JP2017524670A

JP2017524670A - 鉄欠乏症の治療方法

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Publication number: JP2017524670A
Application number: JP2016573503A
Authority: JP
Inventors: チー−ロンチェン; ウェン−ユェンシェ; チェン−シュエンリン; スー−ヨウリン; シン−イーファン; ユェン−ホンスー; シェン−ヂーワン; シンロンファン
Original assignee: メガプロバイオメディカルカンパニーリミテッド
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2017-08-31
Anticipated expiration: 2035-07-10
Also published as: CN107073035B; PL2965754T3; TWI689310B; US20160008292A1; JP6630293B2; EP2965754A1; US9492399B2; PT2965754T; CN107073035A; ES2654429T3; WO2016004894A1; HUE035242T2; EP2965754B1; TW201625278A

Abstract

生体適合性の酸化鉄ナノ粒子及び鉄欠乏に関連した状態の治療方法が提供される。上記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子は、それぞれ１つ又は複数の生体適合性ポリマーによって覆われた酸化鉄コアを含み、該生体適合性ポリマーのそれぞれは、ポリエチレングリコール基、シラン基及びポリエチレングリコール基とシラン基とを共有結合を介して連結するリンカーを有する。【選択図】なし

Description

非経口鉄療法は、限定されるものではないが貧血を含む鉄欠乏に関連した状態を治療するために広く用いられている。多糖類鉄、デキストラン鉄、グルコン酸第二鉄及びショ糖鉄等の多くの非経口鉄製剤が市販されている。

現行の鉄療法は、幾らかの不利益を被る。第一に、該鉄療法は効力が低く、高い投与量又は頻繁な投与を必要とする。第二に、該鉄療法は、アナフィラキシー及び過敏症等の有害な副作用を伴う。実際、上記有害作用のため患者コンプライアンスが低い。

効力があり安全な非経口鉄療法を開発する必要がある。

本明細書においては、鉄に関連した状態の治療方法が開示されている。該方法は、（ｉ）鉄欠乏に関連した状態、例えば鉄欠乏性貧血を持つ患者を特定することと、（ｉｉ）該患者に有効量の生体適合性の酸化鉄ナノ粒子を投与することとを含む。

換言すると上記方法は、鉄欠乏状態を治療するために生体適合性の酸化鉄ナノ粒子を使用する。該方法は、鉄欠乏状態の治療において予想外の効能及び安全性プロファイルを示す。

上記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子は、それぞれ１つ又は複数の生体適合性ポリマーによって覆われた酸化鉄コアを含み、上記生体適合性ポリマーのそれぞれは、ポリエチレングリコール基、シラン基及びポリエチレングリコール基とシラン基とを共有結合を介して連結するリンカーを有する。

一般的に、上記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子は、それぞれ３ｎｍ〜１０００ｎｍの粒径を有する。一例においては、それらの酸化鉄ナノ粒子は、それぞれ１５ｎｍ〜２００ｎｍの粒径を有する。

上記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子のそれぞれにおける酸化鉄コアは、概して２ｎｍ〜５０ｎｍ（例えば、１０ｎｍ〜２５ｎｍ）の粒径を有する。

酸化鉄コアを覆う生体適合性ポリマーのそれぞれにおいて、ポリエチレングリコール基は、概して５個〜１０００個のオキシエチレン単位（例えば、１０個〜２００個のオキシエチレン単位）を有し、かつシラン基は、概してＣ_１〜１０アルキレン基（例えば、Ｃ_３〜Ｃ_１０アルキレン基）を含む。

１つ又は複数の実施形態の詳細を、以下の詳細な説明に示す。それらの実施形態のその他の特徴、課題及び利点は、詳細な説明及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。

以下の詳細な説明においては、説明を目的として、開示された実施形態の徹底した理解をもたらすために多くの具体的な詳細が示されている。しかしながら、或る特定の実施形態は、これらの具体的な詳細が無くとも実践され得ることは明らかであろう。

本発明の方法は、鉄欠乏状態を、それぞれが１つ又は複数の生体適合性ポリマーによって覆われた酸化鉄コアを含む生体適合性の酸化鉄ナノ粒子を使用して治療する。

上記生体適合性ポリマーは、生分解性であるとともに、細胞に対して非毒性である。シラン含有生体適合性ポリマーは、以下に示されるように簡単に官能化することができ、本方法によって必要とされる生体適合性の酸化鉄ナノ粒子の製造のために適している。

一つの例示的な生体適合性ポリマーは、以下の式：
を有する。

式（Ｉ）において、ＲはＨ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル基、Ｃ_２〜Ｃ_６アルケニル基、Ｃ_２〜Ｃ_６アルキニル基、Ｃ_３〜Ｃ_１０シクロアルキル基、Ｃ_１〜Ｃ_１０ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、Ｃ_１〜Ｃ_１０カルボニル基、又はＣ_１〜Ｃ_１０アミン基であり、Ｌはリンカーであり、ｍは１〜１０であり、かつｎは５〜１０００である。

リンカーは、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキレン、２個のカルボニル基及び２個〜２０個の炭素原子を含むカルボニル部、又は以下の式：
の１つを有する基であってよい。これらの式中、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ及びｔはそれぞれ独立して１〜６であり、ＷはＯ、Ｓ又はＮＲ_ｂであり、Ｌ_１、Ｌ_３、Ｌ_５、Ｌ_７及びＬ_９はそれぞれ独立して結合、Ｏ、Ｓ又はＮＲ_ｃであり、Ｌ_２、Ｌ_４、Ｌ_６、Ｌ_８及びＬ_１０はそれぞれ独立して結合、Ｏ、Ｓ又はＮＲ_ｄであり、かつＶはＯＲ_ｅ、ＳＲ_ｆ又はＮＲ_ｇＲ_ｈであり、ここでＲ_ａ、Ｒ_ｂ、Ｒ_ｃ、Ｒ_ｄ、Ｒ_ｅ、Ｒ_ｆ、Ｒ_ｇ及びＲ_ｈはそれぞれ独立してＨ、ＯＨ、Ｃ_１〜Ｃ_１０オキシ脂肪族ラジカル、Ｃ_１〜Ｃ_１０一価脂肪族ラジカル、Ｃ_１〜Ｃ_１０一価複素脂肪族ラジカル、一価アリールラジカル、又は一価ヘテロアリールラジカルである。

もう一つの例示的な生体適合性ポリマーは、以下の式：
を有する。

式（ＩＩ）において、Ｒ_１はＨ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル基、Ｃ_２〜Ｃ_６アルケニル基、Ｃ_２〜Ｃ_６アルキニル基、Ｃ_３〜Ｃ_１０シクロアルキル基、Ｃ_１〜Ｃ_１０ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、Ｃ_１〜Ｃ_１０カルボニル基、又はＣ_１〜Ｃ_１０アミン基であり、Ｒ_２はＨ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル、Ｃ_２〜Ｃ_６アルケニル、Ｃ_２〜Ｃ_６アルキニル、Ｃ_３〜Ｃ_１０シクロアルキル、Ｃ_１〜Ｃ_１０ヘテロシクロアルキル、アリール、又はヘテロアリールであり、ｍは１〜１０（例えば、３〜１０）であり、かつｎは５〜１０００（１０〜２００）である。好ましい一実施形態においては、Ｒ_２はＨであり、かつ式（ＩＩ）におけるリンカーは、
である。

本明細書における用語「脂肪族」とは、飽和又は不飽和の、直鎖状又は分枝鎖状の、非環式、環式又は多環式の炭化水素部を指す。例として、アルキル、アルキレン、アルケニル、アルケニレン、アルキニル、アルキニレン、シクロアルキル、シクロアルキレン、シクロアルケニル、シクロアルケニレン、シクロアルキニル及びシクロアルキニレンの部分が挙げられるが、それらに限定されない。用語「アルキル」又は「アルキレン」とは、飽和、直鎖状又は分岐鎖状の炭化水素部、例えばメチル、メチレン、エチル、エチレン、プロピル、プロピレン、ブチル、ブチレン、ペンチル、ペンチレン、ヘキシル、ヘキシレン、ヘプチル、ヘプチレン、オクチル、オクチレン、ノニル、ノニレン、デシル、デシレン、ウンデシル、ウンデシレン、ドデシル、ドデシレン、トリデシル、トリデシレン、テトラデシル、テトラデシレン、ペンタデシル、ペンタデシレン、ヘキサデシル、ヘキサデシレン、ヘプタデシル、ヘプタデシレン、オクタデシル、オクタデシレン、ノナデシル、ノナデシレン、イコシル、イコシレン、トリアコンチル及びトリアコンチレンを指す。用語「アルケニル」とは、少なくとも１つの二重結合を含む直鎖状又は分枝鎖状の炭化水素部、例えば−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_３及び−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_２−を指す。用語「アルキニル」とは、少なくとも１つの三重結合を含む直鎖状又は分枝鎖状の炭化水素部、例えば−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ_３及び−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ_２−を指す。用語「シクロアルキル」とは、飽和の環式炭化水素部、例えばシクロヘキシル及びシクロヘキシレンを指す。

本明細書における用語「複素脂肪族」とは、少なくとも１つのヘテロ原子（例えば、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｂ、Ｓ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ａｌ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｅ及びＧｅ）を含む脂肪族部を指す。用語「ヘテロシクロアルキル」とは、少なくとも１つのヘテロ原子を含むシクロアルキル部を指す。本明細書における用語「オキシ脂肪族」とは、−Ｏ−脂肪族を指す。オキシ脂肪族の例には、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、イソプロポキシ、ｎ−ブトキシ、イソブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ及びｔｅｒｔ−ブトキシが含まれる。

本明細書における用語「アリール」とは、Ｃ_６単環式の、Ｃ_１０二環式の、Ｃ_１４三環式の、Ｃ_２０四環式の、又はＣ_２４五環式の芳香族環系を指す。アリール基の例には、それらに限定されるものではないが、フェニル、フェニレン、ナフチル、ナフチレン、アントラセニル、アントラセニレン、ピレニル及びピレニレンが含まれる。本明細書における用語「ヘテロアリール」とは、１つ又は複数のヘテロ原子（Ｏ、Ｎ、Ｓ又はＳｅ等）を有する、芳香族の５員〜８員の単環式の、８員〜１２員の二環式の、１１員〜１４員の三環式の、及び１５員〜２０員の四環式の環系を指す。ヘテロアリール基の例として、フリル、フリレン、フルオレニル、フルオレニレン、ピロリル、ピロリレン、チエニル、チエニレン、オキサゾリル、オキサゾリレン、イミダゾリル、イミダゾリレン、ベンズイミダゾリル、ベンズイミダゾリレン、チアゾリル、チアゾリレン、ピリジル、ピリジレン、ピリミジニル、ピリミジニレン、キナゾリニル、キナゾリニレン、キノリニル、キノリニレン、イソキノリル、イソキノリレン、インドリル及びインドリレンが挙げられるが、それらに限定されない。

他に明記されない限り、本明細書において挙げられる脂肪族、複素脂肪族、オキシ脂肪族、アルキル、アルキレン、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール及びヘテロアリールは、置換部及び非置換部の両方を含む。シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール及びヘテロアリールにおいて考えられる置換基には、Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキル、Ｃ_２〜Ｃ_１０アルケニル、Ｃ_２〜Ｃ_１０アルキニル、Ｃ_３〜Ｃ_２０シクロアルキル、Ｃ_３〜Ｃ_２０シクロアルケニル、Ｃ_３〜Ｃ_２０ヘテロシクロアルキル、Ｃ_３〜Ｃ_２０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ_１〜Ｃ_１０アルコキシ、アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、アミノ、Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルアミノ、Ｃ_２〜Ｃ_２０ジアルキルアミノ、アリールアミノ、ジアリールアミノ、Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルスルホンアミノ、アリールスルホンアミノ、Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルイミノ、アリールイミノ、Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルスルホンイミノ、アリールスルホンイミノ、ヒドロキシル、ハロ、チオ、Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルチオ、アリールチオ、Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルスルホニル、アリールスルホニル、アシルアミノ、アミノアシル、アミノチオアシル、アミド、アミジノ、グアニジン、ウレイド、チオウレイド、シアノ、ニトロ、ニトロソ、アジド、アシル、チオアシル、アシルオキシ、カルボキシル及びカルボン酸エステルが挙げられるが、それらに限定されない。一方、脂肪族、複素脂肪族、オキシ脂肪族、アルキル、アルキレン、アルケニル及びアルキニルにおいて考えられる置換基には、Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルを除く上記の置換基全てが含まれる。シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール及びヘテロアリールも互いに融合することができる。

上記の生体適合性ポリマーには、そのポリマー自体だけでなく、該当する場合には、それらの塩及び溶媒和物が含まれる。塩は、例えば、陰イオンと、ポリマー上の正に荷電した基（例えば、アミノ）との間で形成され得る。適切な陰イオンには、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、リン酸イオン、クエン酸イオン、メタンスルホン酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、酢酸イオン、リンゴ酸イオン、トシレートイオン、酒石酸イオン、フマル酸イオン、グルタミン酸イオン、グルクロン酸イオン、乳酸イオン、グルタル酸イオン及びマレイン酸イオンが含まれる。同様に、塩は、陽イオンと、ポリマー上の負に荷電した基（例えば、カルボキシレート）との間でも形成され得る。適切な陽イオンには、ナトリウムイオン、カリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン及びアンモニウム陽イオン、例えばテトラメチルアンモニウムイオンが含まれる。該ポリマーには、第四級窒素原子を含む塩も含まれる。溶媒和物とは、ポリマーと薬学的に許容可能な溶媒との間で形成された錯体を指す。薬学的に許容可能な溶媒の例には、水、エタノール、イソプロパノール、酢酸エチル、酢酸及びエタノールアミンが含まれる。

以下の反応式（Ｉ）は、一つの例示的なシラン含有の生体適合性ポリマーの製造方法を示している。

反応式（Ｉ）に示されるように、アルコキシル−ポリエチレングリコール（分子量２０００）は、無水コハク酸と塩基（例えば、ジメチルアミノピリジン）の存在下で反応することで、ｍＰＥＧ−ＣＯＯＨを形成し、それは引き続き塩化チオニルを使用してｍＰＥＧ−ＣＯＣｌへと転化される。ｍＰＥＧ−ＣＯＣｌと（３−アミノプロピル）−トリエトキシシランとを混合することで、ｍＰＥＧ−シランが得られる。

当業者は、よく知られた方法を使用して生体適合性ポリマーを製造するために上記の反応式（Ｉ）に示される方法を変更することができる。R. Larock著、「包括的有機変換（Comprehensive Organic Transformations）」（VCH出版社、1989）；T. W. Greene及びP. G. M. Wuts著、「有機合成における保護基（Protective Groups in Organic Synthesis）」（第３版、John Wiley and Sons 1999）；L. Fieser及びM. Fieser著、「フィーザーとフィーザーの有機合成用の試薬（Fieser and Fieser's Reagents for Organic Synthesis）」（John Wiley and Sons 1994）；並びにL. Paquette編、「有機合成用試薬の事典（Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis）」（John Wiley and Sons 1995）とそれらの後続版とを参照のこと。該生体適合性ポリマーを合成するために使用することができる具体的な経路は、（ａ）Ristら、Molecules, 2005, 10, 1169-1178、（ｂ）Kohelerら、JACS, 2004, 126, 7206-7211、及び（ｃ）Zhangら、Biommircod 2004, 6:1 33-40に見出すことができる。

上記の生体適合性ポリマーを、それぞれ、酸化鉄コア上に共有結合を介して被覆することで、生体適合性の酸化鉄ナノ粒子を形成することができる。該酸化鉄コアは、２ｎｍ〜５０ｎｍ（例えば、５ｎｍ〜３０ｎｍ及び１０ｎｍ〜２５ｎｍ）の粒径を有する。酸化鉄コアの製造は、当該技術分野においてよく知られている。Laurentら、Chem. Rev., 2008, 108, 2064-2110を参照のこと。

以下に、酸化鉄ナノ粒子を製造するための一般的な手順を記載する。第一に、生体適合性ポリマーを、生体適合性の酸化鉄コアを含有するトルエン溶液中に懸濁し、引き続きそれを室温で２４時間にわたり撹拌する。得られる生体適合性の磁性ナノ粒子は親水性であり、水相中に抽出され得るため、引き続き限外濾過によって精製することができる。

何ら理論に縛られる必要はないが、上記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子は、鉄欠乏に関連した状態を伴う患者へと投与されると、現在利用可能な非経口鉄療法と比較して、より高い効率性及びより低い過敏性を示す。

以下の具体的な実施例は、単に説明のためとして解釈されるべきであり、如何なる場合にも決してその開示以外の部分を限定するものと解釈されるべきではない。更なる詳細がなくとも、当業者であれば、本明細書の記載に基づき、本実施形態を十二分に利用することができるものと思われる。本明細書で引用された全ての刊行物は、引用することによりそれらの全体が本明細書の一部をなす。

生体適合性の酸化鉄ナノ粒子の製造
これらの実施形態の２種の生体適合性の酸化鉄ナノ粒子を、以下に記載される手順に従って製造した。

酸化鉄コアの製造
ＦｅＣｌ_２・４Ｈ_２Ｏ（１１．６ｇ、０．０５８モル）、ＦｅＣｌ_３・６Ｈ_２Ｏ（１１．６ｇ、０．０９６モル）及び水（４００ｍＬ）の混合物を、三ツ口フラスコ内にて２５℃、３００ｒｐｍで撹拌した。そのフラスコに、水酸化ナトリウム溶液（２．５Ｎ、１７０ｍＬ）を４７μｌ／秒の速度で添加することで、１１〜１２のｐＨ値が得られた。引き続き、オレイン酸（２０ｍＬ）を添加し、３０分間にわたり撹拌し、引き続き６ＮのＨＣｌ溶液を添加することで、ｐＨ値を約１へと調整した。該混合物からこうして析出した酸化鉄コアを濾過により回収し、水で４回又は５回にわたり洗浄して、過剰のオレイン酸を除去した。次いでこうして得られた酸化鉄コアを真空下で乾燥させて、以下に記載されるようにして、生体適合性ポリマーとのカップリングのために使用した。

生体適合性ポリマーのｍＰＥＧ−シラン−７５０及びｍＰＥＧ−シラン−２０００の製造
生体適合性ポリマーのｍＰＥＧ−シラン−７５０を、以下に記載される手順に従って製造した。

３００ｇ（０．４モル）のメトキシ−ＰＥＧ（ｍＰＥＧ、分子量７５０）、無水コハク酸（４８ｇ、０．４８モル）及び４−ジメチルアミノ−ピリジン（ＤＭＡＰ、１９．５ｇ、０．１５９モル）の混合物を、１０００ｍＬ容の丸底フラスコ内にて真空（２０Ｔｏｒｒ）下で２時間にわたり静置した。その混合物に６００ｍＬのトルエンを添加し、次いでそれを３０℃で１日間にわたり撹拌することで、ｍＰＥＧ−ＣＯＯＨが形成された。

引き続き、３６ｍＬ（０．４８モル）の塩化チオニルを１ｍＬ／分の速度で添加し、その混合物を２時間〜３時間にわたり撹拌した。その後に、３３３．８ｍＬ（２．４モル）のトリエチルアミンを１ｍＬ／分の速度で添加することで、約６〜７のｐＨが得られた。室温に冷やした後に、ｍＰＥＧ−ＣＯＣｌを含有する混合物を、９４．５ｍＬ（０．４モル）の３−アミノプロピルトリエトキシシランと室温で少なくとも８時間にわたり反応させることで、ｍＰＥＧ−シラン−７５０が得られた。

ｍＰＥＧ−シラン−７５０は、上記反応混合物に９Ｌのイソプロピルエーテルを添加した後に析出した。その固体生成物を濾過により回収し、５００ｍＬのトルエン中に再溶解させ、５０００ｒｐｍで５分間にわたり遠心分離して上清を回収し、そこに９Ｌのイソプロピルエーテルを添加した。イソプロピルエーテルから褐色の油状液体が分離し、それを真空下で乾燥させることで、生体適合性ポリマーのｍＰＥＧ−シラン−７５０が得られた。

生体適合性ポリマーのｍＰＥＧ−シラン−２０００を、上記と同じ手順に従うが、８００ｇ（０．４モル）のメトキシ−ＰＥＧ（ｍＰＥＧ、分子量２０００）、無水コハク酸（４８ｇ、０．４８モル）及び４−ジメチルアミノ−ピリジン（ＤＭＡＰ、１９．５ｇ、０．１５９モル）の混合物を使用して製造した。

ｍＰＥＧ−シラン−７５０及びｍＰＥＧ−シラン−２０００のそれぞれと酸化鉄コアとのカップリング
こうして得られた生体適合性ポリマーのｍＰＥＧ−シラン−７５０及びｍＰＥＧ−シラン−２０００のそれぞれ（２５０ｇ）を、上記の通りに製造した酸化鉄コア１０ｇを含有する１Ｌ〜１．２Ｌのトルエン溶液中に懸濁した。その懸濁液を２４時間にわたり撹拌し、引き続き水（１．５Ｌ）を添加して抽出を行った。抽出された水溶液を限外濾過装置で濾過し、水で洗浄し、次いで１００ｍＬにまで濃縮することで、生体適合性の酸化鉄ナノ粒子の懸濁液が得られた。該酸化鉄ナノ粒子は、ｍＰＥＧ−シラン−７５０から製造されたか、ｍＰＥＧ−シラン−２０００から製造されたかにかかわらず、ｉＴｒａｓｔと呼ぶ。

生体適合性の酸化鉄ナノ粒子（ｉＴｒａｓｔ）のキャラクタリゼーション
こうして得られた生体適合性の磁性ナノ粒子ｉＴｒａｓｔの透過電子顕微鏡法（ＴＥＭ）画像を、JEOL社製ＪＥＭ−２１００Ｆ型電界放出形透過電子顕微鏡法を用いて撮影した。それらの画像により、ｉＴｒａｓｔが１０ｎｍ〜１２ｎｍの寸法の酸化鉄コアを有することが裏付けられた。

鉄欠乏性貧血（ＩＤＡ）の治療におけるｉＴｒａｓｔと多糖類鉄との間の比較研究
ＩＤＡの治療におけるｉＴｒａｓｔ及び多糖類鉄の効能及び安全性を、以下に記載される手順に従って比較した。

ＩＤＡラットの治療における効能
鉄欠乏は、３０匹の離乳スプラーグ−ドーリーラット（それぞれ５０ｇ〜７０ｇ、Zivic-Miller、ペンシルヴェニア州アリソンパーク）に鉄欠乏飼料（ＬｏｗＩｒｏｎＤｉｅｔ、ICN Nutritional Biochemicals、オハイオ州クリーヴランド）を与えることによって引き起こした。８匹の対照ラット（モック群）には、標準飼料（ＰｕｒｉｎａＲａｔＣｈｏｗ、Ralston Purina、ミズーリ州セントルイス）を与えた。全てのラットを、ステンレス鋼製の屋根を備えたポリエチレン製の檻に入れた。約３週間で、３０匹のＩＤＡラットのヘモグロビン（Ｈｂ）濃度は、約１６ｇ／ｄＬから約６ｇ／ｄＬへと下がった。該Ｈｂ濃度は、「栄養と代謝の内側（Nutrition and Metabolic Insights）」2014:7 1-6に記載される手順に従って求めた。

比較研究は、モック群のラットのＨｂ濃度が約１６ｇ／ｄＬであり、かつ３０匹のＩＤＡラットのＨｂ濃度が約６ｇ／ｄＬであるときを０日目で開始した。以下の表を参照のこと。該ＩＤＡラットに、多糖類鉄（ＦＥＲＡＨＥＭＥ、AMAG Pharmaceuticals、米国マサチューセッツ州ウォルサム、１２ｍｇ／ｋｇ）又はｉＴｒａｓｔ粒子（１２ｍｇ／ｋｇ）を静脈（ＩＶ）注射した。０日目、３日目、１０日目、１７日目及び２３日目に、３つの群、すなわちモック群、多糖類鉄処理群及びｉＴｒａｓｔ処理群のそれぞれのラットから血液を採収し、そこから血清を調製し、そのＨｂ濃度を求めた。

以下の表に戻って、３日目には、ｉＴｒａｓｔ処理されたＩＤＡラットのＨｂ濃度は、予想外にも約９３％押し上げられ（約６ｇ／ｄＬから約１１．５６ｇ／ｄＬまで）、その一方で、多糖類鉄処理されたＩＤＡラットのＨｂ濃度は、約６５％増大したにすぎなかった（約６ｇ／ｄＬから約９．９ｇ／ｄＬまで）。２３日目に、ｉＴｒａｓｔ処理されたＩＤＡラットのＨｂ濃度は、予想外にも約２５０％に増大し（約６ｇ／ｄＬから約１４．６ｇ／ｄＬまで）、その濃度は、モック群のラットのＨｂ濃度（約１６．１ｇ／ｄＬ）に近く、その一方で、多糖類鉄処理されたＩＤＡラットのＨｂ濃度は、それより大幅に低かった（約１２．１ｇ／ｄＬ）。そのデータは、ＩＤＡの治療において、ｉＴｒａｓｔが多糖類鉄よりも有効であることを示している。さらに、４ｍｇ／ｋｇのｉＴｒａｓｔで処理されたＩＤＡラットのＨｂ濃度は、予想外にも、１２ｍｇ／ｋｇの多糖類鉄で処理されたＩＤＡラットのＨｂ濃度と同等の濃度にまで増大することが判明した。

加えて、ｉＴｒａｓｔは、ラットに経口投与することで、ＩＤＡの治療における効能を実現することができることが判明した。より具体的には、以下の表に示されるように、ｉＴｒａｓｔ（１２ｍｇ／ｋｇ）をＩＤＡラットに経口投与すると、Ｈｂ濃度は、予想外にも６．１±０．５から１０日目に１１．５±０．６にまで増大した。

マウスの足の腫脹厚さによって示される安全性
ＢＡＬＢ／ｃマウス（国家実験動物センター（The National Laboratory Animal Center）、台北）を、オボアルブミン（ＯＶＡ）及び不完全フロイントアジュバント（ＩＦＡ）で感作させた。７日目に、これらのマウスに、０．１ｍｇ／ｋｇのＯＶＡ、１２ｍｇ／ｋｇの多糖類鉄又は１２ｍｇ／ｋｇのｉＴｒａｓｔを負荷した。負荷２４時間後に足の腫脹厚さを測定した。ＯＶＡ負荷したマウス、多糖類鉄負荷したマウス及びｉＴｒａｓｔ負荷したマウスは、それぞれ０．４２ｍｍ、０．２０ｍｍ及び０．０８ｍｍの足の腫脹厚さを有していた。それらの結果は、（１）ＯＶＡ負荷したマウスが、その他のマウスよりも重度の腫脹を足に有すること、及び（２）多糖類鉄負荷が、ｉＴｒａｓｔ負荷よりもかなり大きな腫脹厚さを足に誘発することを裏付けており、このことは、ｉＴｒａｓｔが、予想外にも多糖類鉄よりも安全であることを示している。

ラットにおける酸化ストレス応答によって示される安全性
ＩＤＡラット（国家実験動物センター、台北）に、１２ｍｇ／ｋｇのｉＴｒａｓｔ又は多糖類鉄を静脈注射した。２３日目に、酸化ストレス応答の試験のために、それらのラットを屠殺し、脾臓を採取し、脾細胞を単離した。市販キット、すなわち総ＲＯＳ／スーパーオキシド検出キット（Total ROS/Superoxide detection kit）（ＥＮＺ−５１０１０；Enzo Life Sciences,Inc.、ニューヨーク州）を使用して、リアルタイムの生細胞における活性酸素種及びスーパーオキシドの全体レベルを測定した。

それらの結果は、多糖類鉄が、ｉＴｒａｓｔよりも高い酸化ストレスを引き起こすことを示している。すなわち、ｉＴｒａｓｔ処理群における陽性細胞の数は、多糖類鉄処理群における数の二倍であった。このことは、更にｉＴｒａｓｔが、予想外にも多糖類鉄よりも安全であることを示している。陽性細胞は、フローサイトメトリー分析によってバックグラウンドより１０^２〜１０^３高い蛍光強度値を有する細胞として定義されることに留意されたい。

ラットにおける遊離鉄濃度によって示される安全性
ＩＤＡラット（国家実験動物センター、台北）に、１２ｍｇ／ｋｇのｉＴｒａｓｔ又は多糖類鉄を静脈注射した。２３日目に、２つの群、すなわち多糖類鉄処理群及びｉＴｒａｓｔ処理群のそれぞれのラットから血液を採収し、そこから血清を調製し、遊離鉄濃度を、Expert Rev Hematol. 2012;5:229-241及び「栄養と代謝の内側」2014:7 1-6に記載される手順に従って求めた。

以下の表を参照すると、２３日目に、多糖類鉄処理されたラットの遊離鉄濃度は、ほぼ二倍となり（約６０ｎｇ／ｄＬから約１２８ｎｇ／ｄＬまで）、その一方で、ｉＴｒａｓｔ処理されたラットの遊離鉄濃度は、僅かに増大したに過ぎなかった（約６３ｎｇ／ｄＬから約６７ｎｇ／ｄＬまで）。それらの結果は、ｉＴｒａｓｔが、予想外にも多糖類鉄よりも安全であることを示している。

他の実施形態
本明細書で開示された特徴は全てあらゆる組合せで組み合わせることができる。本明細書で開示される各特徴は同じ、同等の、又は同様の目的を果たす代替特徴に置き換えることができる。そのため特に明記しない限り、開示される各特徴は一連の包括的な同等又は同様の特徴の例にすぎない。

上記記載から、当業者であれば記載された実施形態の本質的な特性を容易に確かめることができ、その趣旨及び範囲から逸脱せずに、実施形態の様々な変更及び修正を行うことで、実施形態を様々な用法及び条件に適合させることができる。したがって、他の実施形態も特許請求の範囲内にある。開示された実施形態に様々な変更及び変化を加えることができることは、当業者には明白であろう。明細書及び実施例は例示的なものに過ぎないと解釈され、本開示の真の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって示されることが意図される。

Claims

鉄欠乏に関連した状態を治療する方法であって、該方法が、
鉄欠乏に関連した状態を持つ患者を特定することと、
該患者に有効量の生体適合性の酸化鉄ナノ粒子を投与することと、
を含み、前記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子は、それぞれ１種以上の生体適合性ポリマーによって覆われた酸化鉄コアを含み、そのそれぞれは、ポリエチレングリコール基、シラン基及びポリエチレングリコール基とシラン基とを共有結合を介して連結するリンカーを有する、方法。
前記状態は、鉄欠乏性貧血である、請求項１に記載の方法。
前記酸化鉄コアは、２ｎｍ〜５０ｎｍの粒径を有し、前記ポリエチレングリコール基は、５個〜１０００個のオキシエチレン単位を有し、前記シラン基は、Ｃ_１〜１０アルキレン基を含み、かつ前記リンカーは、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキレン、２個のカルボニル基及び２個〜２０個の炭素原子を含むカルボニル部、又は以下の式：
の１つを有する基であり、式中、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ及びｔはそれぞれ独立して１〜６であり、ＷはＯ、Ｓ又はＮＲ_ｂであり、Ｌ_１、Ｌ_３、Ｌ_５、Ｌ_７及びＬ_９はそれぞれ独立して結合、Ｏ、Ｓ又はＮＲ_ｃであり、Ｌ_２、Ｌ_４、Ｌ_６、Ｌ_８及びＬ_１０はそれぞれ独立して結合、Ｏ、Ｓ又はＮＲ_ｄであり、かつＶはＯＲ_ｅ、ＳＲ_ｆ又はＮＲ_ｇＲ_ｈであり、ここで、Ｒ_ａ、Ｒ_ｂ、Ｒ_ｃ、Ｒ_ｄ、Ｒ_ｅ、Ｒ_ｆ、Ｒ_ｇ及びＲ_ｈはそれぞれ独立してＨ、ＯＨ、Ｃ_１〜Ｃ_１０オキシ脂肪族ラジカル、Ｃ_１〜Ｃ_１０一価脂肪族ラジカル、Ｃ_１〜Ｃ_１０一価複素脂肪族ラジカル、一価アリールラジカル、又は一価ヘテロアリールラジカルである、請求項１に記載の方法。
前記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子は、それぞれ３ｎｍ〜１０００ｎｍの粒径を有する、請求項３に記載の方法。
前記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子は、それぞれ１５ｎｍ〜２００ｎｍの粒径を有する、請求項４に記載の方法。
前記状態は、鉄欠乏性貧血である、請求項５に記載の方法。
前記酸化鉄コアは、２ｎｍ〜５０ｎｍの粒径を有し、前記ポリエチレングリコール基は、１０個〜２００個のオキシエチレン単位を有し、前記シラン基は、Ｃ_３〜Ｃ_１０アルキレンを含み、かつ前記リンカーは、以下の式：
のカルボニル部である、請求項１に記載の方法。
前記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子は、それぞれ３ｎｍ〜１０００ｎｍの粒径を有する、請求項７に記載の方法。
前記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子は、それぞれ１５ｎｍ〜２００ｎｍの粒径を有する、請求項８に記載の方法。
前記状態は、鉄欠乏性貧血である、請求項９に記載の方法。
前記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子は、それぞれ３ｎｍ〜１０００ｎｍの粒径を有する、請求項１に記載の方法。
前記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子は、それぞれ１５ｎｍ〜２００ｎｍの粒径を有する、請求項１１に記載の方法。
前記酸化鉄コアは、以下の式：
（式中、
ＲはＨ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル基、Ｃ_２〜Ｃ_６アルケニル基、Ｃ_２〜Ｃ_６アルキニル基、Ｃ_３〜Ｃ_１０シクロアルキル基、Ｃ_１〜Ｃ_１０ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、Ｃ_１〜Ｃ_１０カルボニル基、又はＣ_１〜Ｃ_１０アミン基であり、
Ｌはリンカーであり、
ｍは１〜１０であり、かつ、
ｎは５〜１０００である）を有する１種以上の生体適合性ポリマーによって覆われている、請求項１に記載の方法。
前記リンカーは、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキレン、２個のカルボニル基及び２個〜２０個の炭素原子を含むカルボニル部、又は以下の式：
の１つを有する基であり、式中、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ及びｔはそれぞれ独立して１〜６であり、ＷはＯ、Ｓ又はＮＲ_ｂであり、Ｌ_１、Ｌ_３、Ｌ_５、Ｌ_７及びＬ_９はそれぞれ独立して結合、Ｏ、Ｓ又はＮＲ_ｃであり、Ｌ_２、Ｌ_４、Ｌ_６、Ｌ_８及びＬ_１０はそれぞれ独立して結合、Ｏ、Ｓ又はＮＲ_ｄであり、かつＶはＯＲ_ｅ、ＳＲ_ｆ又はＮＲ_ｇＲ_ｈであり、ここで、Ｒ_ａ、Ｒ_ｂ、Ｒ_ｃ、Ｒ_ｄ、Ｒ_ｅ、Ｒ_ｆ、Ｒ_ｇ及びＲ_ｈはそれぞれ独立してＨ、ＯＨ、Ｃ_１〜Ｃ_１０オキシ脂肪族ラジカル、Ｃ_１〜Ｃ_１０一価脂肪族ラジカル、Ｃ_１〜Ｃ_１０一価複素脂肪族ラジカル、一価アリールラジカル、又は一価ヘテロアリールラジカルである、請求項１３に記載の方法。
前記酸化鉄コアは、以下の式：
（式中、
Ｒ_１はＨ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル基、Ｃ_２〜Ｃ_６アルケニル基、Ｃ_２〜Ｃ_６アルキニル基、Ｃ_３〜Ｃ_１０シクロアルキル基、Ｃ_１〜Ｃ_１０ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、Ｃ_１〜Ｃ_１０カルボニル基、又はＣ_１〜Ｃ_１０アミン基であり、
Ｒ_２はＨ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル、Ｃ_２〜Ｃ_６アルケニル、Ｃ_２〜Ｃ_６アルキニル、Ｃ_３〜Ｃ_１０シクロアルキル、Ｃ_１〜Ｃ_１０ヘテロシクロアルキル、アリール又はヘテロアリールであり、
ｍは１〜１０であり、かつ、
ｎは５〜１０００である）を有する１種以上の生体適合性ポリマーによって覆われている、請求項１に記載の方法。
前記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子は、それぞれ３ｎｍ〜１０００ｎｍの粒径を有する、請求項１５に記載の方法。
前記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子は、それぞれ１５ｎｍ〜２００ｎｍの粒径を有する、請求項１６に記載の方法。
前記状態は、鉄欠乏性貧血である、請求項１７に記載の方法。
Ｒ_１はＨであり、Ｒ_２はＨ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル基、Ｃ_１〜Ｃ_１０カルボニル基又はＣ_１〜Ｃ_１０アミン基であり、ｍは３〜１０であり、かつｎは１０〜２００である、請求項１５に記載の方法。
前記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子は、それぞれ３ｎｍ〜１０００ｎｍの粒径を有する、請求項１９に記載の方法。
前記生体適合性の酸化鉄ナノ粒子は、それぞれ１５ｎｍ〜２００ｎｍの粒径を有する、請求項２０に記載の方法。
前記状態は、鉄欠乏性貧血である、請求項２１に記載の方法。