JP2022530462A - 徐放性サイトカインコンジュゲート - Google Patents
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Abstract
本開示は、一般に、放出可能なサイトカインコンジュゲート、およびそれを使用する方法に関する。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2019年4月26日に出願された米国仮出願第62/839,112号の優先権を主張し、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、2019年4月26日に出願された米国仮出願第62/839,112号の優先権を主張し、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
配列表の参照による組み込み
本出願は、電子フォーマットの配列表を伴って提出されている。その配列表は、2020年4月24日作成、サイズ26,622バイトの、670572002240SeqList.txtという名称のファイルとして提供されている。配列表の電子フォーマットの情報は、参照によりその全体が組み込まれる。
本出願は、電子フォーマットの配列表を伴って提出されている。その配列表は、2020年4月24日作成、サイズ26,622バイトの、670572002240SeqList.txtという名称のファイルとして提供されている。配列表の電子フォーマットの情報は、参照によりその全体が組み込まれる。
技術分野
本開示は、一般に、放出可能なサイトカインコンジュゲート、およびそれを用いた方法に関する。
本開示は、一般に、放出可能なサイトカインコンジュゲート、およびそれを用いた方法に関する。
サイトカインは、細胞シグナル伝達に関与する小さな(最大~20kDa)タンパク質であり、インターロイキン(IL)、インターフェロン(IF)、腫瘍壊死因子(TNF)、ケモカイン、およびリンホカインの幅広いカテゴリーを含む。これらは、広範囲の細胞によって産生され、免疫系において特に重要であり、体液性免疫応答と細胞性免疫応答の間のバランスを調節する。インターロイキンは、免疫において特に重要な役割を果たすサイトカインの1つのグループを構成する。インターロイキンの大部分は、ヘルパーCD4 Tリンパ球で発現し、Tリンパ球とBリンパ球および造血細胞の、発達と分化を促進する。
インターロイキン-2(IL-2)(配列番号1)は、微生物感染に対する天然の応答、および天然細胞と外来細胞との間の識別、において重要な、~16kDaのサイトカインである。IL-2は、主にT細胞への直接的な影響を介して、免疫系、寛容性、免疫の、重要な機能に、不可欠な役割を果たしている。T細胞が成熟する胸腺では、特定の未成熟T細胞から制御性T細胞(Treg)への分化を促進することにより、自己免疫疾患を防いでおり、この制御性T細胞は、体内の正常で健康な細胞を攻撃するように準備されている、他のT細胞を抑制する。IL-2は、活性化誘導細胞死(AICD)を増強する。IL-2はまた、初期のT細胞がまた抗原によって刺激されると、T細胞から、エフェクターT細胞(Teff)およびメモリーT細胞(Tmem)への分化を促進し、それにより、身体が感染症と戦うのを助ける。IL-2は、他の極性化サイトカインとともに、ナイーブCD4+T細胞のTh1およびTh2リンパ球への分化を刺激し、一方、Th17および濾胞性Thリンパ球への分化を阻害する。
IL-2受容体(IL-2R)のαサブユニット(CD25)は、低い親和性(Kd~10-8M)でIL-2に結合する。IL-2とCD25の相互作用は、細胞内鎖が短いため、単独でシグナル伝達をもたらさないが、(βおよびγサブユニットに結合した場合)IL-2R親和性を1000倍に増加させる能力がある。IL-2Rのβおよびγサブユニットのヘテロ二量体化は、T細胞のシグナル伝達に不可欠である。IL-2は、中程度の親和性の二量体CD122/CD132 IL-2Rβγ受容体(Kd~10-9M)、または高親和性の三量体CD25/CD122/CD132 IL-2Rαβγ受容体(Kd~10-11M)のいずれかを介して、シグナル伝達をすることができる。二量体IL-2Rβγは、CD8+Tmem細胞およびNK細胞によって発現されるが、Tregおよび活性化T細胞は、高レベルの三量体IL-2Rαβγを発現する。γサブユニット(CD132)は、IL-2、IL-4、IL-7、IL-9、IL-13、IL-15、およびIL-21の受容体間で共有されている。
制御性T細胞(Treg)は、自己寛容の維持に重要なTリンパ球のサブセットである。IL-2は、制御性T細胞とエフェクター(Teff)細胞の両方の活性化に関与しているが、Teff細胞よりもTreg細胞の高親和性受容体の発現が高いということは、低用量のIL-2が、Treg細胞の維持を優先的にサポートすることを意味する。1型糖尿病、多発性硬化症、クローン病、および全身性エリテマトーデスなどの疾患における自己免疫反応は、Tregの欠損と相関している。したがって、高親和性受容体を介したTreg細胞の選択的で長期的な刺激は、自己免疫疾患の治療に有望である。
アルデスロイキン(組換えIL-2)を用いた高用量IL-2療法は、転移性黒色腫および腎細胞癌の治療に承認されている。しかしながら、客観的奏効率が低く、高用量療法では、末端臓器毒性の発生率が高くなる。IL-2のほとんどの抗腫瘍活性は、高親和性IL-2Rαβγ受容体を介したT細胞の刺激からもたらされ、毒性のほとんどは、低親和性IL-2Rβγ受容体を介したナチュラルキラー細胞による炎症性タンパク質の放出に起因すると考えられている。88位にアスパラギンを置き換えてアルギニンを有するIL-2変異体(mutein)(配列番号2;IL2-N88R、BAY50-4798)は、高親和性IL-2Rαβγ受容体に選択的に結合し、Teff細胞およびNK細胞よりも、Treg細胞の活性化に対する選択性を3,000倍、増加させる。この考えと一致して、げっ歯類モデルにより、BAY50-4798とアルデスロイキンの同等な有効性が示されたが、変異体では毒性が低かった。BAY50-4798のヒト第1相試験では、Teff細胞およびNK細胞よりも、Treg細胞の、予想される異なる活性化が確認されたが、抗腫瘍反応は制限され、変異体(mutein)の開発はストップした。
IL-2および類似体のインビボ半減期を延長し、それによってそれらの効力を向上する試みが、報告されている。IL-2と抗体および抗体フラグメントとのさまざまな融合(WO2014/023752A1)が開示されている。何人かの研究者は、FcまたはIgGと、IL-2{Bell、2015#2}またはTreg特異的変異体との融合、例えば、Fc-IL-2N88R(Greve,J.US2017/0204154A1)、またはIgG-IL-2N88D{Peterson,2018#1}など、を開示している。IgG-IL-2N88Dの半減期は、カニクイザルにおいて、IV注射した場合は~8時間で、SC注射した場合は14時間でしかなく、IgGにおいて期待される14日よりもはるかに短く、t1/2が短いことは、受容体媒介のエンドサイトーシス(RME)に起因していた。それにもかかわらず、IgG-IL-2N88NDの1回のSC注射は、低用量IL-2の毎日の注射に匹敵する、制御性T細胞の長期的な増加をもたらした。すなわち、1回の注射後、Tregは、最大で~4日まで増殖し、~14日間続いた。CD4+およびCD8+ CD25+ FOXP3+ Tregは、10~14倍に増加したが、CD4+またはCD8+メモリーエフェクターT細胞には、影響しなかった。しかしながら、そのような融合タンパク質は、効力の喪失、および天然タンパク質に対する免疫原性の増加などの、いくつかの欠陥を被る。IL-2と水溶性ポリマーとの特定の永続的かつ放出可能なコンジュゲートが開示されている(米国特許第9,861,705号)。受容体とその水溶性コンジュゲートとの間の選択性を変化させるために、非天然アミノ酸を含むIL-2異性体が開示されている(WO2019/028425;WO2019/028419)。
インターロイキン-15は、独特の受容体α鎖を介して作用するが、IL-2と同様のβおよびγ受容体鎖を介して作用する、関連サイトカインである。IL-15は、獲得免疫および自然免疫の両方にとって重要な多面発現性のサイトカインである。IL-15は、ナチュラルキラー(NK)およびCD8+エフェクターTmem細胞の活性化と維持を促進し、癌および免疫不全の治療のための免疫療法剤として興味がもたれている。外因性IL-15は、インビボおよびインビトロの両方で、CD8+Tmem細胞の増殖を刺激することが示されている。IL-15による低用量療法は、腫瘍特異的CD8+Tmem細胞の維持と機能を促進し、養子免疫療法の失敗における腫瘍の再発を遅延または防止すると仮定されている(Roychowdhury et al., Cancer Research 64: 8062-7 (2004))。10日間にわたるサルへの継続注入による低用量療法は、末梢血中のCD8+エフェクターTmem細胞の100倍の増大をもたらし、これは毎日のボーラス投与レジメンよりも効果的であった(Sneller et al., Blood 118: 6845-8 (2011))。IL-15の安定化変異体が報告されている(Nellis et al., Pharm. Res. 29: 722-38 (2012))。IL-15と水溶性ポリマーとの特定の永続的かつ放出可能なコンジュゲートが開示されている(PCT公開WO2015/153753A2)。改良された受容体アゴニズムを示すIL-15の変異体が開示されている(Zhu et al., J. Immunology 2009, 183(6): 3598)。IL-15[N72D]は、細胞増殖アッセイにおいて、ネイティブのIL-15の4~5倍の生物活性の増加を示した。IL-15、およびIL-15Rαのスシ(sushi)ドメイン(IL-15RαSu)を含む、IL-15受容体アゴニストはまた、複合体としても、および融合タンパク質としても、報告されている(Han et al., Cytokine 2011, 56(3):804-10; Mortier et al., J. Biological Chem. 2006, 281: 1612-9; 米国特許10,358,477号)。IgG1のFcドメインに融合したIL-15RαSuFcとIL-15[N72D]との多量体複合体(ALT-803)が、現在、臨床試験中である。
三量体受容体に対する親和性が低下したIL-2の変異体が、開示されている(米国特許第9,206,243号)。これらの変異体は、CD4+Tヘルパー細胞、CD8+T細胞、およびナチュラルキラー(NK)細胞を刺激する能力を維持しながら、Treg細胞を刺激する能力の低下を示す。このようなIL-2変異体は、Treg細胞による免疫抑制が欠如しているため、抗腫瘍活性の増強を示し得ることが、提案されている。
IL-7は、T細胞の発達、および成熟T細胞の生存および恒常性に必要なサイトカインである。胸腺におけるダブルネガティブ(DN)CD4-CD8-胸腺細胞前駆細胞の移行には、IL-7シグナル伝達が必要であるが、高用量のIL-7は、DNの進行をブロックする。末梢に入ると、ナイーブT細胞の生存は、IL-7に依存する。IL-7受容体には、IL-2、IL-15、IL-9、およびIL-21に使用される、共通のγ鎖(CD132)とともに、リンパ球にほぼ独占的に発現する特定のα鎖(CD127)が含まれている。IL-7は、CD4+およびCD8+T細胞のレベルを上昇させるために、T細胞除去療法を受けた癌患者の免疫療法剤として、臨床試験が行われている。IL-7の投与により、ナイーブT細胞が優先的に増殖し、患者の年齢に関係なく、T細胞のレパートリーが広がり、ナイーブT細胞集団が少ない患者の免疫応答を増強するIL-7による治療の可能性が示唆された(ElKassar & Gress, J. Immunotoxicol. (2010) 7: 1-7.)。
IL-9は、肥満細胞、NK細胞、TH2、TH17、Treg、ILC2、およびTh9細胞によって産生される、IL-2およびIL-15に構造的に関連する別の多面的なサイトカインであり、Th9細胞は、主要なCD4+T細胞産生体とみなされる。IL-9受容体は、共通のγ鎖(CD132)とともに、特定のアルファ鎖(CD129)を含んでいる。化学療法誘発性の血小板減少症を防ぎ、血小板の回復を促進するために、IL-9を用いた低用量療法が、提案されている(Xiao et al., Blood 129: 3196-3209 (2017))。
IL-10(ヒトサイトカイン合成阻害因子)は、Th2細胞、B細胞、およびマクロファージによって産生される、抗炎症性の免疫抑制性サイトカインである。それは、ガンマインターフェロン、IL-2、および腫瘍壊死因子-アルファ(TNF-α)が含まれる、Th1細胞によって産生されるいくつかのサイトカインの合成を阻害し、そして、IL-1、IL-6、IL-8、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、および、単球とマクロファージによるTNF-α、の産生を阻害する。IL-10は、用量依存的にNK細胞の活性化と標的細胞の破壊を誘導することが見られる(Zheng et al. J. Exp.Med. 184:579-84 (1996))。それは、自己免疫疾患、敗血症性ショック、および細菌性敗血症の治療のために、調査中である。IL-10のPEG化誘導体が、開示されている(PCT公開WO2010/077853)。PEG化IL10は、インターフェロンガンマおよびCD8+T細胞依存性抗腫瘍免疫を誘導することが示されている(Emmerich et al., Cancer Res. 72: 3570-81 (2012); Mumm et al., Cancer Cell 20:781-96 (2011); Chan et al., J Interferon Cytokine Res. 35: 948-55 (2015))。PEG化IL10の調査は、ヒトの治療において、IL-10が、主にCD8+T細胞の活性化を介した免疫刺激性であることを示唆し、転移ステージ4の膵臓癌の治療に関する第3相試験は主要評価項目を達成できなかったが、非小細胞肺癌の第2相試験が進行中である。
IL-21は、活性化したCD4+T細胞で発現され、Th2およびTh17 Tヘルパー細胞、ならびにT濾胞細胞において、アップレギュレートされる。それは、NK細胞で発現され、その機能を調節する。IL-21受容体(IL21R)は、T細胞、B細胞、およびNK細胞の表面に発現し、共通のγ鎖(CD132)と組み合わさって、機能する。アレルギー、ウイルス感染、および癌の治療におけるIL-21の利用が、提案されており、転移性黒色腫および腎細胞癌の治療のための臨床試験が行われている。IL-21は、HIVに感染した被験者における、HIV特異的細胞傷害性T細胞応答およびNK細胞機能を改善することが報告されており、HIVの治療における使用の可能性が示唆されている。
持続注入は、サイトカインによる持続的低用量療法の期待を示すが、しかしながら、ヒト治療において実際に実施することは困難である。したがって、サイトカインを用いた、癌および自己免疫障害を含む様々な疾患に対する、低用量で長期間の治療を可能にする、改良された薬剤が必要である。
一態様において、式(I):
Z-L-D (I)
[式中、Z、L、Dは、本明細書に記載された通りである。]
で示される、リンカー-薬物が提供される。
Z-L-D (I)
[式中、Z、L、Dは、本明細書に記載された通りである。]
で示される、リンカー-薬物が提供される。
別の態様において、式(III):
M-[Z*-L-D]q (III)
[式中、M、Z*、L、D、およびqは、本明細書に記載された通りである。]
で示されるコンジュゲート、が提供される。
M-[Z*-L-D]q (III)
[式中、M、Z*、L、D、およびqは、本明細書に記載された通りである。]
で示されるコンジュゲート、が提供される。
別の態様において、式(IV):
(IV)
[式中、P1、P2、r、A*、B、C*、n、R11、R12、R14、x、y、およびzは、本明細書に記載された通りである。]
で示される分解性架橋ヒドロゲル、が提供される
[式中、P1、P2、r、A*、B、C*、n、R11、R12、R14、x、y、およびzは、本明細書に記載された通りである。]
で示される分解性架橋ヒドロゲル、が提供される
別の態様において、本明細書に開示された化合物を製造する方法、およびそれらを使用する方法、が提供される。別の態様において、式(III)のコンジュゲート、または式(IV)のヒドロゲルを含む、医薬組成物、が提供される。
本開示は、その変異体を含むサイトカインタンパク質の放出可能なコンジュゲートを提供する。コンジュゲートは、これらのタンパク質治療薬を、長期間にわたって低用量で用量持続的に送達するため、さまざまな疾患の治療に有用である。
一態様において、本開示は、タンパク質の高分子担体へのコンジュゲーションに適した、結合した放出可能なリンカーを有する、サイトカインおよびその変異体を提供する。これらのリンカーは、担体からのタンパク質の放出速度を制御し、したがって、体内のサイトカインまたは変異体の濃度および持続時間を決定する。
別の態様において、本開示は、高分子担体からサイトカインおよびその変異体を放出するコンジュゲートを提供する。担体は、体内のタンパク質の持続時間を延長させる、可溶性または不溶性のデポ剤(depots)である。
別の態様において、本開示は、本開示のリンカー-サイトカインおよびコンジュゲートのための、製造および使用の方法を提供する。
定義
本明細書において、特に断りのない限り、「a」、「an」などの用語の使用は、1つまたは複数を意味する。
本明細書において、特に断りのない限り、「a」、「an」などの用語の使用は、1つまたは複数を意味する。
本明細書において、特に断りのない限り、「約」または「おおよそ」との用語は、数値に関連して使用する場合、15%以内、10%以内、5%以内、4%以内、3%以内、2%以内、1%以内、または0.5%以内の数値を企図する。
「アルキル」との用語は、1~20、1~12、1~8、1~6、または1~4個の炭素原子の、直鎖、分岐、または環状の飽和炭化水素基を含む。いくつかの実施形態において、アルキルは、直鎖または分枝である。直鎖または分岐のアルキル基としては、これに限定されるものではないが、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、t-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-ノニル、n-デシルなどが挙げられる。いくつかの実施形態において、アルキルは環状である。環状アルキル基としては、これに限定されるものではないが、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロペンタジエニル、シクロヘキシルなどが挙げられる。
「アルコキシ」との用語は、酸素に結合したアルキル基を含み、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、シクロプロポキシ、シクロブトキシなどが挙げられる。
「アルケニル」との用語は、炭素-炭素二重結合を有し、および2~20、2~12、2~8、2~6、または2~4個の炭素原子を有する、非芳香族の不飽和炭化水素を含む。
「アルキニル」との用語は、炭素-炭素三重結合を有し、および2~20、2~12、2~8、2~6、または2~4個の炭素原子を有する、非芳香族の不飽和炭化水素を含む。
「アリール」との用語は、6~18個の炭素、好ましくは6~10個の炭素の芳香族炭化水素基を含み、フェニル、ナフチル、およびアントラセニルなどの基が挙げられる。「ヘテロアリール」との用語は、少なくとも1つのN、OまたはS原子を含んで、3~15個の炭素を含む、好ましくは、少なくとも1つのN、OまたはS原子を含んで、3~7個の炭素を含む、芳香族環を含み、ピロリル、ピリジル、ピリミジニル、イミダゾリル、オキサゾリル、イソキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、キノリル、インドリル、インデニルなどの基が挙げられる。
いくつかの例において、アルケニル、アルキニル、アリール、またはヘテロアリールの部分は、アルキル結合を介して分子の残りの部分に結合し得る。これらの状況下で、置換基は、アルケニルアルキル、アルキニルアルキル、アリールアルキル、またはヘテロアリールアルキルと称され、アルキレン部分が、アルケニル、アルキニル、アリール、またはヘテロアリールの部分と、該アルケニル、アルキニル、アリール、またはヘテロアリールが結合している分子との間にあることを示す。
「ハロゲン」または「ハロ」との用語は、ブロモ、フルオロ、クロロ、およびヨードを含む。
「ヘテロ環」または「ヘテロシクリル」との用語は、少なくとも1つのN、O、またはS原子を含む、3~15員の芳香族または非芳香族の環を意味する。これに限定されるものではないが、例えば、ピペリジニル、ピペラジニル、テトラヒドロピラニル、ピロリジン、およびテトラヒドロフラニル、ならびに、上記の「ヘテロアリール」の用語のために提供された例示の基が含まれる。いくつかの実施形態において、ヘテロ環またはヘテロシクリルは、非芳香族である。いくつかの実施形態において、ヘテロ環またはヘテロシクリルは、芳香族である。
「高分子」との用語は、分子量が、5,000~1,000,000ダルトン、好ましくは10,000~500,000ダルトン、より好ましくは10,000~250,000ダルトンの、分子または分子の残基を意味する。高分子としては、これに限定されるものではないが、例えば、抗体、抗体フラグメント、および酵素を含む、タンパク質;ポリ(リジン)、およびポリ(バリン)などのポリ(アミノ酸)、および混合配列ポリペプチドを含む、ポリペプチド;ポリ(エチレングリコール)(PEG)、ポリ(エチレンオキシド)(PEO)、ポリ(エチレンイミン)(PEI)、およびそれらのコポリマーを含む、合成ポリマー;および、デキストランなどの多糖類、が挙げられる。いくつかの実施形態において、高分子は、上記のような、アミン、カルボン酸、アルコール、チオール、アルキン、アジド、またはマレイミド基などの、天然または化学的変換後のいずれかで、コンジュゲーションに適した少なくとも1つの官能基を含む。本開示の特定の実施形態において、高分子は、ポリエチレングリコールである。ポリエチレングリコールは、直鎖または分枝であって、一端がコンジュゲーションに適した官能基で終端となり、他端(または複数の他端)がキャッピング基(例えば、メチル)で終端となっていてもよく、あるいは、各アームが、コンジュゲーションに適した官能基で終端となった、複数のアームを含んでいてもよい。本開示の好ましい実施形態において、ポリエチレングリコールは、平均分子量が、20,000~200,000ダルトン、好ましくは20,000~100,000ダルトン、最も好ましくは約40,000ダルトン、である、直鎖、分岐、またはマルチアームのポリマーである。そのようなポリエチレングリコールの例は、当技術分野で知られており、例えば、日油株式会社(東京、日本)から市販されている。
特に断りのない限り、「任意に置換されていてもよい」とは、基が、非置換であるか、または、同じかまたは異なっていてもよい置換基の1つまたは複数(例えば、1、2、3、4または5つ)によって、置換され得ることを意味する。置換基としては、これに限定されるものではないが、例えば、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、-CN、-ORaa、-SRaa、-NRaaRbb、-NO2、-C=NH(ORaa)、-C(O)Raa、-OC(O)Raa、-C(O)ORaa、-C(O)NRaaRbb、-OC(O)NRaaRbb、-NRaaC(O)Rbb、-NRaaC(O)ORbb、-S(O)Raa、-S(O)2Raa、-NRaaS(O)Rbb、-C(O)NRaaS(O)Rbb、-NRaaS(O)2Rbb、-C(O)NRaaS(O)2Rbb、-S(O)NRaaRbb、-S(O)2NRaaRbb、-P(O)(ORaa)(ORbb)、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、またはアリール、が挙げられ、ここで、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、およびアリールは、それぞれ独立して、任意に、Rccによって置換されていてもよく、ここで、
RaaおよびRbbは、それぞれ独立して、H、アルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、またはアリールであるか、または、
RaaおよびRbbは、それらが結合する窒素原子と一緒になってヘテロシクリルを形成し、これは、任意に、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ヒドロキシル、アルコキシ、または-CNで置換されていてもよく、ここで、
各Rccは、独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、アリール、-CN、または-NO2である。
RaaおよびRbbは、それぞれ独立して、H、アルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、またはアリールであるか、または、
RaaおよびRbbは、それらが結合する窒素原子と一緒になってヘテロシクリルを形成し、これは、任意に、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ヒドロキシル、アルコキシ、または-CNで置換されていてもよく、ここで、
各Rccは、独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、アリール、-CN、または-NO2である。
典型的には、薬物の活性形態が、本開示のコンジュゲートから直接放出されるが、いくつかの場合において、そのプロドラッグの形態で、活性な薬物を放出することが可能である。
リンカー-薬物
一態様において、式(I):
Z-L-D (I)
[式中、Zは、リンカー-薬物の高分子担体への接続を可能にする官能基であり、Lは、切断可能なリンカーであり、および、Dは、サイトカインまたはサイトカイン変異体である。]
で示される、リンカー-薬物が提供される。
いくつかの実施形態において、放出可能なリンカーは、タンパク質の高分子担体へのコンジュゲーションに適している。いくつかの実施形態において、リンカーは、担体からのサイトカインまたは変異体の放出速度を制御し、したがって、体内の活性タンパク質の濃度および持続時間を決定する。
一態様において、式(I):
Z-L-D (I)
[式中、Zは、リンカー-薬物の高分子担体への接続を可能にする官能基であり、Lは、切断可能なリンカーであり、および、Dは、サイトカインまたはサイトカイン変異体である。]
で示される、リンカー-薬物が提供される。
一態様において、式(I):
Z-L-D (I)
[式中、Zは、リンカー-薬物の高分子担体への接続を可能にする官能基であり、Lは、切断可能なリンカーであり、および、Dは、サイトカインまたはサイトカイン変異体である。]
で示される、リンカー-薬物が提供される。
いくつかの実施形態において、放出可能なリンカーは、タンパク質の高分子担体へのコンジュゲーションに適している。いくつかの実施形態において、リンカーは、担体からのサイトカインまたは変異体の放出速度を制御し、したがって、体内の活性タンパク質の濃度および持続時間を決定する。
一態様において、式(I):
Z-L-D (I)
[式中、Zは、リンカー-薬物の高分子担体への接続を可能にする官能基であり、Lは、切断可能なリンカーであり、および、Dは、サイトカインまたはサイトカイン変異体である。]
で示される、リンカー-薬物が提供される。
式(I)のリンカー-薬物のいくつかの実施形態において、サイトカインDは、IL-2、IL-4、IL-7、IL-9、IL-10、IL-15、IL-21、またはそのサイトカイン変異体、である。Dは、また、NH(CH2CH2O)p(CH2)mなどの、サイトカインに特定の化学修飾を有するサイトカインを包含し、ここで前記式において、mは、2~6の整数であり、pは、0~1000の整数であり、リンカーLを結合するための還元的アミノ化から生じるアミン基に結合される。特定の実施形態において、この修飾は、タンパク質配列のN末端アルファ-アミノ基に結合される。
「サイトカイン変異体」とは、天然(native)のサイトカインに対して、少なくとも99%、98%、97%、96%、95%、94%、93%、92%、91%、または90%の配列同一性を有する、変更された配列のタンパク質(「変異体」(ムテイン、mutein))を意味する。いくつかの実施形態において、サイトカイン変異体は、天然のサイトカインに対して、少なくとも90%の配列同一性を有する。いくつかの実施形態において、サイトカイン変異体は、天然配列から1~10個の変更されたアミノ酸を含み、タンパク質の安定性および/または受容体結合親和性または選択性の向上に基づいて、選択される。組換えサイトカインを産生するために使用される発現系に応じて、配列は、開始メチオニン残基を含んでもよいし、あるいは含まなくてもよい。例えば、本開示において有用なIL-2変異体は、二量体βγ受容体よりも三量体αβγ受容体に対しての結合親和性が増加したものから選択され得る。いくつかの実施形態において、IL-2変異体は、アスパラギン-88に変異を有し、例えば、N88RまたはN88Dであり、これは、C125Sなどの他の変異と組み合わせて、さらなる安定性または選択性を与え得る。本開示における使用に適した他のIL-2変異体を開示すると、例えば、IL-2 D20Tなどの、アスパラギン酸-20において変更された変異体、または、米国特許第9,206,243号に開示される三量体受容体に対する親和性が低下した変異体、が挙げられる。IL-2および変異体の特定の実施形態は、配列番号1~11に示されるものである。
配列番号1 天然のヒトIL-2
APTSSSTKKT QLQLEHLLLD LQMILNGINN YKNPKLTRML TFKFYMPKKA TELKHLQCLE EELKPLEEVL NLAQSKNFHL RPRDLISNIN VIVLELKGSE TTFMCEYADE TATIVEFLNR WITFCQSIIS LT
APTSSSTKKT QLQLEHLLLD LQMILNGINN YKNPKLTRML TFKFYMPKKA TELKHLQCLE EELKPLEEVL NLAQSKNFHL RPRDLISNIN VIVLELKGSE TTFMCEYADE TATIVEFLNR WITFCQSIIS LT
配列番号2 IL-2-N88R (BAY50-4798)
APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRML TFKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISRINVIVLELKGSE TTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT
APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRML TFKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISRINVIVLELKGSE TTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT
配列番号3 IL-2-N88R,C125S
APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRML TFKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISRINVIVLELKGSE TTFMCEYADETATIVEFLNRWITFSQSIISTLT
APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRML TFKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISRINVIVLELKGSE TTFMCEYADETATIVEFLNRWITFSQSIISTLT
配列番号4 IL-2-D20T
APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRML TFKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISRINVIVLELKGSE TTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT
APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRML TFKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISRINVIVLELKGSE TTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT
配列番号5 IL-2-D20T,C125S
APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRML TFKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISRINVIVLELKGSE TTFMCEYADETATIVEFLNRWITFSQSIISTLT
APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRML TFKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISRINVIVLELKGSE TTFMCEYADETATIVEFLNRWITFSQSIISTLT
配列番号6 IL-2-R38K,F42I,Y45N,E62L,E68V
APTSSSTKKT QLQLEHLLLD LQMILNGINN YKNPKLTKML TIKFNMPKKA TELKHLQCLE ELLKPLEVVL NLAQSKNFHL RPRDLISNIN VIVLELKGSE TTFMCEYADE TATIVEFLNR WITFCQSIIS TLT
APTSSSTKKT QLQLEHLLLD LQMILNGINN YKNPKLTKML TIKFNMPKKA TELKHLQCLE ELLKPLEVVL NLAQSKNFHL RPRDLISNIN VIVLELKGSE TTFMCEYADE TATIVEFLNR WITFCQSIIS TLT
配列番号7 IL-2-R38K,F42Q,Y45E,E68V
APTSSSTKKT QLQLEHLLLD LQMILNGINN YKNPKLTKML TQKFEMPKKA TELKHLQCLE EELKPLEVVL NLAQSKNFHL RPRDLISNIN VIVLELKGSE TTFMCEYADE TATIVEFLNR WITFCQSIIS TLT
APTSSSTKKT QLQLEHLLLD LQMILNGINN YKNPKLTKML TQKFEMPKKA TELKHLQCLE EELKPLEVVL NLAQSKNFHL RPRDLISNIN VIVLELKGSE TTFMCEYADE TATIVEFLNR WITFCQSIIS TLT
配列番号8 IL-2-R38A,F42I,Y45N,E62L,E68V
APTSSSTKKT QLQLEHLLLD LQMILNGINN YKNPKLTAML TIKFNMPKKA TELKHLQCLE ELLKPLEVVL NLAQSKNFHL RPRDLISNIN VIVLELKGSE TTFMCEYADE TATIVEFLNR WITFCQSIIS TLT
APTSSSTKKT QLQLEHLLLD LQMILNGINN YKNPKLTAML TIKFNMPKKA TELKHLQCLE ELLKPLEVVL NLAQSKNFHL RPRDLISNIN VIVLELKGSE TTFMCEYADE TATIVEFLNR WITFCQSIIS TLT
配列番号9 IL-2-R38K,F42K,Y45R,E62L,E68V
APTSSSTKKT QLQLEHLLLD LQMILNGINN YKNPKLTKML TKKFRMPKKA TELKHLQCLE ELLKPLEVVL NLAQSKNFHL RPRDLISNIN VIVLELKGSE TTFMCEYADE TATIVEFLNR WITFCQSIIS TLT
APTSSSTKKT QLQLEHLLLD LQMILNGINN YKNPKLTKML TKKFRMPKKA TELKHLQCLE ELLKPLEVVL NLAQSKNFHL RPRDLISNIN VIVLELKGSE TTFMCEYADE TATIVEFLNR WITFCQSIIS TLT
配列番号10 IL-2 R38K,F42I,Y45E,E68V
APTSSSTKKT QLQLEHLLLD LQMILNGINN YKNPKLTKML TIKFEMPKKA TELKHLQCLE EELKPLEVVL NLAQSKNFHL RPRDLISNIN VIVLELKGSE TTFMCEYADE TATIVEFLNR WITFCQSIIS TLT
APTSSSTKKT QLQLEHLLLD LQMILNGINN YKNPKLTKML TIKFEMPKKA TELKHLQCLE EELKPLEVVL NLAQSKNFHL RPRDLISNIN VIVLELKGSE TTFMCEYADE TATIVEFLNR WITFCQSIIS TLT
配列番号11 IL-2 R38A,F42A,Y45A,E62A
APTSSSTKKT QLQLEHLLLD LQMILNGINN YKNPKLTAML TAKFAMPKKA TELKHLQCLE EALKPLEEVL NLAQSKNFHL RPRDLISNIN VIVLELKGSE TTFMCEYADE TATIVEFLNR WITFCQSIIS TLT
APTSSSTKKT QLQLEHLLLD LQMILNGINN YKNPKLTAML TAKFAMPKKA TELKHLQCLE EALKPLEEVL NLAQSKNFHL RPRDLISNIN VIVLELKGSE TTFMCEYADE TATIVEFLNR WITFCQSIIS TLT
同様に、天然のIL-15は、活性、受容体結合選択性、または安定性を向上させる変異体で置き換えることができる。例えば、天然のIL-15(配列番号12)は、アスパラギン脱アミド化による分解に対する耐性が向上した変異体によって置換され得、例えば、IL-15-[N77A](配列番号13)、またはIL-15-[N71S,N72A,N77A](配列番号14)が挙げられ、これらは生物学的活性を保持することが示され(Nellis et al., Pharm. Res. 29:722-38 (2012))、あるいは、IL-15[N72D](配列番号15)が挙げられ、これは増強された受容体アゴニズムを示す(Zhu et al., J. Immunology 2009, 183(6): 3598)。
配列番号12 IL-15
NWVNVISDLK KIEDLIQSMH IDATLYTESD VHPSCKVTAM KCFLLELQVI SLESGDASIH DTVENLIILA NNSLSSNGNV TESGCKECEE LEEKNIKEFL QSFVHIVQMF INTS
NWVNVISDLK KIEDLIQSMH IDATLYTESD VHPSCKVTAM KCFLLELQVI SLESGDASIH DTVENLIILA NNSLSSNGNV TESGCKECEE LEEKNIKEFL QSFVHIVQMF INTS
配列番号13 IL-15[N77A]
NWVNVISDLK KIEDLIQSMH IDATLYTESD VHPSCKVTAM KCFLLELQVI SLESGDASIH DTVENLIILA NNSLSSAGNV TESGCKECEE LEEKNIKEFL QSFVHIVQMF INTS
NWVNVISDLK KIEDLIQSMH IDATLYTESD VHPSCKVTAM KCFLLELQVI SLESGDASIH DTVENLIILA NNSLSSAGNV TESGCKECEE LEEKNIKEFL QSFVHIVQMF INTS
配列番号14 IL-15[N71S,N72A,N77A]
NWVNVISDLK KIEDLIQSMH IDATLYTESD VHPSCKVTAM KCFLLELQVI SLESGDASIH DTVENLIILA SASLSSAGNV TESGCKECEE LEEKNIKEFL QSFVHIVQMF INTS
NWVNVISDLK KIEDLIQSMH IDATLYTESD VHPSCKVTAM KCFLLELQVI SLESGDASIH DTVENLIILA SASLSSAGNV TESGCKECEE LEEKNIKEFL QSFVHIVQMF INTS
配列番号15 IL-15[N72D]
NWVNVISDLK KIEDLIQSMH IDATLYTESD VHPSCKVTAM KCFLLELQVI SLESGDASIH DTVENLIILA NDSLSSNGNV TESGCKECEE LEEKNIKEFL QSFVHIVQMF INTS
NWVNVISDLK KIEDLIQSMH IDATLYTESD VHPSCKVTAM KCFLLELQVI SLESGDASIH DTVENLIILA NDSLSSNGNV TESGCKECEE LEEKNIKEFL QSFVHIVQMF INTS
IL-15とIL-15RαSuとの、複合体および融合タンパク質もまた、使用することができ、例えば、受容体結合インターロイキン RLI(配列番号16)およびその変異体(Mortier et al., J. Biological Chem. 2006, 281: 1612-9;米国特許10,358,477号)が挙げられる。これらの融合タンパク質は、任意に、IL-15RαSuシグナル配列、および、タンパク質の単離および精製を容易にするために当技術分野で知られた配列、例えば、HisタグおよびFlagタグ、を含んでもよいし、あるいは、これらの構成要素が存在しなくてもよい(配列番号17)。
配列番号16 RLI
MAPRRARGC RTLGLPALLL LLLLRPPATR GDYKDDDDKI EGRITCRRRM SVEHADIWVK SYSLYSRERY ICNSGFKRKA GTSSLTECVL NKATNVAHWT TPSLKCIRDP ALVHQRPAPP SGGSGGGGSG GGSGGGGSLQ NWVNVISDLK KIQDLIQSMH IDATLYTESD VHPSCKVTAM KCFLLELQVI SLESGDASIH DTVENLIILA NNSLSSNGNV TESGCKECEE LEEKNIKEFL QSFVHIVQMF INTS
MAPRRARGC RTLGLPALLL LLLLRPPATR GDYKDDDDKI EGRITCRRRM SVEHADIWVK SYSLYSRERY ICNSGFKRKA GTSSLTECVL NKATNVAHWT TPSLKCIRDP ALVHQRPAPP SGGSGGGGSG GGSGGGGSLQ NWVNVISDLK KIQDLIQSMH IDATLYTESD VHPSCKVTAM KCFLLELQVI SLESGDASIH DTVENLIILA NNSLSSNGNV TESGCKECEE LEEKNIKEFL QSFVHIVQMF INTS
配列番号17 RLI[N77A]
ITCPPPMSVE HADIWVKSY SLYSRERYIC NSGFKRKAGT SSLTECVLNK ATNVAHWTTP SLKCIRDPAL VHQRPAPPSS GGSGGGGSGG GSGGGGSLQN WVNVISDLKK IEDLIQSMHI DATLYTESDV HPSCKVTAMK CFLLELQVIS LESGDASIHD TVENLIILAN NSLSSAGNVT ESGCKECEEL EEKNIKEFLQ SFVHIVQMFI NTS
ITCPPPMSVE HADIWVKSY SLYSRERYIC NSGFKRKAGT SSLTECVLNK ATNVAHWTTP SLKCIRDPAL VHQRPAPPSS GGSGGGGSGG GSGGGGSLQN WVNVISDLKK IEDLIQSMHI DATLYTESDV HPSCKVTAMK CFLLELQVIS LESGDASIHD TVENLIILAN NSLSSAGNVT ESGCKECEEL EEKNIKEFLQ SFVHIVQMFI NTS
他のサイトカインとしては、IL-7、IL-9、IL-10、およびIL-21(配列番号18~21)が挙げられる。
配列番号18 IL-7
DCDIEGKDGK QYESVLMVSI DQLLDSMKEI GSNCLNNEFNFFKRHICDAN KEGMFLFRAA RKLRQFLKMN STGDFDLHLL KVSEGTTILL NCTGQVKGRK PAALGEAQPT KSLEENKSLK EQKKLNDLCF LKRLLQEIKT CWNKILMGTK EH
DCDIEGKDGK QYESVLMVSI DQLLDSMKEI GSNCLNNEFNFFKRHICDAN KEGMFLFRAA RKLRQFLKMN STGDFDLHLL KVSEGTTILL NCTGQVKGRK PAALGEAQPT KSLEENKSLK EQKKLNDLCF LKRLLQEIKT CWNKILMGTK EH
配列番号19 IL-9
QGCPTLAGIL DINFLINKMQ EDPASKCHCS ANVTSCLCLG IPSDNCTRPC FSERLSQMTN TTMQTRYPLI FSRVKKSVEV LKNNKCPYFS CEQPCNQTTA GNALTFLKSL LEIFQKEKMR GMRGKI
QGCPTLAGIL DINFLINKMQ EDPASKCHCS ANVTSCLCLG IPSDNCTRPC FSERLSQMTN TTMQTRYPLI FSRVKKSVEV LKNNKCPYFS CEQPCNQTTA GNALTFLKSL LEIFQKEKMR GMRGKI
配列番号20 IL-21
QGQDRHMIRM RQLIDIVDQL KNYVNDLVPE FLPAPEDVET NCEWSAFSCF QKAQLKSANT GNNERIINVS IKKLKRKPPS TNAGRRQKHR LTCPSCDSYE KKPPKEFLER FKSLLQKMIH QHLSSRTHGS EDS
QGQDRHMIRM RQLIDIVDQL KNYVNDLVPE FLPAPEDVET NCEWSAFSCF QKAQLKSANT GNNERIINVS IKKLKRKPPS TNAGRRQKHR LTCPSCDSYE KKPPKEFLER FKSLLQKMIH QHLSSRTHGS EDS
配列番号21 IL-10
MSPGQGTQSE NSCTHFPGNL PNMLRDLRDA FSRVKTFFQM KDQLDNLLLK ESLLEDFKGY LGCQALSEMI QFYLEEVMPQ AENQDPDIKA HVNSLGENLK TLRLRLRRCH RFLPCENKSK AVEQVKNAFN KLQEKGIYKA MSEFDIFINY IEAYMTMKIR N
MSPGQGTQSE NSCTHFPGNL PNMLRDLRDA FSRVKTFFQM KDQLDNLLLK ESLLEDFKGY LGCQALSEMI QFYLEEVMPQ AENQDPDIKA HVNSLGENLK TLRLRLRRCH RFLPCENKSK AVEQVKNAFN KLQEKGIYKA MSEFDIFINY IEAYMTMKIR N
特定の実施形態において、サイトカインは、化学的に修飾して、例えば、ポリエチレングリコールなどの水溶性ポリマーを1つまたは複数の位置に結合させることによって、コンジュゲートから放出された体内のタンパク質の持続時間を延長したり、および/または、受容体の選択性を変更したりすることができる。
これらのタンパク質は、当技術分野で知られている方法を用いて製造することができる。組換えにより製造する場合、それらは原核生物または真核生物のいずれかの系で発現させることができる。
様々な切断可能なリンカーLを使用することができ、例えば、米国特許第8,680,315号;PCT公開WO2013/036857号;PCT公開WO2006/138572号;PCT公開WO2005/099768号;PCT公開WO2006/136586号;PCT公開WO2011/012722号;PCT公開WO2011/089214号;PCT公開WO2011/089215号;PCT公開WO2011/089216号;および、PCT公開WO2016/020373号、に開示されているものが挙げられる。リンカーLは、適切な条件下で特定の速度で切断する共有結合を含む。このような切断は、触媒作用または非触媒作用による加水分解、タンパク質分解、または脱離反応によるものであり得る。切断のための適切な条件は、生理学的環境で典型的に見られる条件であり、典型的には、pHが約6.5~7.5で、温度が30~45℃であり、好ましくは、pHが約7.4で、温度が約37℃、である。
いくつかの実施形態において、式(I)のリンカー-薬物は、式(Ia):
(Ia)
[式中、
nは、0~6の整数であり;
R1およびR2は、独立して、電子求引基、アルキル、またはHであり、ここで、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、電子求引基であり;
各R4は、独立して、C1-C3アルキルであるか、または、2つのR4は、それらが結合する炭素原子と一緒になって3~6員環を形成し;
Zは、リンカーを高分子担体に接続するための基であり;
Sは、存在しないか、または、(CH2CH2O)h(CH2)gCONHであり、ここで、gは、1~6の整数であり、hは、0~1000の整数であり;
Yは、存在しないか、または、NH(CH2CH2O)p(CH2)mであり、ここで、mは、2~6の整数であり、pは、0~1000の整数であり;および、
Dは、本明細書に開示されたサイトカインまたはサイトカイン変異体のアミン残基である。]
で示される、化合物である。
[式中、
nは、0~6の整数であり;
R1およびR2は、独立して、電子求引基、アルキル、またはHであり、ここで、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、電子求引基であり;
各R4は、独立して、C1-C3アルキルであるか、または、2つのR4は、それらが結合する炭素原子と一緒になって3~6員環を形成し;
Zは、リンカーを高分子担体に接続するための基であり;
Sは、存在しないか、または、(CH2CH2O)h(CH2)gCONHであり、ここで、gは、1~6の整数であり、hは、0~1000の整数であり;
Yは、存在しないか、または、NH(CH2CH2O)p(CH2)mであり、ここで、mは、2~6の整数であり、pは、0~1000の整数であり;および、
Dは、本明細書に開示されたサイトカインまたはサイトカイン変異体のアミン残基である。]
で示される、化合物である。
式(Ia)のリンカー-薬物のいくつかの実施形態において、n=1~6、R1およびR2は、独立して、電子求引基、アルキル、またはHであり、ここで、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、電子求引基であり;各R4は、独立して、H、またはC1-C3アルキルであるか、または一緒になって3~6員環を形成してもよく;Zは、リンカーを高分子担体に接続するための基であり;Sは、存在しないか、または、(CH2CH2O)h(CH2)gCONHであり、ここで、g=1~6、およびh=0~1000であり;Yは、存在しないか、または、NH(CH2CH2O)p(CH2)mであり、ここで、m=2~6、および、p=0~1000であり;そして、Dは、IL-2、IL-2変異体、IL-15、またはIL-15変異体のサイトカインのアミン残基である。
R1およびR2の電子求引基の説明は、米国特許第8,680,315号に見られ得るものであり、これは、参照により本明細書に組み込まれる。電子求引基は、ハメットのシグマ値が0より大きい基として定義される(例えば、Hansch et al. 1991 Chemical Reviews 91: 165-195を参照)。電子求引基の典型的な例としては、これに限定されるものではないが、ニトリル、ニトロ、スルホン、スルホキシド、カルボニル、任意に置換されていてもよいアリール、および、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、が挙げられる。
式(Ia)のリンカー-薬物のいくつかの実施形態において、R1およびR2の電子求引基は、
-CN;
-NO2;
任意に置換されていてもよいアリール;
任意に置換されていてもよいヘテロアリール;
任意に置換されていてもよいアルケニル;
任意に置換されていてもよいアルキニル;
-COR5、-SOR5、または、-SO2R5、
[ここで、R5は、H、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキル、-OR6、または-NR6 2であり、ここで、各R6は、独立して、H、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、または任意に置換されていてもよいヘテロアリールであるか、または、2つのR6基は、それらが結合している窒素と一緒になってヘテロ環を形成する。];または、
SR7
[ここで、R7は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、または、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキルである。]
である。
-CN;
-NO2;
任意に置換されていてもよいアリール;
任意に置換されていてもよいヘテロアリール;
任意に置換されていてもよいアルケニル;
任意に置換されていてもよいアルキニル;
-COR5、-SOR5、または、-SO2R5、
[ここで、R5は、H、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキル、-OR6、または-NR6 2であり、ここで、各R6は、独立して、H、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、または任意に置換されていてもよいヘテロアリールであるか、または、2つのR6基は、それらが結合している窒素と一緒になってヘテロ環を形成する。];または、
SR7
[ここで、R7は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、または、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキルである。]
である。
式(Ia)のリンカー-薬物のいくつかの実施形態において、R1およびR2の電子求引基は、-CNである。いくつかの実施形態において、R1およびR2の電子求引基は、-NO2である。いくつかの実施形態において、R1およびR2の電子求引基は、6~10個の炭素を含む任意に置換されていてもよいアリールである。例えば、いくつかの実施形態において、R1およびR2の電子求引基は、任意に置換されていてもよい、フェニル、ナフチル、またはアントラセニルである。いくつかの実施形態において、R1およびR2の電子求引基は、3~7個の炭素を含み、N、O、またはS原子の少なくとも1つを含む、任意に置換されていてもよいヘテロアリールである。例えば、いくつかの実施形態において、R1およびR2の電子求引基は、ピロリル、ピリジル、ピリミジニル、イミダゾリル、オキサゾリル、イソキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、キノリル、インドリル、またはインデニルであり、これらのそれぞれは、任意に置換されていてもよい。いくつかの実施形態において、R1およびR2の電子求引基は、2~20個の炭素原子を含む任意に置換されていてもよいアルケニルである。いくつかの実施形態において、R1およびR2の電子求引基は、2~20個の炭素原子を含む任意に置換されていてもよいアルキニルである。いくつかの実施形態において、R1およびR2の電子求引基は、-COR5、-SOR5、または-SO2R5であり、ここで、R5は、H、1~20個の炭素原子を含む任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキル、-OR6、または-NR6
2であり、ここで、各R6は、独立して、H、または1~20個の炭素原子を含む任意に置換されていてもよいアルキルであるか、または、2つのR6基はそれらが結合している窒素と一緒になってヘテロ環を形成する。いくつかの実施形態において、R1およびR2の電子求引基は、-SR7であり、ここで、R7は、1~20個の炭素原子を含む任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、または、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキルである。
式(Ia)のリンカー-薬物のいくつかの実施形態において、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、-CN、-SOR5、または-SO2R5である。いくつかの実施形態において、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、-CN、または-SO2R5である。いくつかの実施形態において、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、-CN、または-SO2R5であり、ここで、R5は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリールである。いくつかの実施形態において、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、-CN、-SO2N(CH3)2、-SO2CH3、-SO2Ph、-SO2PhCl、-SO2N(CH2CH2)2O、-SO2CH(CH3)2、-SO2N(CH3)(CH2CH3)、または、-SO2N(CH2CH2OCH3)2、である。
式(Ia)のリンカー-薬物のいくつかの実施形態において、各R4は、独立して、C1-C3アルキルである。いくつかの実施形態において、R4の少なくとも1つは、メチルである。いくつかの実施形態において、R4は両方、メチルである。
式(Ia)のリンカー-薬物のいくつかの実施形態において、nは、1~6の整数である。いくつかの実施形態において、nは、1~3の整数である。いくつかの実施形態において、nは、0~3の整数である。いくつかの実施形態において、nは0である。いくつかの実施形態において、nは1である。いくつかの実施形態において、nは2である。いくつかの実施形態において、nは3である。いくつかの実施形態において、nは4である。いくつかの実施形態において、nは5である。いくつかの実施形態において、nは6である。
式(Ia)のリンカー-薬物のいくつかの実施形態において、R1はCN、または-SO2R5であり、ここで、R5は、C1-C6アルキル、アリール、ヘテロアリール、または-NR6
2であり、ここで、R6は、独立して、C1-C6アルキル、アリール、またはヘテロアリールであり、および、R2=Hであり、ここで、R5およびR6のそれぞれは、独立して、任意に置換されていてもよい。
式(Ia)のリンカー-薬物のいくつかの実施形態において、Zは、コンジュゲートについて当技術分野で知られている任意の官能基を含むことができる。そのような官能基としては、これに限定されるものではないが、例えば、アミン、アミノオキシ、ケトン、アルデヒド、マレイミジル、チオール、アルコール、アジド、1,2,4,5-テトラジニル、トランス-シクロオクテニル、ビシクロノニニル(bicyclononynyl)、シクロオクチニル、およびそれらの保護された変異体、が挙げられる。いくつかの実施形態において、Zは、保護されたアミン、保護されたアミノオキシ、ケトンまたは保護されたケトン、アルデヒドまたは保護されたアルデヒド、マレイミジル、保護されたチオール、保護されたアルコール、アジド、1,2,4,5-テトラジニル、トランス-シクロオクテニル、ビシクロノニニル、またはシクロオクチニルを含む。いくつかの実施形態において、Zは、アジド、ケトン、または保護されたケトンを含む。いくつかの実施形態において、Zは、高分子担体上の関連する官能基Z’と選択的に反応して、接続官能基Z*を形成することを可能にする官能基を含む。いくつかの実施形態において、接続官能基Z*は、Z/Z’が、アミン/カルボキシレートまたは活性エステルである場合、カルボキサミドであり;Z/Z’が、NH2O/ケトンまたはアルデヒドである場合、オキシムであり;Z/Z’が、チオール/マレイミドまたはハロカルボニルである場合、チオエーテルであり;あるいは、Z/Z’が、アジド/シクロオクチンである場合、トリアゾールである。
式(Ia)のリンカー-薬物のいくつかの実施形態において、Sは存在しない。いくつかの実施形態において、Sは、(CH2CH2O)h(CH2)gCONHである。
式(Ia)のリンカー-薬物のいくつかの実施形態において、Yは存在しない。いくつかの実施形態において、Yは、NH(CH2CH2O)p(CH2)mである。
本明細書の記載において、部分についての、すべての記載、変形例、実施形態、または態様は、記載のそれぞれのおよびすべての組み合わせが具体的にかつ個別的に記載されているのと同じように、他の部分についての、すべての記載、変形例、実施形態、または態様と組み合わせることができることが理解される。例えば、式(I)のR1に関して本明細書で提供される、すべての記載、変形例、実施形態、または態様は、それぞれのおよびすべての組み合わせが具体的にかつ個別的に記載されているのと同じように、Z、S、n、R2、R4、Y、および/またはDの、すべての記載、変形例、実施形態、または態様と組み合わせることができる。また、式(I)、(Ia)、(IIa)、(IIIa)、(IV)、(V)、または(VI)などの式の、すべての記載、変形例、実施形態、または態様は、適用可能な場合、本明細書で述べられる他の式にも等しく適用され、そして、すべての記載、変形例、実施形態、または態様が、すべての式について別々に個別に記載されているのと同じように、等しく記載されるものと理解される。例えば、式(I)の、すべての記載、変形例、実施形態、または態様は、適用可能な場合、式(Ia)、(IIa)、(IIIa)、(IV)、(V)、または(VI)などの、本明細書で述べられる式の、いずれにも等しく適用され、そして、すべての記載、変形例、実施形態、または態様が、すべての式について別々に個別に記載されているのと同じように、等しく記載される。
リンカー
別の態様において、式(IIa):
(IIa)
[式中、n、Z、S、R1、R2、およびR4は、式(Ia)について本明細書に開示された通りであり;および、Xは、ハロゲン、活性エステル(例えば、N-スクシンイミジルオキシ、ニトロフェノキシ、またはペンタハロフェノキシ)、または、NH(CH2CH2O)p(CH2)(m-1)CHOであり、ここで、mは、2~6の整数であり、pは、0~1000の整数である。]
で示される、リンカーが提供される。
いくつかの実施形態において、Xはハロゲンである。いくつかの実施形態において、Xは、スクシンイミジルオキシなどの、活性エステルである。いくつかの実施形態において、Xは、ハライド、スクシンイミジルオキシ、またはニトロフェノキシである。いくつかの実施形態において、Xは、NH(CH2CH2O)p(CH2)(m-1)CHOである。Xが、NH(CH2CH2O)p(CH2)(m-1)CHOであるリンカーは、還元的アルキル化によってサイトカインに結合することができ、この還元的アルキル化では、リンカーのアルデヒド基が、サイトカインのアミン基とイミンを形成し、そして、このイミンは、シアノ水素化ホウ素ナトリウムなどの還元剤の存在下でアミンに還元される。この方法は、通常、リンカーを、サイトカインのN末端アルファ-アミン基に接続するのに、選択的である。この実施形態において、リンカーの切断時にコンジュゲートから放出されるサイトカインは、NH2(CH2CH2O)p(CH2)mの付加によって、N末端アルファ-アミンにおいて修飾される。これらのリンカーは、Schneider et al. (2016) Bioconjugate Chem 27: 2534-9(参照により本明細書に組み込まれる)に記載されているように製造される。いくつかの実施形態において、pは、0であり、リンカーの切断時にコンジュゲートから放出されるサイトカインは、NH2(CH2)mの付加よって、N末端アルファ-アミンにおいて修飾される。
別の態様において、式(IIa):
[式中、n、Z、S、R1、R2、およびR4は、式(Ia)について本明細書に開示された通りであり;および、Xは、ハロゲン、活性エステル(例えば、N-スクシンイミジルオキシ、ニトロフェノキシ、またはペンタハロフェノキシ)、または、NH(CH2CH2O)p(CH2)(m-1)CHOであり、ここで、mは、2~6の整数であり、pは、0~1000の整数である。]
で示される、リンカーが提供される。
いくつかの実施形態において、Xはハロゲンである。いくつかの実施形態において、Xは、スクシンイミジルオキシなどの、活性エステルである。いくつかの実施形態において、Xは、ハライド、スクシンイミジルオキシ、またはニトロフェノキシである。いくつかの実施形態において、Xは、NH(CH2CH2O)p(CH2)(m-1)CHOである。Xが、NH(CH2CH2O)p(CH2)(m-1)CHOであるリンカーは、還元的アルキル化によってサイトカインに結合することができ、この還元的アルキル化では、リンカーのアルデヒド基が、サイトカインのアミン基とイミンを形成し、そして、このイミンは、シアノ水素化ホウ素ナトリウムなどの還元剤の存在下でアミンに還元される。この方法は、通常、リンカーを、サイトカインのN末端アルファ-アミン基に接続するのに、選択的である。この実施形態において、リンカーの切断時にコンジュゲートから放出されるサイトカインは、NH2(CH2CH2O)p(CH2)mの付加によって、N末端アルファ-アミンにおいて修飾される。これらのリンカーは、Schneider et al. (2016) Bioconjugate Chem 27: 2534-9(参照により本明細書に組み込まれる)に記載されているように製造される。いくつかの実施形態において、pは、0であり、リンカーの切断時にコンジュゲートから放出されるサイトカインは、NH2(CH2)mの付加よって、N末端アルファ-アミンにおいて修飾される。
式(IIa)のリンカーのいくつかの実施形態において、n=1~6、R1およびR2は、独立して、電子求引基、アルキル、またはHであり、ここで、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、電子求引基であり;各R4は、独立して、H、またはC1-C3アルキルであるか、または、一緒になって3~6員環を形成してもよく;Zは、リンカーを高分子担体に接続するための基であり;Sは、存在しないか、または、(CH2CH2O)h(CH2)gCONHであり、ここで、g=1~6、およびh=0~1000であり;および、Xは、ハライド、スクシンイミジルオキシ、またはニトロフェノキシである。
これらのリンカー試薬の製造は、米国特許第8,680,315号、およびPCT特許出願PCT/US2020/026726(2020年4月3日出願)に開示されており、これらはともに、参照により本明細書に組み込まれる。
これらのリンカーは、当技術分野で知られている方法によって、サイトカインまたはサイトカイン変異体に結合でき、例えば、pH6~9、好ましくはpH7~8で、タンパク質の緩衝液と反応させて、タンパク質上のアミン基をアシル化して、式(I)のリンカー-タンパク質を形成することによって行う。タンパク質上の複数のアミン基が反応に利用できる場合、複数のリンカーが各タンパク質に結合し得る。タンパク質に結合するリンカーの数の選択性は、タンパク質に対するリンカー試薬の化学量論を使用して、制御することができる。リンカーが1つだけ結合している場合、リンカーが切断してコンジュゲートから放出されるタンパク質は、追加の修飾を有さない。
コンジュゲート
別の態様において、式(III):
M-[Z*-L-D]q (III)
[式中、Mは、高分子担体であり、Z*は、接続官能基であり、Lは、切断可能なリンカーであり、Dは、サイトカインまたはサイトカイン変異体タンパク質であり、qは、Mが可溶性高分子担体の場合、1~10の整数であり、または、qは、Mが不溶性高分子担体の場合、多数である。]
で示される、コンジュゲートが提供される。
Mが、不溶性のマトリックスまたは支持体などの不溶性高分子担体である場合、多数のリンカー-薬物が、Mに結合し得ることが理解される。例えば、いくつかの実施形態において、Mが、式(IV)のヒドロゲルであって、P1およびP2が両方、4-アームのポリマーである場合、1、2、3、または4つのリンカー-薬物を、各P1-P2ユニットに結合させることができる。したがって、リンカー-薬物を適切な比率でMと反応させることにより、所望の数の多数を得ることができる。このようにして、マトリックスの体積中の適切な薬物濃度を得ることができる。
別の態様において、式(III):
M-[Z*-L-D]q (III)
[式中、Mは、高分子担体であり、Z*は、接続官能基であり、Lは、切断可能なリンカーであり、Dは、サイトカインまたはサイトカイン変異体タンパク質であり、qは、Mが可溶性高分子担体の場合、1~10の整数であり、または、qは、Mが不溶性高分子担体の場合、多数である。]
で示される、コンジュゲートが提供される。
Mが、不溶性のマトリックスまたは支持体などの不溶性高分子担体である場合、多数のリンカー-薬物が、Mに結合し得ることが理解される。例えば、いくつかの実施形態において、Mが、式(IV)のヒドロゲルであって、P1およびP2が両方、4-アームのポリマーである場合、1、2、3、または4つのリンカー-薬物を、各P1-P2ユニットに結合させることができる。したがって、リンカー-薬物を適切な比率でMと反応させることにより、所望の数の多数を得ることができる。このようにして、マトリックスの体積中の適切な薬物濃度を得ることができる。
いくつかの実施形態において、式(III)のコンジュゲートは、式(IIIa):
(IIIa)
[式中、M、Z*、S、n、R1、R2およびR4、YおよびDは、式(I)、(Ia)、または(IIa)について本明細書で説明された通りに定義される。]
で示されるものである。
[式中、M、Z*、S、n、R1、R2およびR4、YおよびDは、式(I)、(Ia)、または(IIa)について本明細書で説明された通りに定義される。]
で示されるものである。
いくつかの実施形態において、Mは、ポリエチレングリコール、デキストラン、タンパク質、または抗体などの、可溶性高分子担体であり;Z*は、接続基であり; q=1~10である。それぞれの場合において、Mは、式(I)の化合物上の基Zと反応して、接続基Z*を形成する、反応性基Z’を含む。接続基Z*は、Z/Z’が、アミン/カルボキシレートまたは活性エステルの場合、カルボキサミドであり;Z/Z’が、アミノオキシ/ケトンまたはアルデヒドの場合、オキシムであり;Z/Z’が、チオール/マレイミドまたはハロカルボニルの場合、チオエーテルであり;または、Z/Z’が、アジド/シクロオクチンの場合、トリアゾールである。いくつかの実施形態において、Z*は、アミド、カルボキサミド、オキシム、トリアゾール、チオエーテル、チオスクシンイミド、またはエーテルを含む。
いくつかの実施形態において、Mは、平均分子量が1,000~100,000ダルトン、好ましくは10,000~60,000ダルトン、最も好ましくは20,000~40,000ダルトンの、ポリエチレングリコールである。Mは、単鎖、分岐鎖、または、マルチアームのものであり得る。Mは、リンカー-薬物に接続するための1つまたは複数の官能基Z’を含む。Z’は、当技術分野で知られている方法を用いて、商業的に入手可能なポリマーMに結合させることができ;例えば、Mがアミン基を含む場合、これはさらに誘導化して、アシル化によって、(Boc-アミノオキシ)酢酸との反応とそれに続く脱保護により、Z’=アミノオキシを導入することができ;アシル化によって、シクロオクチンの活性エステルまたはカーボネート(例えば、4-シクロオクチニルスクシンイミジルカーボネート、または、(1R,8S,9s)-ビシクロ[6.1.0]ノナ-4-イン-9-イルメトキシスクシンイミジルカーボネート(BCN-OSu)またはその(1R,8S,9r)ジアステレオマー)との反応により、Z’=シクロオクチンを導入することができ;または、アシル化によって、3-マレイミドプロピオン酸との反応により、マレイミド基を導入することができる。
いくつかの実施形態において、Mは、ヒドロゲルまたは外科装置などの、不溶性高分子担体である。そのような実施形態において、qは、不溶性支持体に付いた反応性基Z’の数によって決定される、多数である。いくつかの実施形態において、Mは、式(IV):
(IV)
[式中、
P1およびP2は、独立して、r-アームポリマーであり、ここで、rは、2~8の整数であり;
nは、0~6の整数であり;
x、y、およびzは、それぞれ独立して、0~6の整数であり;
Bは、Z’を含む基であり;
A*およびC*は、それぞれ独立して、カルボキサミド、オキシム、エーテル、チオエーテル、またはトリアゾールなどの、接続基であり;
R11およびR12は、それぞれ独立して、H、C1-C4アルキル、または電子求引基であり、ここで、R11またはR12のうちの少なくとも1つは、電子求引基であり;および、
各R14は、独立して、C1-C3アルキルであるか、または、2つのR14は、それらが結合する炭素原子と一緒になって3~6員環を形成する。]
で示される、分解性架橋ヒドロゲルである。
[式中、
P1およびP2は、独立して、r-アームポリマーであり、ここで、rは、2~8の整数であり;
nは、0~6の整数であり;
x、y、およびzは、それぞれ独立して、0~6の整数であり;
Bは、Z’を含む基であり;
A*およびC*は、それぞれ独立して、カルボキサミド、オキシム、エーテル、チオエーテル、またはトリアゾールなどの、接続基であり;
R11およびR12は、それぞれ独立して、H、C1-C4アルキル、または電子求引基であり、ここで、R11またはR12のうちの少なくとも1つは、電子求引基であり;および、
各R14は、独立して、C1-C3アルキルであるか、または、2つのR14は、それらが結合する炭素原子と一緒になって3~6員環を形成する。]
で示される、分解性架橋ヒドロゲルである。
電子求引基R11およびR12の説明は、米国特許第8,680,315号に見られ得るものであり、これは、参照により本明細書に組み込まれる。
式(IV)のヒドロゲルのいくつかの実施形態において、R11およびR12の電子求引基は、
-CN;
-NO2;
任意に置換されていてもよいアリール;
任意に置換されていてもよいヘテロアリール;
任意に置換されていてもよいアルケニル;
任意に置換されていてもよいアルキニル;
-COR15、-SOR15、または、-SO2R15、
[ここで、R15は、H、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキル、-OR16、または-NR16 2であり、ここで、各R16は、独立して、H、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、または任意に置換されていてもよいヘテロアリールであるか、または、2つのR16基は、それらが結合する窒素と一緒になってヘテロ環を形成する。];または、
SR17
[ここで、R17は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、または任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキルである。]
である。
式(IV)のヒドロゲルのいくつかの実施形態において、R11およびR12の電子求引基は、
-CN;
-NO2;
任意に置換されていてもよいアリール;
任意に置換されていてもよいヘテロアリール;
任意に置換されていてもよいアルケニル;
任意に置換されていてもよいアルキニル;
-COR15、-SOR15、または、-SO2R15、
[ここで、R15は、H、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキル、-OR16、または-NR16 2であり、ここで、各R16は、独立して、H、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、または任意に置換されていてもよいヘテロアリールであるか、または、2つのR16基は、それらが結合する窒素と一緒になってヘテロ環を形成する。];または、
SR17
[ここで、R17は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、または任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキルである。]
である。
式(IV)のヒドロゲルのいくつかの実施形態において、R11およびR12の電子求引基は、-CNである。いくつかの実施形態において、R11およびR12の電子求引基は、-NO2である。いくつかの実施形態において、R11およびR12の電子求引基は、6~10個の炭素を含む任意に置換されていてもよいアリールである。例えば、いくつかの実施形態において、R11およびR12の電子求引基は、任意に置換されていてもよい、フェニル、ナフチル、またはアントラセニルである。いくつかの実施形態において、R11およびR12の電子求引基は、3~7個の炭素を含み、少なくとも1つのN、O、またはS原子を含む、任意に置換されていてもよいヘテロアリールである。例えば、いくつかの実施形態において、R11およびR12の電子求引基は、ピロリル、ピリジル、ピリミジニル、イミダゾリル、オキサゾリル、イソキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、キノリル、インドリル、またはインデニルであり、これらのそれぞれは、任意に置換されていてもよい。いくつかの実施形態において、R11およびR12の電子求引基は、2~20個の炭素原子を含む任意に置換されていてもよいアルケニルである。いくつかの実施形態において、R11およびR12の電子求引基は、2~20個の炭素原子を含む任意に置換されていてもよいアルキニルである。いくつかの実施形態において、R11およびR12の電子求引基は、-COR15、-SOR15、または-SO2R15であり、ここで、R15は、H、1~20個の炭素原子を含む任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキル、-OR16または-NR16
2であり、ここで、各R16は、独立して、H、または1~20個の炭素原子を含む任意に置換されていてもよいアルキルであるか、または、2つのR16基は、それらが結合している窒素と一緒になってヘテロ環を形成する。いくつかの実施形態において、R11およびR12の電子求引基は、-SR17であり、ここで、R17は、1~20個の炭素原子を含む任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、または、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキルである。
式(IV)のヒドロゲルのいくつかの実施形態において、R11およびR12のうちの少なくとも1つは、-CN、-SOR15、または-SO2R15である。いくつかの実施形態において、R11およびR12のうちの少なくとも1つは、-CN、または-SO2R15である。いくつかの実施形態において、R11およびR12のうちの少なくとも1つは、-CN、または-SO2R15であり、ここで、R15は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリールである。いくつかの実施形態において、R11およびR12のうちの少なくとも1つは、-CN、-SO2N(CH3)2、-SO2CH3、-SO2Ph、-SO2PhCl、-SO2N(CH2CH2)2O、-SO2CH(CH3)2、-SO2N(CH3)(CH2CH3)、または、-SO2N(CH2CH2OCH3)2、である。
式(IV)のヒドロゲルのいくつかの実施形態において、各R14は、独立して、C1-C3アルキルである。いくつかの実施形態において、R14の少なくとも1つは、メチルである。いくつかの実施形態において、R14は両方、メチルである。
式(IV)のヒドロゲルのいくつかの実施形態において、R11は、CN、または-SO2R15であり、ここで、R15は、C1-C6アルキル、アリール、ヘテロアリール、または-NR16
2であり、ここで、各R16は、独立して、C1-C6アルキル、アリール、またはヘテロアリール、および、R12=Hであり、ここで、R15およびR16のそれぞれは、独立して、任意に置換されていてもよい。
そのようなヒドロゲルに結合したリンカー-タンパク質の一般式を、図1に示す。
特定の実施形態において、Mは、式(V)または式(VI)
(V)
(VI)
[式中、P1、P2、r、R11、R12、およびR14は、式(IV)について本明細書に記載した通りであり;および、
Z’はシクロオクチン基を含む。]
で示される、ヒドロゲルである。
特定の実施形態において、Z’は、4-シクロオクチニルオキシカルボニル、または(1R,8S,9s)-ビシクロ[6.1.0]ノナ-4-イン-9-イルメトキシカルボニル、である。
[式中、P1、P2、r、R11、R12、およびR14は、式(IV)について本明細書に記載した通りであり;および、
Z’はシクロオクチン基を含む。]
で示される、ヒドロゲルである。
特定の実施形態において、Z’は、4-シクロオクチニルオキシカルボニル、または(1R,8S,9s)-ビシクロ[6.1.0]ノナ-4-イン-9-イルメトキシカルボニル、である。
これらの式のヒドロゲル支持体の製造は、米国特許第9,649,385号、およびPCT/US2020/026726(2020年4月3日出願)に開示されており、これらのそれぞれは、参照により本明細書に組み込まれる。
上記のコンジュゲートは、そのレジメンで治療することができる疾患または病気を有する対象において、サイトカインの連続的低用量を供給するために、使用され得る。連続的低用量のサイトカイン療法で治療可能な特定の疾患および病気としては、寛容原性CD4+CD25+FOXP3+制御性T細胞の不適切な再構成に関連する、慢性移植片対宿主病(cGVHD)(Koreth et al., Blood 128: 130-7 (2016));全身性エリテマトーデス;サルコイドーシス;C型肝炎誘発性血管炎;円形脱毛症;関節リウマチ;炎症性腸疾患;多発性硬化症;および、1型糖尿病(Koreth et al., Oncology & Hematology Review 10: 157-63 (2014))、が挙げられる。外因性サイトカインによる免疫増強は、癌や免疫不全の治療に有用であり得る。
本開示のコンジュゲートは、当技術分野で知られている標準的な緩衝液および賦形剤を使用して、製剤化することができる。使用される緩衝液は、好ましくはpH3~pH7であり、より好ましくはpH4~pH6である。投与は、可溶性コンジュゲートの場合、静脈内、皮下、硝子体内、または筋肉内であり得、そして、不溶性コンジュゲートの場合、皮下、硝子体内、または筋肉内であり得る。腫瘍内注射も使用され得る。
医薬組成物
別の態様において、薬学的に許容される緩衝液および/または賦形剤と一緒に、高分子担体-薬物コンジュゲートまたはその薬学的に許容される塩を含む、医薬組成物、が本明細書で提供される。緩衝液は、リンカーの安定性が保存中および必要に応じた再調製時に維持されるように、選択され、典型的には、pHが、2~7、好ましくは2~6、より好ましくは2~5である。許容される緩衝液としては、酢酸、クエン酸、リン酸、ヒスチジン、グルコン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、乳酸、酒石酸、コハク酸、リンゴ酸、フマル酸、α-ケトグルタル酸などが挙げられる。賦形剤としては、塩化ナトリウムなどの、張性剤および浸透圧剤;クエン酸またはクエン酸塩、およびパラベンなどの、保存剤;フェノールおよびクレゾールなどの、抗菌剤;ブチル化ヒドロキシトルエン、ビタミンA、C、またはE、システイン、メチオニンなどの、抗酸化剤;スクロース、ポリオール、ヒアルロン酸、およびカルボキシメチルセルロースなどの、密度調整剤、を挙げることができる。これらの製剤は、例えば、「Remington’s Pharmaceutical Science」 A.R. Gennaro, ed., 17th edition, 1985, Mack Publishing Company, Easton, PA, USAに記載されているように、当業者に知られている従来の方法によって、製造することができる。医薬組成物は、液体溶液または懸濁液で供給されてもよく、あるいは、例えば、液体組成物の凍結乾燥によって、固体として提供されてもよい。このような凍結乾燥物は、使用前に迅速かつ効率的な再調製を行うための増量剤をさらに含み得る。
別の態様において、薬学的に許容される緩衝液および/または賦形剤と一緒に、高分子担体-薬物コンジュゲートまたはその薬学的に許容される塩を含む、医薬組成物、が本明細書で提供される。緩衝液は、リンカーの安定性が保存中および必要に応じた再調製時に維持されるように、選択され、典型的には、pHが、2~7、好ましくは2~6、より好ましくは2~5である。許容される緩衝液としては、酢酸、クエン酸、リン酸、ヒスチジン、グルコン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、乳酸、酒石酸、コハク酸、リンゴ酸、フマル酸、α-ケトグルタル酸などが挙げられる。賦形剤としては、塩化ナトリウムなどの、張性剤および浸透圧剤;クエン酸またはクエン酸塩、およびパラベンなどの、保存剤;フェノールおよびクレゾールなどの、抗菌剤;ブチル化ヒドロキシトルエン、ビタミンA、C、またはE、システイン、メチオニンなどの、抗酸化剤;スクロース、ポリオール、ヒアルロン酸、およびカルボキシメチルセルロースなどの、密度調整剤、を挙げることができる。これらの製剤は、例えば、「Remington’s Pharmaceutical Science」 A.R. Gennaro, ed., 17th edition, 1985, Mack Publishing Company, Easton, PA, USAに記載されているように、当業者に知られている従来の方法によって、製造することができる。医薬組成物は、液体溶液または懸濁液で供給されてもよく、あるいは、例えば、液体組成物の凍結乾燥によって、固体として提供されてもよい。このような凍結乾燥物は、使用前に迅速かつ効率的な再調製を行うための増量剤をさらに含み得る。
使用方法
別の態様において、本明細書に記載の高分子担体-薬物コンジュゲートおよびそれを含む医薬組成物を用いて、個体の疾患または病気を治療または予防することができる。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の高分子担体-薬物コンジュゲート、または本明細書に記載の高分子担体-薬物コンジュゲートを含む医薬組成物を、それを必要とする個体に投与することを含む、疾患または病気を治療する方法、が提供される。「個体」は、ヒトであってよく、あるいは、ネコ、イヌ、ウシ、ラット、マウス、ウマ、ウサギ、または他の飼育動物などの、動物であってもよい。
別の態様において、本明細書に記載の高分子担体-薬物コンジュゲートおよびそれを含む医薬組成物を用いて、個体の疾患または病気を治療または予防することができる。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の高分子担体-薬物コンジュゲート、または本明細書に記載の高分子担体-薬物コンジュゲートを含む医薬組成物を、それを必要とする個体に投与することを含む、疾患または病気を治療する方法、が提供される。「個体」は、ヒトであってよく、あるいは、ネコ、イヌ、ウシ、ラット、マウス、ウマ、ウサギ、または他の飼育動物などの、動物であってもよい。
また、疾患または病気の治療に使用するための、本明細書に記載の高分子担体-薬物コンジュゲートを含む組成物、が提供される。また、疾患または病気の治療のための医薬の製造における、本明細書に記載の高分子担体-薬物コンジュゲートの使用、が本明細書で提供される。
治療を必要とする適用可能な疾患または病気は、コンジュゲート薬物の性質から、当業者によって認識されるものである。
特定の代表的な実施形態が以下に提供される。
実施形態1
下記の式
M-[Z*-L-D]q
[式中、
Mは、高分子担体であり;
Z*は、接続官能基であり;
Lは、切断可能なリンカーであり;および、
Dは、サイトカインまたはその変異体のアミン残基であり;および、
ここで、Mが可溶性担体である場合、q=1~10であり、Mが不溶性担体である場合、qは多数である。]
で示される、コンジュゲート。
実施形態2
Z*が、カルボキサミド、オキシム、チオエーテル、またはトリアゾールであり;
Lが、下記の式
[式中、
n=0~6、またはn=1~6であり;
R1およびR2は、独立して、電子求引基、アルキル、またはHであり、ここで、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、電子求引基であり;
各R4は、独立して、H、またはC1-C3アルキルであるか、または、2つのR4は、一緒になって3~6員環を形成し;
Sは、存在しないか、または、(CH2CH2O)h(CH2)gCONHであり、ここで、g=1~6、および、h=0~1000であり;
Yは、存在しないか、または、NH(CH2CH2O)p(CH2)mであり、ここで、m=2~6、および、p=0~1000である。]
で示されるものである、実施形態1に記載のコンジュゲート。
実施形態3
R1が、CN、またはR5SO2であり、ここで、R5は、C1-C6アルキル、アリール、ヘテロアリールであるか、または、(R6)2Nであり、ここで、R6は、C1-C6アルキル、アリール、またはヘテロアリールであり、および、R2=Hであり、ここで、R4~R6のそれぞれは、任意に置換されていてもよい、実施形態2に記載のコンジュゲート。
実施形態4
Mが、平均分子量1,000~100,000ダルトンの可溶性ポリエチレングリコールであり、および、q=1~10である、実施形態1~3のいずれかに記載のコンジュゲート。
実施形態5
Mが、不溶性ヒドロゲル、または外科装置であり、qが、多数である、実施形態1~3のいずれかに記載のコンジュゲート。
実施形態6
Dが、IL-2、IL-7、IL-9、IL-10、IL-15、IL-21、またはそれらの変異体である、実施形態1~3のいずれかに記載のコンジュゲート。
実施形態7
Dが、二量体βγ受容体よりも三量体αβγ受容体に対して選択的結合性を有するIL-2変異体であるか、または、三量体αβγ受容体よりも二量体βγ受容体に対して選択的結合性を有するIL-2変異体である、実施形態6に記載のコンジュゲート。
実施形態8
Dが、脱アミド化に対して安定化されたIL-15変異体である、実施形態1~3のいずれかに記載のコンジュゲート。
実施形態9
下記の式
[式中、n=0~6、またはn=1~6であり、R1およびR2は、独立して、電子求引基、アルキル、またはHであり、ここで、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、電子求引基であり;各R4は、独立して、H、またはC1-C3アルキルであるか、または、一緒になって3~6員環を形成していてもよく;Zは、リンカーを高分子担体に接続するための官能基であり;Sは、存在しないか、または、(CH2CH2O)h(CH2)gCONHであり、ここで、g=1~6、および、h=0~1000であり;Yは、存在しないか、または、NH(CH2CH2O)p(CH2)mであり、ここで、m=2~6、および、p=0~1000であり;そして、Dは、サイトカインまたはその変異体のアミン残基である。]
で示されるリンカー-タンパク質。
実施形態10
R1が、CN、またはR5SO2であり、ここで、R5が、C1-C6アルキル、アリール、ヘテロアリールであるか、または、(R6)2Nであり、ここで、R6は、C1-C6アルキル、アリール、またはヘテロアリールであり、および、R2=Hであり、ここで、R4~R6のそれぞれは、任意に置換されていてもよい、実施形態9に記載のリンカー-タンパク質。
実施形態11
Dが、IL-2、IL-7、IL-9、IL-10、IL-15、IL-21、またはそれらの変異体である、実施形態9または10に記載のリンカー-タンパク質。
実施形態12
Dが、二量体βγ受容体よりも三量体αβγ受容体に対して選択的結合性を有するIL-2変異体であるか、または、三量体αβγ受容体よりも二量体βγ受容体に対して選択的結合性を有するIL-2変異体である、実施形態11に記載のリンカー-タンパク質。
実施形態13
Dが、IL-2、IL-2 N88R、IL-2 N88D、IL-2 N88R,C125S、および、IL-2 N88D,C125S、からなる群から選択される、実施形態12に記載のリンカー-タンパク質。
実施形態14
Dが、IL-15、IL-15 N77A、および、IL-15-[N71S,N72A,N77A]、からなる群から選択される、実施形態9または10に記載のリンカー-タンパク質。
実施形態15
Dが、IL-2、IL-7、IL-9、IL-10、IL-15、IL-21、またはそれらの変異体からなる群から選択され、ここで、そのN-アルファアミン基は、NH2(CH2CH2O)p(CH2)mの付加によって修飾され、ここで、m=2~6、および、p=0~1000である、実施形態9または10に記載のリンカー-タンパク質。
実施形態16
Dが、IL-2、またはIL-2変異体である、実施形態1~3のいずれかに記載のコンジュゲートにより対象を処置することからなる、対象において、Treg細胞を選択的に増殖させる方法。
実施形態17
Dが、IL-15、またはIL-15変異体である、実施形態1~3のいずれかに記載のコンジュゲートにより対象を処置することからなる、対象において、CD8+エフェクターT細胞を選択的に増殖させる方法。
実施形態18
実施形態1~8のいずれかに記載のコンジュゲートを投与することを含む、そのような治療を必要とする対象における、疾患または病気を治療する方法。
実施形態19
疾患または病気が、自己免疫疾患、寛容原性CD4+ CD25+ FOXP3+制御性T細胞の不適切な再構成に関連する慢性移植片対宿主病(cGVHD);全身性エリテマトーデス;サルコイドーシス;C型肝炎誘発性血管炎;脱毛症;関節リウマチ;炎症性腸疾患;多発性硬化症;または、1型糖尿病である、実施形態18に記載の方法。
実施形態20
実施形態1~8のいずれかに記載のコンジュゲートを投与することからなる、そのような治療を受けている対象における、免疫療法を増強するための方法。
実施形態1
下記の式
M-[Z*-L-D]q
[式中、
Mは、高分子担体であり;
Z*は、接続官能基であり;
Lは、切断可能なリンカーであり;および、
Dは、サイトカインまたはその変異体のアミン残基であり;および、
ここで、Mが可溶性担体である場合、q=1~10であり、Mが不溶性担体である場合、qは多数である。]
で示される、コンジュゲート。
実施形態2
Z*が、カルボキサミド、オキシム、チオエーテル、またはトリアゾールであり;
Lが、下記の式
n=0~6、またはn=1~6であり;
R1およびR2は、独立して、電子求引基、アルキル、またはHであり、ここで、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、電子求引基であり;
各R4は、独立して、H、またはC1-C3アルキルであるか、または、2つのR4は、一緒になって3~6員環を形成し;
Sは、存在しないか、または、(CH2CH2O)h(CH2)gCONHであり、ここで、g=1~6、および、h=0~1000であり;
Yは、存在しないか、または、NH(CH2CH2O)p(CH2)mであり、ここで、m=2~6、および、p=0~1000である。]
で示されるものである、実施形態1に記載のコンジュゲート。
実施形態3
R1が、CN、またはR5SO2であり、ここで、R5は、C1-C6アルキル、アリール、ヘテロアリールであるか、または、(R6)2Nであり、ここで、R6は、C1-C6アルキル、アリール、またはヘテロアリールであり、および、R2=Hであり、ここで、R4~R6のそれぞれは、任意に置換されていてもよい、実施形態2に記載のコンジュゲート。
実施形態4
Mが、平均分子量1,000~100,000ダルトンの可溶性ポリエチレングリコールであり、および、q=1~10である、実施形態1~3のいずれかに記載のコンジュゲート。
実施形態5
Mが、不溶性ヒドロゲル、または外科装置であり、qが、多数である、実施形態1~3のいずれかに記載のコンジュゲート。
実施形態6
Dが、IL-2、IL-7、IL-9、IL-10、IL-15、IL-21、またはそれらの変異体である、実施形態1~3のいずれかに記載のコンジュゲート。
実施形態7
Dが、二量体βγ受容体よりも三量体αβγ受容体に対して選択的結合性を有するIL-2変異体であるか、または、三量体αβγ受容体よりも二量体βγ受容体に対して選択的結合性を有するIL-2変異体である、実施形態6に記載のコンジュゲート。
実施形態8
Dが、脱アミド化に対して安定化されたIL-15変異体である、実施形態1~3のいずれかに記載のコンジュゲート。
実施形態9
下記の式
で示されるリンカー-タンパク質。
実施形態10
R1が、CN、またはR5SO2であり、ここで、R5が、C1-C6アルキル、アリール、ヘテロアリールであるか、または、(R6)2Nであり、ここで、R6は、C1-C6アルキル、アリール、またはヘテロアリールであり、および、R2=Hであり、ここで、R4~R6のそれぞれは、任意に置換されていてもよい、実施形態9に記載のリンカー-タンパク質。
実施形態11
Dが、IL-2、IL-7、IL-9、IL-10、IL-15、IL-21、またはそれらの変異体である、実施形態9または10に記載のリンカー-タンパク質。
実施形態12
Dが、二量体βγ受容体よりも三量体αβγ受容体に対して選択的結合性を有するIL-2変異体であるか、または、三量体αβγ受容体よりも二量体βγ受容体に対して選択的結合性を有するIL-2変異体である、実施形態11に記載のリンカー-タンパク質。
実施形態13
Dが、IL-2、IL-2 N88R、IL-2 N88D、IL-2 N88R,C125S、および、IL-2 N88D,C125S、からなる群から選択される、実施形態12に記載のリンカー-タンパク質。
実施形態14
Dが、IL-15、IL-15 N77A、および、IL-15-[N71S,N72A,N77A]、からなる群から選択される、実施形態9または10に記載のリンカー-タンパク質。
実施形態15
Dが、IL-2、IL-7、IL-9、IL-10、IL-15、IL-21、またはそれらの変異体からなる群から選択され、ここで、そのN-アルファアミン基は、NH2(CH2CH2O)p(CH2)mの付加によって修飾され、ここで、m=2~6、および、p=0~1000である、実施形態9または10に記載のリンカー-タンパク質。
実施形態16
Dが、IL-2、またはIL-2変異体である、実施形態1~3のいずれかに記載のコンジュゲートにより対象を処置することからなる、対象において、Treg細胞を選択的に増殖させる方法。
実施形態17
Dが、IL-15、またはIL-15変異体である、実施形態1~3のいずれかに記載のコンジュゲートにより対象を処置することからなる、対象において、CD8+エフェクターT細胞を選択的に増殖させる方法。
実施形態18
実施形態1~8のいずれかに記載のコンジュゲートを投与することを含む、そのような治療を必要とする対象における、疾患または病気を治療する方法。
実施形態19
疾患または病気が、自己免疫疾患、寛容原性CD4+ CD25+ FOXP3+制御性T細胞の不適切な再構成に関連する慢性移植片対宿主病(cGVHD);全身性エリテマトーデス;サルコイドーシス;C型肝炎誘発性血管炎;脱毛症;関節リウマチ;炎症性腸疾患;多発性硬化症;または、1型糖尿病である、実施形態18に記載の方法。
実施形態20
実施形態1~8のいずれかに記載のコンジュゲートを投与することからなる、そのような治療を受けている対象における、免疫療法を増強するための方法。
以下の実施例は、説明に役立つためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。その中で引用されているすべての参考文献は、それらの開示の特定の態様として、特にそれらの態様および一般的なものとして、引用されているものを含め、参照により本明細書に組み込まれる。
製造A
Sが存在しない、式(IIa)のリンカー
Sが存在しない式(IIa)のリンカーを、以下の一般的な手法に従って製造した。一方法において、基ZおよびR4を含むエステルを、塩基の、典型的にはカリウムtert-ブトキシドまたはカリウムtert-ペントキシドの存在下、R1R2CH2と縮合させて、中間体ケトンを形成し、これを、水素化ホウ素ナトリウムを用いて、アルコールに還元した。次いで、これを、トリホスゲンおよびピリジンとの反応によって活性化して、X=Clである式(IIa)のリンカーを得た。これは、クロロホルメートとN-ヒドロキシスクシンイミドとの反応により、X=スクシンイミジルオキシに、さらに変換することができた。別の方法において、最初の縮合は、まず、R1R2CH2を、ブチルリチウム、リチウムジイソプロピルアミド、または金属化ヘキサメチルジシラザンなどの強塩基と反応させ、次に、得られたR1R2CH-カルバニオンをエステルで処理して、同様のケトン中間体を生成することによって、実施した。いくつかの具体的な例を以下に示す。
Sが存在しない、式(IIa)のリンカー
(1)4-アジド-1-シアノ-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式(I)において、n=1、R1=CN、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)
1Mのカリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(3.5mL、3.5mmol)を、-30℃で、メチル 3-アジド-2,2-ジメチルプロピオネート(Kim, Synthetic Communicationsに従って調製;300mg、1.9mmol)、およびアセトニトリル(0.365mL、7.0mmol)のTHF7mLの溶液に加えた。混合物を-30℃で30分間撹拌し、次いで、1時間で周囲温度まで昇温し、さらに30分間撹拌した。混合物を氷で冷却し、6NのHCl(0.62mL、3.7mmol)を加えてクエンチし、次に、EtOAcと水で分液した。水相をEtOAcで2回抽出し、合わせた有機物を食塩水で洗浄し、MgSO4で乾燥し、濾過し、そして、濃縮して、粗製のケトンを得た。
1Mのカリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(3.5mL、3.5mmol)を、-30℃で、メチル 3-アジド-2,2-ジメチルプロピオネート(Kim, Synthetic Communicationsに従って調製;300mg、1.9mmol)、およびアセトニトリル(0.365mL、7.0mmol)のTHF7mLの溶液に加えた。混合物を-30℃で30分間撹拌し、次いで、1時間で周囲温度まで昇温し、さらに30分間撹拌した。混合物を氷で冷却し、6NのHCl(0.62mL、3.7mmol)を加えてクエンチし、次に、EtOAcと水で分液した。水相をEtOAcで2回抽出し、合わせた有機物を食塩水で洗浄し、MgSO4で乾燥し、濾過し、そして、濃縮して、粗製のケトンを得た。
水素化ホウ素ナトリウム(33mg、0.88mmol)を、粗製のケトン(300mg、約1.75mmol)のメタノール7mLの溶液に加えた。次いで、混合物を15分間撹拌し、6NのHCl(0.7mL)を加えることによりクエンチし、EtOAcと水で分液した。水相をEtOAcで2回抽出し、合わせた有機物を食塩水で洗浄し、MgSO4で乾燥し、濾過し、そして、濃縮して、粗製のアルコールを得た。SiO2(20~40%のEtOAc/ヘキサン)で精製することにより、4-アジド-1-シアノ-3,3-ジメチル-2-ブタノール(142mg、0.85mmol)を得た。
1H-NMR (CDCl3, 300 MHz) d 3.83-3.92 (m,1H), 3.43 (d, J=12.1 Hz,1H), 3.21 (d, J=12.1 Hz, 1H), 2.41-2.62 (m,3H), 0.97 (s,3H), 0.96 (s,3H).
1H-NMR (CDCl3, 300 MHz) d 3.83-3.92 (m,1H), 3.43 (d, J=12.1 Hz,1H), 3.21 (d, J=12.1 Hz, 1H), 2.41-2.62 (m,3H), 0.97 (s,3H), 0.96 (s,3H).
ピリジン(136μL、1.7mmol)を、氷冷した、4-アジド-1-シアノ-3,3-ジメチル-2-ブタノール(142mg、0.85mmol)、およびトリホスゲン(425mg、1.44mmol)のTHF8mLの溶液に、滴下して加えた。得られた懸濁液を周囲温度まで昇温し、15分間撹拌し、次いで、濾過し、濃縮して、粗製のクロロホルメートを得た。これを8mLのTHFに溶解し、氷冷し、N-ヒドロキシスクシンイミド(291mg、2.5mmol)、およびピリジン(204μL、2.53mmol)で処理した。得られた懸濁液を周囲温度まで昇温し、15分間撹拌し、次いで、EtOAcと5%KHSO4で分液した。水相をEtOAcで2回抽出し、合わせた有機物を食塩水で洗浄し、MgSO4で乾燥し、濾過し、そして、濃縮して、粗製のスクシンイミジルカーボネートを得た。SiO2(20~40%のEtOAc/ヘキサン)で精製することにより、4-アジド-1-シアノ-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート(174mg、0.56mmol)を得た。
1H-NMR (CDCl3, 300 MHz) d 5.03 (dd,J=7.0,5.1,1H), 3.27-3.41 (m,6H), 3.43 (d, J=12.1 Hz,1H), 3.21 (d, J=12.1 Hz, 1H), 2.41-2.62 (m,3H), 0.97 (s,3H), 0.96 (s,3H).
1H-NMR (CDCl3, 300 MHz) d 5.03 (dd,J=7.0,5.1,1H), 3.27-3.41 (m,6H), 3.43 (d, J=12.1 Hz,1H), 3.21 (d, J=12.1 Hz, 1H), 2.41-2.62 (m,3H), 0.97 (s,3H), 0.96 (s,3H).
(2)4-アジド-1-((N,N-ジメチルアミノ)スルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式(I)において、n=1、R1=SO2N(CH3)2、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
1.43Mのn-ブチルリチウムのヘキサン溶液(70mL、100mmol)を、不活性雰囲気下、-50℃に保った、N,N-ジメチルメタンスルホンアミド(12.33g、100mmol)の無水THF200mLの撹拌溶液に加えた。混合物を1時間で-20℃に昇温し、次いで、-50℃に再冷却した後、メチル 3-アジド-2,2-ジメチルプロピオネート(Kim, Synthetic Communicationsに従って調製;7.70g、50mmol)を加えた。混合物を2時間で+10℃に昇温し、次いで、20mLの6NのHClでクエンチした。混合物を、メチルt-ブチルエーテル(MTBE、200mL)で希釈し、水100mLで2回、および食塩水100mLで1回、洗浄し、MgSO4で乾燥し、濾過し、濃縮して、粗製のケトン生成物14.05gを得た。0、20、30、40、および50%のEtOAc/ヘキサンの段階グラジエントを用いたSiO2(220g)のクロマトグラフィーにより精製して、結晶固体として、4-アジド-1-((N,N-ジメチルアミノ)スルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブタノン(10.65g、86%)を得た。
1.43Mのn-ブチルリチウムのヘキサン溶液(70mL、100mmol)を、不活性雰囲気下、-50℃に保った、N,N-ジメチルメタンスルホンアミド(12.33g、100mmol)の無水THF200mLの撹拌溶液に加えた。混合物を1時間で-20℃に昇温し、次いで、-50℃に再冷却した後、メチル 3-アジド-2,2-ジメチルプロピオネート(Kim, Synthetic Communicationsに従って調製;7.70g、50mmol)を加えた。混合物を2時間で+10℃に昇温し、次いで、20mLの6NのHClでクエンチした。混合物を、メチルt-ブチルエーテル(MTBE、200mL)で希釈し、水100mLで2回、および食塩水100mLで1回、洗浄し、MgSO4で乾燥し、濾過し、濃縮して、粗製のケトン生成物14.05gを得た。0、20、30、40、および50%のEtOAc/ヘキサンの段階グラジエントを用いたSiO2(220g)のクロマトグラフィーにより精製して、結晶固体として、4-アジド-1-((N,N-ジメチルアミノ)スルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブタノン(10.65g、86%)を得た。
上記のケトンをメタノール200mLに溶解し、氷冷し、水素化ホウ素ナトリウム(0.96g、25mmol)で15分間処理した後、4mLの6NのHClでクエンチし、濃縮した。得られたスラリーをメチルt-ブチルエーテル(MTBE、200mL)で希釈し、水100mLで1回、食塩水100mLで1回、洗浄し、MgSO4で乾燥し、濾過し、濃縮して、10.0gの結晶の4-アジド-1-((N,N-ジメチルアミノ)スルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブタノールを得た。
ピリジン(10.6mL、132mmol)を、N-ヒドロキシスクシンイミド(6.90g、60mmol)、およびトリホスゲン(5.93g、20mmol)の、氷冷したジクロロメタン250mLの撹拌混合物に、10分で加えた。混合物を氷冷で15分間撹拌し、次いで、30分で周囲温度まで昇温した。4-アジド-1-((N,N-ジメチルアミノ)スルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブタノール(10.0g、40mmol)のジクロロメタン20mLの溶液を加え、混合物を周囲温度で1時間さらに撹拌した。氷冷した後、混合物を、水100mLで処理し、相を分離した。有機相を、水で2回、5%KHSO4で1回、および食塩水で1回、洗浄し、MgSO4で乾燥し、濾過し、濃縮した。粗生成物を、100mLの30%EtOAc/ヘキサンから結晶化して、白色の結晶固体として、4-アジド-1-((N,N-ジメチルアミノ)スルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート(11.1g、71%)を得た。
(3)これらの手法に従って製造した、さらなる式(I)の化合物は、以下のものが挙げられる。
4-アジド-1-(メチルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2CH3、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-((4-メチルピペリジニル)スルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2N(CH2CH2)2CHCH3、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。LC/MSは[M+H]+=446.15を示す。
4-アジド-1-(フェニルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2Ph、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-(4-クロロフェニルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2PhCl、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-(4-モルホリノスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2N(CH2CH2)2O、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-(イソプロピルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2CH(CH3)2、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-((N-エチル-N-メチルアミノ)スルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2N(CH3)(CH2CH3)、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-((N,N-ビス(2-メトキシエチル)アミノスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2N(CH2CH2OCH3)2、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-(4-メチルフェニルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2PhCH3、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
Sが存在せず、各R4がHである、式(I)の化合物を、Santi et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109(16): 6211-6に従って、製造した。
(3)これらの手法に従って製造した、さらなる式(I)の化合物は、以下のものが挙げられる。
4-アジド-1-(メチルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2CH3、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-((4-メチルピペリジニル)スルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2N(CH2CH2)2CHCH3、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。LC/MSは[M+H]+=446.15を示す。
4-アジド-1-(フェニルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2Ph、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-(4-クロロフェニルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2PhCl、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-(4-モルホリノスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2N(CH2CH2)2O、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-(イソプロピルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2CH(CH3)2、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-((N-エチル-N-メチルアミノ)スルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2N(CH3)(CH2CH3)、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-((N,N-ビス(2-メトキシエチル)アミノスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2N(CH2CH2OCH3)2、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-(4-メチルフェニルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2PhCH3、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
Sが存在せず、各R4がHである、式(I)の化合物を、Santi et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109(16): 6211-6に従って、製造した。
製造B
S=(CH2CH2O)h(CH2)gC(O)NH、および、X=NH(CH2CH2O)p(CH2)(m-1)CHOである、式(IIa)のリンカー
S=(CH2CH2O)h(CH2)gC(O)NH、および、X=NH(CH2CH2O)p(CH2)(m-1)CHOである、式(IIa)のリンカーを、以下のように製造した。一方法において、Zがアジドであり、Sが存在せず、X=スクシンイミジルオキシである式(IIa)のリンカーを、Rがアルキルであるアミン-アセタールH2N-(CH2)m-1CH(OR)2と反応させ、アジドカルバメートアセタールを得た。パラジウム触媒での触媒的水素化、または、水の存在下でのトリメチルホスフィンによるシュタウディンガー還元のいずれかにより、アジド基をアミンに還元し、続いて、スペーサー-スクシンイミジルエステルZ-(CH2CH2O)h(CH2)gC(O)OSuを加えて、アセタール保護の形態のリンカーを得た。次いで、酸性条件下でのアセタールの加水分解により、S=(CH2CH2O)h(CH2)gC(O)NH、および、X=NH(CH2CH2O)p(CH2)(m-1)CHOである、式(IIa)のリンカーを得た。具体例は次のとおりである。
S=(CH2CH2O)h(CH2)gC(O)NH、および、X=NH(CH2CH2O)p(CH2)(m-1)CHOである、式(IIa)のリンカー
7-(15-アジド-4,7,10,13-テトラオキサペンタデカンアミド)-1-(4-フェニルスルホニル)-2-ヘプチル N-(3-オキシプロピル)カルバメート (式IIaにおいて、Z=N3、S=(CH2CH2O)4(CH2)2C(O)NH、n=5、R1=(4-メチルフェニル)SO2、R2=H、各R4=H、および、X=NH(CH2)2CHO))
(1)7-アジド-1-(4-メチルフェニルスルホニル)-2-ヘプチル N-(3,3-ジエトキシプロピル)カルバメート
7-アジド-1-(4-メチルフェニルスルホニル)-2-ヘプチルスクシンイミジルカーボネート(125mg、277μmol、最終濃度50mM)(Santi et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109(16): 6211-6)を、5.5mLのMeCNに溶解し、1-アミノ-3,3-ジエトキシプロパン(54μL、0.33mmol、最終濃度60mM)を加えた。反応混合物を周囲温度で撹拌した。15分以内に、TLCの判断により、出発のカーボネートが完全に消費された。反応混合物を、100mLの1:1のEtOAc:NaHCO3(飽和水溶液)で分液した。水層を40mLのEtOAcで抽出した。合わせた有機層を、水、KHSO4(5%水溶液)、水および食塩水(各1×30mL)で、順次に洗浄した。有機相を分離し、MgSO4で乾燥し、濾過し、濃縮して、109mg(粗81%)の表題の化合物を、無色の油として得て、これをさらに精製することなく次の工程ですべて使用した。
1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 7.76 (d, J=8.1 Hz, 2H), 7.33 (d, J=8.1 Hz, 2H), 5.04 (quin, J=6.8 Hz, 1H), 4.91 (t, J=5.4 Hz, 1H), 4.49 (t, J=5.2 Hz, 1H), 3.62 (m, 2H), 3.37-3.53 (m, 3H), 3.10-3.25 (m, 5H), 2.42 (s, 3H), 1.74 (q, J=5.8 Hz, 2H), 1.63 (br q, J=5.7 Hz, 2H), 1.52 (m, 2H), 1.30 (br m, 4H), 1.17 (td, J=7.0, 2.1 Hz, 6H).
LC-MS (m/z): calc, 529.2; obsd, 529.6 [M+HCO2]-.
7-アジド-1-(4-メチルフェニルスルホニル)-2-ヘプチルスクシンイミジルカーボネート(125mg、277μmol、最終濃度50mM)(Santi et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109(16): 6211-6)を、5.5mLのMeCNに溶解し、1-アミノ-3,3-ジエトキシプロパン(54μL、0.33mmol、最終濃度60mM)を加えた。反応混合物を周囲温度で撹拌した。15分以内に、TLCの判断により、出発のカーボネートが完全に消費された。反応混合物を、100mLの1:1のEtOAc:NaHCO3(飽和水溶液)で分液した。水層を40mLのEtOAcで抽出した。合わせた有機層を、水、KHSO4(5%水溶液)、水および食塩水(各1×30mL)で、順次に洗浄した。有機相を分離し、MgSO4で乾燥し、濾過し、濃縮して、109mg(粗81%)の表題の化合物を、無色の油として得て、これをさらに精製することなく次の工程ですべて使用した。
1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 7.76 (d, J=8.1 Hz, 2H), 7.33 (d, J=8.1 Hz, 2H), 5.04 (quin, J=6.8 Hz, 1H), 4.91 (t, J=5.4 Hz, 1H), 4.49 (t, J=5.2 Hz, 1H), 3.62 (m, 2H), 3.37-3.53 (m, 3H), 3.10-3.25 (m, 5H), 2.42 (s, 3H), 1.74 (q, J=5.8 Hz, 2H), 1.63 (br q, J=5.7 Hz, 2H), 1.52 (m, 2H), 1.30 (br m, 4H), 1.17 (td, J=7.0, 2.1 Hz, 6H).
LC-MS (m/z): calc, 529.2; obsd, 529.6 [M+HCO2]-.
7-アジド-1-(4-メチルフェニルスルホニル)-2-ヘプチル N-(3,3-ジエトキシプロピル)カルバメート(109mg、225μmol、最終濃度0.1M)を、2.3mLの無水EtOHに溶解した。パラジウム炭素(10%、活性化、109mg)を加えた。反応フラスコをゴム製セプタムで密閉し、次いで、排気し、水素ガスを充填した(3×)。反応混合物を、H2(バルーン)の雰囲気下、周囲温度で、激しく撹拌した。90分後、TLCの判断により、出発物質は完全に消費された。反応混合物を、セライトの短いピペットプラグを通して濾過し、パッドを10mLのEtOHで洗浄した。濾液を濃縮して乾燥して、90mgの中間体アミンを、無色の油として得て、これをさらに精製することなく次の工程ですべて使用した。
粗製の7-アミノ-1-(4-メチルフェニルスルホニル)-2-ヘプチル N-(3,3-ジエトキシプロピル)カルバメート(90mg、最大0.20mmol、最終濃度0.1M)を、2.0mLのMeCNに溶解した。スクシンイミジル 15-アジド-4,7,10,13-テトラオキサペンタデカノエート(93mg、0.24mmol、最終濃度0.12M)、およびDIPEA(42μL、0.22mmol)を加え、反応物を、周囲温度で撹拌し、TLCでモニタリングした。1時間後、反応混合物を、60mLの1:1のEtOAc:NaHCO3(飽和水溶液)で分液した。有機層を、水、クエン酸(10%水溶液)、水および食塩水(各1×30mL)で、順次に洗浄した。有機相を、分離し、MgSO4で乾燥し、濾過し、濃縮して乾燥した。粗生成物を、CH2Cl2中アセトンの段階的勾配:0%、10%、20%、30%、40%および50%(各30mL)で溶出する、4gのSiliaSepカラムで精製した。精製された生成物を含む画分を合わせて濃縮し、表題の化合物(68mg、93μmol、2工程で41%)を、無色の油として得た。
1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 7.76 (d, J=8.3 Hz, 2H), 7.32 (d, J=8.1 Hz, 2H), 6.60 (br t, J=5.8 Hz, 1H), 4.95-5.08 (m, 2H), 4.50 (br t, J=4.9 Hz, 1H), 3.56-3.74 (m, 18H), 3.40-3.52 (m, 3H), 3.36 (t, J=5.1 Hz, 2H), 3.10-3.26 (m, 5H), 2.44 (t, J=5.8 Hz, 2H, obscured), 2.42 (s, 3H), 1.74 (q, J=6.0 Hz, 2H), 1.62 (br s, 2H), 1.43 (br m, 2H), 1.26 (br s, 4H), 1.17 (td, J=7.0, 2.3 Hz, 6H).
LC-MS (m/z): calc, 776.4; obsd, 776.7 [M+HCO2]-.
7-(15-アジド-4,7,10,13-テトラオキサペンタデカンアミド)-1-(4-メチルフェニルスルホニル)-2-ヘプチル N-(3,3-ジエトキシプロピル)カルバメート(68mg、93μmol、最終濃度0.1M)を、0.62mLのCHCl3に溶解した。水およびTFA(各0.16mL)を、順次に加えた。反応混合物を周囲温度で激しく撹拌した。2時間後、TLCの判断により、出発物のアセタールは完全に消費された。反応混合物を濃縮して乾燥し、次いで、CH2Cl2中アセトンの段階的勾配:0%、15%、30%、45%、60%および75%(各30mL)で溶出する、4gのSiliaSepカラムで精製した。精製された生成物を含む画分を合わせて濃縮し、表題の化合物(26mg、40μmol、43%)を、無色の油として得た。
1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 9.78 (s, 1H), 7.78 (d, J=8.3 Hz, 2H), 7.36 (d, J=8.0 Hz, 2H), 6.60 (br s, 1H), 5.09 (m, 1H), 4.98 (t, J=6.0 Hz, 1H), 3.62-3.75 (m, 16H), 3.36-3.44 (m, 5H), 3.13-3.26 (m, 3H), 2.70 (t, J=5.7 Hz, 2H), 2.47 (t, J=5.7 Hz, 2H, obscured), 2.45 (s, 3H), 1.63 (br s, 2H), 1.46 (br t, J=6.6 Hz, 2H), 1.29 (m, 4H). LC-MS (m/z): calc, 656.3; obsd, 656.6 [M-H]-; calc, 702.3; obsd, 702.6 [M+HCO2]-; calc, 734.3; obsd, 734.7 [M+CH3OH+HCO2]-.
第2の方法において、Z=Boc-アミノ、S=不存在、および、X=OHである、式(IIa)のリンカーを、同様の一連の工程を経て実施したが、ただし、Boc基は最初に酸性処理下で除去し、スペーサー-スクシンイミジルエステルZ-(CH2CH2O)h(CH2)gC(O)OSuが付加された。次いで、アルコールを、トリホスゲンおよびピリジンとの反応により活性化し、得られたクロロホルメートを、Rがアルキルであるアミン-アセタールH2N-(CH2)m-1CH(OR)2と反応させ、アセタール保護リンカーを得た。次に、酸性条件下でのアセタールの加水分解により、S=(CH2CH2O)h(CH2)gC(O)NH、および、X=NH(CH2CH2O)p(CH2)(m-1)CHOである、式(IIa)のリンカーを得た。具体例は次のとおりである。
工程1および2
1-アジド-18,18-ジメチル-20-フェニルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザ-19-イコサノール
トリフルオロ酢酸(1mL)を、4-[(tert-ブトキシカルボニル)アミノ]-1-フェニルスルホニル-3,3-ジメチル-2-ブタノール(58%w/w混合物の124mg;72mg、0.20mmol、最終濃度0.1M)の1mLのCH2Cl2溶液に加えた。反応物を周囲温度で撹拌し、TLC(ヘキサン中40%EtOAc、モリブデン酸セリウム染色)によってモニタリングした。10分後、TLCによって、出発物質が単一のより極性の高いスポットに変換された。反応物を濃縮して乾燥し、残留揮発性物質を高真空下で除去して、中間体アミンを、白色のフィルムとして得た。中間体を、1.8mLのMeCNに溶解し、DIPEA(0.17mL、1.0mmol)を加えた。無溶媒のアジド-PEG4-OSu(78mg、0.2mmol)を加えた。反応物を、周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によってモニタリングした。アジド-PEG4-OSuは、5分以内に、単一のより速く移動するHPLCピークに完全に変換された。次いで、反応物を濃縮して乾燥し、4gのSiliaSepシリカゲルカラムに載せた。生成物を、CH2Cl2中アセトンの段階的勾配(0%、10%、20%、30%、アセトン;各段階30mL)で溶出した。C18-HPLCにより判断して、精製された生成物を含む画分を合わせ、濃縮して乾燥した。残留揮発性物質を高真空下で除去して、表題の化合物(85mg、0.16mmol、2工程の収率80%)を、無色の油として得た。C18-HPLC、純度はELSDによって決定した:98.2%(RV=9.12mL)。
工程3
1-アジド-18,18-ジメチル-20-フェニルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザイコサン-19-イル(3,3-ジエトキシプロピル)カルバメート
N-ヒドロキシスクシンイミド(92mg、0.80mmol)を、N2下、トリホスゲン(0.24g、0.80mmol)の8.0mLの無水THF溶液に加えた。ピリジン(77μL、0.96mmol)を滴下して加えると、すぐに白い沈殿物が形成された。懸濁液を、周囲温度で15分間撹拌し、次いで、綿栓を通して濾過した。濾液を濃縮して乾燥し、1.6mLの無水THFに再溶解した。1-アジド-18,18-ジメチル-20-フェニルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザ-19-イコサノール(86mg、0.16mmol、0.1M)の1mLの無水THF溶液を加えた。反応物を周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によってモニタリングした。1時間後、出発物のアルコールが消費された。反応混合物を50mLの1:1のEtOAc:KHSO4(5%水溶液)で分液した。層を分離し、有機相を、KHSO4(5%水溶液)、水、NaHCO3(飽和水溶液)および食塩水(各25mL)で、順次に洗浄した。洗浄した有機相を、MgSO4で乾燥し、濾過し、ロータリーエバポレーションにより濃縮した。粗製のスクシンイミジルカーボネートを、1.6mLの無水THFに溶解し、1-アミノ-3,3-ジエトキシプロパン(86μL、0.53mmol)を加えた。反応物を、周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によってモニタリングした。25分後、スクシンイミジルカーボネートは、2つのより遅く溶出する生成物のピークに変換された。反応混合物を、30mLの1:1のEtOAc:酢酸ナトリウム(0.2M、pH5.0)で分液した。層を分離し、有機相を、水および食塩水(各15mL)で、順次に洗浄した。洗浄した有機相を、MgSO4で乾燥し、濾過し、ロータリーエバポレーションにより濃縮した。残留揮発性物質を高真空下で除去して、粗製の表題の化合物(105mg、0.15mmol、2工程の粗収率94%)を、黄色の油として得た。
1-アジド-18,18-ジメチル-20-フェニルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザイコサン-19-イル(3,3-ジエトキシプロピル)カルバメート
N-ヒドロキシスクシンイミド(92mg、0.80mmol)を、N2下、トリホスゲン(0.24g、0.80mmol)の8.0mLの無水THF溶液に加えた。ピリジン(77μL、0.96mmol)を滴下して加えると、すぐに白い沈殿物が形成された。懸濁液を、周囲温度で15分間撹拌し、次いで、綿栓を通して濾過した。濾液を濃縮して乾燥し、1.6mLの無水THFに再溶解した。1-アジド-18,18-ジメチル-20-フェニルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザ-19-イコサノール(86mg、0.16mmol、0.1M)の1mLの無水THF溶液を加えた。反応物を周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によってモニタリングした。1時間後、出発物のアルコールが消費された。反応混合物を50mLの1:1のEtOAc:KHSO4(5%水溶液)で分液した。層を分離し、有機相を、KHSO4(5%水溶液)、水、NaHCO3(飽和水溶液)および食塩水(各25mL)で、順次に洗浄した。洗浄した有機相を、MgSO4で乾燥し、濾過し、ロータリーエバポレーションにより濃縮した。粗製のスクシンイミジルカーボネートを、1.6mLの無水THFに溶解し、1-アミノ-3,3-ジエトキシプロパン(86μL、0.53mmol)を加えた。反応物を、周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によってモニタリングした。25分後、スクシンイミジルカーボネートは、2つのより遅く溶出する生成物のピークに変換された。反応混合物を、30mLの1:1のEtOAc:酢酸ナトリウム(0.2M、pH5.0)で分液した。層を分離し、有機相を、水および食塩水(各15mL)で、順次に洗浄した。洗浄した有機相を、MgSO4で乾燥し、濾過し、ロータリーエバポレーションにより濃縮した。残留揮発性物質を高真空下で除去して、粗製の表題の化合物(105mg、0.15mmol、2工程の粗収率94%)を、黄色の油として得た。
工程4
1-アジド-18,18-ジメチル-20-フェニルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザイコサン-19-イル(3-オキソプロピル)カルバメート
水(0.21mL)およびTFA(0.21mL)を、1-アジド-18,18-ジメチル-20-フェニルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザイコサン-19-イル(3,3-ジエトキシプロピル)カルバメート(105mg、0.15mmol、最終濃度0.1M)の、1.1mLのCH2Cl2溶液に、順次に加えた。反応物を、周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によってモニタリングした。10分後、反応が完了したと判断された。混合物を濃縮して乾燥させた。濃縮物を、SiliaSep4gシリカゲルカラムに載せ、生成物を、CH2Cl2中アセトンの段階的勾配(0%、20%、40%、60%アセトン、各段階30mL)で溶出した。画分はTLC(モリブデン酸セリウム染色)で分析した。精製された生成物を含む画分を合わせ、濃縮して乾燥した。残留揮発性物質を高真空下で除去して、表題の化合物(34mg、54μmol、収率36%)を、無色の油として得た。生成物を、5.0mLのGibcoH2O(0.01M質量)に溶解した。C18-HPLC、純度はELSDによって決定した:99.0%(RV=8.76mL)。
1-アジド-18,18-ジメチル-20-フェニルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザイコサン-19-イル(3-オキソプロピル)カルバメート
水(0.21mL)およびTFA(0.21mL)を、1-アジド-18,18-ジメチル-20-フェニルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザイコサン-19-イル(3,3-ジエトキシプロピル)カルバメート(105mg、0.15mmol、最終濃度0.1M)の、1.1mLのCH2Cl2溶液に、順次に加えた。反応物を、周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によってモニタリングした。10分後、反応が完了したと判断された。混合物を濃縮して乾燥させた。濃縮物を、SiliaSep4gシリカゲルカラムに載せ、生成物を、CH2Cl2中アセトンの段階的勾配(0%、20%、40%、60%アセトン、各段階30mL)で溶出した。画分はTLC(モリブデン酸セリウム染色)で分析した。精製された生成物を含む画分を合わせ、濃縮して乾燥した。残留揮発性物質を高真空下で除去して、表題の化合物(34mg、54μmol、収率36%)を、無色の油として得た。生成物を、5.0mLのGibcoH2O(0.01M質量)に溶解した。C18-HPLC、純度はELSDによって決定した:99.0%(RV=8.76mL)。
1-アジド-18,18-ジメチル-20-メチルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザイコサン-19-イル(3-オキソプロピル)カルバメート (式IIaにおいて、Z=N3、S=(CH2CH2O)4(CH2)2C(O)NH、n=1、R1=MeSO2、R2=H、各R4=メチル、および、X=NH(CH2)2CHO)
工程3
1-アジド-18,18-ジメチル-20-メチルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザイコサン-19-イル(3,3-ジエトキシプロピル)カルバメート
N-ヒドロキシスクシンイミド(98mg、0.85mmol)を、N2下、トリホスゲン(0.25g、0.85mmol)の8.5mLの無水THF溶液に加えた。ピリジン(82μL、1.0mmol)を滴下して加えると、すぐに白い沈殿物が形成された。懸濁液を、周囲温度で15分間撹拌し、次いで、綿栓を通して濾過した。濾液を濃縮して乾燥し、2mLの無水THFに再溶解した。1-アジド-18,18-ジメチル-20-メチルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザ-19-イコサノール(80mg、0.17mmol、0.06M)の1mLの無水THF溶液を加えた。反応物を周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によってモニタリングした。2時間後、出発物のアルコールが消費された。反応混合物を50mLの1:1のEtOAc:KHSO4(5%水溶液)で分液した。層を分離し、洗浄した有機相を、KHSO4(5%水溶液)、水、NaHCO3(飽和水溶液)および食塩水(各25mL)で、順次に洗浄した。有機相を、MgSO4で乾燥し、濾過し、ロータリーエバポレーションにより濃縮した。粗製のスクシンイミジルカーボネート(91mg)を、2mLの無水THFに溶解し、1-アミノ-3,3-ジエトキシプロパン(61μL、0.37mmol)を加えた。反応物を、周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によってモニタリングした。5分後、スクシンイミジルカーボネートは、単一のより遅く溶出する生成物のピークに変換された。反応混合物を、30mLの1:1のEtOAc:酢酸ナトリウム(0.2M、pH5.0)で分液した。層を分離し、有機相を、水および食塩水(各15mL)で、順次に洗浄した。洗浄した有機相を、MgSO4で乾燥し、濾過し、ロータリーエバポレーションにより濃縮した。残留揮発性物質を高真空下で除去して、粗製の表題の化合物(61mg、95μmol、2工程の粗収率56%)を、黄色の油として得た。
工程3
1-アジド-18,18-ジメチル-20-メチルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザイコサン-19-イル(3,3-ジエトキシプロピル)カルバメート
N-ヒドロキシスクシンイミド(98mg、0.85mmol)を、N2下、トリホスゲン(0.25g、0.85mmol)の8.5mLの無水THF溶液に加えた。ピリジン(82μL、1.0mmol)を滴下して加えると、すぐに白い沈殿物が形成された。懸濁液を、周囲温度で15分間撹拌し、次いで、綿栓を通して濾過した。濾液を濃縮して乾燥し、2mLの無水THFに再溶解した。1-アジド-18,18-ジメチル-20-メチルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザ-19-イコサノール(80mg、0.17mmol、0.06M)の1mLの無水THF溶液を加えた。反応物を周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によってモニタリングした。2時間後、出発物のアルコールが消費された。反応混合物を50mLの1:1のEtOAc:KHSO4(5%水溶液)で分液した。層を分離し、洗浄した有機相を、KHSO4(5%水溶液)、水、NaHCO3(飽和水溶液)および食塩水(各25mL)で、順次に洗浄した。有機相を、MgSO4で乾燥し、濾過し、ロータリーエバポレーションにより濃縮した。粗製のスクシンイミジルカーボネート(91mg)を、2mLの無水THFに溶解し、1-アミノ-3,3-ジエトキシプロパン(61μL、0.37mmol)を加えた。反応物を、周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によってモニタリングした。5分後、スクシンイミジルカーボネートは、単一のより遅く溶出する生成物のピークに変換された。反応混合物を、30mLの1:1のEtOAc:酢酸ナトリウム(0.2M、pH5.0)で分液した。層を分離し、有機相を、水および食塩水(各15mL)で、順次に洗浄した。洗浄した有機相を、MgSO4で乾燥し、濾過し、ロータリーエバポレーションにより濃縮した。残留揮発性物質を高真空下で除去して、粗製の表題の化合物(61mg、95μmol、2工程の粗収率56%)を、黄色の油として得た。
工程4
1-アジド-18,18-ジメチル-20-メチルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザイコサン-19-イル(3-オキソプロピル)カルバメート
水(135μL)およびTFA(135μL)を、1-アジド-18,18-ジメチル-20-メチルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザイコサン-19-イル(3,3-ジエトキシプロピル)カルバメート(61mg、95μmol、最終濃度0.1M)の、0.68mLのCH2Cl2溶液に、順次に加えた。反応物を、周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によってモニタリングした。25分後、反応が完了したと判断された。混合物を濃縮して乾燥させた。濃縮物をSiliaSep4gシリカゲルカラムに載せ、生成物を、CH2Cl2中アセトンの段階的勾配(0%、20%、40%、60%、80%、100%アセトン、各段階30mL)で溶出した。画分はTLC(モリブデン酸セリウム染色)およびC18-HPLCで分析した。精製された生成物を含む画分を合わせ、濃縮して乾燥した。残留揮発性物質を高真空下で除去して、表題の化合物(12mg、21μmol、収率22%)を、無色の油として得た。特性評価の後、生成物を、2.0mLのGibcoH2O(0.01M質量)に溶解した。C18-HPLC、純度はELSDによって決定した:91.3%(RV=5.60mL)
(4)これらの方法に従って製造した、さらなる式(I)の化合物を、以下に挙げる。
7-(15-アジド-4,7,10,13-テトラオキサペンタデカンアミド)-1-(4-フェニルスルホニル)-2-ヘプチルN-(3-オキシプロピル)カルバメート (式IIaにおいて、Z=N3、S=(CH2CH2O)4(CH2)2C(O)NH、n=5、R1=PhSO2、R2=H、各R4=H、および、X=NH(CH2)2CHO))。
7-(15-アジド-4,7,10,13-テトラオキサペンタデカンアミド)-1-(メチルスルホニル)-2-ヘプチルN-(3-オキシプロピル)カルバメート (式IIaにおいて、Z=N3、S=(CH2CH2O)4(CH2)2C(O)NH、n=5、R1=MeSO2、R2=H、各R4=H、および、X=NH(CH2)2CHO))。
7-(15-アジド-4,7,10,13-テトラオキサペンタデカンアミド)-1-(モルホリノスルホニル)-2-ヘプチルN-(3-オキシプロピル)カルバメート (式IIaにおいて、Z=N3、S=(CH2CH2O)4(CH2)2C(O)NH、n=5、R1=O(CH2CH2)2N-SO2、R2=H、各R4=H、および、X=NH(CH2)2CHO))。
5-(15-アジド-4,7,10,13-テトラオキサペンタデカンアミド)-3,3-ジメチル-1-(チオモルホリノスルホニル)-2-ペンチルN-(3-オキシプロピル)カルバメート (式IIaにおいて、Z=N3、S=(CH2CH2O)4(CH2)2C(O)NH、n=1、R1=S(CH2CH2)2NSO2、R2=H、各R4=メチル、および、X=NH(CH2)2CHO)。
1-アジド-18,18-ジメチル-20-メチルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザイコサン-19-イル(3-オキソプロピル)カルバメート
水(135μL)およびTFA(135μL)を、1-アジド-18,18-ジメチル-20-メチルスルホニル-15-オキソ-3,6,9,12-テトラオキサ-16-アザイコサン-19-イル(3,3-ジエトキシプロピル)カルバメート(61mg、95μmol、最終濃度0.1M)の、0.68mLのCH2Cl2溶液に、順次に加えた。反応物を、周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によってモニタリングした。25分後、反応が完了したと判断された。混合物を濃縮して乾燥させた。濃縮物をSiliaSep4gシリカゲルカラムに載せ、生成物を、CH2Cl2中アセトンの段階的勾配(0%、20%、40%、60%、80%、100%アセトン、各段階30mL)で溶出した。画分はTLC(モリブデン酸セリウム染色)およびC18-HPLCで分析した。精製された生成物を含む画分を合わせ、濃縮して乾燥した。残留揮発性物質を高真空下で除去して、表題の化合物(12mg、21μmol、収率22%)を、無色の油として得た。特性評価の後、生成物を、2.0mLのGibcoH2O(0.01M質量)に溶解した。C18-HPLC、純度はELSDによって決定した:91.3%(RV=5.60mL)
(4)これらの方法に従って製造した、さらなる式(I)の化合物を、以下に挙げる。
7-(15-アジド-4,7,10,13-テトラオキサペンタデカンアミド)-1-(4-フェニルスルホニル)-2-ヘプチルN-(3-オキシプロピル)カルバメート (式IIaにおいて、Z=N3、S=(CH2CH2O)4(CH2)2C(O)NH、n=5、R1=PhSO2、R2=H、各R4=H、および、X=NH(CH2)2CHO))。
7-(15-アジド-4,7,10,13-テトラオキサペンタデカンアミド)-1-(メチルスルホニル)-2-ヘプチルN-(3-オキシプロピル)カルバメート (式IIaにおいて、Z=N3、S=(CH2CH2O)4(CH2)2C(O)NH、n=5、R1=MeSO2、R2=H、各R4=H、および、X=NH(CH2)2CHO))。
7-(15-アジド-4,7,10,13-テトラオキサペンタデカンアミド)-1-(モルホリノスルホニル)-2-ヘプチルN-(3-オキシプロピル)カルバメート (式IIaにおいて、Z=N3、S=(CH2CH2O)4(CH2)2C(O)NH、n=5、R1=O(CH2CH2)2N-SO2、R2=H、各R4=H、および、X=NH(CH2)2CHO))。
5-(15-アジド-4,7,10,13-テトラオキサペンタデカンアミド)-3,3-ジメチル-1-(チオモルホリノスルホニル)-2-ペンチルN-(3-オキシプロピル)カルバメート (式IIaにおいて、Z=N3、S=(CH2CH2O)4(CH2)2C(O)NH、n=1、R1=S(CH2CH2)2NSO2、R2=H、各R4=メチル、および、X=NH(CH2)2CHO)。
実施例1
IL-2[N88R,C125S]の製造と活性
IL-2[N88R,C125S]は、HEK細胞での発現によって製造した。細胞ベースの受容体結合アッセイを実施して、IL-2受容体の高親和性αβγ三量体(Treg)および中親和性βγ二量体(Teff)の形態に対する、変異体(mutein)の活性を評価した(表1)。変異体は、IL-2よりもIL-2Rαβγに6倍弱く結合するだけであるが、IL-2Rβγには約900倍弱く結合する。重要なことに、変異体は、IL-2Rαβγ対IL-2Rβγについて3,000倍以上選択的である。
IL-2[N88R,C125S]の製造と活性
IL-2[N88R,C125S]は、HEK細胞での発現によって製造した。細胞ベースの受容体結合アッセイを実施して、IL-2受容体の高親和性αβγ三量体(Treg)および中親和性βγ二量体(Teff)の形態に対する、変異体(mutein)の活性を評価した(表1)。変異体は、IL-2よりもIL-2Rαβγに6倍弱く結合するだけであるが、IL-2Rβγには約900倍弱く結合する。重要なことに、変異体は、IL-2Rαβγ対IL-2Rβγについて3,000倍以上選択的である。
IL-2Rαβγ結合のためのU2OS細胞ベースのアッセイキットを、製造業者の指示に従って実施した(DiscerX、Part#93-1003E3CP0)。細胞を、96ウェルアッセイプレートに100μL(~10,000細胞/ウェル)で播種し、37℃、5%CO2で、24時間増殖させた。次いで、細胞を、WT IL-2、IL-2 N88R,C125S、または、pH9.4でマイクロスフェアから放出されたIL-2 N88R,C125S、のいずれかの希釈系により、37℃、5%CO2で、6時間処理した。11個のWT IL-2濃度が、2pg/mL~100ng/mL(0.1pM~6nM)でアッセイされた。11個の、IL-2 N88R,C125S濃度、および、放出IL-2 N88R,C125S濃度が、200pg/mL~10μg/mL(10pM~600nM)でアッセイされた。処理した細胞を、化学発光基質とともに、暗所において周囲温度で、1時間インキュベートし、次いで、発光を、Spectramax i3プレートリーダーで、250msの積算時間で読み取った。
IL-2Rβγ結合のためのU2OS細胞ベースのアッセイキットを、製造業者の指示に従って実施した(DiscerX、Part#93-0998E3CP5)。細胞を、96ウェルアッセイプレートに50μL(~5,000細胞/ウェル)で播種し、37℃、5%CO2で48時間増殖させた。次いで、細胞を、WT IL-2、IL-2 N88R,C125S、または、pH9.4でマイクロスフェアから放出されたIL-2 N88R,C125S、のいずれかの希釈系により、37℃、5%CO2で、6時間処理した。11個のWT IL-2濃度が、17pg/mL~1μg/mL(1pM~61nM)でアッセイされた。11個のIL-2 N88R,C125S濃度が、1.7ng/mL~100μg/mL(100pM~6μM)でアッセイされた。11個の放出残留IL-2 N88R,C125S濃度が、170pg/mL~10μg/mL(10pM~600nM)でアッセイされた。処理した細胞を、化学発光基質とともに、暗所において周囲温度で、1時間インキュベートし、次いで、発光を、Spectramax i3プレートリーダーで、250msの積算時間で読み取った。
実施例2
サイトカイン還元的アルキル化の最適化
リンカーの結合は、IL-2のN末端アミノ基の還元的アルキル化によるものとした。200μMのIL-2 N88R,C125Sを、10mMのNaCNBH3の存在下、式(IIb)のリンカー試薬(すなわち、式(IIa)において、R1=MeSO2、R2およびR4=H、S=(CH2CH2O)h(CH2)gC(O)NH、および、X=NH(CH2CH2O)p(CH2)(m-1)CHO、ここで、h=4、g=2、p=0、およびm=3である、リンカー)の濃度系列で処理した。N3基を、PEG-シクロオクチンDBCO-PEG5kDaと反応させて、PEG結合によるゲルシフトを誘導した後、反応物を、SDS-PAGEで分析した。1.5:1のリンカー:タンパク質の比率が最適であることがわかり、58:34:5:3の未修飾タンパク質:シングルリンカー-タンパク質:ダブルリンカー-タンパク質:トリプルリンカー-タンパク質の混合物が得られた(表2)。図3は、ImageJで定量化したゲルバンドの結果を示している。C125S(200μM)を、1、1.5、2、または3当量(Eq.)のリンカー-CHO(Mod=MeSO2)、および10mMのNaCNBH3で、50mMのMES、150mMのNaCl中、pH6.0、周囲温度で20時間、処理した。
表2.IL-2 N88R,C125Sの還元的アルキル化によるリンカー-タンパク質生成物の分布
サイトカイン還元的アルキル化の最適化
表2.IL-2 N88R,C125Sの還元的アルキル化によるリンカー-タンパク質生成物の分布
実施例3
リンカー-サイトカインの製造
IL-2[N88R,C125S]を、2つの方法のうちの1つによって、放出可能なリンカーに結合させた。
リンカー-サイトカインの製造
IL-2[N88R,C125S]を、2つの方法のうちの1つによって、放出可能なリンカーに結合させた。
(1)ランダムアシル化
サイトカイン(3.4mL、4.81mg/mL、1.00umol)、および、1.44mLの100mMのHEPES(pH7.0)の混合物を、4-アジド-3,3-ジメチル-1-(イソプロピルスルホニル)-2-ブチルスクシンイミジルカーボネート[式(II)において、R1=iPrSO2、R2=H、R4=Me、Z=N3、n=1;S=不存在;および、X=スクシンイミジルオキシ](156uL、アセトニトリル中10mg/mL、4umol)と混合し、4℃で20時間保持した。ヒドロキシルアミン(0.55mL、1M、pH7.0)を加え、4℃でさらに23時間保持した。混合物を、50mMのMES、pH6.0、0.05%Tween-20を使用して、PD-10カラムにアプライし、OD280によって1umolの回収タンパク質を得た。SDS-PAGEによる分析により、57:31:6:6の、未修飾:1リンカー:2リンカー:3+リンカーの混合物の形成が示された。
サイトカイン(3.4mL、4.81mg/mL、1.00umol)、および、1.44mLの100mMのHEPES(pH7.0)の混合物を、4-アジド-3,3-ジメチル-1-(イソプロピルスルホニル)-2-ブチルスクシンイミジルカーボネート[式(II)において、R1=iPrSO2、R2=H、R4=Me、Z=N3、n=1;S=不存在;および、X=スクシンイミジルオキシ](156uL、アセトニトリル中10mg/mL、4umol)と混合し、4℃で20時間保持した。ヒドロキシルアミン(0.55mL、1M、pH7.0)を加え、4℃でさらに23時間保持した。混合物を、50mMのMES、pH6.0、0.05%Tween-20を使用して、PD-10カラムにアプライし、OD280によって1umolの回収タンパク質を得た。SDS-PAGEによる分析により、57:31:6:6の、未修飾:1リンカー:2リンカー:3+リンカーの混合物の形成が示された。
(2)還元的アルキル化
還元的アルキル化は、Schneider et al., Bioconjugate Chem (2016) 27: 2534-9(参照により本明細書に組み込まれる)に記載された方法を用いて、実施した。IL-2 N88R,C125S(最終濃度250μM、1.25μmol、20.5mg)の、4.25mLの50mMのMES、150mMのNaCl(pH6.0)(反応バッファー)の0℃の溶液に、O-7-[(15-アジド-13,10,7,4-テトラオキサペンタデカノイル)アミノ]-1-(メチルスルホニル)-2-ヘプチルN-3-オキサプロピルカルバメート[式(II)において、R1=MeSO2、R2=H、R4=H、Z=N3、S=(CH2CH2O)4CH2CH2CONH);n=4;および、X=(CH2)2CHO](最終濃度375μM、1.9μmol、0.9mg、0.27mL)の、20mMのNaOAC(pH5.0)、および、NaCNBH3(最終濃度10mM、1μmol、0.5μL)の、反応バッファーの溶液を、加えた。反応を、暗所において周囲温度で、22時間行った。20mMのMES、150mMのNaCl、0.05%tween-20、pH6.0、で平衡化したPD-10カラムを使用して、過剰の試薬を除去した。Amicon Ultra 10,000MWカットオフコンセントレーターで濃縮した後、1.85mL、600μM(A280による)-1.1μmol、89%-総ペプチドで、リンカー-N末端アミノプロピル-IL-2[N88R,C125S]が、回収された。
還元的アルキル化は、Schneider et al., Bioconjugate Chem (2016) 27: 2534-9(参照により本明細書に組み込まれる)に記載された方法を用いて、実施した。IL-2 N88R,C125S(最終濃度250μM、1.25μmol、20.5mg)の、4.25mLの50mMのMES、150mMのNaCl(pH6.0)(反応バッファー)の0℃の溶液に、O-7-[(15-アジド-13,10,7,4-テトラオキサペンタデカノイル)アミノ]-1-(メチルスルホニル)-2-ヘプチルN-3-オキサプロピルカルバメート[式(II)において、R1=MeSO2、R2=H、R4=H、Z=N3、S=(CH2CH2O)4CH2CH2CONH);n=4;および、X=(CH2)2CHO](最終濃度375μM、1.9μmol、0.9mg、0.27mL)の、20mMのNaOAC(pH5.0)、および、NaCNBH3(最終濃度10mM、1μmol、0.5μL)の、反応バッファーの溶液を、加えた。反応を、暗所において周囲温度で、22時間行った。20mMのMES、150mMのNaCl、0.05%tween-20、pH6.0、で平衡化したPD-10カラムを使用して、過剰の試薬を除去した。Amicon Ultra 10,000MWカットオフコンセントレーターで濃縮した後、1.85mL、600μM(A280による)-1.1μmol、89%-総ペプチドで、リンカー-N末端アミノプロピル-IL-2[N88R,C125S]が、回収された。
実施例4
IL2-および[アミノプロピル]-IL2-放出ヒドロゲルマイクロスフェアの製造
マイクロスフェア活性化
式(IV)のPEGヒドロゲルマイクロスフェア(Henise et al., Engineering Reports (2020) https://doi.org/10.1002/eng2.12091に従って調製)(ここで、P1およびP2が、20kDaの4-アームPEGであり;Z*が、Z=N3およびZ’=5-ヒドロキシシクロオクチンからのトリアゾールであり;n=4;R11=CN;R12=H;各R14=H;B=NH2;x=4;y=0;z=0;および、r=4である)を使用した。これらを、以下のようにして、B=NH-CO-O-(4-シクロオクチニル)である、式(IV)に活性化した。15mLコニカルチューブ内で、B=NH2(4.2μmol、NH2)であるマイクロスフェアのスラリー1.3gのMeCN懸濁液に、4-シクロオクチニルスクシンイミジルカーボネート(5μmol、1.2当量)の1mLのMeCN溶液、および、N,N-ジイソプロピルエチルアミン(17μmol、4当量)の1mLのMeCN溶液、を加えた。反応物を、周囲温度で6時間、転倒回転して撹拌した。スラリーを、4×12mLのMeCN、次いで、4×12mLの20mMのMES、150mMのNaCl、0.05%tween-20、pH6.0、で洗浄した。
IL2-および[アミノプロピル]-IL2-放出ヒドロゲルマイクロスフェアの製造
マイクロスフェア活性化
式(IV)のPEGヒドロゲルマイクロスフェア(Henise et al., Engineering Reports (2020) https://doi.org/10.1002/eng2.12091に従って調製)(ここで、P1およびP2が、20kDaの4-アームPEGであり;Z*が、Z=N3およびZ’=5-ヒドロキシシクロオクチンからのトリアゾールであり;n=4;R11=CN;R12=H;各R14=H;B=NH2;x=4;y=0;z=0;および、r=4である)を使用した。これらを、以下のようにして、B=NH-CO-O-(4-シクロオクチニル)である、式(IV)に活性化した。15mLコニカルチューブ内で、B=NH2(4.2μmol、NH2)であるマイクロスフェアのスラリー1.3gのMeCN懸濁液に、4-シクロオクチニルスクシンイミジルカーボネート(5μmol、1.2当量)の1mLのMeCN溶液、および、N,N-ジイソプロピルエチルアミン(17μmol、4当量)の1mLのMeCN溶液、を加えた。反応物を、周囲温度で6時間、転倒回転して撹拌した。スラリーを、4×12mLのMeCN、次いで、4×12mLの20mMのMES、150mMのNaCl、0.05%tween-20、pH6.0、で洗浄した。
同じ方法を用い、4-シクロオクチニルスクシンイミジルカーボネートの代わりに、BCN-OSu((1R,8S,9s)-ビシクロ[6.1.0]ノナ-4-イン-9-イルメチルスクシンイミジルカーボネート)との反応により、B=NH2である式(IV)のマイクロスフェアを、B=(1R,8S,9s)-ビシクロ[6.1.0]ノナ-4-イン-9-イルメトキシ-CO-NHである式(IV)のものに、活性化した。
リンカー-サイトカインを結合させるために、2gの活性化したマイクロスフェアのスラリーの、20mMのMES、150mMのNaCl、0.05%tween-20、pH6.0の懸濁液を、15mLコニカルチューブ内で、18.3mg(1.1nmol)のリンカー-AP-IL-2 N88R,C125S(ゲルシフトアッセイにより37%のリンカー-IL-2、実施例3)の、1.9mLの同じバッファーの溶液と、混合した。混合物を、250rpmのオービタルシェーカーによって、37℃で23時間、インキュベートした。スラリーを、上記のバッファー8×12mLで洗浄し、続いて、20mMのMES、250mMのNaCl、0.05%tween-20、pH6.0の4×6mLで、洗浄した。マイクロスフェアの総担持量は、9倍容量の50mMのNaOHにおいて溶解したスラリーの29~32mgアリコートから放出される、AP-IL-2のA280(ε280=10,095M-1cm-1)により求められ、スラリーにおいて、102nmol IL-2 N88R,C125S gm-1であった。
PEGヒドロゲルマイクロスフェアを、同じ方法でランダムアシル化(実施例3)によって製造したリンカー-IL-2で担持させ、配列番号3を有するタンパク質で0.11mMに担持された不溶性コンジュゲートを得た。
実施例5
インビトロ放出速度論
β脱離の速度を、実施例4の257mgのマイクロスフェア-IL-2変異体スラリーの、257μLの250mMのNaBorate、0.05%(v/v)tween-20、pH9.4、の液を使用して、エッペンドルフチューブ内において37℃で、加速放出条件下で、測定した。時間の間隔をおいて、サンプルを37℃ウォーターバスから取り出し、21,000×gで1分間遠心分離し、100μLの上清のA280を、キュベットベースのUV/Vis分光光度計で測定した。測定後、アッセイした上清を、マイクロスフェアを含むチューブに戻し、37℃でのインキュベーションを続けた。放出速度を、放出されたA280対(vs)時間をGraphpad Prismの1次反応速度式に適合させることによって、計算した。β脱離が水酸化物イオンで一次であるとの認識より、速度は、pH7.4で、kpH7.4=kpH×10(pH-7.4)として計算した。実施例2のランダムアシル化コンジュゲートからのIL-2[N88R,C125S]の放出プロファイルは、二相性であり、半減期は、pH9.4で、0.4および41時間であり、これは、pH7.4で、40および4100時間に対応する。実施例2の還元的アルキル化コンジュゲートからのAP-IL-2[N88R,C125S]の放出プロファイルは、単相性であり、半減期は、pH9.0で、11時間であり、これは、pH7.4で、440時間に相当する。
インビトロ放出速度論
β脱離の速度を、実施例4の257mgのマイクロスフェア-IL-2変異体スラリーの、257μLの250mMのNaBorate、0.05%(v/v)tween-20、pH9.4、の液を使用して、エッペンドルフチューブ内において37℃で、加速放出条件下で、測定した。時間の間隔をおいて、サンプルを37℃ウォーターバスから取り出し、21,000×gで1分間遠心分離し、100μLの上清のA280を、キュベットベースのUV/Vis分光光度計で測定した。測定後、アッセイした上清を、マイクロスフェアを含むチューブに戻し、37℃でのインキュベーションを続けた。放出速度を、放出されたA280対(vs)時間をGraphpad Prismの1次反応速度式に適合させることによって、計算した。β脱離が水酸化物イオンで一次であるとの認識より、速度は、pH7.4で、kpH7.4=kpH×10(pH-7.4)として計算した。実施例2のランダムアシル化コンジュゲートからのIL-2[N88R,C125S]の放出プロファイルは、二相性であり、半減期は、pH9.4で、0.4および41時間であり、これは、pH7.4で、40および4100時間に対応する。実施例2の還元的アルキル化コンジュゲートからのAP-IL-2[N88R,C125S]の放出プロファイルは、単相性であり、半減期は、pH9.0で、11時間であり、これは、pH7.4で、440時間に相当する。
実施例6
ラットにおける、ヒドロゲルマイクロスフェアから放出される、IL-2[N88R,C125S]の薬物動態
シリンジ(0.5mL、29ゲージ、固定針、BD)に、無菌条件下で、実施例4のマイクロスフェア-IL-2スラリーを、平均50mgまたは300mg(5nmolまたは30nmol IL-2[N88R,C125S])で、20mMのMES、250mMのNaCl、0.05%(w/v)tween-20、pH6.0からなる投与バッファーにおいて、充填した。各シリンジの内容物を、カニューレを挿入した4匹のオスの平均体重250gのSprague Dawleyラットの側腹部に、皮下投与した。血液サンプル(200μL)を、0、4、8、24、48、96、168、240、336、408、504、576、および672時間に、採取した。血漿を収集し、プロテアーゼ阻害剤を添加し、分析まで、サンプルを-80℃で凍結した。図4に示すように、実施例2のマイクロスフェアコンジュゲートを使用して、投与後96時間、血漿中に、IL-2(または、NH2(CH2)3-IL-2、「AP-IL2」)が観測された。
ラットにおける、ヒドロゲルマイクロスフェアから放出される、IL-2[N88R,C125S]の薬物動態
シリンジ(0.5mL、29ゲージ、固定針、BD)に、無菌条件下で、実施例4のマイクロスフェア-IL-2スラリーを、平均50mgまたは300mg(5nmolまたは30nmol IL-2[N88R,C125S])で、20mMのMES、250mMのNaCl、0.05%(w/v)tween-20、pH6.0からなる投与バッファーにおいて、充填した。各シリンジの内容物を、カニューレを挿入した4匹のオスの平均体重250gのSprague Dawleyラットの側腹部に、皮下投与した。血液サンプル(200μL)を、0、4、8、24、48、96、168、240、336、408、504、576、および672時間に、採取した。血漿を収集し、プロテアーゼ阻害剤を添加し、分析まで、サンプルを-80℃で凍結した。図4に示すように、実施例2のマイクロスフェアコンジュゲートを使用して、投与後96時間、血漿中に、IL-2(または、NH2(CH2)3-IL-2、「AP-IL2」)が観測された。
実施例7
マウスにおける、IL2およびIL2[N88R,C125S]の薬力学
遊離IL-2[N88R,C125S]の薬力学を、NOD(非肥満糖尿病)マウスにおける天然IL-2の薬力学と、比較した。3匹のNODマウスからなる3つの群に、それぞれ、PBSビヒクル、プロロイキン(25,000ユニット、63μg)、または、IL-2[N88R,C125S](25,000ユニット、63μg)のいずれかを、5日間連続して、毎日注射した。最後の注射の2時間後にマウスを屠殺し、脾臓および膵臓をフローサイトメトリー分析のために採取して、T細胞の総数の変化、および脾臓および膵島におけるそれらの分化、を測定した。
マウスにおける、IL2およびIL2[N88R,C125S]の薬力学
遊離IL-2[N88R,C125S]の薬力学を、NOD(非肥満糖尿病)マウスにおける天然IL-2の薬力学と、比較した。3匹のNODマウスからなる3つの群に、それぞれ、PBSビヒクル、プロロイキン(25,000ユニット、63μg)、または、IL-2[N88R,C125S](25,000ユニット、63μg)のいずれかを、5日間連続して、毎日注射した。最後の注射の2時間後にマウスを屠殺し、脾臓および膵臓をフローサイトメトリー分析のために採取して、T細胞の総数の変化、および脾臓および膵島におけるそれらの分化、を測定した。
IL-2[N88R,C125S]は、脾臓のCD4+およびCD8+エフェクター/メモリーT細胞にほとんどまたは全く影響を及ぼさなかったが、T細胞集団の増加は両方、天然IL-2において増加した(図5)。
NODマウスは、PBSビヒクル、プロロイキン(25,000ユニット)、またはIL-2[N88R,C125S](25,000ユニット)の毎日の注射が与えられ、そして、5日目の最後の注射の2時間後に屠殺された。脾臓におけるIL-2[N88R,C125S]の薬力学を、図5に示す。
天然IL-2およびIL-2[N88R,C125S]はどちらも、PBSビヒクルと比較して、膵島のT細胞にほとんどまたは全く影響を及ぼさなかった(図6)。マウスをIL-2[N88R,C125S]で処置すると、膵島の総数が減少したことに注意すべきである。
NODマウスは、PBSビヒクル、プロロイキン(25000ユニット)、またはIL-2[N88R,C125S](25000ユニット)の毎日の注射が与えられ、そして、5日目の最後の注射の2時間後に屠殺された。膵島におけるIL-2[N88R,C125S]の薬力学を、図6に示す。
実施例8
マウスにおける、マイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S]から放出される、[アミノプロピル]-IL2[N88R,C125S]の薬物動態/薬力学
6匹のNODマウスの3つの群を用いて、マイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S]コンジュゲートから放出された、[アミノプロピル]-IL-2[N88R,C125S]のPK/PDを測定した。第1番目の群には、遊離IL-2[N88R,C125S](25,000ユニット、63μg)を、1日5回注射した。第2番目の群には、シクロオクチンがN3(CH2CH2O)7Hでキャップされた、空のマイクロスフェアを、皮下注射で投与した。第3番目の群には、実施例4のマイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S](0.5、1、5、10または19mgのタンパク質/kg)を、単回の皮下注射で投与した。血漿、末梢血単核細胞(PBMC)、および臓器組織を、図の説明の記載に従って、調製し、分析した。T細胞集団の変化をモニタリングするために、リンパ球のフローサイトメトリー分析を行った。脾臓およびリンパ節および膵島を単離し、単一細胞懸濁液を調製した。フローサイトメトリー用の標準的な細胞表面免疫蛍光染色によって、表面染色を実施した。固定および細胞内染色は、eBioscience Foxp3/Transcription Factor Staining Buffer Set(ThermoFisher Scientific)のプロトコルに従った。使用した抗体は、CD3、CD4、CD8、CD25、CD44、CD45、およびFoxP3に対するものであり;すべて商用販売業者からのものであった。染色した単一細胞懸濁液を、LSRIIフローサイトメーター(BD Biosciences)を使用して、分析した。
マウスにおける、マイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S]から放出される、[アミノプロピル]-IL2[N88R,C125S]の薬物動態/薬力学
6匹のNODマウスの3つの群を用いて、マイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S]コンジュゲートから放出された、[アミノプロピル]-IL-2[N88R,C125S]のPK/PDを測定した。第1番目の群には、遊離IL-2[N88R,C125S](25,000ユニット、63μg)を、1日5回注射した。第2番目の群には、シクロオクチンがN3(CH2CH2O)7Hでキャップされた、空のマイクロスフェアを、皮下注射で投与した。第3番目の群には、実施例4のマイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S](0.5、1、5、10または19mgのタンパク質/kg)を、単回の皮下注射で投与した。血漿、末梢血単核細胞(PBMC)、および臓器組織を、図の説明の記載に従って、調製し、分析した。T細胞集団の変化をモニタリングするために、リンパ球のフローサイトメトリー分析を行った。脾臓およびリンパ節および膵島を単離し、単一細胞懸濁液を調製した。フローサイトメトリー用の標準的な細胞表面免疫蛍光染色によって、表面染色を実施した。固定および細胞内染色は、eBioscience Foxp3/Transcription Factor Staining Buffer Set(ThermoFisher Scientific)のプロトコルに従った。使用した抗体は、CD3、CD4、CD8、CD25、CD44、CD45、およびFoxP3に対するものであり;すべて商用販売業者からのものであった。染色した単一細胞懸濁液を、LSRIIフローサイトメーター(BD Biosciences)を使用して、分析した。
図7は、マウスにおける、マイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S](「MS-IL-2変異体」)から放出された、[アミノプロピル]-IL-2[N88R,C125S]の薬物動態を示している。パネルA:BALB/cマウス(n=6)の側腹部に、28nmol(19mg/kg)または9.9nmol(6.5mg/kg)のマイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S]を含む、1回の皮下注射投与を行った。31時間のt1/2が測定された。パネルB:NODマウス(n=6)の側腹部に、マイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S]を投与した。どちらの場合も、血漿は、Thermofisher ELISAを使用して分析し、IL-2[N88R,C125S]の濃度を定量化した。
マイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S]での処置は、脾臓およびPBMCの両方において、Foxp3+CD4+T細胞の大幅な増加をもたらした。脾臓およびPBMCにおいて、T細胞のそれぞれほぼ70%および55%が、Foxp3+CD4+T細胞であった(図8)。CD8+T細胞の割合も、対照と比較して増加した。CD8+細胞は、脾臓では11%から25%に、PBMCでは15%から60%に増加した。
図8Aは、脾臓およびPBMCにおける、Foxp3+CD4+T細胞の増殖を示している。図8Bは、脾臓およびPBMCにおける、CD8+T細胞の増殖を示している。脾臓およびPBMCに見られるCD8+細胞の割合は、それぞれ、約11%および19%であった。マイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S]で処置した場合、これらのパーセンテージは、それぞれ、約25%および約60%に増加した。NODマウスに、IL2-変異体(QD×5、25,000ユニット)、単回注射の空のマイクロスフェア、またはマイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S](18mg/kg)を投与した。5日目の最後の投与の2時間後にマウスを屠殺した。
CD8+細胞を活性化せずにFoxp3+CD4+T細胞集団を増殖させる有効用量を決定するために、マイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S]の用量滴定試験を実施した。マイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S]の4つの濃度(0.5mg/kg、1mg/kg、5mg/kg、および10mg/kg)を試験し、薬力学を、PBMCによって、2週間にわたってモニタリングした。Foxp3+CD4+T細胞の用量依存的な増殖が、マイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S]の単回注射後、PBMCにおいて、観測された。Foxp3+CD4+T細胞の増殖は、4日でピークに達し、すべての投与量で、14日目にベースラインレベルに戻った(図9A)。重要なことに、CD8+細胞の割合は、どの投与量でも増加しなかった(図9B)。
図9Aは、NODマウス(n=3/用量群)において、マイクロスフェア-IL-2[N88R,C125S]が、Foxp3+CD4+T細胞を優先的に増殖させることを示し、図9Bは、それらが、CD8+細胞(右)の活性化を避けることを示している。示されるように、Foxp3+CD4+T細胞の増殖は、すべての用量で4日目にピークに達し、14日目までにベースラインレベルに戻った。
実施例9
リンカー-IL-15の製造
実施例2のリンカーを、上記のIL-2について記載されたように、NaCNBH3を用いた還元的アルキル化を介して、IL-15のN末端にコンジュゲートさせた。反応混合物は、25mMリン酸ナトリウム、250mMのNaCl、pH7.4中に、IL-15(30μM)、N3-PEG4-リンカー(MeSO2)-CHO(90μM)、およびNaCNBH3(10mM)を含んでいた。反応は、暗所において周囲温度で、24時間行った。20mMクエン酸ナトリウム、500mMのNaCl、0.05%tween-20、pH5.86、で平衡化したPD-10カラムを使用して、過剰の試薬を除去した。脱塩した反応混合物を、Amicon Ultra 3,500MWカットオフコンセントレーターを用いて濃縮した。
リンカー-IL-15の製造
実施例2のリンカーを、上記のIL-2について記載されたように、NaCNBH3を用いた還元的アルキル化を介して、IL-15のN末端にコンジュゲートさせた。反応混合物は、25mMリン酸ナトリウム、250mMのNaCl、pH7.4中に、IL-15(30μM)、N3-PEG4-リンカー(MeSO2)-CHO(90μM)、およびNaCNBH3(10mM)を含んでいた。反応は、暗所において周囲温度で、24時間行った。20mMクエン酸ナトリウム、500mMのNaCl、0.05%tween-20、pH5.86、で平衡化したPD-10カラムを使用して、過剰の試薬を除去した。脱塩した反応混合物を、Amicon Ultra 3,500MWカットオフコンセントレーターを用いて濃縮した。
リンカー当量を変化させた小スケール(2.25nmol、75μL)の還元的アルキル化反応を、IL-15で実施し、最適な反応条件を決定した。最初の反応は、1、1.5、および2当量のN3-PEG4-L(MeSO2)-CHOリンカーを用いて実施し、1:1の比率でタンパク質に1つのリンカーが結合したことが示された(データは示さない)。その後の反応は、1.5、3、および5当量のリンカーを用いて実施し、未修飾タンパク質の変換を増加させた(図10A)。3当量のリンカーを使用した場合、反応の結果、IL-15の約52%がタンパク質に1つのリンカーのみが結合し、IL-15の約5%が2つのリンカーと結合した(図10B)。リンカー濃度を5当量に増やすと、シングルリンカー-タンパク質は少し増加したが、総タンパク質の約27%が、2つ以上のリンカーと結合した。
反応の進行は、図10に示すように、SDS-PAGE DBCO-PEG5kゲルシフトアッセイによって、測定した。表3は、修飾されたIL-15のパーセントを示す。バンドは、ImageJソフトウェアを使用して定量化した。IL-15(30μM)を、25mMリン酸ナトリウム、500mMのNaCl中、1.5、3、または5当量のリンカー-CHO(Mod=MeSO2)およびNaCNBH3(10mM)で、暗所において周囲温度で20時間、処理した。
3当量のリンカーを用いた最適化された反応条件を、大スケール(0.93μmol~1.08μmol)の反応で使用した。大スケールの反応を2回行った。
実施例10
マイクロスフェア-IL-15の製造
BCN活性化マイクロスフェアのスラリー(2.6μmolBCN、実施例4)を、滅菌シリンジ内で、20mMクエン酸ナトリウム、500mMのNaCl、0.05%tween-20、pH5.86、で5回(~35mL)、洗浄した。リンカー-IL-15(実施例9)(総タンパク質1μmol、約50%のアルキル化IL-15を含む)を、滅菌フィルターを通してシリンジに加えた(0.22μM)。混合物を、周囲温度で18時間、転倒回転させて撹拌した。次いで、スラリー混合物を、20mMクエン酸ナトリウム、500mMのNaCl、0.05%tween-20、pH5.86、で5回洗浄した。未反応のBCN活性化マイクロスフェアを、N3(CH2CH2O)7Hでキャップし、その後、さらに6回洗浄した。マイクロスフェア(216~336μM)に担持されたIL-15濃度は、4倍容量の50mMのNaOHに溶解したスラリーの5mgアリコートから放出されたIL-15からのA280(ε280=7240M-1cm-1)によって、測定した。3つの別々の担持からのMS-IL-15濃度は、336nmol/mL、216nmol/mL、および232nmol/mLであると決定された。
マイクロスフェア-IL-15の製造
BCN活性化マイクロスフェアのスラリー(2.6μmolBCN、実施例4)を、滅菌シリンジ内で、20mMクエン酸ナトリウム、500mMのNaCl、0.05%tween-20、pH5.86、で5回(~35mL)、洗浄した。リンカー-IL-15(実施例9)(総タンパク質1μmol、約50%のアルキル化IL-15を含む)を、滅菌フィルターを通してシリンジに加えた(0.22μM)。混合物を、周囲温度で18時間、転倒回転させて撹拌した。次いで、スラリー混合物を、20mMクエン酸ナトリウム、500mMのNaCl、0.05%tween-20、pH5.86、で5回洗浄した。未反応のBCN活性化マイクロスフェアを、N3(CH2CH2O)7Hでキャップし、その後、さらに6回洗浄した。マイクロスフェア(216~336μM)に担持されたIL-15濃度は、4倍容量の50mMのNaOHに溶解したスラリーの5mgアリコートから放出されたIL-15からのA280(ε280=7240M-1cm-1)によって、測定した。3つの別々の担持からのMS-IL-15濃度は、336nmol/mL、216nmol/mL、および232nmol/mLであると決定された。
実施例11
マイクロスフェア-IL-15から放出される、IL-15の薬物動態
実施例10のマイクロスフェア-IL-15スラリー(275nmol、タンパク質/mL)を、500mMのNaCl、0.05%tween-20、および1.25%(w/v)ヒアルロン酸を含む、25mMのクエン酸ナトリウム緩衝液pH5.9、で希釈した。さまざまな用量のマイクロスフェア-IL15を要する試験のため、段階希釈を用いて、目的のマイクロスフェア-IL-15濃度を得た。すべての場合において、無菌条件を用いて、マイクロスフェアコンジュゲートを、取り扱いおよび調製した。固定針(27G)を有するシリンジに、コンジュゲート(100μL)を後ろから充填した。シリンジの内容物を、正常なオスのC57BL/6Jマウスに、皮下投与または腹腔内投与した。血液サンプルを、各3匹のマウスからなるそれぞれの群から、-24、4、8、24、48、96、168、および240時間に、採取した。HALTプロテアーゼ阻害剤カクテル(ThermoFisher Scientific)を、すべての血漿サンプルに添加し、その後、分析まで、-80℃で凍結した。
マイクロスフェア-IL-15から放出される、IL-15の薬物動態
実施例10のマイクロスフェア-IL-15スラリー(275nmol、タンパク質/mL)を、500mMのNaCl、0.05%tween-20、および1.25%(w/v)ヒアルロン酸を含む、25mMのクエン酸ナトリウム緩衝液pH5.9、で希釈した。さまざまな用量のマイクロスフェア-IL15を要する試験のため、段階希釈を用いて、目的のマイクロスフェア-IL-15濃度を得た。すべての場合において、無菌条件を用いて、マイクロスフェアコンジュゲートを、取り扱いおよび調製した。固定針(27G)を有するシリンジに、コンジュゲート(100μL)を後ろから充填した。シリンジの内容物を、正常なオスのC57BL/6Jマウスに、皮下投与または腹腔内投与した。血液サンプルを、各3匹のマウスからなるそれぞれの群から、-24、4、8、24、48、96、168、および240時間に、採取した。HALTプロテアーゼ阻害剤カクテル(ThermoFisher Scientific)を、すべての血漿サンプルに添加し、その後、分析まで、-80℃で凍結した。
hIL-15のELISAを、製造業者の指示(R&D Systems、hIL-15 Quantikine、カタログ#D1500)に従って実施し、rhIL-15血漿を測定した。血漿サンプルは、氷上で解凍し、その後、製造業者が提供する標準希釈液で希釈した。4、8時間のサンプルは50倍に希釈し、24時間のサンプルは25倍に希釈し、プレブリード、48、96、168、および240時間のサンプルは10倍に希釈した。GraphPad Prismソフトウェアを使用して、hIL-15濃度を、時間と適合度の関数としてプロットした。
フローサイトメトリー分析のために、PMBCを調製し、表面染色を実施して、NK1.1、CD3、CD8、およびCD44の発現細胞を定量化した。市販のFITC-、PE-、またはアロフィコシアニン-コンジュゲート抗体を使用した。サンプルデータを、FACScanフローサイトメーター(BD Biosciences)で収集し、FlowJoサイトメトリー分析ソフトウェア(TreeStar、Ashland、OR)を使用して、分析した。
マイクロスフェアコンジュゲートから放出された[アミノプロピル]-IL-15の薬物動態を、正常なC57BL/6Jマウスで測定した。マウスに、2.4nmolのコンジュゲートタンパク質を投与した(200μLの注射)。開始時の平均マウス体重(25.1±1.3g)と、終了時の平均マウス体重(25.1±1.4g)に、有意な変化はなかった。約120時間後、観測された濃度は急速に低下している(図11)。120時間までのデータの1相減衰モデルの適合は、少なくとも200時間の半減期をもたらしている。120時間から240時間までのデータポイントは、1相減衰モデルに適合し、27時間のt1/2であった。MS~IL-15(50μg)の2回目の注射により、248時間で測定された血漿IL-15が、初期投与と同様の濃度に増加している。23時間のt1/2が、264時間から360時間までで、観測されている。
図11は、C57BL/6Jマウスにおける、MS-IL-15から放出された[アミノプロピル]-IL-15の薬物動態を示している。正常なオスのC57BL/6Jマウスに、MS-IL-15(50μg)を、t=0時間およびt=240時間に、投与した。血漿サンプルを、ヒトIL-15 Quantikine ELISA(R&D systems)を使用して、調製および分析した。240時間を通して2つの異なるt1/2が観測されており、少なくとも115時間のt1/2が、120時間までで観測され、続いて、120時間から240時間までで43時間の2回目のt1/2が、観測されている。MS-IL15(50μg)の2回目の注射は、240時間の採血直後に投与した(青色のデータ)。
図12は、C57BL/6Jマウスにおける、マイクロスフェア-IL-15から放出された、[アミノ-プロピル]-IL-15の薬物動態の用量依存性を示している。正常なオスのC57BL/6Jマウスに、MS-IL-15(12.5、25、または50μg)を投与した。血漿サンプルを、ヒトIL-15 Quantikine ELISA(R&D systems)を使用して、調製および分析した。
投与経路(すなわち、皮下[s.c.]および腹腔内[i.p.])は、放出された[アミノプロピル]-IL15のt1/2を変化させなかった(図13)。しかしながら、AUCsc(14.9nM*h)と比較して、AUCip(25.2nM*h)は、ほぼ2倍高くなった。これにより、腹腔内スペースからのIL-15の生物学的利用能の増加または吸収速度の増加が、示され得る。
図13は、皮下投与あるいは腹腔内投与したC57BL/6Jマウスにおける、マイクロスフェア-IL-15から放出された、[アミノプロピル]-IL-15の薬物動態を示している。正常なオスのC57BL/6Jマウスに、MS-IL-15(50μg)を、皮下注射(黒色、●)または腹腔内注射(青色、■)で、投与した。血漿サンプルを、ヒトIL-15 Quantikine ELISA(R&D systems)を使用して、調製および分析した。120時間までで、皮下投与(115時間)および腹腔内投与(129時間)において、同様のt1/2が観測された。
実施例12
マイクロスフェア-IL-15から放出される、[アミノプロピル]-IL-15の薬力学
実施例10のマイクロスフェア-IL-15から放出される、[アミノプロピル]-IL-15の薬力学を、正常なオスのC57BL/6Jマウス(n=3/群)で測定した(図14)。実施例10で製造したマイクロスフェア~IL-15(2.5、12.5、25、または50μg、コンジュゲートしたタンパク質)を、マウスに投与した。PMBCを調製し、NK1.1、CD3、CD8、およびCD44の発現細胞のフローサイトメトリー分析のために、表面染色した。市販のFITC-、PE-、またはアロフィコシアニン-コンジュゲート抗体を使用した。サンプルデータを、FACScanフローサイトメーター(BD Biosciences)で収集し、FlowJoサイトメトリー分析ソフトウェア(TreeStar、Ashland、OR)を使用して、分析した。臨床観察では、注射部位で反応がなく、また、開始時平均体重(25.1±1.3g)と、終了時平均体重(25.1±1.4g)に、有意な変化がなかった。
マイクロスフェア-IL-15から放出される、[アミノプロピル]-IL-15の薬力学
実施例10のマイクロスフェア-IL-15から放出される、[アミノプロピル]-IL-15の薬力学を、正常なオスのC57BL/6Jマウス(n=3/群)で測定した(図14)。実施例10で製造したマイクロスフェア~IL-15(2.5、12.5、25、または50μg、コンジュゲートしたタンパク質)を、マウスに投与した。PMBCを調製し、NK1.1、CD3、CD8、およびCD44の発現細胞のフローサイトメトリー分析のために、表面染色した。市販のFITC-、PE-、またはアロフィコシアニン-コンジュゲート抗体を使用した。サンプルデータを、FACScanフローサイトメーター(BD Biosciences)で収集し、FlowJoサイトメトリー分析ソフトウェア(TreeStar、Ashland、OR)を使用して、分析した。臨床観察では、注射部位で反応がなく、また、開始時平均体重(25.1±1.3g)と、終了時平均体重(25.1±1.4g)に、有意な変化がなかった。
MS~IL-15コンジュゲート(12.5μg、25μg、または50μg)の単回皮下注射は、PBMCにおいて、CD44hiCD8+T細胞の用量依存的増加をもたらした。CD44hiCD8+T細胞の2~4倍の増殖は、処置後5日でピークに達した。これらの細胞は、21日間、対照群よりも上昇したままであった(図14A)。最高用量のMS~IL-15(50μg)が投与されたマウスは、28日目に、依然として、CD44hiCD8+T細胞のレベルが、対照群の2倍であった。実験期間中、天然rhIL-15(2.5μg)の単回投与、またはMS~IL-15(2.5μg)の同等の用量から、CD44hiCD8+T細胞の増加は観測されなかった。
NK細胞の用量依存的増殖はまた、MS~IL-15コンジュゲートの単回皮下注射後、PBMCにおいて観測された(図14B)。MS~IL-15(12.5μg、25μg、または50μg)を投与した場合、NK細胞の約2~3倍の増殖が、処置後5~7日でピークに達した。NK細胞は、14日から21日の間上昇したままであった。NK細胞の増殖は、天然rhIL-15の単回投与(2.5μg)、または同等の用量のMS~IL-15(2.5μg)では観測されなかった。
実施例13
リンカー-RLIおよびマイクロスフェア-RLIコンジュゲートの製造
RLI(受容体結合インターロイキン)は、IL-15、および、IL-15受容体β/γ複合体のスーパーアゴニストとして作用する受容体αサブユニットのスシ(sushi)ドメインを含む、融合タンパク質である(Mortier et al., J. Biological Chem. 2006, 281: 1612-9;米国特許第10,358,488号)。
リンカー-RLIおよびマイクロスフェア-RLIコンジュゲートの製造
RLI(受容体結合インターロイキン)は、IL-15、および、IL-15受容体β/γ複合体のスーパーアゴニストとして作用する受容体αサブユニットのスシ(sushi)ドメインを含む、融合タンパク質である(Mortier et al., J. Biological Chem. 2006, 281: 1612-9;米国特許第10,358,488号)。
リンカー濃度を変化させて、RLI(10nmol、50μL)の小スケールの還元的アルキル化反応を実施して、化学量論的リンカー付加のための最適な反応条件を決定した。1.5、2、3、および5当量の実施例2のリンカー(IIb)を使用して、最初の反応を実施した。試験条件下で、1.5当量のリンカーを使用した場合、44%のRLIが1つのリンカーで修飾され、46%が未修飾のままであった。2当量のリンカーにおいて、RLIの約53%がリンカーの化学量論的付加をもたらし、33%のRLIが未修飾で、14%が複数のリンカーと共有結合することが確認された。リンカー量を3当量に増加させると、2つのリンカーの結合の割合(27%)が増加し、3つのリンカーを含むRLIの形成も増加した(6%)。これらのパーセンテージは、5当量のリンカーの存在下で、さらに増加した(図15)。
RLIの還元的アルキル化を、SDS-PAGE DBCO-PEG5Kゲルシフトアッセイによって、測定した。図15は、ゲルシフトアッセイから測定された、修飾されたRLIの割合を示している。バンドは、ImageJソフトウェアを使用して定量化した。RLI(10nmol)を、1.5、2、3、または5当量のリンカー-CHO(Mod=MeSO2)、およびNaCNBH3(10mM)の、25mMのMES、500mMのNaClおよび0.05%tween-20の液で、暗所において室温で20時間、処理した。
2当量のリンカーを使用して、大スケールの還元的アルキル化反応(800nmol、4mL)を実施した。次いで、還元的にアルキル化したRLIを、BCN活性化マイクロスフェア(実施例4)にコンジュゲートさせた。酸化プロセスを最小限に抑えるために、EDTA(1mM)およびメチオニン(30mM)を、反応に加えた。コンジュゲーション反応後、マイクロスフェアを、バッファー(25mMのクエン酸ナトリウム、500mMのNaCl、0.05%tween-20、30mMのメチオニン、pH5.9)で、よく洗浄し、非共有結合で付いたRLIを除去した。洗浄したマイクロスフェアの少量アリコート(~25mg)を、NaOH(50mM)で処理し、マイクロスフェアに共有結合したRLIの濃度を測定した。マイクロスフェア上のRLI濃度は、175nmol/mLであると決定した。
実施例14
マイクロスフェアコンジュゲートから放出されたRLIの生物活性
RLIがマイクロスフェアコンジュゲートから放出された後、アミノプロピル残基がコンジュゲーションの部位に残る。放出された[アミノプロピル]-RLIの生物活性を試験するために、細胞ベースのアッセイを使用して、[アミノプロピル]-RLIが、天然のRLIと比較して、受容体の二量体化を誘導する能力を測定した。天然のRLIと[アミノプロピル]-RLIのEC50曲線は、互いに重なり合っており、この生物活性アッセイで評価されるように、アミノプロピル残基が、IL-15活性に影響を与えないことを示している(図16)。
マイクロスフェアコンジュゲートから放出されたRLIの生物活性
RLIがマイクロスフェアコンジュゲートから放出された後、アミノプロピル残基がコンジュゲーションの部位に残る。放出された[アミノプロピル]-RLIの生物活性を試験するために、細胞ベースのアッセイを使用して、[アミノプロピル]-RLIが、天然のRLIと比較して、受容体の二量体化を誘導する能力を測定した。天然のRLIと[アミノプロピル]-RLIのEC50曲線は、互いに重なり合っており、この生物活性アッセイで評価されるように、アミノプロピル残基が、IL-15活性に影響を与えないことを示している(図16)。
図16は、RLIのためのIL-2Rβγ受容体結合細胞ベースのアッセイの結果を示している。U2OS細胞ベースのアッセイを使用して、pH7.4でコンジュゲートから放出したアミノプロピル-RLIの結合活性(EC50=180pM)を測定し、天然のRLI(EC50=160pM)と比較した。
実施例15
マイクロスフェアコンジュゲートから放出される、[アミノプロピル]-RLIの薬物動態
マイクロスフェアコンジュゲートから放出される、[アミノプロピル]-RLIの薬物動態を、正常なC57BL/6Jマウスで測定した。マウスに、コンジュゲートを皮下注射した(1.5nmolタンパク質、100μL注射)。採血を、10日間にわたって所定の時点で行い、血漿を調製した。血漿中の[アミノプロピル]-RLIの濃度を、RLIに特異的なELISAを使用して測定した(図17)。データのマニュアルの検査により、Tmaxは48時間であると示唆され、データを単相減衰モデルに適合させると、半減期は135時間になった。マウスの体重に変化はなかった(開始時体重:21.5±1.1g;終了時体重:21.5±1.1g)。
マイクロスフェアコンジュゲートから放出される、[アミノプロピル]-RLIの薬物動態
マイクロスフェアコンジュゲートから放出される、[アミノプロピル]-RLIの薬物動態を、正常なC57BL/6Jマウスで測定した。マウスに、コンジュゲートを皮下注射した(1.5nmolタンパク質、100μL注射)。採血を、10日間にわたって所定の時点で行い、血漿を調製した。血漿中の[アミノプロピル]-RLIの濃度を、RLIに特異的なELISAを使用して測定した(図17)。データのマニュアルの検査により、Tmaxは48時間であると示唆され、データを単相減衰モデルに適合させると、半減期は135時間になった。マウスの体重に変化はなかった(開始時体重:21.5±1.1g;終了時体重:21.5±1.1g)。
図17は、C57BL/6Jマウスにおける、マイクロスフェアコンジュゲートから放出された、[アミノプロピル]-RLIの薬物動態を示している。正常なオスのC57BL/6Jマウスに、マイクロスフェア-RLIコンジュゲート(1.5nmol)を投与した。血漿サンプルを、R&D systems DuoSet hIL15/IL15Rα complex ELISA(DY6924)を使用して、調製および分析した。データは、単相減衰モデルに適合し、半減期は135時間になった。
実施例16
マイクロスフェアコンジュゲートから放出される、[アミノプロピル]-RLIの薬力学
MS~RLIコンジュゲート(34μg、1.5nmol)の薬力学を、C57Blackマウス(n=5/群)において、空のMS、および遊離RLI(2.5μg、QD×4)の薬力学と、比較した。採血を13日間にわたって行い、PBMCの表面を、一般的な実験手法を用いて染色した。固定および細胞内染色は、eBioscience Foxp3/Transcription Factor Staining Buffer Set(ThermoFisher Scientific)のプロトコルに従った。使用した市販の抗体は、NK1.1、CD3、CD8、CD19、CD44、およびKi-67の発現細胞に対するものであった。染色した単一の細胞懸濁液を、LSRIIフローサイトメーター(BD Biosciences)を使用して分析し、FlowJoサイトメトリー分析ソフトウェア(TreeStar、Ashland、OR)を使用して、分析した。特に注目した細胞集団は、CD8+メモリーT細胞(CD44hiCD8+)、ナチュラルキラー細胞(CD3-NK1.1+)、増殖するCD8+メモリーT細胞(CD44hiCD8+Ki-67+)、および、増殖するナチュラルキラー細胞(CD3-NK1.1+Ki-67+)、であった。
マイクロスフェアコンジュゲートから放出される、[アミノプロピル]-RLIの薬力学
MS~RLIコンジュゲート(34μg、1.5nmol)の薬力学を、C57Blackマウス(n=5/群)において、空のMS、および遊離RLI(2.5μg、QD×4)の薬力学と、比較した。採血を13日間にわたって行い、PBMCの表面を、一般的な実験手法を用いて染色した。固定および細胞内染色は、eBioscience Foxp3/Transcription Factor Staining Buffer Set(ThermoFisher Scientific)のプロトコルに従った。使用した市販の抗体は、NK1.1、CD3、CD8、CD19、CD44、およびKi-67の発現細胞に対するものであった。染色した単一の細胞懸濁液を、LSRIIフローサイトメーター(BD Biosciences)を使用して分析し、FlowJoサイトメトリー分析ソフトウェア(TreeStar、Ashland、OR)を使用して、分析した。特に注目した細胞集団は、CD8+メモリーT細胞(CD44hiCD8+)、ナチュラルキラー細胞(CD3-NK1.1+)、増殖するCD8+メモリーT細胞(CD44hiCD8+Ki-67+)、および、増殖するナチュラルキラー細胞(CD3-NK1.1+Ki-67+)、であった。
CD44hiCD8+T細胞の増加は、MS~RLIおよび天然RLI群の処置の5日後に、顕著であった(図18A)。この細胞量は、天然RLIによって維持されず、その量は、7日目までにベースラインレベルに戻った。これは、半減期が短く(t1/2=3時間)、遊離RLIが急速にクリアランスされるためと予想された。MS~RLIコンジュゲートは、処置後13日間、CD44hiCD8+T細胞レベルを維持した。MS~RLIコンジュゲートが投与された5匹のマウスはすべて、注射部位で病変を発症し、安楽死を要した。
CD8+T細胞の増殖を、増殖マーカーKi-67によって測定した。注射の3日後、対照と比較して、CD8+T細胞の増加が観測された(図18B)。増殖しているCD8+T細胞の割合は、すべての群で、5日でピークに達し、その後、急速にベースラインに戻った。
NK細胞の割合の増加はまた、対照および天然RLIと比較して、MS~RLIコンジュゲートが投与されたマウスで、観測された(図19A)。遊離RLI注射、およびMS~RLIコンジュゲートは、PBMCにおいて、NK細胞の割合を、それぞれ~4倍および~15倍増加させた。NK細胞レベルは、すべての群で、処置後10日までにベースラインに戻った。NK細胞の増殖は、処置後3日で有意に増加し、各群において、5日間維持された(図19B)。NK細胞の増殖は、処置後7日までにベースラインに戻った。
実施例17
分解性PEGヒドロゲルの製造
本発明のヒドロゲルは、反応して接続官能基C*を形成する基Cおよび基C’を含む、2つのプレポリマーの重合によって製造される。CまたはC’のうちの1つへのプレポリマー接続は、ヒドロゲルの各架橋に切断可能なリンカーを導入するために、本明細書に記載の式(IIa)のリンカーなどの切断可能なリンカーとの反応によって導入される、切断可能なリンカーをさらに含む。
分解性PEGヒドロゲルの製造
一実施形態において、第1のプレポリマーは、4-アームのPEGを含み、これは、各アームが、2つの相互に非反応性(「異種」)の官能基BおよびCを有するアダプターユニットで終端となっている。BおよびCは、最初、保護された形態で存在することができ、次の工程において選択的な化学反応を可能にする。特定の実施形態において、アダプターユニットは、アミノ酸、特に、リジン、システイン、アスパラギン酸、またはグルタミン酸、の誘導体であり、これには、アルファアミン基がアジドに変換された誘導体、例えば、2-アジドグルタル酸のモノエステル、が含まれる。アダプターユニットは、各プレポリマーのアーム上の官能基Aと、アダプターユニット上の関連する官能基A’との縮合によって形成される接続官能基A*を介して、各第1のプレポリマーアームに接続される。第2のプレポリマーは、各アームが、第1のプレポリマーの基Cと相補的な反応性を有する官能基C’が終端となった、4-アームのPEGを含み、CとC’が反応してC*を形成したときに、2つのプレポリマー間の架橋が起こる。
例示的な例として、第1のプレポリマーを以下のように製造した。H-Lys(Boc)-OHを、Z=アジドである式(IIa)のリンカーでアシル化して、A=COOH、B=Boc保護NH2、およびC=アジドである、アダプターユニットを得た。これを20kDaの4-アームPEG-テトラアミンとカップリングさせ、Boc基を除去することで、A*=アミド、B=NH2、およびC=アジドである、第1のプレポリマーであって、式(IIa)の切断可能なリンカーが、各アームと第1のプレポリマーの基Cの間の結合に組み込まれた、第1のプレポリマーを得た。対応する第2のプレポリマーは、20kDaの4-アームのPEG-テトラアミンを5-シクロオクチニルスクシンイミジルカーボネートでアシル化することによって製造し、C’=シクロオクチンである第2のプレポリマーを得た。第1および第2のプレポリマーを混合すると、C=アジド基とC’=シクロオクチン基の反応により、対応するトリアゾール基が形成され、それにより、2つのプレポリマーが3次元ネットワークに架橋され、ここで、各架橋は、式(IIa)の化合物の組み込みにより得られる切断可能なリンカーを含み、ここで、第1のプレポリマーの組み込みにより得られる各節点(node)は、さらなるリンカー、薬物、フルオロフォア、金属キレート剤などの付加のために誘導化することが可能な、残留した官能基B=NH2を含んでいる。
本明細書で述べられた、特許、特許出願、および科学論文を含むすべての刊行物は、特許、特許出願、または科学論文を含む個々の刊行物が、参照により組み込まれることが具体的かつ個別に示されたようなものと同程度に、あらゆる目的のために、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
前記の発明は、理解を明確にする目的で、例示および実施例によって、いくらか詳細に説明されているが、特定の小さな変更および修正が、上記の教示に照らして実施されることは、当業者には明らかである。したがって、明細書および実施例は、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
Claims (24)
- 式(I)
M-[Z*-L-D]q (I)
[式中、
Mは、高分子担体であり;
Z*は、接続官能基であり;
Lは、切断可能なリンカーであり;
Dは、サイトカインまたはその変異体のアミン残基であり;および、
qは、Mが可溶性高分子担体の場合、1~10の整数であり、または、qは、Mが不溶性高分子担体の場合、多数である。]
で示される、コンジュゲート。 - Z*が、カルボキサミド、アミド、オキシム、トリアゾール、チオエーテル、チオスクシンイミド、またはエーテル、を含む、請求項1に記載のコンジュゲート。
- Z*が、カルボキサミド、オキシム、チオエーテル、またはトリアゾールを含む、請求項2に記載のコンジュゲート。
- Lが、下記の式:
nは、0~6の整数であり;
R1およびR2は、独立して、電子求引基、アルキル、またはHであり、ここで、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、電子求引基であり;
各R4は、独立して、C1-C3アルキルであるか、または、2つのR4は、それらが結合する炭素原子と一緒になって3~6員環を形成し;
Sは、存在しないか、または、(CH2CH2O)h(CH2)gCONHであり、ここで、g=1~6、および、h=0~1000であり;および、
Yは、存在しないか、または、NH(CH2CH2O)p(CH2)mであり、ここで、m=2~6、および、p=0~1000である。]
で示されるものである、請求項1~3のいずれか1項に記載のコンジュゲート。 - R1が、-CN、または-SO2R5であり、ここで、R5は、C1-C6アルキル、アリール、ヘテロアリール、またはNR6 2であり、ここで、各R6は、独立して、C1-C6アルキル、アリール、またはヘテロアリールであり、および、R2が、Hであり、ここで、R5およびR6のそれぞれは、独立して、任意に置換されていてもよい、請求項4に記載のコンジュゲート。
- Mが、平均分子量1,000~100,000ダルトンの可溶性ポリエチレングリコールであり、qが、1~10の整数である、請求項1~5のいずれか1項に記載のコンジュゲート。
- Mが、不溶性ヒドロゲル、または外科装置であり、qが、多数である、請求項1~5のいずれか1項に記載のコンジュゲート。
- Dが、IL-2、IL-7、IL-9、IL-10、IL-15、IL-15・IL-15RαSu融合タンパク質、IL-21、またはそれらの変異体である、請求項1~7のいずれか1項に記載のコンジュゲート。
- Dが、二量体βγ受容体よりも三量体αβγ受容体に対して選択的結合性を有するIL-2変異体であるか、または、三量体αβγ受容体よりも二量体βγ受容体に対して選択的結合性を有するIL-2変異体である、請求項8に記載のコンジュゲート。
- Dが、IL-15、IL-15・IL-15RαSu融合タンパク質、またはそれらの変異体である、請求項8に記載のコンジュゲート。
- Dが、IL-15、または、脱アミド化に対して安定化されたIL-15・IL-15RαSu融合タンパク質変異体である、請求項8に記載のコンジュゲート。
- 式(Ia)
[式中、
nは、0~6の整数であり;
R1およびR2は、独立して、電子求引基、アルキル、またはHであり、ここで、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、電子求引基であり;
各R4は、独立して、C1-C3アルキルであるか、または、2つのR4は、それらが結合する炭素原子と一緒になって3~6員環を形成し;
Zは、リンカーを高分子担体に接続するための基であり;
Sは、存在しないか、または、(CH2CH2O)h(CH2)gCONHであり、ここで、gは、1~6の整数であり、hは、0~1000の整数であり;
Yは、存在しないか、または、NH(CH2CH2O)p(CH2)mであり、ここで、mは、2~6の整数であり、pは、0~1000の整数であり;および、
Dは、本明細書に開示されるサイトカインまたはサイトカイン変異体のアミン残基である。]
で示される、リンカー-薬物。 - R1が、-CN、または-SO2R5であり、ここで、R5は、C1-C6アルキル、アリール、ヘテロアリール、またはNR6 2であり、ここで、各R6は、独立して、C1-C6アルキル、アリール、またはヘテロアリールであり、および、R2が、Hであり、ここで、R5およびR6のそれぞれは、独立して、任意に置換されていてもよい、請求項12に記載のリンカー-薬物。
- Dが、IL-2、IL-7、IL-9、IL-10、IL-15、IL-15・IL-15RαSu融合タンパク質、IL-21、またはそれらの変異体である、請求項12または13に記載のリンカー-薬物。
- Dが、二量体βγ受容体よりも三量体αβγ受容体に対して選択的結合性を有するIL-2変異体であるか、または、三量体αβγ受容体よりも二量体βγ受容体に対して選択的結合性を有するIL-2変異体である、請求項14に記載のリンカー-薬物。
- Dが、IL-2、IL-2[N88R]、IL-2[N88D]、IL-2[N88R,C125S]、および、IL-2[N88D,C125S]からなる群から選択される、請求項15に記載のリンカー-薬物。
- Dが、IL-15、IL-15 N77A、IL-15-[N71S,N72A,N77A]、IL-15・IL-15RαSu融合タンパク質、または、それらの変異体である、請求項12または13に記載のリンカー-薬物。
- Dが、IL-2、IL-7、IL-9、IL-10、IL-15、IL-15・IL-15RαSu融合タンパク質、IL-21、または、それらのサイトカイン変異体からなる群から選択され、ここで、N-アルファアミン基が、NH2(CH2CH2O)p(CH2)mの付加によって修飾され、ここで、mは、2~6の整数であり、および、pは、0~1000の整数である、請求項12または13に記載のリンカー-薬物。
- Dが、IL-2またはIL-2変異体である、請求項1~7のいずれか1項に記載のコンジュゲートにより、対象を処置することを含む、対象における、Treg細胞を選択的に増殖させる方法。
- Dが、IL-15、IL-15・IL-15RαSu融合タンパク質、またはそれらの変異体である、請求項1~7のいずれか1項に記載のコンジュゲートにより、対象を処置することを含む、対象における、CD8+エフェクターT細胞を選択的に増殖させる方法。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載のコンジュゲートを対象に投与することを含む、それを必要とする対象における、疾患または病気を治療する方法。
- 疾患または病気が、自己免疫疾患;寛容原性CD4+ CD25+ FOXP3+制御性T細胞の不適切な再構成に関連する慢性移植片対宿主病(cGVHD);全身性エリテマトーデス;サルコイドーシス;C型肝炎誘発性血管炎;脱毛症;関節リウマチ;炎症性腸疾患;多発性硬化症;または、1型糖尿病、である、請求項21に記載の方法。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載のコンジュゲートを投与することを含む、その治療を受けている対象における、免疫療法の増強のための方法。
- NH2(CH2CH2O)p(CH2)m[式中、mは、2~6の整数であり、および、pは、0~1000の整数である。]の付加によって、N末端アルファアミンにおいて修飾された、サイトカインまたはサイトカイン変異体。
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