JP2014504649A - ポリマー−炭水化物−脂質複合体 - Google Patents

ポリマー−炭水化物−脂質複合体 Download PDF

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Abstract

本発明は、化合物およびその製造方法と使用方法を含む。化合物はバックボーンと三つの付加的な官能基である、一つの脂質、一つの親水性ポリマー、および一つの炭水化物とを有する。配合医薬品、化粧品、栄養補助食品などの特定の用途のために特定の官能基を選択することができる。バックボーンと官能基との間のリンカーも性能を最適化するために選択することができる。

Description

本願は、念・呉(Nian Wu)によって米国特許商標庁に提出されたポリマー−炭水化物−脂質複合体(PCLC)応用の仮特許出願番号61/440,488(2011年2月8日)、非仮特許出願番号13/354,726(2012年1月20日)、および非仮特許出願番号13/364,967(2012年2月2日)である優先権を主張する。
本発明は、高分子炭水化物脂質複合体に係る。合成ポリエチレングリコール(PEG)−脂質について詳細かつ明確に開示する。静脈内薬物投与の場合単分散PEG鎖が好ましい。特に、本発明は、新しいPCLCおよび薬物送達、化粧品と他の目的への使用に係る。
PEGはポリマー−薬物複合体の水溶性担体として広く使用される。PEGは間違いなく生物医学分野で最も研究され、応用された合成高分子である[Duncan, R. Nature Rev. Drug Discov. 2 (2003) , 347−360]。非荷電、水溶性、無毒、非免疫原性ポリマーとして、PEGは生物医学的応用のための理想的な材料です。生物学的に活性化合物へのPEGの共有結合は、これらの化合物の毒性を最小限に抑え、生体内分布および薬物動態を改変と制御するための技術として、しばしば有用である[Duncan, R. and Kopecek, J., Adv. Polym. Sci. 57 (1984), 53−101]. PEGはいくつかの有益な特性を有する:非常に低い毒性[Pang, S.N.J., J. Am. Coil. Toxicol, 12 (1993), 429−456]、水溶液中の優れた溶解性[Powell, G.M., Handbook of Water Soluble Gums and Resins, R.L.Davidson (Ed.), Ch. 18 (1980), MGraw−Hill, New York]、と非常に低い免疫原性および抗原性[Dreborg, S, Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst., 6 (1990), 315−365]。ポリマーは、非生物分解性であるが、生体内に投与した後に容易に排出可能であることが知られている。インビトロ試験で水溶液中にその存在がタンパク質構造または酵素の活性に有害な影響がないことが示された。また、PEGは優れた薬物動態および体内分布挙動を示す[Yamaoka, T., Tabata, Y. and Ikada, Y., J. Pharm. Sci. 83 (1994), 601−606]。
この30年間に全身送達システムにおいて、リポソーム、ポリマーナノ粒子、高分子ミセル、セラミックナノ粒子およびデンドリマーを含むいくつかの有望な薬物担体は検討されていた。(Cherian et al. Drug. Dev. Ind. Pharm, 26 (2000) 459−463; Lian and Ho. J. Pharm. Sci, 90 (2001) 667−680; Adams et al. Pharm. Sci, 92 (2003) 1343−1355; Na et al. Eur. J. Med. Chem, 41 (2006) 670−674; Kaur et al. J. Control. Rel, 127(2008) 97−109)。全身的薬物送達は、静脈内および体周辺内注射によって達成できるので、非侵襲的である。必要に応じて薬物を繰り返し投与することができる。しかし、標的部位で治療濃度を達成するために、全身投与に大きな投与量と比較的大量の媒介体を必要として、アレルギー反応などの副作用を引き起こす可能性がある[Cremophor−based paclitaxel ‘chemo’ drug triggers fatal allergic reactions, The Medical News. 9 June, 2009]。
安全かつ生体適合の送達システムの設計において、潜在的な標的組織部位との相互作用および膜浸透を可能にする、高い可溶化特性、担体の保持力、適切な細胞表面特性を含むいくつかの要因を考慮しなければならない。
生体系での多くの特異的相互作用における糖類の重要な役割はよく認識されている。タンパク質およびリポソームのような大分子量キャリアは特定の薬物送達のための糖類に修飾されることができる(Monsigny M, Roche AC, Midoux P and Mayer R., Adv Drug Delivery Rev., 14 (1994):1−24; Palomino E. Adv Drug Delivery Rev., 13 (1994)311−323]。ラットの坐骨神経に注射した場合、長期の局所麻酔持続時間を提供するために脳への薬物送達に脂質−糖粒子を使用されている[Kohane DS, Lipp M, Kinney R., Lotan N, Langer R., Pharm. Res. 17 (2000) 1243−1249]。糖脂質はヒト体内で自然に発生する材料で構成されているので、生体適合性のある他のポリマーベースの制御放出ものより潜在的な利点を示唆している。[Kohane DS, Lipp M, Kinney R, Anthony D, Lotan N, Langer R., J. Biomed. Mat. Res. 59 (2002) 450−459; Menei P, Daniel V, Montero−Menei C, Brouillard M, Pouplard−Barthelaix A, Benoit JP., Biomaterials, 14 (1993) 470−478]. インビトロとインビボ試験での結果によって示されるように糖脂質は良好な生体適合性を有する[Kohane DS, Lipp M, Kinney R, Anthony D, Lotan N, Langer R., J. Biomed. Mat. Res. 59 (2002) 450−459]。
薬物送達ポリマーの狭い分子量分布は、特に静脈内注射に使用する場合、生物医学的応用で極めて重要である。例えば、PEG−8カプリル酸/カプリン酸グリセリド(PEG−8CCG)は平均分子量200から400までのグリセロールのモノエステル、ジエステル、トライエステルおよびポリエチレングリコールのモノエステル、ジエステルの混合物である。動物で観察されたアレルギー反応などの理由で、多くの水不溶性薬物おいて、PEG−8CCGの応用が制限され、約6%用量限度は、ヒトの経口製剤に使用した。
本発明はバックボーンと三つの付加的な官能基である、一つの脂質、一つの親水性ポリマー、および一つの炭水化物とを有する。特定の官能基を配合する医薬品、化粧品、栄養補助食品などの特定の用途のために選択することができる。バックボーンと官能基との間の様々な種類のリンカ(linker)もまた、性能を最適化するために選択することができる。
図1は本発明の複合体を示している。
図2は、a)2%ODL−15の50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)、b)2%ODL−15の50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH8.0)および、c)50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)中ペプチドの安定性プロファイルを示す。プロットは%回復対時間だった。
本発明の実施形態は、薬物送達のためPCLC(ポリマー−炭水化物−脂質複合体)を変化させることで本明細書に記載されている。当業者は本発明の以下の詳細な説明は例示のみであり、決して限定であることを意図するものではないことを理解するであろう。本発明の他の実施形態は、本開示の利益を有するこのような当業者に容易に理解されるであろう。本発明の実施に詳細に説明する。
明瞭にするために、本明細書には全ての実施形態の定常的な特徴が記載されているわけではない。そのような実際の実施形態の開発において、毎の具体的な詳細が、開発者の特定の目標を達成し、これらの具体的な目標は異なることにするためになされなければならないことが理解されるであろう。このような実施形態は複雑かもしないが、それはまだエンジニアリングの日常作業になる。
本発明はバックボーンと三つの付加的な官能基である、一つの脂質、一つの親水性ポリマー、および一つの炭水化物とを有する。一つの化合物にこれら3つの官能性のすべてを組み合わせることにより、多くの活性剤の改良された配合物を達成することが可能である。化合物群の一般的な構造は図1として示され、Bがバックボーンを示し、Pがポリマーを示し、Lが脂質を示し、Cが炭水化物を示している。水溶液中で、この新規な複合体は、真の溶液または活性剤のものと非常に安定した乳化懸濁液のどちらかになり難水溶性薬剤の溶解性エンハンサーとして作用する。
本発明は、バックボーンと、4つのキャリアを伴う三つの付加的な官能基である、一つまたは2つの脂質、1つまたは2つの親水性ポリマーおよび1つまたは2つの炭水化物を備える。一の化合物にこれら3つの官能性の一つを倍増することで、多くの難水溶性または透過性の乏しい活性剤の配合物をより向上させたものを達成することができる。複合物群の一般的な構造は図1に示す:Bがバックボーンを示し、Pがポリマーを示し、Lが脂質を表し、Cが炭水化物を示し、Dがこれら3つキャリアの一つを重複するものとし表す。しかし、4キャリアとを伴う複合体は、はるかにかさばり、非線形である。
それは本発明を実施するにあたり様々な親水性ポリマーを使用することが可能であるが、ポリエチレングリコール(PEG)が好ましく、なぜなら有効性の長い歴史と一般に安全と見なされるそのステータスによるものである。PEGを取り入れ、新たなPCLC(ポリマー−炭水化物−脂質複合体)の一般構造1は次のとおりである。

Figure 2014504649
一般構造1
一般構造式1において、バックボーン(Backbone)はグリセロールまたはグリセロール類似体、ポリアミン(トリ−もしくはテトラ−アミン)、3つの利用可能な結合部位を有するアミノ酸、およびトリオール、例えばグルコヘプトン酸、酒石酸などの三酸から選択することができる。脂質(Lipid)は、脂肪酸または胆汁酸から選択される。炭水化物は単糖類や二糖類またはオリゴ糖を含む糖(Sugar)である。X、XおよびX3は、同一または異なるリンカ(linker)である。各リンカ(linker)は、酸素または他の単一原子のように単純かもしない。あるいは、各リンカーは、表1または表2から選択された単一またはレプリケートリンカ(linker)かもしない。いくつかの場合において、リンカ(linker)はと同一の広がりまたはバックボーンまたは複合体を合成するために使用される官能基成分の一部であってもよい。図示しないが、本発明はまた、炭水化物、バックボーンの中心位置にある化合物を含有する。しかしながら、代わりに合成化学経路による骨格の中心の末端炭水化物を有することがより実用的である。一般的な構造は、それらが機能的に同等とすることができるように、すべてのレースマーまたは構造体の構造異性体を含むことを意味する。PEG鎖は、好ましくは約5〜45サブユニット間で構成されており、好ましくは実質的に単分散である。RはPEG鎖の末端基は、化学的部分の様々から選択することができる。Rは好ましくは約650未満の分子量を有する。
PEG鎖の末端基は化学的部分の様々から選択することができる。そのような部分は、好ましくは650未満の分子量を有する。彼らは、−NH、−COOH、−OCHCH、−OCHCHOH、−COCH=CH、−OCHCHNH、−OSOCH、−OCH、−OCHCOCHCHCOONC、−CHCH=CH、C1016Sと−OCが含まれている。末端基は、脂質小胞の集合体の表面に治療または標的剤を架橋促進する官能基であってもよい。アミノ酸、アミノアルキルエステル、ビオチン、マレイミド、ジグリシジルエーテル、マレインイミド、プロピオン酸メチルカルバメート、トシルヒドラゾン塩、アジド、プロパルギルアミン、プロパルギルアルコール、スクシンイミジル(NHS)エステル(例えば、プロパルギルNHSエステル、NHS−ビオチン、スルホ−NHS −LC−ビオチン、またはNHSカーボネート)、ヒドラジド、スクシンイミジルエステル、スクシンイミジル酒石酸塩、スクシンイミジルスクシネート、およびトルエン塩は、係る架橋に有用である。架橋(リンク)された治療薬および標的化剤は、Fabフラグメント、細胞表面結合剤などを含むことができる。また、末端基は、例えば葉酸、トランスフェリンおよびモノクローナル抗体などの分子のような官能細胞標的リガンドを含むことができる、細胞受容体または特定のペプチド配列のリガンドは、特異的な結合部位を提供するために、リポソーム表面に付着させることができる。末端基は、中性でありかのどちらかに負または正に荷電した頭部基を含めることができる、例えば、デカノールアミン(decanolamine)、オクタデシルオールアミン(decylolamine)、オクタノールアミン(octanolamine)、ブタノール、ドデカノールアミン(dodecanolamine)、ヘキサノールアミン、テトラデカノールアミン、ヘキサデカノールアミン(hexadecanolamine)、オレイルアミン、デカノールトリメチルアミニウム(decanoltrimethylaminium)、オクタデシルオールトリメチル(octadecyloltrimethyl)−アミニウム、オクタノールトリメチル(octanoltrimethyl)−アミニウム、ブタノールトリメチルアミニウム(butanoltrimethylaminium)、ドデカノールトリメチルアミニウム(dodecanoltrimethylaminium)、ヘキサノールトリメチルアミニウム(hexanoltrimethylaminium)、テトラデカノールトリメチルアミニウム(tetradecanoltrimethylaminium)、ヘキサデカノールトリメチル(hexadecanoltrimethyl)−アミニウム、オレイルトリメチルアミニウム(oleyltrimethylaminium)。他の有用なR基はアルキル、例えば単糖類、二糖類、三糖類およびオリゴ糖類を含むそれぞれ1、2、3、4またはそれ以上の単糖単位を含有する。さらに、このような抗体フラグメントおよびビタミンのような標的部分はまた、R基として用いることができる。一般に、R基は水に非常に可溶性である。R基の分子量は約650未満であることが好ましい、ほとんどの用途のためのR基は、標的部位でのタンパク質との結合および相互作用を増大させるために、好ましくは容易に極性を与えられる。しかし、バランスのとれたイオンのR基は、有利な口やのどを標的局所ゲルおよび経口溶液として投与の特定の態様のために使用される。
バックボーンと官能基とリンカ(linker)の選択に応じて、本発明の化合物は、いくつかのクラスに分類することができる。これらのクラスはモノアシル−グリセロール−炭水化物−ポリエチレン・グリコール(MAGC−PEG)、モノアシルジエチル−エネテトラミン(enetetramine)−炭水化物−ポリエチレン・グリコール(MADC−PEG)、モノアシルトリエチル−エネテトラミン・炭水化物−ポリエチレン・グリコール(MATC−PEG)、モノステロイドグリセロール−炭水化物・ポリエチレン・グリコール(MSGC−PEG)、モノステロイド・ジエチルエネテトラミン−炭水化物−ポリエチレン・グリコール(MSDC−PEG)およびモノステロイド・トリエチルエネテトラミン−炭水化物・ポリエチレン・グリコール(MSTC−PEG)である。
本発明は、PEG−炭水化物−脂質ベースの調合物を最適化し、改善するように選択することができる架橋化学基を含む。下記のようにPEG、炭水化物およびバックボーンとの間に適切なリンカ(linker)を選択することは、いくつかの理由から重要である。
薬剤または化合物は異物であり、正常な人体がそれを必要としないことが理解される。理想的には、薬はそのまま作用部位に到達し、病気を治す、それがその使命を完了した後に体をそのままに残しておく必要がある。しかしながら、薬物の開発者は、多くの場合、開発中の薬剤の70〜90%が水溶性または透過性の問題を抱えている[Thayer, AM., Chemical & Engineering News. 2010; 88, 13−18],薬物は作用部位に到達しでなく、治療効果を達成することはできない、または体内に長時間留まるので副作用を引き起る。本発明の目的は、治療目的を達成するために薬物を助けるためにユニークなリンカ(linker)を有するポリマー−炭水化物−脂質を開発することである。
異物が代謝プロセスに従って体内から除去される。このプロセスは最も一般的にシトクロムP450酵素を含む。これらの酵素はすべての生物に見られるタンパク質のスーパーファミリーである。人間だけでなく、すべての他の哺乳動物種では、この酵素系は肝臓で主に発見されたが、他のすべての臓器や組織に存在しています。これらの酵素は以下の反応を触媒する:芳香族ヒドロキシル化、脂肪族ヒドロキシル化、N−、O−、およびS−脱アルキル化、N−ヒドロキシル化、N−酸化;スルホキシドと脱アミノ化。本発明の特に重要なのは、新しい脂質から形成された小胞およびこの新しい脂質自体が受けると予想されている破壊プロセスである。メトキシルおよびメチル基が脱メチル化を受けることが期待される。アミンは、N−酸化または脱アミノ化を受けることが期待される。硫黄結合は、S−酸化を受けると予想される。エステルおよびアミドを加水分解することが期待される。種々の器官および組織は、これらの異なる反応を実行する能力が異なっているので、最適な分解特性を有するリンカ(linker)を提供することが本発明のさらなる目的である。
脂質の力を保持することは、薬物製剤および体液中の薬物沈殿防止において重要であり得る。本発明は、PEG−脂質に炭水化物を含めることによって保持力を向上させる手段を提供する。
本発明の複合体中の糖基は、PEG鎖または脂質よりも大きな表面極性を有する。これらのPEG−糖−脂質複合体は、特にいくつかの両親媒性の薬剤または他の化合物のためのマイクロ懸濁液またはナノ粒子への応用し、嚢泡的脂質二重層にパーティションへの薬物または他の化合物のためのより良い均衡分散を提供する。
経口液体製剤のために例えばCapmul(登録商標),Centrophase(登録商標),Cremophor(登録商標),Labrafac(登録商標),Labrafil(登録商標),Labrasol(登録商標)およびMyverol(登録商標)といった既存のPEG−脂質を使用する場合、味マスキング剤を使用しなければならず、これは、製造工程やコストのために別の問題を有し得る。PEG−炭水化物−脂質は一般的にPEG−脂質複合体よりも良い味であり、味マスキング剤の必要性をなくすことができる。
PEG−炭水化物−脂質複合体は、一般に注射用の凍結乾燥されたタンパク質およびペプチドを安定化するために使用される糖から自由に注射剤に製剤化することができる。PEG−炭水化物−脂質複合体を調製した注射剤は、高温および/または高湿条件下で非常に安定している。医薬製剤中の糖類の使用を低減または排除することが糖尿病患者のために特に有益である。
本発明の複合体におけるPEG鎖は好ましくは単分散である。材料およびこのような単分散PEG鎖を合成する方法は米国特許出願12/802,197に開示されており,これらはその全体が本明細書に参照により援用される。特に好ましくは複合体中のPEG鎖の50%以上は同じ分子量を有する。より好ましくは75%以上が同一の分子量を有する。最も好ましくは90%以上が同一の分子量を有する。
一般に、本発明は、PEG−炭水化物−脂質複合体を合成するための化合物および方法を含み、このPEG−炭水化物−脂質複合体は、一のPEG鎖を備えるグリセロールもしくは直鎖ポリアミンバックボーンならびに一の炭水化物基群および前記バックボーンに結合された一の脂質基群を備える。選択されたリンカ(linker)は、バックボーンおよびPEG鎖または炭水化物または脂質基との間のスペーサとして使用することができる。
本発明のバリエーションは、少なくとも3つの利用可能な結合位置とバックボーン用として種々の化合物が含まれている。エチレンジアミン、ジアミノプロパン、エタノール、およびプロパノールといった2つの利用可能な結合位置を有する分子が化学的に3つの結合部位に拡張することができる。
市販のグリセロール脂質モノエステルはグリセロール骨格上の利用可能な位置に新しい部分をリンクすることにより、多くの化合物を調合するために使用することができる。位置異性体の合成中に生成することができるが、そのような異性体は、機能的に同等であってもよい。しかし、異性体の選択は細胞内の脂溶性の分子の輸送だけでなく、医薬用途におけるビヒクルとしての使用など、輸送プロセスの様々な可能性があるかもしない。例えば、異性体の可溶化および保管時に化合物を安定化する能力が異なっていてもよい。
表1は、本発明を実施するのに有用なアミノ酸リンカー(linker)(「X」)を記述する。
表1:アミノ酸リンカー(linker)
Figure 2014504649
Hausman, Robert E.; Cooper, Geoffrey M. (2004). The cell: a molecular approach. Washington, D.C: ASM Press. p. 51
表1に示すこれらの標準的なアミノ酸リンカ(linker)に加えて、本発明はまた、β−アミノランチオニン酸、オルニチン、2−アミノイソ酪酸、デヒドロアラニン、システイン、およびγ−アミノ酪酸などの非標準アミノ酸骨格を含む。
好ましいアミノ酸リンカ(linker)はプロリン,グリシン、アラニン、リジン、システイン、バリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、ヒスチジン、トリプトファン、チロシン、セレノシステイン、およびプロギニンで;より好ましくはプロリン、グリシン、アラニン、リジン、システイン、バリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニンで;最も好ましいのは、プロリン、グリシン、アラニンおよびリジンである。
本発明の複合体は表2に示すようにリンカ(linker)を含んでもよい。表に示す構造は主にChemDrawの(CambridgeSoft, Cambridge, MA, USA)によって命名された。化学名にマイナーなバリエーションがあった場合には、示された構造は基準的なものであることを意味する。
表2 本発明で他のリンカ(linker)の使用
Figure 2014504649
Figure 2014504649
本発明のこの態様において、Xはリンカ(linker)に加えて1つ以上の炭素原子を含み得る。バックボーンは3つのキャリアグループに結合されるようにリンカ(linker)は配向していることが好ましい。
本発明は、多種多様の中央バックボーンを利用して実施することができる。好適なバックボーンは、エステル化またはエーテル化を通じて、炭水化物や脂質やPEGなど添付のために少なくとも3つの利用可能な位置を持っている。それらの適切な分子はグリセロール、グリセロール類似体、直鎖アミン、アミノ酸、カルボキシ基を含むアミンとトリオールまたはジオール、および水酸基またはカルボキシ基を含むアミンとジアミンを使用しバックボンドとして使用されることができる。バックボーン上の最も近い2つの結合位置の間のより好ましい空間は、の2〜8個の元素、たとえその単一の炭素またはCH2である。バックボーン上の最も近い2つの位置の間の結合が最も好ましい空間は、2〜4つの元素である。
それらのグリセロール、グリセリド、トリオール、三酸、テトラ酸またはアミノジオールおよび類縁体を含む中央バックボーンとして使用するのに適しており、これらは、3−アミノ−1,2−プロパンジオール、3−ブロモ−1,2−プロパンジオール、3−クロロ−1,2−プロパンジオール、3−フルオロ−1,2−プロパンジオール、DL−グリセリン酸、ジアミノプロピオン酸、酒石酸、グルコヘプトン酸と、2,4−ブタン、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)酪酸、1,3−ジアミノ−2−プロパノールおよび2−(3−アミノプロピルアミノ)−エタノール、3−アミノ−1,2−プロパンジオール、3−ブロモ−1,2−プロパンジオール、3−クロロ−1,2−プロパンジオール、3−フルオロ−1,2−プロパンジオール、DL−グリセリン酸、ジアミノプロピオン酸、酒石酸、グルコヘプトン酸と、2,4−ブタン、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)酪酸カルボン酸、1,3−ジアミノ−2−プロパノール、2−(3−アミノプロピルアミノ)−エタノール、および3−((3−アミノプロピル)−アミノ)プロパノール、トレイトール、メソ−エリスリトール、ジチオスレイトール、トリメチルシクロヘキサン−1,3,5−トリカルボン酸、トリメチルビス(ヘキサメチレン)トリアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、アルギニン、3つまたは4つの利用可能な結合位置やサイトを有するオキシリルジアミノ(oxylyldiamino)−プロピオン酸、トリオール、三酸、グルコヘプトン酸、トリア、テトラアザシクロドデカン、および酒石酸を含む(これらに限定されない)。
これらのアミン類には、中央バックボーンとして使用するのに適しており、これらは、ジエチレントリアミン、スペルミジン、トリエチレンテトラミン、スペルミン、ノルスペルミジン、ビス(3−アミノプロピル)−1,3−プロパンジアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン。ジエチレントリアミン、ビス(3−アミノプロピル)アミン、トリエチレンテトラミン、トリス(2−アミノエチル)アミン、スペルミン、スペルミジン、ノルスペルミジン、ビス(3−アミノプロピル)−1,3−プロパンジアミン、1,2−ビス(3−アミノプロピルアミノ)エタン、N、N’−ビス(3−アミノプロピル)−1,3−プロパンジアミン、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、ベンジジン、N−エチル−N’−(3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミドを含む(これらに限定されない)。
中央バックボーンとして使用することができる2つのカルボキシル基または2つのヒドロキシル基または2個のアミノ基を有するこれらのアミノ酸のために、好ましいアミノ酸はアスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、オルニチン、セリンおよびスレオニンで;より好ましくは、アスパラギン酸、グルタミン酸、オルニチン、セリンおよびトレオニンで;最も好ましくはアスパラギン酸、グルタミン酸、セリンおよびオルニチンである。
本発明は、脂肪酸または2つの脂肪酸で構成されるジアシルグリセロール、これらの多種多様を用いて実施することができる。表3は、本発明で使用するためにいくつかの飽和脂質を示しています。表4は、本発明で使用するためにいくつかの不飽和脂質を示す。
表3 本発明で使用する飽和脂質
Figure 2014504649
表4 不飽和脂質
Figure 2014504649
PEG−炭水化物−脂質複合体の合成に適した脂質は、胆汁酸(ステロイド酸)およびアルキル鎖である。従って、本発明は、PEG−炭水化物−脂質複合体の様々とステロイド酸炭水化物−PEG結合体は、特定の細胞への脂質ベースの薬物送達のための標的部分として、または自己乳化薬物送達システム(SEDDS)としてリポソームに組み込むことができる。
胆汁酸(ステロイド酸)は、4つのリング、カルボン酸で終端する5または8個の炭素の側鎖を有するステロイド構造からなる、分子の大きなファミリーを構成し、ヒドロキシル基の異なる数の有無および向きを構成する。四つの環は左から右までにA、B,C、およびDにラベル付けされ、D−環は他の3つのより1つ炭素だけ小さい。例示的な胆汁酸は、化学構造式2で示されている。すべての胆汁酸は側鎖を有する。タウリンまたはグリシンとアミド結合型とすることができるカルボキシル基を従属するとき、核のヒドロキシル基がグルクロニドまたは硫酸エステル化することが、胆汁アルコールの水溶性胆汁酸塩の形成に必須である。

Figure 2014504649
およびRヒドロキシルまたはプロトンであり得る
化学構造式2
新しいステロイド−炭水化物−PEGは胆汁酸で、コール酸、デゾキシコリン酸、デヒドロコール酸、グリコケノデオキシコール酸およびギリコデオキシ(glycodeoxy)−コール酸含むがこれらに限定されるものではない。本発明は表5に記載されるように様々な胆汁酸を用いて実施することができる。ステロイド炭水化物−PEGは、それらが機能的に同等とすることができるように、構造体のすべてのラセマー(racemer)と構造異性体を含むことを意味する。
表5:本発明で使用する胆汁酸(ステロイド酸)およびその類似体

Figure 2014504649
最近胆汁酸塩の物理化学的特性に関して構造体のわずかな修正が研究されている。特許公報(WO02083147)は胆汁酸または胆汁酸塩が好適なアミノ酸との位置24(カルボキシル基)中の共役である胆汁酸塩、脂肪酸結合体が開示されている、不飽和C=C結合は、1つまたは2つの脂肪酸と結合しているラジカルは14−22個の炭素原子を有する。その複合体は、脂肪肝、高血糖および糖尿病の治療のために、血中コレステロールを低減するための医薬組成物として使用されることを意図している。別の特許(US2003212051)は、リンカー(linker)基は、胆汁酸および化合物の間で使用され得るアシクロビル胆汁酸プロドラッグが開示されている。
表6に示されるように脂質炭水化物−PEG複合体のために適した炭水化物には単糖類や二糖類またオリゴ糖が含まれる。
表6 本発明で使用する炭水化物
Figure 2014504649
本発明の脂質炭水化物−PEG結合体は、多くの用途に使用することができる。医薬および化粧剤の製剤と送達が記載されている。さらに、本発明の脂質炭水化物−PEGは、水溶性脂質が利点である他の用途、例えば工業および食品処理においても使用することができる。
モノアシルグリセロール−炭水化物−ポリエチレングリコールを形成するために本発明で使用される合成は、一般に、ヒドロキシル基、典型的には無水物、酸塩化物、クロロホルメートおよびカーボネート、アルデヒド、エステル、アミドなど、または複合体のためにより効率的な官能基に反応するリンカー(linker)とPEGポリマーとの反応を利用している。好ましい末端基は、マレイミド、ビニルスルホン、ピリジルジスルフィド、アミン、カルボン酸およびスクシンイミジル(NHS)エステルが挙げられる。
別の態様において、本発明は一般構造3を有するPEG−炭水化物−脂質複合体を含む。

Figure 2014504649
一般構造3
ここで、バックボーンはグリセロールまたは類似体または直鎖アミン、グリセロール状(トリ−もしくはテトラ−アミン)または3つの利用可能な結合部位を有するアミノ酸から選択される;脂質は、ジアシルグリセロールもしくは脂肪酸または胆汁酸(これらに限定されない)を含むカルボン酸から選択される;糖は単糖類や二糖類またはオリゴ糖を含む炭水化物である、3つの置換基としては、エーテル化またはエステル化またはアミド化または同様の置換反応を通してバックボーンに共有結合である。一般的な構造は、それらが機能的に同等とすることができるように、すべてのラセマーまたは構造体の構造異性体を含むことを意味する。ここで、PEG鎖は約5〜45サブユニット間で構成することができる。RはPEG鎖の末端基は化学的部分の様々から選択することができる。Rは、好ましくは約650未満の分子量を有する。PEG−炭水化物−脂質複合体は、溶媒として、リポソーム、例えば溶剤以外の用途に有用である。
新たな脂質の合成を制御することができるように、各個脂質−炭水化物−PEG分子中の単一のリンカ(linker)が存在する。しかし、場合によっては、それは下記一般構造式4のような複数の同じリンカ(linker)のコピー、単一分子内の異なるリンカ(linker)の組合せを有することが有用である。

Figure 2014504649
一般構造式4
ここで、脂質は4〜22個の炭素原子(表3、4)を有するアルキル基であるか、または24個の炭素の特定のステロイド構造を有する胆汁酸(表5)であり;糖は単糖類や二糖類またはオリゴ糖(表6)を含む炭水化物である。ここでXは表1、表2および以下基(オキシ、アミノ酸、アミノ、スクシニルアミノ、アセトアミド、アミノアセチル、アミノペンタンアミド、チオプロパノアイル(thiopropanoayl)、N−(メルカプトメチル)プロピオンアミド、メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、(1,2−ジヒドロキシ−3−メルカプトプロピルチオ)プロパノイル、スクシニル、アセチル、オキソペンタノイル、カルバモイル、アミノアルキル、グルタルアミド(glutaramido)、アミノエタンチオール、メルカプトプロパノール、(ヒドロキシプロピルチオ(hydroxypropylthio))プロパノアイル(propanoayl)、3−((2−プロピオンアミドエチル)ジスルファニル)プロパノアイル、(((アセトアミド)ジスルファニル)プロパ)グルタルアミド、アミノエタンチオエート(aminoethanethioate)、2−ヒドロキシプロピオン酸無水物)から選択される1つ以上のリンカ(linker)である。
一の態様において、本発明は下記一般構造式5で表されるPEG−炭水化物−脂質複合体を含む。
Figure 2014504649
一般構造式5
ここで、脂質は、ジアシルグリセロールまたはアルキル基4〜22の間で有す個の炭素を有し(表3および4)、または胆汁酸は24個の炭素の特定のステロイド構造を有し(表5)、炭水化物は、単糖類または二糖類またはオリゴ糖を含む炭水化物である。XとXは、表1、2または以下の群から選択される一種以上のリンカ(linker)で構成される同一または異なるリンカ(linker)である。それらはオキシ、アミノ酸、アミノ、スクシニルアミノ、アセタミド、アミノペンタンアミド、アミノアセチル、チオプロパノアイル、N−(メルカプトメチル)−プロピオンアミド、メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、(1,2−ジヒドロキシ−3−メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、スクシニル、アセチル、オキソペンタノイル、カルバモイル、アミノアルキル、グルタルアミド、アミノエタンチオール、メルカプトプロパノール、(ヒドロキシプロピルチオ)プロパノアイル、3−((2−プロピオンアミドエチル)ジスルファニル)プロパノアイル、(((アセトアミド)ジスルファニル)プロパノイルオキシ)グルタルアミド、アミノエタンチオエートと2−ヒドロキシプロピオン酸無水物である。より好ましくはRが約650未満の分子量を有する。脂肪酸は、好ましくはオレイン酸、ミリスチン酸、リノール酸およびパルミチン酸塩からなる群から選択することができる。糖は、表6のアルドース、ケトース、ピラノース、フラノース、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキソース、スクロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、ツラノース、セロビオース、ラフィノース、メレジトース、マルトトリオース、アカルボース、スタキオースからなる群から好ましく選択することができる。PEG鎖は、約6〜45サブユニット間で構成され、より好ましくは、PEG鎖は、約8〜24サブユニット間で構成されて、さらにより好ましくはPEG鎖は、約12〜24サブユニット間で構成されている。
別の態様において、本発明は下記一般構造式6で表される化合物を含む。

Figure 2014504649
一般構造式6
LipidとLipidは同一または異なるアルキル基であって、4〜22個の炭素原子(表3、4)または24個の炭素原子(表5)の特定のステロイド構造を有する胆汁酸を有し;ここで、糖は、表6のアルドース、ケトース、ピラノース、フラノース、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキソース、スクロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、ツラノース、セロビオース、ラフィノース、メレジトース、マルトトリオース、アカルボース、とスタキオースからなる群から選択される群炭水化物である。XとXは、表1、2または以下の群から選択される一種以上のリンカ(linker)で構成される同一または異なるリンカ(linker)である。これらはトルオキシ、アミノ、スクシニルアミノ、アミノアセチルアセトアミド、アミノペンタンアミド、チオプロパノアイル、N−(メルカプトメチル)プロピオンアミド、メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、(1,2−ジヒドロキシ−3−メルカプトプロピルチオ)プロパノイル、スクシニル、アセチル、オキソペンタノイル、カルバモイル、アミノアルキル、グルタルアミド、アミノエタンチオール、メルカプトプロパノール、(ヒドロキシプロピルチオ)プロパノアイル、3−((2−プロピオンアミドエチル)ジスルファニル)プロパノアイル、(((アセトアミドエチル)ジスルファニル)プロパノイルオキシ)グルタルアミド、アミノエタンチオエートと2−ヒドロキシプロピオン酸無水物である。LipidとLipidは、好ましくは、オレイン酸、ミリスチン酸、リノール酸とパルミチン酸からなる群から選択することができる。PEG鎖は約3〜45サブユニット間で、より好ましくはPEG鎖は約4〜24サブユニット間で、さらにより好ましくはPEG鎖は約4〜12サブユニット間で構成されている。
別の態様において、本発明は下記一般構造式7で表される化合物を含む分子を含む。
Figure 2014504649
一般構造式7
ここで、糖(Sugar)は、表6のアルドース、ケトース、ピラノース、フラノース、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキソース、スクロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、ツラノース、セロビオース、ラフィノース、メレジトース、マルトトリオース、アカルボースとスタキオースからなる群から選択される選択炭水化物であり、脂質(Lipid)は、24個の炭素原子を有する特定のステロイド構造(表5)を有する4〜22個の炭素または胆汁酸のアルキル基(表3,4)からのジアシルグリセロールまたは脂肪酸である。XおよびXは、同一または異なるリンカーであり、表1または2から選択されるか、アセチルオキシ、アミノ、スクシニルアミド、アミノアセチルアセトアミド、アミノペンタンアミド、チオプロパノアイル、N−(メルカプトメチル)−プロピオンアミド、メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、(1,2−ジヒドロキシ−3−メルカプトプロピルチオ)プロパノイル、スクシニル、アセチル、オキソペンタノイル、カルバモイル、アミノアルキル、グルタルアミド、アミノエタンチオール、メルカプトプロパノール、(ヒドロキシプロピルチオ)プロパノアイル、3−((2−プロピオンアミドエチル)ジスルファニル)プロパノアイル、(((アセトアミドエチル)ジスルファニル)プロパノイルオキシ)グルタルアミド、アミノエタンチオエートと2−ヒドロキシプロピオン酸無水物からなる群から選択され得る。より好ましくは、Rが約650未満の分子量を有する。脂質は、ジアシルグリセロール、脂肪酸、オレイン酸、ミリスチン酸、リノール酸およびパルミチン酸塩からなる群から好ましくは選択される。PEGとPEGは、同一または異なる数のサブユニットを有してもよい。PEG鎖は、約3〜45サブユニット間で、より好ましくは4〜24サブユニット間で、さらにより好ましくは4〜12サブユニット間で構成されている。
別の態様において、本発明は下記一般構造式8で表される化合物を含む分子を含む。
Figure 2014504649
一般構造式8
糖は、表6のアルドース、ケトース、ピラノース、フラノース、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキソース、スクロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、ツラノース、セロビオース、ラフィノース、メレジトース、マルトトリオース、アカルボースとスタキオースからなる群から選択される炭水化物であり;脂質は、4〜22個の炭素原子または24個の炭素原子(表5)の特定のステロイド構造を有する胆汁酸を有するアルキル基(表3,4)から選択される。X、XおよびXは、同一または異なるリンカーであり、表1または2から選択されるか、オキシ、アミノ、スクシニルアミド、アミノアセチルアセトアミド、アミノペンタンアミド、チオプロパノアイル、N−(メルカプトメチル)−プロピオンアミド、メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、(1,2−ジヒドロキシ−3−メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、スクシニル、オキソペンタノイル、カルバモイル、アミノ、グルタルアミド、アミノエタンチオール、メルカプトプロパノール、(ヒドロキシプロピルチオ)プロパノアイル、3−((2−プロピオンアミドエチル)ジスルファニル)プロパノアイル、(((アセトアミドエチル)ジスルファニル)プロパノイルオキシ)グルタルアミド、アミノエタンチオエートおよび2−ヒドロキシプロピオン酸無水物からなる群から選択され得る。より好ましくは、Rが約650未満の分子量を有する。Rは−OHまたは−OCHである。脂質は、好ましくはジアシルグリセロールまたはオレイン酸、ミリスチン酸、リノール酸およびパルミチン酸塩からなる群から選択することができる。PEG、PEGおよびPEGは、同一または異なる数のサブユニットを有してもよい。PEG鎖は約3〜45サブユニット間で、より好ましくは約3〜24サブユニット間で、さらにより好ましくは約4〜12サブユニット間で構成されている。
別の態様において、本発明は下記一般構造式9で表される化合物を含む分子を含む。
Figure 2014504649
一般構造式9
ここで、バックボーンはグリセロールまたは類似体または直鎖アミン、グリセロール状(トリ−もしくはテトラ−アミン)または3つの利用可能な結合部位を有するアミノ酸から選択され、脂質は、脂肪酸もしくは胆汁酸を含むがこれに限定されないジアシルグリセロールまたはカルボン酸から選択され、糖は単糖類や二糖類またはオリゴ糖を含む炭水化物であり、3つの置換基としては、エーテル化またはエステル化またはアミド化または同様の置換反応を通してバックボーンに共有結合する。一般的な構造は、それらが機能的に同等とすることができるように、すべてのラセマーまたは構造体の構造異性体を含むことを意味する。bPEGは2以上のPEG鎖を伴う分枝PEGであり、各PEG鎖は約5〜45サブユニット間からなっていてもよい。Rは各PEG鎖上の末端基であり、同一でも異なっていてもよく、多種多様の化学的部分から選択することができる。Rは、好ましくは約650未満の分子量を有する。PEG−炭水化物−脂質複合体は、溶媒として、リポソーム以外の用途に有用である。
別の態様において、本発明は一般構造10を有するPEG−炭水化物−脂質複合体を含む。
Figure 2014504649
一般構造10
ここで、LipidとLipidは4〜22個の炭素原子(表3、4)または24個の炭素の特定のステロイド構造(表5)を有する胆汁酸との間に有する、同一または異なるアルキル基でよい。バックボーンは4つの利用可能な結合部位を有するポリアミンまたは化合物から選択される。ここで、脂質はカルボキシル酸から選択され、ジアシルグリセロールまたは脂肪酸もしくは胆汁酸を含む(これらに限定されない)。糖は単糖や二糖またはオリゴ糖を含む炭水化物である。3置換グループは、エーテル化またはエステル化またはアミド化または同様の置換反応を通してバックボーンに共有結合する。一般的な構造は、それらが機能的に同等とすることができるように、すべてのラセマーまたは構造体の構造異性体を含むことを意味する。PEG鎖は約5〜45サブユニット間で構成することができる。Rは各PEG鎖上の末端基であり、多種多様の化学的部分から選択することができる。Rは好ましくは約650未満の分子量を有する。PEG−炭水化物−脂質複合体は、溶媒として、リポソーム以外の用途に有用である。
この3つのキャリア複合体と同様に、各脂質−炭水化物−PEG分子中に単一のリンカ(linker)が存在するように、新たな脂質の合成を制御することができる。しかし、場合によっては、以下の一般構造11のように、それは複数の同じリンカ(linker)のコピー、または単一分子内の異なるリンカ(linker)の組合せを有することが有用であり得る。
Figure 2014504649
一般構造11
LipidとLipidは4〜22個の炭素原子(表3、4)または24個の炭素原子(表5)の特定のステロイド構造を有する胆汁酸との間に有して、同一または異なるアルキル基であってもよいあり、糖は単糖、二糖またはあるオリゴ糖を含む炭水化物である(表6)。ここで、Xは、表1、2またはオキシ、アミノ酸、アミノ、スクシニルアミド、アセトアミド、アミノ−ペンタンアミド、アミノアセチルチオプロパノアイル、N−(1,2−ジヒドロキシ−3−メルカプトプロピルチオ)−プロピオンアミド、メルカプト−プロピルチオ)−プロパノイル(メルカプトメチル))−プロパノイル、スクシニル、アセチル、オキソペンタノイル、カルバモイル、アミノアルキル、グルタルアミド、アミノエタンチオール、メルカプトプロパノール、(ヒドロキシプロピルチオ)プロパノアイル、3−((2−プロピオンアミドエチル)ジスルファニル)−プロパノアイル、(((アセトアミド)ジスルファニル)−プロパノイル)−グルタルアミド、アミノエタンチオエートおよび2−プロピオン酸−ヒドロキシの群から選択された1つまたはそれ以上のリンカ(linker)である。
一の態様において、本発明は下記一般構造式12で表されるPEG−炭水化物−脂質複合体を含む。
Figure 2014504649
一般構造式12
ここで、LipidとLipidは4〜22個の炭素原子に同一または異なるアルキル基であり(表3、4)、または胆汁酸は24個の炭素原子を有する特定のステロイド構造を有する(表5)、炭水化物は単糖または二糖をオリゴ糖で含む炭水化物である。XおよびXは、表1、2またはオキシ、アミノ、スクシニルアミド、アミノアセチルアセトアミノ、アミノペンタンアミド、チオプロパノアイル、N−(メルカプトメチル)−プロピオンアミド、メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、(1,2−ジヒドロキシ−3−メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、スクシニル、アセチル、オキソペンタノイル、カルバモイル、アミノアルキル、グルタルアミド、アミノエタンチオール、メルカプトプロパノール、(ヒドロキシプロピルチオ)プロパノアイル、3−((2−プロピオンアミドエチル)ジスルファニル)プロパノアイル、(((アセトアミド)ジスルファニル)プロパノイルオキシ)グルタルアミド、アミノエタンチオエートと2−ヒドロキシプロピオン酸無水物の群から選択される一種以上のリンカ(linker)で構成される同一または異なるリンカ(linker)である。より好ましくRは約650未満の分子量を有する。LipidとLipidは同一または異なっている。脂肪酸はオレイン酸、ミリスチン酸、リノール酸およびパルミチン酸群から好ましく選択することができる。糖は、表6のアルドース、ケトース、ピラノース、フラノース、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキソース、スクロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、ツラノース、セロビオース、ラフィノース、メレジトース、マルトトリオース、アカルボース、スタキオースからなる群から好ましく選択することができる。PEG鎖は約6〜45サブユニット間で、より好ましくは約8〜24サブユニット間で、さらにより好ましくは約12〜24サブユニット間で構成されている。
別の態様において、本発明は下記一般構造式13で表される化合物を含む。
Figure 2014504649
一般構造式13
ここで、PEGとPEGは、同一または異なる数のサブユニットを有してもよい。脂質は4〜22個の炭素原子または24個の炭素原子(表5)の特定のステロイド構造を有する胆汁酸を有するアルキル基(表3、4)からのジアシルグリセロールまたは脂肪酸であり、糖は表6のアルドース、ケトース、ピラノース、フラノース、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキソース、スクロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、ツラノース、セロビオース、ラフィノース、メレジトース、マルトトリオース、アカルボース、スタキオースからなる群から選択される炭水化物である。XとXは、表1、2またはアセチルオキシ、アミノ、スクシニルアミド、アミノアセチルアセトアミド、アミノペンタンアミド、チオプロパノアイル、N−(メルカプトメチル)−プロピオンアミド、メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、(1,2−ジヒドロキシ−3−メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、スクシニル、アセチル、オキソペンタノイル、カルバモイル、アミノアルキル、グルタルアミド、アミノエタンチオール、メルカプトプロパノール、(ヒドロキシプロピルチオ)プロパノアイル、3−((2−プロピオンアミドエチル)ジスルファニル)プロパノアイル、(((アセトアミド)ジスルファニル)プロパノイルオキシ)グルタルアミド、アミノエタンチオエートと2−ヒドロキシプロピオン酸無水物の群から選択される一種以上のリンカ(linker)で構成される同一または異なるリンカ(linker)である。脂質は好ましく群から選択することができるオレイン酸、ミリスチン酸、リノール酸およびパルミチン酸から構成される。PEG鎖は約4〜45サブユニット間で、より好ましくは約4〜24サブユニット間で、さらにより好ましくは約8〜16サブユニット間で構成されている。それぞれのPEG鎖のRとRは650未満の分子量を有する同一または異なる末端基とすることができる。
別の態様において、本発明は下記一般構造式14で表される化合物を含む分子を含む。
Figure 2014504649
一般構造式14
Sugar(糖)とSugarは、表6のアルドース、ケトース、ピラノース、フラノース、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキソース、スクロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、ツラノース、セロビオース、ラフィノース、メレジトース、マルトトリオース、アカルボース、スタキオースからなる群から選択される同一または異なる炭水化物であり得る。脂質は4〜22個の炭素原子を有するアルキル基(表3,4)または24個の炭素の特定のステロイド構造(表5)を有する胆汁酸からのジアシルグリセロールまたは脂肪酸である。X、XおよびXは、表1、2またはアセチルオキシ、アミノ、スクシニルアミド、アミノアセチルアセトアミド、アミノペンタンアミド、チオプロパノアイル、N−(メルカプトメチル)−プロピオンアミド、メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、(1,2−ジヒドロキシ−3−メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、スクシニル、アセチル、オキソペンタノイル、カルバモイル、アミノアルキル、グルタルアミド、アミノエタンチオール、メルカプトプロパノール、(ヒドロキシプロピルチオ)プロパノアイル、3−((2−プロピオンアミドエチル)ジスルファニル)プロパノアイル、(((アセトアミドエチル)ジスルファニル)プロパノイルオキシ)グルタルアミド、アミノエタンチオエートおよび2−ヒドロキシプロピオン酸無水物の群から選択される同一または異なるリンカ(linker)である。より好ましくはRが約650未満の分子量を有する。脂質は、ジアシルグリセロール、脂肪酸、オレイン酸、ミリスチン酸、リノール酸およびパルミチン酸塩からなる群から好ましくは選択することができる。PEG鎖は約4〜45サブユニット間で構成することができる。より好ましくは約8〜24サブユニット間で、さらにより好ましくは約8〜16サブユニット間で構成されている。
別の態様において、本発明は下記一般構造式15で表される化合物を含む分子を含む。
Figure 2014504649
一般構造式15
Sugar(糖)とSugar(糖)は、表6のアルドース、ケトース、ピラノース、フラノース、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキソース、スクロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、ツラノース、セロビオース、ラフィノース、メレジトース、マルトトリオース、アカルボースおよびスタキオースからなる群から選択される同一または異なる炭水化物であり得る。Lipid(脂質)は、4〜22個の炭素原子を有するアルキル基(表3,4)または24個の炭素の特定のステロイド構造(表5)を有する胆汁酸から選択される。X、XおよびXは表1または2またはアセチルオキシ、アミノ、スクシニルアミド、アミノアセチルアセトアミド、アミノペンタンアミド、チオプロパノアイル、N−(メルカプトメチル)−プロピオンアミド、メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、(1,2−ジヒドロキシ−3−メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、スクシニル、アセチル、オキソペンタノイル、カルバモイル、アミノアキル、グルタルアミド、アミノエタンチオール、メルカプトプロパノール、(ヒドロキシプロピルチオ)プロパノアイル、3−((2−プロピオンアミドエチル)ジスルファニル)プロパノアイル、(((アセトアミドエチル)ジスルファニル)プロパノイルオキシ)グルタルアミド、アミノエタンチオエートと2−ヒドロキシプロピオン酸無水物の群から選択される同一または異なる基一つまたはそれ以上のリンカ(linker)である。より好ましくは、Rが約650未満の分子量を有する。Rは−OHまたは−OCHである。脂質はジアシルグリセロールまたはオレイン酸、ミリスチン酸、リノール酸およびパルミチン酸塩からなる群から好ましく選択することができる。PEG、PEGおよびPEGは、同一または異なる数のサブユニットを有してもよい。PEG鎖は約3〜45サブユニット間で、より好ましくは3〜24サブユニット間で、さらにより好ましくは約4〜16サブユニット間で構成されている。
別の態様において、本発明は下記一般構造式16で表される化合物を含む分子を含む。
Figure 2014504649
一般構造式16
ここで、LipidとLipidは、4〜22個の炭素原子を有するジアシルグリセロールまたはカルボン酸(表3および4)または24個の炭素の特定のステロイド構造(表5)を有する胆汁酸を有する、同一または異なるアルキル基であってもよい。Backbone(バックボーン)はポリアミンまたは使用可能な4つの結合部位を有する、糖は単糖や二糖またはオリゴ糖を含む炭水化物である。4つの置換基は、エーテル化またはエステル化またはアミド化または同様の置換反応を通してバックボーンに共有結合する。一般構造式は、それらが機能的に同等とすることができるように、すべてのラセマーまたは構造体の構造異性体を含むことを意味する。bPEGは2以上のPEG鎖と各PEG鎖は、約5〜45サブユニット間からなっていてもよい分枝PEGである。Rは末端基であり、様々な化学的部分から選択することができる。Rは好ましくは約650未満の分子量を有する。PEG−炭水化物−脂質複合体は、溶媒として、リポソーム以外の用途に有用である。
本発明の別の態様は、化合物を送達する方法を含み、この方法は、前記化合物のPEG−炭水化物−脂質に基づく調製をなすことを含み、この調製は、アミノ、スクシニルアミド、アセトアミド、アミノペンタンアミド、アミノアセチル、チオプロパノアイル、N−(メルカプトメチル)プロピオンアミド、メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、(1,2−ジヒドロキシ−3−メルカプトプロピルチオ)アセチルプロパノイル、スクシニル、アセチル、オキソペンタノイル、カルバモイル、アミノアルキル、グルタルアミド、アミノエタンチオール、メルカプトプロパノール、(ヒドロキシプロピルチオ)プロパノアイル、3−(2−プロピオンアミドエチル)ジスルファニル)プロパノアイル、(((アセトアミドエチル)ジスルファニル)プロパノイルオキシ)グルタルアミド、アミノエタンチオエートと2−ヒドロキシプロピオン酸無水物の群から選択されるアミノ酸リンカー(linker)および可能な二次リンカ(linker)を有するPEG−炭水化物−脂質を備え、離型剤を提供する。離型剤はリンカーを分解する。離型剤は、酸や光や低酸素症または触媒である。
本発明は、アミノ酸の結合を介して3キャリアグループのいずれかに中央骨格を連結する方法である。キャリア群をジスクシンイミジル炭酸塩(disucccimidylcarbonate(DCS))と反応させることにより活性化することができる。
アミノ酸からPEG−炭水化物−脂質複合体の合成の例は、反応スキーム1に示す。反応スキームは、アシルまたはステロイド酸基のすべての種類を有するキャリアグループに適用可能である。
活性化されたアシルキャリア群は、次に直接エステル結合を有する複合体を製造するためのヒドロキシ基を有するアミノ酸(AA)と直接反応される。AA−アシルグリセリン酸塩(acylglycerate)からアミノ酸のカルボキシル基は、PEGのヒドロキシ基の一つと反応し、次に第一級アミン上の保護基が除去され、化学構造式3に示されたようなPEG−脂質複合体を形成するために活性化された炭水化物と反応する。脂質は、ジアシルグリセロールまたはモノアシル基または脂肪酸またはステロイドまたは酸であってもよい。本願に示す一般構造は、それらが機能的に同等とすることができるように、すべてのラセマーおよび構造の構造異性体を含むことを意味する。


Figure 2014504649

N−ラクトビオニル(lactobionyl)−オレイルセリネート(oleylserinate)−PEG12
Figure 2014504649
化学構造式3
Figure 2014504649
反応スキーム1
グリセロールまたはグリセロール様中央骨格のPEG−炭水化物−脂質複合体の合成の例は、反応スキーム2に示す。この反応スキームは、すべてのアシル、ステロイド酸、PEG鎖のキャリアグループに適している。

Figure 2014504649
反応スキーム2
Figure 2014504649
反応スキーム3
線形多価アミン中央バックボーンからPEG−糖−脂質複合体の合成例反応スキーム3に示す。再び、この反応スキームは、アシルまたはステロイド酸またはPEG鎖のすべての種類のキャリアグループに適している。
別の態様では、本発明は、脂質−炭水化物−PEG複合体を含み、この複合体は、3つキャリアグループと、この複合体が利用可能な3箇所に有する中央バックボーンと、前記キャリアグループの1つと中央バックボーンとの間の一または複数のリンカーと、からなる。このような脂質、炭水化物−PEG複合体は化学構造式1で表され、Xは表1および2からのリンカーまたは下記群を含むことから選択される。アミノ、スクシニルアミド、アセトアミド、アミノペンタンアミド、アミノアセチル、チオプロパノアイル、N−(メルカプトメチル)プロピオンアミド、メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、(1,2−ジヒドロキシ−3−メルカプトプロピルチオ)アセチルプロパノイル、スクシニル、アセチル、オキソペンタノイル、カルバモイル、アミノアルキル、グルタルアミド、アミノエタンチオール、メルカプトプロパノール、(ヒドロキシプロピルチオ)プロパノアイル、3−(2−プロピオンアミドエチル)ジスルファニル)プロパノアイル、(((アセトアミドエチル)ジスルファニル)−プロパノイルオキシ)グルタルアミド、アミノエタンチオエート、2−ヒドロキシプロピオン酸無水物。表7にPEG−炭水化物−脂質複合体のいくつかのサンプルを示し、化学名にマイナーなバリエーションがあった場合には、示された構造は基準的なものであることを意味する。
PEG−脂質複合体の代表的構造を表7に記載されている
表7 PEG−炭水化物−脂質複合体のサンプル
Figure 2014504649
Figure 2014504649
本発明の実施形態は、溶解度を増大し、活性薬剤の送達を増強するための精製されたPEG−脂質複合体を含む医薬組成物の製造に関して記載される。調合された薬剤のための近似する好適な組成物が本明細書において概して記載されるが、異なる薬剤は典型的には異なる最適な調合物を有する。
輸液の場合に薬物の好ましい濃度は0.1%〜30%、より好ましくは0.5〜10%、最も好ましいは0.5〜5%である。注射用の最終薬物溶液中の薬物に対するPEG−脂質の好ましい重量比(PEG−脂質/薬剤)は1〜30、より好ましくは1〜20、最も好ましいは1〜10である。
PEG−炭水化物−脂質複合体が、薬剤の静脈内投与のために単分散PEG鎖を有することが好ましい。単分散PEG鎖は一つ以上のPEGオリゴマーからなっていてもよく、個々のオリゴマーからの総オリゴマー純度が90%以上である。例えば、単分散PEG鎖は、50%PEG−12と40%PEG−15を含んでいてもよい。これはいくつかのオリゴマーを含む単分散PEG鎖を有することが好ましい。オリゴマーの好ましい数は1〜5、より好ましくは1〜3、最も好ましいは1〜2である。
経口溶液の好ましい濃度は1〜40%、より好ましくは2.5〜30%、最も好ましくは5〜30%である。薬物に対するPEG−脂質の好ましい比率(PEG−脂質/薬剤)は0.5〜20、より好ましくは1〜10、最も好ましくは1〜5である。
眼科用製剤のためには、薬物の好ましい濃度は0.01〜5%、より好ましくは0.05〜2%、最も好ましくは0.1〜2%である。薬物に対するPEG−脂質の好ましい比率(PEG−脂質/薬剤)が1〜20、より好ましくは3〜15、最も好ましくは5〜10である。
局所的な溶液のためには、薬剤の好ましい濃度は0.05〜5%、より好ましくは0.1〜5%、最も好ましくは0.1〜2%である。薬物に対するPEG−脂質の好ましい比率(PEG−脂質/薬剤)は1〜20、より好ましくは3〜15、最も好ましくは5〜10である。
前述の説明は、PEG鎖を含むグリセロールのようなバックボーンを有するポリマー−炭水化物−脂質複合体に焦点を当ててきたが、さらに、本発明は代替のバックボーンおよびポリマーを含有する。同様のPEG−炭水化物−脂質複合体を合成するための代替骨格のために3−アミノ−1,2−プロパンジオール、3−ブロモ−1,2−プロパンジオール、3−クロロ−1,2−プロパンジオール、3−フルオロ−1,2−プロパンジオール、DL−グリセリン酸、ジメチロールプロピオン酸(2−1,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸)、酒石酸、グルコヘプトン酸と1,2,4−ブタントリオールを使用することができる。このような代替的な実施形態では、PEG鎖(または代替ポリマー鎖)は、特に医薬品の静脈内投与のために、単分散または狭い分散として好適である。
別の態様では、アミノ酸中央成分またはバックボーンを有するポリマー−糖−脂質複合体はPEG鎖を含有する。本発明はさらに、2つのカルボキシル基または2つのヒドロキシルまたは2つのアミノ基を有するこれらのアミノ酸を含む。好ましいアミノ酸はアスパラギン酸、グルタミン酸、グルタミン、アスパラギン、セリン、トレオニン、アルギニン、ヒスチジン、リジン、オルニチン、トレオニン、トリプトファンおよびチロシンであり、より好ましくは、アスパラギン酸、グルタミン酸、オルニチン、セリンおよびトレオニンであり、最も好ましくは、アスパラギン酸、グルタミン酸、セリンおよびオルニチンである。脂質−アミノ酸糖−PEG結合体において、PEG鎖(または別のポリマー鎖)は、医薬品の静脈内投与のために、単分散または狭い分散として好適である。
別の態様では、直鎖多価アミン中央成分またはバックボーンを有するポリマー−脂質複合体はPEG鎖を含有する。本発明はさらに、それらの直鎖アミンを含む中央バックボーンとして使用するのに適しており、これらにジエチレントリアミン(スペルミジン)、トリエチレントリアミン(スペルミン)、ノルスペルミジン、ビス(3−アミノプロピル)−1,3−プロパンジアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミンを含むがこれらに限定されない。脂質−直鎖多価アミン−糖−PEG結合体において、PEG鎖(または別のポリマー鎖)は医薬品の静脈内投与のために、狭い単分散として好適である。
実施例
化学物質と試薬: N,N’−ジシクロヘキシル尿素,N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド,ラクトビオン酸,および他の化学物質は、Sigma−Aldrichから入手した(St. Louis, MO, USA)。活性化PEGまたはビオチン化PEGがQuanta BioDesign (Powell, Ohio, USA) またはThermo Fisher Scientific (Rockford, IL) から得られた。
実施例1 第三ブチル・カルバメート(Boc)保護アミノ基の準備
無触媒および室温下で高収率かつ効果的な合成法が以前に報告され[Chankeshwara, SV and Chakraborti, AK. Org. Lett., 2006; 8, 3259]、少し修正を加えて使用された。MeOH中のアミノ基を含有する出発化合物の溶液に、ジ−t−ブチルジカーボネート、1対1のモル比で添加した。得られた混合物を室温で一晩撹拌した。反応が完了した時で、溶媒を真空下で除去し、残留物をEtOAcに溶解し、次いでNaSOで乾燥し、予想される生成物(>90%)を得凝縮し、一度飽和塩化アンモニウム水溶液で洗浄した。この反応の例は反応スキーム4に示されている。この方法は任意の副生成物(例えばイソシアネート、尿素、N、N−ジ−t−Bocなど)なしで化学選択的N−t−Boc誘導体を与える。

Figure 2014504649
反応スキーム4
実施例2 Boc保護アミノ基の脱保護
第三ブチルカルバメートまたは第三ブチルエステルの脱保護のための効果的な試薬は、リン酸、トリフルオロ酢酸が挙げられる。反応は高収率を与え、非常に便利である。[Li, B. Berliner, M. etc, J. Org. Chem., 2006; 71, 9045] トリフルオロ酢酸の等量をCHClでのBoc−カルバメート(粗生成物の10%)の溶液に添加した。次いで飽和炭酸水素ナトリウムで洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、CHCl中に得られた溶液を一晩室温で攪拌し、溶媒を蒸発させ、残留物を再溶解した。溶媒をさらに精製することなく蒸発させ、次の工程で使用した。
実施例3 オレセリネートの調製
N−Boc−セリン0.03をモルクロロホルム100mlの窒素下で常に撹拌した。オレオイルクロリド0.03モルをクロロホルム100mLで溶解し、N−オレオイルセリン、この不均一混合物に添加し、その後、無水ピリジンを10mLを添加した。室温で常に攪拌しながら30分間反応し、混合物が均質になり、反応は、検出可能な塩化オレオイルが混合物中になくなると完了した。バルク溶媒を真空下で除去し、粗生成物をさらに精製することなく次の工程に使用した。得られた生成物(収率75〜80%)は、化学構造式4に示す。
Figure 2014504649
化学構造式4
実施例4 オレオイル−ドデカエチレン(dodecaethylene)グリコールセリネートの調製
モノメトキシル・ドデカエチレン・グリコールエーテル(0.01ミリモル)の0.01モルを50mL無水のCHClで溶解し、ジシクロヘキシルカルボジイミドおよびジオレオイルセリンの0.01モルを加えた。次いで、得られた混合物を0℃で2時間攪拌し、さらに室温に温め、48時間撹拌した。反応が完了したときに、白色沈殿物をセライト上で濾過した。残渣をCHClで二回、少量ですすぎ、次いでMgSOで乾燥縫合塩化アンモニウムで洗浄した。溶媒が化学構造5に示したように蒸発され、淡い黄色がかったオイルを生じた。粗生成物の純度はH NMRおよびUPLC−MS、ESI−MS(>80%)によって決定した。
Figure 2014504649
化学構造5
実施例5 オレオイルセリニルモノメトキシルドデカエチレングリコールラクトビオンの調製
アミノ基上の第三ブチル・カルバメート保護基は、実施例2に記載の方法に従って除去した。実施例4からの0.01モルのオレオイルセリニルモノメトキシル−ドデカエチレングリコール(0.01ミリモル)を無水N−メチル−2−ピロリジノン50mlで溶解し、ラクトビオの0.01モルを加えた。得られた混合物を一晩50〜60℃で攪拌し、室温まで放冷した。反応液をイソプロピルアルコール(IPA)に沈殿され、沈殿物の単離収率を最大にするためにメチルt−ブチルエーテル(MTBE)が追加された。粗生成物を50/50(v/v)のIPA/MTBEでよく洗浄し、30〜40℃で真空下で乾燥した最終生成物(化学構造式6)の純度(>95%)H NMRおよびUPLC−MSにより決定した。
Figure 2014504649
化学構造式6
実施例6 ラクトビオニルジエチレントリアミンの調製
ジエチレントリアミン(0.01モル)を50mLの乾燥(モレキュラーシーブ)に溶解し、N−メチル−2−ピロリジノンおよびラクトビオノラクトン(0.005モル)を加えた。得られた混合物を50〜60℃で6時間攪拌し、反応が完了したときに室温に冷却した。反応液をイソプロピルアルコール(IPA)中に沈殿させ、沈殿物の単離収率を最大にするためにメチルt−ブチルエーテル(MTBE)が追加された。この固形物(ケーキ)を50/50(v/v)のIPA/MTBEでよく洗浄し、30〜40℃で真空下で乾燥させた。粗生成物(化学構造式7)をさらに精製することなく次の工程に使用した。
Figure 2014504649
化学構造式7
実施例7 ラクトビオニルオレオイルジエチレントリアミン(Lactobionyloleoyldiethylenetriamine)−mPEGの調製
実施例6からの0.01モルの出発原料、ラクトビオニルジエチレントリアミンが20〜30℃で20mLのジメチルホルムアミド(DMF)に溶解された。わずかに過剰の活性オレイン酸N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(0.011モル)がテトラヒドロフラン(THF)20mLに溶解され、そしてラクトビオニルジエチレントリアミンと混合され、塩基としてトリエチルアミン(TEA、3%、v/v)を添加し、室温で2時間撹拌した。分析が収率を検証するために行われ、精製せずに次の工程2に移動した。活性のmPEG24−NHS(0.01モル)をDMFに溶解し、その後上記反応物質と混合し、室温で一晩撹拌した。反応終了後、溶媒を真空下で除去した、アセトン50mLを粗生成物に添加し、濾過し、30mLのアセトンで三回洗浄した。化学構造8に示したように湿った生成物(60〜70%)を、さらにワックス(蝋状)に凍結乾燥した。
Figure 2014504649
化学構造8
実施例8. ラクトビオニルトレチレンテトラアミン(lactobionyltrethylenetriamine)の調製
トリエチレンテトラミン(0.01モル)を50mLの乾燥(モレキュラーシーブ)N、N−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解し、ラクトビオン酸(0.01モル)を加えた。得られた混合物を50〜60℃で6時間攪拌し、反応が完了したときに室温に冷却した。この反応液をイソプロピルアルコール(IPA)に沈殿され、沈殿物の単離収率を最大にするためにメチルt−ブチルエーテル(MTBE)が加えられた。次いで、この固形物を、アセトン、そして50/50(v/v)のIPA/MTBEでよく洗浄し、30〜40℃で真空乾燥した。粗生成物(化学構造式9)は精製することなく次の工程に使用した。

Figure 2014504649
化学構造式9
実施例9 ラクトビオニルオレオイルトリエチルエネテトラミン(Lactobionyloleoyltriethylenetetramine)−mPEGの調製
実施例2からの出発原料、ラクトビオニルトリエチルエネテトラミンの0.01モルを20〜30℃のジメチルホルムアミド20mLの(DMF)に溶解し、活性のmPEG24−NHS(10mLのDMF中の0.01モル)を加え、室温で2時間撹拌した。分析が収率を検証するために行われ、精製せずに次の工程に移動した。オレイン酸(0.021モル)のわずかに過剰のN−ヒドロキシスクシンイミド活性エステルをDMF40mLに溶解し、その後、上述の反応物と混合し、塩基としてトリエチルアミン(TEA、3%、v/v)を添加し、室温で一晩撹拌された。アセトン300mLを反応の最後に追加し、溶媒を真空下で除去した。粗生成物をアセトンで洗浄し、濾過した。化学構造10に示したように湿った製品(55〜70パーセント)を、さらにワックスに凍結乾燥した。
Figure 2014504649
化学構造10
実施例1〜9と同様の合成方法は、他のPEG−炭水化物−脂質複合体の調製のために利用することができる、これらのPEG−炭水化物−脂質複合体の一部を表7に示す。
別の態様において、ポリマー鎖は、例えば、ポリメチレングリコールまたはポリプロピレングリコールまたはメチレングリコール、エチレングリコールおよびプロピレングリコールの繰り返し単位の混合物のような他のポリマー(単数または複数)により置換することができる。本発明のポリマー−脂質複合体を形成するのに有用な親水性ポリマーとしては、ポリエチレングリコール(PEG)およびその他ポリアルケンオキシド重合体、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリビニルピロリドン、ポリ(アリルアミン)、ポリ(1−グリセロールメタクリレート)、ポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)、ポリ(2−ヒドロキシエチルメタクリレート/メタクリル酸)/ポリ(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)、ポリ(2−ビニルピリジン)、ポリ(アクリルアミド/アクリル酸)、ポリ(アクリル酸)、ポリ(ブタジエン/マレイン酸)、ポリ(エチルアクリレート/アクリル酸)、ポリ(エチレンオキシド−プロピレン−bをオキシド)、ポリ(エチレン/アクリル酸)、ポリ(メタクリル酸)、ポリ(マレイン酸)、ポリ(N−イソ−プロピルアクリルアミド)、ポリ(N−ビニルピロリドン/ビニルアセテート)、ポリ(スチレンスルホン酸)、ポリ(スチレンスルホン酸/マレイン酸)、ポリ(酢酸ビニル)、ポリ(ビニルリン酸)、ポリ(ビニルアミン)、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリアニリン、ポリエチレンイミン、プルラン、ポリメタクリルアミドを含む。上記のリストに基づいて、共重合体やブロック共重合体を用いることもできる。遊離ポリマーは、室温で水溶性、ならびに非毒性である。これらは、哺乳類において明らかな免疫応答を誘発しない。狭い分子量分布を有する親水性ポリマーが好ましい。医薬品事業において既に受け入れられているため、PEGは好ましい親水性ポリマーである。
実施例10 注射液の組成物
すべての製品接触器具は清潔で衛生的でなければならない。PEG−脂質をミキサープロペラを備えた容器に添加した。薬物物質を一定に混合しながら添加した。薬物が視覚的に脂質中に分散されるまで混合を続けた。プレ溶解賦形剤は、ゆっくりと混合しながら適切な容器に加えた。完全に均質な溶液が達成されるまで混合を続けた。窒素オーバーレイの維持を助ける予混合容器用ステンレス鋼カバーと、攪拌および窒素オーバーレイが可能な少なくとも2つのジャケット形の被加圧可能なステンレスタンクが必要であった。タンク内のでの窒素オーバーレイとの混合および攪拌は、製品内の溶存酸素含有量を低減するために1時間保持された。タンクインペラー混合速度は約45〜50RPMであり、このミキサーへの圧縮空気供給圧力は10〜13psigの間であった。生成物の泡立ちを防ぐために、必要に応じて混合率を調整することができる。pH測定のために採取として無菌操作、5mLのサンプルを使用。必要に応じて、生成物のpHを6.0〜8.0に調節するために1.0N水酸化ナトリウム溶液または20%リン酸溶液が使用された。滅菌濾過窒素環境でこの製品を、洗浄され滅菌された5mLのタイプ1ガラスバイアルで満たし、各バイアルは滅菌された13mmの製薬グレードのゴム溶液栓で密封され、消毒された13mmの製薬グレードのフリップオフ式アルミシールで圧着された。試料配合物を表8に記載する。
表8
Figure 2014504649
液体脂質は約6と16のサブユニット間で構成される短いPEG鎖とPEG−糖−脂質複合体のいずれであってもよい。水酸化ナトリウムを精製水に10%w/wの溶液を調製するために使用する。標的pHは、6.0〜8.0の範囲である。NaOHまたはリン酸が、pHを必要に応じて調整するために使用される。薬はモダフィニルまたはニフェダピンまたはエソメプラゾールまたはラパマイシンまたは殺菌剤またはチニブ(tinib)の抗がん剤または他の活性剤であってもよい。
実施例11 注射用プロポフォール液の調製
静脈内送達に適したプロポフォール溶液が以下のように調製される。生理食塩水においてOAPDL−PEGの5%(w/v)をミキサープロペラとプロポフォールの2%(w/v)を備えた容器に添加し、周囲室温で一定に混合しながら添加した。薬物が視覚的に分散するまで混合を続けた。生理食塩水の等量は十分混合しながら容器に加えた。混合はさらに30分間継続または均質な溶液が達成されるまで続いた。試料配合物を表10に記載する。
表10
Figure 2014504649
滅菌濾過が使用される場合に防腐剤を必要としない。
PEG−脂質は、PEG−炭水化物−脂質複合体とPEG鎖に約6〜24サブユニットで構成される。水酸化ナトリウムを精製水において10%(w/w)の溶液を調製するために使用する。標的pHは4.5〜7.5の範囲である。NaOH溶液がpHを必要に応じて調整するために使用される。
実施例16において、PEG−炭水化物−脂質の最終濃度は好ましくは約16mg/mlと約30mg/mlの間である。合計PEG−脂質対プロポフォールの重量比は好ましくは約2.0と2.5の間である。PEG−脂質中のPEG鎖の平均分子量が約1000未満であることが好ましい。プロポフォールの水溶液は、さらに、ろ過により滅菌し、滅菌容器内に封入することができる。
実施例16では、より低濃度またはより精製されていないPEG−糖−脂質が、水溶液の懸濁物を作る。例えば、PEG−炭水化物−脂質の最終濃度が1.5%未満(w/v)であり、それは懸濁液を形成する。同様に、オリゴマー純度が80%以下であると、PEG−炭水化物−脂質の濃度に関わらず、乳化液が透明な溶液の代わりに観察される。
実施例11 プロポフォール製剤の薬物動態プロファイル
4週齢の25〜32グラムの3雄マウス(B6D2F1)のグループが研究に使用された。薬物動態(PK)は、プロポフォールのためにボーラス注射後1、3、8、12、15、20、30、45、60分に典型的に得られたヘパリン化マウスの血漿サンプルに対して行われた。サンプルはHPLC−MS法を用いて分析された。薬物のレベルを決定するために、薬物は、最初のサンプルの前処理によって血漿から単離された。アセトニトリルは、サンプル中のタンパク質を除去するために使用された。アイソクラティックHPLC−MS/MS方法は、任意の潜在的な干渉から薬物を分離した。薬物レベルは、多重反応モニタリング(MRM)モードでMS検出により測定した。PKデータは、分析のWinNonlinプログラム(ver.5.3、ファーサイト)コンパートメントモデルを用いて分析された。
図2は(a)1%のプロポフォール(乳化懸濁液)商用製剤と(b)食塩水に2.3%のOAPDL−11から成る製剤の1%のプロポフォールとによるプロポフォール製剤のマウスPKプロファイルを示す。薬物を静脈内投与し、投与量は20mg/kgであった。2−コンパートメント計算から、AUCは、商用プロポフォール乳化懸濁液(a)用の4.96分の半減期で29.85μg・min/mLと、OAPDL−11−生理食塩水においてプロポフォール溶液(b)用の4.93分の半減期で28.82μg・min/mLであった。
別の態様において、本発明は水不溶性薬剤(水への溶解度が低い)のため、典型的に作用部位への意図された効果的な送達のための薬学的に許容される担体との調製を必要とする、薬物化合物を可溶化する方法を含む。そのような送達は、静脈内、経口、局所、皮下、舌下、または薬物送達の他のモードであってもよい。本発明はまた、このような送達のための組成物を含む。方法および水不溶性薬剤の送達に関連する組成物の両方が、本発明のPEG−炭水化物−脂質複合体ならびに上記の方法および材料を使用する。
本発明の複合体はリン脂質などの天然性質とは異なり、臨界ミセル濃度(CMC)を有しない。界面活性剤の濃度がCMCよりも大きい場合であってかつシステムの温度が臨界ミセル温度よりも大きい場合にのみミセルを形成する。任意の濃度で自発的に本発明のポリマー−脂質複合体の形を形成する。
本発明は、薬物または分子の送達のための安全かつ生体適合性のビヒクルとして使用することができる炭水化物部分の少なくとも一つを有する新規なポリマー−脂質共役系を開示している。治療、診断または化粧剤は、可溶化または溶液またはマイクロ懸濁液を形成し、これらのポリマー−脂質複合体中にカプセル化することができる。
一般に、本発明は、グリセロール骨格を含む合成ポリマー−脂質−炭水化物結合体またはポリマー(PEG)鎖を有する直鎖多価アミンまたはアミノ酸、糖(炭水化物)とバックボーンに結合した脂質基ための組成物および方法を含む。アミノ酸を含むスペーサまたはリンカー(linker)基は、骨格とPEG鎖、または炭水化物および/または脂質群の間に含まれてもよい。さらに、PEG鎖の末端は、荷電または極性部分であり得る。
本発明の化合物は、治療的処置に関与する副作用と毒性が低減されることにより活性剤の組成物を配合するのに有効である。
本発明にPEG−脂質複合体の透過増強特性が、薬物の生体内標的化送達の増大、毒性を低減し、様々な経口生物可用性の薬物を改善する。
本発明の複合体を含む溶液は可溶化された活性剤で、プロポフォールを含むが、シスプラチン、ドセタキセル、ボリコナゾールおよびゲムシタビンこれらに限定されない多くの活性剤を組み込むことができる。
本発明にプロポフォールは活性剤として、種々のポリマー−脂質−炭水化物を用いて調製される。ポリマー−脂質−炭水化物複合体濃度が低い方(すなわちOAPDL−11(<1.5%))で、製剤はマイクロエマルションであり、高いOAPDL−11(濃度≧2.2%)では、真溶液である。
本発明の好ましい実施形態を説明してきたが、当業者には、他のさらなる変更および修正が本発明の精神から逸脱することなくなされ得ることを認識するであろうし、そのようなすべての変更および修正が本発明の範囲内に入ると理解されるべきである。

Claims (15)

  1. 水中で疎水性または親油性薬剤の溶解性を増大させるように構成された化合物担体であって、以下の化学式で表される分子構造を備える化合物担体:

    Figure 2014504649
    ここで:
    、X、XおよびXは同一または異なる連結基;
    Bは薬剤部分を欠く中央バックボーン;
    Lは脂質;
    Sは炭水化物;
    Pはポリマー;
    Dは脂質、炭水化物、またはポリマーである。
  2. 請求項1に記載された化合物であって、以下の式で表されるポリマー−脂質−炭水化物結合体である化合物:

    Figure 2014504649
    、XおよびXは同一または異なるリンカー、LipidとLipidは同一または異なる脂質、PEGとPEGは同一または異なるポリマー、SugarとSugarは同一または異なる炭水化物である。
  3. 請求項1に記載の化合物であって、
    中央バックボーンは第一、第二、第三のキャリアに結合するために少なくとも3つの利用可能な結合位置やサイトを含み、これらの利用可能な結合位置やサイトのそれぞれが消耗ヒドロキシル基、アミノ基、またはカルボキシル基を含み、
    第一のキャリアは脂質ならびに、消耗アミノ基、ヒドロキシル基、もしくはカルボキシル基を含み、
    第二のキャリアはポリマーならびに消耗アミノ基、ヒドロキシル基、もしくはカルボキシル基を含み、
    第三のキャリアは炭水化物ならびに消耗アミノ基、ヒドロキシル基、またはカルボキシル基を含む、化合物。
  4. 請求項1に記載の化合物であって、
    中央バックボーンは、第一、第二、第三、第四のキャリアに結合するために少なくとも4つの利用可能な結合位置やサイトを含み、これらの利用可能な結合位置やサイトのそれぞれが消耗アミノ基、ヒドロキシル基、またはカルボキシル基を含む、化合物。
  5. 請求項4に記載の化合物であって、
    第一および第二のキャリアのうち、少なくとも一方が前記脂質を含み、
    第二および第三のキャリアのうち、少なくとも一方が前記ポリマーを含み、
    前記ポリマーは末端基を含み、
    第三および第四のキャリアのうち、少なくとも一方が前記糖質を含む、化合物。
  6. 請求項1に記載の化合物であって、中央バックボーンは以下のa)からd)のうちの一つである、化合物:
    a) グリセロールまたはグリセロール類似体、ポリアミン、トリアミン、テトラアミン、アミノジオール、アミノトリオール、アミノアルコールと3つの利用可能な結合位置やサイトのアミノ酸、トリオール、テトラオール、エリスリトール、三酸、四酸、四酢酸、グルコヘプトン酸、ならびに酒石酸からなるグループから選択される化合物;
    b) ジエチレントリアミン、ビス(3−アミノプロピル)アミン、トリエチレンテトラミン、トリス(2−アミノエチル)アミン、スペルミン、スペルミジン、ノルスペルミジン、ビス(3−アミノプロピル)−1,3−プロパンジアミン、1,2−ビス(3−アミノプロピルアミノ)エタン、N、N’−ビス(3−アミノプロピル)−1,3−プロパンジアミン、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、ジアミノベンジジン、N−エチル−N’−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、トリアザシクロノナン、テトラアザ−シクロドデカン、トレイトール、メソ−エリスリトール、ジチオスレイトール、トリメチルシクロヘキサン−1,3,5−トリカルボン酸、トリメチルビス(ヘキサメチレン)トリアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、アルギニン、3つまたは4つの利用可能な結合位置や部位を有するオキシリルジアミノ−プロピオン酸、トリオール、三酸、グルコヘプトン酸、酒石酸からなるグループから選択される化合物;
    c) 3−アミノ−1,2−プロパンジオール、3−ブロモ−1,2−プロパンジオール、3−クロロ−1,2−プロパンジオール、3−フルオロ−1,2−プロパンジオール、DL−グリセリン酸、ジアミノプロピオン酸、酒石酸、グルコヘプトン酸と、2,4−ブタン、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)酪酸、1,3−ジアミノ−2−プロパノールおよび2−(3−アミノプロピルアミノ)−エタノール,3−アミノ−1、2−プロパンジオール、3−ブロモ−1,2−プロパンジオール、3−クロロ−1,2−プロパンジオール、3−フルオロ−1,2−プロパンジオール、DL−グリセリン酸、ジアミノプロピオン酸、酒石酸、グルコヘプトン酸と、2,4−ブタン、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)酪酸、1,3−ジアミノ−2−プロパノール、2−(3−アミノプロピルアミノ)−エタノール、および3−((3−アミノプロピル)−アミノ)プロパノールからなるグループから選択される化合物;ならびに
    d) アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、オルニチン、セリン、およびスレオニンからなるグループから選択される化合物。
  7. 請求項3に記載の化合物であって、前記利用可能な結合部位の位置またはサイトのうち2つは、エチレンジアミン、ジアミノプロパン、エタノールアミン、およびアミノプロパノールからなる群から選択され、前記化合物は、前記利用可能な結合部位の位置またはサイトのうち第三のものを提供するように化学的に拡張され、変更されている、化合物。
  8. 請求項3に記載の化合物であって、前記3つの利用可能な結合の位置またはサイトは、グリセロールまたはグリセロール類似体、トリアミン、トリオール、三酸、アミノ酸からなる群から選択され、前記化合物は、第四の利用可能な結合部位の位置またはサイトを提供するように化学的に拡張され、変更されている、化合物。
  9. 請求項1に記載の化合物であって、ポリマーは、5〜45サブユニットを有する単一のPEG鎖または2以上の副鎖を有する分枝PEGを備え、各副鎖は5〜45のサブユニットを有する、化合物。
  10. 請求項1に記載の化合物であって、ポリマーはポリエチレングリコール、ポリメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、および少なくとも2つのモノマーを備えるコポリマーからなる群から選択され、前記モノマーは、メチレングリコール、プロピレングリコールおよびエチレングリコールから選択される、化合物。
  11. 請求項1に記載の化合物であって、ポリマーは、容易に極性を与えられるか負または正に荷電している端末(R)基を伴うPEGを備える、化合物。
  12. 請求項1に記載の化合物であって、脂質は、ジアシルグリセロール、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、およびステロイド酸からなる群から選択される、化合物。
  13. 請求項1に記載の化合物であって、炭水化物は、単糖もしくは二糖、三糖、四糖、フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、マンナンオリゴ糖、ならびに多糖からなる群から選択される、化合物。
  14. 請求項1に記載の化合物であって、前記リンカーのうち少なくとも一つは、オキシ、アミノ、チオール、スクシニルアミド、アセトアミド、アミノペンタンアミド、アミノアセチル、チオプロパノアイル、N−(メルカプトメチル)プロピオンアミド、メルカプトプロピルチオ)−プロパノイル、(1,2−ジヒドロキシ−3−メルカプトプロピルチオ)プロパノイル、スクシニル、アセチル、オキソペンタノイル、カルバモイル、アミノアルキル、グルタルアミド、アミノエタンチオール、メルカプト−プロパノール、(ヒドロキシプロピルチオ)−プロパノアイル、3−((2−プロピオンアミドエチル)ジスルファニル)プロパノアイル、(((アセトアミド)ジスルファニル)プロパノイル)グルタルアミド、アミノエタンチオエート、および2−ヒドロキシ−酢酸プロピオンからなる群から選択される、化合物。
  15. 請求項1に記載の化合物であって、前記リンカーのうち少なくとも一つは、プロリン、グリシン、アラニン、リジン、システイン、バリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、ヒスチジン、トリプトファン、チロシン、セレノシステインおよびアルギニンからなる群から選択される、化合物。
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