JP2017526722A - サリノマイシンの窒素含有類似体、合成並びにがん幹細胞及びマラリアに対する使用 - Google Patents

サリノマイシンの窒素含有類似体、合成並びにがん幹細胞及びマラリアに対する使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、式(I)[式中、W、X及びYの少なくとも1つは、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、Zは、鉄塩をキレート化することができる官能基である]の化合物、そのエナンチオマー、エナンチオマーの混合物、ジアステレオ異性体及びジアステレオ異性体の混合物に関する。本発明はまた、特に、がん及びマラリアの治療における、薬物としての使用のための、式(I)の化合物に関する。

Description

本発明は、サリノマイシンのアミノ誘導体、それらの調製のための方法、並びに特にがんの治療における及びマラリアの治療における、薬物としてのそれらの使用に関する。
サリノマイシンは、下記式:
のイオノフォア特性を有するモノカルボン酸ポリエーテルである。
今日まで、サリノマイシンは、獣医学において抗生物質及び抗コクシジウム薬として広く用いられてきた。
最近、16000種の化合物をスクリーニングすることによって、がん幹細胞(CSC)及び腫瘍始原細胞(TIC)を選択的に死滅させる能力を有するが、正常細胞には影響を及ぼさない、少数の化合物を同定することができた。この研究は、CSC及びTICを標的とすることで、腫瘍塊の退縮及び転移の予防が可能になることを実証した。
この研究において、サリノマイシンは、これらの細胞に対する強力な化合物であると同定され、TICの量を減じることができ、一般的に用いられる抗がん薬であるパクリタキセルに比べて100倍高い有効性を示した。
サリノマイシンが、慢性リンパ球性白血病細胞においてWnt経路を阻害することによって、前立腺がん細胞において反応性酸素種を誘発することによって及びミトコンドリア膜電位の低下を誘導することによって、細胞死を誘導することも他の研究は示している。
しかし、サリノマイシンは、神経毒性であるという欠点を有し、末梢性ニューロパチーをもたらす。加えて、CSC及びTICに対するサリノマイシンの活性は中等度にとどまっている。
Greene,「Protective Groups In Organic synthesis」,(John Wiley & Sons, New York(1981) Guidelines of the United Kingdom Coordinating Committee on Cancer Research
サリノマイシンの類似体が、先行技術に記載されている。サリノマイシンの修飾は、本質的に、1-カルボン酸官能基のエステルによる置換又はサリノマイシンの20-ヒドロキシル基のアシル化で構成される。
それ故に、サリノマイシンのCSC及びTICに対する活性を向上させること、その上、神経毒性を低減させたこの化合物の誘導体を設計することが必要とされている。
本発明の発明者らは、サリノマイシンの9-及び/又は11-及び/又は20-アミノ誘導体が、CSC及びTICに対するより優れた活性を有することを発見した。
リソソームに蓄積し、反応性酸素種(ROS)の形成及びリソソーム膜の透過処理を促進する、サリノマイシンの能力は、Fenton反応(鉄錯体によって媒介される、H2O2のROSへの変換である)において触媒作用を及ぼす鉄をキレート化する、サリノマイシン誘導体の役割を指摘している。それ故に、鉄結合及びFenton反応に有利に働く化学修飾を有するサリノマイシン誘導体はかなり興味深い。
それ故に、本発明は、式(I)
[式中、
- Wは、=O、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、
- Xは、=O、OH、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、
- Yは、OH、=N-OH、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、
同一である又は異なるR1及びR2は、H、(C1〜C16)-アルキル、(C3〜C16)-アルケニル、(C3〜C16)-アルキニル、(C3〜C16)-シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、(C1〜C6)-アルキル-アリール、(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリールからなる群から選択される;或いはR1はHを表し、R2はOR9を表し、R9は、H、(C1〜C6)-アルキル、アリール及び(C1〜C6)-アルキル-アリールであり、
R3は、H、(C1〜C6)-アルキル、(C1〜C6)-アルキル-アリールからなる群から選択され、
同一である又は異なるR4及びR5は、H、(C1〜C6)-アルキル、アリール、(C1〜C6)-アルキル-アリールからなる群から選択され、
同一である又は異なるR6、R7及びR8は、(C1〜C6)-アルキル、アリール、(C1〜C6)-アルキル-アリールからなる群から選択され、
ただし、W、X及びYの少なくとも1つは、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、
- Zは、OH、NHNR9R10(ヒドラジン)、NHOC(O)R11(O-アシルヒドロキシルアミン)、N(OH)-C(O)R11(N-アシルヒドロキシルアミン)、OOH、SR12、2-アミノピリジン、3-アミノピリジン、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-OHなどの、鉄塩をキレート化することができる官能基であり、
同一である又は異なるR9及びR10は、H、(C1〜C6)-アルキル、アリール及び(C1〜C6)-アルキル-アリールからなる群から選択され、
R11は、H、(C1〜C16)-アルキル、(C3〜C16)-アルケニル、(C3〜C16)-アルキニル、アリール、ヘテロアリール、(C1〜C6)-アルキル-アリール、(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリールからなる群から選択され、
R12は、H、(C1〜C16)-アルキル、(C3〜C16)-アルケニル、(C3〜C16)-アルキニル、アリール、ヘテロアリール、(C1〜C6)-アルキル-アリール、(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリールからなる群から選択され、並びに
nは、0、2、3、4、5又は6である]
のサリノマイシンの9-及び/又は11-及び/又は20-アミノ誘導体、そのエナンチオマー、エナンチオマーの混合物、ジアステレオ異性体及びジアステレオ異性体の混合物に関する。
有利には、本発明のサリノマイシンの9-及び/又は11-及び/又は20-アミノ誘導体、エナンチオマー、エナンチオマーの混合物、ジアステレオ異性体及びジアステレオ異性体の混合物は、式(I)
[式中、
- Wは、=O、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、
- Xは、=O、OH、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、
- Yは、OH、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、
同一である又は異なるR1及びR2は、H、(C1〜C16)-アルキル、(C3〜C16)-アルケニル、(C3〜C16)-アルキニル、アリール、ヘテロアリール、(C1〜C6)-アルキル-アリール、(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリールからなる群から選択される;或いはR1はHを表し、R2はOR9を表し、R9は、H、(C1〜C6)-アルキル、アリール及び(C1〜C6)-アルキル-アリールであり、
R3は、H、(C1〜C6)-アルキル、(C1〜C6)-アルキル-アリールからなる群から選択され、
同一である又は異なるR4及びR5は、H、(C1〜C6)-アルキル、アリール、(C1〜C6)-アルキル-アリールからなる群から選択され、
同一である又は異なるR6、R7及びR8は、(C1〜C6)-アルキル、アリール、(C1〜C6)-アルキル-アリールからなる群から選択され、
nは、2、3、4、5又は6であり、
ただし、W、X及びYの少なくとも1つは、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、
- Zは、OH、NHNR9R10(ヒドラジン)、NHOC(O)R11(O-アシルヒドロキシルアミン)、N(OH)-C(O)R11(N-アシルヒドロキシルアミン)、OOH、SR12、2-アミノピリジン、3-アミノピリジン、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-OHなどの、鉄塩をキレート化することができる官能基であり、
同一である又は異なるR9及びR10は、H、(C1〜C6)-アルキル、アリール及び(C1〜C6)-アルキル-アリールからなる群から選択され、
R11は、H、(C1〜C16)-アルキル、(C3〜C16)-アルケニル、(C3〜C16)-アルキニル、アリール、ヘテロアリール、(C1〜C6)-アルキル-アリール、(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリールからなる群から選択され、
R12は、H、(C1〜C16)-アルキル、(C3〜C16)-アルケニル、(C3〜C16)-アルキニル、アリール、ヘテロアリール、(C1〜C6)-アルキル-アリール、(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリールからなる群から選択される]
のものである。
有利には、nは、0、2、3又は4である。
有利には、W及び/又はX及び/又はYは、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、より有利には-NR1R2からなる群から選択される。
有利には、同一である又は異なるR1及びR2は、H、(C1〜C16)-アルキル、有利には(C3〜C14)-アルキル、より有利には(C8〜C14)-アルキル、(C3〜C16)-アルケニル、有利には(C3〜C5)-アルケニル、(C3〜C16)-アルキニル、有利には(C3〜C5)-アルキニル、(C3〜C16)-シクロアルキル、有利には(C3〜C6)-シクロアルキル及び(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリール、有利にはCH2-ピリジニルからなる群から選択される。
同一である又は異なるR1及びR2はまた、H、(C1〜C16)-アルキル、有利には(C8〜C14)-アルキル、(C3〜C16)-アルキニル、有利には(C3〜C5)-アルキニル及び(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリール、有利にはCH2-ピリジニルからなる群から選択され得る。
有利には、R1及びR2は、両方ともHであることはない。
より有利には、R1はHであり、R2は、(C1〜C16)-アルキル、有利には(C3〜C14)-アルキル、より有利には(C8〜C14)-アルキル、(C3〜C16)-アルケニル、有利には(C3〜C5)-アルケニル、(C3〜C16)-アルキニル、有利には(C3〜C5)-アルキニル、(C3〜C16)-シクロアルキル、有利には(C3〜C6)-シクロアルキル及び(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリール、有利にはCH2-ピリジニルからなる群から選択される。
R1はまたHであり得、R2はまた、(C1〜C16)-アルキル、有利には(C8〜C14)-アルキル;及び(C3〜C16)-アルキニル、有利には(C3〜C5)-アルキニル;及び(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリール、有利にはCH2-ピリジニルからなる群から選択され得る。
有利には、R3は、H及び(C1〜C6)-アルキルからなる群から選択される。好ましくは、R3はHである。
有利には、同一である又は異なるR4及びR5は、H及び(C1〜C16)-アルキルからなる群から選択される。より有利には、R4及びR5は、H又は(C1〜C6)-アルキルである。好ましくは、R4及びR5は、同一である。1つの有利な実施形態では、-(CH2)n-NR4R5基は、-(CH2)2-N(CH3)2、-(CH2)3-N(CH3)2、-(CH2)2-NH2及び-(CH2)3-NH2からなる群から選択される。
有利には、同一である又は異なるR6、R7及びR8は、(C1〜C6)-アルキル及びアリールからなる群から選択される。より有利には、R6、R7及びR8は、(C1〜C6)-アルキルである。好ましくは、R6、R7及びR8は、同一である。1つの有利な実施形態では、-(CH2)n-N+R6R7R8基は、-(CH2)2-N+(CH3)3及び-(CH2)3-N+(CH3)3からなる群から選択される。
有利には、Zは、OH、OOH、NHNH2、NHOH又はNH2OHであり、好ましくはOHである。別の特定の実施形態では、ZはSHである。
本発明による第1の実施形態では、化合物は、式(Ia)
[式中、W、X、Y、Z、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びnは、式(I)に定義されている通りである]
のサリノマイシンの9-、11-、20-トリアミノ誘導体、そのエナンチオマー、エナンチオマーの混合物、ジアステレオ異性体及びジアステレオ異性体の混合物である。
本発明による第2の実施形態では、化合物は、式(Ib)
[式中、W、X、Y、Z、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びnは、式(I)に定義されている通りである]
のW、X及びYの2つが、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8、及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択される、サリノマイシンのジアミノ誘導体である。
式(Ib)の化合物は、式(Ib1)
[式中、同一である又は異なるX及びYは、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8、及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、並びに
Z、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びnは、式(Ib)に定義されている通りである]
のサリノマイシンの9-、20-ジアミノ誘導体、そのエナンチオマー、エナンチオマーの混合物、ジアステレオ異性体及びジアステレオ異性体の混合物であり得る。
式(Ib)の化合物は、式(Ib2)
[式中、同一である又は異なるW及びXは、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8、及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、並びに
Z、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びnは、式(Ib)に定義されている通りである]
のサリノマイシンの9-、11-ジアミノ誘導体、そのエナンチオマー、エナンチオマーの混合物、ジアステレオ異性体及びジアステレオ異性体の混合物であり得る。
式(Ib)の化合物は、式(Ib3)
[式中、同一である又は異なるW及びYは、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8、及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、
Xは、OH又は=Oであり、並びに
Z、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びnは、式(Ib)に定義されている通りである]
のサリノマイシンの11-、20-ジアミノ誘導体、そのエナンチオマー、エナンチオマーの混合物、ジアステレオ異性体及びジアステレオ異性体の混合物であり得る。
本発明による有利な実施形態では、式(I)の化合物は、式(Ic)のサリノマイシンのモノアミン誘導体であり、W、X又はYの1つだけは、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8、又は-O-(CH2)n-N+R6R7R8基であり、並びに
W、X、Y、Z、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びnは、式(I)に定義されている通りである。
式(Ic)の化合物は、式(Ic1)
[式中、
Xは、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8、及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、並びに
Z、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びnは、式(Ic)に定義されている通りである]
のサリノマイシンの9-アミノ誘導体であり得る。
有利には、ZはOHである。
本発明者らは、1位におけるアミノ基及びカルボン酸の存在が、CSC及びTICに対する向上された活性を有する化合物Iをもたらすことを実際に発見した。
式(Ic)の化合物は、式(Ic2)
[式中、
Wは、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8、及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、並びに
Z、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びnは、式(Ic)に定義されている通りである]
のサリノマイシンの11-アミノ誘導体であり得る。
式(Ic)の化合物は、有利には、式(Ic3)
[式中、
Xは、OH及び=Oからなる群から選択され、
Yは、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8、及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、並びに
Z、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びnは、式(I)に定義されている通りである]
のサリノマイシンの20-アミノ誘導体であり得る。
1つの有利な実施形態では、式(Ic3)の化合物において、XはOHであり、ZはOHであり、Yは-NR1R2である。より有利には、R1はHであり、R2は、(C1〜C16)-アルキル、有利には(C8〜C14)-アルキル、(C3〜C16)-アルケニル、有利には(C3〜C5)-アルケニル、(C3〜C16)-アルキニル、有利には(C3〜C5)-アルキニル、(C3〜C16)-シクロアルキル、有利には(C3〜C6)-シクロアルキル、及び(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリール、有利にはCH2-ピリジニルからなる群から選択される。
本発明者らは、1位におけるアミノ基及びカルボン酸の存在が、CSC及びTICに対する向上された活性を有する化合物Iをもたらすことを実際に発見した。
別の実施形態では、Xは=Oであり、Yは、=N-OH及びNR1R2からなる群から選択され、ZはNHOHである。有利には、Xは=Oであり、YはNR1R2であり、ZはNHOHである。より有利には、R1はHであり、R2はCH2-ピリジニル、好ましくはCH2-(2-ピリジニル)である。或いは、R1はHであり、R2は(C3〜C16)-シクロアルキル及び(C3〜C16)-アルキニルである。
特定の実施形態では、Zが-NHOHであり、Wが=Oであり、Xが-OHである場合、Yはプロパルギル基ではない。
特定の実施形態では、Zが-OHであり、Wが=Oであり、Xが-OHである場合、YはNCH2CH2N(CH3)2ではない。
式(I)の化合物は、有利には、
からなる群から選択され得る。
式(I)の化合物は、
からなる群から選択され得る。
特定の実施形態では、Wは=Oであり、Xは-OHであり、Yは-NR1R2であり、好ましくは、R1はHであり、R2は、(C3〜C16)-シクロアルキル、好ましくはシクロプロピルであり、Zは-OHである。
特定の実施形態では、Wは=Oであり、Xは-OHであり、Yは-NR1R2であり、好ましくは、R1はHであり、R2は、(C3〜C16)-アルキニル、好ましくはプロパルギルであり、Zは-OHである。
本発明はまた、先に定義されている式(I)の少なくとも1種の化合物、その薬学的に許容される塩、溶媒和物又は水和物及び少なくとも1種の薬学的に許容される添加剤(excipient)を含む医薬組成物に関する。
医薬組成物は、アドリアマイシン及びシクロホスファミド(AC)、ドセタキセル(タキソール)、トラスツズマブ、デガレリクス、カペシタビン、イホスファミド又はシスプラチンなどの、少なくとも1種の他の抗がん薬を更に含むことができる。有利には、医薬組成物は、アドリアマイシン及びシクロホスファミド(AC)又はドセタキセル(タキソール)を更に含む。
本発明の医薬組成物は、経口、舌下、皮下、筋肉内、静脈内、経皮、局所又は直腸投与用を意図し得る。活性成分は、従来の医薬用担体と混合されて、投与単位形態で、動物に又はヒトに投与され得る。
固体組成物が錠剤の形で調製される場合には、主要な活性成分は、当業者に知られている医薬用ビヒクル及び他の従来の添加剤と混合される。
本発明の化合物は、医薬組成物中に、1日に0.01mgから1000mgまでの範囲の用量で使用することができ、1日1回1用量のみ又は終日にわたって数回、例えば1日2回の用量で投与することができる。投与される日用量は、有利には、5mgから500mgの間、より有利には、10mgから200mgの間に含まれる。しかし、これらの範囲外の用量を使用することが必要であり得、このことは当業者によって留意され得る。
サリノマイシンは、乳がん、血液がん、肺がん、膵臓がん及び結腸がんを含む、種々のがんのタイプのCSC及びTICにおける増殖の阻害又はアポトーシスの誘導をもたらすことに加えて、これらの細胞の移動を妨げることが示されている。
それ故に、本発明は、薬物としての使用のための、上記で定義されている式(I)の化合物又は上記で定義されている医薬組成物に関する。本発明は更に、癌腫、肉腫、転移性疾患、前立腺がん、結腸がん、肺がん、乳がん、肝がん及び白血病などのがん、有利には乳がんの治療に並びに/又はがんの再発及び/若しくは転移の予防のために使用するための、上記で定義されている式(I)の化合物又は上記で定義されている医薬組成物に関する。
本発明の別の態様は、有利には、癌腫、肉腫、転移性疾患、前立腺がん、結腸がん、肺がん、乳がん、肝がん及び白血病などのがん、有利には乳がんの治療における並びに/又はがんの再発及び/若しくは転移の予防における使用のための、医薬の製造のための、上記で定義されている式(I)の化合物又は上記で定義されている医薬組成物の使用に関する。
本発明のさらなる態様は、癌腫、肉腫、転移性疾患、前立腺がん、結腸がん、肺がん、乳がん、肝がん及び白血病などのがん、有利には乳がんの治療の方法並びに/又はがんの再発及び/若しくは転移の予防の方法であって、治療有効量の上記で定義されている式(I)の化合物又は上記で定義されている医薬組成物の、それを必要とする人への投与を含む方法に関する。
上記で定義されている式(I)の化合物は、単独で又はがんに対する治療法、例えば他の抗がん薬と組み合わせて投与され得る。抗がん薬は、当技術分野において公知である。
それ故に、本発明のさらなる態様は、特にがん、有利には乳がんの治療における医薬としての、同時(simultaneous)使用、個別(separate)使用又は時差(staggered)使用のための組合せ製品としての、a)上記で定義されている式(I)の化合物及びb)アドリアマイシン及びシクロホスファミド(AC)、ドセタキセル(タキソール)、トラスツズマブ、デガレリクス、カペシタビン、イホスファミド又はシスプラチン、有利にはアドリアマイシン及びシクロホスファミド(AC)、ドセタキセル(タキソール)などの別の化学療法化合物を含む医薬品に関する。
本明細書において、「組合せ製品」という語句は、本発明の式(I)の化合物が、他の抗がん薬での個体の治療前、治療中(好ましくは混合調剤されて同時に含む)及び/又は治療後に個体に投与されて、治療されることを意味する。製剤は、好都合には、当業者に公知の方法によって、単位剤形で存在し得る。好ましくは、キット-オブ-パーツは、望ましい作用を達成するための剤形の使用及び特定の時間期間にわたって摂取されるべき剤形の量を指示する使用説明書を含有する。好ましくは、前記組合せ製品は、癌腫、肉腫、転移性疾患、前立腺がん、結腸がん、肺がん、乳がん、肝がん及び白血病などのがん、有利には乳がんの治療のためのもの並びに/又はがんの再発及び/若しくは転移の予防におけるものである。
上記で定義されている式(I)の化合物は、自食作用を阻害することができるため、本発明はまた、自食作用が関与する疾患、特にマラリアの治療に使用するための、式(I)の化合物に関する。
本発明の別の態様は、有利には、自食作用が関与する疾患、特にマラリアの治療に使用するための、医薬の製造のための、上記で定義されている式(I)の化合物の使用に関する。
本発明のさらなる態様は、自食作用が関与する疾患、特にマラリアの治療の方法であって、治療有効量の上記で定義されている式(I)の化合物の、それを必要とする人への投与を含む方法に関する。
式(I)の化合物は、スキーム1に説明される方法及びそれ以降に記載される方法に従って調製することができる。
サリノマイシンの20位におけるNR1R2;-NR3-(CH2)n-NR4R5及び-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8基は、以下の方法によって導入することができる。
(a)サリノマイシンの20位におけるアリルアルコールを、α,β-不飽和ケトンに酸化する工程。
アリルアルコールを酸化する方法は、当技術分野において公知である。有利には、この酸化は、MnO2を用いて行われる。
(b)サリノマイシンのα,β-不飽和ケトン類似体の1位におけるカルボン酸を保護する工程、
カルボン酸に適した任意の保護基が使用され得る。有利には、カルボン酸は、メチルエステル又はアリルエステルなどのエステルの形で保護される。1位のカルボン酸は、α,β-不飽和ケトンに酸化する前に保護されてもよい。
適した保護基は、例えば、Greene,「Protective Groups In Organic synthesis」,(John Wiley & Sons, New York(1981)に開示されている。
(c)α,β-不飽和ケトンをアミンと反応させ、同時に又はその後、イミンを還元する工程、
還元的アミノ化によってアミンを調製する方法は、当技術分野において公知である。有利には、イミンは、極性溶媒中、酸の存在下でアミンを反応させることによって形成される。特定の実施形態では、イミンは、メタノール又はエタノールなどのアルコール及び酢酸の混合物中で形成される。イミンのアミンへの還元は、有利には、三塩化セリウムCeCl3などのセリウム塩の存在下で、水素化ホウ素ナトリウム又はシアノ水素化ホウ素ナトリウムなどの水素化ホウ素を用いて行われる。
(d)1位のエステルを脱保護して、カルボン酸を得る工程。
エステルを脱保護する方法は、例えば、Greene,「Protective Groups In Organic synthesis」,(John Wiley & Sons, New York(1981)に開示されている。
11位におけるNR1R2;-NR3-(CH2)n-NR4R5及び-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8基は、11位のケト基をアミンと反応させ、同時に又はその後、イミンを還元することによって得ることができる。
還元的アミノ化によってアミンを調製する方法は、当技術分野において公知である。有利には、イミンは、極性溶媒中、酸の存在下でアミンを反応させることによって形成される。特定の実施形態では、イミンは、メタノール又はエタノールなどのアルコール及び酢酸の混合物中で形成される。イミンのアミンへの還元は、有利には、水素化ホウ素ナトリウム又はシアノ水素化ホウ素ナトリウムなどの水素化ホウ素を用いて行われる。
サリノマイシンのカルボン酸及び/又はヒドロキシル基は、存在する場合には、保護され得る。適した保護基は、例えば、Greene,「Protective Groups In Organic synthesis」,(John Wiley & Sons, New York(1981)に開示されている。有利には、保護基はトリエチルシリル基である。
9位におけるNR1R2;-NR3-(CH2)n-NR4R5及び-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8基は、以下の工程によって導入することができる。
(a)サリノマイシンの11、20及び28位におけるヒドロキシル基を保護する工程、
(b)9位のヒドロキシル基を脱離基に変換する工程、
脱離基は、例えば、メシレート又はトリフルオロメチルスルホネートなどのスルホネートであり得る。ヒドロキシル基をアミンで置換する方法は、当技術分野において公知である。
(c)工程(b)において得られた生成物を、適切なアミンと反応させる工程、
(e)ヒドロキシル基及びカルボン酸を脱保護する工程。
-O-(CH2)n-NR4R5基及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8基は、サリノマイシンの9、11及び/又は20ヒドロキシル類似体から出発して、導入することができる。
サリノマイシンの11位におけるヒドロキシル基は、当技術分野において公知の方法を使用して、この位置のケト基を還元することによって得ることができる。ケトンは、例えば、メタノール又はエタノールなどのアルコール中で、水素化ホウ素ナトリウムを用いて還元され得る。
反応は、以下の工程によって行われる。

(a)1位にカルボン酸並びに9、11及び/又は20位にヒドロキシル基が存在する場合にはそれらを、及び28位のヒドロキシル基を保護する工程、
有利には、カルボン酸は、アリルエステルとして保護される。
(b)ヒドロキシル基を脱離基に変換する工程、
脱離基は、例えば、メシレート又はトリフルオロメチルスルホネートなどのスルホネートであり得る。ヒドロキシル基を脱離基に変換する方法は、当技術分野において公知である。反応は、好ましくは、ピリジンなどの塩基の存在下で実施される。
(c)工程(b)において得られた生成物を、塩基の存在下で、式HO-(CH2)n-NR4R5又はHO-(CH2)n-N+R6R7R8の化合物と反応させる工程、
有利には、反応は、水素化ナトリウムなどの強塩基を用いて行われる。好ましくは、アルコキシドは、工程(b)において得られた生成物と反応させる前に、別々に調製される。
(d)場合によって保護されているヒドロキシル基及びカルボン酸を脱保護する工程。
それ故に、本発明はまた、式(I)[式中、Yは、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、及び-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びnは、式(I)について定義されている通りである]のサリノマイシンの20-アミノ、9-、20-ジアミノ又は9-、11-、20-トリアミノ誘導体を調製する方法であって、
(a)式(II)
[式中、
Xは、請求項1に規定の通りであり、場合によって保護されており、
PG1は、カルボン酸保護基であり、有利にはメチルである]
の化合物を、
式R2NH2又はNH2-(CH2)n-NR4R5、又はNH2-(CH2)n-N+R6R7R8のアミンと反応させる工程、
(b)工程(a)において得られたイミンを、有利には、三塩化セリウムなどのセリウム塩の存在下で、水素化ホウ素で還元する工程、
(c)1位のカルボン酸を脱保護する工程、
(d)場合によって、アミンをアルキル化する工程
を含む方法に関する。
本発明は更に、式(I)[式中、Yは、-O-(CH2)n-NR4R5及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、R4、R5、R6、R7、R8及びnは、式(I)について定義されている通りである]のサリノマイシンの9-アミノ、9-、20-ジアミノ又は9-、11-、20-トリアミノ誘導体を調製する方法であって、
(a)式(III)
[式中、
Xは、式(I)に規定の通りであり、場合によって保護されており、
OL1は、スルホネートなどの脱離基であり、有利にはメシレートであり、
PG1は、メチル又はアリルなどのカルボン酸保護基であり、有利にはアリルであり、
PG2は、ヒドロキシル保護基であり、有利にはトリエチルシリルである]
の化合物を、
式M-O-(CH2)n-NR4R5又はM-O-(CH2)n-N+R6R7R8、[式中、
Mは、Na、K及びLiからなる群から選択される金属である]
の化合物と反応させる工程、
(b)1位のカルボン酸及びヒドロキシル基を脱保護する工程
を含む方法に関する。
定義:
X又はYが-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8又は-O-(CH2)n-N+R6R7R8基である式(I)の化合物は、ベタインである。その場合には、サリノマイシンの1位におけるカルボン酸は、カルボン酸塩の形であり、すなわち、ZがOHの代わりにO-である。
説明及び請求項に規定されている基、ラジカル又は断片の中で、炭素原子の数は、かっこ内に明記されている。例えば、(C1〜C16)-アルキルは、1から16個までの炭素原子を有するアルキル基又はラジカルを表す。
2個以上のサブグループを含む基について、接続（attachment）は「-」で示される。例えば、「-(C1〜C6)-アルキル-アリール」は、アリールラジカルにアルキルラジカルが結合し、そのアルキルは、分子の残りの部分に結合していることを示す。
本発明の意味において、「(C1〜C6)-アルキル」という表現は、1から16個までの炭素原子を含む、場合によって置換されている、非環式の、飽和の、直鎖状又は分枝状の炭化水素鎖を表す。(C1〜C16)-アルキル基の例には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル及びドデシルが含まれる。明示的に記述されない限り、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ドデシルなどの定義は、可能なすべての異性体を含む。例えば、ブチルは、n-ブチル、iso-ブチル、sec-ブチル及びtert-ブチルを含む。
本発明の意味において、「-(C3〜C16)-アルケニル」という表現は、3から16個までの炭素原子を含み、そのうちの少なくとも2個が二重結合を介して連結している、場合によって置換されている、非環式の、飽和の、直鎖状又は分枝状の炭化水素鎖を表す。「-(C3〜C16)-アルケニル」の例には、プロペニル、ブテニル、ペンテニル又はヘキセニルが含まれる。明示的に記述されない限り、プロペニル、ブテニル、ペンテニル及びヘキセニルの定義は、可能なすべての異性体を含む。
本発明の意味において、「-(C3〜C16)-アルキニル」という表現は、3から16個までの炭素原子を含み、そのうちの少なくとも2個が三重結合を介して連結している、場合によって置換されている、非環式の、飽和の、直鎖状又は分枝状の炭化水素鎖を表す。「-(C3〜C16)-アルキニル」の例には、プロピニル、ブチニル、ペンチニル又はヘキシニルが含まれる。明示的に記述されない限り、プロピニル、ブチニル、ペンチニル及びヘキシニルの定義は、可能なすべての異性体を含む。
本発明の意味において、「(C3〜C16)-シクロアルキル」という表現は、1から16個までの炭素原子を含む、場合によって置換されている環式飽和炭化水素鎖を表す。(C3〜C16)-シクロアルキル基の例には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル及びシクロドデシルが含まれる。有利には、(C3〜C16)-シクロアルキル基は、シクロプロピル、シクロブチル及びシクロペンチルから選択される。
本明細書において使用される「場合によって置換されている」という用語は、水素原子のいずれかが、フッ素などの置換基で置き換えられている可能性があることを意味する。
「アリール」という用語は、第2の飽和、不飽和又は芳香族環と縮合し得る、単環式芳香族環を表す。アリールという用語は、以下の例に制限されることなく、フェニル、インダニル、インデニル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、テトラヒドロナフチル及びジヒドロナフチルを含む。好ましいアリールは、1個の6員芳香族環を含むものである。アリール基は、アルキル、アルコキシ、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、ニトロ、シアノ、トリフルオロ、カルボン酸又はカルボン酸エステルからなる群から独立に選択される1個又は複数の基で置換されていてよい。置換されているフェニル基の例は、メトキシフェニル、ジメトキシフェニル、トリメトキシフェニル、フルオロフェニル及びトリフルオロメチルフェニルである。
「-(C1〜C6)-アルキル-アリール」という用語は、本発明の意味において、1から6個までの炭素原子を含有するアルキル鎖によって分子の残りの部分に連結している、上記で定義されているようなアリール基を表す。有利には、「-(C1〜C6)-アルキル-アリール」は、置換又は非置換のベンジルである。置換されているベンジル基の例には、メトキシベンジル、シアノベンジル、ニトロベンジル又はフルオロベンジルが含まれる。
ヘテロアリールという用語は、1個又は複数の炭素原子が、N、O及びSからなる群から選択される1個又は複数のヘテロ原子で置き換えられている、上記で定義されているような、単環式又は多環式のアリールを表す。明示的に記述されない限り、「ヘテロアリール」という用語は、可能なすべての異性体を含む。ヘテロアリール基の例には、フリル、チエニル、イミダゾリル、ピリジル、ピロリル、N-アルキルピロリル、ピリミジニル、ピラジニル、テトラゾリル、トリアゾリル及びトリアジニルが含まれる。ヘテロアリール基は、アルキル、アルコキシ、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、ニトロ、シアノ、トリフルオロ、カルボン酸又はカルボン酸エステルからなる群から独立に選択される1個又は複数の基で置換されていてよい。好ましいヘテロアリールは、インドリル、ピロリル、ピリジニル、ピラゾリル、トリアゾリル、フラニル又はチエニルなどの、環に5又は6個の原子を有するものである。
「-(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリール」という用語は、本発明の意味において、1から6個までの炭素原子を含有するアルキル鎖によって分子の残りの部分に連結している、上記で定義されているようなヘテロアリール基を表す。有利には、「-(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリール」は、置換されている又は(C1)-アルキル-ヘテロアリールである。
本発明の意味において、「ハロゲン」という用語は、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素原子を表す。
本発明の目的のために、「薬学的に許容される」という用語は、医薬組成物の調製に有用であるもの及び一般に、薬学的使用に安全で非毒性であるものを意味することを意図する。
「薬学的に許容される塩、水和物又は溶媒和物」という用語は、本発明の枠組みにおいて、上記で定義されているような、薬学的に許容される化合物の塩及び対応する化合物の薬理活性を有する化合物の塩を意味することを意図する。そのような塩は、
(1)水和物及び溶媒和物、
(2)塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸及びリン酸などの無機酸で形成される酸付加塩;又は酢酸、ベンゼンスルホン酸、フマル酸、グルコヘプト酸、グルコン酸、グルタミン酸、グリコール酸、ヒドロキシナフトエ酸、2-ヒドロキシエタンスルホン酸、乳酸、マレイン酸、リンゴ酸、マンデル酸、メタンスルホン酸、ムコン酸、2-ナフタレンスルホン酸、プロピオン酸、コハク酸、ジベンゾイル-L-酒石酸、酒石酸、p-トルエンスルホン酸、トリメチル酢酸及びトリフルオロ酢酸などの有機酸で形成される酸付加塩、並びに
(3)化合物中に存在する酸性プロトンが、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン若しくはアルミニウイオンなどの金属イオンで置き換えられている;又は有機塩基若しくは無機塩基と配位結合している場合に形成される塩を含む。許容される有機塩基には、ジエタノールアミン、エタノールアミン、N-メチルグルカミン、トリエタノールアミン、トロメタミンなどが含まれる。許容される無機塩基には、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム及び水酸化ナトリウムが含まれる。
サリノマイシンの種々の濃度におけるHMLER CD24-細胞(実線)及びHMLER CD24+細胞(点線)の生存率を表す図である。 Y軸は細胞生存率を表し、百分率として表わされている。 X軸は、各生成物の濃度をμMで表している。使用された濃度は、X軸及びY軸の間の交点から左から右へ、0.0001μM、0.001μM、0.01μM、0.1μM、1μM及び10μMである。線上の各点は、相当する濃度で測定された細胞生存率を表す。 AM5の種々の濃度におけるHMLER CD24-細胞(実線)及びHMLER CD24+細胞(点線)の生存率を表す図である。 Y軸は細胞生存率を表し、百分率として表わされている。 X軸は、各生成物の濃度をμMで表している。使用された濃度は、X軸及びY軸の間の交点から左から右へ、0.0001μM、0.001μM、0.01μM、0.1μM、1μM及び10μMである。線上の各点は、相当する濃度で測定された細胞生存率を表す。 AM9の種々の濃度におけるHMLER CD24-細胞(実線)及びHMLER CD24+細胞(点線)の生存率を表す図である。 Y軸は細胞生存率を表し、百分率として表わされている。 X軸は、各生成物の濃度をμMで表している。使用された濃度は、X軸及びY軸の間の交点から左から右へ、0.0001μM、0.001μM、0.01μM、0.1μM、1μM及び10μMである。線上の各点は、相当する濃度で測定された細胞生存率を表す。 AM13の種々の濃度におけるHMLER CD24-細胞(実線)及びHMLER CD24+細胞(点線)の生存率を表す図である。 Y軸は細胞生存率を表し、百分率として表わされている。 X軸は、各生成物の濃度をμMで表している。使用された濃度は、X軸及びY軸の間の交点から左から右へ、0.0001μM、0.001μM、0.01μM、0.1μM、1μM及び10μMである。線上の各点は、相当する濃度で測定された細胞生存率を表す。 いずれの化合物も加えることなく(対照)又は規定量のサリノマイシン、AM5、AM9若しくはAM13の存在下で、11日後に形成された腫瘍様塊(mammosphere)の代表的な位相差顕微鏡写真である。Sal類似体(AM5、AM13)は、低いナノモル濃度で、腫瘍様塊の数及びサイズを低減させた。腫瘍様塊のサイズは、前駆細胞増殖と相関しているが、クローン密度での連続継代後に形成された腫瘍様塊の数は、原始がん幹細胞の自己再生能と相関している。より小さい塊は、細胞死及び腫瘍様塊の退縮を示す。 いずれの化合物も加えることなく(未処置)又は規定量のサリノマイシン、AM5、タキソール又はAM5とタキソールとの組合せの存在下で、7日又は14日後に形成された腫瘍様塊の代表的な位相差顕微鏡写真である。より小さい塊は、細胞死及び腫瘍様塊の退縮を示す。 腫瘍様塊の数及びサイズの定量化を表す図である。15nMのAM5と5nMのタキソールとの組合せは、15nM又は5nMのAM5単独に比べて向上された有効性で、腫瘍様塊の数及びサイズを減少させる。 化合物処置マウス(3mg/kg体重/日、腹膜内注射、n=5)のMCF-7腫瘍-成長曲線を表す図である。活性Sal類似体(AM5)の非致死的注射は、マウスにおける乳がんの腫瘍成長を阻害する(n=5;エラーバーは標準誤差である)。 サリノマイシン類似体によって誘発された細胞死は、ROS捕捉剤であるN-アセチルシステイン(NAC)によって阻害されることを示す図である。500nMのSal類似体を用いて又は用いずに、細胞株を48時間インキュベートした。アポトーシスを、アネキシンV-FITC及びPI染色並びにFACS分析によって評価した。すべてのデータを、3つの個々の実験からの平均±標準偏差として表す(*;P<0.05)。 リソソームの鉄はSal類似体によって活性化された細胞死シグナル伝達を媒介することを示す図である。Sal類似体によって誘導された細胞死は、リソソームの鉄キレート剤であるデフェロキサミンメシレート(DFO)によって阻害される。細胞を、(c)と同様に、示されている濃度のDFOを用いて又は用いずに、48時間処理した。アポトーシスを、cと同様に評価した。 図9に示されている実験において計数された腫瘍様塊の数の定量化を表す図である。クローン密度での連続継代後に形成された腫瘍様塊の数は、原始がん幹細胞の自己再生能と相関している。より小さい塊は、細胞死及び腫瘍様塊の退縮を示す。未処理細胞又はサリノマイシンで処理された細胞と比較して、AM5のみ及びより効果的にはAM23は、腫瘍様塊の数を低減させた。 図9に示されている実験において計数された腫瘍様塊のサイズの定量化を表す図である。腫瘍様塊のサイズは、最高用量のAM23によってのみ低減するが、サリノマイシン、AM5及びより低い用量のAM23は、腫瘍直径を変化させない。 示されている薬物で7日間処理された個々のHMLER CD24low細胞から形成された腫瘍様塊の第三世代の画像を表す図である。腫瘍様塊のサイズは、前駆細胞増殖能と相関しているが、クローン密度での連続継代後に形成された腫瘍様塊の数は、原始がん幹細胞の自己再生能と相関している。より小さい塊は、細胞死及び腫瘍様塊の退縮を示す。 AM23のX-線構造のORTEP図である。 サリノマイシン、AM5及びAM23で処理されたHMLER CD24low細胞におけるROSのFACS分析を表す図である。 サリノマイシン、AM5、AM13及びAM9が、細胞内ナトリウム濃度に及ぼす影響を表す図である。 MCF-7異種移植片を有するマウスにおける腫瘍成長の予防の評価を表す図である。 図13と同様に処置されたマウスの末梢組織の比較H&E染色画像を表す、5回の生物学的反復(スケールバー、100μm)を代表する図である。 AM5での処置中のマウスの体重を表す図である。マウスの体重のエラーバーは標準偏差を表し、1群当たり動物5匹に相当する。 死細胞(DIOC6(3)陰性/DAPI陽性又は陰性)の百分率を表す図である。 48時間処理された細胞におけるROSのFACS分析を表す図である。
(実施例1)
式(I)の化合物の合成
酸化サリノマイシン酸(oxo-Sal-H)2の調製:
サリノマイシンナトリウム(2.00g、2.587mmol)をDCM250mLに溶解し、二酸化マンガン(9.00g、103.5mmol、40当量)を加えた。懸濁液を室温で一晩撹拌した。出発物質を完全に変換した後、混合物をセライト上でろ過した。ろ液を15mM H2SO4水溶液で抽出し、MgSO4上で乾燥させ、濃縮して、いずれのさらなる精製も行うことなく、生成物2(1.71g、2.28mmol、96%)を、純粋な白色泡状物として得た。
oxo-Sal-Hのメチル化からoxo-Sal-Me3の形成:
火炎乾燥し、Arでフラッシュしたシュレンクフラスコに、2(100mg、0.134mmol)を導入し、無水DMF(3mL)に溶解した。炭酸セシウム(56.5mg、0.174mmol、1.3当量)を加えた後、ヨウ化メチル(11μL、0.174mmol、1.3当量)を加え、溶液を室温で24時間撹拌した。反応終了後、溶媒を除去し、残渣をDCM中に入れ、溶液を15mM H2SO4水溶液、飽和NaHCO3溶液、水、ブラインで抽出し、MgSO4上で脱水した。溶液をろ過し、濃縮し、CombiFlashを用いて、シリカゲル上でDCM/MeOH 10/0.2を使用して精製した。純粋な生成物3(96.5mg、0.126mmol、95%)を、白色泡状物として単離した。
(酸化-メチル化の手順を逆にすることができ、両方の工程における収率は、それほど変わらない。)
2又は3における還元的アミノ化反応の手法:
100mgの出発物質2をMeOH 3mlに溶解し、第一級アミン(10当量)を加えた後、AcOH(50μL)を加えた。溶液を室温で1時間撹拌した後、CeCl3-7H2Oを加えた。MeOH 2mL中NaBH3CN(1.05〜1.3当量)の溶液を、シリンジポンプを用い、室温で8時間かけて非常にゆっくりと加えた。室温で更に4時間撹拌した後、反応混合物からサンプルを抜き取り、少量で後処理をした後、TLCを行った。出発物質が完全に消費されなかった場合には、完全に変換したことが認識できるまで、MeOH中NaBH3CNの少量をゆっくりと添加した。次いで、15mM H2SO4の水溶液(2〜4mL)を注意深く加えた後、DCMを加えた。層を分離し、水層をDCMで2回抽出した。合わせた有機層を、15mM H2SO4水溶液、飽和NaHCO3水溶液、水及びブラインで洗浄した。溶液をMgSO4上で脱水し、濃縮した後、Combi Flashを用いて、シリカゲル上でDCM中1〜3%MeOHを漸進的に使用して精製した。副生成物の多くを、この工程によって除去することができた。最終精製については、生成物をC18-逆相カラム上でHPLCによって精製した。溶出勾配:50%/50% ACN/H2O(両方とも0.1%ギ酸を含む)から100%ACNまでを12分以内に、100%ACNを10〜20分(生成物及び副生成物の極性によって決まる)。アミンは、およそ60〜90%ACNで溶出した(AM5:60%、AM9:70%、AM13:90〜100%)。検出はUV検出器を用い、波長217nmで行った。
AM5の調製
Sal-プロパルギルアミンを、MeOH 8mL中、103mgの2(0.134mmol)、プロパルギルアミン86μL(1.34mmol、10当量)、NaBH3CN 11mg(0.174mmol、1.3当量)、CeCl3-7H2O 50.0mg(0.134mmol、1当量)及び酢酸50μLを使用して調製した。CombiFlash及びHPLCでの精製後、純粋な生成物25mg(0.032mmol、24%)を、無色泡状物として単離することができた。
AM9の調製
Me-Sal-プロパルギルアミンを、MeOH 8mL中、106mgの3(0.139mmol)、プロパルギルアミン89μL(1.39mmol、10当量)、NaBH3CN 9.6mg(0.153mmol、1.1当量)、CeCl3-7H2O 51.8mg(0.138mmol、1当量)及び酢酸50μLを使用して調製した。CombiFlash及びHPLCでの精製後、純粋な生成物25mg(0.031mmol、22%)を、無色泡状物として単離することができた。
AM13の調製
Sal-ドデシルアミンを、MeOH 8ml中、103mgの2(0.138mmol)、ドデシルアミン255.8mg(1.38mmol、10当量)、NaBH3CN 9mg(0.145mmol、1.05当量)、CeCl3-7H2O 51.4mg(0.138mmol、1当量)及び酢酸20μLを使用して調製した。CombiFlash及びHPLCでの精製後、純粋な生成物14mg(0.0152mmol、11%)を、無色泡状物として単離することができた。
AM23の調製
Sal-シクロプロピルアミンを、100mgの2(0.133mmol)、シクロプロピルアミン94μL(1.33mmol、10当量)、NaBH3CN 11mg(0.17mmol、1.3当量)、CeCl3-7H2O 50.0mg(0.134mmol、1当量)及び酢酸50μLを使用して調製した。AM23を無色泡状物として得た(44mg、42%)。
図10は、化合物AM23の3D-構造を示しており、AM23の結晶構造及び立体化学を明確に確認するものである。
(実施例2)
IC50評価
細胞生存率アッセイを、96-ウェルプレートに1000細胞/ウェルでプレーティングすることによって実施した。NAC(2mM、A9165 Sigma社)又はDFO(1mM)で前処理を2時間行った後、化合物で処理した。24、48,又は72時間の処理後に、CellTiter-Blue(登録商標)試薬(Promega社;G3582)(20μl/ウェル)を加え、細胞を1時間インキュベートした後、Perkin Elmer Wallac 1420 Victor2 Microplate Readerを使用して、蛍光(560(20)Ex/590(10)Em)を記録した。
結果:
上記の結果は、20位にアミン官能性を含有しない化合物が、サリノマイシンに比べて、がん幹細胞に対するより低い効力を有することを示す。
サリノマイシンの20位にアミン官能基を導入すると、CD24細胞に対する著しく向上された活性をもたらし(AM5、AM8、AM11、AM12、AM13及びAM23)、最大18倍まで向上する。
サリノマイシンの1位におけるカルボン酸官能基をエステル基で置き換えると、サリノマイシンに比べてより低い有効性を有する化合物をもたらす(AM9及びAM10)。
これらの結果は、アミン及び鉄をキレート化することができるカルボン酸などの官能基の両方が、活性を向上させるのに必要であることを実証している。これらの2つの官能基の存在は、鉄配位を促進し、それによってリソソームにおけるFenton反応に有利に働くことが企図されている。
それ故に、式(I)の化合物は、がんの治療並びに/又はがんの再発及び/若しくは転移の予防に有用である。
(実施例3)
AM5、AM9及びAM13がHMLER CD24-細胞の増殖に及ぼす効果:
AM5、AM9、AM13及びサリノマイシンを、細胞増殖及び腫瘍様塊の形成を阻害するそれらの能力について評価した。
結果を図2に提示する。
30nMでは、AM5及びAM13は、サリノマイシンと比較して、10倍向上された有効性で細胞増殖を阻害する。
それとは対照的に、AM9は、500nMでさえも、細胞増殖を阻害しなかった。
したがって、これらの結果は、本発明による式(I)の化合物が、サリノマイシンよりも効果的に、腫瘍様塊の形成を阻害することができることを示している。
(実施例4)
AM5、タキソール及びその組合せがHMLER CD24-細胞の増殖に及ぼす効果:
AM5、タキソール及びAM5とタキソールとの組合せも、細胞増殖及び腫瘍様塊の形成を阻害するそれらの能力について評価した。
結果を図3に提示する。
15nMのAM5と5nMのタキソールとの組合せは、15nM又は5nMのAM5単独に比べて向上された有効性で、細胞増殖及び腫瘍様塊の形成を阻害する。
(実施例5)
AM5が異種移植片の腫瘍形成に及ぼす効果
ヒト乳がん細胞株MCF-7細胞培養物を、回収し、酵素的に解離し、PBS中で洗浄し、PBS/マトリゲル混合物(1:1体積)中に再懸濁した。次いで、この混合物0.1mlを、5週齢雌AthymicNude-Fox1 nuマウス(Harlan社、France)の乳房脂肪体に移植した。マウスを個別換気ケージ(Tecniplast社、France)に入れ、一定の温度及び湿度下で維持した;すべての実験を、層流下で行った(Tecniplast社 France)。細胞注入当日及びそれから7日目に、マウスにエストラジオール補充(0.4mg/kg)を行い、腫瘍の外観について観察及び触診した。マウスをサリノマイシン類似体(ここではAM5、3mg/kg体重/日、腹膜内注射)で、その週から5オープン日毎に、33日間処置した。腫瘍成長は、キャリパーを使用して毎週測定した。腫瘍体積は、標準式:L×W2×0.52[式中、L及びWは、それぞれ最長及び最短の直径である]を使用して決定した。動物に関するすべての作業は、Guidelines of the United Kingdom Coordinating Committee on Cancer Researchに従って行った。
結果を図4に提示する。
AM5での処置後、腫瘍体積及び腫瘍重量はより低くなった。
これらの結果は、in vitroアッセイと一致しており、本発明による式(I)の化合物は、ヌードマウスにおける腫瘍形成を阻害することができることを示している。
(実施例6)
サリノマイシン及び活性類似体は、リソソームのFenton触媒作用を通じて細胞死を引き起こす。
サリノマイシン類似体によって誘導された細胞死は、ROS捕捉剤であるN-アセチルシステイン(NAC)によって阻害される。500nMのSal類似体を用いて又は用いずに、細胞株を48時間インキュベートした。アポトーシスの評価を、アネキシンV-FITC及びPI染色並びにFACS分析によって行った。
結果を図5に提示する。すべてのデータを、3つの個々の実験からの平均±標準偏差として表す(*;P<0.05)。
データは、サリノマイシン及びAM5が、リソソームのROS生成を通じて細胞死を誘導することを示している。
(実施例7)
リソソームの鉄はサリノマイシン類似体によって活性化された細胞死シグナル伝達を媒介する。
サリノマイシン類似体によって誘導された細胞死は、リソソームの鉄キレート剤であるデフェロキサミンメシレート(DFO)によって阻害される。細胞を、実施例6と同様に、示されている濃度のDFOを用いて又は用いずに、48時間処理した。アポトーシスを、実施例6と同様に評価した。
結果を図6に提示する。
データは、リソソームの鉄が、サリノマイシン類似体によって活性化された細胞死シグナル伝達を媒介したことを示している。
(実施例8)
AM5及びAM23がHMLER CD24-細胞の増殖に及ぼす効果:
AM5及びAM23並びにサリノマイシンを、細胞増殖及び腫瘍様塊の形成を阻害するそれらの能力について評価した。
結果を図7〜図9に提示する。
30nMでは、AM5及びAM23は、サリノマイシンと比較して、10倍向上された有効性で細胞増殖を阻害する。
したがって、これらの結果は、本発明による式(I)の化合物が、サリノマイシンよりも効果的に、腫瘍様塊の形成を阻害することができることを示している。
(実施例9)
乳がん細胞株におけるサリノマイシン、AM5及びAM23のIC50:
以下のTable 1(表4)は、広範囲の乳がん細胞株についてのサリノマイシン(Sal)並びにその誘導体AM5及びAM23のIC50を表す。
細胞を、6-ウェルプレートに、5.105細胞/ウェルの密度で播種し、一晩培養した。次いで、細胞を種々の濃度(15、30、100、500、1000及び10.000nM)のサリノマイシン、AM5及びAM23で、72時間、96時間及び108時間処理した。処理後、アネキシンV-FITC/ヨウ化プロピジウム(PI)アッセイを使用して、製造業者のプロトコル(FITC Annexin V Apoptosis Detection Kit II、556570、BD Pharmingen(商標))に従って、細胞死を定量し、LSRFortessa(商標)フローサイトメーター(BD Bioscience社、San Jose、CA)によって分析した。Cell Quest software(BD Biosciences社)を使用して、データを処理した。用量-反応細胞死曲線を、示された時間について決定した。
腫瘍細胞について、それらの薬物感受性の機能において、細胞を分類した。ここでは、数種の濃度の薬物とともに、最も感受性の高い細胞を72時間インキュベートし、中程度の感受性の細胞を96時間、最も感受性の低い又は耐性の細胞を108時間インキュベートした。
30nM、500nm及び1μMの濃度を使用して、薬物のIC50を決定した。
区間[30〜500nM]は、IC50が、30nMの値(valor)を除いたこの区間に含まれることを意味する。
SW620及びSW480細胞株は、結腸腫瘍由来のものである。Table 2(表5)は、各細胞株の基本的な特性を記載している:
これらの結果は、AM5及びAM23が、細胞によるが、サリノマイシンと比較して、類似の又はより良好なIC50を有することを示している。
(実施例10)
ROS誘発におけるAM23の影響
反応性酸素種(ROS)レベルを、フローサイトメトリーによって又は共焦点走査免疫蛍光顕微鏡法によって、CM-H2DCF-DA(C6827、invitrogen社)を使用して測定した。簡単に言えば、U2OS及びHMLER CD24low細胞を、図11に示されているように処理した(30nM、500nM又は1μMのサリノマイシン、AM5若しくはAM23又は未処理、48時間)。次いで、これらの細胞をトリプシン処理し、5μM CM-H2DCF-DAとともに37℃で40分間インキュベートし、PBSで1回洗浄し、DAPI(0.5μg/ml)を用いて対比染色して、生存不能細胞を取り除いた。フローサイトメトリーによって、LSRFortessa(商標)サイトメーター(BD Bioscience社、San Jose、CA)を用いて、平均蛍光強度をROS生成として決定した。免疫蛍光顕微鏡分析について、細胞をカバースリップ上に播種し、サリノマイシン誘導体で処理した(培地に注入、次いで24時間、48時間及び72時間処理)。LysoTracker(登録商標)Red DND-99(L-7528, Life technologies社)を使用して、リソソームを視覚化した。次いで、細胞を4%PFA/PBSで固定した。DAPIを使用して、核のDNAを視覚化した。Deltavisionリアルタイム顕微鏡(Applied Precision社)又はApoTome.2顕微鏡(Zeiss社)を使用して、細胞の画像を得た。ImageJを使用して、画像を更に処理した。
図11に示されているように、AM23は、HMLER CD24low細胞において、ROSを誘発する。
(実施例11)
MCF-7異種移植片を有するマウスにおける細胞内ナトリウム測定及び腫瘍成長
細胞内ナトリウム測定:ナトリウム及びカリウム緩衝液(10mM HEPES、1mM CaCl2、1mM MgCl2、130mM D-グルコン酸ナトリウム又はD-グルコン酸カリウム、30mM NaCl/KCl)を異なる比率で混合して、種々のナトリウム濃度(0、20、40、80、160mM)を有する5種の緩衝液を作製した。ニゲリシン(N7143、Sigma社、10μM)及びモネンシン(M5273、Sigma社、10μM)を使用して、細胞内ナトリウム濃度を平衡化し、検量線を確立した。HMLER CD24low細胞を採取し、10μMのナトリウム特異的プローブ(SBFI-AM、S-1263、Molecular Probes(登録商標))及び0.2%Pluronic F-127(P2443、Sigma社)を含有するECS緩衝液(15mM HEPES、5.4mM KCl、140mM NaCl、10mMグルコース、1mM MgCl2、1.8mM CaCl2、0.1%BSA、pH7.6)中に再懸濁し、暗所で37℃にて1時間インキュベートした。次いで、細胞を洗浄して、過剰な色素を除去し、ECS緩衝液中で更に30分間インキュベートした。細胞を96-ウェルプレートに導入し(1000細胞/ウェル)、0.03から20μMまでの範囲の濃度のサリノマイシン誘導体(AM5:0.120μM;AM13:0.120μM;AM9:20μM;サリノマイシン:20μM及び1μM)で、5分間処理した。各ウェルを340及び370nmで順に励起し、発光を500nmで記録した。ナトリウム結合時のSBFIのスペクトル反応を、励起比測定(340/370nm)によって評価した。測定を、Perkin Elmer Wallac 1420 Victor2 Microplate Reader上で、37℃にて行った。
異種移植片腫瘍形成実験:MCF-7細胞培養物を回収し、酵素的に解離し、PBSで洗浄し、PBS/マトリゲル混合物(1:1v/v)中に再懸濁した。次いで、混合物(0.1 mL)を、5週齢雌AthymicNude-Fox1 nuマウス(Harlan社、France)の左右の乳房脂肪体に移植した。マウスを個別換気ケージ(Tecniplast社、France)に入れ、一定の温度及び湿度下で維持した。すべての実験を、層流下で行った(Tecniplast社、France)。細胞注入当日及びそれから7日に、マウスにエストラジオール補充(0.4mg/kg)を行い、腫瘍の外観について観察及び触診した。マウスをAM5又はパクリタキセル(3mg/kg体重/日)で、腹膜内注射を用いて、その週から5オープン日毎に処置した。腫瘍成長は、キャリパーを使用して毎週測定した。腫瘍体積は、標準式:L×W2×0.52[式中、L及びWは、それぞれ最長及び最短の直径である]を使用して決定した。すべての動物実験は、Direction des services Veterinaires, Prefecture de Police, Paris, France(承認番号A75-14-08)及びParis Descartes Universityの倫理委員会(番号34)によって承認された。無作為化を使用せず、実験者は、薬物処置及び組織分析に対して盲検化された。
サリノマイシンは、IC50値の20倍高い用量を使用して、細胞内ナトリウムの急速な増加を誘発したが、サリノマイシン誘導体は、HMLER CD24low細胞の増殖に対して有効な用量で、ナトリウム輸送に全く影響を及ぼさなかった(図12)。このデータは、サリノマイシンが、膜電位を直接変化させることによって、CSCの維持に選択的に影響を及ぼすという考えに異議を唱えるものであった。それとは対照的に、AM9は、CSCの維持を変化させるのに必要とされるモチーフとしてのカルボン酸塩の妥当性を評価するこれらのアッセイに無効であり、パクリタキセル単独は、腫瘍幹細胞塊(tumorsphere)の形成に対して十分に有効ではなかった。
その上、AM5は、MCF-7異種移植片を有するマウスにおける腫瘍成長を予防した(図13)。
(実施例12)
毒性評価
組織学。屠殺時にマウスから臓器を取り除いた。形態学的分析について、臓器を4%パラホルムアルデヒドで固定し、パラフィン包埋し、4μmの切片をヘマトキシリン及びエオジン(H&E)で染色した。スライドスキャナ(NanoZoomer 2.0-HT、Hamamatsu社、Massy、France)を使用して、切片を高解像度でスキャンした。代表的な画像を図14に示す。
処置を通じて、末梢組織の完全性及び定常体重から観察されるように、有効用量のAM5での処置時に、遺伝毒性は全く観察されなかった(図15)。
未処置群及び処置群の両方からの肺のすべてのサンプルは、肺胞に最小から中等度の多巣性マクロファージ凝集体を示した。この所見は重要性に乏しく、マウスによく観察されるものである。4匹のマウスに(未処置2匹、処置2匹)、肺外間質性単核細胞浸潤巣が観察された。恐らく重要性に乏しい可能性が高く、処置に関連するものではない。
未処置マウスでは、局所性胸膜下肺緻密化(focal sub-pleural pulmonary densification)が、間質性線維症及び腫瘍細胞(転移)を誘発する異型細胞浸潤巣を伴って認められた。病巣(組織ひだ)における大きな人工産物は、分析に干渉した。
腎臓に著しい変化は全く観察されなかった。
(実施例13)
MDA-MB-231細胞を、カテプシンB阻害剤(COA74-Me、30μM)及び/又はサリノマイシン、AM5若しくはAM23(500nM)を用いて又は用いずに、示されている期間(48時間、96時間、108時間)にて培養した。処理から、死細胞をDIOC6(3)/DAPI試験によって評価し、フローサイトメトリーによって分析した。死細胞(DIOC6(3)陰性/DAPI陽性又は陰性)の百分率のグラフ表示を、図16に示す。カテプシンB阻害及びサリノマイシン、AM5又はAM23処理は、それら自体が組み合わされて、ヒト乳がん細胞株MDA-MB-231の死を誘導する。
48時間処理された細胞におけるROSのFACS分析を、図17に表す。カテプシンBの薬理学的阻害は、AM5が、HMLER CD24low細胞において、ROS生成を誘発するのを防ぐ。

Claims (18)

  1. 式(I)
    [式中、
    - Wは、=O、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、
    - Xは、=O、-OH、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、
    - Yは、OH、=N-OH、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、
    同一である又は異なるR1及びR2は、H、(C1〜C16)-アルキル、(C3〜C16)-アルケニル、(C3〜C16)-アルキニル、(C3〜C16)-シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、(C1〜C6)-アルキル-アリール、(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリールからなる群から選択され;或いはR1はHを表し、R2はOR9を表し、R9は、H、(C1〜C6)-アルキル、アリール及び(C1〜C6)-アルキル-アリールであり、
    R3は、H、(C1〜C6)-アルキル、(C1〜C6)-アルキル-アリールからなる群から選択され、
    同一である又は異なるR4及びR5は、H、(C1〜C6)-アルキル、アリール及び (C1〜C6)-アルキル-アリールからなる群から選択され、
    同一である又は異なるR6、R7及びR8は、(C1〜C6)-アルキル、アリール及び (C1〜C6)-アルキル-アリールからなる群から選択され、
    - Zは、OH、NHNR9R10、NHOC(O)R11、N(OH)-C(O)R11、OOH、SR12、2-アミノピリジン、3-アミノピリジン、-NR3-(CH2)n-NR4R5及び-NR3-(CH2)n-OHなどの基であり、
    同一である又は異なるR9及びR10は、H、(C1〜C6)-アルキル、アリール及び(C1〜C6)-アルキル-アリールからなる群から選択され、
    R11は、H、(C1〜C16)-アルキル、(C3〜C16)-アルケニル、(C3〜C16)-アルキニル、アリール、ヘテロアリール、(C1〜C6)-アルキル-アリール、(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリールからなる群から選択され、
    R12は、H、(C1〜C16)-アルキル、(C3〜C16)-アルケニル、(C3〜C16)-アルキニル、アリール、ヘテロアリール、(C1〜C6)-アルキル-アリール、(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリールからなる群から選択され、
    nは、0、2、3、4、5又は6であり、
    ただし、W、X及びYの少なくとも1つは、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択される]
    の化合物、そのエナンチオマー、エナンチオマーの混合物、ジアステレオ異性体及びジアステレオ異性体の混合物。
  2. 同一である又は異なるR1及びR2が、H、(C1〜C16)-アルキル、(C3〜C16)-アルケニル、(C3〜C16)-アルキニル、(C3〜C16)-シクロアルキル及び(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリールからなる群から選択され、
    R3が、H及び(C1〜C6)-アルキルからなる群から選択され、
    同一である又は異なるR4及びR5が、H、(C1〜C6)-アルキル及び(C1〜C6)-アルキル-アリールからなる群から選択される、請求項1に記載の化合物。
  3. R1がHであり、R2が、(C1〜C16)-アルキル、有利には(C3〜C14)-アルキル、(C3〜C16)-アルケニル、有利には(C3〜C5)-アルケニル、(C3〜C16)-アルキニル、有利には(C3〜C5)-アルキニル、(C3〜C16)-シクロアルキル、有利には(C3〜C6)-シクロアルキル及び(C1〜C6)-アルキル-ヘテロアリール、有利にはCH2-ピリジニルからなる群から選択される、請求項1又は2に記載の化合物。
  4. Zが、OH又はNHOHであり、有利にはOHである、請求項1から3のいずれか一項に記載の式(I)の化合物。
  5. 同一である又は異なるW、X及びYが、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR3-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、R1からR8及びnが、先に定義されている通りである、請求項1から4のいずれか一項に記載の化合物。
  6. 同一である又は異なるX、Y又はZの2つが、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR1-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、R1からR8及びnが、先に定義されている通りである、請求項1から4のいずれか一項に記載の化合物。
  7. X、Y又はZの1つが、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR1-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8からなる群から選択され、R1からR8及びnが、先に定義されている通りである、請求項1から4のいずれか一項に記載の式(I)の化合物。
  8. Xが、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR1-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8、有利には-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5及び-O-(CH2)n-NR4R5からなる群から選択され、YがOHであり、R1からR8及びnが、先に定義されている通りである、請求項7に記載の式(I)の化合物。
  9. Xが、=O及びOH、有利にはOHからなる群から選択され、Yが、-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5、-O-(CH2)n-NR4R5、-NR1-(CH2)n-N+R6R7R8及び-O-(CH2)n-N+R6R7R8、有利には-NR1R2、-NR3-(CH2)n-NR4R5及び-O-(CH2)n-NR4R5からなる群から選択され、R1からR8及びnが、先に定義されている通りである、請求項7に記載の式(I)の化合物。
  10. XがOHであり、ZがOHであり、YがNR1R2であり、R1がHであり、R2が、(C1〜C16)-アルキル、有利には(C8〜C14)-アルキル、(C3〜C16)-アルケニル、有利には(C3〜C5)-アルケニル、(C3〜C16)-アルキニル、有利には(C3〜C5)-アルキニル及び(C3〜C16)-シクロアルキル、有利には(C3〜C6)-シクロアルキルからなる群から選択される、請求項9に記載の化合物。
  11. からなる群から選択される、請求項1に記載の化合物。
  12. 薬物としての使用のための、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  13. がん、有利には乳がんの治療における、請求項12に規定の使用のための化合物。
  14. がんの再発及び/又は転移の予防における、請求項12に規定の使用のための化合物。
  15. マラリアの治療のための、請求項12に規定の使用のための化合物。
  16. 有利には、乳がんなどのがんの治療に使用するための、請求項1から11のいずれか一項に記載の式(I)の少なくとも1種の化合物、その薬学的に許容される塩、溶媒和物又は水和物及び少なくとも1種の薬学的に許容される添加剤を含む医薬組成物。
  17. 別の抗がん薬、有利には、アドリアマイシン及びシクロホスファミド又はドセタキセルを更に含む、請求項16に記載の医薬組成物。
  18. 特にがん、有利には乳がんの治療における医薬としての、同時使用、個別使用又は時差使用のための組合せ製品としての、
    a)請求項1から11のいずれか一項に記載の式(I)の化合物、並びに
    b)アドリアマイシン及びシクロホスファミド又はドセタキセルなどの別の化学療法化合物
    を含む医薬品。
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