされたか或いはこれに関連している疾患又は障害を包含する。感染性疾患又は障害の例は、これに限定されないが、ウィルス性感染因子、例えば、HIVによって引き起こされたか或いはこれに関連する疾患又は障害;AIDSによる認知症;カポシ肉腫、非ホジキンリンパ腫、原発性中枢神経リンパ腫、及び浸潤性扁平上皮癌のようなAIDS関連の癌;AIDS関連の疾患又は障害;これに限定されないが、CMV、RSV、HSV、黄熱病ウィルス、デング熱ウィルス、日本脳炎ウィルス、マリーバレー脳炎ウィルス、ポリオウィルス、インフルエンザ、ライノウィルス、西ナイルウィルス、エボラウィルス、口蹄疫ウィルス、サイトメガロウィルス(特にヒトの)、ロタウィルス、エプスタイン・バー・ウィルス、水痘帯状疱疹ウイルス、パラミクソウィルス、呼吸器合胞体ウイルス、パラインフルエンザウィルス、麻疹ウィルス、ムンプスウィルス、又はインフルエンザウィルスを包含するウィルス性感染因子によって引き起こされるか或いはこれに関連する疾患;ヒトパピローマウィルス(例えば、HPV6、11、16等)、これに限定されないが、肝炎、例えばHBV、HCV、HGV、及びヘルペス(HSV−2))のような、その他の性感染症を包含する。
アポトーシス介在疾患及び障害の別の例は、肺線維症、中毒性表皮壊死症、多発性硬化症、潰瘍性大腸炎、シェーグレン症候群、橋本甲状腺炎、及びヘリコバクター・ピロリによる慢性胃炎である。
別の実施態様では、アポトーシスが介在する疾患又は障害、例えば、癌は、1つ又はそれ以上のアンチアポトーシス遺伝子が介在していて、そこではアポトーシスを増大或いは増強するアンチアポトーシス遺伝子の発現の阻害が有用である。
アポトーシスが介在する疾患及び障害は、これに限定されないが、細胞の増殖、生育、分化又は移動障害、及び減少したアポトーシス又は細胞死が存在する疾患又は障害を包含する、アンチアポトーシス遺伝子に関連している疾患又は障害も包含する。このような疾患は、癌、例えば、癌腫、肉腫、リンパ腫又は白血病(この例は、これに限定されないが、卵巣癌、肺癌、乳癌、子宮内膜癌、子宮癌、肝癌、胃腸癌、前立腺癌、結腸直腸癌、肝臓癌及び脳腫瘍を包含する)、腫瘍の血管新生及び転移;骨格形成異常;及び造血性及び/又は骨髄増殖性障害を包含する。
用語「新生物」、「過形成」、及び「腫瘍」は通常「癌」と言われていて、これは細胞の無制御で異常な生育によって特徴付けられる100を越える疾患に対する一般名である。
本明細書で用いられる「腫瘍」も、正常、良性、又は悪性の組織塊を包含する。
「難治性癌」又は「難治性リンパ腫」を有する対象は、初回の化学療法に対して完全な寛解を達成するのに失敗したもの、又はそれに続く化学療法に対して完全な或いは部分的な寛解を達成するのに失敗した患者である。「原発性難治性」の患者は最初の治療に対しても完全な寛解を決して達成しないものである。
「再発した癌」又はリンパ腫は、以前の治療に応える以前の完全な又は部分的な寛解の後に再発した癌又はリンパ腫を示す。再発は、形態はどうであれ、臨床的、放射線学的、又は生物学的なアッセイによって、或いは癌マーカーの増大したレベルによって検出される、腫瘍の再現又は再生を包含していると定義できる。以前の治療は、これに限定されないが、化学療法、放射線治療、及び骨髄移植を包含できる。
本明細書で用いられる用語「細胞周期調節の疾患」は、根底にある原因が細胞周期の異常な調節に起因している疾患又は障害を示す。典型的な細胞周期調節の疾患は、ホジキン病及びB細胞慢性リンパ球性白血病のような、癌を、更に網膜芽細胞腫タンパク(RB)、p53等のような、細胞周期阻害剤(例えば、腫瘍抑制タンパク質)の突然変異に起因する癌も包含する。
用語「細胞周期停止」は、細胞分裂停止又はその他の細胞生育停止(細胞毒性であろうとなかろうと)及び細胞の老化を包含する。
用語「自食作用」は、生存のための適応メカニズムとして、又はプログラム細胞死の形態の発現としての細胞のその成分を分解する異化過程を包含する。
用語「スプライシング」は、細胞がRNAを交互に接合して、変化したRNA転写物をもたらす、RNAスプライシングを包含する。
本明細書で用いられる「対照の参照サンプルと比較して変化した」は、検出すべき検体のレベル又は活性、或いは疾患の身体特性又は兆候又は症状の全体的な組織変化が、正常な、非処理の、又は対照のサンプル由来のサンプルよりも統計的に異なっているレベルを有していると理解される。対照サンプルを選択及び試験するための方法は、当業者の能力の範囲内である。対照サンプルは通常、活性薬剤と接触させていないか又は特定の処理に曝されておらず、そして随意に担体と接触させるか又は偽処理に曝されていてもよい、同じタイプの細胞又は動物を含有している。対照サンプルは特定の疾患又は状態を誘発する薬剤又は処理に曝されていない細胞又は動物も含有している。
語句「と併用して」は、第1薬剤を、第2阻害核酸分子又は化学療法剤のような、第2薬剤と共に提供するとういう投与の全ての形態を示すように意図されていて、ここで2つは同時に又は何れかの順序で連続して投与される。互いに併用して投与すべき2つ又はそれ以上の薬剤については、薬剤を同時に又は同じ製剤中で投与する必要はない。互いに組み合わせて投与される薬剤は、薬剤が送達される対象において生物活性を同時に示すか又は有する。対象内に薬剤が存在していることの判定は、実験に基づいたモニタリングによって、又は薬剤の公知の薬物動態特性を用いて計算して、容易に確認できる。
本開示における、「含有する」、「含有している」、「含んでいる」及び「有している」等は、米国特許法でこれに帰している意味を有することができて、「包含する」、「包含している」等を意味することができる;「本質的にから成っている」又は「本質的にから成る」等は、米国特許法で見なされている意味を有していて、この用語は、列挙されているものを越えるものの存在によって列挙されているものの基本的な或いは新規な特性が変わらない限り、但し先行技術の態様を除外して、列挙されているものを越えるものの存在を許容して、制約がない。
「検出する」は、検出すべき目的物の存在、欠如又は量を同定することを示す。検出された量は無くても検出水準未満でもよい。
「有効量」と言うのは、治療していない患者と比較して疾患の症状を改善するのに必要な薬剤の量を示す。新生物を治療処置するための本発明の実施に用いられる活性薬剤(複数も)の有効量は、投与の方法、対象の年齢、体重及び全体的な健康状態によって変化する。最終的には、主治医又は獣医が適切な量及び投与計画を決定するだろう。このような量を「有効」量と言う。
本明細書で用いられる用語「単離された」又は「精製された」は、ポリペプチドに関連して用いられる場合に、天然ポリペプチドがその正常な生理環境から取り出された(例えば、血漿又は組織から単離されたタンパク質)こと、又は非天然環境で合成される(例えば、異種系で人工的に合成される)ことを意味する。従って、「単離された」又は「精製された」ポリペプチドは、無細胞溶液に入れることも又は異種細胞環境に入れる(例えば、異種細胞型に発現させる)こともできる。
用語「精製された」は、ポリペプチド又は細胞が存在する唯一のポリペプチド又は細胞であることを暗示するのではなく、ポリペプチド又は細胞が、天然にはそれと関連している細胞又は生物物質を基本的に含んでいない(約80から90%、又は約90〜95%、最大99〜100%まで純粋な)こと、そのため天然のポリペプチドとは区別されることを暗示する。
「単離された」は、細胞に関連して用いる場合には、初代細胞又は細胞株の、細胞培養又は臓器培養の何れかの、培養物中の細胞(すなわち、動物内のものではない)を意味する。細胞は、正常動物、トランスジェニック動物、自然に発生した遺伝子変化を有する動物、及び/又は遺伝的及び/又は誘導性疾患又は症状を有する動物から単離できる。
「得ること」と言うのは、阻害核酸分子を合成すること、購入すること、或いは入手することを意味する。
「提供すること」は、例えば、細胞、ポリペプチド、薬物、ポリヌクレオチド、プローブ等を、例えば、購入又は作成することによって、得ることを示す。提供される物質は、あらゆる公知の又は後に開発される生物学的又はその他の技術によって、作成することができる。
本明細書で用いられる用語「薬学的に許容される賦形剤」は、ヒトに投与するのに適している、1つ又はそれ以上の適合性のある固体又は液体の増量剤、希釈剤又は封入剤を意味する。
本明細書で用いられる「サンプル」は、その環境(例えば、動物由来の血液又は組織、細胞、又は組織培養由来の馴化培地)から単離されて、被分析物質又はその他の目的物質を含有していると予想されるか或いは含有が公知である、生体物質を示す。サンプルは、組織又は体液(例えば特定の疾患又は症状を有する対象由来)の部分的に精製された画分であってもよい。参照サンプルは、疾患又は症状を有していない提供者由来の、「正常」サンプルでよい。参照サンプルは、処置されていない提供者由来、又は活性薬剤で処置されていないか(例えば、処置されていないか、或いは賦形剤のみを投与されている)又は病状を誘発する条件に曝されていない細胞培養物由来であってもよい。参照サンプルは、細胞を試験する薬剤と接触させる前の「0時点」に採取してもよい。
「特異的に結合する」と言うのは、別の分子、例えば、本発明のタンパク質又は核酸分子を認識して結合するが、サンプル、例えば、本発明のタンパク質をもともと含有している生体サンプル中の他の分子を認識して結合しない、分子を意味する。第2分子と特異的に結合する第1分子が、非特異的結合パートナー(例えば、タンパク質に対するBSA、ランダム核酸配列)に対するよりも又は構造類似タンパク質よりも、少なくとも5倍、10倍、15倍、20倍、25倍、50〜75倍、100倍、500倍、、1000倍、5000倍、又は10,000倍優先して、第2分子と結合することが好ましい。
本明細書に挙げてある範囲は、範囲内の全ての値を省略して表していると理解される。例えば、1〜50の範囲は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、又は50を包含する群からの何れの数、数の組み合わせ、又はサブ範囲を包含していると理解される。
「少なくとも」特定値は、その値又はそれ以上を意味すると理解される。例えば、「少なくとも2」は、「2又はそれ以上」、すなわち、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、等と同じであると理解される。
「〜未満」又は「最大〜まで」等は、ゼロから最大で提供値まで及び提供値を含む範囲であると解される。例えば、「10未満」又は「最大10まで」は、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10と解される。
特に言明しない限り又は文脈から明白ではない限り、本明細書で用いる用語「又は」は包括的であると理解される。
特に言明しない限り又は文脈から明白ではない限り、本明細書で用いる用語「a」、「an」及び「the」は単数又は複数であると理解される。
特に言明しない限り又は文脈から明白ではない限り、本明細書で用いる用語「約」は、当該技術分野における正常な許容誤差の範囲、例えば、平均値の2標準偏差範囲内であると理解される。約は、表示した値の10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%、又は0.01%以内であると理解される。 文脈から明白ではない限り、本明細書に挙げてある全ての数値は用語、約で修飾できると理解される。
本明細書の可変基の何れかの定義中の、化学基リストの列挙は、単一の基又は記載されている基の組み合わせの何れかとしての可変基の定義を包含している。可変基に対する実施態様又は本明細書の態様の列挙は、何れかの単一の実施態様又は他の何れかの実施態様或いはそれらの部分との組み合わせとしての実施態様を包含している。
本明細書で参照している全ての、参考文献、特許、特許出願、及び優先出願の出願日時点での受入番号は、参照により明確に取り込まれている。
詳細な説明
病的細胞生存に関わる個々のアンチアポトーシスBCL−2ファミリータンパク質に対する選択的阻害剤の開発は、未だ厄介だが緊急な課題である。精密に目的に合わせた化合物は、特異的なアンチアポトーシス遮断によって促進されるヒトの疾患をそれぞれに研究又は治療するための分子プローブ又は標的治療の両方として役立つだろう。我々は先に、治療効果(Danial et al., Nat Med 14, 144. 2008; Walensky et al., Science 305, 1466. 2004、共に参照により取り込まれている)及びメカニズムの解明(Gavathiotis et al., Nature 455, 1076.2008; Walensky et al., Mol Cell 24, 199. 2006、共に参照により取り込まれている)の両方のために、変性BID、BAD、及びBIM BH3ペプチドを、それらの細胞間標的と噛み合ってこれを調節する、プロテアーゼ耐性で細胞透過性のα螺旋に形質転換するために炭化水素架橋を適用した。広範囲にわたるヒトの癌における主要な耐性因子としてMCL−1が浮かび上がってきた。BCL−2ドメインの安定化α螺旋(SAHBs)のライブラリーをスクリーニングして、MCL−1それ自体のBH3螺旋、更に別のBCL−2ファミリータンパク質由来のその他のSAHBsが強力で排他的なMCL−1阻害剤であることを確認した。X線結晶学及び突然変異誘発検討で、MCL−1結合溝のMCL−1 BH3と噛み合う主要な決定因子を明確にした。MCL−1 SAHBは、MCL−1を直接標的とし、そのプロアポトーシスBAKとの阻害性相互作用を無効にし、そしてMCL−1依存性癌細胞をカスパーゼ依存性アポトーシスに対して感受性にする。従って、リガンド選択性に対する自然の解決法(Nature's solution)を利用することにより、細胞透過性MCL−1特異的薬剤を作出して標的とするMCL−1阻害の構造及び機能特性を明らかにした。
BCL−2、BCL−XL、BCL−w、MCL−1、及びBFL1/A1を包含する一連のアンチアポトーシスタンパク質は、プロアポトーシスBCL−2ファミリーメンバーの重要なアポトーシス誘発BCL−2相同ドメイン3(BH3)α螺旋を捕捉して、細胞生存を促進する(Sattler et al., Science 275, 983. 1997)。癌細胞は、アンチアポトーシスタンパク質の過剰発現を介してその生理的生存メカニズムを利用し、それらの不死を確保するアポトーシス遮断を確立する。
アンチアポトーシスタンパク質は、その表面にBH3α螺旋と噛み合う結合ポケットを含んでいる(Sattler et al., 1997; Muchmore et al., Nature 381, 335. 1996)。アンチアポトーシス標的化についての自然の解決法は、BH3死ドメインとアンチアポトーシスポケットの間の選択的相互作用に関連している(Chen et al., Mol Cell 17, 393. 2005; Zhai et al., J Biol Chem 283, 9580. 2008)ので、BH3α螺旋の分子擬態が、アンチアポトーシスタンパク質の小分子阻害剤を開発する基礎を形成した。それぞれが3つ又はそれ以上のアンチアポトーシスタンパク質を標的としている、ABT−263(Tse et al., Cancer Res 68, 3421. 2008)、オバトクラクス(Nguyen et al., Proc Natl Acad Sci U S A 104, 19512. 2007)、及びAT−101(Wang et al., J Med Chem 49, 6139. 2006)(全てが参照により取り込まれている)のような、有望な化合物が臨床評価の段階にある。個々のアンチアポトーシスタンパク質を標的にする明確な阻害剤の開発は、BH3結合ポケット間の微妙な差のために、未だ重要な課題である。キナーゼ治療の長期目標のように、選択性に目的を合わせたアンチアポトーシス阻害剤は、不要な副作用を避ける可能性がある一方で、異なった疾患を治療する細かく調整された治療をもたらすだろう。このような特異性を有する化合物が本明細書に提供されている。さらに、このような化合物は、アンチアポトーシスタンパク質の異なった生物学的機能を分析するための貴重な研究材料として役立つだろう。
アンチアポトーシスタンパク質のBH3ドメインに対する特異性は、標準的な結合溝のトポグラフィー及び相互作用するBH3螺旋の典型的なアミノ酸組成によってもたらされる。プロアポトーシスBIMのもののような、いくつかのBH3ドメインは、全てのアンチアポトーシスポッケトと強固に噛み合うのに対して、BCL−2、BCL−XL、及びBCL−wに結合するBAD BH3、並びにMCL−1及びBFL−1/A1を標的にするNOXA BH3のように、他のものはより選択的である(Chen et al., Mol Cell 17, 393. 2005)。BH3ドメインとそれらの模倣薬の異なる結合能力は、阻害剤結合スペクトルと生物活性との間の密接な関係によって実証されたように、臨床的に意義がある。例えば、BADのBH3ドメインに倣って作られたプロトタイプ小分子BH3模倣薬である、ABT−737は、BCL−2及びBCL−XLを特異的に標的にするように設計されて、これらのタンパク質によって促進される選択的な癌にアポトーシスを誘発する(Oltersdorf et al., Nature 435, 677. 2005)。このことは所望の標的に対する特異的な阻害剤を製造することの難しさを明らかにしている。更に、ABT−737は、このアンチアポトーシスが分子の結合スペクトル外にあるので、MCL−1を過剰発現する癌細胞に対して効果を示さない(Konopleva et al., Cancer Cell 10, 375. 2006; Delft et al., Cancer Cell 10, 389. 2006)。比較的大きくてより複雑な相互作用面を選択的に標的にする精密な小分子を設計するという課題を克服する目的で、本発明者らは、天然のBH3ドメインがアンチアポトーシス特異性についての薬理学的解決策をもたらすか否かを検討した。
ヒトの癌において重要な耐性因子としてのその新しい役割のために、MCL−1を本検討のテンプレートとして選択した。MCL−1の過剰発現は、多発性骨髄腫、急性骨髄性白血病、メラノーマ、及び予後不良の乳癌を包含する、多様な難治性癌の発症と関連付けられているので、本明細書で提供されるMCL−1阻害剤、特にMCL−1特異的阻害剤が、このような癌の治療に対して有用であろうということが期待されている。MCL−1はミトコンドリア外膜でその生存促進活性を発揮し、そこでNOXA、PUMA、BIM、及びBAKのような、プロアポトーシスタンパク質を無効にする。選択的アポトーシス耐性におけるMCL−1の重要な役割は、MCL−1タンパク質レベルを下方制御する低分子干渉RNAの感受性効果によって強調されている(Lin et al., Oncogene 26, 3972. 2007; Taniai et al., Cancer Res 64, 3517. 2004、両者は参照により本明細書に取り込まれている)。MCL−1を標的とする治療的な根拠を前提として、本発明者らは生物試験のために選択的MCL−1阻害剤の開発に努めた。本明細書で明らかにされたように、本願の特異的MCL−1阻害剤は、MCL−1を下方制御するsiRNAと同様な効果を示し、本発明のMCL−1阻害剤がMCL−1関連疾患、特に癌における治療効果を有していることを明らかにした。
BCL−2タンパク質は、多くのタンパク質ファミリーと同様に、高い割合の配列同一性及び機能的相同性を共有している多数のメンバーからなっていて、特異的阻害剤の開発を困難にしている。しかしながら、これらの相同タンパク質の間は微妙に異なっていて、それらの固有の相互作用及び活性のスペクトルを引き起こしている。病的なタンパク質相互作用に関与しているときは、疾患の本質及び重症度によって決定された薬物の選択プロファイルと共に、全てのアンチアポトーシスファミリーメンバー又は個々のサブセットを無効にすることが望ましい。無秩序な細胞生存を引き起こすアンチアポトーシスBCL−2ファミリータンパク質を標的にする場合は、理想的な薬理学的ツールボックスは、個々の、サブセット、そして全てのメンバーを標的にする薬剤を含んでいるべきである。この目標の達成は、アンチアポトーシス標的とのBH3の相互作用の固有な要素とと共通な要素の両方を注意深く構造解体する必要がある。天然のBH3の結合選択性を手掛かりにして、本発明者らはそれ自体のBH3ドメインのペプチド配列に基づいて、MCL−1の強力で排他的な阻害剤を同定した。標的化MCL−1がその結合能力を崩壊してプロアポトーシスパートナーを隔離することを見出した。選択的MCL阻害に対する重要な結合及び特異性決定因子の同定によって、構造機能データが、病的なMCL−介在細胞生存によって促進される疾患におけるアポトーシスを再活性化する新しい治療法の開発のための青写真をもたらした。
アポトーシス調節因子としてのBCL−2ファミリータンパク質
BCL−2ファミリーは、細胞の運命を決定するチェックとバランスの複雑なネットワークを形成するプロ−及びアンチ−アポトーシスタンパク質の両方を包含している(Danial and Korsmeyer, 2004)(図1A)。このファミリーは、その全てがα螺旋セグメントを包含している、最大4つまでの保存「BCL−2相同」(BH)ドメインの存在によって構造上定義される(Adams and Cory, 1998; Reed, 1998)(図1B)。アンチアポトーシスタンパク質は全てのBHドメインにおいて配列保存を表示するのに対して、プロアポトーシスタンパク質は、「マルチBHドメイン」メンバーとBH3α螺旋ドメインと配列類似性のみを表示する「BH3オンリー」メンバーに分けられる。「BH3オンリー」サブグループは多様性があって、異種刺激で生じた死の促進シグナルをミトコンドリアにある核アポトーシス機構へ送達する。アポトーシス刺激及び細胞状況の特質に基づいて、BH3オンリータンパク質の死のシグナルはアンチアポトーシスタンパク質によって無効にされるか或いはミトコンドリア殺執行因子BAX及びBAKへ、直接に又は間接的に送達される。活性化されると、これらのプロアポトーシスマルチBHドメインメンバーはミトコンドリア外膜の浸透性上昇を誘導し、放出されたミトコンドリア因子がカスパーゼを活性化できるようにして、不可逆的に死のプログラムを実行する(Green, 2005)。
上記のように、進化的に保存されたBCL−2ファミリーのメンバーは、アポトーシス細胞死及び生存の重要な調節因子である。タンパク質BCL−2、BCL−X、BCL−W、BFL−1/A1、BCL−B、及びMCL−1は死のアンタゴニストであり、一方BAX、BAK、BAD、BCL−XS、BID、BIM、及びBIKは死のアゴニストである(Kroemer et al., Nature Med. 6:614 20 (1997))。
BCL−2ファミリーは、全てがα螺旋セグメントを包含している、BH1、BH2、BH3、及びBH4と称される、最大4つまでの保存「BCL−2相同」(BH)ドメインの存在によって規定される(Chittenden et al. 1995 EMBO 14:5589; Wang et al. 1996 Genes Dev. 10:2859)(図1)。BCL−2及びBCL−XLのような、アンチアポトーシスタンパク質は、全てのBHドメインにおいて配列保存を示す。プロアポトーシスタンパク質は、BH1、BH2、及びBH3ドメインに相同性を有する、「マルチドメイン」メンバー(例えば、BAK、BAX、BOK)と、BH3両親媒性α螺旋セグメントに排他的に配列相同性を含有している「BH3ドメインオンリー」メンバー(例えば、BID、BAD、BIM SAHB、BIK、NOXA、PUMA)に分けられる。BCL−2ファミリーメンバーはホモ−及びヘテロ−ダイマーを形成する能力を有していて、競合結合及びプロ−とアンチ−アポトーシスタンパク質のレベル間の比が、死の刺激に対する感受性を決定することを示唆している。アンチアポトーシスタンパク質は、プロアポトーシス過剰、すなわち、過剰なプログラム細胞死から細胞を保護するよう機能する。ある特定の細胞タイプでは、細胞膜で受信した死のシグナルがミトコンドリア経路を介してアポトーシスを誘発する。ミトコンドリアは、カスパーゼ9を活性化する細胞質複合体の重要な成分であるチトクロームcを隔離することによって細胞死の管理者としての機能を果たすことができ、致命的な下流タンパク質分解事象を誘導する。BCL−2/BCL−XL及びBAK/BAXのようなマルチドメインタンパク質は、BCL−2ファミリーの上流BH3オンリーメンバーによって更に制御されたそれらの活性によって、ミトコンドリア膜で保護者及び死刑執行人の2つの役割をはたす。例えば、BIDは、プロアポトーシスタンパク質の「BH3ドメインオンリー」サブセットのメンバーであって、細胞膜で受信した死のシグナルをミトコンドリア膜のエフェクタープロアポトーシスタンパク質に送達する。BID及びBIMのような、選択的BH3オンリーメンバーは「活性化因子」と呼ばれて(Letai, A., et al. Cancer Cell 2, 183. 2002)、プロ−及びアンチ−アポトーシスタンパク質の両方と相互作用する固有の能力を有している(Walensky Mol Cell 24, 199. 2006)。カスパーゼ8の活性化により、BIDは開裂して、切断付加物、t−BIDがチトクロームc放出及びBCL−2ファミリータンパク質の関与を介するミトコンドリアアポトーシスを誘導する。
欠失及び突然変異誘発検討は、プロアポトーシスファミリーメンバーの両親媒性α螺旋BH3断片が死のドメインとして機能することによって、マルチドメインアポトーシスタンパク質と相互作用するための重要な構造モチーフを示すことを確認した。構造検討は、BH3螺旋がBH1、2及び3ドメインの界面で形成される疎水性の溝に挿入することによってアンチアポトーシスタンパク質と相互作用することを明らかにした。tBIDとBIMは結合して、アンチアポトーシスタンパク質(例えば、BCL−2及びBCL−X)によって隔離でき、そしてチトクロームc放出及びミトコンドリアアポトーシスプログラムを誘導する、プロアポトーシスタンパク質BAX及びBAKの活性化を誘発できる。
BCL−2関連卵巣キラー(BOK)はプロアポトーシスマルチドメインサブグループの3番目のメンバーであって、BID及びBIM SAHBsのような、活性化因子SAHBリガンドによっても拘束される。BOKは、卵巣cDNAライブラリーからクローン化されて、卵巣、子宮、及び精巣中で高度に発現されていることが見出された。BOK mRNA種がその後、心臓、腎臓、肝臓、結腸、肺、腸、甲状腺、副腎、膵臓、及び骨髄を包含する広く分布する組織及び選択的な癌細胞株中で同定された。
BCL−2ファミリータンパク質(BCL−X)の最初のX線及びNMR構造は1996年に報告された。BCL−Xは8つのα螺旋からなり、そのうちの2つが、孔形成ジフテリア毒素及びコリシンの膜挿入ドメインと類似している、中央疎水性コアを形成する。この構造類似性は、BCL−2ファミリーメンバーが、コア螺旋5及び6に基づいている活性である、リポソーム及びミトコンドリア系における孔形成を調節できるということの実験的実証をもたらした。
プロアポトーシスに関しては、BH−3オンリーBID及びマルチドメインプロアポトーシスBAXのNMR構造が、細胞死の促進因子と制御因子間の類似性を開示した。BID及びBAXは同様に、6つ又は7つの両親媒性螺旋によって、それぞれ囲まれている2つの中央コア螺旋を保有している。BID及びBAXのアミノ末端部分はBCL−2及びBCL−Xのようなアンチアポトーシスタンパク質を選択するように、非構造ループを含有している。
BCLX、BCL−2、BID、BAX、BCL−w、MCL−1、BAXを包含する、多くのBCL−2ファミリーポリペプチドの構造は当該技術分野において公知であって、容易に利用できる。例えば、BCL−2ファミリーポリペプチドは Protein Data Bank (「PDB」) (Research Collaboratory for Structural Bioinformatics; http://www. rcsb.org)から入手できる。例えば、公知のBCL−2ファミリーの構造座標は、BAX(PDB ID No.1f16)、BAK(PDB ID No.2ims)、BCL−2(PDB ID No.1g5m)、BCL−XL(PDB ID No.1lxl)、更に本発明に関連して:BIM BH3−BAX(PDB ID No.2k7w)、更に当該技術分野で公知のその他のものを包含する。
アンチアポトーシスの治療標的化
癌細胞はプロアポトーシスタンパク質を抑制するためにアンチアポトーシスタンパク質を過剰に発現して、それらの生存を確保するアポトーシス遮断を開始する(図2)。特異的BCL−2ファミリータンパク質相互作用の薬理的な混乱は癌細胞におけるアポトーシスを誘発できる。例えば、BH3オンリータンパク質BADに倣った小分子BH3模倣薬、ABT−737は、BCL−2及びBCL−Xを特異的に標的にして(Oltersdorf et al., 2005)、これらのタンパク質によって引き起こされる選択的な癌においてアポトーシスを誘発する(Kline et al., 2007; Konopleva et al., 2006; van Delft et al., 2006)ように設計された。ABT−737の経口用形態、ABT−263(Lock et al., 2008; Shoemaker et al., 2008; Tse et al., 2008)は現在、第I/IIaフェーズの癌治験で評価されている。ABT化合物は、このアンチアポトーシスがこれらの結合スペクトルの外にあるので、MCL−1を過剰発現する癌細胞に対して効果を示さない(Deng et al., 2007; Konopleva et al., 2006; van Delft et al., 2006)。MCL−1と様々な形態の癌(例えば、AML、乳癌及び多発性骨髄腫)の間の関連性を記載している更なる参照文献は、Darenne et al., Zhang et al., Lin et al., Kim et al., Schulze-Bergkamen et al., Hussain et al. 及びThallinger et al.(完全な参照文献は以下に)を包含する。
選択的MCL−1阻害剤としての架橋BH3ペプチド
BCL−2ドメインの安定化α螺旋(Stabilized Alpha-Helices of BCL-2 domains)、又はSAHBは、インビトロ及びインビボにおけるBCL−2ファミリー相互作用を精査及び調節するために開発された(図3)。例えば、天然のプロアポトーシスBID BH3ペプチド配列に挿入された、全ての炭化水素架橋は首尾よく、(1)α螺旋構造を再構築して安定化した、(2)ペプチドの半減期を増進した、(3)細胞透過性もたらした、(4)標的のアポトーシスタンパク質と特異的に結合した、そして(5)白血病異種移植モデルにおいて細胞アポトーシスを再活性化したことを明らかにした(Walensky et al., 2004)。SAHBはその後、個々のBCL−2ファミリータンパク質相互作用を分析して調節するために用いられた(Danial et al., 2008; Gavathiotis et al., 2008; Walensky et al., 2006)。本明細書に記載されているように、一連の架橋BCL−2ファミリーペプチド螺旋は、生存タンパク質MCL−1を高い親和性及び前例のない選択性で標的とすることが確認された。MCL−1阻害剤SAHBは、MCL−1の標準的なBH3溝を標的として、インビトロ及in situでMCL−1/BAK相互作用を置き換え、そしてMCL−依存性の癌をミトコンドリアアポトーシスに対して感受性にする。
MCL−1活性部位
本発明は、少なくとも一部が、MCL−1 SAHB及びNOXA SAHBのような、炭化水素架橋及びそれによって構造強化されたBH3ポリペプチドがMCL−1ポリペプチドの活性部位と結合してMCL−1のアンチアポトーシス(生存)活性の阻害をもたらすという発見に基づいている。本研究は、このような阻害性SAHB薬剤(例えば、BCL−2ファミリーBH3ドメイン(SAHB)ポリペプチドのNOXA安定化α螺旋、BOK SAHBペプチド、MCL−1 SAHBペプチド、野生型又は改変BIM SAHB又はBAK SAHB、Mule SAHBペプチド)と分子相互作用してこのポリペプチドを阻害することに関わっているMCL−1ポリペプチドの領域を同定することを可能にする構造情報も提供し、そのような方法によって、対応する活性部位を含有している別のBCL−2ファミリーポリペプチド(又は別の種類のポリペプチド)にも適用できる、特異的阻害及び/又は結合剤を同定するこのような方法と共に、MCL−1のその他の特異的調節因子を同定する方法を提供する。
本発明のポリペプチドは、安定化(例えば架橋された)α螺旋ドメインを有していてよい。ある特定の実施態様では、ポリペプチドは炭化水素架橋されている。炭化水素架橋は米国特許出願公開第2005/0250680号に記載されており、これは参照により本明細書に取り込まれている。
炭化水素架橋ポリペプチドは、2つの非天然アミノ酸の間に1つ又はそれ以上の鎖(連鎖)を包含していて、この鎖はポリペプチドのα螺旋二次構造を有意に強化する。一般に、この鎖は1つ又は2つの螺旋回旋(すなわち、約3.4又は約7アミノ酸)の長さにわたる。従って、iとi+3;iとi+4;又はiとi+7に位置するアミノ酸は化学修飾及び架橋のための理想的な候補である。従って、例えば、ペプチドが配列...X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9...を有している場合は、X1とX4の間、又はX1とX5の間、又はX1とX8の間の架橋は、Xa2とX5の間、又はX2とX6の間、又はX2とX9の間、等と同様に有用である。複数の架橋(例えば、2、3、4又はそれ以上)の使用も意図されている。複数の架橋の使用はペプチドを安定化して最適化するのに、特にペプチドの長さを増大して、非常に有用である。従って、本発明は、更に配列を安定化するために、又は構造安定性、タンパク質分解耐性、酸安定性、熱安定性、及び長く伸びるペプチドの生物活性増強を促進するためにポリペプチド配列内に1つ以上の架橋の組み込みを包含している。炭化水素架橋する方法は、例えば、米国特許出願公開第2005/0250680号に十分に記載されており、これは参照により本明細書に取り込まれている。
一実施態様では、SAHBポリペプチドは式(I)を有している。
Figure 2012511512
式中の、それぞれのR及びRは、独立してH又はC〜C10アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアリールアルキル、又はヘテロシクリルアルキルである。
は、アルキル、アルケニル、アルキニル、[R−−K−−R、であって、それぞれが0〜6個のRで置換されている。
は、アルキル、アルケニル、又はアルキニルである。
は、ハロ、アルキル、OR、N(R、SR、SOR、SO、CO、R、蛍光部分、又は放射性同位元素である。
Kは、O、S、SO、SO、CO、CO、CONR、又は
Figure 2012511512
である。
は、H、アルキル、又は治療薬剤である。
nは、1〜4の整数である。
xは、2〜10の整数である。
それぞれのyは、独立して0〜100の整数である。
zは、1〜10の整数(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)である。 それぞれのXaaは、独立して1つのアミノ酸である。
SAHBポリペプチドは本明細書に記載されているアミノ酸配列を包含していてよい。
鎖はアルキル、アルケニル、又はアルキニル部分(例えば、C、C或いはC11アルキル又はC、C或いはC11アルケニル、又はC、C或いはC11アルキニル)を包含できる。連結したアミノ酸はαジ置換(例えば、C〜C又はメチル)されていてもよい。
ある場合には、xが2、3、又は6である。
ある場合には、それぞれのyが、独立して3〜15の整数である。
ある場合には、それぞれのyが、独立して1〜15の整数である。
ある場合には、RとRが、それぞれ独立して、H又はC〜Cアルキルである。
ある場合には、RとRが、それぞれ独立して、C〜Cアルキルである。
ある場合には、少なくともRとRの一方が、メチルである。例えば、RとRの両方がメチルである。
ある場合には、Rがアルキル(例えば、Cアルキル)であって、xが3である。
ある場合には、RがC11アルキルであって、xが6である。
ある場合には、Rがアルケニル(例えば、Cアケニル)であって、xが3である。
ある場合には、xが6であって、RがC11アルケニルである。
ある場合には、Rが、直鎖のアルキル、アルケニル又はアルキニルである。
ある場合には、Rが、−−CH−−CH−−CH−−CH=CH−−CH−−CH−−CH−−である。
ある特定の実施態様では、2つのα、αジ置換立体中心は共にR配置又はS配置(例えば、i、i+4架橋)であるか、又は一方の立体中心がRで他方がS(例えば、i、i+7架橋)である。従って、ここでは式(I)が、
Figure 2012511512
のように表される。
例えば、Xが3のときは、C’及びC”ジ置換立体中心の両方がR配置であるか、或いはこれら両方がS配置になる。xが6のときは、C’ジ置換立体中心がR配置にあって、C”ジ置換立体中心がS配置にある。R二重結合はE又はZ立体化学配置にある。
ある実施態様では、Rが[R−−K−−R;でRが直鎖のアルキル、アルケニル、又はアルキニルである。
ある実施態様では、SAHBポリペプチドは、BH3ドメインの少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、45、50個又はそれ以上の連続したアミノ酸を含んでいる。
それぞれの[Xaa]yは、独立してBH3ドメインの少なくとも5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25個又はそれ以上の連続したアミノ酸を包含することができる。
[Xaa]は、BH3ドメインの3個又は6個の連続したアミノ酸を含有することができるペプチドである。
SAHBポリペプチドはBH3ドメインの3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50この連続したアミノ酸を包含することができ、ここでは、2つ、3つ又は6つのアミノ酸で隔てられている2つのアミノ酸をRを介して結合しているアミノ酸置換で置き換えることができる。従って、少なくとも2つのアミノ酸を連結アミノ酸又は連結アミノ酸置換によって置き換えることができる。従って、ここでは式(I)が、
Figure 2012511512
のように表される。
[Xaa]y’及び[Xaa]y”はそれぞれ、同一又は異なったBH3ドメイン由来の連続ポリペプチド配列を包含できる。
本発明は、BH3ドメインの10個(11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、30、35、40、45、50個又はそれ以上)の連続したアミノ酸を含有している架橋されたポリペプチドを特徴としていて、ここでは2、3、又は6個のアミノ酸で隔てられた2つのアミノ酸のα炭素が、Rを介して結合し、2つのα炭素のうちの1つがRで、他方がRで置換され、そしてそれぞれがペプチド結合によって更なるアミノ酸と結合している。
別の実施態様では、本発明のSAHBポリペプチドは式(II)を有している。
Figure 2012511512
式中のそれぞれのR及びRは独立して、H、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアリールアルキル、又はヘテロシクリルアルキルである。
それぞれのnは独立して、1〜15の整数である。
xは、2、3、又は6である。
それぞれのyは独立して、0〜100の整数である。
zは、1〜10の整数(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)である。
それぞれのXaaは、独立して1個のアミノ酸である。
改変ポリペプチドは、α螺旋を形成して、本明細書に開示されているアミノ酸配列と30%又はそれ以上同一のアミノ酸配列を有することができる。
更に別の実施態様では、本発明のSAHBポリペプチドは式(III)を有している。
Figure 2012511512
式中のそれぞれのR及びRは独立して、H、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアリールアルキル、又はヘテロシクリルアルキルである。
は、アルキル、アルケニル、アルキニル、[R−−K−−R、又は天然アミノ酸の側鎖であって、これらのそれぞれは、0〜6個のRで置換されている。
は、アルキル、アルケニル、又はアルキニルである。
は、ハロ、アルキル、OR、N(R、SR、SOR、SO、CO、R、蛍光部分、又は放射性同位元素である。
Kは、O、S、SO、SO、CO、CO、CONR、又は
Figure 2012511512
である。
は、H、アルキル、又は治療薬剤である。
は、アルキル、アルケニル、アルキニル、[R−−K−−R、又は天然アミノ酸の側鎖であって、これらのそれぞれは、0〜6個のRで置換されている。
nは、1〜4の整数である。
xは、2〜10の整数である。
それぞれのyは独立して、0〜100の整数である。
zは、1〜10の整数(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)である。
それぞれのXaaは独立して、1つのアミノ酸である。
ポリペプチドはα螺旋を形成して、本明細書に記載されているアミノ酸配列と約30%又はそれ以上同一のアミノ酸配列を包含している。
炭化水素鎖が記載されているが、その他の鎖も想定されている。例えば、この鎖は1つ又はそれ以上のエーテル、チオエーテル、エステル、アミン或いはアミド、又はトリアゾール部分を包含できる。ある場合では、天然のアミノ酸側鎖を鎖に取り込むことができる。例えば、鎖は、セリンのヒドロキシル、システインのチオール、リジンの1級アミン、アスパラギン酸又はグルタミン酸の酸、或いはアスパラギン又はグルタミンのアミドのような官能基と結合させることができる。従って、2つの非天然アミノ酸を結合して作成した鎖を用いるよりはむしろ、天然アミノ酸を用いる鎖を作成する方が可能である。1つの非天然アミノ酸を天然のアミノ酸と共に用いることも可能である。
更に、鎖の長さを変えることができるということも想定されている。例えば、二次α螺旋構造に比較的高度の拘束を与えることが望ましい場合に長さがより短い鎖を用いることができ、一方、ある場合には、二次α螺旋構造により少ない拘束を与えることが望ましいために、より長い鎖が望ましいこともある。
更に、主にα螺旋の単一面上にある鎖を供給するために、アミノ酸iからi+3、iからi+4及びiからi+7にわたる鎖の例が記載されているが、鎖はアミノ酸の番号のあらゆる組み合わせにわたるように合成でき、複数の鎖を組み込めるように組合わせて用いることもできる。
当業者に理解されるように、本明細書に記載されている化合物を合成する方法は当業者には明らかだろう。更に、所望の化合物を得るために多様な合成の工程を交互に連続して又は順番に実施できる。本明細書に記載されている化合物を合成するのに有用な合成化学変換及び保護基手法(保護及び脱保護)は当該技術分野で公知であって、例えば、R. Larock, Comprehensive Organic Transformations, VCH Publishers (1989); T. W. Greene and P. G. M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 2d. Ed., John Wiley and Sons (1991); L. Fieser and M. Fieser, Fieser and Fieser’s Reagents for Organic Synthesis, John Wiley and Sons (1994); and L. Paquette, ed., Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, John Wiley and Sons (1995)、及びこれらの続編に記載されているようなものを包含する。
当業者に分かるように、MCL−1を結合する(汎結合剤及び選択的結合剤の両方)配列に由来する洞察は、MCL−1を標的にする必須結合残基を明確にするために用いられている。このような洞察は、同様に、突然変異誘発、別の非天然アミノ酸の取り込み、等のような方法によって、最適化結合剤の開発のために用いられている。
薬物設計
当業者に分かるように、MCL−1に特異的に結合して、MCL−1活性の調節をもたらすとして本明細書で同定されたもののような、SAHBのMCL−1と特異的に結合する要素に似せた、小分子の開発に、コンピュータを利用する薬剤設計方法を用いることができる。
特に、MCL−1の活性部位、及びMCL−1BH3ドメインに選択的に結合できる特異的SAHB薬剤の同定は、MCL−1及び対応する活性部位を有している別のBCL−2ファミリーポリペプチドを調節できる化合物の開発及び同定を支援する。例えば、当業者は、この情報を用いて、三次元コンピューターで処理するMCL−1の相互作用テンプレートを作成でき、そしてMCL−1の活性部位に特異的な活性剤及び阻害剤を設計するために用いることができる。別の実施態様では、当業者は、他のBCL−2ファミリーメンバーの、又は保存ドメイン、例えばMULEタンパク質のBH3ドメイン、を有している他の非BCL−2ファミリーメンバーの、対応する活性部位を同定するために、MCL−1の活性部位を適用することができる。この情報は次いで、他のBCL−2ファミリーポリペプチド及び/又はBCL−2ファミリーポリペプチドが保存しているドメインを有しているポリペプチドを調節できる化合物を同定/開発するために用いることができる。
MCL−1ポリペプチド及び特異的活性部位の三次元構造の確認は、MCL−1ポリペプチド活性のモジュレーターとして作用可能な薬剤の合理的な同定及び/又は開発には絶対不可欠である。これは、そのような薬剤を同定するための唯一の方法が、数千の化合物を、標的の化合物に対する所望の阻害効果を有する薬剤が同定されるまでスクリーニングすることである、従来の薬物アッセイ技術より有利である。必然的に、このような従来のスクリーニング方法は、費用がかかり、時間がかかり、そして同定された薬剤の標的化合物に対する作用方法を解明しない。このような三次元構造を用いて、研究者は推定結合部位を同定した後、これらの結合部位と相互作用する薬剤を同定又は設計する。次いでこれらの薬剤を標的分子に対する調節効果についてスクリーニングする。この方法では、所望の活性についてスクリーニングすべき薬剤の数が非常に減少するばかりでなく、標的化合物に対する作用の機序がよりよく理解される。
MCL−1の活性部位の同定が、MCL−1ポリペプチドの活性部位の1つ又はそれ以上の領域の全て又は一部に結合可能な化合物について小分子データベースをコンピュータでスクリーニングするために用いることができるということも意図される。
この方法の一実施態様では、活性部位の領域に対して同定された化合物の質又は適合性を、形状の相補性によって或いは推定相互作用エネルギーの何れかによって評価することができる(Meng et al., J. Comp. Chem. 13:505-524, 1992)。
更なる実施態様では、本発明の方法によって分析できる可能性のあるモジュレーターを、当該技術分野で公知のコンビナトリアルライブラリー方法における多数の手法の何れかを用いて得ることができる。
一実施態様では、可能性のあるモジュレーターを最初に、本明細書に記載されているか当該技術分野で公知のインビトロアッセイ(例えば、蛍光偏光)を用いて、プロアポトーシス又はアンチアポトーシス活性について同定する。可能性のあるモジュレーターを同定して、それらの構造を確認すると、更に、本明細書に記載されているMCL−1活性部位の構造情報を用いるコンピュータ分析によって最適化を実施できる。
別の実施態様では、可能性のあるモジュレーターを最初に、MCL−1活性部位の構造座標から作成した相互作用テンプレートを用いるスクリーニングで同定して、更に、追加のコンピュータ分析による最適化に付す。
また、本明細書に記載されている方法を用いて、可能性のあるモジュレーターとMCL−1活性部位との共複合体(co-complex)のNMR構造座標を確認して、さらなる最適化を実施できる。
本発明の方法で用いることができる多くのコンビナトリアルライブラリーは、これに限定されないが、生物学ライブラリー;空間的にアクセス可能なパラレル固相又は溶液相ライブラリー;デコンボリューションを必要とする合成ライブラリー方法;「ワンビーズ ワンコンパウンド(one-bead one-compound)」ライブラリー方法;親和性クロマトグラフィー選択を用いる合成ライブラリー方法;を包含する。生物学ライブラリー方法はペプチドライブラリーに限定されるのに対して、他の4つの方法は化合物のペプチド、非ペプチドオリゴマー又は小分子のライブラリーに適用できる(Lam (1997) Anticancer Drug Des. 12:145)。
一実施態様では、化合物のライブラリーはデジタルライブラリーである。結合相互作用は、三次元構造が公知の小分子のデータベースを活性部位に適合する候補化合物についてスキャンできるデータベース検索プログラムで実行する。適切なソフトウェアプログラムは、CATALYST (Molecular Simulations Inc., San Diego, CA)、UNITY (Tripos Inc., St Louis, MO)、FLEXX (Rarey et al., J. Mol. Biol. 261: 470- 489 (1996))、CHEM-3-DBS (Oxford Molecular Group, Oxford, UK)、DOCK (Kuntz et al., J. Mol. Biol 161: 269-288 (1982))、及びMACCS-3-D (MDL Information Systems Inc., San Leandro, CA) 及びLUDI (Boehm, J. Comp. Aid. Mol. Des. 6:61-78 (1992))、CAVEAT (Bartlett et al. in “Molecular Recognition in Chemical and Biological Problems”,The Royal Chem. Soc., 78:182-196 (1989)の特別出版)及びMCSS (Miranker et al. Proteins 11: 29-34 (1991))を包含する。
更に、分子ライブラリーの合成に関する方法は当該技術分野で、例えば、DeWitt et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90:6909; Erb et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:11422; Zuckermann et al. (1994). J. Med. Chem. 37:2678; Cho et al. (1993) Science 261:1303; Carrell et al. (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33:2059; Carell et al. (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33:2061;及び Gallop et al. (1994) J. Med. Chem. 37:1233に見出せる。
化合物のライブラリーは溶液中(例えば、Houghten (1992) Biotechniques 13:412-421)、又はビーズ(Lam (1991) Nature 354:82-84)、チップ(Fodor (1993) Nature 364:555-556)細菌(Ladner 米国特許第5,223,409号)、胞子(Ladner米国特許第’409号)、プラスミド(Cull et al. (1992) Proc Natl Acad Sci USA 89:1865-1869)又はファージ上(Scott and Smith (1990) Science 249:386-390); (Devlin (1990) Science 249:404-406); (Cwirla et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. 87:6378-6382); (Felici (1991) J. Mol. Biol. 222:301-310); Ladner 上記参照)に存在していてよい。
化合物の潜在的なモジュレーター効果は、その実際の合成及び試験の前に、MCL−1活性部位の構造座標を用いるコンピュータモデリング技術の使用によって更に分析することができる。コンピュータモデリングが相互作用を示唆したら、次いでこの分子を、化学技術分野の当業者に公知の標準的な方法を用いて合成して、その後本明細書で先に述べたアッセイを用いて、MCL−1又は関連ポリペプチドの活性を調節するその能力について試験することができる。
MCL−1又は関連ポリペプチドのモジュレーター又は他の結合化合物は、化学物質又は断片を個々の活性部位と関連付けるそれらの能力について、スクリーニングして選択する、一連の工程方法により、コンピュータで評価及び設計できる。当業者に認識されているように、断片に基づいた薬剤設計は、MCL−1BH3ドメインに対して選択性があるとして本明細書に記載されている薬剤のような、MCL−1特異的SAHBのMCL−1特異的結合要素を模倣した小分子を開発するために用いることができる。
本発明方法の別の実施態様では、可能性のあるモジュレータ化合物を、MCL−1又は関連ポリペプチドの活性部位と結合する能力について試験することができる。この方法は、例えば、MCL−1活性部位の構造座標に基づくコンピュータ画面上の活性部位の目視検査を包含できる。次いで、選択された化合物又は化学部分を、本明細書で定義されているような活性部位の個々の領域内で、様々な方向に配置するか、又はドッキングさせることができる。ドッキングは、Quanta 及び SYBYL のようなソフトウェアを用いて、続いてCHARMM 及び AMBER のような標準的な分子力学力場によってエネルギー最小化及び分子力学を用いて実行できる。
ある実施態様では、本発明は、MCL−1又は関連ポリペプチドの構造座標を電子記憶媒体に入力して、ポリペプチドの三次元コンピュータモデルを作成することを包含している。一実施態様では、MCL−1ポリペプチドの完全な構造座標を入力する。別の実施態様では、断片、又は完全構造座標には満たないが、活性部位を包含しているものを入力する。構造座標は当該技術分野において公知であっても相同性モデリングに基づいていてもよい。例えば、公知のBCL−2ファミリー構造座標は、BAX(PDB ID No. 1f16)、BAK(PDB ID No. 2ims)、BCL−2(PDB ID No. 1g5m)、及びBCL−XL(PDB ID No. 1lxl)及びBIM BH3−BAX(PDB ID No. 2k7w)、更に本明細書に記載されているMCL−1構造座標(例えばMCL−1のBH3ドメイン(PDB# 1pqk, 配列番号 1A)、及び当該技術分野で公知のその他のものを包含する。多くの公知BCL−2ファミリーポリペプチドについての構造座標はタンパク質データバンク(「PDB」)(Research Collaboratory for Structural Bioinformatics; http://www.rcsb.org)から入手することができる。
本発明は更に、本発明の構造座標が、分子又は分子複合体の未知の三次元構造を決定するために、標準的な相同性モデリング技術と共に用いることができるということを提供する。相同性モデリングは、1つ又はそれ以上の関連タンパク質分子、分子複合体又はそれらの部分(すなわち、活性部位)の構造座標を用いて、構造未知のモデルを構築することを包含する。その三次元構造を解明すべきタンパク質の共通又は相同部分を、公知分子の相同構造要素の三次元構造に適合させ)ることによって、特に関連する構造座標を用いて、相同性モデリングを実施することができる。相同性は、アミノ酸配列同一性、第二構造要素の相同性、及び/又は三次元折り畳みの相同性を用いて確認できる。相同性モデリングはアミノ酸残基(又はその他の成分)の解明すべき関連構造のそれとの置換を伴う三次元構造の部分又は全てを再構築することを包含できる。
類似の方法は当業者に公知である(Greer, 1985, Science 228, 1055; Bundell et al 1988, Eur. J. Biochem. 172, 513; Knighton et al., 1992, Science 258:130-135, http://biochem.vt.edu/courses/modeling/homology.htm)。相同性モデリングにおいて使用できるコンピュータプログラムは、Insight II モデリングパッケージ(Accelrys, Inc., San Diego, CA)中のQuanta and the homology module 又はMODELLER (Rockefeller University, www.iucr.ac:uk/sinris- top/logical/prg-modeller.html, Sali’s Modeller also from Accelrys, Inc., San Diego, CA)を包含する。
相互作用テンプレートが作成されると、MCL−1又は関連ポリペプチドの活性部位と結合する化合物を同定することができる。化合物又は化学物質を選択する方法でも用いることができる専門化されたコンピュータプログラムは以下のものを包含する。
1. Tripos Inc., 1699 South Hanley Rd., St. Louis, Mo., 63144, USA から入手できるSYBYL
2. Tripos Inc., 1699 South Hanley Rd., St. Louis, Mo., 63144, USA から入手できるUNITY
3. Tripos Inc., 1699 South Hanley Rd., St. Louis, Mo., 63144, USA から入手できる FlexX
4. GRID (Goodford, P. J., "A Computational Procedure for Determining Energetically Favorable Binding Sites on Biologically Important Macromolecules", J. Med. Chem., 28, pp. 849-857 (1985))、GRID はOxford University, Oxford, UK. から入手できる。
5. MCSS (Miranker, A. and M. Karplus, "Functionality Maps of Binding Sites: A Multiple Copy Simultaneous Search Method." Proteins: Structure. Function and Genetics, 11, pp. 29-34 (1991))、MCSS Molecular Simulations, Burlington, Mass. から入手できる。
6. AUTODOCK (Goodsell, D. S. and A. J. Olsen, "Automated Docking of Substrates to Proteins by Simulated Annealing", Proteins: Structure. Function, and Genetics, 8, pp. 195-202 (1990))、AUTODOCK は Scripps Research Institute, La Jolla, Calif. から入手できる。
7. DOCK (Kuntz, I. D. et al., "A Geometric Approach to Macromolecule-Ligand Interactions", J. Mol. Biol., 161, pp. 269-288 (1982))、DOCK はUniversity of California, San Francisco, Calif. から入手できる。
適切な化合物又は化学部分が選択されると、これらを単一の化合物又は阻害剤に組み立てることができる。組立は、コンピュータ画面上に、BAX/BIM−BH3のNMR結合検討の構造座標と関連して表示させた三次元画像上で化合物又は部分の互いの関連を目視検査して進めることができる。この後に、Quanta又はSYBYL のようなソフトウェアを用いて手動でモデルを構築する。
個々の化合物又は化学物質を関連付けるために当業者の助けとなるその他の有用なプログラムは以下のものを包含する。
1. CAVEAT (Bartlett, P. A. et al, "CAVEAT: A Program to Facilitate the Structure-Derived Design of Biologically Active Molecules". In "Molecular Recognition in Chemical and Biological Problems", Special Pub., Royal Chem. Soc., 78, pp. 182-196 (1989))、CAVEATは the University of California, Berkeley, Calif. から入手できる。
2. MACCS-3D (MDL Information Systems, San Leandro, Calif.)のような3Dデータベースシステム。この領域はMartin, Y. C., "3D Database Searching in Drug Design", J. Med. Chem., 35, pp. 2145-2154 (1992))に概説されている。
3. HOOK(Molecular Simulations, Burlington, Mass.から入手できる)。
別の実施態様では、BCL−2ファミリーポリペプチドのモジュレーター(複数も)は、空の活性部位又は随意に公知モジュレーター(複数も)のある部分を含んでいるものの何れかを用いて、全体として又は初めから("de vono"として)設計することができる。これらの方法に役立つプログラムは以下のものを包含する。
1. LUDI (Bohm, H.-J., "The Computer Program LUDI: A New Method for the De Novo Design of Enzyme Inhibitors", J. Comp. Aid. Molec. Design, 6, pp. 61-78 (1992))、LUDI はBiosym Technologies, San Diego, Calif. から入手できる。
2. LEGEND (Nishibata, Y. and A. Itai, Tetrahedron, 47, p. 8985 (1991))、LEGEND は Molecular Simulations, Burlington, Mass. から入手できる。
3. LeapFrog (Tripos Associates, St. Louis, Mo.から入手できる)。
その他の分子モデリング技術も本発明に従って利用することができる。例えば、Cohen, N. C. et al., "Molecular Modeling Software and Methods for Medicinal Chemistry", J. Med. Chem., 33, pp. 883-894 (1990)を参照されたい。Navia, M. A. and M. A. Murcko, "The Use of Structural Information in Drug Design", Current Opinions in Structural Biology, 2, pp. 202-210 (1992)も参照されたい。
上記方法によって化合物が設計又は選択されたら、化合物がMCL−1又は関連ポリペプチドを調節する効果を試験して、コンピューター評価によって最適化できる。有効なMCL−1ポリペプチドモジュレーター(又はMCL−1関連ポリペプチドのモジュレーター)は、望ましくは結合状態と遊離状態の間のエネルギーに相対的に少ない差(即ち、小さい結合変形エネルギー)を示さなければならない。
MCL−1又は関連ポリペプチドのモジュレーターとして設計又は選択された化合物は、その結合状態において、好ましくは標的タンパク質と反発静電相互作用を欠如するように、コンピュータによって更に最適化することができる。このような非相補的な(例えば、静電的)相互作用は、反発する荷電−荷電、双極子−双極子及び荷電−双極子相互作用をを包含する。具体的には、モジュレーターがMCL−1又は関連ポリペプチドと結合したときの、モジュレーターと酵素の間の静電相互作用の総合計が中性となるか又は結合のエンタルピーに好ましく寄与する。
化合物の変形エネルギー及び静電相互作用を評価するための特定のコンピュータソフトウェアは、当該技術分野で入手できる。そのような使用のために設計されたプログラムの例は、Gaussian 92, revision C(M. J. Frisch, Gaussian, Inc., Pittsburgh, Pa.); AMBER, version 4.0(P. A. Kollman, University of California at San Francisco); QUANTA/CHARMM(Molecular Simulations, Inc., Burlington, Mass.); 及びInsight II/Discover (Biosysm Technologies Inc., San Diego, Calif.)を包含する。これらのプログラムは、例えば、Silicon Graphics ワークステーション、IRIS 4D/35又はIBM RISC/6000 ワークステーションモデル550を用いて実行することができる。その他のハードウェアシステム及びソフトウェアパッケージは当業者に公知である。
更に、断片に基づく創薬は、MCL−1又は関連ポリペプチドの活性部位と相互作用する化合物を同定するために用いることができる。これらの方法は公知であって、コンピュータツール、例えば、「SAR by NMR」(Shukers, S. B., et al., Science, 1996, 274, 1531-1534)、「Fragments of Active Structures」(www.stromix.com; Nienaber, V. L., et al., Nat. Biotechnol., 2000, 18, 1105-1108)、及び「Dynamic Combinatorial X-ray Crystallography」(e.g., permitting self-selection by the protein molecule of self-assembling fragments; Congreve, M. S., et al., Angew. Chem., Int. Ed., 2003, 42, 4479-4482)は市販されている。Bray et al.の文献 は、確立された断片に基づく手法を実行できることを記載した(Bray, B.L., Nature Reviews Drug Discovery, 2003. 2(7): P.587-593; MYUNG-CHOL KANG, B.B., et al., Methods and Composition for peptide synthesis, U.S.P.a.T. Office Editor. January 18 2000 USA)。この戦略では、ペプチドを3つの断片に分割して、N末端、中央、及びC末端部分をそれぞれ合成する。これらのポリペプチド断片は、固相Fmoc化学及び超酸開裂可能樹脂上でのルテニウム触媒オレフィンメタセシスを用いて作成され、これはN末端にFmoc、そしてC末端アミド(C末端断片に)又は遊離のカルボン酸塩(中央及びN末端断片に)の何れかを有している十分に保護されているペプチドが得られるだろう。これらの十分に保護されている断片を逆相高速液体クロマトグラフィーで精製した後、脱保護、カップリング、及び精製を順次行うと全長の保護ポリペプチドが得られる。全てを脱保護した後、逆相高速液体クロマトグラフィーによって最終生成物が得られ、これをLC/MS質量分析法及びアミノ酸分析を用いて特性化することができる。
MCL−1ポリペプチドモジュレーター(又はMCL−1関連ポリペプチドのモジュレーター)が、本明細書に記載のように、最適に選択又は設計されると次いで、修正に適する領域を同定するための相互作用及び特異的テンプレートによってもたらされる情報を再度用いて、結合特性を改善又は修正するためにその原子又は側鎖の幾つかを置換することができる。一般に、最初の置換は同類置換であり、すなわち、置換する基は、元の基とほぼ同じ大きさ、形状、疎水性及び荷電を有している。もちろん、立体配座を変えることが当該技術分野で知られている成分は避けるべきであるということは当然である。このように置換された化学化合物は次いで、上に詳細に述べられているのと同じコンピューター方法によって、MCL−1又は関連ポリペプチドに適合する有効性について分析する。
ある特定の実施態様では、モジュレーターはMCL−1ポリペプチドに対して(又は、随意に、MCL−1関連ポリペプチドに対して)、少なくとも0.2mM、少なくとも0.1mM、少なくとも750μM、少なくとも500μM、少なくとも250μM、少なくとも100μM、少なくとも50μM、少なくとも500nM、少なくとも250nM、少なくとも50nM、少なくとも30nM、少なくとも20nM、少なくとも10nM、少なくとも5nM、少なくとも3nM、少なくとも1nM、又は少なくとも0.5nMのKdを有している。
設計されたモジュレーターは更に、当該技術分野で公知であって本明細書に記載されているインビトロ又はインビボアッセイを用いて評価することができる。
MCL−1ペプチド調節及び化合物結合を評価するインビトロアッセイ
コンピュータモデリング、ライブラリースクリーニング、及び/又は断片による創薬に基づいてMCL−1ポリペプチドの活性部位に結合することが見出された化合物の能力の確認は、直接結合試験をすることによってMCL−1ポリペプチド相互作用について更に評価できる。試験化合物のMCL−1ポリペプチドと結合する能力の確認は、例えば、複合体中の標識化されたMCL−1ポリペプチドを検出してMCL−1ポリペプチドの可能性のあるモジュレーターとの結合を確認できるように、MCL−1ポリペプチド又は化合物を放射性同位元素又は酵素標識とカップリングさせて、実施できる。例えば、化合物を124I、35S、14C、又はHで直接的又は間接的に標識化して、放射性放出を直接カウントして又はシンチレーションカウンティングによって放射性同位元素を検出する。それとは別に、化合物を、例えば、西洋わさびペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、又はルシフェラーゼで、酵素標識化して、適切な基質の生成物への変換を確認することによって酵素標識を検出することができる。更なる例としては、化合物をフルオロセインで標識化して、リガンドとMCL−1ポリペプチドの間の結合相互作用を、蛍光偏光アッセイを用いて定量できる。結合は、本明細書に記載されているように、HSQC NMRによっても測定できる。
その他の実施態様では、モジュレーターのMCL−1ポリペプチドと結合する能力の確認は、下流事象(例えば、ポリペプチドの配座、オリゴマー化状態、又は細胞内局在の変化、アポトーシス、ミトコンドリアチトクロームcの放出、等)の誘発を検出するか、或いはその他のMCL−1制御の細胞応答を検出することによって確認できる。
別の実施態様では、このアッセイは、MCL−1タンパク質又は活性部位を含んでいるそれらの生物的に活性な部分を試験化合物と接触させて、MCL−1タンパク質又はそれらの生物活性部位の活性を調節する試験化合物の能力を測定するという、無細胞系のアッセイである。MCL−1タンパク質の活性を調節する試験化合物の能力の確認は、例えば、MCL−1タンパク質が、試験化合物の存在下で、別のMCL−1タンパク質及び/又は別のBCL−2ファミリー標的分子と結合する能力を測定することによって実施できる。
標的分子と結合するMCL−1タンパク質の能力の確認は、リアルタイム生体分子相互作用分析(real-time Biomolecular Interaction Analysis (BIA))のような技術を用いても実施できる。Sjolander, S. and Urbaniczky, C. (1991) Anal. Chem. 63:2338-2345及びSzabo et al. (1995) Curr. Opin. Struct. Biol. 5:699-705。本明細書で用いられる、「BIA」は、何れの反応体も標識化せずに、生体特異的相互作用をリアルタイムに検討する技術である(例えば、BLAcore)。表面プラズモン共鳴(SPR)の光学現象変化を生体分子間のリアルタイム反応の指標として用いることができる。
これに代わる実施態様では、MCL−1タンパク質の活性を調節する試験化合物の能力の確認は、下流MCL−1標的分子の活性を調節するMCL−1タンパク質の能力を測定することによって実施できる。例えば、適切な標的上にあるエフェクタ分子の活性を測定することができ、或いはエフェクターの適切な標的との結合を既述のように測定することができる。
更に別の実施態様では、無細胞系のアッセイは、MCL−1又は活性部位を含有しているその生物活性部分をMCL−1タンパク質と結合する公知の化合物(例えば、BAX又はBAK、例えば、炭化水素架橋BAX又はBAK BH3ポリペプチド)と接触させて分析試料を形成して、MCL−1タンパク質と相互作用する試験化合物の能力を測定することを含有して、ここで、MCL−1タンパク質と相互作用する試験化合物の能力の確認は、試験化合物が優先的にMCL−1タンパク質と結合するか又はその活性を調節して及び公知化合物に取って代わる能力を測定することを含有している。
本発明の上記アッセイ方法の2つ以上の実施態様では、一方又は両方のタンパク質の非複合形態から複合形態の分離を促進するために、更にはアッセイの自動化をもたらすためにも、MCL−1ポリペプチド又は標的分子の何れかを固定化することが望ましい。試験化合物のMCL−1タンパク質への結合、又は候補化合物の存在下又は非存在下でのMCL−1タンパク質の標的分子との相互作用は、反応体を収容するのに適している何れかの容器中でも実行できる。このような容器の例は、マイクロタータープレート、試験管、及び微小遠心管を包含する。
一態様では、1つ又は両方のタンパク質をマトリックスに結合させるドメインを加えた融合タンパク質を提供することができる。例えば、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ/MCL−1融合タンパク質又はグルタチオン−S−トランスフェラーゼ/標的融合タンパク質を、グルタチオンセファロースビーズ(Sigma Chemical, St. Louis, Mo.)又はグルタチオン誘導体化マイクロタイタープレート上に吸着でき、次いでこれを試験化合物と、又は試験化合物と非吸着標的タンパク質或いはMCL−1タンパク質の何れかと混合して、混合物を複合体形成を誘導する条件下(例えば、塩及びpHに対する生理学的条件)で培養する。培養後に、ビーズ又はマイクロタイターのウェルを洗浄して非結合成分を除去して、ビーズの場合はマトリックスを固定化して、複合体を、例えば上記のようにして、直接的に或いは間接的に測定する。あるいは、複合体をマトリックスから解離して、MCL−1の結合又は活性のレベルを標準的な技術を用いて測定することができる。
タンパク質をマトリックス上に固定化する別の技術も本発明のアッセイに用いることができる。例えば、MCL−1タンパク質又はMCL−1標的分子の何れかをビオチンとストレプトアビジンの共役を利用して固定化することができる。ビオチン化MCL−1タンパク質又は標的分子は、ビオチンチン−NHS(N−ヒドロキシスクシンイミド)から、当該技術分野で周知の技術(例えば、ビオチン化キット、Pierce Chemicals, Rockford, Ill.)を用いて製造することができ、ストレプトアビジンを被覆した96ウェルのプレート(Pierce Chemical)のウェウル中に固定化することができる。あるいは、MCL−1タンパク質又は標的分子と反応するが、MCL−1タンパク質のその標的分子との結合を阻害しない抗体を、プレートのウェルに誘導体化することができ、結合していない標的又はMCL−1タンパク質を抗体共役によってウェル内に捕捉することができる。GST−固定化複合体について上記したものに加えて、このような複合体を検出する方法は、MCL−1タンパク質又は標的分子と反応する抗体を用いる複合体の免疫検出を包含して、更に、MCL−1タンパク質又は標的分子に付随する酵素活性を検出することに依存している、酵素結合アッセイも包含する。
MCL−1ポリペプチドの活性部位と結合する化合物は、当該技術分野で公知であるか、或いは本明細書に記載されている多様なアッセイを用いて、インビトロ又はインビボにおいて腫瘍細胞の数を抑制することが実証されるだろう。このようなアッセイは、目的の化合物の存在下又は非存在下で、癌細胞株の細胞又は患者由来の細胞を用いることができる。細胞が無秩序なMCL−1ポリペプチド経路を有していることが好ましい。本発明の化合物又はレジメンが癌細胞の数を減少するか又はそれらの増殖を阻害する能力は、当該技術分野で公知であって本明細書に記載されている方法で評価することができる。
本発明は、MCL−1タンパク質の活性部位に結合して活性を調節する化合物を同定する方法(本明細書では「スクリーニングアッセイ」とも言う)を提供する。
本明細書に記載されているポリペプチドの結合親和性は、例えば、用量設定結合アッセイを用いて測定できる。MCL−1ポリペプチド又はBHドメインを含有しているポリペプチド(例えば、MCL−1、等)は、ポリペプチド又はその断片を含有している蛍光標識化BH3(例えば、MCL−1、等)のような基質の存在下に、種々濃度の候補化合物(すなわち、ポリペプチド、小分子)(例えば1nM、10nM、100nM、1μM、10μM、100μM、1mM、及び10mM)に曝露することができる。次いで、候補化合物の各濃度の効果を分析して、候補化合物の種々の濃度におけるMCL−1ポリペプチド結合活性に対する効果を確認でき、これを候補化合物のKiを計算するために用いることができる。候補化合物は競合的又は非競合的方式で、BCL−2タイプの活性を調節することができる。直接結合アッセイも、結合相互作用に対するKdを決定するためにMCL−1タンパク質と蛍光標識化候補化合物の間で行うことができる。細胞透過性スクリーニングアッセイも想定されていて、そこでは蛍光的に又は別の方法で標識化した候補化合物を無傷細胞に適用し、次いで顕微鏡又はハイスループットの細胞蛍光検出によって細胞の蛍光性についてアッセイする。
本発明の化合物、医薬組成物、又はレジメンは、ヒトで使用する前に、所望の治療又は予防の活性について、インビボ活性と相関しているアッセイを用いてインビトロで、次いでインビボで試験することが好ましい。例えば、特定化合物の投与が有効か否かを確認するために用いることができるアッセイは、細胞培養アッセイを包含し、そこでは患者の組織サンプル(例えば、癌細胞)が培養物中で生育し、本発明の化合物に曝露させるか、或いは接触させて、次いでこのような化合物の組織サンプルに対する効果を観察する。組織サンプルは、生検又は患者から血液/骨髄を採取することによって得ることができる。この試験は、一人一人の患者に対して治療的に最も有効な治療法(例えば、予防薬又は治療薬)の同定を可能にする。
本明細書に記載されているアッセイは個々の候補化合物を用いて実施できるか、或いは複数の候補化合物を用いて実施できる。複数の候補化合物を用いてアッセイを実施する場合は、候補化合物の混合物を用いて実施できるか、或いは単一の候補化合物を有しているそれぞれの反応による平行反応を行うことができる。試験化合物又は薬剤は当該技術分野で公知のコンビナトリアルライブラリー方法における多数の手法の何れのものを用いても得ることができる。
好ましい実施態様では、細胞系のアッセイは、MCL−1ポリペプチドの活性部位に結合することが知られている(例えば、コンピュータモデリング、直接結合アッセイ、NMR、又は別の方法によって同定されている)化合物に対して、この化合物がMCL−1ポリペプチドの活性も調節するか否かを確認するために実施する。
一実施態様では、アッセイは、MCL−1タンパク質又はその生物活性部分を発現する細胞を候補化合物と接触させて、候補化合物の活性部位と結合してMCL−1タイプの活性を調節する能力を確認する(例えば、内因性又は外因性の細胞死経路を介して、ある場合はアポトーシスを増大して、別の場合はアポトーシスを減少する)、細胞系のアッセイである。細胞においてBCL−2タイプの活性を調節する試験化合物の能力の確認は、例えば、ミトコンドリアからのチトクロームcの放出、又はその他の関連する生理学的な情報(アネキシンV染色、MTTアッセイ、カスパーゼ活性アッセイ、TUNELアッセイ、ミトコンドリア膜電位の変化)をモニタリングすることによって実施できる。
MCL−1ポリペプチドの活性部位に結合することが見出された化合物のインビトロ抗腫瘍活性は、腫瘍細胞を殺傷する化合物の能力を測定することによってアッセイできる。細胞株の例は:ヒト肺(A549);低いtopoII活性を有する耐性ヒト肺(A549−VP);ネズミメラノーマ(B16);ヒト結腸腫瘍(HCT116);上昇したp170レベルを有するヒト結腸腫瘍(HCTVM);低いtopoII活性を有するヒト結腸腫瘍(HCTVP);P388ネズミリンパ性白血病細胞;及びヒト結腸癌細胞株(Moser)、並びに当該技術分野で公知の多くのその他のものを包含する。
腫瘍阻害アッセイは、例えば、Kelly, et al., 米国特許第5,166,208号及びPandley, et al., J. Antibiot. 3(11):1389-401 (1981)に記載されている。あるアッセイでは、細胞を標準的な条件下で24時間生育させる。細胞を24時間プレートに付着させた後(例えば、96ウェルの平底プレート)、MCL−1モジュレーター化合物の連続希釈濃度で72時間培養する。これらのデータから50%の細胞が殺傷したか、又は生育が阻害された(IC50)化合物の濃度を決定する。
競合結合アッセイによるMCL−1特異的小分子のスクリーニング
MCL−1特異的SAHB/MCL−1複合体の特異性を、MCL−1の小分子モジュレータを同定する競合的蛍光偏光結合アッセイスクリーニングを実施する目的で、活用することができる。このようなアッセイは、MCL−1又はMCL−1関連ポリペプチドの標的化小分子モジュレーターを同定するために本明細書に記載されているようなSAHB/MCL−1複合体の特異性を利用する方法であるという利点を有している。
例えば、ハイスループットな競合的蛍光偏光結合アッセイは、FITC−MCL−1特異的SAHBと組み換えMCL−1の間の相互作用を妨害する小分子をスクリーニングするために使用することができる。このようなアッセイでは、MCL−1はFPLCによって発現及び精製されて、自動化液体ハンドラーによって小分子のライブラリーを含有している384ウェルのプレートに送達される。室温で培養した後、FITCリガンドを液体ハンドラーで各ウェルに添加して、平衡状態でFPを読む(例えば、30分)。ヒットする小分子を、化合物の4連続希釈用いるこのアッセイで再試験して、FITC−MCL−1特異的SAHB結合(例えば、MCL−1、配列番号12、17〜60、NOXA配列番号63〜68、BOK配列番号11)の用量反応性阻害を確認する。ヒットする小分子は結合活性及び特異性の正確な定量へと進める。小分子の3通りの連続希釈をFITC−MCL−1特異的SAHBと混合した後、結合緩衝液(例えば、50mMトリスpH7.4、100nMNaCl)で希釈した組み換えMCL−1を含有している384ウェルプレートに添加する。FP(mP単位)をマイクロプレートリーダー(例えば、Spectramax)によって平衡状態で測定して、Prism ソフトウェア(Graphpad)を用いる用量反応性曲線の非線形回帰分析によってK値を算出する。特異性分析については、ヒットした小分子の連続希釈を汎−アンチアポトーシス結合剤(例えば、FITC−BIM SAHB、25nM)と混合する以外は同一の実験を実施した後、組み換えMCL−1、BCL−2、BCL−X、BCL−w、BCL−B又はBFL1/A1の何れかを含有しているプレートに添加する。次いで、MCL−1特異的小分子を一連の機能分析に付して、インビトロ並びにin situでのMCL−1/標的タンパク質相互作用(例えば、MCL−1/BAK)を阻害して、細胞におけるMCL−1機能を調節する(例えば、MCL−1を阻害して癌細胞においてアポトーシスを感受性に又は活性化する)それらの能力を評価することができる。
化合物のインビボ試験
本発明の化合物がインビボにおける腫瘍形成を阻害することも明らかにすることができる。本発明の化合物、医薬組成物、及びレジメンをヒトに用いる前に、適切な動物モデル系で試験することができる。このような動物モデル系は、これに限定されないが、遺伝子組み換え動物及びその他の動物疾患モデルを含む、ラット、マウス、ニワトリ、ウシ、サル、ブタ、イヌ、ウサギ、霊長類等を包含する。当該技術分野で公知の何れかの動物系を用いることができる。手順の幾つかの態様を変えることができ;当該態様は、これに限定されないが、治療薬剤(例えば、予防及び/又は治療薬)投与の一時的投与計画、このような治療薬剤を別々に投与するか又は混合物としてして投与するか、及び治療薬剤の投与頻度を包含する。
本発明のMCL−1モジュレーター化合物のインビボ抗腫瘍活性は、哺乳動物(例えば、マウス)の腫瘍細胞の減少、及び結果としてもたらされた治療していない担癌動物と比較した生存時間の増大によってアッセイすることができる。例えば、CDFIマウスにP388ネズミリンパ性白血病細胞、エールリッヒ癌細胞、B16メラノーマ細胞、又はメチルコラントレン誘発(Met-A)腺維肉腫細胞の上澄液を腹腔内注射することができる。次いで、注射されたマウスの一部を、本発明のMCL−1モジュレーター化合物で腹腔内処置して、その他のマウスを生理食塩水で処置する。次いで、化合物のインビボ活性を、生理食塩水処置群の平均生存時間100に対する治療群の平均生存時間の比(×100)である、T/C%に関して確認する。Yokoi, et al., 米国特許第4,584,377号;Kelly, et al.,米国特許第5,155,208号;Warnick-Pickle, et al., J. Antibiot. 34(11):1402-7 (1981);及びPandley et al.,supra。
腫瘍形成及び転移拡散を包含する、過剰増殖性疾患の多数の動物モデルが当該技術分野で公知であって、本明細書に開示されている(Chapter 317, “Principals of Neoplasia,” in Harrison’s: Principals of Internal Medicine, 13th Edition, Isselbacher et al., eds., McGraw-Hill, New York, p. 1814, and Lovejoy et al., 1997, J. Pathol. 181:130-135 を参照されたい)。過剰増殖性疾患は、癌及び自己免疫疾患のような、細胞増殖又はアポトーシス遮断疾患を包含する。BCL−2に関連する癌の例は、これに限定されないが、固形腫瘍、白血病、及びリンパ腫を包含する。一実施態様では、疾患は化学療法耐性の癌である。別の実施態様では、化学療法耐性の癌は、ABT−737(Abbott; Abbott Park, Illinoisから入手できる)に耐性である。肺癌についての具体例は、腫瘍小結節のラットへの移植(Wang et al., 1997, Ann. Thorac. Surg. 64:216-219)又はNK細胞枯渇SCIDマウスにおける肺癌転移の確立(Yono and Sone, 1997, Gan To Kagaku Ryoho 24:489-494);結腸癌については、ヒト結腸癌細胞のヌードマウスへの結腸癌移植(Gutman and Fidler, 1995, World J. Surg. 19:226-234)、ヒト潰瘍性大腸炎のワタボウシタマリン(cotton top tamarin)モデル(Warren, 1996, Aliment. Pharmacol. Ther. Supp 12:45-47)及び腺腫様ポリープ腫瘍抑制遺伝子の突然変異を有するマウスモデル(Polakis, 1997, Biochim. Biophys. Acta 1332:F127-F147);乳癌については、乳癌のkan遺伝子モデル(Dankort and Muller, 1996, Cancer Treat. Res. 83:71-88; Amundadittir et al., 1996, Breast Cancer Res. Treat. 39:119-135)及びラットにおける腫瘍の化学誘発(Russo and Russo, 5 1996, Breast Cancer Res. Treat. 39:7-20);前立腺癌については、化学的に誘発されて遺伝子を組み換えられた齧歯動物モデル、及びヒト異種移植モデル(Royal et al., 1996, Semin. Oncol. 23:35-40)、泌尿生殖器癌については、ラット及びマウスにおける誘発された膀胱腫瘍(Oyasu, 1995, Food Chem. Toxicol 33:747-755)及びヒト移行上皮癌のヌードラットへの異種移植(Jarrett et al., 1995, J. Endourol. 9:1 -7);及び造血器癌については、動物における移植された同種骨髄(Appelbaum, 1997, Leukemia 11 (Suppl. 4):S15- S17)を包含する。
更に、多種の癌に適用可能な一般的な動物モデルが記載されていて、これに限定されないが、p53欠損マウスモデル(Donehower, 1996, Semin. Cancer Biol. 7:269-278)、Minマウス(Shoemaker et al., 1997, Biochem. Biophys. Acta, 1332:F25-F48)及びラット15における腫瘍に対する免疫応答(Frey, 1997, Methods, 12:173-188)を包含する。
例えば、本発明の化合物を試験動物に投与することができて、一実施態様では、試験動物はあるタイプの腫瘍に罹りやすく、その後試験動物を、化合物を投与されなかった動物と比較して、腫瘍形成発生率の減少について検査することができる。或いは、腫瘍を有する試験動物(例えば、悪性、腫瘍性、又は形質転換細胞の導入によって、或い発癌性物資の投与によって腫瘍が誘発されている動物)に化合物を投与した後、化合物を投与しなかった動物と比較した腫瘍退縮について、試験動物の腫瘍を検査することができる。
本発明の化合物は、治療有効量を投与したとき、少なくとも5%、好ましくは少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、又は少なくとも100%まで腫瘍進展時間を増大するか或いは生存時間を増大する場合に、過剰増殖性疾患の治療に有効であると考えられる。
同様に、本発明の化合物は、治療有効量を投与したとき、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、又は少なくとも100%まで腫瘍生育速度を減少し、腫瘍量を減少し、転移数を減らす場合に、過剰増殖性疾患の治療に有効であると考えられる。このような結果は、当業者、例えば、癌専門医によって確認できる。
架橋ペプチドのインビトロ及びインビボ安定性
構造的に拘束されているペプチドは、天然のペプチドと比較すると、インビトロにおいて顕著な熱安定性及びタンパク質分解安定性を有している。
例えば、22〜36アミノ酸長の架橋ペプチドを、1〜91℃の温度範囲で、熱変性、円偏光二色性試験に付した。ペプチドの選ばれた単一又は二重架橋が、顕著に熱耐性であるα螺旋安定性をもたらし、天然のペプチドと比較して91℃においてでさえ、α螺旋性を最大2.3倍まで増強を維持した。
更に、ペプチドの治療薬としての主な限界は、それらの急速なタンパク質分解に対する感受性である。長くて、折り畳まれていなくて、プロテアーゼ部位が豊富な生物学的に活性なペプチドは、特に脆弱である。ペプチドα螺旋を強化するための共有架橋戦略の可能性のある利点の1つは、脆弱なアミド結合をタンパク質分解から遮蔽することである。プロテアーゼは、ペプチドがアミド結合を加水分解するために伸びた構造を有していることを必要としているので、炭化水素架橋によって生じた構造性拘束が架橋ペプチドをプロテアーゼ耐性にする。炭化水素架橋、特に二重架橋が36〜37アミノ酸ペプチドを保護するか否かを確認するために、天然のペプチドと架橋ペプチドをインビトロでプロテアーゼに直接曝露した。架橋ペプチドを特に精査するために、複数の部位でペプチドを分解するプロテアーゼを選択した。
プロテアーゼの存在下で、天然のペプチドは、12及び14分の半減期で、急速な分解を示した。それに対して、単一架橋ペプチドは21〜200分の範囲のより長い半減期を示した。大部分の二重架橋化合物は、選択された二重架橋ペプチドが最大1275分までの半減期を実現して、それらの単一架橋対応物を顕著に上回った。殆どの場合、二重架橋は、選択された二重架橋ペプチドが選択された単一架橋ペプチドより低いα螺旋性を有しているように、一般的にペプチドα螺旋性よりタンパク質分解安定性に対して影響を及ぼすが、それにしてもよりすぐれたプロテアーゼ耐性を示した。殆ど全ての架橋ペプチドは、対応する非改変ペプチドと同じ数のプロテアーゼ分解部位を有していて、観察されたプロテアーゼ耐性は、分解部位を除去したことよりむしろ、ペプチド架橋自体からもたらされたことを強調していた。
非改変ペプチドは一般に、近位消化管内での急速な酸加水分解にある程度起因して、制限された経口バイオアベイラビリティーを有している。中性pHにおける架橋ペプチドの強力なプロテアーゼ耐性が、酸性条件下におけるそれらの安定性の検討を促進した。それぞれの場合で、ペプチド溶液の酸性化は、CDで測定して、それらのα螺旋含量を有意に増大した。ペプシンに曝露すると、天然のペプチドはそれぞれ4分及び11分の半減期で、急速な分解を示した。選択された二重架橋ペプチドは非改変ペプチドより約80〜800倍大きい半減期を示し、その単一架橋対応物より一貫して上回った。特に、選択された二重架橋ペプチドは、12時間以上pH2でペプシンに曝露された後に、80%無傷を保持した。中性pHでのプロテアーゼ耐性について観察されたように、二重架橋自体は、一般的なペプチドα螺旋性或いは開裂部位の数よりむしろ、ペプシン加水分解に対する優れた耐性と関連していた。これらの検討により、中性及び酸性pHにおけるタンパク分解性加水分解に対する前例のない耐性を有する架橋ペプチドの能力が強調された。
架橋ペプチドを更に、天然のペプチドと比較して、インビボにおける安定性及びバイオアベイラビリティーについて分析した。雄性C57/BL6マウスに、二重架橋ペプチド又は対応する非改変ペプチドの何れか10mg/kgを、静脈内投与又は強制経口投与した。後眼窩採血によって回収した血液サンプルをLC/MSによる血液検査で定量した。血液中で測定された架橋ペプチドの濃度は対応する非改変ペプチドの測定された濃度より6倍を超えて高かった。連続採血によるノンコンパートメント薬理学的解析により、架橋ペプチドの濃度曲線下面積が天然のペプチドと比較して10倍増大したことを明らかにした。際立って、経口投与30分後に、無傷の架橋ペプチドが測定可能且つ用量反応性レベルで血液中に検出されたのに対して、非改変ペプチドは検出されなかった。AUC及びクリアランスの両方が約10倍まで改善された。
これらのデータは、炭化水素架橋が、架橋されたペプチド配列に、それらのインビボ安定性を増大して、測定可能な経口バイオアベイラビリティーさえももたらす、固有の薬理学的特性をもたらすことを強調している。この実験は更に、架橋ペプチドの等量経口用量が、非改変ペプチドの静脈内投与からもたらされるものと同程度の血清濃度を生じたことを明らかにし、架橋ペプチドの治療有効用量を経口で投与できることを示唆している。
MCL−1標的SAHB化合物のインビボ試験
MCL−1モジュレーターは、アポトーシス誘導、自食作用誘導、細胞周期停止、炎症応答の阻害、関連病原体、例えば結核菌、の生存機構の無効化等に対するこのようなモジュレーターの影響をアッセイする目的で、以下の実施例5に記載されているようにして、細胞系で評価してもよい。化合物を、以下により詳細に記載されている動物モデルような、関連疾患の動物モデル(例えば、癌異種移植、炎症モデル、感染疾患モデル)で試験することができる。
MCL−1結合と、天然複合体からのSAHBが介在する解離の暗示するものは、機能(例えばMCL−1を異なった標的(公知又は未知)と結合するように方向転換させる)の獲得を誘導できる。MCL−1標的化SAHBを、これに関連して、MCL−1の新規な標的及び機能(例えば、自食調節、細胞周期調節、RNAスプライシング)を同定するために用いることができる。例えば、以下の実験的手法を用いることができる。
SAHB結合タンパク質及びタンパク質複合体の単離
細胞を、無血清培地中でFITC又はビオチン共役MCL−1選択的SAHB(5〜20μM)で処理した後、2〜4時間で血清を交換して、多時点(例えば、4、8、24時間)培養した後、細胞を採取して溶解緩衝液で抽出する。SAHB結合タンパク質/タンパク質複合体を、記載(Walensky et al. Mol Cell, 2006; Pitter et al, Methods in Enzymology, 2008)のように実施する、抗FITC破壊によって、又はストレプトアビジンアガロース捕獲(実施例5を参照されたい)によって単離する。溶解物をSDS/PAGE、Silver Stain Plus(Biorad)及びタンデム質量分析法で評価する。SAHBに曝された溶解物に現れるが、賦形剤又はSAHB点突然変異体で処理されたものには現れない、バンドをレーザーで切り取って細分化する。細分化しだバンドを水で1度、25mMの重炭酸アンモニウムで2度室温で10分間洗浄する。バンドを25mMの重炭酸アンモニウム中の1%水酸化物と5分間培養して銀染色を除去する。ゲル切片が透明になったら、ゲルを水、1%ギ酸、水:アセトニトリル(50:50)と1%ギ酸、続いてアセトニトリル中で、それぞれ5分間洗浄する。次いで、ゲル切片をタンパク質分解消化、抽出及びタンデム質量分析(MSMS)に付す。Mascot Search エンジンソフトウェアを用いて同定された断片を公知のタンパク質配列にマッチさせる。
幾つかのタンパク質相互作用物質は急いで通過するか或いは細胞溶解条件を乗り切れないので、別の共有架橋手法をMCL−1選択的SAHB架橋タンパク質及びタンパク質複合体を同定するために展開させることができる(参考、Danielの特許及びWalensky BAX の特許)。光活性化可能な架橋部分(例えば、BPA)をMCL−1標的化SAHB配列(例えば、配列番号34、71、72)に組み込んで、細胞処理又は細胞溶解液に直接曝露した後、UV照射がSAHBのその結合標的タンパク質内への共有挿入を誘発する。上記のようにして、抗FITC又はストレプトアビジン−ビオチンよりなる捕獲を用いて、SAHB標的検索が達成される。
SAHBが誘導するMCL−1結合相互作用の変化を確認するためのMCL−1の免疫沈降
MCL−1選択的SHAB(又は同定された小分子、上記を参照されたい)による標的化MCL−1タンパク質相互作用の影響を評価するために、MCL−1を過剰に発現する癌細胞(10×10個)をMCl−1標的化SAHB、賦形剤、又は突然変異SAHBと共に、無血清培地中37℃で24時間培養した後、血清に置き換えて6時間培養する。細胞溶解(例えば、50mMのトリス(pH7.4)、150mMのNaCl、1mMのEDTA、1%のCHAPS及び完全プロテアーゼ阻害ペレット)した後、細胞残屑を4℃で10分間14,000gでペレットにする。上澄液を前もって平衡化してあるタンパク質A/Gセファロースビーズと共に培養する。次いで、事前に除去した上澄液を4℃で1.5時間回転させて抗MCL−1抗体で処理した後、タンパク質A/Gセファロースビーズに1時間曝す。ビーズをペレットにして溶解緩衝液で4℃、10分間洗浄する。洗浄したビーズをペレットにして、SDS充填緩衝液中で90℃、10分間加熱して、SDS/PAGEで分析する。新規な相互作用物質を検索する(非処理及びSAHB処理免疫沈降物由来の電気泳動したタンパク質を比較する)ために、免疫沈降物をSilver Stain Plus(Biorad)で評価して、SAHBに曝露した免疫沈降物中には現れたり現れなかったりだが、賦形剤又はSAHBの点突然変異体で処理したものには現れないバンドを切り取って、次いで、タンデム質量分析及びMASCOT断片同定ソフトウェアで分析する。
以下は、インビボ効力試験手法(癌治療モデル)の例である。主要なMCL−1標的化SAHBをマウスで薬物動態(PK)解析する。血漿中の化合物濃度を検出して定量するためのLC/MSに基づく分析アッセイが開発されている。PK解析のために、SAHB(例えば、10、50、100mg/kg)を雄性C57/BL6マウスに尾静脈内又は腹腔内注入する。多時点に血液サンプルを後眼窩採血で採取して化合物を定量するために血漿を単離した後、血漿半減期、ピーク血漿濃度、総血漿クリアランス、及び分配の見掛け容量を計算する。ロバストPKプロファイルを示す分子をインビボ効力検討へ進める。
化合物に感受性の血液癌細胞株をレトロウィルスで形質導入して安定なルシフェラーゼ発現(pMMP−LucNeo)を達成して、既述(Armstrong et al., 2003; Walensky et al., 2004)のようにSCIDベージュマウスに移植する。最初の異種移植検討では、賦形剤のみ、低用量又は高用量のSAHB、又はプロアポトーシス刺激剤(例えば、治療用量以下のNOXA SAHB、ドキソルビシン、エトポシド、デキサメタゾン)と組み合わせた低/高用量SAHBの何れかで処理した5つのマウス群(n=10)を試験する。例えば、実験第1日に開始して、マウスに毎日1回SAHBを(例えば、同時処置なし又は有りで、10又は50mg/kg)尾内注射する。1日おきのインビボ腫瘍画像化のために、マウスをイソフラン吸入で麻酔して、D−ルシフェリンの腹腔内注射と同時に処置する。Xenogen In Vivo Imaging System を用いて光放射を画像化(2分間露出)して、Xenogen's Living Image Softwareを用いて光流量(光子/秒)の積によって総体生物発光を定量する。Kaplan-Meier法を用いて、実験マウスの生存分布を確定して、ログランク検定を用いて比較する。フィッシャーの正確確立検定を用いて、治療が不成功のマウス(ここで治療不成功とは進行又は死亡と定義される)、と安定した疾患又は軽減としての成功の比率を比較する。特定のMCL−1標的化SAHBで治療応答が観察される場合、賦形剤又はSAHBとアポトーシス同時刺激剤の有効な組み合わせの何れかで処置した、更なる2群を薬力学的検討のために用い、TUNEL及び活性化カスパーゼ−3免疫組織化学的染色によって、組織のプロアポトーシス活性を評価する(Daniel et al., 2008)。
更に、本明細書に開示されている化合物又は医薬組成物の、過剰な細胞増殖又は細胞死に関連している疾患又はそれらの1つ又はそれ以上の症状に対する予防的及び/又は治療的有用性を評価するために、当業者に公知の何れのアッセイも用いることができる。
治療方法
本発明の薬剤は、細胞死のシグナルが下方制御されていて、病的細胞が不適切に減少した細胞死の傾向を有している(本明細書では「減少したアポトーシス状態」であると称する)細胞を処置するのに有用である。本発明は更に、ウィルス感染又は自己抗体発現細胞のような、ある特定のタイプの細胞にアポトーシスを導入することが望ましい、アポトーシス関連疾患を治療するために、治療有効量の薬剤を対象に投与する方法を提供する。一般に、薬剤は投与前に実質的に精製されている。対象は、これに限定されないが、ウシ、ブタ、ウマ、ニワトリ、ネコ、イヌ等を含む動物であってよく、一般に哺乳動物、そして特定の実施態様では、ヒトである。別の特定の実施態様では、非−ヒト哺乳動物が対象である。
本発明は、異常な(例えば、不十分な又は過剰な)BCL−2ファミリーメンバーの発現又は活性(例えば、外因性又は内因性アポトーシス経路の異常)に関連している疾患に罹る危険性がある(又は罹りやすい)又は疾患を有している対象を治療する、予防方法及び治療方法の両方を提供する。本明細書で用いられる用語「治療」は、疾患、疾患の症状又は疾患になりやすい傾向を治す、治癒する、緩和する、軽減する、変える、是正する、改善する、改良する又は影響を及ぼす目的で、疾患、疾患の症状又は疾患になりやすい傾向を有している患者への治療薬剤の適用又は投与、患者から単離した組織又は細胞株への治療薬剤の適用又は投与であると定義される。治療薬剤は、これに限定されないが、小分子、ペプチド、抗体、リボザイム、アンチセンスオリゴヌクレオチド、その他の核酸組成物、及びこれらの組み合わせを包含する。
BCL−2タイプの疾患は、少なくとも一部が、1つ又はそれ以上のBCL−2ファミリーメンバーの異常な濃度(例えば、MCL−1の過剰な或いは低い発現)によって、又は異常な活性を示す1つ又はそれ以上のBCL−2ファミリーメンバーの存在によって引き起こされる。このように、本発明は、疾患症状の改善をもたらす、MCL−1又はMCL−1関連ポリペプチドの濃度及び/又は活性を減少すること、又はMCL−1又はMCL−1関連ポリペプチドの濃度及び/又は活性の増強を対象としている。例えば、MCL−1のようなアンチアポトーシスタンパク質の過剰レベルによって保持されている腫瘍は、アポトーシス遮断を克服又は回避してアポトーシスを誘発するために、MCL−1阻害化合物を用いて治療することができる。
本発明の化合物は、癌及び腫瘍性の疾患を治療及び予防するために用いることができる。本明細書で用いられる用語「癌」、「過剰増殖性の」及び「腫瘍性の」は、自律的増殖及び不完全細胞死の能力を有している、すなわち、急速に増大する細胞増殖及び/又はアポトーシス遮断によって特徴付けられる異常な状態又は症状の細胞を示す。過剰増殖性又は腫瘍性の病態は、病理学的に、すなわち病状を特徴付けるか又は構成して分類できるか、又は非病理的に、すなわち、正常だが病態と関連していないものからの偏差で分類できる。この用語は、病理組織学的タイプ又は浸潤性の段階に関わらず、全てのタイプの癌生育又は腫瘍形成過程、転移性組織又は悪性形質転換した細胞、組織、又は臓器を包含するように意図されている。「病的な過剰増殖性」細胞は悪性腫瘍の生育によって特徴付けられる病態で生じる。病的ではない過剰増殖性細胞は創傷修復に関連している細胞の増殖を包含する。
細胞増殖及び/又は分化障害の例は、癌、例えば、癌腫、肉腫、又は転移性疾患を包含する。本化合物は、乳癌、卵巣癌、結腸癌、肺癌、このような癌の転移等をコントロールするための新規な治療薬剤として使える。転移性の腫瘍は、これに限定されないが、乳房、肺結腸及び卵巣起源を包含する多くの原発性腫瘍タイプから生じる。
癌又は悪性腫瘍疾患の例は、これに限定されないが、線維肉腫、筋肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫、リンパ管肉腫、リンパ管内皮肉腫、滑液腫瘍、中皮腫、ユーイング腫瘍、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、胃癌、食道癌、直腸癌、膵臓癌、卵巣癌、前立腺癌、子宮癌、頭頸部癌、皮膚癌、脳腫瘍、扁平上皮癌、皮脂腺腫瘍、乳頭癌、乳頭腺癌、嚢胞腺癌、髄様癌、気管支癌、腎細胞癌、肝臓癌、胆管癌、絨毛癌、精上皮腫、胎生期癌、ウィルムス腫瘍、子宮頸癌、精巣癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、膀胱癌、上皮癌、神経膠腫、星状細胞腫、髄芽腫、頭蓋咽頭腫、上衣腫、松果体腫、血管芽細胞腫、聴神経腫、乏突起膠腫、髄膜腫、メラノーマ、神経芽細胞腫、網膜芽細胞腫、白血病、リンパ腫、又はカポジ肉腫を包含する。
増殖性障害の例は、造血系腫瘍性疾患を包含する。本明細書で用いられる用語「造血系腫瘍性疾患」は、造血系起源の、例えば、骨髄、リンパ、赤血球細胞又はこれらの前駆細胞由来の、増殖性/腫瘍性細胞に関連している疾患を包含する。疾患が、低分化型急性白血病、例えば、赤芽球性白血病及び急性巨核芽球性白血病に起因していることが好ましい。骨髄疾患の追加の例は、これに限定されないが、急性前骨髄性白血病(APML)、急性骨髄性白血病(AML)及び慢性骨髄性白血病(CML)(Vaickus, L. (1991) Crit Rev. in Oncol./Hemotol. 11:267-97に概説されている)を包含し;リンパ性悪性疾患は、これに限定されないが、B系ALL及びT系ALLを包含する急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ芽球性白血病(CLL)、前リンパ球性白血病(PLL)、有毛細胞白血病(HLL)及びヴァルデンストレームマクログロブリン血症(WM)を包含する。悪性リンパ腫の追加の形態は、これに限定されないが、非ホジキンリンパ腫及びその変形、末梢T細胞リンパ腫、成人T細胞白血病/リンパ腫(ATL)、皮膚T細胞性リンパ腫(CTCL)、大型顆粒リンパ球白血病(LGF)、ホジキン病、及びリード・シュテンベルグ病(Reed-Stemberg disease)を包含する。
胸部の細胞増殖性及び/又は分化障害の例は、これに限定されないが、増殖性胸部疾患、例えば、上皮過形成、硬化性腺症、及び小管乳頭腫;腫瘍、例えば、線維腺腫、葉状腫瘍、及び肉腫のような間質性腫瘍、及び大管乳頭腫のような上皮腫瘍;上皮腺管癌(ぺージェット病を含む)及び小葉癌を含む上皮内(非浸潤性)腫瘍を包含する胸部の腫瘍、及びこれに限定されないが、浸潤性腺管癌、浸潤性小葉癌、髄様癌、膠様(粘液性)癌、管状腺癌、及び浸潤性乳頭癌を包含する侵襲性(浸潤性)癌、及び混合型の悪性腫瘍を包含する。男性胸部の疾患は、これに限定されないが、女性化乳房及び癌を包含する。
肺の細胞増殖性及び/又は分化障害の例は、これに限定されないが、腫瘍随伴性症候群、細気管支肺胞上皮癌、気管支カルチノイドのような神経内分泌癌、混合型腫瘍、及び転移性腫瘍を包含する気管支癌;炎症性胸腺滲出、非炎症性胸腺滲出、気胸、及び胸腺腫瘍(単発性線維性腫瘍(胸腺線維腫)及び悪性中皮腫を包含する)を包含する胸膜の疾患を包含する。
結腸の細胞増殖性及び/又は分化障害の例は、これに限定されないが、非腫瘍性ポリープ、アデノーマ、家族性症候群、結腸直腸発癌、結腸直腸癌及びカルチノイド腫瘍を包含する。
肝臓の細胞増殖性及び/又は分化障害の例は、これに限定されないが、肝臓の原発性腫瘍及び転移性腫瘍を包含して、結節性過形成、アデノーマ、及び悪性腫瘍を包含する。
卵巣細胞増殖性及び/又は分化障害の例は、これに限定されないが、体腔上皮の腫瘍、漿液腫瘍、粘液腫瘍、子宮内膜性腫瘍、透明細胞腺癌、嚢胞腺線維腫、ブレンナー腫瘍、表面上皮腫瘍のような、卵巣腫瘍;成熟(良性)奇形腫、単胚葉性奇形腫、未成熟悪性奇形腫、未分化胚細胞腫、内胚葉洞腫瘍、絨毛腫のような胚細胞腫瘍;卵胞膜顆粒膜細胞腫、卵胞膜細胞線維腫、アンドロブラストーマ、ヒル細胞腫、及び性腺芽細胞腫のような性索間質腫瘍;及びクルケンベルグ腫瘍のような転移性腫瘍を包含する。
本明細書に記載されている化合物で治療できる免疫疾患の幾つかの例は、これに限定されないが、臓器移植拒絶、関節炎、尋常性狼瘡、IBD、クローン病、喘息、多発性硬化症、糖尿病、等を包含する。
本明細書に記載されているポリペプチドで治療できる神経疾患は、これに限定されないが、アルツハイマー病、ダウン症候群、オランダ型遺伝性脳出血アミロイドーシス、反応性アミロイドーシス、蕁麻疹及び難聴を伴う家族性アミロイド腎症、マックル・ウェルズ症候群、突発性骨髄腫、マクログロブリン血症関連骨髄腫、家族性アミロイドポリニューロパチー、家族性アミロイド心筋症、孤立性心アミロイドーシス、全身性老人性アミロイドーシス、成人発症型糖尿病、インスリノーマ、孤立性心房性アミロイドーシス、甲状腺の髄様癌、家族性アミロイドーシス、アミロイド性脳出血、家族性アミロイド多発性神経障害、スクレピー、クロイツフェルト・ヤコブ病、ゲルストマン・ストロイスラー・シャインカー症候群、牛海綿状脳症、プリオン病、及びハンチントン病を包含する。
本明細書に記載されているポリペプチドで治療できる内分泌疾患は、これに限定されないが、糖尿病、甲状腺機能低下症、下垂体機能低下症、副甲状腺機能低下症、性腺機能低下症、等を包含する。
本発明の化合物及び方法で治療又は予防できる心血管疾患(例えば、炎症性疾患)は、これに限定されないが、アテローム性動脈硬化症、心筋梗塞、脳卒中、血栓症、動脈瘤、心不全、虚血性心疾患、狭心症、突然心臓死、高血圧性心疾患;動脈硬化症、小血管疾患、腎症、高トリグリセリド血症、高コレステロール血症、高脂血症、黄色腫症、喘息、高血圧、肺気腫及び慢性肺疾患のような、非冠状動脈疾患;血管形成後の再狭窄、シャント、ステント、合成又は天然切除移植片、留置カテーテル、バルブ、又はその他の移植可能デバイスの留置などの、介入処置に関連する心血管疾患(「処置血管外傷」)を包含する。好ましい心血管疾患は、アテローム性動脈硬化症、心筋梗塞、動脈瘤、及び脳卒中を包含する。
癌細胞のアポトーシス遮断/生存メカニズムの特異性により、MCL−1特異的標的化薬剤を(例えば、細胞がMCL−1に極めて依存しているなら、すなわち、癌遺伝子依存性なら)アポトーシス誘発のための閾値を低下させて、それによって毒性の化学療法剤の必要な用量レベルを下げるように活用することが有利であろう。すなわち、本明細書に記載されているように、MCL−1阻害剤は、その他の抗癌剤(化学療法剤)及びモダリティ(放射線照射)に対する感作剤、すなわち、標的療法の治療毒性を低下するだろう。別の状況においては、治療の標的にされる細胞は、複数のアンチアポトーシスタンパク質を過剰発現している可能性があり(すなわち、再発性で難治性の癌)ので、MCL−1標的化に加えて、使用されるSAHB化合物(又はこのようなSAHB化合物に似せて設計/同定された化合物)は、別のアンチアポトーシスに加えてMCL−1を標的にするその広いアンチアポトーシス阻害活性に関して選択することができる。
モジュレーターの投与
一実施態様では、本発明の化合物は、癌の予防、治療、及び/又は管理のために単剤療法として投与される。
患者(例えば、ヒト患者)において癌を予防、治療、及び/又は管理する方法に関する本発明の一態様では、方法は患者に予防上有効なレジメン又は治療上有効なレジメンを投与することを含有してなり、レジメンは患者に本発明の化合物又は本発明の組成物を投与することを含有してなり、ここで患者は癌であると診断されている。癌の予防、治療、及び/又は管理に有効であり、予防及び/又は治療レジメンで用いられる本発明の化合物の量は、化合物の現在処方されている用量に基づくことができ、また本明細書に開示されている方法によって評価することができる。
この態様の一実施態様では、患者は別の治療を受けていたか或いは受けている。この態様の別の実施態様では、患者は癌の予防、治療、及び/又は管理のために、以前に治療を受けていなかった。
医師は、これに限定されないが、身体的診察(例えば、前立腺検査、胸部検査、リンパ節検査、腹部検査、皮膚監視)、目視方法(例えば、大腸内視鏡検査、気管支鏡検査、内視鏡検査)、PAPスメア検査(子宮頸癌)、便グアヤク試験、血液検査(例えば、全血球計数(CBC)検査)、(肝機能検査、前立腺特異抗原(PSA)検査、癌胎児性抗原(CEA)検査、癌抗原(CA)−125検査、αヘトプロテイン(AFP)検査を包含する)血液化学試験、核型分析、骨髄分析(例えば、悪性血液疾患の場合)、組織学、細胞学、喀痰検査及び画像方法(例えば、コンピュータ断層撮影(CT)、核磁気共鳴画像(MRI)、超音波、X線画像、マンモグラフ画像、骨のスキャン)を包含する従来の癌スクリーニング方法の何れを用いても患者を診断することができる。
本発明の別の態様は、患者(例えば、ヒト患者)の固形癌を予防、治療、及び/又は管理する方法に関していて、その方法は、それを必要としている患者に予防上有効なレジメン又は治療上有効なレジメンを投与することを含有してなり、レジメンは患者に本発明の化合物又は組成物を投与することを含有してなり、ここで患者は固形癌を有していると診断されており、そしてここで患者は癌の大きさを減少するための初期治療を経験している。
本発明の別の態様は、癌を予防、治療、及び/又は管理する方法に関していて、その方法はそれを必要としている患者に予防上有効なレジメン又は治療上有効なレジメンを投与することを含有してなり、そのレジメンは患者に、本発明の化合物(上記のような)、又はその薬学的に許容される塩を投与することを含有してなり、ここで患者は別の治療を受けた。ある実施態様では、先の治療は、例えば、化学療法、放射免疫療法、毒素療法、プロドラッグ活性化酵素療法、抗体療法、手術療法、免疫療法、放射線療法、標的療法又はこれらの何れかの組み合わせである。
ある実施態様では、患者において先の治療は不成功に終わっている。ある実施態様では、治療上有効なレジメンは、患者が先の治療を受けた直ぐ後に本発明の化合物を患者に投与することを含有している。例えば、ある特定の実施態様では、先の治療の結果は、本発明の化合物を投与する前は不明であってもよい。
本発明の別の態様は、患者(例えば、ヒト患者)における治療を予防、治療、及び/又は管理する方法に関していて、その方法はそれを必要としている患者に予防上有効なレジメン又は治療上有用なレジメンを投与することを含有してなり、レジメンは患者に本発明の化合物又は組成物を投与することを含有してなり、ここで本発明の化合物又は組成物は、無毒性量(NOAEL)のヒト相当用量(HED)より低い用量で、3ヶ月、4ヶ月、6ヶ月、1年、2年、3年、4年又はそれ以上の期間に渡って投与する。動物実験で確認されたような、NOAELはヒト臨床試験に対する最大推奨開始用量を決定するために有用である。例えば、NOAELをヒト相当用量を決定するために外挿することができる。一般に、このような種の間の外挿は、体表面積に対して正規化した用量(すなわち、mg/m)に基づいて実施する。特定の実施態様では、NOAELはマウス、ハムスター、ラット、フェレット、モルモット、ウサギ、イヌ、霊長類、霊長類(サル、マーモセット、リスザル、ヒヒ)、マイクロブタ又はミニブタで確認する。NOAELの使用及びそれらのヒト相当用量への外挿に関する考察については、Guidance for Industry Estimating the Maximum Safe Starting Dose in Initial Clinical Trials for Therapeutics in Adult Healthy Volunteers, U.S. Department of Health and Human Services Food and Drug Administration Center for Drug Evaluation and Research (CDER), Pharmacology and Toxicology, July 2005を参照されたい。
ある特定の実施態様では、レジメンは予防上有効なレジメン及び/又は治療上有用なレジメンを投与することを含有してなり、レジメンは患者において癌細胞集団の減少をもたらす。一実施態様では、レジメンを受けている患者は、レジメンが患者において癌細胞集団の減少をもたらしているか否かを確認するために、モニタリングされる。
一般に、癌細胞集団のモニタリングは、患者から抽出した試料中の癌細胞の数又は量を検出して実施する。試料中の癌細胞の数又は量の検出方法は当該技術分野で公知である。このモニタリングステップは一般に、患者がレジメンを受け始めた、少なくとも1日、2日、4日、6日、8日、10日、12日、14日、15日、16日、18日、20日、又は30日後に実施する。
ある実施態様では、試料は血液試料でよく、ここで単位容量(例えば、1mL)当たり又は別の測定単位当たり(例えば、組織学的分析の場合は単位区域当たり)の癌細胞数又は量を定量する。癌細胞集団は、ある特定の実施態様では、総血液細胞の百分率として測定される。
別の実施態様では、患者から抽出される試料は組織試料(例えば、疑わしい癌組織から抽出した生検)であって、そこでは癌細胞の数又は量を、組織単位重量当たりの癌細胞の数又は量に基づいて測定することができる。
抽出した試料中の癌細胞の数又は量を、参照サンプル中で測定された癌細胞の数又は量と比較して、レジメンの有効性及び治療を受けている癌の改善を評価することができる。一実施態様では、参照サンプルは、治療を受けている患者から抽出した試料であり、ここでは患者由来の試料は早い時点(例えば、参照サンプルの基準値として、レジメンを受ける前に、又は治療を受けている間のより早い時点に)に抽出される。別の実施態様では、参照サンプルは健常で、癌を発症していない患者から抽出される。
別の実施態様では、抽出した試料中の癌細胞集団を所定の参照範囲と比較することができる。特定の実施態様では、所定の参照範囲は、治療をうけている患者と同じタイプの癌を患っている患者の集団(複数も)から得た癌細胞の数又は量に基づいている。
治療受けている患者から抽出した試料中の癌細胞の数、量、又は百分率を参照試料と比較して、癌細胞集団の減少が非常に小さいと判断されたら、医師は治療レジメンを調節するための多数の選択肢を有する。例えば、医師は次いで、投与する本発明の化合物又は組成物の用量、投与頻度、投与期間、又はこれらの組み合わせの何れかを増大することができる。特定の実施態様では、決定がなされた後に、本発明の化合物又は組成物の第二有効量を患者に投与することができる。
別の実施態様では、レジメンは本発明の化合物又は組成物を投与することを含有してなり、ここでレジメンは癌細胞の数、量、又は百分率の減少及び患者における癌細胞の数、量、又は百分率の減少をもたらす。
癌の予防、治療、及び/又は管理に効果的であろう、予防及び/又は治療レジメンで用いられる本発明の化合物の量は、化合物の現在処方されている用量に基づいて、更に本明細書に記載されていて当該技術分野で公知の方法で評価することができる。頻度及び用量は、投与される特定の化合物、癌疾患の重症度、投与経路、更には、患者の年齢、身体、体重、応答、過去の病歴に基づく個々の患者に特異的な因子によっても変わる。例えば、癌の治療、予防、及び/又は管理に有効であろう本発明の化合物の用量は、例えば化合物を本明細書に開示されているか又は当業者に公知であるような、動物モデルに投与することによって決定することができる。更に、インビトロアッセイを、最適な用量範囲の確認に役立つように随意に用いることができる。
ある実施態様では、予防及び/又は治療レジメンは、ある特定程度の治療有効性を達成できるように、患者に投与する用量を滴定をすることを含有してなる。このような程度は患者における癌細胞集団の減少を包含している。
ある特定の実施態様では、予防及び/又は治療レジメンにおける本発明の化合物の用量は、予防及び/又は治療レジメンを受けた後に患者から抽出した試験試料中で見出される癌細胞の数又は量の、参照サンプルと比較した減少が達成できるように調節する。ここで、参照サンプルは治療を受けている患者から抽出する試料であって、試料はより早い時点で患者から抽出する。一実施態様では、参照サンプルは予防及び/又は治療レジメンを受ける前に、同じ患者から抽出された試料である。特定の実施態様では、試験試料中の癌細胞の数又は量は参照サンプル中よりも、少なくとも2%、5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%又は99%少ない。
ある実施態様では、予防及び/又は治療レジメンにおける本発明の化合物の用量は、癌細胞の数又は量が所定の参照範囲に入るように調節される。これらの実施態様では、試験試料中の癌細胞の数又は量を所定の参照範囲と比較する。
別の実施態様では、予防及び/又は治療レジメンにおける本発明の化合物の用量は、予防及び/又は治療レジメンを受けた後の患者から抽出した試験試料に見出される癌細胞の数又は量が参照サンプルと比較して減少するように調節される。ここで参照サンプルは健常で、癌を発症していない患者から抽出される試料である。特定の実施態様では、試験試料中の癌細胞の数又は量は、参照サンプル中の癌細胞の数又は量の少なくとも60%、50%、40%、30%、20%、15%、10%、5%、又は2%以内である。
固形癌を有しているある特定のヒト患者の治療において、腫瘍の疑いのある部位から複数の組織試料を抽出することは実施不可能であるかもしれない。これらの実施態様では、ヒト患者のための、予防及び/又は治療レジメンにおける本発明の化合物の用量を、動物モデルにおける癌集団を減少するのに有効な動物モデルの用量から外挿する。この動物モデルでは、予防及び/又は治療レジメンを、予防及び/又は治療レジメンを受けた後の動物から抽出される試験試料中に見出される癌細胞の数又は量が、参照サンプルと比較して減少するように調節される。参照サンプルは、予防及び/又は治療レジメンを受ける前の、同じ動物から抽出される試料でよい。特定の実施態様では、試験試料中の癌細胞の数又は量が、参照サンプル中より、少なくとも2%、5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%又は60%少ない。動物における癌細胞の数又は量を減少するのに有効な用量を体表面積に正規化して(例えば、mg/m)、相当ヒト用量をもたらすことができる。
本明細書に開示されている予防及び/又は治療レジメンは、本発明の化合物又はその医薬組成物を患者に単回用量又は複数回用量(例えば、1回、2回、3回、4回、5回、6回、7回、8回、9回、10回、15回、20回、又はそれ以上の用量)で投与することを含有してなる。
一実施態様では、予防及び/又は治療レジメンは、本発明の化合物又はその医薬組成物を複数回投与で投与することを含有してなる。複数回投与する場合は、疾患を予防、治療、及び/又は管理するのに十分な頻度及び量で化合物又は医薬組成物を投与する。一実施態様では、投与の頻度は1日1回から最大約8週間に1回までの範囲である。別の実施態様では、投与の頻度は、約1週間に1回から最大約6週間に1回の範囲である。別の実施態様では、約3週間に1回から最大約4週間に1回の範囲である。
一般に、癌を予防、治療、及び/又は管理するために対象に投与される本発明の化合物の用量は、対象の体重に対して、0.01〜500mg/kgの範囲で、より一般的には、0.1mg/kg〜100mg/kgの範囲である。一実施態様では、対象に投与される用量は、対象の体重に対して、0.1mg/kg〜50mg/kg、又は1mg/kg〜50mg/kgの範囲であり、より好ましくは、対象の体重に対して、0.1mg/kg〜25mg/kg、1mg/kg〜25mg/kgの範囲である。
特定の実施態様では、患者の癌を予防、治療、及び/又は管理するために対象に投与される本発明の化合物の用量は、患者の体重に対して500mg/kg又はそれ以下、好ましくは、250mg/kg又はそれ以下、100mg/kg又はそれ以下、95mg/kg又はそれ以下、90mg/kg又はそれ以下、85mg/kg又はそれ以下、80mg/kg又はそれ以下、75mg/kg又はそれ以下、70mg/kg又はそれ以下、65mg/kg又はそれ以下、60mg/kg又はそれ以下、55mg/kg又はそれ以下、50mg/kg又はそれ以下、45mg/kg又はそれ以下、40mg/kg又はそれ以下、35mg/kg又はそれ以下、30mg/kg又はそれ以下、25mg/kg又はそれ以下、20mg/kg又はそれ以下、15mg/kg又はそれ以下、10mg/kg又はそれ以下、5mg/kg又はそれ以下、2.5mg/kg又はそれ以下、2mg/kg又はそれ以下、1.5mg/kg又はそれ以下、又は1mg/kg又はそれ以下である。
別の特定の実施態様では、患者の癌を予防、治療、及び/又は管理するために対象に投与される本発明の化合物の用量は、0.1〜50mg、0.1mg〜20mg、0.1mg〜15mg、0.1mg〜12mg、0.1mg〜10mg、0.1mg〜8mg、0.1mg〜7mg、0.1mg〜5mg、0.1mg〜2.5mg、0.25mg〜20mg、0.25mg〜15mg、0.25mg〜12mg、0.25mg〜10mg、0.25mg〜8mg、0.25mg〜7mg、0.25mg〜5mg、0.5mg〜2.5mg、1mg〜20mg、1mg〜15mg、1mg〜12mg、1mg〜10mg、1mg〜8mg、1mg〜7mg、1mg〜5mg、又は1mg〜2.5mgの単位用量である。
特定の実施態様では、患者の癌を予防、治療、及び/又は管理するために対象に投与される本発明の化合物の用量は、対象の体表面積当たり、0.01〜10g/mの範囲内で、より一般的には、0.1g/m〜7.5g/mの範囲である。一実施態様では、対象に投与される用量は、対象の体表面積当たり、0.5g/m〜5g/m、又は1g/m〜5g/mの範囲である。
別の実施態様では、予防及び/又は治療レジメンは、本発明の化合物の有効量の1回又はそれ以上の用量を患者に投与することを含有してなり、そこでは有効量の投与は、本発明の化合物の少なくとも0.1μg/mL、少なくとも0.5μg/mL、少なくとも1μg/mL、少なくとも2μg/mL、少なくとも5μg/mL、少なくとも6μg/mL、少なくとも10μg/mL、少なくとも15μg/mL、少なくとも20μg/mL、少なくとも25μg/mL、少なくとも50μg/mL、少なくとも100μg/mL、少なくとも125μg/mL、少なくとも150μg/mL、少なくとも175μg/mL、少なくとも200μg/mL、少なくとも225μg/mL、少なくとも250μg/mL、少なくとも275μg/mL、少なくとも300μg/mL、少なくとも325μg/mL、少なくとも350μg/mL、少なくとも375μg/mL、少なくとも400μg/mLの血漿濃度を達成する。
別の実施態様では、予防及び/又は治療レジメンは、本発明の化合物の有効量の複数回用量を患者に投与することを含有してなり、ここでは複数回用量は、本発明の化合物の少なくとも0.1μg/mL、少なくとも0.5μg/mL、少なくとも1μg/mL、少なくとも2μg/mL、少なくとも5μg/mL、少なくとも6μg/mL、少なくとも10μg/mL、少なくとも15μg/mL、少なくとも20μg/mL、少なくとも25μg/mL、少なくとも50μg/mL、少なくとも100μg/mL、少なくとも125μg/mL、少なくとも150μg/mL、少なくとも175μg/mL、少なくとも200μg/mL、少なくとも225μg/mL、少なくとも250μg/mL、少なくとも275μg/mL、少なくとも300μg/mL、少なくとも325μg/mL、少なくとも350μg/mL、少なくとも375μg/mL、少なくとも400μg/mLの血漿濃度を少なくとも1日、1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月、4ヶ月、5ヶ月、6ヶ月、7ヶ月、8ヶ月、9ヶ月10ヶ月、11ヶ月、12ヶ月、15ヶ月、18ヶ月、24ヶ月又は36ヶ月にわたって維持する。
ある実施態様では、予防及び/又は治療レジメンは、本発明の化合物を1つ又はそれ以上の追加の抗癌治療法と組み合わせて投与することを含有してなる。併用治療で用いられる1つ又はそれ以上の追加の抗癌治療法の用量は、癌を予防、治療、及び/又は管理するために用いられた或いは現在用いられている用量より低いことが好ましい。癌を予防、治療、及び/又は管理するために現在用いられている1つ又はそれ以上の追加の抗癌治療法の推奨用量は、これに限定されないが、Hardman et al., eds., Goodman & Gilman's The Pharmacological Basis Of Basis Of Therapeutics, 10th ed., Mc-Graw-Hill, New York, 2001; Physician’s Desk Reference (60th ed., 2006)(これは参照によりその全てが本明細書に取り込まれている)を包含する当該技術分野における何れかの参考文献から入手することができる。
本発明の化合物と1つ又はそれ以上の追加の抗癌治療法は、別々に、同時に、又は連続して投与することができる。いくつかの実施態様では、本発明の化合物と追加の抗癌治療法は、少なくとも5分おいて、少なくとも30分おいて、少なくとも1時間おいて、約1時間おいて、約1〜約2時間おいて、約2時間〜約3時間おいて、約3時間〜約4時間おいて、約4時間〜約5時間おいて、約5〜約6時間おいて、酪6時間〜約7時間おいて、約7時間〜約8時間おいて、約8時間〜約9時間おいて、約9時間〜約10時間おいて、約10時間約11時間おいて、約11時間〜約12時間おいて、約12時間〜18時間おいて、18時間〜24時間おいて24時間〜36時間おいて、36時間〜48時間おいて、48時間〜52時間おいて、52時間〜60時間おいて、60時間〜72時間おいて、72時間〜84時間おいて、84時間〜96時間おいて、又は96時間〜120時間おいて投与される。好ましい実施態様では、2つ又はそれ以上の抗癌治療法を同じ外来診察時に投与する。
ある特定の実施態様では、本発明の化合物と追加の抗癌治療法を周期的に投与する。周期治療は、1つの抗癌治療法をある期間投与した後、第二の抗癌治療法をある期間投与して、この順次投与を繰り返すこと、すなわち、一方又は両方の抗癌治療法に対する耐性の進展を減少するため、一方又は両方の抗癌治療法の副作用を無効に又は減少するため、そして/又は治療法の効果を改善するための周期を包含する。
好ましい実施態様では、抗癌治療法を別々の組成物で同時に対象に投与する。本発明の併用抗癌治療法を同一又は異なった投与経路によって対象に投与することができる。
特定の実施態様では、周期治療は、第一の抗癌治療法をある期間投与した後、第二の抗癌治療法をある期間投与し、その後随意に第三の抗癌治療法をある期間投与するなどして、この順次投与を繰り返すこと、すなわち、1つの抗癌治療法に対する耐性の進展を減少するため、一方又は両方の抗癌治療法の副作用を無効に又は減少するため、そして/又は治療法の効果を改善するための周期を包含する。
本発明の化合物と追加の抗癌治療法を対象に同時に投与する場合の、用語「同時に」は、全く同時点での抗癌治療法の投与に限定されるのではなく、むしろ、これらが共に作用できるように(例えば、これらを別の方法で投与した場合より増大した利益を相乗的にもたらすように)これらを順に及びある時間間隔以内に対象に投与することを意味している。例えば、抗癌治療法を同時に又は異なった時点で何れかの順序で順次投与できるが、しかし、同時点に投与しない場合は、望ましい治療効果(好ましくは相乗的な様式に)をもたらすように、十分に近い時点に投与すべきである。本発明の併用抗癌治療法は、あらゆる適切な経路によってあらゆる適切な形態で、別々に投与することができる。併用抗癌治療法の構成成分を同じ医薬組成物で投与しない場合は、これらを、それを必要としている対象に何れかの順序で投与できると理解できる。
例えば、本発明の化合物を、それを必要としている対象に、追加の抗癌治療法の投与の前(例えば、5分、15分、30分、45分、1時間、2時間、4時間、6時間、12時間、24時間、48時間、72時間、96時間、1週間、2週間、3週間、4週間、5週間、6週間、8週間又は12週間前)に、それと同時に、又はそれに続いて(例えば、5分、15分、30分、45分、1時間、2時間、4時間、6時間、12時間、24時間、48時間、72時間、96時間、1週間、2週間、3週間、4週間、5週間、6週間、8週間又は12週間後)に投与することができる。
多様な実施態様では、抗癌治療法を、1分離して、10分離して、30分離して、1時間未満離して、1時間離して、1時間〜2時間離して、2時間〜3時間離して、3時間〜4時間離して、4時間〜5時間離して、5時間〜6時間離して、6時間〜7時間離して、7時間〜8時間離して、8時間〜9時間離して、9時間〜10時間離して、10時間〜11時間離して、11時間〜12時間離して、24時間まで離して、又は48時間まで離して投与する。一実施態様では、抗癌治療法を同じ外来診察時に投与する。別の実施態様では、本発明の併用抗癌象(照)治療法を1分〜24時間離して投与する。
製剤
本発明は、家畜及び/又はヒトへの投与に適している組成物(例えば、医薬組成物)を提供する。本発明の医薬組成物は、組成物を対象に投与することを可能にする何れの形態であってもよく、当該対象は、これに限定されないが、ヒト、哺乳動物、又はウシ、ウマ、ヒツジ、ブタ、家禽、ネコ、イヌ、マウス、ラット、ウサギ、モルモットなどの、非ヒト動物を包含する動物であることが好ましく、哺乳動物であることがより好ましく、ヒトが最も好ましい。
癌の予防、治療、及び/又は管理に有効であろう予防及び/又は治療のレジメンに用いられる本発明の化合物の製剤は、現在入手可能な製剤を基にすることができる。あるいは、化合物を当該技術分野の知見及び本明細書の教示に基づき再製剤化することができる。例えば、化合物を固体、液体又は気体(エアゾル)の形態にすることができる。投与の一般的な経路は、これに限定されないが、経口、局所、非経口、舌下、直腸内、膣内、眼内、皮内、腫瘍内、脳内、髄腔内、及び鼻腔内を包含できる。非経口投与は、皮下注射、静脈内、筋肉内、腹腔内、胸膜内、胸骨内注射又は輸液手法を包含する。特定の実施態様では、組成物を非経口で投与する。より特定の実施態様では、組成物を静脈内に投与する。本発明の医薬組成物は、対象へ組成物を投与すると本発明の化合物が生体に吸収され利用されるように製剤化できる。組成物は1つ又はそれ以上の用量単位の形態を取ることができ、そこで、例えば、錠剤は単一用量単位であってよく、エアゾル形態の本発明の化合物の容器は複数の用量単位を保持することができる。
医薬組成物の調製で用いられる物質は、用いられる量において毒性を示さないものでよい。医薬組成物中の有効成分(複数も)の最適な用量が多くの因子によって決まるということは当業者にとって明白なことであろう。関連のある因子は、これに限定されないが、対象のタイプ(例えば、ヒト)、対象の健康全般、対象が治療を必要としている癌のタイプ、多剤レジメンの1部としての組成物の使用、本発明の化合物の特定の形態、投与方法、及び用いられる組成物を包含する。
薬学的に許容される担体又は賦形剤は、組成物を、例えば、錠剤又は粉末の形態にするために、微粒子でもよい。組成物を、例えば、経口用シロップ又は注射液又は局所用クリームとするために、担体(複数も)は液体でもよい。また、担体(複数も)は、例えば、吸入投与に有用なエアゾル組成物を提供するために、気体でもよい。
用語「担体」は、これと共に本発明の化合物を投与する、希釈剤、補助剤又は賦形剤を示す。このような製薬用の担体は、水及び、落花生油、大豆油、鉱油、ゴマ油などの、石油、動物、植物又は合成由来のものを包含する、油などの、液体でよい。担体は、生理食塩水、アラビア・ゴム、ゼラチン、澱粉糊、タルク、ケラチン、コロイド状シリカ、尿素等でよい。更に、助剤、安定化剤、増粘剤、滑沢剤及び着色剤を用いることができる。一実施態様では、対象に投与するとき、本発明の化合物及び薬学的に許容される担体は、殺菌されている。本発明の化合物を静脈内に投与するとき、水は好ましい担体である。生理食塩溶液並びに水性ブドウ糖及びグリセロール溶液も、特に注射溶液のための、液体担体として利用できる。適切な製薬用の担体は、澱粉、ブドウ糖、乳糖、蔗糖、ゼラチン、麦芽、米、小麦粉、胡粉、シリカゲル、ステアリン酸ナトリウム、モノステアリン酸グリセロール、タルク、塩化ナトリウム、乾燥スキムミルク、グリセロール、プロピレン、グリコール、水、エタノール等も包含する。本組成物は、所望により、少量の湿潤或いは乳化剤、又はpH緩衝剤も含有することができる。
組成物は、経口投与を意図としてよく、そしてそのような場合、組成物は固体又は液体の形態が好ましく、ここで、半固体状、半液体状、懸濁液及びゲル形態は、本明細書で液体又は固体の何れかと考えられている形態内に包含される。
経口投与のための固形組成物として、組成物を粉末剤、顆粒剤、圧縮錠剤、丸剤、カプセル、チューインガム、ウエハース又は同様の形態に製剤化することができる。このような固形組成物は一般に、1つ又はそれ以上の不活性希釈剤を含有している。さらに、以下のものの1つ又はそれ以上が存在していてもよい:エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、微結晶性セルロース、又はゼラチンなどの結合剤;澱粉、乳糖又はデキストリンなどの賦形剤;アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、プリモゲル(Primogel)、コーンスターチ等のような崩壊剤;ステアリン酸マグネシウム又はステロテックス(Sterotex)などの滑沢剤;コロイド状二酸化ケイ素などの流動促進剤;蔗糖又はサッカリンなどの甘味剤;ペパーミント、サリチル酸メチル又はオレンジエッセンスなどの着香料;及び着色剤。
医薬組成物が、カプセル、例えば、ゼラチンカプセルの形態である場合は、上記種類の物質に加えて、ポリエチレングリコール、シクロデキストリン又は脂肪油などの液体の担体を含有できる。
医薬組成物は、液体の形態、例えば、エリキシル剤、シロップ剤、液剤、乳剤、懸濁液であってよい。液体は経口投与に、又は局所投与に、或いは注射による送達に有用である。経口投与を意図としたときは、組成物は1つ又はそれ以上の甘味剤、保存剤、染料/着色料、及び香味料を含有できる。注射によって投与するための組成物では、1つ又はそれ以上の界面活性剤、保存剤、湿潤剤、分散剤、懸濁化剤、緩衝剤、安定化剤及び等張剤も包含できる。
本発明の液体組成物は、それらが溶液、懸濁液又はその他の類似形態であろうとなかろうと、1つ又はそれ以上の以下のものも包含できる:注射用蒸留水、食塩溶液、好ましくは生理食塩水、リンゲル溶液、等張食塩水、溶媒又は懸濁媒体として働く合成モノ−又はジ−グリセリドなどの固定油、ポリエチレングリコール、グリセリン、シクロデキストリン、プロピレングリコール又はその他の溶媒などの滅菌希釈剤;ベンジルアルコール又はメチルパラベンなどの抗菌剤;アスコルビン酸又は亜硫酸水素ナトリウムなどの抗酸化剤;エチレンジアミン四酢酸などのキレート化剤;酢酸塩、クエン酸塩又はリン酸塩などの緩衝剤;及び塩化ナトリウム又はデキストロースなどの張力を調節する試薬。非経口組成物は、ガラス、プラスチック又はその他の素材で作られたアンプル、使い捨て注射筒、又は複数回投与用バイアルに封入できる。生理食塩水は好ましい補助剤である。注射用組成物は滅菌されていることが好ましい。
医薬組成物は、適切な用量が得られるように、本発明の化合物の有効量を含有している。医薬組成物は、それらの個々の疾患に対して現在処方されているような化合物の公知有効量を含有できる。
一般に有効量は、組成物の重量に対して本発明の化合物が、少なくとも0.01%である。経口投与を意図する場合は、この量は組成物の0.1重量%と80重量%の間で変化してよい。好ましい経口組成物は、組成物の4重量%と50重量%の間の本発明化合物を含有できる。本発明の好ましい組成物は、非経口用量単位が0.01重量%と2重量%の間の本発明化合物を含有できるように調製される。
本発明の組成物は適当な何れの経路によっても、例えば、点滴又はボーラス注射によって、上皮層又は皮膚粘膜層(例えば、口腔粘膜、直腸及び腸管粘膜等)を介する吸収によって、投与できる。投与は全身的又は局所的であってよい。多様な送達システム、例えば、微小粒子、マイクロカプセル、カプセル等は公知であって、本発明の化合物を投与するために有用である。ある特定の実施態様では、本発明の1つ以上の化合物を対象に投与する。投与方法は、これに限定されないが、経口投与及び非経口投与;これに限定されないが、皮内、筋肉内、腹腔内、静脈内、皮下を包含する非経口投与;鼻腔内、硬膜外、舌下、鼻腔内、脳内、心室内、髄腔内、膣内、経皮、直腸内;耳、鼻、眼、又は皮膚へ吸入、又は局所的によって、を包含できる。投与の好ましい方法は、医師の裁量に委ねられ、一部は病状の部位(癌、癌性腫瘍又は前癌疾患の部位など)によって決まる。
一実施態様では、本発明の化合物を非経口投与する。特定の実施態様では本発明の化合物を静脈内投与する。
特定の実施態様では、1つ又はそれ以上の本発明の化合物を治療を必要とする領域(例えば、腫瘍又は虚血疾患の場所)に局所的に投与することが望ましい。これは、例えば、限定するのではないが、手術中の局所注入;局所塗布、例えば、手術後に創傷包帯と併用して、;注射によって;カテーテルの手段によって;坐薬の手段によって;又は移植の手段によって、実施でき、移植片は、シラスティック(silastic)膜などの膜又は繊維を包含している、多孔質の、無孔の、又はゲル状の材質である。一実施態様では、癌、癌性腫瘍、又は前癌組織の部位(又は以前の部位)に直接注射することによって投与できる。
肺内投与も、例えば、吸入器又はネブライザー、及びエアロゾル化剤による製剤を用いて、又はフッ化炭素又は合成肺表面活性剤中でのかん流を介して、利用できる。ある特定の実施態様では、本発明の化合物を、トリグリセリドなどの従来の結合剤及び担体を用いて、坐薬として製剤化できる。
更に別の実施態様では、本発明の化合物を放出制御システムで送達できる。一実施態様では、ポンプを用いることができる(Sefton, CRC Crit. Ref. Biomed. Eng. 1987, 14, 201; Buchwald et al., Surgery 1980, 88: 507; Saudek et al., N. Engl. J. Med. 1989, 321: 574を参照されたい)。別の実施態様では、ポリマー物質を用いることができる(Medical Applications of Controlled Release, Langer and Wise (eds.), CRC Pres., Boca Raton, FL, 1974; Controlled Drug Bioavailability, Drug Product Design and Performance, Smolen and Ball (eds.), Wiley, New York, 1984; Ranger and Peppas, J. Macromol. Sci. Rev. Macromol. Chem. 1983, 23, 61を参照されたい;Levy et al., Science 1985, 228, 190; During et al., Ann. Neurol., 1989, 25, 351; Howard et al., J. Neurosurg., 1989, 71, 105も参照されたい)。更に別の実施態様では、放出制御システムを本発明化合物の標的、例えば、脳に近接して設置し、それによって全身投与用量のごく一部のみを必要とすることができる(例えば、Goodson, in Medical Applications of Controlled Release, supra, vol. 2, 1984, pp. 115-138を参照されたい)。Langer (Science 1990, 249, 1527-1533) による総説で説明されているその他の放出制御システムを用いることができる。
別の実施態様では、本発明化合物の制御放出又は持続放出を達成するために、ポリマー物質を用いることができる(例えば、米国特許第5,679,377号;米国特許第5,916,597号;米国特許第5,912,015号;米国特許第5,989,463号;米国特許第5,128,326号;PCT公開第WO99/15154号;及びPCT公開第WO99/20253号を参照されたい)。持続放出性製剤で用いられるポリマーの例は、これに限定されないが、ポリ(2−ヒドロキシメタクリル酸エチル)、ポリ(メタクリル酸メチル)、ポリ(アクリル酸)、ポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)、ポリ(メタクリル酸)、ポリグリコリド(PLG)、ポリ無水物、ポリ(N−ビニルピロリドン)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリアクリルアミド、ポリ(エチレングリコール)、ポリラクチド(PLA)、ポリ(ラクチド−co−グリコリド)(PLGA)、及びポリオルトエステルを包含する。好ましい実施態様では、持続放出性製剤で用いられるポリマーは、不活性で、滲出性不純物がなく、保存上安定で、無菌で、そして生物分解性である。
固形、液体又は気体形態であろうとなかろうと、本発明の組成物は、これに限定されないが、追加の予防剤、追加の治療剤、制吐剤、造血コロニー刺激因子、補助治療剤、ワクチン又はその他の免疫刺激剤、抗体/抗体断片からなる薬剤、抗鬱剤及び鎮痛剤を包含するものから選ばれる、追加の活性薬を包含できる。例えば、特定の実施態様では、医薬組成物は、本発明の化合物、追加の抗癌薬、及び薬学的に許容される担体又は賦形剤を含有している。
本発明は、本発明の医薬組成物の1つ又はそれ以上の成分を充填した1つ又はそれ以上の容器を含有している医薬パック又はキットも提供する。このような容器(複数も)は、医薬品又は生物学的製剤の製造、使用又は販売を規制する行政機関によって規定された形式の通知書を随意に添付することができ、この通知書は、ヒトへの投与についての製造、使用又は販売に対する当局の認可を表示している。更に、このようなキット又は医薬パックはこのようなキット又はパックの使用説明書を随意に添付しているだろう。
本発明の実施は、他に指示のない限り、当該技術の範囲内である、化学、分子生物学、微生物学、組み換えDNA、遺伝学、免疫学、細胞生物学、細胞培養及び遺伝子組み換え生物学の従来の技術を使用する。例えば、Maniatis et al., 1982, Molecular Cloning (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.); Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, 2nd Ed. (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.); Sambrook and Russell, 2001, Molecular Cloning, 3rd Ed. (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.); Ausubel et al., 1992), Current Protocols in Molecular Biology (John Wiley & Sons, including periodic updates); Glover, 1985, DNA Cloning (IRL Press, Oxford); Anand, 1992; Guthrie and Fink, 1991; Harlow and Lane, 1988, Antibodies, (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.); Jakoby and Pastan, 1979; Nucleic Acid Hybridization (B. D. Hames & S. J. Higgins eds. 1984); Transcription And Translation (B. D. Hames & S. J. Higgins eds. 1984); Culture Of Animal Cells (R. I. Freshney, Alan R. Liss, Inc., 1987); Immobilized Cells And Enzymes (IRL Press, 1986); B. Perbal, A Practical Guide To Molecular Cloning (1984); the treatise, Methods In Enzymology (Academic Press, Inc., N.Y.); Gene Transfer Vectors For Mammalian Cells (J. H. Miller and M. P. Calos eds., 1987, Cold Spring Harbor Laboratory); Methods In Enzymology, Vols. 154 and 155 (Wu et al. eds.), Immunochemical Methods In Cell And Molecular Biology (Mayer and Walker, eds., Academic Press, London, 1987); Handbook Of Experimental Immunology, Volumes I-IV (D. M. Weir and C. C. Blackwell, eds., 1986); Riott, Essential Immunology, 6th Edition, Blackwell Scientific Publications, Oxford, 1988; Hogan et al., Manipulating the Mouse Embryo, (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1986); Westerfield, M., The zebrafish book. A guide for the laboratory use of zebrafish (Danio rerio), (4th Ed., Univ. of Oregon Press, Eugene, 2000)を参照されたい。
他に定義しない限り、本明細書で用いられる全ての技術及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者に一般に理解されているものと同じ意味を有している。本明細書に記述されているものに類似する又はこれと同等な方法及び物質を本発明の実施又は試験に用いることができるが、適切な方法及び物質が以下に記載されている。本願明細書に述べられている全ての刊行物、特許出願、特許、及びその他の参考文献は、それぞれに独立した刊行物、特許出願、特許、及びその他の参考文献が参照により組み込まれていることが具体的に及び個々に指示されているような範囲まで、参照により本明細書に取り込まれている。矛盾する場合は、定義を包含している、本願明細書が統制するだろう。また、物質、方法、及び実施例は、例示的であるのみで、限定することを意図していない。
以下の実施例は本発明の多様な態様を説明するためのみに提供されていて、決して発明を限定するように解釈されてはならない。
実施例1:材料及び方法
ペプチド合成
BCL−2ファミリータンパク質のBH3ドメインに対応する炭化水素架橋ペプチド及びそれらのFITC誘導体を、既述(例えば、Bird et al., Methods Enzymol 446, 369 (2008)及びPCT公開第WO2009/108261号公報を参照されたい。これは参照により本明細書に取り込まれている)のように、合成し、精製して、円偏光二色性によって特徴付けた。全てのペプチドを液体クロマトグラフィー−質量分析によって>95%純度に精製してアミノ酸分析で定量した。
アンチアポトーシスタンパク質の生産
組み換え、非標識MCL−1ΔNΔC、BCL−2ΔC、BCL−XLΔC、BCL−wΔC、及びBFL1/A1ΔCを、既述(Pitter et al., Methods Enzymol 446, 387 (2008)、参照により取り込まれている)のように、発現させて精製した。すなわち、形質転換した大腸菌BL21(DE3)をアンピシリンを含有しているL培地(Luria Broth)中で培養して、0.5mMのイソプロピルβ−D−1−チオガラクトピラノシド(IPTG)でタンパク質の発現を誘発した。細菌性のペレットを緩衝液(250mMのNaCl、20mMのTris、完全プロテアーゼ阻害性の錠剤、pH7.2)に再懸濁して、45,000xgで45分間遠心分離した後、上澄液をグルタチオン−アガロース(Sigma)カラムに付して、PBSで洗浄した。GST標的タンパク質のビーズ上消化を、PBS(3mL)中のトロンビン(75単位)の存在下室温での1晩培養により達成して、切断されたタンパク質を、150mMのNaCl、50mMのTris、pH7.4緩衝液条件を用いる、高速タンパク質液体クロマトグラフィー(FPLC)で精製した。
蛍光偏光結合アッセイ
結合アッセイを既述(Pitter et al., Methods Enzymol 446, 387 (2008))のように実施した。すなわち、FITC−SAHB(50nM)を、結合緩衝液(50mMのTris、100mMのNaCl、pH8.0)中のFPLC−精製組み換えタンパク質の連続希釈液に加えた。競合アッセイのために、アセチル化MCL−1 SAHBの連続希釈液をFITC−BAK SAHB(25nM)と混合した後、結合緩衝液(50mMのTris、100mMのNaClのNaCl、pH8.0)に希釈したMCL−1ΔNΔC(100nM)を加えた。マルチウェルプレートを室温暗所で平衡に達するまで培養して、マイクロプレートリーダー(SpectraMax, Molecular Devices)によって蛍光偏光(mP単位)を測定した。直接結合実験のために、解離定数(KD)を、Prismソフトウェア(Graphpad)を用い用量反応曲線の非線形回帰解析によって算出した。競合実験のために、ワンサイト競合モデルを用い用量反応曲線の非線形回帰解析によってKi値を測定した。
チトクロームc放出アッセイ
マウス肝臓ミトコンドリア(0.5mg/mL)を単離して、確立されている方法(Pitter et al., Methods Enzymol 446, 387 (2008))に従いチトクロームc放出アッセイを実施した。すなわち、単離したミトコンドリアを、MCL−1 SAHBの連続希釈液単独の存在下に又はBID BH3ペプチドと組み合わせて、37℃で40分間培養した。ペレット及び上澄液画分を遠心分離で単離して、比色ELISAアッセイ(R & D Systems)を用いてチトクロームcを定量した。放出可能なミトコンドリアプールからの上澄液へ放出されたチトクロームcの)パーセント(%cytocsup)を以下の式に従って算出した:
%cytoc=[(cytocsup−cytocbackgr)/(cytoctotal−cytocbackgr)]×100
ここで、バックグランド放出(cytocbackgr)は賦形剤処理(1%DMSO)サンプルの上澄液で検出されたチトクロームcを示し、総放出(cytoctotal)は1%トリトンX100で処理したサンプル中で測定されたチトクロームcを示す。
MCL−1の免疫沈降アッセイ
OPM2細胞(1×10)を、賦形剤又は表示される濃度のMCL−1 SAHBとOpti−MEM培地(Invitrogen)中、37℃で4時間培養した。細胞を冷却したPBSで1度洗浄して、冷却したNP−40溶解緩衝液(50mMのTris、pH7.4、150mMのNaCl、1mMのEDTA、1mMのDTT、0.5%のNP40、完全プロテアーゼ阻害性ペレット)500μLを用いて氷上で溶解した。細胞残屑を4℃で10分間14,000gでペレット化して、上澄液を採取し、前もって平衡化したタンパク質A/Gセファロースビーズに暴露した。前もって澄明化した上澄液を抗MCL−1抗体(S−19、Santa Cruz Biotechnology)と4℃で1晩培養した後、タンパク質A/Gセファロースビーズを1時間かけて添加した。次いでビーズをペレットにし、NP−40溶解緩衝液で3回4℃で10分間洗浄して、SDS負荷緩衝液中で90℃に10分間加熱することによりビーズからタンパク質サンプルを溶出した。免疫沈降物を電気泳動及びNT抗BAK抗体(CalBio Chem)を用いるうウェスタン分析に付した。
細胞生存アッセイ
OPM2多発性骨髄腫細胞及びジャーカット白血病T−細胞を継代培養して、10%ウシ胎仔血清、100U/mLのペニシリン、100μg/mLのストレプトマイシン、2mMのL−グルタミン、50mMのHEPES及び50μMのβ−メルカプトエタノールを補完したRPMI 1640培地(Invitrogen)中に保持した。生存能試験のために、OPM2とジャーカット細胞(4×10個)を表示される薬剤でOpti−MEM培地中、37℃で、最終容量100μLに処理した。24時間目にMTTアッセイで細胞生存率を測定した、これは、細胞を20μLのチアゾリルブルーテトラゾリウムブロミド(DPBS中5mg/mL)と37℃で4時間培養し、沈殿物を0.1NのHClイソプロパノール(100μL)で可溶化して570nm及び650nmで吸収を測定した。TRAIL又はFasLとの相乗効果検討のために、プロアポトーシス剤で処理する30分前に細胞に投与された、パンカスパーゼ阻害剤、z−VAD(50μM)の存在下又は非存在下に、細胞をMCL−1 SAHBと死受容体リガンドで同時に処理した。
カスパーゼ3/7活性化アッセイ
OPM2及びジャーカット細胞(2×10細胞)を表示される薬剤でOpti−MEM培地中、37℃で、最終容量50μLに処理した。4時間目にApoONEカスパーゼ3/7キットを用い、製造会社(Promega)の使用説明書に従ってカスパーゼ3/7活性化を測定した。TRAIL及びFASLとの相乗効果検討のために、細胞をMCL−1 SAHB及び死受容体リガンドで同時に処理した。
実施例2:MCL−1標的化SAHBの設計、合成、及び最適化
マルチドメインアンチアポトーシス、アンチドメインプロアポトーシス、及びBH3−オンリー(図7)を包含する、BCL−2ファミリーサブグループ全てに渡るBCL−2相同BH3ドメインの第一アミノ酸配列に基づいて、BCL−2ドメインの安定化α螺旋(Stabilized Alpha-Helices of BCL-2 domains;SAHBs)のライブラリーを作り出した。既述(Walensky et al Science 2004, Bird et al Methods in Enzymology 2008)のようにして、オレフィン側鎖を含有している非天然アミノ酸を合成し、次いで標的ペプチド配列のi(i+4)位置に挿入した。固相Fmoc化学を用い、次いでGrubbs第1世代触媒を用いるルテニウム触媒化オレフィン複分解によってSAHBを合成した。ペプチドをアミノ末端でフルオレセインで誘導体化(結合及び画像検討のために)又はアミノ末端をアセチル化し、脱保護し、開裂してLC/MSで精製した。LC/MS及びアミノ酸分析をペプチド組成物及び純度の確認のために使用した。
SAHBのMCL−1に対する結合活性を測定するために、蛍光偏光結合アッセイを実施した(図8)。そのような結合検討に適している安定なMCl−1タンパク質(すなわち、組み換えMCL−1の公表されている全長のカルボキシ末端が欠損している形態は、急速に分解して、純粋なMCL−1タンパク質の均一な溶液を保持することを困難にしている)を作成するために、そのアミノ及びカルボキシ末端が欠損している(「MCL−1ΔNΔC」)が、重要なBCL−2相同ドメイン及びBH3結合裂隙を生じさせる隣接するタンパク質配列を保持しているMCL−1の組み換え形態(rMCL−1)を作出した(配列番号72)。MCL−1ΔNΔCのGST融合タンパク質を作出するためにpGEX−4Tベクターを用い、そしてグルタチオンセファロースクロマトグラフィー、室温で1晩トロンビンによるアフィニティー標識分解、次いでサイズ排除クロマトグラフィーによって精製を行った。50mMのTris、pH8、150mMNaCl中の、MCL−1ΔNΔCの連続希釈液を固定濃度のFITC−誘導体化SAHB(10〜50nM)と、平衡に達するまで培養した。BMG POLARstar Optima又はSpectramax上で蛍光偏光を測定して、Prismソフトウェア4.0(Graphpad)を用いる非線形回帰分析によって解離定数を決定した(図8)。このアッセイはMCL−1結合剤を同定して、それらを非結合剤と区別した(図9A)。
高い親和性でMCL−1と結合した化合物を、組み換えBCL−XΔC、BCL−WΔC及びBFL−1/A1ΔCに対するSAHB親和性を測定して、MCL−1選択性について分析した。組み換えカルボキシ末端欠損アンチアポトーシスタンパク質をpGEX−4Tベクターを用いて発現して、rMCL−1について記載されているようにして精製した。精製したタンパク質をFITC−SAHBと培養して、前記のように蛍光偏光アッセイによって結合親和性を分析した。SAHBの別々のサブセットは、図9Bで明らかにされているように、MCL−1ΔNΔC(例えば、MCL−1 SAHB、NOXA SAHB)に対して著しい選択性を示すことが確認された。BOK SAHBは、その他のアンチアポトーシスと比較して、MCL−1に対して有意な選択性を示した。部位特異的アミノ酸突然変異誘発を、汎−アンチアポトーシス結合剤、BIM SAHBを選択的MCL−1結合剤に変換するために容易に適用できることも明らかになった(図15)。これらの結果は、高親和性汎−アンチアポトーシス結合剤(例えば、BAK SAHB、BIM SAHB)及びそれらのMCL−1特異的類縁体(例えば、それぞれ、配列番号69及び配列番号61〜62)のような、所望のアンチアポトーシス選択性に基づく改変SAHBの設計に対する基礎も確立した。アンチアポトーシス標的化についての改変SAHB化合物の設計及び最適化にコンピューターモデリングも随意に用いることができる。強力で特異的な化合物(例えば、MCL−1 SAHB)は、ペプチド配列の長さ方向にそって架橋位置をサンプリングして(図11A)、例えば、MCL−1結合活性を最大6倍まで増強するMCL−1 SAHBを作成することによっても(図11C)、最適化された。
実施例2:MCL−1標的化SAHBは増強したα螺旋性、プロテアーゼ耐性、及び細胞浸透性を示した。
α螺旋性
炭化水素架橋したペプチドの二次構造改良を評価するために、先に報告されているように(Walensky et al Science, 2004; Bird et al. Methods in Enzymology, 2008)、円偏光二色性(CD)スペクトルを記録してAviv Biomedicalスペクトロメータ(モデル410)上で分析した。一般に、短いペプチドは、配座拘束された構造を維持するためのエントロピー消費がペプチド骨格の水素結合から得られるエントロピーによって克服されないので、溶液中で有意なα螺旋構造を示さない。実際に、改変されていないBH3ペプチドは20%以下のα螺旋傾向を示すことが見出された(MCL−1 BH3について18%、図12)のに対して、化学架橋の導入は一般に、MCL−1 SAHBが55〜100%の範囲の螺旋含有パーセントを示して、MCL−1標的化SAHBのα螺旋性を少なくとも3〜5倍まで増強した。MCL−1標的化SAHBのα螺旋性を、CDによって、それらの非改変同等物と比較した。平均時間0.5秒で0.5nmずつ増加する190〜260nmからの総数5スキャンを一括平均化して、1mmパス長のセルを用いて各スペクトルを得た。CD検討のための標的ペプチド濃度は50mMリン酸カリウム(pH7.5)又はMilli-Q脱イオン水中で25〜50μMであって、正確な濃度は2つのCDサンプル希釈液の定量アミノ酸分析で確認した。CDスペクトルを最初に波長対ミリ度としてプロットした。正確なペプチド濃度を確認したら、平均残基楕円率[θ](度・cm・dmol−1・残渣−1の単位で)を次の式から誘導した:θ=ミリ度/分子濃度/アミノ酸残基の数。平均残基楕円率へ変換した後、次の式を用いてα螺旋パーセントを算出した:螺旋%=100×[θ]222max[θ]222、ここでは、max[θ]222=−40,000×[1−(2.5/アミノ酸残基の数)]である。曲線適合CDDNソフトウェアも、α螺旋、平行及び逆平行βシート、β回転及びランダムコイルを包含する二次構造の相対比を算出するために用いた。
プロテアーゼ耐性
以下のパラメータを用いるLC/MS(Agilent 1200)でインビトロでのプロテアーゼ分解を測定した:注入量:20μL、流速:0.6mL、実行時間:15分(10分にわたる水(0.1%ギ酸)から20〜80%アセトニトリル(0.075%ギ酸)までの勾配で構成される)、最初から勾配条件開始までの洗浄:4分、処理後時間:0.5分。DADシグナルをバンド幅8nmで280nmにセットして、MSDを一方のチャンネルを(M+2H)/2、±1質量単位に、他方を(M+3H)/3、±1質量単位にして、スキャンモードにセットした。各MSDシグナルの積分が>10カウントの濃度曲線下面積を生じた。反応サンプルはDMSO(1mMストック)及び2mMのCaClを含有する50mMのリン酸緩衝液(pH7.4)からなる195μLの緩衝液中の5μLのペプチドからなっていた。0時間時点のサンプルを注入して、50ng/μLのキモトリプシン(Sigma)を2μL添加し、時間をかけて連続注入することにより無傷のペプチドの量を定量した。濃度100μMのアセチル化トリプトファンカルボキシアミドの内部対照を各MSDデータポイントを正規化するために用いた。時間に対するMSD領域のプロットが指数関数的減衰曲線を生じ、Prismソフトウェア(GraphPad)を用いる非線形回帰分析によって半減期を確定した。
細胞透過性
フローサイトメリーによる検討を、MCL−1標的化SAHBの細胞透過性を確認するために最初のハイスループットスクリーニングとして用いた。DMSOで再構築したFITC−SAHBを無血清培地で希釈した。ジャーカット細胞(50,000個)を無血清培地中で濃度1〜10μMのSAHBと1〜4時間37℃で2通りに培養した。表示される時間後に、細胞をペレット化し、PBSで洗浄しトリプシンで5分間処理して表面のタンパク質を分解し(これによって表面に結合しているあらゆるFITC−SAHBを除去する)、そして最後に10%FBS培地でクエンチした。細胞をPBSで洗浄して、FACS緩衝液に再懸濁した。細胞の蛍光を、FACSCaliburフローサイトメータ(Becton Dickinson)を用いて測定して、FlowJoソフトウェア(Tree Star)で分析した。10,000事象について3通りに蛍光強度を測定して、FITC−MCL−1標的化SAHBで処理した細胞の強力な蛍光が明らかにされたが、対応するFITC非改変ペプチドには曝露したものには明らかにされなかった。
FACSによる分析に加えて、MCL−1標的化SAHBの細胞取込み及び細胞内局在性を可視化するためにライブ共焦点顕微鏡を用いた。ライブ共焦点顕微鏡検査のために、ジーカット細胞をFITC−SAHB及び生細胞小器官マーカー(例えば、ピノソームを標識するためのデキストラン、ミトコンドリアを標識するためのミトトラッカー(Mitotracker))と共に培養した。規定時点に(例えば4、8、12、及び24時間目)、細胞をPBSで2回洗浄し、PBS中に再懸濁し、共焦点顕微鏡で湿式標本化して、画像化した。FITC−SAHB及びFITC−NOXA SAHBで処理したジャーカット細胞は、例えば、早い時点にピノソームの著しい蛍光を、引き続きミトコンドリア外膜に取り込まれているアンチアポトーシスMCL−1のような、BCL−2ファミリータンパク質の位置に、ミトトラッカーとの共局在化を示した。細胞透過性及び細胞内標的化は部位特異的突然変異によっても最適化でき;例えば、陰性に荷電している残基の中性又は陽性に感電している残基(例えば、配列番号39)への変換は、既に報告されている(Bernal et al JACS, 2007)ように細胞取込みを増強できる。
実施例3:MCL−1 SAHB/MCL−1ΔNΔC複合体のX線結晶解析は、MCL−1結合界面の分子相互作用を詳細に説明した。
MCL−1 SAHB/MCL−1結合界面の構造を確認するために、MCL−1ΔNΔC(6.3mg/mL)を1:1の比のMCL−1 SAHBと培養して、結晶化状態をImnovadyne Technolpgy1によるScreenmarkerを用いて組み立てた96ウェルのシッティングドロッププレート(Crystal Quick, Hampton Research)を用いてスクリーニングした。最初のスクリーニング条件は、HT Index Screen(Hamton Research)、JSCG+SUite(Qiagen)及びPro-Complex Suite(Quiagen)を用いた。最もよくヒットするあたりのスクリーニングを実施して結晶成長のための最適な条件を特定した。形成した結晶を取り出し、結晶化緩衝液中で洗浄して、SDS/PAGE及び質量分析で分析して結晶内にタンパク質及びペプチドの存在を検証した。共複合結晶を抗凍結剤中に浸し、急速冷凍して、液体窒素中で保管した。最初の回折パターンをMIT Department of Biology X-ray sourceで、続いてArgonne National Laboratory synchrotron facilityで測定した。分子置換、それに続くデータ分析及び精製(Phaser、Phenix、及びCootsソフトウェア)によって相を得た。MCL−1 SAHB/MCL−1ΔNΔC構造を、他のBH3ドメイン(例えば、NOXA、BIM)を有するMCL−1の構造と比較及び対照して、選択的なMCL−1 SAHB相互作用の固有の特徴を探し出した。MCL−1特異性に影響する固有のMCL−1 SAHB接触はSAHB選択性を最適化するために利用できそして小分子MCL−1モジュレーター(上記参照)を設計するための基礎を形成する。結合界面の特異性を確認するために、SAHB及び/又はMCL−1タンパク質において点突然変異を生成し、蛍光偏光で測定したように、結合相互作用に対する個々の残基変化の影響を評価した。不活性化SAHB点突然変異は、インビトロの細胞に基づいた検討及びインビボ検討に対する陰性対照として特に有用である(下記を参照されたい)。
実施例4:MCL−1標的化SAHBは、インビトロにおいて、組み換えMCL−1からBAK SAHBを置き換えて、ミトコンドリアのアポトーシスを感受性にした。
選択的MCL−1標的化SAHBのミトコンドリアのアポトーシスを感受性にする能力を検証するために3つのインビトロアッセイを用いた。第1に、競合的FPアッセイにおいて、MCL−1ΔNΔCからFITC−BAK SAHBを解離するそれらの能力についてSAHBを試験した。そこでは、アセチル化した試験SAHBの連続希釈液を、FITC−BAK SAHB(例えば、25nM)の50mMTris(pH7.4)、100nMNaCLの溶液に加えて、次いでそこにMCL−1ΔNΔC(例えば、250nM)を加えた。平衡時点にマイクロプレートリーダー(例えば、Spectrramax)でFP(mP単位)を測定して、Prismソフトウェア(Graphpad)を用いて用量反応性曲線の非線形回帰解析によってK値を算出した。効果的な用量依存的MCL−1ΔNΔCに対する競合がMCL−1 SAHBのパネルに示さた(図16)。BAK SAHBを首尾よく置き換えた化合物を、天然のMCL−1/BAK複合体を分断する能力についてMCL−1免疫沈降によってモニタリングするミトコンドリアアッセイに進めた。野生型マウス肝臓ミトコンドリア(MLM)を記述(Pitter et al. Methods in Enzymology, 2008)のように単離して、賦形剤、MCL−1 SAHB、又はMCL−1 SAHB突然変異体で処理した後、タンパク質抽出、MCL−1免疫沈降、及びBAKウェスタン分析に用いた。共免疫沈降したBAKの不在によって明らかにされたような、天然のMCL−1/BAK相互作用を分断する化合物をミトコンドリのアチトクロームc放出アッセイに進めた。これは既刊行の方法(Pitter et al. Methods in Enzymology, 2008)に従って実施した。試験SAHBの連続希釈液を、野生型のMLMに単独で、或いはBID BH3のような、BAK活性剤の存在下に曝露した。賦形剤又は1%トリトン X−100単独に曝露されたミトコンドリアは、それぞれ、陰性及び陽性の対照としての機能を果たした。実験する混合物を室温で40分間培養し、次いでプレートを4℃で10分間300rpmで遠心分離してミトコンドリアをペッレト化した。上澄液中に放出されたチトクロームcの相対量を、製造会社プロトコール(Roche(登録商標))によるELISAアッセイにて定量した。全ての実験条件は、(1)野生型ミトコンドリアからの観察されたチトクロームc放出がBAKの活性化に由来していることを保証するためのBak−1−ミトコンドリアについて、及び(2)分子の感受性活性がMCL−1標的に由来することを確認するためのMCL−1−/−ミトコンドリアについても試験した。野生型MLMを用量反応性にBID BH3誘発ミトコンドリアアポトーシスに対して感受性にするが、Bak−/−KLMを感受性にしない、MCL−1 SAHBの能力が、図16Bのヒストグラムに示されているように、明らかにされた。
実施例5:MCL−1標的SAHBはMCL−1/BAKをin situで解離して、癌細胞をアポトーシス誘導に対して感受性にした。
MCL−1標的化SAHB活性とそのin situでMCL−1を特異的に組み込む能力とを関連付けるために、U937AML細胞をFITC共役SAHBで処理した後、細胞溶解して、(1)報告されたように(Walensky et al. Mol Cell, 2006; Pitter et al. Methods in Enzymology, 2008)実施する、抗FITCプルダウン、又は(2)ストレプトアビジンによるビオチン−SAHBプルダウンによって、SAHBを検索した。後者の手法では、癌細胞を無血清培地中でSAHB(5〜20μM)で処理した後、2〜4時間目に血清交換して、種々の時間(例えば、4、8、24時間)の培養後に細胞を採取して溶解緩衝液で処理した。次いで溶解物をストレプトアビジンアガロースに曝露して4℃で1時間培養した。ビーズを溶解緩衝液で洗浄し、SDS充填緩衝液中、90℃に10分間加熱して、さまざまなアンチアポトーシスタンパク質についてウェスタン分析によって分析した。溶解物を、SDS/PAGE、Silver Stain Plus(Biorad)、及びタンデム質量分析によっても評価した。SAHBに曝露した溶解物中に現れたが、賦形剤又はSAHB点突然変異体で処理されたものに現れないバンドを、レーザーで切り取って、細分化した。細分化したバンドを水で1回、25mMの重炭酸アンモニウムで2回室温で10分間洗浄した。バンドを25mMの重炭酸アンモニウムと5分間培養して銀色染色剤を除去した。ゲル切片を透明にしたら、ゲルを水、1%ギ酸、1%ギ酸水溶液:1%ギ酸アセトニトリル溶液(50:50)、次いでアセトニトリル中でそれぞれ5分間洗浄した。次いでこのゲル切片をプロテアーゼ消化、抽出、及びタンデム質量分析(MSMS)に付した。
標的化MCL−1タンパク質in situ相互作用の影響を評価するために、OPM2多発性骨髄腫及びU937AML細胞のような、MCL−1過剰発現癌細胞(10×10個)を賦形剤又はMCL−1標的化SAHB(例えば、MCL−1 SAHB、NOXA SAHB)と無血清培地中で37℃で4時間培養した後、6時間血清交換した。50mMのTris(pH7.4、150mMのNaCl、1mMのEDTA、1%のCHAPS及び完全プロテアーゼ阻害性ペレット)中で細胞溶解した後、細胞破片を4℃で10分間14,000gでペレット化した。上澄液を前もって平衡化したA/Gセファロースビーズと培養した。前もって澄明化した上澄液を抗MCL−1抗体で、回転させて4℃で1.5時間処理した後、タンパク質A/Gセファロースビーズに1時間曝露した。ビーズをペレット化して溶解緩衝液で、4℃で10分間洗浄した。洗浄したビーズをペレット化し、SDS充填緩衝液中、90℃に10分間加熱し、SDS/PAGEで分析して、公知MCL−1相互作用物質、BAKに対して免疫ブロットした。それぞれの場合に、細胞のMCL−1標的化SAHB、MCL−1 SAHB及びNOXA SAHBとの培養は、MCL−1からBAKの解離をもたらした(図16C、17A)。MCL−1/BAKのSAHB誘発解離は、プロアポトーシス刺激によるU937細胞のアポトーシス誘導への感受性と関連があった(以下を参照されたい)。
U937(組織球性リンパ腫)、パイファー(びまん性大細胞型B細胞リンパ腫)、OCI−AML3(急性骨髄性白血病)、K562(慢性骨髄性白血病)及びOPM−2(多発性骨髄腫)細胞を包含する、MCL−1依存性血液癌細胞株におけるMCL−1標的化SAHBのプロアポトーシス活性を評価するために、細胞によるスクリーニングを用いた。悪性血液疾患の代表例を示す、これらの細胞株はMCL−1を過剰発現して、MCL−1レベルのsiRNA減少によってABT−737を感受性にすることだけが以前に判っていた(Chen et al., 2007)。すなわち、この細胞は、MCL−1選択的SAHB単独又はBIM SAHB(又は治療量以下のドクソルビシン、エトポシド、デキサメタゾンのような、その他のプロアポトーシス刺激剤)と組み合わせて処理され、次いで記載されているように(Pitter et al., 2008; Walensky et al., 2004)そして図17Bに例示されているようにして細胞生存能を評価した。MCL−1 SAHB及びNOXA SAHBは単独で投与すると毒性効果を有さないのに対して、両方の化合物はU937AML細胞を、広範に作用するBCL−2ファミリーモジュレーターである、BIM SAHBによるアポトーシス誘発に対して感受性にした。次いで、プロアポトーシス刺激と組み合わせて細胞生存能を減少させたMCL−1選択的SAHBを、アネキシンV結合及びFACS分析により、そして記載(Gavathiotis et al., 2008)のような、細胞分画化によるミトコンドリアのチトクロームc放出によって、細胞アポトーシス対する感受性についてスクリーニングした。
実施例6:更なるMCL−1標的化SAHBの設計、合成、及び最適化
上記実験の後、BCL−1の強力で選択的な阻害剤を同定するために、BCL−2ファミリータンパク質のBH3ドメインをモデルとするBCL2ドメイン安定化α螺旋(SAHB)のライブラリーの更なるメンバーを作出した。BH3ドメインの天然α螺旋構造を、非相互作用面の(i、i+4)位置に非天然アミノ酸含有オレフィン鎖を組み込んで補強した後、ルテニウム触媒化オレフィンメタセシスによって架橋BH3ドメインのパネルを作成した(図7)。蛍光偏光アッセイ(FPA)を実施して、BH3結合ポケットを含有して、増強した発現、純度、及び安定性をもたらす、欠失構築物である、組み換えヒトMCL−1ΔNΔC(アミノ酸172〜320)に対する、蛍光標識されたSAHBの結合親和性を測定した。(1)BH3オンリータンパク質、NOXA、PUMA、BID、及びBIM、(2)マルチドメインプロアポトーシスBOK、BAX及びBAK、及び(3)アンチアポトーシスMCL−1それ自体のBH3ドメインに対応するSAHBは、MCL−1に対して高い親和結合(Kd<50nM)を示した(図14B)。MCL−1選択的SAHBを同定するために、最初に、PUMA、BID、BIM、BOK、BAX、及びBAK SAHBを除去した、組み換えBCL−XLΔC結合について、次いでNOXA SAHBを除去した組み換えBFL1/A1ΔCについてスクリーニングした。実際に、MCL−1ΔNΔC、BCL−2ΔC、BCL−XLΔC、BCL−wΔC及びBFL−1/A1ΔCを包含する、アンチアポトーシスタンパク質の拡張パネルを用いるMCL−1 SAHBの結合分析は、MCL−1SAHBがMCL−1単独に対して強力で選択的な結合親和性(K、43nM)を示すことを裏付けた(図9A)。
実施例7−MCL−1特異的ペプチドの特性化
MCL−1 BH3螺旋とMCL−1ΔNΔCの間の相互作用に対する結合及び親和性決定因子を明確にするために、アラニンスキャニング、部位特異的突然変異誘発、及び架橋スキャニングを実施した。MCL−1 SAHB内のアミノ酸残基を順にアラニンで置換して、対応する蛍光標識したSAHBをFPAによってMCL−1ΔNΔC結合について試験した。アラニンスキャンをアラニンのグルタミン酸突然変異誘発及びグリシン残基で補完した。N末端及びC末端の突然変異誘発はMCL−1ΔNΔC結合親和性に対して皆無かほとんど影響を有さなかったのに対して、Leu213、Arg214、Val216、Gly217、Asp218及びVal220のアラニン突然変異生成はMCL−1ΔNΔCに対するMCL−1 SAHBの結合親和性を10〜100倍まで減少して、MCL−1ΔNΔC組み込みに対する主要なMCL−1 BH3残基を明らかにした(図10)。BH3ドメイン配列の比較分析は、コア疎水性残基、Leu213、Val216、Val220の組み合わせがMCL−1 BH3に特有であって(図10)、これら疎水性残基ののうちの何れかのアラニン突然変異誘発がMCL−1ΔNΔ結合に著しく弊害をもたらすことを示した。興味深いことに、BCL−2、BCL−XL及びBCL-Wに対して拘束された結合プロファイルを示すBAD BH3、及びアンチアポトーシスタンパク質と広く結合するBIM BH3がMCL−1 BH3におけるVAL220に対応する位置にフェニルアラニンを有している(図14A)。BIM BH3配列の突然変異スキャニングは既に、このフェニルアラニンのアラニン、グルタミン酸、又はリジンによる置換がBCL−XL結合を無効にするが、MCL−1結合に対する影響を最小にすることが実証されている。MCL−1 SAHBにおける単一のV220F点突然変異が、MCL−1ΔNΔC(K、191nM)及びBCL−XLΔC(K、89nM)の両方に結合活性を示して、MCL−1ΔNΔCに対する選択性を無効にすることを見出した(図14B)。保存アミノ酸Leu213、Arg214、Gly217、及びAsp218のような選択結合決定因子は多くのBH3ドメイン間で共有されているのに対して、MCL−1 BH3におけるVal220のような、アポトーシスに関するその他の不連続な残基が選択性を決定できる。
(1)MCL−1BH3螺旋に沿ったどの面がMCL−1ΔNΔC組み込みに対して必須であるかを検討するために、そして(2)生物学的研究のために最適なα螺旋性及び結合活性を有する構築物を同定するための代替となる架橋位置をサンプリングするために、BH3配列内のアミノ酸残基対を架橋したノルロイシン様側鎖で効果的に置換する「架橋スキャン」を次に実施した。アラニンスキャンに従う、残基E211、R215、G219、Q221、N223、及びA227の突然変異誘発、及びこれらの部位のi、i+4組み合わせにおける架橋の挿入は、MCL−1ΔNΔC相互作用を分断しなかった(図11C)。しかしながら、G217〜Q211位置における架橋の置換は、炭化水素架橋によるMCL−1 SAHBとMCL−1ΔNΔCの間の臨界的な疎水性界面の分裂と一致して、結合活性を無効にした。作成したMCL−1 SAHBの中で、MCL−1 SAHBDは、2番目に高いα螺旋含量(91%)及びもっとも高い結合活性(KD、10nM)を示し、MCL−1ΔNΔC選択性を保持しつつ親のMCL−1 SAHBAと比べて4倍増強したMCL−1ΔNΔC親和性を達成した(図11B、13)。
実施例8−結晶構造を考慮した突然変異生成データの分析
MCL−1 SAHBは、螺旋α2(BH3)及びα3、α4、α5(BH1)及びα8(BH2)の部分からなっている標準的なBH3結合溝でMCL−1ΔNΔCを組み込むα螺旋であることを、三次元構造の分析が明らかにした。MCL−1 SAHBの疎水性残基Leu213、Val216、Gly217、及びVal220は、これらのアミノ酸のアラニン突然変異生成の負の派生効果と一致して、MCL−1ΔNΔCの表面にある疎水性の溝と直接接触する(図15A)。疎水性の相互作用は、MCL−1 SAHBのArg214及びAsp218のMCL−1ΔNΔCのAsp256及びArg263、それぞれとの相補的な静電対合によって補強される。MCL−1 SAHBのこれらの荷電残基は、Arg214に対するMCL−1ΔNΔC Asp256、Val253、Arg263及びHis252、並びにAsp218に対するMCL−1ΔNΔC Arg263及びAsn260からなる水素結合ネットワーク中に存在する。
MCL−1 SAHB A〜Eの特異的結合活性は、MCL−1 SAHBD/MCL−1ΔNΔC複合体の構造と一致している。MCL−1 SAHBは、乏しい結合活性を示して、その構造に基づいて、結合表面と立体的にぶつかり合う唯一の架橋位置(G217、Q221)を有する、唯一の構築物である。興味深いことに、そのアルケン官能性がシス配座である、MCL−1 SAHBの炭化水素架橋は、MCL−1ΔNΔC結合部位の周辺と不連続な疎水性接触を行う。α,α−ジメチル官能性のメチル基は、MCL−1ΔNΔCのGly262、Phe318、及びPhe319からなる溝を占拠して、更なる接触も脂肪族側鎖を明らかにしている。従って、MCL−1 SAHBの優れた結合親和性は、その増強されたα螺旋性(図15C、18)及び架橋自体による更なる疎水性接触の補充の両方から由来しているのだろう。実際に、これらの構造データは、それらの天然の生物学的特異性を保持しながら、SAHBリガンドの効能を最適化するために架橋機能性を利用する能力を強調している。
実施例9−インビトロにおけるミトコンドリアの感受性の分析
次に、インビトロ及び細胞において、MCL−1 SAHBが有効にMCL−1を標的にしてミトコンドリアアポトーシスを感受性にするか否かを確認するために、上記MCL−1 SAHBを試験するための方法などの方法を用いて、一連の機能検討を行った。最初に、in situ機能に必要な置換活性をシミュレートして、MCL−1ΔNΔCからBAK BH3螺旋を解離するMCL−1 SAHBの能力を測定するために競合FPAを実施した。直接結合データ(図13)と一致して、MCL−1 SAHBは、FITC−BAK SAHBとMCL−1ΔNΔCの間の相互作用を遮断するのに最も有効であった(図16A)。FITC−BAK SAHB/MCL−1ΔNΔC複合体を分離するMCL−1 SAHBの能力が、BAK−誘発チトクロームc放出のSAHB介在感受性に変換されるか否かを確認するために、記載のようにして、ミトコンドリアアッセイを実施した。
BAKを含有している野生型マウス肝臓ミトコンドリアを、MCL−1 SAHBの連続希釈液の存在下及び非存在下に、BAKの直接活性剤である、BID BH3に曝露した。BID BH3の非存在下ではMCL−1 SAHBはミトコンドリアに影響を及ぼさないのに対して、BID BH3に曝露したミトコンドリアへMCL−1 SAHB又はSAHBの添加は、BAK介在チトクロームc放出の用量反応性増強を引き起こした(図16B、データは示していない)。チトクロームc放出がBAK活性化から特異的にもたらされることを確認するために、BAK−/−ミトコンドリアを用いて同一の実験を実施して、放出は観察されなかった(図16B)。これらの知見を細胞状況まで拡大適用するために、MCL−1 SAHBの天然のMCL−1/BAK複合体を解離する能力を試験した。OPM2多発性骨髄腫細胞を賦形剤又は濃度を増大させているMCL−1 SAHBDで処理した後、細胞を抽出して抗MCL−1免疫沈降を行った。BAKのウェスタン分析は、賦形剤で処理した細胞からの共免疫沈降を明らかにしたが、MCL−1 SAHBによるMCL−1/BAK相互作用の用量反応性解離が明らかにされた(図16C)。総合すると、これらのメカニズム的なデータは、MCL−1 SAHBがインビトロ及び細胞中で阻害性MCL−1/BAK相互作用を遮断して、BAKが介在するミトコンドリアのチトクロームc放出を感受性にすることを明らかにした。
実施例10−MCL−1特異的SAHBペプチドはカスパーゼ依存細胞アポトーシスを感受性にする。
重要なことは、MCL−1からプロアポトーシスタンパク質の選択的遊離は、別のアンチアポトーシスが存在してこれらと結合して中和するならば、細胞アポトーシスを活性化できないということである。機能的観点から、選択的MCL−1阻害剤は、それに代わってsiRNAによるMCL−1ノックダウンのプロアポトーシス活性を表現型複写することが期待できる。例えば、MCL−1活性の調節とは対照的に(これはSAHBによっても達成できるがsiRNAによっては達成できない)、MCL−1を削除するときに望ましい。従って、細胞におけるMCL−1の選択的な薬理学的遮断の機能的結果を検討するために、siRNA介在MCL−1ノックダウンによって立証されたように、MCl−1によって特異的に中和される、死の受容体アゴニストに対して癌細胞を感受性にするMCL−1 SAHBの能力を試験した。ジャーカットT細胞白血病及びOPM2細胞を最初にMCL−1 SAHBの連続希釈液並びに単剤として外因経路活性剤であるTRAIL及びFasリガンド(FasL)に曝露して、24時間目のMTTアッセイによって基準生存率の測定を行った(図18A、18B)。MCL−1 SAHBは、40μM用量においてさえ細胞生存率に影響を及ぼさなかった。ジャーカット細胞はTRAIL及びFasLの両方に応答して用量反応性の細胞毒性を示したのに対して、OPM2細胞はTRAILに感受性を示したが、FasLには示さなかった(図19A)。直接的で選択的なMCL−1遮断が細胞をTRAIL及びFasL誘発アポトーシスに対して感受性にするか否かを確認するために、MCL−1 SAHBの連続希釈液を低用量の死受容体リガンドと組み合わせた。MCL−1 SAHBは用量反応的にジャーカット細胞をTRAIL及びFasLの両方に対して感受性にして、OPM2細胞を選択的にTRAILに対して感受性にした(図19)。FasL処理に対するOPM2細胞の観察された耐性に一致して、MCL−1 SAHBはFasLに曝露されたOPM2細胞に影響を及ぼさなかった(図19A)。
MCL−1 SAHBが誘発した感受性がカスパーゼ依存性であったことを確認するために、汎−カスパーゼ阻害剤である、z−VADの存在下でも細胞の生存能試験を実施した、これは細胞の生存能に対する負の効果を完全に無効にする(図19A)。試験データと一致して、MCL−1 SAHBは、ジャーカット細胞では低用量のTRAIL及びFasLと組み合わせを用いた場合に、OPM2細胞ではTRILを用いるがFasLは用いない場合に、用量反応性のカスパーゼ3/7活性化を誘発した(図19B)。重要なことは、アンチアポトーシスタンパク質に対して結合活性を示さなかった、BEL−1 SAHBが、ジャーカット細胞をTRAIL又はFasLに対して感受性にしなかったことである(図20)。更に、MCL−1 SAHBと異なる配列を有するがMCL−1ΔNΔCとも排他的に結合する架橋NOXA BH3螺旋である、NOXA SAHBはこの感受性検討においてMCL−1 SAHBと同じような応答をした(図21B)。これらの細胞データは、MCL−1 SAHBが、MCL−1によって抑制されるアポトーシス刺激に対して癌細胞を感受性にする、選択的な細胞透過性のMCL−1アンタゴニストであることを明らかにしている。従って、MCL−1選択的SAHBは、TRAIL及びFasL(図17〜21)のような多様なプロアポトーシス刺激剤、又は非MCL−1選択活性を示すSAHBのようなBCL−2ファミリー標的薬剤(図23、例えばBADとMCL−1 SAHBの組み合わせ)と組み合わせて用いると、又はより広範なアポトーシスタンパク質標的化(図17;例えばNOXAとBIM SAHBの組み合わせ)とする場合に、効果的であることを明らかにしている。
実施例11:切断型MCL−1SAHBのMCL−1ΔNΔCへの結合の分析
切断型MCL−1SAHBG(LRXVGDXV、配列番号31)を作成して、上記のように、蛍光偏光アッセイを用いてMCL−1ΔNΔCへの結合について試験した。9個のアミノ酸を架橋して安定化したペプチドがMCL−1 SAHBと結合することが判った(図22)。このことは、コアコンセンサス配列がMCL−1への結合を促進するのに十分であるということを明らかにしている。
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別の実施態様
前の記載から、多様な使用及び条件に適用するために本明細書に記載されている発明に変更及び修正を行うことができるということは明らかである。このような実施態様も以下の特許請求の範囲の範囲内である。
本明細書にある可変基の何れかの定義における要素のリストの列挙は、単一の要素又は列挙されている要素の結合(又は副結合)の何れかとして変動する定義を包含する。本明細書の実施態様の列挙は単一の実施態様又は別の実施態様或いはその部分との組み合わせの何れかとしての実施態様を包含する。

Claims (82)

  1. ヒトBCL−2ファミリーの別の何れかのメンバーよりMCL−1に対して少なくとも2倍、5倍、10倍、15倍、又は20倍高い親和性でMCL−1に特異的に結合するペプチドであって、ここでペプチドは、BCL−2ファミリーBH3ドメインのMCL−1安定化α螺旋(SAHB)ペプチド、NOXA SAHBポリペプチド、BOK SAHBペプチド、改変BIM SAHBペプチド、BAK SAHBペプチド、及びMULE SAHBペプチドよりなる群から選ばれるポリペプチド配列から誘導される、相対位置、i及びi+3、i及びi+4、又はi及びi+7の間に位置している架橋を含有してなる、非天然のアミノ酸を有する安定化α螺旋を含有してなる、ペプチド。
  2. ペプチドが、LRXVGDXV(ここで、Xは何れかのアミノ酸である)の配列と少なくとも80%同一の配列を含有してなる、請求項1に記載のペプチド。
  3. ペプチドが、配列RKALETLRRVGDGVQRNHETAFの少なくとも8連続アミノ酸と少なくとも70%同一の配列を含有してなる、請求項2に記載のペプチド
  4. ペプチドが、配列RKALETLRRVGDGVQRNHETAFの少なくとも15連続アミノ酸と少なくとも70%同一の配列を含有してなり、そしてここでコア配列に含まれないアミノ酸が配列RALETLRRVGDGVQRNHETAFからの同類アミノ酸置換を含有している、請求項2に記載のペプチド。
  5. ペプチドが、アミノ酸配列RKALETLRRVGDGVQRNHETAFの一部分と少なくとも80%同一の配列を含有してなる、請求項3又は4に記載のペプチド。
  6. ペプチドが、アミノ酸配列RKALETLRRVGDGVQRNHETAFの一部分と少なくとも90%同一の配列を含有してなる、請求項3又は4に記載のペプチド。
  7. ペプチドが、RKALETLRRVGDGVXRNHXTAF、RKXLETXRRVGDGVQRNHETAF、RKALETLRXVGDXVQRNHETAF、
    RKALXTLRXVGDGVQRNHETAF、RKALETLRRVGDGVQRXHETXF、KALETLRRVGDGVXRNHXTAF、KXLETXRRVGDGVQRNHETAF、KALETLRXVGDXVQRNHETAF、KALXTLRXVGDGVQRNHETAF、及びKALETLRRVGDGVQRXHETXF(式中のXは何れかのアミノ酸である)よりなる群から選ばれる配列を含有してなる、請求項2に記載のペプチド。
  8. ペプチドが、配列LRRFGDKLと少なくとも60%同一、70%同一、又は80%同一の配列を含有してなる、請求項1に記載のペプチド。
  9. ペプチドが、配列LEVESATQLRRFGDKLNFRQKLの少なくとも14連続アミノ酸と少なくとも90%同一である、請求項8に記載のペプチド。
  10. ペプチドが、配列LEVESATQLRRFGDKLNFRQKLの少なくとも14連続アミノ酸と少なくとも90%同一であり、そしてアミノ酸が、配列LEVESATQLRRFGDKLNFRQKLからの同類アミノ酸置換を含有してなる、請求項8に記載のペプチド。
  11. ペプチドが、アミノ酸配列LEVESATQLRRFGDKLNFRQKLの一部分と少なくとも80%同一の配列を含有してなる、請求項9又は10に記載のペプチド。
  12. ペプチドが、アミノ酸配列LEVESATQLRRFGDKLNFRQKLの一部分と少なくとも90%同一の配列を含有してなる、請求項9又は10に記載のペプチド。
  13. ペプチドが、LEVESATQLRXFGDXLNFRQKL;LEVXSATXLRRFGDKLNFRQKL;LEVEXATQXRRFGDKLNFRQKL;LEVESXTQLXRFGDKLNFRQKL;LEVESXTQLXRFGDKLNF;LEVESATQLRRFGDKLXFRQXL(式中のXは何れかのアミノ酸である)よりなる群から選ばれるポリペプチド配列を含有してなる、請求項8に記載のペプチド。
  14. ペプチドが、LLXLGDXL;LXRFGDKF;LXRFGDKI;及びLQXMGDXY(式中のXは何れかのアミノ酸である)よりなる群から選ばれるポリペプチド配列を含有してなる、請求項1に記載のペプチド。
  15. ペプチドが、少なくとも1つのRLAEVSAVLLXLGDXLE;IWIXQELXRFGDKFNAYYAR;IWIXQELXRFGDKFNAYYAR;QVXRQLXRFGDKINRRYD;及びVGQLLQXMGDXYQQYRSLTR(式中のXは何れかのアミノ酸である)と少なくとも70%同一である配列を含有してなる、請求項14に記載のペプチド。
  16. ペプチドが、少なくとも1つのRLAEVSAVLLXLGDXLE;IWIXQELXRFGDKFNAYYAR;IWIXQELXRFGDKFNAYYAR;QVXRQLXRFGDKINRRYD;及びVGQLLQXMGDXYQQYRSLTR(式中のXは何れかのアミノ酸である)と少なくとも80%同一である配列を含有してなる、請求項14に記載のペプチド。
  17. ペプチドが、少なくとも1つのRLAEVSAVLLXLGDXLE;IWIXQELXRFGDKFNAYYAR;IWIXQELXRFGDKFNAYYAR;QVXRQLXRFGDKINRRYD;及びVGQLLQXMGDXYQQYRSLTR(式中のXは何れかのアミノ酸である)と少なくとも90%同一である配列を含有してなる、請求項14に記載のペプチド。
  18. 少なくとも1つのXが架橋である、請求項2、7、及び13〜17の何れか一項に記載のペプチド。
  19. ペプチドが、8〜40アミノ酸の長さである、前記請求項の何れか一項に記載のペプチド。
  20. ペプチドが、MCL−1に対して少なくとも50μMの親和性を含有してなる、前記請求項の何れか一項に記載のペプチド。
  21. 選択的MCL−1阻害剤の有効量及び薬学的に許容される担体を対象に投与して、それによって当該対象における疾患又は障害を治療又は予防することを含有してなる、対象におけるMCL−1関連疾患を治療又は予防する方法。
  22. 当該選択的MCL−1阻害剤が、BH3ドメインポリペプチドを含有してなる、請求項21に記載の方法。
  23. 当該BH3ドメインポリペプチドが、架橋されたBH3ドメインポリペプチドを含有してなる、請求項22に記載の方法。
  24. 当該選択的MCL−1阻害剤が、BCL−2ファミリーBH3ドメインのNOXA安定化α螺旋(SAHB)ポリペプチド、BOK SAHBポリペプチド、MCL−1 SAHBペプチド、改変BIM SAHB又はBAK SAHBペプチド、及びMULE SAHBペプチドよりなる群から選ばれるポリペプチドを含有してなる、請求項21に記載の方法。
  25. 配列が、配列番号7、63〜68に記載の配列を含有しているNOXA SAHBペプチド、配列番号11に記載の配列を含有しているBOK SAHBペプチド、配列番号12,17〜60に記載の配列を含有しているMCL−1 SAHBペプチド、配列番号61又は62に記載の配列を含有しているBIM SAHBペプチド、配列番号69に記載の配列を含有しているBAK SAHBペプチド、及び配列番号70に記載の配列を含有しているMule SAHBペプチドを含有してなる、請求項24に記載の方法。
  26. 当該SAHBペプチドの配列が、NOXA、BOK、BIM、BAK、及びMULE SAHBポリペプチド配列よりなる群から選ばれる配列からなるキメラ配列である、請求項4に記載の方法。
  27. BCL−2阻害剤の有効量を当該対象に投与することを更に含有してなる、請求項1に記載の方法。
  28. 当該BCL−2阻害剤が、選択的BCL−2阻害剤である、請求項27に記載の方法。
  29. 当該BCL−2阻害剤が、N−(4−(4−((2−(4−クロロフェニル)−5,5−ジメチル−1−シクロへキサ−1−エン−1−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンゾイル−4−(((1R)−3−(モルホリン−4−イル)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−((トリフルオロメチル)スルホニル)ベンゼンスルホンアミド;N−(4−(4−((4’−クロロ(1,1’−ビフェニル)−2−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンゾイル)−4−(((1R)−3−(ジメチルアミノ)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−ニトロベンゼンスルホンアミド;ゴシポール;及びオバトクラクスよりなる群から選ばれる、請求項27に記載の方法。
  30. 当該疾患又は障害が、過剰増殖性障害、炎症性疾患又は障害、感染性疾患又は障害、細胞周期調節疾患又は障害、自己貧食調節疾患又は障害、及び自己免疫疾患又は障害よりなる群から選ばれる、請求項29に記載の方法。
  31. 疾患又は障害が、リンパ腫、白血病、癌、多発性骨髄腫、メラノーマ、肉腫、敗血症、関節リウマチ、炎症性大腸炎、結核菌、らい菌、クラミジア、ヒトパピローマウィルス16/18型、関節リウマチ、若年性突発性関節炎、尋常性狼瘡よりなる群から選ばれる、請求項30に記載の方法。
  32. 疾患又は障害が、AML、ALL、多発性骨髄腫、乳癌、肉腫、及び耐性過剰増殖性疾患よりなる群から選ばれる、請求項31に記載の方法。
  33. 当該過剰増殖性疾患が、BCL−2阻害剤に耐性であるか、或いは再発性又は難治性の癌である、請求項32に記載の方法。
  34. 化学療法剤の有効量を当該対象に投与することを更に含有してなる、請求項21に記載の方法。
  35. 当該化学療法剤が、アルキル化剤、代謝拮抗薬、アントラサイクリン、植物アルカロイド、抗体、ステロイド、標的治療又はその他の細胞毒性或いは細胞増殖抑制剤よりなる群から選ばれる、請求項34に記載の方法。
  36. 疾患又は障害が標準的なケア治療に耐性である、請求項31又は32に記載の方法。
  37. 架橋したBH3ドメインを含有しているポリペプチドを細胞と接触させて、それによって当該細胞中のMCL−1活性を調節することを含有してなる、細胞中のMCL−1活性を調節する方法。
  38. MCL−1活性が阻害される、請求項37に記載の方法。
  39. 当該ポリペプチドが選択的MCL−1阻害剤である、請求項37に記載の方法。
  40. 当該細胞中のアポトーシスが増強される、請求項37に記載の方法。
  41. 選択的MCL−1阻害剤の有効量と薬学的に許容される担体を対象に投与し、それによって当該対象の難治性癌を治療することを含有してなる、対象の難治性癌を治療する方法。
  42. 当該難治性癌が、化学療法剤の投与に耐性である、請求項41に記載の方法。
  43. 当該難治性癌が、BCL−2阻害剤の投与に抵抗する、請求項42に記載の方法。
  44. 当該難治性癌が、N−(4−(4−((2−(4−クロロフェニル)−5,5−ジメチル−1−シクロへキサ−1−エン−1−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンゾイル)−4−(((1R)−3−(モルホリン−4−イル)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−((トリフルオロメチル)スルホニル)ベンゼンスルホンアミド;N−(4−(4−((4’−クロロ(1,1’−ビフェニル)−2−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンゾイル)−4−(((1R)−3−(ジメチルアミノ)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−ニトロベンゼンスルホンアミド;ゴシポール;及びオバトクラクスよりなる群から選ばれる薬剤の投与に耐性である、請求項43に記載の方法。
  45. 当該難治性癌が、MCL−1を過剰発現する、請求項41に記載の方法。
  46. 当該選択的MCL−1阻害剤が、架橋されたBH3ドメインを含有しているポリペプチドを含有してなる、請求項41に記載の方法。
  47. 当該選択的MCL−1阻害剤が、BCL−2BH3ドメインのNOXA安定化α螺旋(SAHB)ポリペプチド、BOK SAHBポリペプチド、MCL−1 SAHBドメインポリペプチド、改変BIM SAHBポリペプチド、改変BAK SAHBポリペプチド、及びMULE SAHBポリペプチドよりなる群から選ばれるポリペプチドを含有してなる、請求項41に記載の方法。
  48. 選択的MCL−1阻害剤の有効量及び薬学的に許容される担体を対象に投与し、それによって当該対象の当該難治性癌を治療することを含有してなる、対象における癌を治療する方法であって、
    ここで、当該癌はN−(4−(4−((2−(4−クロロフェニル)−5,5−ジメチル−1−シクロへキサ−1−エン−1−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンゾイル)−4−(((1R)−3−(モルホリン−4−イル)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−((トリフルオロメチル)スルホニル)ベンゼンスルホンアミド;N−(4−(4−((4’−クロロ(1,1’−ビフェニル)−2−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンゾイル)−4−(((1R)−3−(ジメチルアミノ)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−ニトロベンゼンスルホンアミド;ゴシポール;及びオバトクラクスよりなる群から選ばれる薬剤の投与に耐性であり、そして
    当該癌がMCL−1を過剰発現する、
    方法。
  49. 選択的MCL−1阻害剤を当該細胞と接触させ、それによって、当該非MCL−1選択的BCL−2ファミリーポリペプチド阻害剤に対する当該細胞のアポトーシス応答を増強することを含有してなる、非MCL−1選択的BCL−2ファミリーポリペプチド阻害剤に対する細胞のアポトーシス応答を増強する方法。
  50. 当該非MCL−1選択的BCL−2ファミリーポリペプチド阻害剤が、請求項1〜17及び77〜82に記載のペプチドよりなる群から選ばれる選択的BCL−2阻害剤である、請求項48又は49に記載の方法。
  51. 当該非MCL−1選択的BCL−2ファミリーポリペプチド阻害剤が、N−(4−(4−((2−(4−クロロフェニル)−5,5−ジメチル−1−シクロへキサ−1−エン−1−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンゾイル)−4−(((1R)−3−(モルホリン−4−イル)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−((トリフルオロメチル)スルホニル)ベンゼンスルホンアミド;N−(4−(4−((4’−クロロ(1,1’−ビフェニル)−2−イル)メチル)ピペラジン−1−イル)ベンゾイル)−4−(((1R)−3−(ジメチルアミノ)−1−((フェニルスルファニル)メチル)プロピル)アミノ)−3−ニトロベンゼンスルホンアミド;ゴシポール;及びオバトクラクスよりなる群から選ばれる、請求項48又は49に記載の方法。
  52. 当該選択的MCL−1阻害剤が、架橋されたBH3ドメインを含有しているポリペプチドを含有してなる、請求項48又は49に記載の方法。
  53. 当該選択的MCL−1阻害剤が、BCL−2ファミリーBH3ドメインのNOXA安定化α螺旋(SAHB)ポリペプチド、BOK SAHBペプチド、MCL−1 SAHB(ドメインポリ)ペプチド、野生型又は改変BIM SAHB又はBAK SAHBペプチド、及びMULE SAHBペプチドよりなる群から選ばれるポリペプチドを含有してなる、請求項48又は49に記載の方法。
  54. 選択的MCL−1阻害剤を細胞と接触させ、それによって当該細胞の自食性細胞死を増強することを含有してなる、細胞における自食性細胞死を増強する方法。
  55. 当該選択的MCL−1阻害剤が、架橋されたBH3ドメインを含有しているポリペプチドを含有してなる、請求項54に記載の方法。
  56. 当該選択的MCL−1阻害剤が、BCL−2ファミリーBH3ドメインのNOXA安定化α螺旋(SAHB)ポリペプチド、BOK SAHBペプチド、MCL−1 SAHBペプチド、野生型又は改変BIM SAHB又はBAK SAHBペプチド、及びMULE SAHBペプチドよりなる群から選ばれるポリペプチドを含有してなる、請求項54に記載の方法。
  57. 細胞を選択的MCL−1阻害剤と接触させ、それによって当該細胞におけるMCL−1の多量体化を阻害することを含有してなる、細胞におけるMCL−1の多量体化を阻害する方法。
  58. 細胞を選択的MCL−1活性剤と接触させ、それによって当該細胞におけるMCL−1の多量体化を誘発することを含有してなる、細胞におけるMCL−1の多量体化を誘発する方法。
  59. 細胞を、MCL−1がBAX、BAK、BOK、NOXA、BIM、BID、MCL−1と結合することを阻害するか、又はMCL−1からBAX、BAK、BOK、NOXA、BIM、BID、MCL−1を駆逐するために有効な量の選択的MCL−1阻害剤と接触させ、それによってMCL−1のBAX、BAK、BOK、NOXA、BIM、BID、MCL−1との相互作用を阻害することを含有してなる、細胞におけるMCL−1のBAX、BAK、BOK、NOXA、BIM、BID、MCL−1との相互作用を阻害する方法。
  60. MCL−1ポリペプチドを試験化合物と、当該試験化合物と当該MCL−1ポリペプチドとの相互作用に適切な条件下に接触させること;及び当該MCL−1ポリペプチドの活性の調節を検出すること(ここで、当該調節が当該MCL−1ポリペプチドの活性を調節する化合物を同定する)を含有してなる、MCL−1ポリペプチドの活性を調節する化合物を同定する方法。
  61. 当該試験化合物が小分子及びポリペプチドよりなる群から選ばれる、請求項60に記載の方法。
  62. 当該ポリペプチドが架橋されたBH3ドメインを含有してなる、請求項61に記載の方法。
  63. 当該ポリペプチドの配列が図23に列挙されているSAHB配列と少なくとも80%同一である、請求項62に記載の方法。
  64. 請求項61に記載の方法で同定されるMCL−1調節化合物。
  65. MCL−1 SAHBと結合しているMCL−1ポリペプチドを試験化合物と、当該試験化合物の当該MCL−1ポリペプチドとの相互作用に適切な条件下に接触させること;及び当該MCL−1 SAHBの当該MCL−1ポリペプチドからの解離を検出すること(ここで、当該MCL−1 SAHBの当該MCL−1ポリペプチドからの解離の検出が選択的MCL−1結合剤として試験化合物を同定する)を含有してなる、選択的MCL−1結合剤を同定する方法。
  66. 当該試験化合物が小分子及びポリペプチドよりなる群から選ばれる、請求項65に記載の方法。
  67. 当該ポリペプチドが架橋されたBH3ドメインを含有してなる、請求項66に記載の方法。
  68. 当該ポリペプチドの配列が図23に列挙されているSAHB配列と少なくとも80%同一である、請求項67に記載の方法。
  69. 当該MCL−1結合剤がMCL−1阻害剤である、請求項65に記載の方法。
  70. 当該MCL−1 SAHBが標識化されている、請求項65に記載の方法。
  71. 当該MCL−1ポリペプチドが標識化されている、請求項65に記載の方法。
  72. 当該標識がFITCである、請求項70又は71に記載の方法。
  73. 請求項66に記載の方法で同定される選択的MCL−1結合剤。
  74. 選択的MCL−1阻害剤を含有してなる、医薬組成物。
  75. 当該選択的MCL−1阻害剤が、BCL−2BH3ドメインのNOXA安定化α螺旋(SAHB)ポリペプチド、BOK SAHBペプチド、MCL−1 SAHBペプチド、野生型又は改変BIM SAHB又はBAK SAHBペプチド、及びMULE SAHBペプチドよりなる群から選ばれるポリペプチドと少なくとも95%同一であるポリペプチドを含有してなる、請求項74に記載の医薬組成物。
  76. 当該選択的MCL−1阻害剤が、BCL−2BH3ドメインのNOXA安定化α螺旋(SAHB)ポリペプチド、BOK SAHBペプチド、MCL−1 SAHBペプチド、野生型又は改変BIM SAHB又はBAK SAHBペプチド、及びMULE SAHBペプチドよりなる群から選ばれるポリペプチドを含有してなる、請求項75に記載の医薬組成物。
  77. 当該NOXA SAHBポリペプチドが、配列番号7、63〜68に記載の配列、及びそれらの誘導体よりなる群から選ばれる配列を含有してなる、請求項76に記載の選択的MCL−1阻害剤。
  78. 当該BOK SAHBポリペプチドが配列番号11に記載の配列又はその誘導体を含有してなる、請求項76に記載の選択的MCL−1阻害剤。
  79. 当該MCL−1 SAHBポリペプチドが、配列番号12、17〜60に記載の配列又はそれらの誘導体を含有してなる、請求項76に記載の選択的MCL−1阻害剤。
  80. 当該BIM SAHBポリペプチドが、配列番号61及び62に記載の配列並びにそれらの誘導体よりなる群から選ばれる配列を含有してなる、請求項76に記載の選択的MCL−1阻害剤。
  81. 当該BAK SAHBドメインポリペプチドが、配列番号69に記載の配列を含有してなる、請求項77に記載の選択的MCL−1阻害剤。
  82. 当該MULE SAHBドメインポリペプチドが、配列番号70に記載の配列を含有してなる、請求項77に記載の選択的MCL−1阻害剤。
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