JP2020524712A5

JP2020524712A5 - 二重コア−シェル構造を有する難溶性カンプトテシン化合物を含む粒子、薬剤学的組成物及びその製造方法

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Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2021-05-13
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Description

本発明は二重コア−シェル構造を有する薬物伝達体に関し、より詳しくは、内部に難溶性カンプトテシン化合物と水溶性カンプトテシン系化合物を含む内部にコア−シェルと、両親媒性高分子シェルを有する二重ナノ薬物伝達体及びその製造方法に関する。

難溶性薬物を注射用に開発するためには必ず可溶化段階が必要であり、このような問題を克服するために界面活性剤を含むエマルジョン、マイクロエマルジョン、リポソーム（liposome）、ミセル（micelle）、ペギル化（PEGylation）、プロドラッグ（Prodrug）化などが使われてきた。カンプトテシン系抗癌剤として最も強い活性を有する薬物のうちの１つである7-ethyl 10-hydroxy camptothecin（ＳＮ−３８）はプロドラッグ形態であるイリノテカン（商品名：CAMTOSAR（登録商標）、ノバルティス製造）に供給されており、生体内のカルボキシエスタレーズＩＩ（ＣＥＳＩＩ）により主に加水分解されて活性型であるＳＮ−３８に変換される。しかしながら、変換される割合が２−８％で大変少ないだけでなく、その偏差も非常に大きくて正確な投与容量調節が必要な癌患者に適切に投与することが困難であり、これによって効果と副作用を予測し難いという短所がある。

難溶性薬物の可溶化のための他の効率的な方法には、ナノサイズの粒径を有するように薬物をミセル化させる方法が使われている。一般的に、ナノミセル注射剤は無菌性（sterility）と安定性（stability）を確保するために製造過程中にナノミセル水溶液を０．２２μmフィルタで無菌濾過後、凍結乾燥により固体粉末化する過程を経る。この過程でミセル自体の凝集によって凍結乾燥物を注射用溶媒（生理食塩水など）に再溶解した時、多量の巨大粒子（２００ｎｍ以上〜数十μm）が生成される問題点がある。特に、粒径が５μmより大きい粒子の場合、体内に注入された場合、深刻な副作用を招くことがあるので、米国薬局方（US Pharmacpoeia）、ヨーロッパ薬局方、大韓薬局方などで不溶性微粒子試験（particulate matter）を通じて厳格に管理されている。したがって、ミセル化を行っても凍結乾燥前後に粒子サイズの変化が少なく、粒子の分布が単一分布（mono-distribution）を示し、特に数μm以上の粒子がない可溶化方法の開発が必要である。

したがって、本発明者らは極度の難溶性抗癌活性成分であるカンプトテシン及びＳＮ−３８をプロドラッグ形態でない活性型に直接投与できながら、製造過程中に残留溶媒の問題を起こさず、凍結乾燥の前後に粒子サイズの変化がほとんどないし、数μm以上の巨大凝集粒子が生成されない安定な粒子組成物を開発するために例の研究努力した。

本発明者らは強力な抗癌活性を有するにも関わらず、極度の難溶性によって適用が制限される疏水性カンプトテシン系化合物の溶解度及び安定性を向上させるために例の研究努力した結果、疏水性カンプトテシン系化合物に親水性カンプトテシン系化合物を水性溶媒または有機溶媒の中で混合すれば、疏水性及び親水性カンプトテシン系化合物が各々コアとシェル構造をなすコア−シェル（core-shell）粒子（ミセル、micelle）が形成されることを確認した。延いては、前記コア−シェル粒子に両親媒性ブロック共重合体を加えれば、両親媒性ブロック共重合体が前記粒子を囲んで、二重コア−シェル粒子（二重層ミセル）が形成されることを確認した。

本発明の実施例によれば、本発明の疏水性カンプトテシン系化合物及び親水性カンプトテシン系化合物を全て含む二重コア−シェル粒子は、プロドラッグ形態に投与しなくても既存の難溶性カンプトテシンと比較して溶解度が顕著に改善される。したがって、生体内のカルボキシエステラーゼＩＩ（ＣＥＳＩＩ）の活性度に関わらず、活性型カンプトテシン（ＳＮ−３８）の薬効を発揮することができる。また、本発明の前記粒子は凍結乾燥の以後にまた水溶性溶媒に再溶解させても粒子の凝集や沈殿が発生しないので、安定性が非常に優れる剤形であることを確認した。したがって、本発明は既存の単一層ナノミセルから進歩して、難溶性薬物の低い溶解度の問題を解決した安定した二重コア−シェル構造の粒子組成物を提供する。

親水性ブロックと疏水性ブロックが特定割合で結合された両親媒性ブロック共重合体は水溶液上で自家組立てしてミセルを形成するものとして知られている。ミセルの内部は疏水性性質を有しているので、両親媒性ブロック共重合体は難溶性製剤の薬物運搬体に応用されている。ポリスチレン−ポリエチレンオキサイド二重ブロック共重合体（ＰＳ−ｂ−ＰＥＯ）は水で不溶解性のコア（ＰＳ）と溶解性シェル（ＰＥＯ）を有する球形のミセルを形成するものとしてよく知られている。

本発明の一具現例によれば、前記粒子の数平均粒子サイズは１０−５００ｎｍ、１０−４００ｎｍ、１０−３００ｎｍ、１０−２００ｎｍであり、より具体的には、２０−５００ｎｍ、２０−４００ｎｍ、２０−３００ｎｍ、２０−２００ｎｍである。本発明の粒子の前記数平均粒子サイズは粒子の凍結乾燥の前後にもほとんど変化がない。その理由は疏水性及び親水性カンプトテシン系化合物が１次的に内部コア−シェル構造のミセルを構成し、両親媒性ブロック共重合体が２次的に前記ミセルを囲む外郭シェルを構成することによって、凍結乾燥時に２次外郭シェルが１次内部コア−シェルの急激な結晶化、凝集、粒子の崩壊を防止する凍結保護剤の役割をするためであると見える。その結果、本発明の粒子は凍結乾燥後、水溶性溶媒に再溶解させても凝集や沈殿が発生しない。したがって、本発明は既存の単一層ナノミセルから進歩して、極度の難溶性薬物の溶解度の問題点を解決した安定した二重コア−シェル構造の粒子組成物を提供する。

本発明の一具現例において、本発明の前記組成物は異なる種類の抗癌剤を追加的に含む。具体的には、パクリタキセル、ドセタキセルのような難溶性の抗癌剤を追加的に含む。

パクリタキセル、ドセタキセルに代表される難溶性の抗癌剤の場合、前述したカンプトテシンのように難溶性によって活用度が低いが、本発明の二重ミセル粒子に含まれる場合には溶解度が顕著に改善される。したがって、本発明の粒子はその自体がカンプトテシン系列の抗癌剤で、かつ難溶性の抗癌剤、または低い溶解度が問題となる新規な候補薬物をローディングして溶解度を改善することができる薬物伝達体プラットフォームとして有用に使用できる。

本発明の疏水性カンプトテシン系化合物は極度に難溶性であるので、特別な可溶化技術または製造方法が必要である。本発明の一実施例ではこのような難溶性を克服するために１次に疏水性カンプトテシン系化合物と親水性カンプトテシン系化合物を有機溶媒に同時に溶解後、回転式減圧蒸発乾燥器を活用して有機溶媒を完全に除去してフィルム形態のカンプトテシン系化合物の混合物を収得した。ここに、水性溶媒（ｅ．ｇ．蒸溜水）を少量ずつ添加しながらvortex-mixerで強く混合するか、または超音波処理を通じてナノサイズの１次コア−シェル複合体を収得した。

前記表１に示すように、難溶性化合物であるカンプトテシンまたはＳＮ−３８は単独には水を含んだ大部分の溶媒にほとんど溶解されなかったし、唯一に不揮発性溶媒であるジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）のみに２．２６〜３．２９ｍｇ／ｍＬで溶解された。しかしながら、相対的に親水性薬物であるイリノテカン、トポテカン、またはベロテカンと共に溶解した時には、溶解度が最大１５倍まで増加しており、これは医薬品の製造過程に必要な適切な水準の溶解度である。したがって、前記結果から揮発性有機溶媒に疏水性カンプトテシン化合物と親水性カンプトテシン化合物を混合して溶解時、溶解度が顕著に上昇するということを確認した。

前記表３に示すように、難溶性カンプトテシンと水溶性カンプトテシンからなる１次コア−シェル粒子（単一層ミセル）、または難溶性カンプトテシンと両親媒性高分子からなる１次コア−シェル粒子は、凍結乾燥後、平均粒子サイズが約１．２倍〜１．５倍増加したが、二重コア−シェル粒子（二重層ミセル）は約１．１倍増加することに止まった。

ビーグル犬で、本発明の粒子で可用化されたＳＮ−３８から直接生成されるＳＮ−３８グルクロニドを分析した。その結果、本発明の二重層粒子が単一層ミセルに比べて約２．７５倍の生体利用率の増加を示すことを確認した。前記結果から本発明の二重層の粒子は生体内で難溶性薬物であるＳＮ−３８の溶解度を極大化することと判断された。

以上、本発明の特定の部分を詳細に記述したところ、当業界の通常の知識を有する者に当たって、このような具体的な技術は単に好ましい具現例であり、これに本発明の範囲が制限されるのでないことは明白である。
本発明は、以下の態様を含む。
＜１＞次を含む粒子：
ｉ）疏水性カンプトテシン系化合物、ｉｉ）親水性カンプトテシン系化合物、及びｉｉｉ）疏水性ブロック及び親水性ブロックからなる両親媒性ブロック共重合体。
＜２＞前記疏水性カンプトテシン系化合物はＳＮ−３８（７−エチル−１０−ヒドロキシカンプトテシン）、カンプトテシン、１０−ヒドロキシカンプトテシン、及びその薬剤学的に許容可能な塩からなる群より選択される１種以上である、前記＜１＞に記載の粒子。
＜３＞前記親水性カンプトテシン系化合物は、イリノテカン、トポテカン、ベロテカン、エキサテカン、ルルトテカン、シノテカン、ルビテカン、９−ニトロカンプトテシン、９−アミノカンプトテシン、ジマテカン、ＢＮＰ−１５３０、ＤＢ−６７、ＢＮ−８０９１５、ＢＮ−８０９２７、これらの薬剤学的に許容可能な塩、またはこれらのグルクロニド代謝体、及び前記疏水性カンプトテシン系化合物のグルクロニド代謝体から選択される１種以上である、前記＜１＞に記載の粒子。
＜４＞前記両親媒性ブロック共重合体はＡ−ＢまたはＡ−Ｂ−Ａブロックから構成された、前記＜１＞に記載の粒子：
（ａ）前記Ａは親水性高分子で、モノメトキシポリエチレングリコール、ジメトキシポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、モノメトキシポリプロピレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸、またはこれらの重合体であり；
（ｂ）前記Ｂは疏水性高分子で、ポリラクト酸、ポリラクタイド、ポリグリコン酸、ポリグリコルライド、ポリラクト酸−グリコン酸共重合体、ポリマンデリック酸、ポリカプロラクトン、ポリジオキサン−２−オン、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸、ポリオルニチン、ポリオルトエステル、これらの誘導体、またはこれから選択された２以上の化合物の共重合体。
＜５＞前記親水性高分子Ａの数平均分子量は５００乃至１０，０００Ｄａである、前記＜４＞に記載の粒子。
＜６＞前記疏水性高分子Ｂの数平均分子量は５００乃至１０，０００Ｄａである、前記＜４＞に記載の粒子。
＜７＞前記疏水性カンプトテシン系化合物と前記親水性カンプトテシン系化合物の重量比は１：１０乃至１０：１である、前記＜１＞に記載の粒子。
＜８＞前記疏水性カンプトテシン系化合物及び親水性カンプトテシン系化合物の和と、両親性ブロック共重合体の重量比は１：２００乃至１０：１である、前記＜１＞に記載の粒子。
＜９＞前記粒子の数平均粒子サイズは１０ｎｍ乃至５００ｎｍである、前記＜１＞に記載の粒子。
＜１０＞前記粒子は次を含む二重コア−シェル（core-shell）構造である、前記＜１＞に記載の粒子：
（ａ）前記親水性カンプトテシン系化合物と疏水性カンプトテシン系化合物を含む内部コア−シェル；及び
（ｂ）前記両親媒性ブロック共重合体を含む外部コア−シェル。
＜１１＞前記粒子は二重層ミセル（micelle）構造を有するものである、前記＜１＞に記載の粒子。
＜１２＞前記＜１＞乃至１１項のうち、いずれか一項の粒子、及び薬剤学的に許容される担体を含む癌の治療用薬剤学的組成物。
＜１３＞前記＜１２＞の薬剤学的組成物を対象体（subject）に投与するステップを含む癌の治療方法。
＜１４＞次のステップを含む粒子の製造方法：
（ａ）疏水性カンプトテシン系化合物と親水性カンプトテシン系化合物を含む内部コア−シェルを形成するステップ；及び
（ｂ）両親媒性共重合体を含む外部コア−シェルを形成するステップ。
＜１５＞前記（ａ）ステップは疏水性カンプトテシン系化合物と親水性カンプトテシン系化合物を有機溶媒で混合するステップを含み；
前記（ｂ）ステップは前記内部コア−シェルと両親媒性ブロック共重合体を水性溶媒で混合するステップを含むことを特徴とする、前記＜１４＞に記載の方法。
＜１６＞前記（ａ）ステップは、疏水性カンプトテシン化合物を溶解させた塩基性水溶液と、親水性カンプトテシン化合物を溶解させた水溶液を混合するステップを含み；
前記（ｂ）ステップは、前記内部コア−シェルと両親媒性ブロック共重合体を水性溶媒で混合するステップを含むことを特徴とする、前記＜１４＞に記載の方法。
＜１７＞前記（ａ）ステップは、前記疏水性カンプトテシン系化合物と親水性カンプトテシン系化合物を有機溶媒で混合するステップを含み；
前記（ｂ）ステップは、前記疏水性カンプトテシン系化合物及び親水性カンプトテシン系化合物の混合物を両親媒性ブロック共重合体と有機溶媒で混合するステップを含む、前記＜１４＞に記載の方法。
＜１８＞前記有機溶媒はＣ１乃至Ｃ５のアルコール、アルキルアセテート、アセトン、アセトニトリル、クロロホルム、ベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、フルオロアルカン、ペンタン、ヘキサン、２，２，４−トリメチルペンタン、デカン、シクロヘキサン、シクロペンタン、ジイソブチレン、１−ペンテン、１−クロロブタン、１−クロロペンタン、ジイソプロピルエーテル、２−クロロプロパン、１−クロロプロパン、クロロベンゼン、ベンゼン、ジエチルエーテル、ジエチルスルヒィド、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、アニリン、ジエチルアミン、エーテル、四塩化炭素、ＴＨＦ（Tetrahydrofuran）のうちから選択される１種以上を含む混合溶媒である、前記＜１４＞乃至１７のうち、いずれか一項に記載の方法。
＜１９＞前記塩基性水溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、リン酸ニ水素ナトリウム、リン酸ニ水素カリウム、水酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、及び炭酸水素ナトリウムからなる無機アルカリ、有機酸のアルカリ塩、及びアルキルアミンからなる群より選択された１種以上を含むものである、前記＜１６＞に記載の方法。

Claims

次を含む粒子：
ｉ）疏水性カンプトテシン系化合物、ｉｉ）親水性カンプトテシン系化合物、及びｉｉｉ）疏水性ブロック及び親水性ブロックからなる両親媒性ブロック共重合体であって、
前記粒子は次を含む二重コア−シェル（core-shell）構造であり：
（ａ）前記親水性カンプトテシン系化合物と疏水性カンプトテシン系化合物を含む内部コア−シェル；及び
（ｂ）前記両親媒性ブロック共重合体を含む外部コア−シェル、
前期疏水性カンプトテシン系化合物は７−エチル−１０−ヒドロキシカンプトテシン（ＳＮ−３８）、カンプトテシン、１０−ヒドロキシカンプトテシンからなる群より選択される１種以上であり、
前記親水性カンプトテシン系化合物は、イリノテカン、トポテカン、これらの薬剤学的に許容可能な塩、これらのグルクロニド代謝体、及びＳＮ−３８のグルクロニド代謝体から選択される１種以上であり、
前記両親媒性ブロック共重合体は、ＰＥＧ−ＰＢＬＡ、ｍＰＥＧ−ＰＬＡ、ＰＥＧ−ＰＣＬ、ＰＥＧ−ＰＬＡ、ｍＰＥＧ−ＰＧＡ、ＰＥＧ−ｐ（Ｇｌｕ）、ｍＰＥＧ−ｐ（Ａｓｐ）及びＰＥＧ−ＰＬＡ−ＰＥＧからなる群より選択される、
粒子。
前記疏水性カンプトテシン系化合物と前記親水性カンプトテシン系化合物の重量比は１：１０乃至１０：１である、請求項１に記載の粒子。
前記疏水性カンプトテシン系化合物及び親水性カンプトテシン系化合物の和と、両親性ブロック共重合体の重量比は１：２００乃至１０：１である、請求項１に記載の粒子。
前記粒子の数平均粒子サイズは１０ｎｍ乃至５００ｎｍである、請求項１に記載の粒子。
前記粒子は二重層ミセル（micelle）構造を有するものである、請求項１に記載の粒子。
請求項１乃至５項のうち、いずれか一項の粒子、及び薬剤学的に許容される担体を含む癌の治療用薬剤学的組成物。
次のステップを含む粒子の製造方法であって：
（ａ）疏水性カンプトテシン系化合物と親水性カンプトテシン系化合物を含む内部コア−シェルを形成するステップ；及び
（ｂ）両親媒性共重合体を含む外部コア−シェルを形成するステップ、
前記粒子は次を含む二重コア−シェル（core-shell）構造であり：
（ａ）前記親水性カンプトテシン系化合物と疏水性カンプトテシン系化合物を含む内部コア−シェル；及び
（ｂ）前記両親媒性ブロック共重合体を含む外部コア−シェル、
前記疏水性カンプトテシン系化合物は７−エチル−１０−ヒドロキシカンプトテシン（ＳＮ−３８）、カンプトテシン、１０−ヒドロキシカンプトテシンからなる群より選択される１種以上であり、
前記親水性カンプトテシン系化合物は、イリノテカン、トポテカン、これらの薬剤学的に許容可能な塩、これらのグルクロニド代謝体、及びＳＮ−３８のグルクロニド代謝体から選択される１種以上であり、
前記両親媒性ブロック共重合体は、ＰＥＧ−ＰＢＬＡ、ｍＰＥＧ−ＰＬＡ、ＰＥＧ−ＰＣＬ、ＰＥＧ−ＰＬＡ、ｍＰＥＧ−ＰＧＡ、ＰＥＧ−ｐ（Ｇｌｕ）、ｍＰＥＧ−ｐ（Ａｓｐ）及びＰＥＧ−ＰＬＡ−ＰＥＧからなる群より選択される、
粒子の製造方法。
前記（ａ）ステップは疏水性カンプトテシン系化合物と親水性カンプトテシン系化合物を有機溶媒で混合するステップを含み；
前記（ｂ）ステップは前記内部コア−シェルと両親媒性ブロック共重合体を水性溶媒で混合するステップを含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
前記（ａ）ステップは、疏水性カンプトテシン化合物を溶解させた塩基性水溶液と、親水性カンプトテシン化合物を溶解させた水溶液を混合するステップを含み；
前記（ｂ）ステップは、前記内部コア−シェルと両親媒性ブロック共重合体を水性溶媒で混合するステップを含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
前記（ａ）ステップは、前記疏水性カンプトテシン系化合物と親水性カンプトテシン系化合物を有機溶媒で混合するステップを含み；
前記（ｂ）ステップは、前記疏水性カンプトテシン系化合物及び親水性カンプトテシン系化合物の混合物を両親媒性ブロック共重合体と有機溶媒で混合するステップを含む、請求項７に記載の方法。
前記有機溶媒はＣ１乃至Ｃ５のアルコール、アルキルアセテート、アセトン、アセトニトリル、クロロホルム、ベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、フルオロアルカン、ペンタン、ヘキサン、２，２，４−トリメチルペンタン、デカン、シクロヘキサン、シクロペンタン、ジイソブチレン、１−ペンテン、１−クロロブタン、１−クロロペンタン、ジイソプロピルエーテル、２−クロロプロパン、１−クロロプロパン、クロロベンゼン、ベンゼン、ジエチルエーテル、ジエチルスルヒィド、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、アニリン、ジエチルアミン、エーテル、四塩化炭素、ＴＨＦ（Tetrahydrofuran）のうちから選択される１種以上を含む混合溶媒である、請求項７乃至１０のうち、いずれか一項に記載の方法。
前記塩基性水溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、リン酸ニ水素ナトリウム、リン酸ニ水素カリウム、水酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、及び炭酸水素ナトリウムからなる無機アルカリ、有機酸のアルカリ塩、及びアルキルアミンからなる群より選択された１種以上を含むものである、請求項９に記載の方法。