JP2021534086A - 神経変性障害を治療するためのスルホプロパン酸誘導体 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書で使用される場合、引用された基の最初または最後のハイフン(「−」)は、引用された基が定義された基に接続されるポイントを示す。例えば、−O−(C1−C4アルキル)とは、その基が酸素原子を介して結合されていることを意味する。
第1の実施形態では、本明細書で提供されるのは、アミロイド凝集体を特徴とする疾患(例えば、アルツハイマー病)を、それを必要とする対象において治療する方法であり、この方法には、対象に有効量の式Iの化合物:
R1は、−O−R3,−O−R4−CH(NHR6)−C(O)−R5、及び−[N(R6)−CH(R7)−C(O)]1−2−R5から選択され、
R2は、水素、R3、及びR4−CH(NHR6)−C(O)−O−R5から選択され、
各R3は独立してC1−C20アルキル、−C2−C20アルケニル、−C2−C20アルキニル、−(C0−C20アルキレン)−アリール、−(C0−C20アルキレン)−カルボシクリル、−(C0−C20アルキレン)−ヘテロシクリル、−(C0−C20アルキレン)−ヘテロアリール、−(C2−C20アルケニレン)−アリール、−(C2−C20アルケニレン)−カルボシクリル、−(C2−C20アルケニレン)−ヘテロシクリル、−(C2−C20アルケニレン)−ヘテロアリール、−(C2−C20アルキニレン)−アリール、−(C2−C20アルキニレン)−カルボシクリル、−(C2−C20アルキニレン)−ヘテロシクリル、及び−(C2−C20アルキニレン)−ヘテロアリールから選択され、
各R4は天然または非天然のαアミノ酸の独立して選択された誘導体化側鎖であり、この側鎖は誘導体化の前にこの側鎖上に存在する遊離の−OH基を通じて誘導体化されており、
各R5は独立して、−OH,−O−C1−C4アルキル及び−NH2から選択され、
各R6は独立して水素及び−C(O)R8から選択され、
R7は、αアミノ酸の側鎖であり、かつ
各R8は独立して、水素、C1−C4アルキル、−O−C1−C4アルキル、−(C1−C4アルキレン)−アリール、及び(C1−C4アルコキシ)−アリールから選択され、
式中、R3の各アルキル、アルキレン、アルケニル、アルケニレン、アルキニルまたはアルキニレン部分は、ハロ、−OH、−O−(C1−C4アルキル)、−O−(C1−C4ハロアルキル)、カルボシクリル、アリール、ヘテロシクリル、及びヘテロアリールから独立して選択される最大6個の置換基で必要に応じて置換され、
R3の各カルボシクリル、アリール、ヘテロシクリル、またはヘテロアリール部分は必要に応じて、ハロ、−OH、−O−(C1−C4アルキル)、−O−(C1−C4ハロアルキル)、C1−C18アルキル、C2−C18アルケニル、及びC2−C18アルキニルから独立して選択される最大4個の置換基で置換されており、式中このC1−C18アルキル、C2−C18アルケニル、またはC2−C18アルキニルのアルキル、アルケニル、またはアルキニル部分はそれぞれ、必要に応じて、ハロ、−OH、−O−(C1−C4アルキル)、及び−O−(C1−C4ハロアルキル)から独立して選択される最大6個の置換基で置換されており、
R1は、2以下の環状部分を含み、かつ
R2は2以下の環状部分を含む。
a)対象に存在する3−SPAの濃度が所定のベースライン閾値よりも低い場合、対象を選択することと、
b)選択された対象に、有効量の式Iを有する化合物:
a)3−SPAが、所定のベースライン閾値よりも低い濃度で対象に存在するか否かを決定することと、
b)選択された対象に、有効量の式Iを有する化合物:
本発明の方法で利用される化合物としては、上記で定義された式Iを有する化合物、またはその薬学的に許容される塩が挙げられる。
本明細書に記載の方法の化合物は、薬学的組成物として処方されて、ヒトなどの対象に投与され得る。本明細書に記載の組成物は、経口的、非経口的、吸入スプレーによって、局所に、直腸に、経鼻的に、口腔に、経膣で、または移植リザーバーを介して投与してもよい。本明細書で使用される場合、「非経口」という用語は、皮下、静脈内、筋肉内、関節内、滑液内、胸骨内、髄腔内、肝内、病巣内及び頭蓋内注射または注入技術を含む。化合物の局所または経皮投与のための液体剤形、注射剤、固体分散形態、及び剤形が本明細書に含まれる。一態様では、投与は経口である。
ヒトCSF試料の採取及び処理
CSF試料分析は、LC−MS及びLC−MS/MS方法を使用して、Nextceaによって行った。分析のために、合計64のヒトCSF試料をNextceaで受け取った。
3−SPA標準物質及びヒトCSF試料を、N−エチル−N’−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)及び2,2,2−トリフルオロエチルアミン(TFEA)と混合した。試料をボルテックスし、室温で30分間反応させた。この反応物を4500rpmで5分間遠心分離した。この上清を分析のために新しいプレートに移した。3−SPAは、LC−MS及びLC−MS/MSを使用して同定及び特徴付けした。島津オートサンプラー及びUPLCポンプを使用して、Thermo Scientific AQUASIL 5μm、50×2.1mmカラムに注入した。移動相Aは、水中の0.1%トリフルオロ酢酸であった(v/v)。移動相Bは、90/10アセトニトリル/水中の0.1%ギ酸であった(v/v)。流量は0.35mL/分であった。1試料あたりの合計実行時間は4分であった。検出には、API6500トリプル四重極質量分析計を使用した。データは、ネガティブLC−MS及びLC−MS/MSモードで取得した。EDC及びTFEAで誘導体化された粗天然物質及びヒトCSF中の3−SPAの代表的なクロマトグラムを図7、図8パネルA、及び図8パネルBに示す。LC−MS及びLC−MS/MSデータは、Analystソフトウェア(AB Sciex,Foster City,CA)を使用して取得した。LC−MS/MS方法のLOQは、0.1ng/mlであり、0.1〜1000ng/mlというダイナミックレンジであった(r=0.99688及び%CV 5.8%±2.0、保管データ)。3−SPAは、クロマトグラフィーの保持時間を一致させることによって、及びLC−MS/MS遷移イオンを真正の3−SPA参照標準(Paraza Pharma(Montreal,Canada)によって合成)と共溶出することにより、ヒトCSFで同定した。
全ての分子モデリングは、Schrodingerスイート(Schrodinger Suite,2015−3;Schrodinger,LLC,New York,NY)を使用して実行した。分子動力学シミュレーションは、Desmondを使用して実行した。Vanderstichele et al.Standardization of preanalytical aspects of cerebrospinal fluid biomarker testing for Alzheimer’s disease diagnosis:A consensus paper from the Alzheimer’s Biomarkers Standardization Initiative.Alzheimers Dement 2012;8(1):65−73を参照のこと。シミュレーションは、GeForce GTX Titan Black GPU(グラフィックスプロセッシングユニット)カードで実行した。The OPLS 3.0(Optimized Potential for Liquid Simulations)force field(Hort et al.,The liquor tau protein and beta amyloid in Alzheimer’s disease.Cesk Slov Neurol N 2007;70(1):30−36)を、全ての相互作用をモデル化するために使用し、SPCモデルを水域に使用した。Protein Data Bank(PDB)の1IYT Aβ42 NMR構造を、分子動力学シミュレーションの開始点として使用した。この構造は主にアルファヘリックスであり、無極性環境におけるペプチドを代表する。20オングストロームの水ボックスまたは水中1%3−SPAの混合溶媒ボックスを、Schrodingerシステムセットアップツールを使用して、ペプチドの周囲に追加した。システム全体の電荷を中和するためにイオンを追加した。シミュレーションを平衡化し、周期的境界条件を使用したNPT条件(定数(N)圧力(P)及び温度(T))で実行した。Nose−Hoover Thermostat(ノーズフーバーサーモスタット)及びMartina−Tobias−Klein barostat(マルティナ−トビアス−クラインバロスタット)を使用して、それぞれ温度及び圧力を制御した。シミュレーションは、それぞれ100ナノ秒で3回の繰り返しで実行し、その結果を分析のためにコンパイルした。主成分分析は、ProDy(Shivakumar et al.,Improving the Prediction of Absolute Solvation Free Energies Using the Next Generation OPLS Force Field.J.Chem.Theory Comput 2012;8:2553−8)を使用して実行し、カスタムPythonスクリプトを使用してプロットした。
Waters Synapt G2−Sを使用した質量分析に使用した条件は、次のとおりである:感度モードでの正極性、キャピラリー=2.5kV、ネブライザー=2mbar、ソース温度=80℃、脱溶媒和温度=60℃、試料コーン設定=35V、ソースオフセット設定=60V、及び質量範囲=500〜4000m/z。データの一貫性を確保し、優先的なイオン化条件に起因するオリゴマーの検出への影響を回避するために、これらの条件を、研究全体を通じて維持した。
BioLegendの組換えヒトAβ42ペプチド1mg(純度99%、カタログ番号843801)を、200μLのFisher Optima LC/MSグレードの水(カタログ番号W6−1)中で再構成し、2分間激しくボルテックスしてペプチドを可溶化し、5mg/mLの溶液を作成した。次に、試料をインキュベーションの前に最終濃度22pmol/μLに希釈した。次に、試料混合物を室温で0、4、及び24時間インキュベートした。インキュベートした試料の取得が完了した後、Waters MassLynx v2.4スイートとDriftScover v2.7を使用して生データを分析し、ペプチドのドリフト時間を視覚化した。
IMS MSを使用したAβ42種の特徴付けは、水中で22pmol/μLでの直接注入によって実行した。ペプチドは、ペプチドの天然状態の高次構造を維持するために水中で調製し、イオン移動度データの取得を実行して、天然状態のモノマー及びインキュベーション中に形成された可能性のある任意のオリゴマーの高次構造変化を検出及び特徴付けた。
Aβ42ペプチドのデータ取得は、Waters Synapt G2−S四重極飛行時間型質量分析計(Q−TOF MS)と進行波イオン移動度(Waters Corp.,Milford,MA)を使用して実行した。データは、システム感度モードを使用して取得し、存在量の少ないオリゴマーの検出を可能にした。上記のように、試料は室温で注入した。
3−SPAの経口及び静脈内(iv)薬物動態は、それぞれ30mg/kg及び10mg/kgの用量で雄性Sprague−Dawleyの絶食ラットで評価した(n=1群あたり3匹)。動物は標準的な施設に収容し、水と食物は実験に対して自由に与えた。3−SPAを、生理食塩水に溶解し、強制経口投与及びボーラスとして静脈内投与した。K2EDTAを含むチューブに投与した後、0.25、0.5、1、2、4、8、及び24時間後に各動物から連続血液試料(各約1.0 mL)を収集し、遠心分離によって血漿用に処理した。血漿試料は、生体分析まで−80℃で保存した。
薬物ナイーブ(未使用)の対象及びトラミプロセート治療されたAD患者のCSF中の3−SPAの同定及び定量
Aβ42の高い高次構造の可塑性に対処し、かつ3−SPAとの相互作用を特徴付けるために、進行波イオン移動度による四重極飛行時間型質量分析計(Q−TOF MS)を備えた、イオン移動度質量分析(IMS)を使用した。Aβ高次構造空間の調節の結果として生じる効果は、オリゴマー形成の防止である。本発明者らは、図3及び図4に示されるように、3−SPAのこの抗Aβ42オリゴマー効果の濃度依存性だけでなく時間依存性も発見した。Aβ42に対する3−SPAの濃度過剰依存性の要約を表3に示す。Aβ42よりも100倍対1,000倍モル過剰の3−SPAは、Aβ42オリゴマー形成の阻害の異なる亜種プロファイルをもたらす。この活性はまた、トラミプロセートの同じ過剰依存性とも比較される。五量体を除くAβ42オリゴマーの形成のほぼ完全な防止が3−SPAで示されている。
透明な溶液として生理食塩水に溶解し、それぞれ30mg/kg及び10mg/kgの用量レベルでラットに経口及び静脈内投与された、3−SPAの単回投与の血漿濃度を図9に示す。30mg/kgの3−SPAの単回経口投与後の1、2、6、及び24時間での脳、CSF及び対応する血漿のレベルを図10に示す。薬物動態パラメーターの計算には、平均PK曲線を使用した。ラットにおいて得られた3−SPAの薬物動態パラメーター、経口バイオアベイラビリティ、及び脳浸透を、表4〜6に示す。
3−スルホプロパン−1−アルキルエステルのアルキルエステルの一般的な合成
3−クロロ−3−オキソプロパン−1−スルホン酸と、室温でアセトニトリル中の対応するC1−C20アルコールとの反応によって、3−スルホプロパン酸の対応するC1−C20エステルを得る。
スルホカルボン酸クロリドは、スルホカルボン酸をハロゲン化剤、例えばジエチルエーテル中のSOCl2及び30°で45時間溶解するのに必要な量のジメチルホルムアミドで処理することによって、調製してもよい。
有機溶媒、例えばアセトニトリル(可溶化または反応物の必要に応じてDMFを含む)中での1当量のN−保護アミノ酸またはN−保護及びカルボキシル誘導体化アミノ酸と1当量の3−クロロ−3−オキソプロパン−1−スルホン酸との反応物を、室温で混合する。アミノ保護基に応じて、トリエチルアミンまたはN−メチピペリジンを添加する。開始アミノ酸が消失するまで反応をモニターする。反応混合物を蒸発させた後、典型的な後処理を行う。
有機溶媒、例えばアセトニトリル(可溶化または反応物の必要に応じてDMFを含む)及びN−メチルピペリジン中での1当量のBoc−L−セリンと1当量の3−クロロ−3−オキソプロパン−1−スルホン酸との反応物を、室温で混合する。開始Boc−L−セリンが消失するまで反応をモニターする。反応混合物を典型的な後処理で蒸発させて、(2S)−2−[(tert−ブトキシカルボニル)アミノ]−3−[(3−スルホプロパノイル)オキシ]プロパン酸を得る。
(2S)−2−[(tert−ブトキシカルボニル)アミノ]−3−[(3−スルホプロパノイル)オキシ]プロパン酸を、トリフルオロ酢酸中で、またはジクロロメタンとトリフルオロ酢酸との混合物(1:1)中では、チオアニゾールの存在下で30分間、脱保護する。
1当量の適切にN保護された、及び側鎖O−保護のアミノ酸もしくはアミノ酸誘導体またはN−保護及び側鎖のO−保護ジペプチドもしくはジペプチド誘導体を、(反応物の溶解度次第で)DMF含有のアセトニトリル中の1当量の3−クロロ−3−オキソプロパン−1−スルホン酸に添加し、次に1当量の三級塩基(例えば、トリメチルアミンまたはN−メチルピペリジン)を添加する。反応は室温で行い、開始アミノ酸またはジペプチド成分が消失するまでモニターする。典型的な後処理により、対応する生成物を得る。
Claims (22)
- アルツハイマー病に罹患している対象を治療する方法であって、前記対象に有効量の式Iの化合物:
R1は、−O−R3、−O−R4−CH(NHR6)−C(O)−R5、及び−[N(R6)−CH(R7)−C(O)]1−2−R5から選択され、
R2は、水素、R3、及びR4−CH(NHR6)−C(O)−O−R5から選択され、
各R3は独立して、C1−C20アルキル、−C2−C20アルケニル、−C2−C20アルキニル、−(C0−C20アルキレン)−アリール、−(C0−C20アルキレン)−カルボシクリル、−(C0−C20アルキレン)−ヘテロシクリル、−(C0−C20アルキレン)−ヘテロアリール、−(C2−C20アルケニレン)−アリール、−(C2−C20アルケニレン)−カルボシクリル、−(C2−C20アルケニレン)−ヘテロシクリル、−(C2−C20アルケニレン)−ヘテロアリール、−(C2−C20アルキニレン)−アリール、−(C2−C20アルキニレン)−カルボシクリル、−(C2−C20アルキニレン)−ヘテロシクリル、及び−(C2−C20アルキニレン)−ヘテロアリールから選択され、
各R4は天然または非天然のαアミノ酸の独立して選択された誘導体化側鎖であり、前記側鎖が誘導体化の前に前記側鎖上に存在する遊離の−OH基を通じて誘導体化されており、
各R5は独立して、−OH、−O−C1−C4アルキル及び−NH2から選択され、
各R6は独立して、水素及び−C(O)R8から選択され、
R7は、αアミノ酸の側鎖であり、かつ
各R8は独立して、水素、C1−C4アルキル、−O−C1−C4アルキル、−(C1−C4アルキレン)−アリール、及び(C1−C4アルコキシ)−アリールから選択され、
式中、
R3の各アルキル、アルキレン、アルケニル、アルケニレン、アルキニルまたはアルキニレン部分は、ハロ、−OH、−O−(C1−C4アルキル)、−O−(C1−C4ハロアルキル)、カルボシクリル、アリール、ヘテロシクリル、及びヘテロアリールから独立して選択される最大6個の置換基で必要に応じて置換され、
R3の各カルボシクリル、アリール、ヘテロシクリル、またはヘテロアリール部分は必要に応じて、ハロ、−OH、−O−(C1−C4アルキル)、−O−(C1−C4ハロアルキル)、C1−C18アルキル、C2−C18アルケニル、及びC2−C18アルキニルから独立して選択される最大4個の置換基で置換されており、式中前記C1−C18アルキル、C2−C18アルケニル、またはC2−C18アルキニルの前記アルキル、アルケニル、またはアルキニル部分はそれぞれ、必要に応じて、ハロ、−OH、−O−(C1−C4アルキル)、及び−O−(C1−C4ハロアルキル)から独立して選択される最大6個の置換基で置換されており、
R1は、2以下の環状部分を含み、かつ
R2は、2以下の環状部分を含む、前記方法。 - R2が、水素及びC1−C6アルキルから選択される、請求項1に記載の方法。
- R2が、水素及び−CH3から選択される、請求項1または2に記載の方法。
- R6が、水素、−C(O)H、−C(O)CH3、−C(O)O−C(CH3)3、及び−C(O)O−ベンジルから選択される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- R5が、−OH、−OCH3、及び−OCH2CH3から選択される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記対象における3−SPAの濃度が、脳脊髄液中の3−SPAの濃度である、請求項7に記載の方法。
- 前記対象がApoE4ヘテロ接合性である場合にのみ、前記対象に式Iの化合物を投与する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記対象がApoE4/4ホモ接合性である場合にのみ、前記対象に式Iの化合物を投与する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記対象が治療前に22〜28のMMSEスコアを有する場合にのみ、前記対象が選択されるか、または式Iの化合物を投与される、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記対象が治療前に22〜26のMMSEスコアを有する場合にのみ、前記対象が選択されるか、または式Iの化合物を投与される、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記所定のベースライン閾値が、25ng/mL未満の3−SPA濃度として定義される、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記所定のベースライン閾値が、6ng/mlと25ng/mlとの間の3−SPA濃度として定義される、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。
- 前記所定のベースライン閾値が5ng/mL未満の3−SPA濃度として定義される、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。
- 前記所定のベースライン閾値が2ng/ml〜4ng/mLの3−SPA濃度として定義される、請求項1〜13及び15のいずれか1項に記載の方法。
- アルツハイマー病に罹患している対象を選択及び治療する方法であって:
a)次の場合:
i.3−SPAが、前記対象から採取した脳脊髄液試料に10ng/ml未満の濃度で存在し、
ii.前記対象のベースラインMMSEスコアが22〜28であり、かつ
iii.前記対象が少なくとも1つのApoE4対立遺伝子を有する、場合に前記対象を選択することと、
b)前記選択された対象に、有効量の請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物、またはその薬学的に許容される塩を投与することと、を含む、前記方法。 - 前記対象の脳脊髄液中に存在する3−SPAの濃度が2〜4ng/mlである、請求項17に記載の方法。
- 前記対象がApoE4ホモ接合性である、請求項17または18に記載の方法。
- アルツハイマー病に罹患している対象を治療する方法であって、以下のステップ:
a)前記対象の脳脊髄液に存在する3−SPAの濃度を測定することと、
b)
i)前記対象の脳脊髄液中の3−SPAの濃度が10ng/ml未満であり、かつ
ii)前記対象のベースラインMMSEスコアは22から30である場合にのみ、有効量の請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物、またはその薬学的に許容される塩を前記対象に投与することと、を含む、前記方法。 - 請求項20に記載の方法であって、
i)前記対象のCSF中の内因性化合物の濃度が10ng/ml未満であり、
ii)前記対象のベースラインMMSEスコアが22〜28であり、かつ
iii)前記対象は2つのApoE4対立遺伝子を有する場合にのみ、前記対象に有効量の前記化合物を投与する、前記方法。 - 前記対象の脳脊髄液中の3−SPAの濃度が2〜4ng/mlである場合にのみ前記対象が選択される、請求項20または21に記載の方法。
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