JP2021512949A - Fap阻害物質 - Google Patents
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Abstract
Description
Q、R、U、V、W、YおよびZは、独立してO、CH2、NR4、C=O、C=S、C=NR4、HCR4およびR4CR4からなる群から選択され、ただし二つのOは互いに直接隣接しない;
R1およびR2は、独立して−H、−OH、ハロ、C1−6−アルキル、−O−C1−6−アルキル、S−C1−6−アルキルからなる群から選択され;
R3は、−H、−CN、−B(OH)2、−C(O)−アルキル、−C(O)−アリール、−C=C−C(O)−アリール、−C=C−S(O)2−アリール、−CO2H、−SO3H、−SO2NH2、−PO3H2および5−テトラゾリルからなる群から選択され;
R4は、−H、−C1−6−アルキル、−O−C1−6−アルキル、−S−C1−6−アルキル、アリールおよび−C1−6−アラルキルからなる群から選択され、各−C1−6−アルキルは、−OH、オキソ、ハロから選択される1〜3個の置換基によって置換されていてよく、また、Q、R、U、V、W、YまたはZに結合されていてよく;
R5は、−H、ハロおよびC1−6−アルキルからなる群から選択され;
ここで、Lはリンカーであり;
D、A、EおよびBは独立して存在するか、または不存在であり、好ましくは、少なくともA、EおよびBは存在し、ここで、存在する場合:
Dはリンカーであり;
Aは、NR4、O、SおよびCH2からなる群から選択され;
Eは、C1−6−アルキル、
ここで、iは1、2または3であり;
ここで、jは1、2または3であり;
ここで、kは1、2または3であり;
ここで、mは1、2または3であり;
Bは、S、NR4、NR4−O、NR4−C1−6−アルキル、NR4−C1−6−アルキル−NR4および5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくは二環式ヘテロ環からなる群から選択され、該ヘテロ環は好ましくはO、NおよびSから選択される1または2個のヘテロ原子をさらに含み、好ましくは1または2個の窒素原子をさらに含み、ここに好ましくは、NR4−C1−6−アルキル−NR4および該N−含有ヘテロ環は、C1−6−アルキル、アリール、C1−6−アラルキルからなる群から選択される1〜3個の置換基によって置換されており;そして、
R8は、放射性部分、キレート剤、蛍光色素、造影剤およびそれらの組み合わせからなる群から選択され;
で示される化合物、またはその薬学的に許容できる互変異性体、ラセミ体、水和物、溶媒和物もしくは塩、を提供する。
本発明を以下に詳細に説明する前に、本発明は、本明細書に記載される特定の方法プロトコールおよび試薬が変化し得るので、これらに限定されないことが理解されるであろう。また、本明細書で使用される用語は、特定の実施態様のみを説明する目的のためのものであり、添付の特許請求の範囲のみによって限定される本発明の範囲を限定することを意図していないことが理解される。別に定義しない限り、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的用語は、当業者が一般的に理解するのと同じ意味を有する。
以下では、本明細書でよく使用される用語の定義をいくつか示す。これらの用語は、その使用の各実例において、本明細書の残りの部分において、それぞれ定義される意味および好ましい意味を有する。
以下では、本発明のさまざまな態様をより詳細に定義する。このように定義される各態様は、反対に明確に示されない限り、他の態様と組み合わせてもよい。特に、好ましいまたは有利であると示されるいずれかの特徴は、好ましいまたは有利であると示される他の特徴と組み合わせてもよい。
Q、R、U、V、W、YおよびZは、独立してO、CH2、NR4、C=O、C=S、C=NR4、HCR4およびR4CR4からなる群から選択され、ただし二つのOは互いに直接隣接してない;好ましくは、6個の基のうちの4個が存在し、ここで、2個はC=Oであり、1個はCH2であり、そして1個はNHであり;より好ましくは、4個の基が存在し、ここで、2個はC=Oであり、1個はCH2であり、そして1個はNHであり;最も好ましくは、V、W、YおよびZが存在し、ここで、VおよびZはC=Oであり、WおよびYは、独立してCH2およびNHから選択され;
R1およびR2は、独立して−H、−OH、ハロ、C1−6−アルキル、−O−C1−6−アルキルおよびS−C1−6−アルキルからなる群から選択され;
R4は、−H、−C1−6−アルキル、−O−C1−6−アルキル、−S−C1−6−アルキル、アルケニル、ヘテロアルケニル、シクロアルケニル、シクロヘテロアルケニル、アルキニル、アリールおよび−C1−6−アラルキルからなる群から選択され、各−C1−6−アルキルは、−OH、オキソ、ハロから選択される1〜3個の置換基によって置換されていてよく、また、Q、R、U、V、W、YまたはZに結合されていてよく;
R5は、−H、ハロおよびC1−6−アルキルからなる群から選択され;
R6およびR7は、独立して−H、
ここで、Lはリンカーであり;
D、A、EおよびBは独立して存在するか、または不存在であり、好ましくは、少なくともA、EおよびBが存在し、ここで、存在する場合:
Dはリンカーであり;
Eは、C1−6−アルキル、
ここで、iは1、2または3であり;
ここで、jは1、2または3であり;
ここで、kは1、2または3であり;
ここで、mは1、2または3であり;
より好ましくは、EはC1−6−アルキルであり、最も好ましくは、EはC3またはC4アルキルであり;
AおよびEは一緒になって、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールおよびヘテロアリールから選択される基、好ましくはヘテロシクロアルキルを形成し、ここで、AおよびEは、単環式、ニ環式および多環式であってもよく、好ましくは単環式であり;各AおよびEは、−H、−C1−6−アルキル、−O−C1−6−アルキル、−S−C1−6−アルキル、アルケニル、ヘテロアルケニル、シクロアルケニル、シクロヘテロアルケニル、アルキニル、アリールおよび−C1−6−アラルキルから選択される1〜4個の置換基によって置換されていてよく、各−C1−6−アルキルは、−OH、オキソおよびハロから選択される1〜3個の置換基によって置換されていてよく;また、A、B、D、Eまたは
R8は、放射性部分、キレート剤、蛍光色素、造影剤およびそれらの組み合わせからなる群から選択され;
で示される化合物、または薬学的に許容できる互変異性体、ラセミ体、水和物、溶媒和物もしくは塩を提供する。
好ましい実施態様において、AおよびEは一緒になって、C3、C4、C5、C6、C7およびC8単環式ヘテロシクロアルキルから選択される基を形成し、好ましくはC5またはC6単環式、またはC7、C8、C9、C10C11もしくはC12二環式ヘテロシクロアルキルから選択される基を形成し、好ましくはC7、C8、C9およびC10二環式ヘテロシクロアルキルから選択される基を形成し、ここに該ヘテロシクロアルキルは独立してN、OおよびS、好ましくはNおよびOからなる群から選択される1、2、3または4個、好ましくは1または2個のヘテロ原子を含み、最も好ましくは1または2個のNを含む。
Q、R、U、V、W、YおよびZは、独立してO、CH2、NR4、C=O、C=S、C=NR4、HCR4およびR4CR4からなる群から選択され、ただし二つのOが互いに直接隣接しない;好ましくは、6個の基のうちの4個が存在し、ここで、2個はC=Oであり、1個はCH2であり、そして1個はNHであり;より好ましくは、4個の基が存在し、ここで、2個はC=Oであり、1個はCH2であり、そして1個はNHであり;最も好ましくは、V、W、YおよびZが存在し、ここで、VおよびZはC=Oであり、WおよびYは、独立してCH2およびNHから選択され;
R1およびR2は、独立して−H、−OH、ハロ、C1−6−アルキル、−O−C1−6−アルキルおよびS−C1−6−アルキルからなる群から選択され;
R4は、−H、−C1−6−アルキル、−O−C1−6−アルキル、−S−C1−6−アルキル、アルケニル、ヘテロアルケニル、シクロアルケニル、シクロヘテロアルケニル、アルキニル、アリールおよび−C1−6−アラルキルからなる群から選択され、各−C1−6−アルキルは、−OH、オキソ、ハロから選択される1〜3個の置換基によって置換されていてよく、また、Q、R、U、V、W、YまたはZに結合されていてよく;
R5は、−H、ハロおよびC1−6−アルキルからなる群から選択され;
R6およびR7は、独立して−H、
ここで、Lはリンカーであり;
D、A、EおよびBは独立して存在するか、または不存在であり、好ましくは、少なくともA、EおよびBは存在し、ここで、存在する場合:
Dはリンカーであり;
Eは、C1−6−アルキル、
ここで、iは1、2または3であり;
ここで、jは1、2または3であり;
ここで、kは1、2または3であり;
ここで、mは1、2または3であり;
より好ましくは、EはC1−6−アルキルであり、最も好ましくは、EはC3またはC4アルキルであり;
R8は、放射性部分、キレート剤、蛍光色素、造影剤およびそれらの組み合わせからなる群から選択され;
で示される化合物、または薬学的に許容できる互変異性体、ラセミ体、水和物、溶媒和物もしくは塩を提供する。好ましくは、C1−6−アルキルは、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチルおよびヘキシルからなる群から選択される。
Q、RおよびUはCH2であり、独立して存在するか、または不存在であり;好ましくは、QおよびRは不存在であり;
Vは、CH2、C=O、C=SまたはC=NR4であり;好ましくは、VはC=Oであり;
WはNR4であり;好ましくは、WはNHであり;
YはHCR4であり;好ましくは、YはCH2であり;そして
ZはC=O、C=SまたはC=NR4であり、好ましくは、ZはC=Oである。
Q、RおよびUは不存在であり;
VはCH2であり;
WはNHであり;
YはCH2であり;そして
ZはC=Oである。
R1およびR2は、独立して−Hおよびハロからなる群から選択され;好ましくは、R1およびR2はハロであり;より好ましくは、R1およびR2はFであり;
R3は、−H、−CNおよび−B(OH)2からなる群から選択され;好ましくは、R3は−CNまたは−B(OH)2であり;より好ましくは、R3は−CNであり;
R4は、−Hおよび−C1−6−アルキルからなる群から選択され、ここで、−C1−6−アルキルは、−OHから選択される1〜3個の置換基によって置換されていてよい。好ましくは、C1−6−アルキルは、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチルおよびヘキシルからなる群から選択される。
Q、RおよびUは不存在であり;
VはCH2であり;
WはNHであり;
YはCH2であり;
ZはC=Oであり;
R1およびR2は、独立して−Hおよびハロからなる群から選択され;好ましくは、R1およびR2はハロであり;より好ましくは、R1およびR2はFであり;
R3は、−H、−CNおよび−B(OH)2からなる群から選択され;好ましくは、R3は−CNまたは−B(OH)2であり;より好ましくは、R3は-CNであり;
R4は、−Hおよび−C1−6−アルキルからなる群から選択され、ここで、−C1−6−アルキルは、−OHから選択される1〜3個の置換基によって置換されていてよい。好ましくは、C1−6−アルキルは、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチルおよびヘキシルからなる群から選択される。
Q、RおよびUは不存在であり;
VはCH2であり;
WはCH2であり;
YはNHであり;
ZはC=Oであり;
R1およびR2は、独立して−Hおよびハロからなる群から選択され;好ましくは、R1およびR2はハロであり;より好ましくは、R1およびR2はFであり;
R3は、−H、−CNおよび−B(OH)2からなる群から選択され;好ましくは、R3は−CNまたは−B(OH)2であり;より好ましくは、R3は-CNであり;
R4は、−Hおよび−C1−6−アルキルからなる群から選択され、ここで、−C1−6−アルキルは、−OHから選択される1〜3個の置換基によって置換されていてよい。好ましくは、C1−6−アルキルは、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチルおよびヘキシルからなる群から選択される。
R5およびR6はHであり;
R7は
Dは不存在であり;
Aは、O、S、CH2、NHまたはNCH3であり;
EはC1−6−アルキルまたは
AおよびEは一緒になって、
Bは、NR4−C1−6−アルキル−NR4または5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくは二環式ヘテロ環であり、該ヘテロ環は好ましくはO、NおよびSから選択される1または2個のヘテロ原子をさらに含み、好ましくは1または2個の窒素原子をさらに含み、ここに好ましくは、該N−含有ヘテロ環は、C1−6−アルキル、アリール、C1−6−アラルキルからなる群から選択される1〜3個の置換基によって置換されている。好ましくは、C1−6−アルキルは、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチルおよびヘキシルからなる群から選択される。
R5およびR6はHであり;
R7は、
Dは不存在であり;
AはOであり;
EはC1−6−アルキルまたは
Bは、NR4−C1−6−アルキル−NR4または、好ましくはさらに1または2個のO、NおよびSから選択されるヘテロ原子を含み、好ましくはさらに1または2個の窒素原子を含む5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくは二環式ヘテロ環であり、好ましくは、ここで、該N−含有ヘテロ環は、C1−6−アルキル、アリール、C1−6−アラルキルからなる群から選択される1〜3個の置換基によって置換されている。好ましくは、C1−6−アルキルは、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチルおよびヘキシルからなる群から選択される。
R5およびR6はHであり;
R7は
Dは不存在であり;
AはSであり;
Eは、C1−6−アルキルまたは
Bは、NR4−C1−6−アルキル−NR4または5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくは二環式ヘテロ環であり、該ヘテロ環は好ましくはO、NおよびSから選択される1または2個のヘテロ原子をさらに含み、好ましくは1または2個の窒素原子をさらに含み、ここに好ましくは、該N−含有ヘテロ環は、C1−6−アルキル、アリール、C1−6−アラルキルからなる群から選択される1〜3個の置換基によって置換されている。好ましくは、C1−6−アルキルは、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチルおよびヘキシルからなる群から選択される。
R5およびR6はHであり;
R7は
Dは不存在であり;
AはCH2であり;
EはC1−6−アルキルまたは
Bは、NR4−C1−6−アルキルまたは5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくは二環式ヘテロ環であり、該ヘテロ環は好ましくはO、NおよびSから選択される1または2個のヘテロ原子をさらに含み、好ましくは1または2個の窒素原子をさらに含み、ここに好ましくは、該N−含有ヘテロ環は、C1−6−アルキル、アリール、C1−6−アラルキルからなる群から選択される1〜3個の置換基によって置換されている。好ましくは、C1−6−アルキルは、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチルおよびヘキシルからなる群から選択される。
R5およびR6はHであり;
R7は
Dは不存在であり;
AはNHであり;
Eは、C1−6−アルキルまたは
Bは、NR4−C1−6−アルキルまたは5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくは二環式ヘテロ環であり、該ヘテロ環は好ましくはO、NおよびSから選択される1または2個のヘテロ原子をさらに含み、好ましくは1または2個の窒素原子をさらに含み、ここに好ましくは、該N−含有ヘテロ環は、C1−6−アルキル、アリール、C1−6−アラルキルからなる群から選択される1〜3個の置換基によって置換されている。好ましくは、C1−6−アルキルは、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチルおよびヘキシルからなる群から選択される。
R5およびR6はHであり;
R7は
Dはアミノ酸であり、好ましくは荷電側鎖を有するアミノ酸であり;
AはOであり;
Eは、C1−6−アルキルまたは
Bは、NR4−C1−6−アルキルまたは5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくは二環式ヘテロ環であり、該ヘテロ環は好ましくはO、NおよびSから選択される1または2個のヘテロ原子をさらに含み、好ましくは1または2個の窒素原子をさらに含み、ここに好ましくは、該N−含有ヘテロ環は、C1−6−アルキル、アリール、C1−6−アラルキルからなる群から選択される1〜3個の置換基によって置換されている。好ましくは、C1−6−アルキルは、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチルおよびヘキシルからなる群から選択される。
R5およびR6はHであり;
R7は
Dはアミノ酸であり、好ましくは荷電側鎖を有するアミノ酸であり;
AはSであり;
Eは、C1−6−アルキルまたは
Bは、NR4−C1−6−アルキルまたは5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくは二環式ヘテロ環であり、該ヘテロ環は好ましくはO、NおよびSから選択される1または2個のヘテロ原子をさらに含み、好ましくは1または2個の窒素原子をさらに含み、ここに好ましくは、該N−含有ヘテロ環は、C1−6−アルキル、アリール、C1−6−アラルキルからなる群から選択される1〜3個の置換基によって置換されている。好ましくは、C1−6−アルキルは、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチルおよびヘキシルからなる群から選択される。
R5およびR6はHであり;
R7は
Dはアミノ酸であり、好ましくは荷電側鎖を有するアミノ酸であり;
AはCH2であり;
Eは、C1−6−アルキルまたは
Bは、NR4−C1−6−アルキルまたは5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくは二環式ヘテロ環であり、該ヘテロ環は好ましくはO、NおよびSから選択される1または2個のヘテロ原子をさらに含み、好ましくは1または2個の窒素原子をさらに含み、ここに好ましくは、該N−含有ヘテロ環は、C1−6−アルキル、アリール、C1−6−アラルキルからなる群から選択される1〜3個の置換基によって置換されている。好ましくは、C1−6−アルキルは、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチルおよびヘキシルからなる群から選択される。
R5およびR6はHであり;
R7は
Dはアミノ酸であり、好ましくは荷電側鎖を有するアミノ酸であり;
AはNHであり;
Eは、C1−6−アルキルまたは
Bは、NR4−C1−6−アルキルまたは5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくは二環式ヘテロ環であり、該ヘテロ環は好ましくはO、NおよびSから選択される1または2個のヘテロ原子をさらに含み、好ましくは1または2個の窒素原子をさらに含み、ここに好ましくは、該N−含有ヘテロ環は、C1−6−アルキル、アリール、C1−6−アラルキルからなる群から選択される1〜3個の置換基によって置換されている。好ましくは、C1−6−アルキルは、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチルおよびヘキシルからなる群から選択される。
R5およびR6はHであり;
R7は
Dは不存在であり;
AはOであり;
Eは、C1−6−アルキルまたは
Bは、5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくは二環式ヘテロ環であり、該ヘテロ環は好ましくは1または2個の窒素原子をさらに含む。
R5およびR6はHであり;
R7は
Dは不存在であり;
AはOであり;
EはC3またはC4アルキルであり;より好ましくは、Eはプロピルまたはブチルであり;
Bは、5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくは二環式ヘテロ環であり、該ヘテロ環は好ましくは1または2個の窒素原子をさらに含む。
Bに含まれるN−含有ヘテロ環は、式:
lは1または2である]
で示される芳香族または非芳香族単環式ヘテロ環である。
Bに含まれるN−含有ヘテロ環は、式:
ここで、N−含有ヘテロ環はC1−6−アルキルによって置換されている]
で示される芳香族または非芳香族単環式ヘテロ環である。
Bに含まれるN−含有ヘテロ環は、
ここで、N−含有ヘテロ環はC1−6−アルキルによって置換されており、
ここで、Bに含まれるN−含有ヘテロ環は
oは1または2であり;
Bに含まれるN−含有ヘテロ環は、
ここで、Bに含まれるN−含有ヘテロ環が
oは1または2であり;
好ましくは、Bに含まれるN−含有ヘテロ環が
R5およびR6はHであり;
R7は
Dは不存在であり;
AはOであり;
Eはプロピルまたはブチルであり;
Bは
Q、RおよびUは不存在であり;
VはC=Oであり;
WはNHであり;
YはCH2であり;
ZはC=Oであり;
R1およびR2は、独立して−Hおよびハロからなる群から選択され;好ましくは、R1およびR2は、独立して−HおよびFからなる群から選択され;より好ましくは、R1およびR2は同一であり、−HおよびFからなる群から選択され;
R3は−CNであり;
R5およびR6はHであり;
R7は
Dは不存在であり;
Eは、C1−6−アルキルまたは
BはNH−C1−6−アルキル、
Q、RおよびUは不存在であり;
VはC=Oであり;
WはNHであり;
YはCH2であり;
ZはC=Oであり;
R1およびR2は同一であり、−HおよびFからなる群から選択され;
R3は−CNであり;
R5およびR6はHであり;
R7は
Dは不存在であり;
AはO、S、CH2、NHまたはNCH3であり;
Eは、メチル、エチル、プロピルまたはブチルであり;
Q、RおよびUは不存在であり;
VはC=Oであり;
WはNHであり;
YはCH2であり;
ZはC=Oであり;
R1およびR2は同一であり、−HおよびFからなる群から選択され;
R3は−CNであり;
R5およびR6はHであり;
R7は
Dは不存在であり;
AはOであり;
Eは、メチル、エチル、プロピルまたはブチルであり;
Bは、
Q、RおよびUは不存在であり;
VはC=Oであり;
WはNHであり;
YはCH2であり;
ZはC=Oであり;
R1およびR2は同一であり、−HおよびFからなる群から選択され;
R3はCNであり;
R5およびR6はHであり;
R7は
Dは不存在であり;
AはOであり;
Eは、メチル、エチル、プロピルまたはブチルであり;
Bは、
§蛍光化合物;$99mTc−キレート剤;*Pb−キレート剤;R1およびR2は4−ピロリジンの位置にあり;Q、RおよびUは不存在であり;
§蛍光化合物;$99mTc−キレート剤;*18F−標識の前駆体;Q、RおよびUは不存在であり;R1およびR2は4−ピロリジンの位置にあり;
FAP−α特異的な阻害物質(Jansen et al., ACS Med Chem Lett, 2013)に基づき、二つの放射性追跡子(放射性トレーサー)を合成した。放射性ヨウ素標識FAPI−01は、パラジウム触媒による臭素/スズ交換により調製した有機スズスタニル化前駆体を介して得た。FAPI−02は、5段階で合成した放射性金属キレートのための前駆体である。同じ操作または若干変更した操作を適用することにより、追加の化合物を調製した。これらの化合物の構造を表1および表2に列挙する。スタンニル化前駆体の放射性ヨウ素化は、過酢酸を用いて行った。Lu−177およびGa−68とのキレート化のために、反応混合物のpHを酢酸ナトリウムで調節し、95℃に10分間加熱した。ヒト血清における安定性は、沈殿および上清のラジオ-HPLC分析によって分析した。
全ての溶媒および非放射性試薬は、ABCR(Karlsruhe, Germany)、Sigma−Aldrich(Muenchen, Germany)、Acros Organics(Geel, Belgium)またはVWR(Bruchsal, Germany)から試薬グレードで入手し、さらなる精製なしで使用した。Atto 488 NHS−エステルはAttoTec(Siegen, Germany)から入手した。2,2’,2’’−(10−(2−(4−ニトロフェニル)オキシ)−2−オキソエチル)−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−1,4,7トリイル)トリ酢酸(DOTA−PNP)は、Mierらのプロトコールによって合成した(Mier et al., Bioconjug Chem, 2005)。中間体である6−メトキシキノリン−4−カルボン酸(7)、5−ブロモキノリン−4−カルボン酸(3)および(S)−1−(2−アミノアセチル)ピロリジン−2−カルボニトリル4−ベンゼンスルホン酸メチルは、Jansenらのプロトコールによって合成した。(Jansen et al., ACS Med Chem Lett, 2013)。物質(S)−N−(2−(2−シアノピロリジン−1−イル)−2−オキソエチル)−5−ブロモキノリンカールボキサミドは修飾HBTUアミド化プロトコールによって合成した。
スキーム1は、5−ブロモキノリル−4−カルボン酸(3)において、n−ブチルリチウムを用いてBr/Li交換を行い、元素状ヨウ素でクエンチングしてヨードキノリン4を得るFAPI−01の初期合成を示している。この化合物をHBTU/HOBt−活性化によりGly−Pro−CNフラグメントにカップリングさせ、FAPI−01の非放射性の対照物質(1)を得た。
(S)−N−(2−(2−シアノピロリジン−1−イル)−2−オキソエチル)−5−ブロモキノリンカルボキサミド3.88mg(10.0μmol)、ヘキサメチル二スズ20μL(32mg;96μmol)およびビス(トリフェニルホスフィーン)パラジウム(II)ジクロライド0.75mg(1.07μmol)を乾燥ジオキサン1mL中で、不活性雰囲気下、80℃で一晩撹拌する。揮発性物質を除去し、残留物を50%アセトニトリル/水2mLに取り入れ、C18ライトカートリッジで濾過した後、HPLC精製する。凍結乾燥後、生成物2.78mg(5.90μmol;59%)を得る。
LC-MS Rt 14.77 min, m/z 473.0786 [M(120Sn)+H]+
水素化ナトリウム懸濁液(鉱油中60%)5.42mg(136μmol)を、0℃、Arの下、5−ブロモキノリン−4−カルボン酸(3)30.27mg(120μmol)の乾燥THF3mL中の溶液に添加する。氷浴を除去し、反応混合物を−78℃に冷却した後、nBuLi(ヘキサン中1.6m)100μL(160μmol)を滴下する。15分後、THF2mL中のヨウ素64.71mg(254μmol)を滴下し、反応物を−78℃で30分間撹拌した後、室温に到達させる。1時間後、0.5M NaHCO31mLと亜ジチオン酸ナトリウム約30mg(170μmol)を加え、過剰なヨウ素を除去することによって反応を停止させる。THFを減圧下で除去した後、混合物をpH2に酸性化し、酢酸エチル(25mL)で3回抽出する。有機相を一緒にし、蒸発乾固し、HPLCで精製する。凍結乾燥後、表題の化合物18.14mg(60.7μmol;45%)を得る。
1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) 13.95 (br, 0.3H), 8.93 (s, 1H), 8.34 (d, J =7.2 Hz, 1H), 8.12 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.60 (s, 1H), 7.52 (t, J = 7.9 Hz, 1H); 13C NMR (125 MHz, DMSO-d6) 168.8, 150.3, 148.8, 141.3, 130.6, 121.0, 109.5; LC-MS Rt 8.65 min, m/z 299.9383 [M+H]+
DMF50μL中のHBTU9.07mg(23.9μmol)を、DMF50μL中の5−ヨ−ドキノリン−4−カルボン酸6.21mg(20.8μmol)、HOBt7.45mg(55.2μmol)およびDIPEA10μLの溶液に添加する。15分後、DMF50μL中の(S)−1−(2−アミノアセチル)ピロリジン−2−カルボニトリル4−ベンゼンスルホン酸メチル(29.9μmol)を添加する。反応を水850μLで停止させ、HPLCで精製する。凍結乾燥し、生成物6.86mg(15.8μmol;76%)を得る。
1H NMR (600 MHz, DMSO-d6) 9.06, 8.97, 8.33, 8.13, 7.56, 7.51, 4.81, 4.34, 4.06, 3.74, 3.56, 2.21, 2.17, 2.09, 2.05; 13C NMR (150 MHz, DMSO-d6) 167.1, 150.2, 148.8, 145.3, 141.5, 130.7, 125.3, 121.9, 119.3, 92.0, 46.3, 45.4, 42.1, 29.5, 24.9; LC-MS Rt 11.95 min, m/z 435.0102 [M+H]+
生6−メトキシキノリン−4−カルボン酸(7)105mg(477μmol)を、48%臭化水素酸水溶液3mLに溶解する。この溶液を130℃に4時間加熱する。この溶液を、室温に到達させた後、6M NaOHで弱塩基性pHにする。HPLC−精製および凍結乾燥後、生成物79.2mg(419μmol;88%)を得る。
1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) 13.65 (br, 0.6H) 10.24 (s, 1H), 8.78 (d, J = 4.4 Hz, 1H), 8.06 (d, J = 2.6 Hz, 1H), 7.95 (d, J = 9.1 Hz, 1H), 7.84 (d, J = 4.4 Hz, 1H), 7.37 (dd, J = 9.1, 2.6 Hz, 1H), 13C NMR (125 MHz, DMSO-d6) 167.7, 156.9, 146.5, 144.1, 133.4, 131.2, 126.2, 122.3, 122.6, 106.5; LC-MS Rt 6.66 min, m/z 190.0415 [M+H]+
6−ブロモキノリン-4-カルボン酸(生)98.3mg(390μmol)をテトラヒドロフラン5mLおよびトリエチルアミン25.0μL(18.3mg;181μmol)に懸濁させ、O−tert−ブチル−N,N’−ジシクロヘキシル尿素(前日、純ジシクロヘキシルカルボジミド426mg(2.07mmol)、純tert−ブタノール173mg(2.33mmol)、純銅(I)塩化物10.2mg(103μmol)から調製)に添加する。この混合物を一晩50℃に加熱した。この混合物を濾過し、溶媒を蒸発させ、生成物をHPLCで単離させた。凍結乾燥後、表題の化合物49.7mg(161μmol;41%) を得た。
LC-MS Rt 20.40 min, m/z 251.9642 [M-tBu]+
1−ブロモ−1−クロロプロパン42.4μL(67.4mg;430μmol)を、DMF250μL中の6−ヒドロキシキノリン−4−カルボン酸(8)23.2mg(123μmol)および炭酸カリウム190mg(1.38μmol)の懸濁液に添加し、一晩、60℃に加熱する。この反応混合物を室温に冷却し、水500μLおよびアセトニトリル500μLで希釈した後、6M NaOH100μLを添加する。この反応混合物を、完全なエステル加水分解が達成した後、HPLC(5〜40%)によって直接精製する。凍結乾燥後、生成物26.45mg(99.4μmol;81%)を得る。
1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) 13.75 (br, 0.4H), 8.88 (d, J = 4.4 Hz, 1H), 8.19 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 8.04 (d, J = 9.2 Hz, 1H), 7.94 (d, J = 4.4 Hz, 1H), 7.52 (dd, J = 9.2, 2.0 Hz, 1H), 4.24 (t, J = 5.95 Hz, 2H), 3.85 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 2.27 (m, 2H); 13C NMR (125 MHz, DMSO-d6) 167.6, 157.5, 147.6, 144.8, 134.0, 131.2, 125.9, 122.7, 122.2, 104.5, 64.7, 41.9, 31.6; LC-MS Rt 11.46 min, m/z 266.0461 [M+H]+
6−ブロモキノリン−4−カルボン酸tert−ブチル204.6mg(664μmol)、BINAP34.10mg(54.7μmol)、Pd2(dba)321.51mg(23.5μmol)および炭酸セシウム480.3mg(1.47mmol)をトルエン6mLに溶解し、N−メチル−1,3−プロパノ−ルアミン128.0μL(118mg;1.32mmol)を添加した。この混合物を90℃で一晩撹拌した後、溶媒を除去し、残留物を1:1の水/アセトニトリルに懸濁させ、濾過した後、HPLCによって精製した。凍結乾燥後、表題の化合物172.7mg(547μmol;82%)を得た。
LC-MS Rt 13.41 min, m/z 261.1213 [M-tBu+H]+
6−(3−ヒドロキシプロピルメチルアミノ)キノリン−4−カルボン酸tert−ブチル62.8mg(199μmol)をジクロロメーターン5mLおよびトリエチルアミン90.0μL(66.6mg;659μmol)に溶解した。メーターンスルホニルクロライド20.0μL(29.6mg;258μmol)を0℃で添加し、この混合物を60分間反応させた。1−Boc−ピペラジン194.6mg(1.05mmol)を添加した後、揮発性物質を除去した。ジメチルホルムアミド500μLおよびヨウ化カリウム(potaqssium ヨウ化物)47.4mg(286μmol)を残留物に加えた。この混合物を60℃で120分間振盪した後、HPLCで生成物を単離させた。凍結乾燥後、表題の化合物81.05mg(167μmol;84%) を得た。
LC-MS Rt 13.99 min, m/z 485.3086 [M+H]+
6−(3−クロロ−1−プロポキシ)キノリン−4−カルボン酸(9)15.13mg(56.9μmol)、N−tert−ブトキシカルボニルピペラジン55.43mg(298μmol)およびヨウ化カリウム51.05mg(30.8μmol)をDMF250μLに溶解する。この混合物を60℃で一晩振盪する。得られた懸濁液を水750μLで希釈した後、生成物をHPLCで精製する。凍結乾燥後、生成物を対応するTFA−塩として28.73mg(54.3μmol;95%)得る。
1H NMR (500 MHz, D2O) 8.93 (d, J = 5.5 Hz, 1H), 8.17 (d, J = 9.3 Hz, 1H), 7.94 (d, J = 5.5 Hz, 1H), 7.79 (dd, J = 9.3, 2,5 Hz, 1H), 7.65 (d, J = 2.5 Hz, 1H), 4.36 (t, J = 5.6 Hz, 2H), 4.27 (d, J = 13.55 Hz, 2H), 3.67 (d, J = 11.95 Hz), 3.47 (t, J = 15.5 Hz, 2 H), 3.27 (t, J = 12.7 Hz), 3.12 (td, J = 12.2, 2.65 Hz), 2.37 (m2 H), 1.47 (s, 9H); 13C NMR (125 MHz, D2O) 155.5, 153.5, 149.0, 141.4, 134.4, 127.9, 126.6, 122.3, 118.4, 110.0, 105.1, 82.8, 65.5, 54.3, 51.5, 48.6, 40.7, 29.6, 27.4; LC-MS Rt 10.62 min, m/z 416.1997 [M+H]+
6−(3−(4−Boc−ピペラジン−1−イル)プロピル−1−(メチル)アミノ)キノリン−4−カルボン酸tert−ブチル100.12mg(206μmol)を、トリフルオロ酢酸900μL、トリイソプロピルシラン25μL、水25μLおよびトリフルオロメーターンスルホン酸50μLで60分間処理した。脱保護された化合物をジエチルエーテルで沈殿させ、乾燥させ、ジメチルホルムアミド1mL中の二炭酸ジ−tert−ブチル60.83mg(279μmol)およびトリエチルアミン50.0μL(36.5mg;361μmol)とさらに60分間反応させた。HPLC−精製および凍結乾燥後、55.42mg(129μmol;65% 2工程をかけで)を得た。
LC-MS Rt 10.52 min, m/z 429.2463 [M+H]+
DMF50μL中のHBTU9.43mg(24.9μmol)を、DMF50μL中の6−(3−(4−tert−ブトキシカルボニルピペラジン−1−イル)−1−プロポキシ)キノリン−4−カルボン酸(10)10.56mg(19.9μmol)、HOBt5.38mg(39.8μmol)およびDIPEA10μLの溶液に添加する。15分後、DMF50μL中の(S)−1−(2−アミノアセチル)ピロリジン−2−カルボニトリル4−ベンゼンスルホン酸メチル(29.9μmol)を添加する。この反応を水850μLで停止させ、HPLCで精製する。凍結乾燥させ、表題の化合物12.88mg(19.4μmol;97%)を得る。
1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) 9.04 (d, J = 5.5 Hz, 1H), 8.24 (d, J = 9.6 Hz, 1H), 8.10 (d, J = 5.5 Hz, 1H), 7.89 (d, J = 2.3 Hz, 1H), 7.85 (dd, J = 9.6, 2.3 Hz, 1H), 4.84 (t, J = 6 Hz, 1 H), 4.46-4.36 (m, 4H), 4.26 (d, J = 12.0 Hz, 2H), 3.83 (m, 1H), 3.67 (m, 3H), 3.47 (t, J = 7.7 Hz, 2H), 3.27 (br, 2H), 3.11 (t, J = 11.5 Hz), 2.37 (m, 4H), 2.22 (m, 2H), 1.46 (s, 9H); 13C NMR (125 MHz, DMSO-d6) 168.6, 168.0, 159.4, 155.5, 147.7, 141.8, 135.1, 128.2, 127.5, 123.1, 120.0, 119.1, 104.7, 82.9, 66.0, 54.3, 51.5, 47.0, 46.3, 42.3, 29.4, 27.4, 24.7, 23.1; LC-MS Rt 11.81 min, m/z 551.2736 [M+H]+
前のプロトコールを行い、13.2mg(22.4μmol;75%)を得た。
LC-MS Rt 11.84 min, m/z 605.2610 [M+H]+
前のプロトコールを行い、1.17mg(1.95μmol;92%)を得た。
LC-MS Rt 12.66 min, m/z 600.3057 [M+H]+
(S)−N−(2−(2−シアノピロリジン−1−イル)−2−オキソエチル)−6−(3−(4−tert-ブトキシカルボニル-ピペラジン-1-イル)-1-プロポキシ)キノリン−4−カルボキサミド(11)4.85mg(8.80mmol)をアセトニトリル1mLに溶解し、それに4−メチルベンゼンスルホン酸一水和物4.2mg(22.0μmol)を添加する。この反応物を45℃で一晩振盪した後、減圧下で揮発性物質を除去する。残留物をジメチルホルムアミド190μLおよびトリエチルアミン10μL(7.3mg;72μmol)に取り入れた後、DOTA−p−ニトロフェノールエステル6.77mg(12.9mmol)を添加する。この反応混合物を水1mLで希釈し、2時間振盪した後、HPLCで精製する。凍結乾燥後、5.04mg(6.02μmol;68%)を得る。
1H NMR (600 MHz, D2O) 9.02, 8.23, 8.07, 7.87, 7.83, 4.85, 4.45, 4.41, 4.40, 4.39, 3.83, 3.67, 3.50, 3.49, 2.40, 2.38, 2.36, 2.26, 2.22, 2.16; 13C NMR (150 MHz, D2O) 167.9, 159.1, 147.2, 141.8, 135.4, 127.9, 127.2, 119.8, 119.0, 104.5, 65.8, 54.1, 46.8, 46.1, 42.1, 29.2, 24.5, 23.0: LC-MS Rt 8.37 min, m/z 837.3872 [M+H]+
(S)−N−(2−(2−シアノ−4,4−ジフルオロピロリジン−1−イル)−2−オキソエチル)−6−(3−(4−tert−ブトキシカルボニルピペラジン−1−イル)−1−プロポキシ)キノリン−4−カルボキサミド1.09mg(1.86μmol)を、HBTU2.13mg(5.62μmol)およびDIPEA2.50μL(1.85mg;14.3μmol)で予め活性化し、FAPI−02に適用した方法によってBoc−脱保護し、ビス((1−(2−(tert−ブトキシ)−2−オキソエチル)−1H−イミダゾール−2−イル)メチル)グリシン2.74mg(5.91μmol)と反応させた。HPLC精製および溶媒除去後、残留物を1:1アセトニトリル/トリフルオロ酢酸中の2.5%トリフルオロメーターンスルホン酸200μLで処理した。ジエチルエーテルで沈殿させ、HPLC精製した後、表題の化合物1.06mg(1.29μmol;70%)を得た。
LC-MS Rt 8.91 min, m/z 820.2933 [M+H]+
DIPEA1.00μL(0.74mg;5.73μmol)を、DMF50μL中のFAPI−19 0.95mg(1.16μmol)、HOBt0.42mg(3.14μmol)およびHBTU1.10mg(2.89μmol)の溶液に添加した。10分後、H−Asn(Trt)−OtBu2.30mg(5.34μmol)を添加し、120分間反応させた。8:2のTFA/アセトニトリル中の2.5%TfOHでtert−ブチル保護基を除去した。HPLC−精製および凍結乾燥後、表題の化合物0.79mg(0.75μmol;65%)を得た。
LC-MS Rt 9.23 min, m/z 524.7100 [M+2H]2+
(S)−N−(2−(2−シアノ−4,4−ジフルオロピロリジン−1−イル)−2−オキソエチル)−6−(3−(4−tert−ブトキシカルボニルピペラジン−1−イル)−1−プロポキシ)キノリン−4−カルボキサミド3.91mg(6.66μmol)を、アセトニトリル50μLおよびトリフルオロ酢酸100μLで30分間脱保護した。溶媒を蒸発させ、ジエチルエーテルで洗浄した後、10分間プレインキュベートした、ジメチルホルムアミド150μLおよびDIPEA2.50μL(1.85mg;14.3μmol)中のアセチル−Cys(Trt)−Gly−Cys(Trt)−Gly−OH8.02mg(9.27μmol)、HOBt4.31mg(31.9μmol)およびHBTU4.47mg(11.8μmol)の混合物を残留物に加え、120分間反応させた。HPLC−精製および凍結乾燥後、S−トリチル保護された表題の化合物4.66mg(3.49μmol;52%)を得た。
トリチル保護化合物3.36mg(2.52μmol)をアセトニトリル50μLに溶解した。トリエチルシラン3μLおよびトリフルオロ酢酸100μLを添加し、30分間反応させた。HPLC精製および凍結乾燥後、表題の化合物2.01mg(2.36μmol;94%;49% 二つの工程にかけて)を得た。
LC-MS Rt 10.26 min, m/z 871.2703 [M+Na]+
化合物11 0.66mg(1.20μmol)を、45℃でアセトニトリル250μL中の4−メチルベンゼンスルホン酸一水和物1.33mg(6.96μmol)で4時間処理した。溶媒を除去した後、残留物をジメチルホルムアミド95μLおよびトリエチルアミン5μL(3.65mg;36.1μmol)に溶解する。DMSO25μL中のAtto 488 NHS−エステル0.54mg(0.55μmol)を添加した。60分後、HPLCで表題の化合物0.49mg(0.43μmol;78%)を単離させ、凍結乾燥させた。
LC-MS Rt 10.19 min, m/z 1022.2706 [M]+
(S)−N−(2−(2−シアノ−4,4−ジフルオロピロリジン−1−イル)−2−オキソエチル)−6−(3−(4−tert−ブトキシカルボニルピペラジン−1−イル)−1−プロポキシ)キノリン−4−カルボキサミド10.95mg(18.7μmol)を、アセトニトリル100μLおよびトリフルオロ酢酸200μLで30分間脱保護した。溶媒を蒸発させ、ジエチルエーテルで洗浄した後、N,N,N−トリメチル−5−((2,3,5,6−テトラフルオロフェノキシ)−カルボニル)ピリジン−2−アミニウムクロライド15.02mg(9.27μmol)を添加し、この混合物をジメチルホルムアミド200μLおよびトリエチルアミン10.0μL(7.30mg;72.3μmol)に溶解した。120分後、混合物をHPLCで精製し、凍結乾燥させ、表題の化合物11.24mg(14.7μmol;79%)を得た。
LC-MS Rt 9.37 min, m/z 649.2892 [M-CF3CO2]+
(S)−N−(2−(2−シアノ−4,4−ジフルオロピロリジン−1−イル)−2−オキソエチル)−6−(3−(1−tert−ブトキシカルボニル−ピペリジン−4−イル)−1−プロポキシ)キノリン−4−カルボキサミド14.04mg(23.9μmol)を、アセトニトリル50μLおよびトリフルオロ酢酸100μLに溶解した。10分後、揮発性物質を除去し、残留物をジエチルエーテルで洗浄した。ジメチルホルムアミド200μL中のFmoc−L−Gla(tBu)2−OH14.95mg(28.4μmol)、HOBt7.74mg(57.4μmol)、HBTU13.46mg(35.5μmol)およびDIPEA20.0μL(14.8mg;115μmol)の溶液を乾燥された残留物に添加した。60分後、モルホリン50.0μL(50.4mg;578μmol)を添加し、30分後HPLCで生成物を単離させた。凍結乾燥後、表題の化合物15.95mg(20.7μmol;86%)を得た。
LC-MS Rt 12.85 min, m/z 772.3643 [M+H]+
(S)−N−(2−(2−シアノ−4,4−ジフルオロピロリジン−1−イル)−2−オキソエチル)−6−(3−(4−(γ,γ−ジ−tert−ブチル)−L−カルボキシグルタミルピペラジン−1−イル)−1−プロポキシ)キノリン−4−カルボキサミド3.37mg(4.37μmol)およびNOTA−p−ニトロフェノール4.52mg(10.7μmol)をジメチルホルムアミド100μLおよびトリエチルアミン10.0μL(7.30mg;72.3μmol)に溶解した。HPLC−精製および凍結乾燥後、中間体化合物を、アセトニトリル50μL、トリフルオロ酢酸100μL、トリイソプロピルシラン2.5μLおよび水2.5μLの溶液中で60分間インキュベートすることによって脱保護した。HPLC−精製および凍結乾燥後、2.62mg(2.77μmol;63%)を得た。
LC-MS Rt 9.38 min, m/z 945.3668 [M+H]+
一般的な活性エステル修飾プロトコールを行い、3.23mg(3.06μmol;73%)を得た。注:SPEを行った後、放射性フッ素化、HPLC−精製および95℃下純TFAでの3分間処理による溶媒蒸発後、tert−ブチル保護基を除去した。
LC-MS Rt 16.02 min, m/z 1219.5858 [M+H]+
トリス−tBu−DOTA28.99mg(50.6μmol)、炭酸セシウム90.65(278μmol)および2−ブロモ酢酸ベンジル10.28μL(15.0mg;65.5μmol)をジメチルホルムアミド300μLに懸濁させ、2時間振盪した。生成物をHPLCで単離させ、凍結乾燥し、メーターノール中の10%酢酸25mLに溶解した。10%Pd/C50mgおよび水素(雰囲気圧)を添加した。2時間後、溶媒を除去し、HPLCで表題の化合物を単離させた。凍結乾燥後、表題の化合物25.19mg(39.9μmol;79%)を得た。
LC-MS Rt 14.14 min, m/z 631.4784 [M+H]+
(S)−N−(2−(2−シアノ−4,4−ジフルオロピロリジン−1−イル)−2−オキソエチル)−6−(3−(1−tert−ブトキシカルボニル−ピペリジン−4−イル)−1−プロポキシ)キノリン−4−カルボキサミド2.00mg(3.41μmol)を、アセトニトリル50μLおよびトリフルオロ酢酸100μLに溶解した。10分後、揮発性物質を除去し、残留物をジエチルエーテルで洗浄した。2−(2−(4,7,10−トリス(2−(tert−ブトキシ)−2−オキソエチル)−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−1−イル)アセトキシ)酢酸4.20mg(6.60μmol)およびHBTU3.35mg(8.84μmol)をジメチルホルムアミド100μLに溶解し、DIPEA10.0μL(7.40mg;57.4μmol)を乾燥された残留物に添加し、60分間反応させた。HPLC精製および凍結乾燥後、表題の化合物2.26mg(2.06μmol;60%)を得た。
LC-MS Rt 12.98 min, m/z 1099.7481 [M+H]+
tBu−FAPI−79 2.26mg(2.06μmol)をアセトニトリル25μLおよびトリフルオロ酢酸100μLに溶解し、35℃で30分間振盪した。溶媒を蒸発させた後、生成物をHPLCで単離させた。凍結乾燥後、表題の化合物1.58mg(1.70μmol;82%)を得た。
LC-MS Rt 8.84 min, m/z 466.2737 [M+2H]2+
逆相高速液体クロマトグラフィー(RP−HPLC)は、Chromolith Performance RP-18eカラム(100 × 3 mm; Merck KGaA Darmstadt, Germany)でのアセトニトリル水溶液の直線勾配(5分あたりアセトニトリル0−100%、0.1%TFA、流量2mL/分)を用いて行った。UV−吸光度は214nmで検出した。放射性化合物のHPLC分析には、付加的なγ-検出器を使用した。HPLC−MSの特性評価は、Hypersil Gold C18 1.9μmカラム(200×2.1mm、20分あたりアセトニトリル0−100%、流量200μL/分)を備えたAgilent 1200 HPLCシステムに接続したESI質量分析計(Exactive, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)を用いて行った。分析用ラジオ−HPLCは、Chromolith Performance RP-18eカラム(100×3mm;Merck;10分あたりアセトニトリル0−30%;流量2mL/分)を用いて行った。HPLC−精製は、LaPrep P110-system(Knauer, Berlin, Germany)およびReprosil Pur 120カラム(C18-aq 5 μm 250 × 25mm; Dr. Maisch, Ammerbuch-Entringen, Germany)で行った。水/アセトニトリル-勾配(15または25分;0.1%TFA;流量20mL/分)は個々の生成物に対して変更した。
放射性ヨウ素(I−125)は、Hartmann Analytik(Goettingen, Germany)から購入し;放射性ルテチウム(Lu−177)はITG(Muenchen, Germany)から得;放射性ガリウム(Ga−68)は、Themba Labs(Somerset West, South Africa)から購入したGe−68/Ga−68ジェネレータから溶出させた。Tc−99mは、Mo−99/Tc−99mジェネレータ(Curium Pharma, Berlin, Germany)から溶出させた。Cu−64は、UKT Tuebingen(Tuebingen, Germany)により提供された。Sm−153は、DSD Pharma(Purkersdorf, Austria)により提供された。Pb−203は、Lantheus(N. Billerica MA, USA)により提供された。F−18−FDGおよびF−18−フッ化物は、ZAG Zyklotron AG(Eggenstein, Germany)により提供された。トリカルボニルのためのCRSキットは、Paul Scherrer Institut(Villingen-PSI, Switzerland)から得た。
インビトロ結合研究は、ヒト腫瘍細胞株BxPC3、Capan−2、MCF−7(Sigma Aldrich Chemie GmbHから購入)およびSK−LMS−1(ATCCから購入)ならびに安定的にトランスフェクトされたFAP−細胞株HT−1080−FAP、HEK−muFAPおよびCD26発現細胞株HEK−CD26(Stefan Bauer、NCT Heidelbergから得た)を用いて行った。全ての細胞を37℃/5%二酸化炭素下、10%ウシ胎児血清含有ダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)中で培養した。蛍光内在化実験において、細胞をカバーガラス上に播種し、FAPI−02−Atto488およびDAPIで染色して、細胞核染色を行った。画像は、63倍油浸対物レンズを用いたレーザー走査型共焦点顕微鏡で取得した。放射性リガンド結合研究はHT−1080−FAP細胞を用いて行った。放射性標識化合物を細胞培養物に加え、10分〜24時間の範囲の異なる時間間隔でインキュベートした。競合実験は、非標識化合物(10−5M〜10−9M)および放射性標識化合物に同時に60分間曝露させることによって行った。流出実験において、60分間インキュベートした後に放射性培地を除去し、1〜24時間の範囲の時間間隔で非放射性培地に置き換えた。内在化実験において、細胞を1Mグリシン−HCl緩衝液で10分間インキュベートすることによって、表面結合活性を除去した。放射活性は、γカウンターを用いて測定し、1mio細胞に正規化し、適用線量のパーセンテージ(%ID)として計算した。
内在化実験において、HT−1080−FAP細胞およびHEK muFAP細胞を24-ウェルプレートのコーティングされていないカバースリップ上に播種し、10%ウシ胎児血清含有培地で培養して、最終的に約80−90%のコンフルエンスにした。培地を除去し、pH7.4のPBS0.5mLで2回洗浄した。FAPI−02−Atto488(DMEM中20μM)を細胞に添加し、37℃で2時間インキュベートした。細胞をpH7.4のPBS0.5mLで3回洗浄し、パラホルムアルデヒド(PBS中2%)で15分間固定した。過成長したカバーガラスを、細胞核染色のためのDAPI含有マウンティング培地を用いてスライドグラス上に配置した(Fluoroshield, Sigma-Aldrich)。画像は、使用された各蛍光色素分子(FAPI−02−Atto488に対して488、DAPIに対して405nm)に対して、Zeiss Plan-Apochromat 63x/1.4油DIC III 浸液対物レンズ(63x/1.4 Oil DIC III immersion objective)を用いて、0.099x0.099μmのxy画素設定および1Airy単位のピンホールサイズでレーザー走査型共焦点顕微鏡(Zeiss LSM 700; Zeiss, Oberkochen, Germany)上で取得した。写真は、Z ZEN 2008 softwareおよびImageJを用いて一貫して処理した。
放射性リガンド結合試験において、細胞を6−ウェルプレートに播種し、48時間培養して、最終的に約80−90%のコンフルエンス(1.2−2mio細胞/ウェル)にした。培地を、ウシ胎児血清を含まない新鮮な培地1mLに置き換えた。放射性標識化合物を細胞培養物に加え、10分〜24時間の範囲の異なる時間間隔でインキュベートした。競合実験は、非標識(10−5M〜10−9M)および放射性標識化合物に60分間同時に暴露させることによって行った。流出実験において、60分間インキュベートした後に放射性培地を除去し、1〜24時間の範囲の時間間隔で非放射性培地に置き換えた。全ての実験において、細胞をpH7.4のリン酸緩衝食塩水1mLで2回洗浄し、続いて溶解緩衝液(0.3M NaOH、0.2%のSDS)1.4ml溶解した。放射活性は、カウンター(Cobra II, Packard)を用いて測定し、1mio細胞に正規化し、適用線量のパーセンテージ(%ID)として計算した。各実験を3回行い、独立実験ごとに3回繰り返した。
FAPI−01のその標的タンパク質への結合性質を分析するために、放射性リガンド結合アッセイを、異なる癌細胞株ならびに、ヒトおよびマウスのFAPならびにDPPIVとしても知られる密接に関連する膜タンパク質であるCD26でトランスフェクトされた細胞株、を用いて行った。マウスのFAPとCD26は両方とも、ヒトのFAP−αと高い相同性を示した(muFAP:アミノ酸レベルでの90%の同一性と94%の類似性;CD26:52%の同一性と71%の構造的に高い類似性)( Kelly T., Drug Resist Updat, 2005)。
細胞ベースの内在化アッセイは、FAPI−01の細胞への迅速な取り込みを示している(図1B)。10分間のインキュベーション後、全結合画分の95%が細胞内に位置している(合計19.70±0.28%)。4時間の経過でも、活性の低下は限定的でしか観察されなかった(合計17.00±0.40%、そのうち94%が内在化された)。
酵素脱ヨウ素化によるFAPI−01の活性の急速な損失を避けるために、FAP結合部分をキレート剤DOTAに化学結合させたノンハロゲン誘導体FAPI−02を設計した。この修飾は、結果的に強化された安定性に加え、診断または治療用放射性核種のいずれを容易に繰り込む可能性を提供し、FAPI−02の不燃性化合物としての使用を可能にした。FAPI−02は、このヨウ素化アナログと類似して、CD26をアドレスすることなく、ヒトおよびマウスのFAP−(IC50ヒトのFAP−α=21nM)発現細胞に特異的に結合する(%ID=0.13±0.01%;図1A)。FAPI−02は、FAP−α発現細胞に急速に内在化し(60分後20.15±1.74%ID、そのうち96%が内在化した;図1B)、これは時間の経過とともに、より安定した、より高い取り込み率を示している。FAPI−01の10分間のインキュベーション後の結合と比べて、24時間後には5%の活性しか残っていない。一方、FAPI−02の初期放射活性は、24時間のインキュベーション後に34%が検出された。流出実験では、FAPI−02がFAPI−01より有意的に遅く除去されることを実証し、これは24時間後には最初に蓄積されていた放射活性の12%を保持していることを示している(FAPI−01は24時間後に1.1%のIDを保持している;図1E)。
FAPI−02のさらなるバリアント(変異体)を、セラノスティックなFAP−標的化剤の開発を目指して、腫瘍の保持時間を増加させるように設計した。バリアントFAPI−03〜FAPI−15を、標的結合、内在化率および標的特異性に関して特徴付けた。その結果を図2に示す。
すべての実験は、ドイツ動物保護法に従って行われ、実験動物のケアと使用のための欧州委員会の規制に準拠していた。マウスはイソフルラン吸入により麻酔をかけた。
FAPI−02および−04の腫瘍蓄積は、ヒトFAP陽性腫瘍細胞および陰性腫瘍細胞の両方からの異種移植片を有するマウスの小動物PETイメージングによって評価された。どちらの場合も、放射性追跡子は腫瘍内で急速に濃縮され、少なくとも140分間維持された(図3A、C、E、G)。同時に、FAPI−02および−04は、無視してよい程度に低い非特異的な結合、主に腎臓および膀胱を介して血液から迅速に除去されることを示しており、その結果、低バックグラウンドおよび有益な腫瘍対臓器の比をもたらす。非標識化合物を競合相手として同時に投与すると、腫瘍に放射活性が完全になくなり、これは放射性追跡子の標的タンパク質に対する特異性を実証している(図4)。興味深いことに、FAP−α陽性(HT−1080−FAP)およびFAP−α陰性(Capan−2)腫瘍細胞株を有するマウスで活性化マウス線維芽細胞の動員と活性化による、FAPI−02の高い腫瘍取り込みが観察された。Burger et al., Nucl Med, 1997による2-組織コンパートメントモデルを用いてPETデータから計算した放射性追跡子の薬物動態特性を表6に示す。
100人を超える患者の画像診断は、ヘルシンキ宣言§37(臨床現場での実証されていない介入)の更新の条件下で、ドイツ医薬品法§13(2b)に従って、医療上の理由から68Ga−FAPI−02または−04のいずれかを用いて行い、追跡子静脈内投与(20nmol、122−336MBq)10分後、1時間後、3時間後に適用した。注射された放射性追跡子の活性の変動は、68Gaの短い半減期と、68Ge/68Gaジェネレーターの寿命中に得られた変動する溶出効率によるものである。1人の患者を対象に、18F−FDGを358MBq静脈内注射して1時間後にFDGイメージングを行った。PET/CTスキャンは、Biograph mCT FlowTM PET/CT-Scanner(Siemens Medical Solution)で、以下のパラメータを用いて行った:スライス厚5mm、増分3〜4mm、軟部組織再建カーネル、ケア線量。CTスキャンの直後に、全身PETをFlowMotionTMの3D(マトリックス200x200)で0.7cm/分で取得した。放出データを、ランダム、散乱、減衰について補正した。再構成は、2反復/21サブセットの順序部分集合期待値最大(OSEM)アルゴリズムで実行し、半値全幅(FWHM)で5mmの横軸解像度にガウスフィルター処理した。低線量非強調CTデータを用いて減衰補正を行った。関心領域技術を用いて標準化取り込み値(SUV)の定量的評価を行った。
転移性乳癌、肺癌、膵臓癌、HNO癌、小腸癌、卵巣癌患者に68Ga−FAPI−02および−04静脈内投与1時間後に診断PET/CTスキャンを行った。すべての患者において、原発性腫瘍ならびにリンパ節および骨において追跡子のロバストな蓄積が観察され、転移の最大SUV値は48.0であった。対照的に、正常組織への追跡子の取り込みは非常に低かった(図6−14)。放射活性は血流から急速に除去され、大部分は腎臓を経由して排泄され、結果的に高コントラスト画像が得られた。1人の局所進行性肺腺癌患者における比較画像診断により、一般的に使用されているPET追跡子18F−FDGと比較して、FAPI−02の明らかな優位性が明らかになった。図9に示されるように、FAPI−02は、より低いバックグラウンド放射活性(background activity)とともに高い取り込みを示し、これは転移性病変のより良い可視性のより高いコントラストにつながる。FAPI−02は、脳などのブドウ糖消費量の多い細胞に多く蓄積されるFDGとは異なり、FAP−αが発現している組織を選択的に標的としている。1人の前立腺癌患者における比較画像処理により、一般的に使用されているPET追跡子68Ga−DOTATOCおよび68Ga−PSMAと比較して、FAPI−04の明らかな利点が明らかになり、これは腎臓への追跡子蓄積が減少されたより小さな腫瘍病変の検出を可能にした(図14)。
原発性腫瘍、転移性病変および発症したリンパ節の信頼できる診断は、腫瘍病期分類および処置の選択を含むものを計画している効果的かつ適した療法を可能にするのに最も重要なものである。この目的のために、画像処理技術は多くの種類の癌の診断のために不可欠な手段である。PET/CTの組み合わせは、その高い診断精度ならびに解剖学的および生理学的詳細の両方を評価する可能性のため、最新の腫瘍診断のための選択法である。しかしながら、PET/CTの組み合わせは、MRTやCT単独のような非侵襲性画像処理技術とは対照的に、腫瘍内での発現が正常組織と比較して増強された標的構造に対して高い親和性を有する放射性追跡子の使用を必要とする。理想的な追跡子は、癌性組織と健康的な組織の信頼できる区別ならびに高コントラスト画像をもたらす低バックグラウンドシグナルを確保するように、その標的タンパク質に特異的に結合する必要がある。放射性追跡子がセラノスティックな化合物を示す場合、すなわち、標的化および個別化処置を容易にしかつ改善する診断用核種または治療用核種のいずれかを搭載する可能性を提供する場合、親和性および特異性はさらに重要となる。治療的な目的のための追跡子の潜在的応用については、高い標的特異性は副作用の軽減を保証し、これは、骨髄、生殖器および消化器などの放射線感受性組織の保護に特に重要である。
実験方法と臨床的評価
FAPI誘導体の臨床評価と同様に、すべてのインビトロおよびインビボ実験は、上記のように、Loktevら1およびLindnerら2に従って行った。FAPI−02およびFAPI−04の予備的な線量推定値は、QDOSE線量推定ソフトウェアスーツを用いて、追跡子を注射して0.2時間後、1時間後および3時間後で検査された2人の患者に基づいている。腫瘍患者に対するさらなるPET/CTスキャンは、FAPI−02(n=25)またはFAPI−04(n=25)のいずれかの注射1時間後に取得された;6人の患者については、個人内関連FDGスキャン(同じく1時間後に取得された)が利用可能であった。16の臓器の正常組織については、2cmのSpheric−VOIを柔組織に配置し、腫瘍病変については閾値分割VOIを用いてSUVmean/max3を定量化した。
DOTA−FAPI誘導体の標的結合および内在化率をFAPI−04と比較して評価するために、Lu−177標識化合物をFAP発現HT−1080細胞とそれぞれ1時間、4時間および24時間インキュベートした(図16)。膜結合画分は、pH2.2のグリシン−HClを用いた酸性溶出によって除去し、その後アルカリ細胞溶解を行い、内在化画分(内在化された画分)を測定した。図16に示されるように、すべての誘導体は、FAPI−04と比べて、結合値が1時間のインキュベーション後に最大リード化合物の500%(4時間後に最大750%)となるようにより高い細胞結合を示している。
薬物動態プロファイルならびにインビボでの腫瘍取り込みを分析するために、Lu−標識DOTA−FAPI誘導体をHT−1080−FAP腫瘍担持マウスに静脈内投与した。放射性標識化合物の臓器分布は、血液、健康な組織、腫瘍においてエクスビボで測定した。図19に示されるように、ほとんどの化合物は、FAPI−02およびFAPI−04と比較して、特に投与24時間後により高い腫瘍取り込み率を示している。親油性の増加により、一部の放射性追跡子はより高い血液活性ならびに腎臓での保持の増加を示している。腫瘍-血液比の測定は、実験においていつもFAPI−04より有意に高い比率を示している化合物FAPI−21およびFAPI−46の明確な利点を明らかにする(図20)。
これらの所見に基づき、Ga−68標識DOTA−FAPI誘導体を用いて放射性追跡子をHT−1080−FAP腫瘍担持マウスに静脈内投与した後、140分後まで小動物PETイメージングを行った。FAPI−21およびFAPI−46の有益な腫瘍-血液比は、高コントラスト画像をもたらし、FAP陽性腫瘍の優れた可視化を可能にする(図21)。腫瘍、腎臓、肝臓および筋肉組織における追跡子蓄積の定量分析(SUVmax値として与えられる)では、FAPI−21と比較してFAPI−46の筋肉、腎臓および肝臓活性がわずかに低いことを示している(図22)。
F−18−FDG、Ga−68−DOTATATEまたはGa−68−PSMA−11の文献値と類似して、200MBqのGa−68−FAPI−02および−04の実験では、約3−4mSvの等価線量に相当する。注射10分後〜3時間後の間に、腎臓を経由して迅速にクリアランスされた後、正常な臓器では、最小限度の変化しかない低い追跡子取り込みを示している。FAPI−02において、注射1時間後〜3時間後の腫瘍取り込みは75%減少されるが、FAPI−04(50%洗い流し)では腫瘍の保持がわずかに延長されている。注射1時間後、両方のFAPI−追跡子の腫瘍の取り込みは等しく技能している(図23)。FDGと比較して、腫瘍の取り込みはほぼ等しく(平均SUVmaxFDG 7.41;SUVmaxFAPI−02 7.37;n.s.);FAPI−02での脳(11.01vs0.32)、肝臓(2.77vs1.69)および口腔/咽頭粘膜(4.88vs2.57)におけるバックグラウンド取り込みは有意に低く;他の臓器ではFDGとFAPI−02の間に関連性のある違いはない(図24)。詳細な情報および結果については、参照により本文中に組み込まれているGieselら3を参照すること。
乳癌、膵臓癌、卵巣癌、HNO腫瘍を含むさまざまな癌におけるGa−68標識FAPI−04の迅速な取り込みに加えて、癌性腹膜炎(図25A)ならびに心筋炎(図25B)や関節症(図25C)のようないくつかの炎症性悪性腫瘍においても追跡子蓄積が示された。これらの結果は、活性化線維芽細胞の動員に関与する慢性炎症のプロセスを特徴とする非癌性悪性腫瘍の検出へのGa−68標識FAPIの潜在的応用を示している。
図26に示されるように、卵巣癌、直腸癌および粘液性類表皮癌を含むさまざまな癌においてGa−68標識FAPI−21のロバストな蓄積が観察された。胆管細胞性癌および結腸直腸癌、肺癌ならびに単発性線維性肉腫に急速に蓄積したGa−68標識FAPI−46では類似の腫瘍取り込みが示された(図27)。Ga−68標識FAPI−46を用いたPET/CT検査に続いて、Sm−153標識放射性追跡子を用いた最初の治療的アプローチを2人の癌患者で行った。図28に示されるように、追跡子のロバストな腫瘍蓄積は、投与後20時間まで検出可能である。
特発性肺線維症肺癌患者3人のFAPI−46−PET/CTイメージングでは、癌性病変と線維性病変での追跡子蓄積に明確な違いがあることが示された。図30に示されるように、Ga−68標識FAPI−46の腫瘍取り込みは、線維組織で測定された活性と比較して、2人の患者(A、B)では有意に高かったが、1人の患者(C)ではわずかに低かった。図Cに示される患者は、2つの非増悪例と比較して、増悪肺線維症を患っていた。したがって、この追跡子は、予後の悪い線維症患者と予後の良い患者を鑑別するのに有用であり得る。
代替放射性核種の使用を可能にするために、一連のFAPI誘導体が設計され、標的親和性、特異性及び薬物動態に関して特徴づけられている。これらの化合物のいくつかにおいて、元のキレート剤DOTAは、Tc−99m(FAPI−19、−27、−28、−29、−33、−34、−43、−44、−45、−60、−61、−62)の取り込みに理想的に適した異なるキレート化部分によって置き換えられている。FAPI−19およびFAPI−34について、HT−1080−FAP異種移植マウスにおけるインビトロでのFAP親和性および生物分布が例示されている。両方の化合物は、インビトロでのヒトFAPへのロバストな結合を示している(IC50FAPI−19:6.4nM)。インビボでの腫瘍取り込みが不十分であり、ならびに腎臓から肝臓の方への排出により肝臓に急速に蓄積することを示しているFAPI−19とは対照的に、FAPI−34は、腫瘍内に継続的に濃縮され、が有意に少ない肝臓取り込みを示している(図31、32)。肝臓転移を伴う膵臓癌患者におけるTc−99m標識FAPI−34の最初の診断的適用では、投与後4時間まで追跡子の安定した腫瘍蓄積を示している。また、全体的なバックグラウンド放射活性が比較的低いため、高コントラスト画像が得られる(図33)。これにより、Re−188で標識した後、シンチグラフィーおよび療法による診断のための広範な応用を提供している。
1 Loktev, A. et al. A new method for tumor imaging by targeting cancer associated fibroblasts. Journal of nuclear medicine : official publication, Society of Nuclear Medicine, doi:10.2967/jnumed.118.210435 (2018).
2 Lindner, T. et al. Development of quinoline based theranostic ligands for the targeting of fibroblast activation protein. Journal of nuclear medicine : official publication, Society of Nuclear Medicine, doi:10.2967/jnumed.118.210443 (2018).
3 Giesel, F. et al. FAPI-PET/CT: biodistribution and preliminary dosimetry estimate of two DOTA-containing FAP-targeting agents in patients with various cancers. Journal of nuclear medicine : official publication, Society of Nuclear Medicine, doi:10.2967/jnumed.118.215913 (2018).
前臨床データ
FAP陽性脳腫瘍を選択的に標的化することを目的として、ヒト神経膠芽腫異種移植モデルU87MGを用いて、腫瘍担持マウスで初期実験を行った。放射性標識FAPI−02および−04の腫瘍蓄積および臓器分布は、小動物PETイメージングならびに生体内分布研究で分析した。図40および41に示されるように、FAPI−02および−04の両方は、迅速な腫瘍取り込みを示し、健康な臓器および血液中では、無視してよい程度に低い活性を示している。
2016年のWHO分類によると、神経膠腫はIDH野生型神経膠腫WHOグレードI〜IVとIDH変異神経膠腫WHOグレードII〜IVに細分化されている。最も頻度の高いWHOグレードIV神経膠腫は神経膠芽腫である。
神経膠腫患者18人(IDH変異神経膠腫5人、IDH野生型神経膠芽腫13人;表10参照)で臨床PETイメージングを行った。図42−44に示されるように、IDH野生型神経膠芽腫およびグレードIIを除いたグレードIII/IVのIDH変異体神経膠腫で追跡子取り込みを示した。神経膠芽腫において、コントラスト向上領域への投影において取り込みが増加したスポットが観察された。
IDH野生型神経膠芽腫および高悪性度IDH変異星細胞腫における追跡子取り込みは増加するが、びまん性星細胞腫では増加しないことから、低悪性度IDH変異と高悪性度神経膠腫の非侵襲性区別を可能にし、追跡研究に有用であり得る。神経膠芽腫における不均一な追跡子取り込みは、生検計画に役に立ち得る。
再取り込み実験
再取り込み実験において、177Lu−標識FAPI−04および−46(DMEM中5MBq/nmol)をHT−1080−FAP細胞に添加し、それぞれ4℃および37℃で60分間インキュベートした。放射性培地を除去し、細胞をpH7.4のリン酸緩衝食塩水(PBS)で2回洗浄した。続いて、10分〜6時間の範囲の時間間隔で、非標識FAPI(1μM)を含む、または含まない非放射性培地を加えた。この細胞をpH7.4のPBSで2回洗浄した。表面結合活性を除去するために、細胞を室温でグリシン−HCl(PBS中1M、pH2.2)で10分間インキュベートした。氷冷のPBSで2回洗浄した後、細胞を溶解緩衝液(0.3M NaOH、0.2% SDS)1.4mLで溶解し、内在化画分(内在化された画分)を測定した。4℃でインキュベートする細胞について、すべての洗浄および溶出工程は、氷冷の緩衝液を用いて行った。放射活性は、γカウンター(Packard Cobra II)を用いて測定し、1mio細胞に正規化し、適用線量のパーセンテージとして計算した(%AD;図47を参照)。
FAPI-04の酵素FAP活性に対する潜在的な阻害効果を測定するために、48ウェルプレート中で組換えヒトFAPタンパク質(1pmol/ウェル)を用いて酵素阻害アッセイを行った。37℃でFAPI−04またはタラボスタット(0〜1000nM/ウェル)をヒトFAPと30分間インキュベートした後、蛍光性FAP基質Z−GP−AMCを添加して最終濃度を0〜200μM/ウェルにし、37℃で60分間インキュベートした。FAPの酵素活性は、SpectraMax M2プレートリーダー(Molecular Devices, San Jose, USA)を用いて、360/460nmで反応生成物AMCの蛍光強度を測定することにより決定した(図46を参照)。
生体内分布実験において、8週齢のBALB/c nu/nuマウス(Challless River)を、それぞれ5mioのHT-1080-FAP細胞を右体幹に皮下接種した。腫瘍のサイズが約1cm3に達したら、放射性標識化合物を尾静脈を介して注射した。動物の第1群には177Lu−FAPI−04(動物あたり2MBq)を一回投与し、一方、第2群には1MBqずつ2回投与し、1回目の注射の4時間後に二回目の投与を行った。第3群には合計3回の投与を行い、最初の投与はマウス1匹あたり1MBq、その後2時間後に0.5MBq、4時間後に追加で0.5MBqを投与した。動物(各時点でn=3)を、最初の注射の8時間後と24時間後に犠牲にした。分布された放射活性は、γカウンター(Cobra Autogamma, Packard)を用いて、解剖したすべての臓器および血液中の放射活性を測定した。値は、組織1グラムあたりの投与量に対するパーセンテージ(%ID/g)として示す(図48を参照)。
実験操作および臨床評価
FAPI誘導体のすべてのインビトロおよびインビボ実験ならびに臨床評価は、最初の文献に記載されているように、Loktevら1およびLindnerら2に従って行った。
F−18−FAPI誘導体のインビトロ特性評価
すべての実験は、FAPI−42(AlF−18標識)またはFAPI−72(F−18ニコチンアミド標識)と類似する方法で実施した。
化合物のクリアランス率を推定するために、推定された二相指数関数的減衰によって血液プールの表現として心臓のSUVmean値(0.375−60分)から半減期を計算した。選択されたすべての化合物は、10分未満の半減期で非常に速くクリアされた。計算されたプラトー値(Plateau value)は、Ga−68標識FAPI−13、−21、−36およびAlF−18標識FAPI−74の方がより高かったが、これは理論的に、非特異的な結合のために、または循環中に残っていることによってクリアされていないより高い画分の化合物に相当する(表12)。速いクリアランスの例として、0〜15分間の間のFAPI−04および−46の時間放射活性曲線を図53に示す。
これらの所見に基づき、小動物PET−イメージングは、放射性追跡子をHT−1080−FAP腫瘍担持マウスに投与後140分までのF−18−標識NOTA−およびF−18−ニコチンアミド−標識FAPI誘導体を用いて行った。F−18−ニコチンアミド誘導体であるFAPI−72、−73および−77は肝臓への好ましくない蓄積と胆汁排泄を示し、一方FAPI−78は腎臓から排出されたが、腫瘍取り込みは示していない。AlF−18標識NOTA誘導体であるFAPI−74および−75の場合には、高い標的特異性および速いクリアランスが観察され、その結果、FAP陽性腫瘍の優れた可視化を可能にする高コントラスト画像が得られた(図50)。
薬物動態プロファイルならびにインビボでの腫瘍取り込みの分析において、AlF−18標識FAPI−75をHT−1080−FAP腫瘍担持マウスに静脈内投与した。放射性標識化合物の臓器分布は、血液、健康な組織および腫瘍におけるエクスビボで測定した。図51に示されるように、この化合物は高い腫瘍取り込みを示すが、Ga-68標識DOTA誘導体と比較して、健康な組織でのより高い蓄積が観察され、PETイメージングにおける性能は同等だった。
以下の項目は、本発明の好ましい実施態様を示す。
1.式(I):
Q、R、U、V、W、YおよびZは、独立してO、CH2、NR4、C=O、C=S、C=NR4、HCR4およびR4CR4からなる群から選択され、ただし二つのOは互いに直接隣接しない;
R1およびR2は、独立して−H、−OH、ハロ、C1−6−アルキル、−O−C1−6−アルキル、S−C1−6−アルキルからなる群から選択され;
R3は、−H、−CN、−B(OH)2、−C(O)−アルキル、−C(O)−アリール、−C=C−C(O)−アリール、−C=C−S(O)2−アリール、−CO2H、−SO3H、−SO2NH2、−PO3H2および5−テトラゾリルからなる群から選択され;
R4は、−H、−C1−6−アルキル、−O−C1−6−アルキル、−S−C1−6−アルキル、アルケニル、ヘテロアルケニル、シクロアルケニル、シクロヘテロアルケニル、アルキニル、アリールおよび−C1−6−アラルキルからなる群から選択され、各−C1−6−アルキルは、−OH、オキソおよびハロから選択される1〜3個の置換基によって置換されていてよく、またQ、R、U、V、W、YまたはZに結合されていてよく;
R6およびR7は、独立して−H、
ここで、Lはリンカーであり;
D、A、EおよびBは独立して存在するか、または不存在であり、好ましくは、少なくともA、EおよびBは存在し、ここで、存在する場合:
Dはリンカーであり;
Aは、NR4、O、SおよびCH2からなる群から選択され;
Eは、C1−6−アルキル、
ここで、iは1、2または3であり;
ここで、jは1、2または3であり;
ここで、kは1、2または3であり;
ここで、mは1、2または3であり;
Bは、S、NR4、NR4−O、NR4−C1−6−アルキル、NR4−C1−6−アルキル−NR4および5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくは二環式ヘテロ環からなる群から選択され、該ヘテロ環は好ましくはO、NおよびSから選択される1または2個のヘテロ原子をさらに含み、好ましくは1または2個の窒素原子をさらに含み、ここに好ましくは、NR4−C1−6−アルキル−NR4および該N−含有ヘテロ環は、C1−6−アルキル、アリール、C1−6−アラルキルからなる群から選択される1〜3個の置換基によって置換されており;そして、
R8は、放射性部分、キレート剤、蛍光色素、造影剤およびそれらの組み合わせからなる群から選択され;
で示される化合物、またはその薬学的に許容できる互変異性体、ラセミ体、水和物、溶媒和物もしくは塩。
Vが、CH2、C=O、C=SまたはC=NR4であり;
WがNR4であり;
YがHCR4であり;そして
ZがC=O、C=SまたはC=NR4であり;および/または
(ii)QおよびRが不存在であり;
UがCH2であり、存在するか、または不存在であり;
R1およびR2が、独立して−Hおよびハロからなる群から選択され;
R3が、−H、−CNおよび−B(OH)2からなる群から選択され;
R4が、−Hおよび−C1−6−アルキルからなる群から選択され、ここに−C1−6−アルキルは−OHから選択される1〜3個の置換基によって置換されていてよい、項目1に記載の化合物。
R7が、
Dは不存在であり;
AはOであり;
Eは、C1−6−アルキルまたは
AおよびEは一緒になって、
Bが、NR4−C1−6−アルキルまたは5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくはまたは二環式ヘテロ環であり、該ヘテロ環は好ましくはO、NおよびSから選択される1または2個のヘテロ原子をさらに含み、好ましくは1または2個の窒素原子をさらに含み、ここに好ましくは、N−含有ヘテロ環はC1−6−アルキル、アリールおよびC1−6−アラルキルからなる群から選択される1〜3個の置換基によって置換されている、項目1〜4のいずれか一項に記載の化合物。
lは1または2である]
で示される芳香族または非芳香族単環式ヘテロ環であり;および/または
(ii)Bに含まれるN−含有ヘテロ環が、
ここで、Bに含まれるN−含有ヘテロ環が
oは1または2であり、
好ましくは、Bに含まれるN−含有ヘテロ環が
VがC=Oであり;
WがNHであり;
YがCH2であり;
ZがC=Oであり;
R1およびR2が、独立して−Hおよびハロからなる群から選択され;
R3が−CNであり;
R5およびR6がHであり;
R7が
Dは不存在であり;
AはO、S、CH2、NHまたはNCH3であり;
Eは、C1−6−アルキルまたは
AおよびEは一緒になって
Bは、NH−C1−6−アルキル、
C1−6−アラルキルが、ベンジル、フェニル−エチル、フェニル−プロピルおよびフェニル−ブチルからなる群から選択される、項目1〜7のいずれか一項に記載の化合物。
Claims (15)
- 式(I):
Q、R、U、V、W、YおよびZは、独立してO、CH2、NR4、C=O、C=S、C=NR4、HCR4およびR4CR4からなる群から選択され、ただし二つのOは互いに直接隣接しない;
R1およびR2は、独立して−H、−OH、ハロ、C1−6−アルキル、−O−C1−6−アルキル、S−C1−6−アルキルからなる群から選択され;
R3は、−H、−CN、−B(OH)2、−C(O)−アルキル、−C(O)−アリール、−C=C−C(O)−アリール、−C=C−S(O)2−アリール、−CO2H、−SO3H、−SO2NH2、−PO3H2および5−テトラゾリルからなる群から選択され;
R4は、−H、−C1−6−アルキル、−O−C1−6−アルキル、−S−C1−6−アルキル、アルケニル、ヘテロアルケニル、シクロアルケニル、シクロヘテロアルケニル、アルキニル、アリールおよび−C1−6−アラルキルからなる群から選択され、各−C1−6−アルキルは、−OH、オキソおよびハロから選択される1〜3個の置換基によって置換されていてよく、またQ、R、U、V、W、YまたはZに結合されていてよく;
R5は、−H、ハロおよびC1−6−アルキルからなる群から選択され;
R6およびR7は、独立して−H、
ここで、Lはリンカーであり;
D、A、EおよびBは独立して存在するか、または不存在であり、好ましくは、少なくともA、EおよびBは存在し、ここで、存在する場合:
Dはリンカーであり;
Aは、NR4、O、SおよびCH2からなる群から選択され;
Eは、C1−6−アルキル、
ここで、iは1、2または3であり;
ここで、jは1、2または3であり;
ここで、kは1、2または3であり;
ここで、mは1、2または3であり;
Bは、S、NR4、NR4−O、NR4−C1−6−アルキル、NR4−C1−6−アルキル−NR4および5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくは二環式ヘテロ環からなる群から選択され、該ヘテロ環は好ましくはO、NおよびSから選択される1または2個のヘテロ原子をさらに含み、好ましくは1または2個の窒素原子をさらに含み、ここに好ましくは、NR4−C1−6−アルキル−NR4および該N−含有ヘテロ環は、C1−6−アルキル、アリール、C1−6−アラルキルからなる群から選択される1〜3個の置換基によって置換されており;そして、
R8は、放射性部分、キレート剤、蛍光色素、造影剤およびそれらの組み合わせからなる群から選択され;
で示される化合物、またはその薬学的に許容できる互変異性体、ラセミ体、水和物、溶媒和物もしくは塩。 - (i)Q、RおよびUがCH2であり、独立して存在するか、または不存在であり;
Vが、CH2、C=O、C=SまたはC=NR4であり;
WがNR4であり;
YがHCR4であり;そして
ZがC=O、C=SまたはC=NR4であり;および/または
(ii)QおよびRが不存在であり;
UがCH2であり、存在するか、または不存在であり;
R1およびR2が、独立して−Hおよびハロからなる群から選択され;
R3が、−H、−CNおよび−B(OH)2からなる群から選択され;
R4が、−Hおよび−C1−6−アルキルからなる群から選択され、ここに−C1−6−アルキルは−OHから選択される1〜3個の置換基によって置換されていてよい、請求項1に記載の化合物。 - R5およびR6がHであり;
R7が、
Dは不存在であり;
AはOであり;
Eは、C1−6−アルキルまたは
Bが、NR4−C1−6−アルキルまたは5−〜10−員N−含有芳香族または非芳香族単環式もしくはまたは二環式ヘテロ環であり、該ヘテロ環は好ましくはO、NおよびSから選択される1または2個のヘテロ原子をさらに含み、好ましくは1または2個の窒素原子をさらに含み、ここに好ましくは、N−含有ヘテロ環はC1−6−アルキル、アリールおよびC1−6−アラルキルからなる群から選択される1〜3個の置換基によって置換されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の化合物。 - (i)Bに含まれるN−含有ヘテロ環が、式:
lは1または2である]
で示される芳香族または非芳香族単環式ヘテロ環であり;および/または
(ii)Bに含まれるN−含有ヘテロ環が、
ここで、Bに含まれるN−含有ヘテロ環が
oは1または2であり、
好ましくは、Bに含まれるN−含有ヘテロ環が
- C1−6−アルキルが、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチルおよびヘキシルからなる群から選択され、および/または
C1−6−アラルキルが、ベンジル、フェニル−エチル、フェニル−プロピルおよびフェニル−ブチルからなる群から選択される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の化合物。 - R8が、蛍光同位体、放射性同位体、放射性薬剤またはそれらの組み合わせである放射性部分であって、好ましくは、α放射線放出同位体、β放射線放出同位体、γ放射線放出同位体、オージェ電子放出同位体、X−ray放出同位体、蛍光放出同位体、例えば18F、51Cr、67Ga、68Ga、111In、99mTc、186Re、188Re、139La、140La、175Yb、153Sm、166Ho、88Y、90Y、149Pm、165Dy、169Er、177Lu、47Sc、142Pr、159Gd、212Bi、213Bi、72As、72Se、97Ru、109Pd、105Rh、101mRh、119Sb、128Ba、123I、124I、131I、197Hg、211At、151Eu、153Eu、169Eu、201Tl、203Pb、212Pb、64Cu、67Cu、188Re、186Re、198Au、225Ac、227Thおよび199Agからなる群から選択される放射性部分である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の化合物。
- R8が、以下の種類の蛍光色素:キサンテン、アクリジン、オキサジン、シアニン、スチリル色素、クマリン、ポルフィン、金属−配位子錯体、蛍光タンパク質、ナノ結晶、ペリレン、ホウ素-ジピロメテンおよびフタロシアニンからなる群から選択される蛍光色素、ならびにこれらの種類の色素の複合物および組み合わせである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の化合物。
- R8が、2価または3価金属カチオンを有する錯体の形態のキレート剤であって、好ましくは、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−N,N',N,N'−テトラ酢酸(DOTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、1,4,7−トリアザシクロノナン−1,4,7−トリ酢酸(NOTA)、トリエチレンテトラミン(TETA)、イミノ二酢酸、ジエチレントリアミン−N,N,N',N',N''−ペンタ酢酸(DTPA)、ビス−(カルボキシメチルイミダゾ−ル)グリシンおよび6−ヒドラジノピリジン3−カルボン酸(HYNIC)からなる群から選択されるキレート剤である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の化合物。
- R8が、常磁性剤を含むか、またはそれからなる造影剤であって、好ましくは、ここで、常磁性剤が、常磁性ナノ粒子を含むか、またはそれからなる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の化合物。
- 少なくとも一つの請求項1〜12による化合物、および場合により製薬的に許容できる担体および/または添加物を含むか、またはそれらからなる医薬組成物。
- 動物またはヒトの対象における線維芽細胞活性化タンパク質(FAP)の過剰発現を特徴とする疾患の診断または処置に使用するための、請求項1〜12のいずれか一項に記載の化合物または請求項13に記載の医薬組成物であって、好ましくは、該線維芽細胞活性化タンパク質(FAP)の過剰発現を特徴とする疾患が、癌、慢性炎症、アテローム性動脈硬化症、線維症、組織リモデリングおよびケロイド障害からなる群から選択され、好ましくは、癌が乳癌、膵臓癌、小腸癌、結腸癌、直腸癌、肺癌、頭頸部癌、卵巣癌、肝細胞癌、食道癌、下咽頭癌、上咽頭癌、喉頭癌、骨髄腫細胞、膀胱癌、胆管細胞癌、腎明細胞癌、神経内分泌腫瘍、腫瘍誘発性骨軟化症、肉腫、CUP(未知の初期癌)、胸腺癌、類腱腫、神経膠腫、星状細胞腫、頸癌および前立腺癌からなる群から選択される、化合物または医薬組成物。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の化合物もしくは請求項13に記載の医薬組成物および疾患の診断のためのインストラクションを含むか、またはそれらからなるキット。
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