JP2022535413A - がんの処置のためのp38アルファ-キナーゼ阻害剤と組み合わせたニューロピリンアンタゴニスト - Google Patents
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Abstract
ニューロピリン-1は、今後、がん処置における重要な標的であるが、作用機序は依然として理解し難い部分があり、それゆえ、その研究のために阻害性低分子の開発が必要とされる。ここで、本発明者らは、VEGF-A165/NRP-1結合阻害剤である2つのニューロピリン小型アンタゴニスト(NRPa-47、NRPa-48)が、トリプルネガティブ乳がん細胞株(MDA-MB-231)において、VEGF-Rのリン酸化を減少させ、それらの下流カスケードをモジュレーションすることができることを報告する。特に、本発明者らは、初めて、NRPaがどのように腫瘍細胞シグナル伝達を変化させ、がん治療上重要な因子であるp38α-キナーゼリン酸化のダウンモジュレーションに寄与し得るかを示した。より重要なことに、NRPaとp38α阻害剤との組み合わせは、乳がん細胞増殖を有意に低減させることに対して、これらの薬物の相加および/または相乗効果(使用される用量に応じて)をもたらす。したがって、NRPaとp38α-キナーゼ阻害剤の効率的な組み合わせが、結果としてがんの処置に有効である。
Description
発明の分野
本発明は、医学、特に腫瘍学の分野に関する。
本発明は、医学、特に腫瘍学の分野に関する。
発明の背景
ニューロピリン-1(NRP-1)およびニューロピリン-2(NRP-2)は、44%の配列相同性を共有する膜貫通I型糖タンパク質である[1]。当初、ニューロピリン(NRP)は、軸索の誘導および反発作用に関与するセマフォリンIIIファミリーの特定の分泌型メンバーのニューロン受容体として特定された[2]。ニューロピリンは、VEGF(血管内皮成長因子)ファミリーメンバーの一部のメンバーの多機能性非チロシンキナーゼ受容体である。いくつかの腫瘍組織においてアップレギュレーションが報告されているVEGF-Aスプライシング型であるVEGF-A165は、最も効率的な血管新生促進因子の1つと考えられている。VEGF-A165は、VEGF-R1(Flt-1)、VEGF-R2(Flk-2)などの構造的に関連するチロシンキナーゼ受容体、および細胞質ゾル触媒活性を欠いている共受容体であるNRPに結合する[3、1]。多くのがんでは、一方または両方のNRPの発現が、腫瘍進行および/または予後不良と相関している(概説参照)[4、5]。VEGF-Rとの直接的な相互作用を通じて、NRPは、血管新生および腫瘍進行の重要な調節因子として突如出現した。
ニューロピリン-1(NRP-1)およびニューロピリン-2(NRP-2)は、44%の配列相同性を共有する膜貫通I型糖タンパク質である[1]。当初、ニューロピリン(NRP)は、軸索の誘導および反発作用に関与するセマフォリンIIIファミリーの特定の分泌型メンバーのニューロン受容体として特定された[2]。ニューロピリンは、VEGF(血管内皮成長因子)ファミリーメンバーの一部のメンバーの多機能性非チロシンキナーゼ受容体である。いくつかの腫瘍組織においてアップレギュレーションが報告されているVEGF-Aスプライシング型であるVEGF-A165は、最も効率的な血管新生促進因子の1つと考えられている。VEGF-A165は、VEGF-R1(Flt-1)、VEGF-R2(Flk-2)などの構造的に関連するチロシンキナーゼ受容体、および細胞質ゾル触媒活性を欠いている共受容体であるNRPに結合する[3、1]。多くのがんでは、一方または両方のNRPの発現が、腫瘍進行および/または予後不良と相関している(概説参照)[4、5]。VEGF-Rとの直接的な相互作用を通じて、NRPは、血管新生および腫瘍進行の重要な調節因子として突如出現した。
血管新生プロセスを引き起こすこれらの特定されたタンパク質-タンパク質相互作用は、モノクローナル抗体(例えば、アバスチン(登録商標))、アプタマー(例えば、マクジェン(登録商標))およびそのチロシンキナーゼ受容体の細胞内キナーゼ活性を標的とする低分子(例えば、スーテント(登録商標))などの細胞外VEGFトラップの開発につながった。それにもかかわらず、血管新生に関与する異なる経路の存在、および一般に不良である応答を伴う患者における治療抵抗性の出現は、新たな抗血管新生戦略を開発する必要性をもたらしている。
新たに出現したNRP標的に対する薬物開発は、抗体[1、6、7]、ペプチド(A7R、EG3287、NRP-1膜貫通ペプチド)[8~12]およびペプチド模倣薬(EG00229)などの最新ツールをもたらした[13]。最近、新たなアプローチは、NRPへのVEGF結合、インビボおよびインビトロの腫瘍成長を減少させる、阻害性低分子の関心を浮き彫りにした[14、15]。この分野では、本発明者らが最初の研究チームであり、本発明者らは、完全に非ペプチド性の阻害性分子、いわゆる、ニューロピリンアンタゴニスト(NRPa)を開発している[15]。しかしながら、NRPががん進行をモジュレーションする分子機序は、まだ十分に解明されていない。NRPaは、腫瘍の発生および生存に関与する細胞シグナル伝達の理論的知識に関する追加データを提供するはずである。
発明の概要
特許請求の範囲によって定義されるとおり、本発明は、がんの処置のためのp38α-キナーゼ阻害剤と組み合わせたニューロピリンアンタゴニストに関する。
特許請求の範囲によって定義されるとおり、本発明は、がんの処置のためのp38α-キナーゼ阻害剤と組み合わせたニューロピリンアンタゴニストに関する。
発明の詳細な説明
ニューロピリン-1は、今後、がん処置における重要な標的であるが、作用機序は依然として理解し難い部分があり、それゆえ、その研究のために阻害性低分子の開発が必要とされる。ここで、本発明者らは、VEGF-A165/NRP-1結合阻害剤である2つのニューロピリン小型アンタゴニスト(NRPa-47、NRPa-48)が、トリプルネガティブ乳がん細胞株(MDA-MB-231)において、VEGF-Rのリン酸化を減少させ、それらの下流カスケードをモジュレーションすることができることを報告する。それにもかかわらず、NRPaは、JNK-1/-2/-3、ERK-1/-2およびp38β/γ/δ-キナーゼなどのMAPKのリン酸化とそれらのそれぞれの下流標的の分岐経路調節をもたらす。しかしながら、NRPa-47およびNRPa-48は、p38α-キナーゼリン酸化およびその中心的な調節的役割を強めるそれらの下流標的の共通のダウンレギュレーションを働かせる。より重要なことに、SAPK2a/p38αを含めた40個の選択されたキナーゼのうちどれも、インビトロでNRPaによる影響を受けず、それらの特異性を裏付けることはなかった。まとめると、NRPaは、アポトーシス促進性および抗アポトーシス性タンパク質、細胞死受容体およびアダプター、ヒートショックタンパク質(HSP-27/-60/-70)、細胞周期タンパク質(p21、p27、ホスホ-RAD17)ならびに転写因子(p53、HIF-1α)のダウンモジュレーションによって細胞死を誘導した。結論として、本発明者らは、初めて、NRPaがどのように腫瘍細胞シグナル伝達を変化させ、がん治療上重要な因子であるp38α-キナーゼリン酸化のダウンモジュレーションに寄与し得るかを示した。したがって、NRPaとp38α-キナーゼ阻害剤の効率的な組み合わせが、結果としてがんの処置に有効である。
ニューロピリン-1は、今後、がん処置における重要な標的であるが、作用機序は依然として理解し難い部分があり、それゆえ、その研究のために阻害性低分子の開発が必要とされる。ここで、本発明者らは、VEGF-A165/NRP-1結合阻害剤である2つのニューロピリン小型アンタゴニスト(NRPa-47、NRPa-48)が、トリプルネガティブ乳がん細胞株(MDA-MB-231)において、VEGF-Rのリン酸化を減少させ、それらの下流カスケードをモジュレーションすることができることを報告する。それにもかかわらず、NRPaは、JNK-1/-2/-3、ERK-1/-2およびp38β/γ/δ-キナーゼなどのMAPKのリン酸化とそれらのそれぞれの下流標的の分岐経路調節をもたらす。しかしながら、NRPa-47およびNRPa-48は、p38α-キナーゼリン酸化およびその中心的な調節的役割を強めるそれらの下流標的の共通のダウンレギュレーションを働かせる。より重要なことに、SAPK2a/p38αを含めた40個の選択されたキナーゼのうちどれも、インビトロでNRPaによる影響を受けず、それらの特異性を裏付けることはなかった。まとめると、NRPaは、アポトーシス促進性および抗アポトーシス性タンパク質、細胞死受容体およびアダプター、ヒートショックタンパク質(HSP-27/-60/-70)、細胞周期タンパク質(p21、p27、ホスホ-RAD17)ならびに転写因子(p53、HIF-1α)のダウンモジュレーションによって細胞死を誘導した。結論として、本発明者らは、初めて、NRPaがどのように腫瘍細胞シグナル伝達を変化させ、がん治療上重要な因子であるp38α-キナーゼリン酸化のダウンモジュレーションに寄与し得るかを示した。したがって、NRPaとp38α-キナーゼ阻害剤の効率的な組み合わせが、結果としてがんの処置に有効である。
本発明のさらなる目的は、その必要のある患者におけるがんを処置する方法であって、少なくとも1つのニューロピリンアンタゴニストと少なくとも1つのp38α-キナーゼ阻害剤を含む治療上有効な組み合わせを患者に投与することを含む方法に関する。
本明細書において使用される場合、「対象」または「患者」という用語は、哺乳動物、好ましくは、ヒトのことを指す。非ヒト哺乳動物の例は、イヌ、ネコ、家畜化されたブタ、ウサギ、フェレット、ハムスター、マウス、ラットなどのペット;霊長類、例えばチンパンジー、サルなど;ウシ、ブタ、ウサギ、ウマ、ヒツジ、ヤギなどの経済的観点から重要な動物を包含する。
本明細書において使用される場合、「がん」という用語は、当技術分野におけるその一般的な意味を有し、造血系のがん(例えば、血液由来の腫瘍)および非造血系のがん(例えば、固形腫瘍)を包含するが、これらに限定されない。がんという用語は、皮膚、組織、臓器、骨、軟骨、血液および血管の疾患を包含する。「がん」という用語はさらに、原発性のがんおよび転移性のがんの両方を包含する。本発明の方法および組成物によって処置され得るがんの例は、膀胱、血液、骨、骨髄、脳、乳房、大腸、食道、消化管、歯茎、頭部、腎臓、肝臓、肺、鼻咽頭、頸部、卵巣、前立腺、皮膚、胃、精巣、舌または子宮に由来するがん細胞を包含するが、これらに限定されない。また、がんは、具体的には、以下の組織型のものであり得るが、これらに限定されるわけではない:新生物、悪性;がん腫;がん腫、未分化;巨細胞および紡錘細胞がん腫;小細胞がん腫;乳頭がん腫;扁平上皮がん腫;リンパ上皮がん腫;基底細胞がん腫;毛母がん腫;移行上皮がん腫;乳頭移行上皮がん腫;腺がん;ガストリノーマ、悪性;胆管がん腫;肝細胞がん腫;混合肝細胞がん腫および胆管がん腫;索状腺がん;腺様嚢胞がん腫;腺腫性ポリープの腺がん;腺がん、家族性大腸ポリポーシス;固形がん腫;カルチノイド腫瘍、悪性;細気管支-肺胞性腺がん;乳頭腺がん;色素嫌性がん腫;好酸性がん腫;酸親和性腺がん;好塩基性がん腫;明細胞腺がん;顆粒細胞がん腫;濾胞性腺がん;乳頭および濾胞性腺がん;非被包性硬化性がん腫;副腎皮質がん腫;類内膜がん腫;皮膚付属器がん腫;アポクリン腺がん;皮脂腺がん;耳垢腺がん;粘表皮がん腫;嚢胞腺がん;乳頭嚢胞腺がん;乳頭漿液性嚢胞腺がん;膠様嚢胞腺がん;膠様腺がん;印環細胞がん腫;浸潤性導管がん腫;髄腔がん腫;小葉がん腫;炎症性がん腫;パジェット病、乳房;腺房細胞がん腫;腺扁平上皮がん腫;腺がんw/扁平上皮化生;胸腺腫、悪性;卵巣間質腫瘍、悪性;卵胞膜細胞腫、悪性;顆粒膜細胞腫瘍、悪性;および神経芽細胞腫、悪性;セルトリ細胞がん腫;ライディッヒ細胞腫瘍、悪性;脂質細胞腫瘍、悪性;パラガングリオーマ、悪性;乳房外パラガングリオーマ、悪性;褐色細胞腫;グロマンギオ肉腫;悪性黒色腫;メラニン欠乏性黒色腫;表在拡大型黒色腫;巨大色素性母斑の悪性黒色腫;類上皮細胞黒色腫;青色母斑、悪性;肉腫;線維肉腫;線維性組織球腫、悪性;粘液肉腫;脂肪肉腫;平滑筋肉腫;横紋筋肉腫;胎児性横紋筋肉腫;胞巣状横紋筋肉腫;間質性肉腫;混合腫瘍、悪性;ミュラー管混合腫瘍;腎芽腫;肝芽腫;がん肉腫;間葉腫、悪性;ブレナー腫瘍、悪性;葉状腫瘍、悪性;滑膜肉腫;中皮腫、悪性;未分化胚細胞腫;胎児性がん腫;テラトーマ、悪性;卵巣甲状腺腫、悪性;絨毛がん腫;中腎腫、悪性;血管肉腫;血管内皮腫、悪性;カポジ肉腫;血管外皮腫、悪性;リンパ管肉腫;骨肉腫;傍骨性骨肉腫;軟骨肉腫;軟骨芽細胞腫、悪性;間葉軟骨肉腫;骨の巨細胞腫瘍;ユーイング肉腫;歯原性腫瘍、悪性;エナメル上皮歯牙肉腫;エナメル上皮腫、悪性;エナメル芽細胞線維肉腫;松果体腫、悪性;脊索腫;神経膠腫、悪性;上衣腫;星状細胞腫;原形質性星状細胞腫;線維性星状細胞腫;星状芽細胞腫;膠芽腫;乏突起膠腫;乏突起神経膠芽細胞腫;原始神経外胚葉腫瘍;小脳肉腫;神経節芽腫;神経芽腫;網膜芽腫;嗅神経細胞腫瘍;髄膜腫、悪性;神経線維肉腫;神経鞘腫、悪性;顆粒細胞腫瘍、悪性;悪性リンパ腫;ホジキン病;ホジキンリンパ腫;側肉芽腫;悪性リンパ腫、小リンパ球性;悪性リンパ腫、大細胞、びまん性;悪性リンパ腫、濾胞性;菌状息肉症;他の特定された非ホジキンリンパ腫;悪性組織球増殖症;多発性骨髄腫;肥満細胞肉腫;免疫増殖性小腸疾患;白血病;リンパ性白血病;形質細胞白血病;赤白血病;リンパ肉腫細胞性白血病;骨髄性白血病;好塩基球性白血病;好酸球性白血病;単球性白血病;肥満細胞白血病;巨核芽球性白血病;骨髄性肉腫;ならびに有毛細胞白血病。
いくつかの実施態様では、本発明の方法は、乳がんの処置、特に、トリプルネガティブ乳がんの処置にとりわけ適する。本明細書において使用される場合、「トリプルネガティブ乳がん」という表現は、当技術分野におけるその一般的な意味を有し、乳がんがエストロゲン(ER陰性)およびプロゲステロン(PR陰性)というホルモンの受容体とタンパク質HER2の受容体を欠いていることを意味する。
いくつかの実施態様では、がんは、過去に「ニューロピリン陽性」としてスクリーニングされている、すなわち、がん細胞は、ニューロピリンタンパク質を発現する。前記発現は、免疫組織化学(IHC)、免疫蛍光、質量分析法、RT-PCR、蛍光インサイチューハイブリダイゼーション(FISH)、色原体インサイチューハイブリダイゼーション(CISH)、銀インサイチューハイブリダイゼーション(SISH)または比較ゲノムハイブリダイゼーション(CGH)、RNAスコープなどの当技術分野において公知の任意のルーチン法によって腫瘍において評価され得る。
本明細書において使用される場合、「処置(treatment)」または「処置する(treat)」という用語は、不健康な患者または疾患もしくは病気を患っていると診断された患者の処置だけでなく疾患に罹患するリスクのある患者または疾患に罹患している疑いのある患者の処置も含めた、予防的処置または防止的処置と治癒的処置または疾患修飾処置の両方のことを指し、臨床的再発の抑制を含む。処置は、医学的障害を有する患者または最終的に障害を獲得し得る患者に、障害または再発性障害の発症を防止、治癒、遅延させるために、その重症度を低減させるために、またはその1つもしくは複数の症状を改善するために、あるいは、患者の生存をそのような処置がないときに予想される生存を超えて延長させるために投与され得る。「治療レジメン」とは、病気の処置のパターン、例えば、治療の間に使用される投薬のパターンのことを意味する。治療レジメンは、導入レジメンおよび維持レジメンを包含し得る。「導入レジメン」または「導入期間」という語句は、疾患の初期処置に使用される治療レジメン(または治療レジメンの一部分)のことを指す。導入レジメンの一般的な目標は、処置レジメンの初期の間に患者に高レベルの薬物を提供することである。導入レジメンは、(部分的または全体的に)「負荷レジメン」を用いてもよく、負荷レジメンは、医師が維持レジメンの間に用いるよりも高用量の薬物を投与すること、医師が薬物を維持レジメンの間に投与するよりも高頻度に薬物を投与すること、または両方を含み得る。「維持レジメン」または「維持期間」という語句は、病気の処置の間の患者の維持、例えば、患者を長期間(数ヶ月または数年)にわたり寛解状態に維持するために使用される治療レジメン(または治療レジメンの一部分)のことを指す。維持レジメンは、持続治療(例えば、薬物を一定間隔で、例えば、週1回、月1回、年1回などに投与する)または間欠治療(例えば、断続処置、間欠処置、再発時の処置、または特定の所定の基準[例えば、疼痛、疾患兆候など]の到達時の処置)を用いてもよい。特に、AMLの場合、維持治療は、臨床的に不可視の微小残存病変を根絶し得る。
本明細書において使用される場合、「ニューロピリン」または「NRP」という用語は、当技術分野におけるその一般的な意味を有し、典型的には、5つのドメイン:3つの細胞外ドメイン(a1 a2、b1、b2およびc)、膜貫通ドメインおよび細胞質ドメインからなる膜貫通糖タンパク質のことを指す。44%の配列相同性を共有する2つのニューロピリンメンバー:ニューロピリン-1(NRP-1)およびニューロピリン-2(NRP-2)が存在する。ニューロピリンは、VEGF-A165を含むVEGF(血管内皮成長因子)ファミリーメンバーの一部のメンバーの多機能性非チロシンキナーゼ受容体である。
本明細書において使用される場合、「ニューロピリンアンタゴニスト」という用語は、ニューロピリンタンパク質の生物活性または発現を部分的または完全に遮断、阻害または中和する分子のことを指す。ニューロピリンアンタゴニストは、例えば、ニューロピリンをコードする核酸の転写もしくは翻訳を減少させることによって、またはニューロピリンポリペプチド活性を阻害もしくは遮断することによって、または両方によって、細胞における少なくとも1つ以上のニューロピリンファミリーメンバー(例えば、NRP-1またはNRP-2)に関連するシグナル伝達を妨害する、任意のタイプの分子であることができる。ニューロピリンアンタゴニストの例は、ニューロピリンアンタゴニストとニューロピリンとの間の相互作用がニューロピリン活性または発現の低減または停止をもたらすような、アンチセンスポリヌクレオチド、干渉RNA、触媒RNA、RNA-DNAキメラ、ニューロピリン特異的アプタマー、抗ニューロピリン抗体、抗ニューロピリン抗体のニューロピリン結合断片、ニューロピリン結合低分子、ニューロピリン結合ペプチド、およびニューロピリンに特異的に結合する他のポリペプチド(任意で1つ以上の追加のドメインに融合された1つ以上のニューロピリンリガンドのニューロピリン結合断片を含むがこれに限定されない)を包含するが、これらに限定されない。特に、ニューロピリンアンタゴニストは、ニューロピリンタンパク質(例えば、NRP-1)とそのパートナー、特にVEGF-A165との間の相互作用を阻害する。
ニューロピリンアンタゴニストは、当技術分野において周知であり、典型的には、以下に記載されるものを包含する:
いくつかの実施態様では、ニューロピリンアンタゴニストは、ニューロピリン(例えば、NRP-1またはNRP-2)に特異的に結合して、ニューロピリンシグナル伝達経路を活性化するその活性を中和する、特に、ニューロピリンとVEGF-A165との結合を阻害する、抗体である。いくつかの実施態様では、抗体は、ニューロピリンの細胞外ドメインに結合する。いくつかの実施態様では、抗体は、NRP-1のドメインcに結合する。ニューロピリンアンタゴニストである抗体の例は、特に抗NRP-1抗体MNRP1685Aを記載しているWO2011/143408に記載されるものを包含する。
本明細書において使用される場合、「抗体」という用語は、ポリクローナル、モノクローナル、ヒト化、キメラ、Fab断片、Fv断片、F(ab’)断片およびF(ab’)2断片、ならびに抗体の抗原結合部位を含む単鎖抗体(scFv)、融合タンパク質および他の合成タンパク質を包含するが、これらに限定されない。抗体は、当技術分野において公知の方法ならびに市販のサービスおよびキットを使用して当業者が合成することができる。モノクローナル抗体の調製の方法は、当技術分野において周知であり、ハイブリドーマ技術およびファージディスプレイ技術を包含する。本開示における使用に適したさらなる抗体は、例えば、以下の刊行物に記載されている:Antibodies A Laboratory Manual, Second edition. Edward A. Greenfield. Cold Spring Harbor Laboratory Press (Sep. 30, 2013);Making and Using Antibodies: A Practical Handbook, Second Edition. Eds. Gary C. Howard and Matthew R. Kaser. CRC Press (Jul. 29, 2013);Antibody Engineering: Methods and Protocols, Second Edition (Methods in Molecular Biology). Patrick Chames. Humana Press (Aug. 21, 2012);Monoclonal Antibodies: Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology). Eds. Vincent Ossipow and Nicolas Fischer. Humana Press (Feb. 12, 2014);およびHuman Monoclonal Antibodies: Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology). Michael Steinitz. Humana Press (Sep. 30, 2013))。
いくつかの実施態様では、ニューロピリンアンタゴニストは、典型的には5,000kDa未満の分子量を有する低分子、例えば、有機低分子である。
ニューロピリンアンタゴニストである低分子の例は、WO2012156289に記載されるものを包含し、それらは、
- N-[5-(1H-ベンゾイミダゾール-2-イル)-2-メチルフェニル]-N’-(2,3-ジヒドロ-1,4-ベンゾジオキシン-6-イルカルボニル)チオ尿素(またNRPa-47と命名される):
- N-[3-(1H-ベンゾイミダゾール-2-イル)フェニル]-N’-(2,3-ジヒドロ-1,4-ベンゾジオキシン-6-イルカルボニル)チオ尿素(またNRPa-48と命名される):
および/または
- N-[3-(1H-ベンゾイミダゾール-2-イル)フェニル]-N’-(1,3-ベンゾジオキソール-5-イルカルボニル)チオ尿素
あるいはそれらの塩およびエステル、およびそれらの混合物である。
- N-[5-(1H-ベンゾイミダゾール-2-イル)-2-メチルフェニル]-N’-(2,3-ジヒドロ-1,4-ベンゾジオキシン-6-イルカルボニル)チオ尿素(またNRPa-47と命名される):
- N-[3-(1H-ベンゾイミダゾール-2-イル)フェニル]-N’-(2,3-ジヒドロ-1,4-ベンゾジオキシン-6-イルカルボニル)チオ尿素(またNRPa-48と命名される):
および/または
- N-[3-(1H-ベンゾイミダゾール-2-イル)フェニル]-N’-(1,3-ベンゾジオキソール-5-イルカルボニル)チオ尿素
あるいはそれらの塩およびエステル、およびそれらの混合物である。
いくつかの実施態様では、ニューロピリンアンタゴニストは、ニューロピリン発現の阻害剤である。
「発現の阻害剤」は、遺伝子の発現を阻害する生物効果を有する天然または合成化合物のことを指す。いくつかの実施態様では、前記の遺伝子発現の阻害剤は、siRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはリボザイムである。例えば、アンチセンスRNA分子およびアンチセンスDNA分子を含むアンチセンスオリゴヌクレオチドは、NRP-1 mRNAに結合することによって、したがってタンパク質の翻訳を防止することまたはmRNAの分解を増加させることによって、その翻訳を直接遮断するように作用し、したがって細胞におけるNRP-1のレベル、ひいては活性を減少させるだろう。例えば、NRP-1をコードするmRNA転写物配列の固有の領域に相補的な、少なくとも約15塩基のアンチセンスオリゴヌクレオチドを、例えば、従来のホスホジエステル技法によって合成することができる。配列が公知である遺伝子の遺伝子発現を特異的に阻害するためのアンチセンス技法を使用するための方法は、当技術分野において周知である(例えば、米国特許第6,566,135号;第6,566,131号;第6,365,354号;第6,410,323号;第6,107,091号;第6,046,321号;および第5,981,732号を参照のこと)。低分子干渉RNA(siRNA)も、本発明において使用するための発現の阻害剤として機能することができる。NRP-1遺伝子発現は、NRP-1遺伝子発現が特異的に阻害されるように、患者または細胞と低分子二本鎖RNA(dsRNA)または低分子二本鎖RNAの産生を引き起こすベクターもしくは構築物とを接触させることによって低減させることができる(すなわち、RNA干渉またはRNAi)。本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチド、siRNA、shRNAおよびリボザイムは、単独でまたはベクターと組み合わせてインビボ送達され得る。その最も広い意味で、「ベクター」は、アンチセンスオリゴヌクレオチド、siRNA、shRNAまたはリボザイム核酸の、細胞、典型的にはNRP-1を発現する細胞への移送を容易にすることが可能な任意のビヒクルである。典型的には、ベクターは、ベクターが存在しないときに生じる分解の程度と比べて低減された分解を伴い、核酸を細胞に輸送する。一般に、本発明において有用なベクターは、アンチセンスオリゴヌクレオチド、siRNA、shRNAまたはリボザイム核酸配列の挿入または組み込みによって操作されている、プラスミド、ファージミド、ウイルス、ウイルスまたは細菌起源に由来する他のビヒクルを包含するが、これらに限定されない。ウイルスベクターは、好ましいタイプのベクターであり、以下のウイルス由来の核酸配列を包含するが、これらに限定されない:モロニーマウス白血病ウイルス、ハーベイマウス肉腫ウイルス、マウス乳房腫瘍ウイルスおよびラウス肉腫ウイルスなどのレトロウイルス;アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス;SV40型ウイルス;ポリオーマウイルス;エプスタイン・バールウイルス;パピローマウイルス;ヘルペスウイルス;ワクチニアウイルス;ポリオウイルス;ならびにレトロウイルスなどのRNAウイルス。命名されていないが当技術分野において公知である他のベクターを容易に用いることができる。いくつかの実施態様では、発現の阻害剤は、エンドヌクレアーゼである。特定の実施態様では、エンドヌクレアーゼは、CRISPR-casである。一部の実施態様では、エンドヌクレアーゼは、ストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptococcus pyogenes)由来のCRISPR-cas9である。CRISPR/Cas9システムは、US 8697359 B1およびUS 2014/0068797に記載されている。一部の実施態様では、エンドヌクレアーゼは、CRISPR-Cpf1であり、これは、Zetscheら(“Cpf1 is a Single RNA-guided Endonuclease of a Class 2 CRISPR-Cas System (2015); Cell; 163, 1-13)のさらに最近になって特性評価されたプレボテラ属(Provotella)とフランシセラ属1(Francisella 1)由来のCRISPR(Cpf1)である。
本明細書において使用される場合、「p38α-キナーゼ」という用語は、当技術分野におけるその一般的な意味を有し、p38マイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)のメンバーのことを指す。p38 MAPKファミリーは、p38-α(MAPK14)、p38-β(MAPK11)、p38-γ(MAPK12/ERK6)およびp38-δ(MAPK13/SAPK4)という4つのメンバーを包含し、これらは、細胞応答を制御するシグナル伝達カスケードに関与する。
本明細書において使用される場合、「p38α-キナーゼ阻害剤」という用語は、p38αタンパク質の生物活性または発現を部分的または完全に遮断、阻害または中和する分子のことを指す。好適な阻害剤分子は、具体的に、アンタゴニスト抗体または抗体断片、天然ポリペプチド、ペプチドの断片またはアミノ酸配列バリアント、アンチセンスオリゴヌクレオチド、有機低分子、組換えタンパク質またはペプチドなどを包含する。p38α-キナーゼ阻害剤は、例えば、p38-αをコードする核酸の転写もしくは翻訳を減少させることによって、またはp38-αキナーゼ活性を阻害もしくは遮断することによって、または両方によって、少なくともp38-αに関連するシグナル伝達を妨害する、任意のタイプの分子であることができる。いくつかの例では、p38α-キナーゼ阻害剤は、p38-αに関連するシグナル伝達を妨害する作用物質である。p38α-キナーゼ阻害剤の例は、p38α-キナーゼ阻害剤とp38αとの間の相互作用がp38αキナーゼ活性または発現の低減または停止をもたらすような、アンチセンスポリヌクレオチド、干渉RNA、触媒RNA、RNA-DNAキメラ、p38-α特異的アプタマー、抗p38α抗体、抗p38α抗体のp38α結合断片、p38α結合低分子、p38α結合ペプチド、およびp38αに特異的に結合する他のポリペプチド(任意で1つ以上の追加のドメインに融合された1つ以上のp38αリガンドのp38α結合断片を含むがこれに限定されない)を包含するが、これらに限定されない。例えば、本明細書におけるある特定の方法において使用するために望ましいp38α-キナーゼ阻害剤は、p38-αに結合してp38αシグナル伝達を遮断するp38α-キナーゼ阻害剤であって、例えば、p38 MAPKファミリーの他のメンバーのいずれにも影響を及ぼさないか影響を及ぼしても最小限である、例えば、p38-β、p38-γおよび/またはp38-δに結合することのない、p38α-キナーゼ阻害剤である。本明細書に記載のp38α-キナーゼ阻害剤がp38αの強い阻害剤であり得ることが認識されよう。例えば、p38α-キナーゼ阻害剤は、p38αに対して1000μMもしくはそれ以下、1000nMもしくはそれ以下、100nMもしくはそれ以下、10nMもしくはそれ以下、またはとりわけ1nMもしくはそれ以下の結合阻害活性(IC50値)を有する。別の例では、p38α-キナーゼ阻害剤は、p38αに対して1000μM~1nMの間、1000μM~10nMの間、1000μM~100nMの間、1000μM~1000nMの間、1000nM~1nMの間、1000nM~10nMの間、1000nM~100nMの間、100nM~10nMの間、100nM~1nMの間、または10nM~1nMの間の結合阻害活性(IC50値)を有する。
特に、p38α-キナーゼ阻害剤は、典型的には5,000kDa未満の分子量を有する低分子、例えば、有機低分子である。p38αの阻害剤は、ARRY-371797(ARRY-797;Array BioPharma Inc.)、ARRY-614(ぺクスメチニブ;Array BioPharma Inc.またはSelleckchem)、AZD-7624(AstraZeneca Plc)、LY-2228820(ラリメチニブジメシラート;Eli Lilly and Co.またはSelleckchem)、LY-3007113(Eli Lilly and Co.)、FX005(Flexion Therapeutics Inc.)、GSK610677(GlaxoSmithKline Plc)、GW856553(GW856553X;ロスマピモド;GlaxoSmithKline PlcまたはSelleckchem)、SB-681323(ジルマピモド;GlaxoSmithKline Plc)、KC706(Kemia Inc.)、UR-13870(Palau Pharma S.A.)、PF-03715455(PF-3715455;Pfizer Inc.)、VX-745(Vertex Pharmaceuticals Inc.またはSelleckchem)、SCID-469(タルマピモド;Scios Inc.)、PH-797804(PfizerまたはSelleckchem)、VX-702(Selleckchem)、SB-202190(FHPI;Selleckchem)、SB-203580(Selleckchem)、SB-239063、BIRB-796(ドラマピモド;Selleckchem)、BMS-582949、およびパマピモドを包含するが、これらに限定されない。
いくつかの実施態様では、p38α-キナーゼ阻害剤は、p38α-キナーゼ発現の阻害剤である。
本明細書において使用される場合、「組み合わせ」という用語は、第一の薬物をさらなる(第二の、第三の…)薬物と一緒に提供するすべての投与形態のことを指すと意図される。薬物は、同時、別々または逐次にかつ任意の順序で投与され得る。組み合わせで投与される薬物は、薬物が送達される患者において生物活性を有する。本発明の文脈内で、組み合わせは、したがって、少なくとも2つの異なる薬物を含み、そして、1つの薬物が少なくとも1つのニューロピリンアンタゴニストであり、他の薬物が少なくとも1つのp38α-キナーゼ阻害剤である。一部の場合、本発明の組み合わせは、がん細胞の合成致死をもたらす。
「治療上有効な量」は、所望の治療結果を達成するために、必要な投与量および期間で有効な量のことを指す。薬物の治療上有効な量は、個体の疾患状態、年齢、性別および体重、ならびに個体において所望の応答を誘発する薬物の能力などの要因に従って変動し得る。治療上有効な量はまた、治療上有益な効果が、抗体または抗体部分のあらゆる毒性または有害作用を上回る量でもある。薬物の効率的な投与量および投薬レジメンは、処置されるべき疾患または状態に左右され、当業者が決定することができる。当技術分野における通常の技能を有する医師は、必要とされる医薬組成物の有効量を容易に決定および処方することができる。例えば、医師は、医薬組成物で用いられる薬物の用量を所望の治療効果を達成するために必要とされるよりも低いレベルで開始し、所望の効果が達成されるまで投与量を徐々に増加させることができる。一般に、本発明の組成物の好適な用量は、特定の投薬レジメンに従って治療効果が生じるのに有効な最低用量である化合物の量であろう。そのような有効用量は、一般に、上記の要因に左右されよう。例えば、治療用途での治療上有効な量は、疾患の進行を安定化させるその能力によって測定され得る。治療用化合物の治療上有効な量は、腫瘍サイズを減少させ得るか、またはそれ以外では対象における症状を改善し得る。当業者は、そのような量を、対象のサイズ、対象の症状の重症度、および選択された特定の組成物または投与経路などの要因に基づいて決定することができるだろう。薬物の治療上有効な量に関する例示的で非限定的な範囲は、約0.1~100mg/kg、例えば約0.1~50mg/kg、例えば約0.1~20mg/kg、例えば約0.1~10mg/kg、例として、約0.5、例えば約0.3、約1、約3mg/kg、約5mg/kgまたは約8mg/kgである。本発明の抗体の治療上有効な量に関する例示的で非限定的な範囲は、0.02~100mg/kg、例えば約0.02~30mg/kg、例えば約0.05~10mg/kgまたは0.1~3mg/kg、例えば約0.5~2mg/kgである。投与は、例えば、静脈内、筋肉内、腹腔内または皮下であり得るが、例として、標的の部位の近位に投与され得る。上記の処置の方法および使用における投薬レジメンは、最適な所望の応答(例えば、治療応答)が生じるように調整される。例えば、単回ボーラスを投与してもよく、数回の分割用量を経時的に投与してもよく、治療状況の緊急性によって指示される場合には用量を比例的に低減または増加させてもよい。いくつかの実施態様では、処置の有効性は、治療の間、例えば、所定の時点にモニタリングされる。非限定的な例として、本発明による処置は、1日当たり約0.1~100mg/kg、例えば、0.2、0.5、0.9、1.0、1.1、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、40、45、50、60、70、80、90または100mg/kgの量の本発明の薬剤の1日投与量として、処置の開始後、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、または40日に少なくとも1回、あるいは代替的に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20週目に少なくとも1回、あるいはそれらの任意の組み合わせで、単回または24、12、8、6、4または2時間ごとの分割用量を使用して、あるいはそれらの任意の組み合わせを使用して提供され得る。
典型的には、本発明の薬物は、薬学的に許容される担体を含む医薬組成物の形態で対象に投与される。これらの組成物で使用され得る薬学的に許容される担体は、イオン交換体、アルミナ、ステアリン酸アルミニウム、レシチン、ヒト血清アルブミンなどの血清タンパク質、リン酸塩、グリシンなどの緩衝物質、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、飽和植物性脂肪酸の部分的グリセリド混合物、水、塩または電解質、例えば、硫酸プロタミン、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素カリウム、塩化ナトリウム、亜鉛塩、コロイド状シリカ、三ケイ酸マグネシウム、ポリビニルピロリドン、セルロースをベースにした物質、ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリアクリル酸塩、ワックス、ポリエチレン-ポリオキシプロピレン-ブロックポリマー、ポリエチレングリコールおよび羊毛脂を包含するが、これらに限定されない。対象への投与に使用するために、組成物は患者への投与用に製剤化される。本発明の組成物は、経口に、非経口に、吸入スプレーによって、局所に、直腸に、経鼻で、口腔に、経膣で、または埋め込み貯蔵体を介して投与され得る。本明細書での使用は、皮下、静脈内、筋肉内、関節内、滑液嚢内、胸骨内、鞘内、肝内、病巣内および頭蓋内の注射または注入技術を包含する。本発明の組成物の滅菌注射形態は、水性または油性の懸濁液であり得る。これらの懸濁液は、好適な分散剤または湿潤剤および懸濁剤を使用して当技術分野において公知の技術に従って製剤化され得る。滅菌注射調製物はまた、非毒性の非経口的に許容される希釈剤または溶媒中の滅菌注射溶液または懸濁液、例えば、1,3-ブタンジオールの溶液であってもよい。中でも、用いることができる許容される溶剤および溶媒は、水、リンゲル液および等張塩化ナトリウム溶液である。また、滅菌した不揮発性油が、溶媒または懸濁媒体として便利に用いられる。この目的のために、合成モノまたはジグリセリドを含む任意の無菌性の不揮発性油を使用してもよい。脂肪酸、例えば、オレイン酸およびそのグリセリド誘導体は、天然の薬学的に許容される油、例えば、オリーブ油またはヒマシ油であるので、注射可能物質の調製において、特に、ポリオキシエチレン化された種類において有用である。これらの油溶液または懸濁液はまた、長鎖アルコール希釈剤または分散剤、例えば、カルボキシメチルセルロース、またはエマルジョンおよび懸濁液を含む薬学的に許容される投薬形態の製剤化において通常使用される類似の分散剤を含有してもよい。他の通常使用される界面活性剤、例えば、Tween、Span、および薬学的に許容される固形物、液体または他の投薬形態の製造において通常使用される他の乳化剤またはバイオアベイラビリティ増強剤も、製剤化の目的のために使用してよい。本発明の組成物は、限定されないがカプセル剤、錠剤、水性懸濁剤または液剤を含む、経口的に許容される任意の投薬形態で経口的に投与され得る。経口使用のための錠剤の場合、通常使用される担体は、ラクトースおよびコーンスターチを包含する。ステアリン酸マグネシウムなどの潤沢剤も典型的に添加される。カプセル形態での経口投与のために、有用な希釈剤は、例えば、ラクトースを包含する。水性懸濁液が経口使用のために必要な場合、活性成分は、乳化剤および懸濁剤と組み合わされる。所望であれば、ある特定の甘味剤、香味剤または着色剤を添加してもよい。あるいは、本発明の組成物は、直腸投与のための坐剤の形態で投与してもよい。これらは、室温では固形物であるが直腸温度では液体であるため直腸内で融解して薬物を放出する好適な非刺激性賦形剤と薬剤を混合することによって調製することができる。そのような材料は、カカオ脂、ビーズワックスおよびポリエチレングリコールを包含する。本発明の組成物はまた、とりわけ、処置の標的が、眼、皮膚または下部腸管の疾患を含めた局所適用によって容易に接近可能な領域または臓器を含む場合、局所に投与してもよい。好適な局所製剤は、これらの領域または臓器の各々のために容易に調製される。局所適用のために、組成物は、1つ以上の担体に懸濁または溶解された活性成分を含有する好適な軟膏に製剤化されてもよい。本発明の化合物の局所投与のための担体は、鉱物油、流動ワセリン、白色ワセリン、プロピレングリコール、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン化合物、乳化ワックスおよび水を包含するが、これらに限定されない。あるいは、組成物は、1つ以上の薬学的に許容される担体に懸濁または溶解された活性成分を含有する好適なローションまたはクリームに製剤化することができる。好適な担体は、鉱物油、モノステアリン酸ソルビタン、ポリソルベート60、セチルエステルワックス、セテアリルアルコール、2-オクチルドデカノール、ベンジルアルコールおよび水を包含するが、これらに限定されない。下部腸管のための局所適用は、直腸坐薬製剤(上記参照)または好適な浣腸製剤で達成することができる。パッチを使用してもよい。本発明の組成物はまた、経鼻エアロゾルまたは吸入によって投与してもよい。そのような組成物は、医薬製剤の分野において周知の技術に従って調製され、ベンジルアルコールまたは他の好適な保存剤、バイオアベイラビリティを増強するための吸収促進剤、フルオロカーボン、および/または他の従来の溶解剤もしくは分散剤を用いて、生理食塩水の溶液として調製され得る。例えば、本発明の医薬組成物中に存在する抗体は、100mg(10mL)または500mg(50mL)のいずれかの単回使用バイアル中に10mg/mLの濃度で供給することができる。生成物は、IV投与のために、9.0mg/mLの塩化ナトリウム、7.35mg/mLのクエン酸ナトリウム二水和物、0.7mg/mLのポリソルベート80および注射用滅菌水中に製剤化される。pHは、6.5に調整される。本発明の医薬組成物中の抗体に関する例示的で好適な投与量範囲は、約1mg/m2~500mg/m2の間であり得る。しかしながら、これらのスケジュールは、例示的であること、そして、臨床試験において決定される必要がある医薬組成物中の特定の抗体の親和性および忍容性を考慮に入れて、最適なスケジュールおよびレジメンを適合させることができることが認識されよう。
本発明は、以下の図面および実施例によってさらに例証される。しかしながら、これらの実施例および図面は、決して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。
材料&方法
2.1-化合物の化学合成:
化学試薬および溶媒は、Sigma Aldrich、FlukaおよびCarlo Erbaから購入した。NRPa-47およびNRPa-48は、本発明者らが過去に報告しているように合成および特性評価されている[16]。
2.1-化合物の化学合成:
化学試薬および溶媒は、Sigma Aldrich、FlukaおよびCarlo Erbaから購入した。NRPa-47およびNRPa-48は、本発明者らが過去に報告しているように合成および特性評価されている[16]。
2.2-トータルRNAの調製およびRT-PCR:
MDA-MB-231のRNAをNucleoSpinRNA II kit(Macherey-Nagel, France)で抽出し、Nanodrop(ND-1000分光光度計)を使用して定量した。iScript cDNA Synthesis Kit(Bio-Rad, France)を製造業者の説明書に従って使用して、各RNA試料1μgをcDNAに逆転写した。PCR増幅は、200μMの各dNTP、1μgのcDNA、1μMのプライマーおよび0.625UのGoTaq DNA Polymerase(Promega, France)を含有する反応混合物(25μL)で、変性を95℃で45秒間、アニーリングを60℃で45秒間および伸長を72℃で1分間、30サイクルで実施した。PCR産物を1%アガロースゲル電気泳動によって分離し、臭化エチジウム(Sigma, Germany)で染色し、Gel Doc 2000 System(Bio-Rad, France)を使用して分析した。
MDA-MB-231のRNAをNucleoSpinRNA II kit(Macherey-Nagel, France)で抽出し、Nanodrop(ND-1000分光光度計)を使用して定量した。iScript cDNA Synthesis Kit(Bio-Rad, France)を製造業者の説明書に従って使用して、各RNA試料1μgをcDNAに逆転写した。PCR増幅は、200μMの各dNTP、1μgのcDNA、1μMのプライマーおよび0.625UのGoTaq DNA Polymerase(Promega, France)を含有する反応混合物(25μL)で、変性を95℃で45秒間、アニーリングを60℃で45秒間および伸長を72℃で1分間、30サイクルで実施した。PCR産物を1%アガロースゲル電気泳動によって分離し、臭化エチジウム(Sigma, Germany)で染色し、Gel Doc 2000 System(Bio-Rad, France)を使用して分析した。
2.3-プロテオームプロファイラーアレイ:
MDA-MB-231細胞をNRPa-47またはNRPa-48化合物(IC50)の存在下または非存在下でインキュベートし、タンパク質溶解物を過去に記載のとおり調製および定量した[17、18]。ヒトプロテオームプロファイラーアレイ(ヒトホスホキナーゼアレイおよびヒトアポトーシスアレイ)を製造業者(R&Dsystems, France)の説明書に従って使用することによって生化学シグナル伝達検出を評価した。簡単に述べると、補足抗体および対照抗体をニトロセルロース膜上にデュプリケートでスポットした。細胞抽出物を膜上で一晩インキュベートし、洗浄して未結合タンパク質を除去し、続いて、ビオチン化検出抗体のカクテルとインキュベートした。ストレプトアビジン-HRPおよび化学発光検出試薬をアプライし、結合したタンパク質の量に相当するシグナル強度を、ImageJソフトウェアを使用して捕捉スポットごとに測定した。
MDA-MB-231細胞をNRPa-47またはNRPa-48化合物(IC50)の存在下または非存在下でインキュベートし、タンパク質溶解物を過去に記載のとおり調製および定量した[17、18]。ヒトプロテオームプロファイラーアレイ(ヒトホスホキナーゼアレイおよびヒトアポトーシスアレイ)を製造業者(R&Dsystems, France)の説明書に従って使用することによって生化学シグナル伝達検出を評価した。簡単に述べると、補足抗体および対照抗体をニトロセルロース膜上にデュプリケートでスポットした。細胞抽出物を膜上で一晩インキュベートし、洗浄して未結合タンパク質を除去し、続いて、ビオチン化検出抗体のカクテルとインキュベートした。ストレプトアビジン-HRPおよび化学発光検出試薬をアプライし、結合したタンパク質の量に相当するシグナル強度を、ImageJソフトウェアを使用して捕捉スポットごとに測定した。
2.4-細胞培養条件
ATCC(Molsheim France)から購入したヒトの侵襲性および転移性のエストロゲンR-/プロゲステロンR-/Her2-トリプルネガティブ乳がん細胞株(MDA-MB-231)を、96ウェルプレート中に200μL/ウェルで、10.103個の細胞/ウェルでプレーティングし、NRPa-47(IC50)、NRPa-48(IC50)、5-FU(登録商標)、オキサリプラチン(登録商標)およびラリメチニブ(登録商標)単独でまたは異なる濃度で組み合わせて処置したまたは処置しなかった。WST-1(Roche(登録商標)、France)を1~2時間加え、次いで、マイクロプレートリーダー(Microplate Manager 5.2, Bio-Rad)を用いて490nmで光学密度を分析して、細胞生存率を決定した。化合物ごとに、Graph-Pad Prism(GraphPad Software, San Diego, USA)を使用してシグモイド用量-応答曲線からIC50値を決定した。
ATCC(Molsheim France)から購入したヒトの侵襲性および転移性のエストロゲンR-/プロゲステロンR-/Her2-トリプルネガティブ乳がん細胞株(MDA-MB-231)を、96ウェルプレート中に200μL/ウェルで、10.103個の細胞/ウェルでプレーティングし、NRPa-47(IC50)、NRPa-48(IC50)、5-FU(登録商標)、オキサリプラチン(登録商標)およびラリメチニブ(登録商標)単独でまたは異なる濃度で組み合わせて処置したまたは処置しなかった。WST-1(Roche(登録商標)、France)を1~2時間加え、次いで、マイクロプレートリーダー(Microplate Manager 5.2, Bio-Rad)を用いて490nmで光学密度を分析して、細胞生存率を決定した。化合物ごとに、Graph-Pad Prism(GraphPad Software, San Diego, USA)を使用してシグモイド用量-応答曲線からIC50値を決定した。
2.5-VEGF-Rキナーゼアッセイ:
細胞を、IC50のNRPa-47またはNRPa-48の存在下で5~60分間培養し、次いで、MDA-MB-231溶解物を使用して、VEGF-R1およびVEGF-R2の総チロシンリン酸化を、ELISAアッセイ(R&D system)を使用して検出した。
細胞を、IC50のNRPa-47またはNRPa-48の存在下で5~60分間培養し、次いで、MDA-MB-231溶解物を使用して、VEGF-R1およびVEGF-R2の総チロシンリン酸化を、ELISAアッセイ(R&D system)を使用して検出した。
2.6-分子ドッキング:
結合部位は、NRP-1に結合した共結晶化タフトシンの周囲4Åで定義されている(PDBコード2ORZ)[19]。コンセンサス分子ドッキングを、Surflex dock v2.5[20]およびICM-VLS-v3.4[21]を使用して実施した。Surflex dockは、化合物を柔軟に結合部位にドッキングさせる、改良型ハンマーヘッドフラグメンテーション/再構成アルゴリズムに基づく。クエリー分子は、Surflex Protocolに重ね合わされる剛性断片、すなわち、結合部位全体を覆う分子断片へと分解される。ドッキングポーズは、経験的スコア関数によって評価した。ICMは、確率的大域最適化手順を擬似ブラウン位置/ねじり工程および高速局所勾配最小化と組み合わせて使用して分子の位置を最適化する、内部座標のモンテカルロシミュレーションに基づく。ドッキングポーズは、ICM VLS経験的スコア関数を使用して評価した。
結合部位は、NRP-1に結合した共結晶化タフトシンの周囲4Åで定義されている(PDBコード2ORZ)[19]。コンセンサス分子ドッキングを、Surflex dock v2.5[20]およびICM-VLS-v3.4[21]を使用して実施した。Surflex dockは、化合物を柔軟に結合部位にドッキングさせる、改良型ハンマーヘッドフラグメンテーション/再構成アルゴリズムに基づく。クエリー分子は、Surflex Protocolに重ね合わされる剛性断片、すなわち、結合部位全体を覆う分子断片へと分解される。ドッキングポーズは、経験的スコア関数によって評価した。ICMは、確率的大域最適化手順を擬似ブラウン位置/ねじり工程および高速局所勾配最小化と組み合わせて使用して分子の位置を最適化する、内部座標のモンテカルロシミュレーションに基づく。ドッキングポーズは、ICM VLS経験的スコア関数を使用して評価した。
2.7-プロテインキナーゼプロファイリング:
取り揃えた40個のプロテインキナーゼに対するプロテインキナーゼプロファイリングのために、Eurofins Pharma Discovery Services(Dundee, UK)でNRPa-47およびNRPa-48特異性プロファイリングアッセイを行った。1μMの各NRPaでアッセイしたプロテインキナーゼの結果を、DMSO対照反応におけるキナーゼ活性に対する割合として提示する。
取り揃えた40個のプロテインキナーゼに対するプロテインキナーゼプロファイリングのために、Eurofins Pharma Discovery Services(Dundee, UK)でNRPa-47およびNRPa-48特異性プロファイリングアッセイを行った。1μMの各NRPaでアッセイしたプロテインキナーゼの結果を、DMSO対照反応におけるキナーゼ活性に対する割合として提示する。
2.8-インビボ異種移植腫瘍マウスモデル:
プロトコルは、欧州共同体理事会指令(European Communities Council Directive)に従ってINSERM施設内管理および使用委員会(INSERM Institutional Care and Use Committee)によって承認された。NOD/scid/IL-2Rγ-/-(NOG)雌マウスを繁殖させ、欧州動物協会連合(Federation of European Animal Associations)(FELSA)ガイドラインに準拠して病原体フリーの条件で収容した。MDA-MB-231細胞をPBS中で2回洗浄し、DMEMに再懸濁させた。その後、細胞をNOGマウス(6~7週齢)に2.106個の細胞/200μLの濃度で皮下注射した。マウスを異なる群(マウス10匹/群)に無作為に分割した。次いで、マウスに、強制摂食を使用してNRPa-48(それぞれ50mg/kg)またはビヒクルを3日ごとに39日間与えた。処置の間、腫瘍成長および体重を3日ごとに測定した。マウスを定期的に計量して処置の毒性を評価し、腫瘍を測径器(幅×幅×長さ×Pi/6)で測定して成長を決定した。
プロトコルは、欧州共同体理事会指令(European Communities Council Directive)に従ってINSERM施設内管理および使用委員会(INSERM Institutional Care and Use Committee)によって承認された。NOD/scid/IL-2Rγ-/-(NOG)雌マウスを繁殖させ、欧州動物協会連合(Federation of European Animal Associations)(FELSA)ガイドラインに準拠して病原体フリーの条件で収容した。MDA-MB-231細胞をPBS中で2回洗浄し、DMEMに再懸濁させた。その後、細胞をNOGマウス(6~7週齢)に2.106個の細胞/200μLの濃度で皮下注射した。マウスを異なる群(マウス10匹/群)に無作為に分割した。次いで、マウスに、強制摂食を使用してNRPa-48(それぞれ50mg/kg)またはビヒクルを3日ごとに39日間与えた。処置の間、腫瘍成長および体重を3日ごとに測定した。マウスを定期的に計量して処置の毒性を評価し、腫瘍を測径器(幅×幅×長さ×Pi/6)で測定して成長を決定した。
2.9-統計分析:
データは、少なくとも3つの異なる実験の算術平均値+/-SDとして表される。結果の統計学的有意性をANOVAによって評価し、確率値が*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001で有意と見なした。
データは、少なくとも3つの異なる実験の算術平均値+/-SDとして表される。結果の統計学的有意性をANOVAによって評価し、確率値が*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001で有意と見なした。
結果
3.1-ニューロピリンアンタゴニスト47(NRPa-47)は、VEGF-R1/-R2リン酸化を阻害する
本発明者らは、VEGF-A165/NRP-1結合、腫瘍生存および腫瘍成長をインビボで阻害したニューロピリンアンタゴニスト(NRPa)、いわゆる化合物-1を過去に記載しており、この化合物は、ここで、新たにNRPa-47と命名する[15]。しかしながら、NRPa-47の作用機序は、依然として理解し難く、したがって、本発明者らは、自分たちの報告をその機能および細胞シグナル伝達の調節を説明することに向ける。NRP-1は、VEGF-A165の存在下でVEGF-R1とVEGF-R2の両方と相互作用して、内因性チロシンキナーゼ活性を媒介するので、本発明者らは、最初に、MDA-MB-231で過去に報告されている半数阻害抗増殖濃度(IC50=0.6+/-0.03μM)のNRPa-47の存在下でVEGF-R1/VEGF-R2のリン酸化状態を研究した[15]。ここで、本発明者らは、NRPa-47が、MDA-MB-231でVEGF-R1(20~40%)とVEGF-R2(40~45%)の両方のチロシンリン酸化を5分~60分で有意に減少させたことを示した(データ示さず)。注目すべきことに、この阻害は、過去に報告したような内因性キナーゼ活性阻害が原因でない[15]。この結果を裏付けるために、本発明者らは、ネガティブフィードバックループとしてHIF-1αとVEGF-A165 mRNAの両方の発現を追跡して、NRPa-47によって媒介されるVEGF-R1およびVEGF-R2リン酸化の効率的な抑止を検証した。予想通り、HIF-1αとVEGF-A165 mRNAは共に、そのアンタゴニストの存在下で時間依存的に低減し、60分で効果が最大であった(データ示さず)。
3.1-ニューロピリンアンタゴニスト47(NRPa-47)は、VEGF-R1/-R2リン酸化を阻害する
本発明者らは、VEGF-A165/NRP-1結合、腫瘍生存および腫瘍成長をインビボで阻害したニューロピリンアンタゴニスト(NRPa)、いわゆる化合物-1を過去に記載しており、この化合物は、ここで、新たにNRPa-47と命名する[15]。しかしながら、NRPa-47の作用機序は、依然として理解し難く、したがって、本発明者らは、自分たちの報告をその機能および細胞シグナル伝達の調節を説明することに向ける。NRP-1は、VEGF-A165の存在下でVEGF-R1とVEGF-R2の両方と相互作用して、内因性チロシンキナーゼ活性を媒介するので、本発明者らは、最初に、MDA-MB-231で過去に報告されている半数阻害抗増殖濃度(IC50=0.6+/-0.03μM)のNRPa-47の存在下でVEGF-R1/VEGF-R2のリン酸化状態を研究した[15]。ここで、本発明者らは、NRPa-47が、MDA-MB-231でVEGF-R1(20~40%)とVEGF-R2(40~45%)の両方のチロシンリン酸化を5分~60分で有意に減少させたことを示した(データ示さず)。注目すべきことに、この阻害は、過去に報告したような内因性キナーゼ活性阻害が原因でない[15]。この結果を裏付けるために、本発明者らは、ネガティブフィードバックループとしてHIF-1αとVEGF-A165 mRNAの両方の発現を追跡して、NRPa-47によって媒介されるVEGF-R1およびVEGF-R2リン酸化の効率的な抑止を検証した。予想通り、HIF-1αとVEGF-A165 mRNAは共に、そのアンタゴニストの存在下で時間依存的に低減し、60分で効果が最大であった(データ示さず)。
3.2-NRPa-47によって誘導されるNRP-1/VEGF-R下流シグナル伝達モジュレーション
MDA-MB-231に対するNRPa-47の影響をさらに理解するために、本発明者らは、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)および下流キナーゼを標的とする生化学膜プラットフォームを使用して研究を拡大した(データ示さず)。驚くべきことに、NRPa-47は、細胞外シグナル調節キナーゼ(ERK-1/-2)およびc-Jun N末端キナーゼ(JNK-1/-2/-3/-pan)経路などのMAPKを負にモジュレーションしなかったが、それぞれ薬物曝露の10分および60分の時点でそれらの有意な過剰リン酸化に寄与した(データ示さず)。これらのMAPK過剰リン酸化は、60分で観察されたp90リボソームS6キナーゼ(RSK-2)などのそれらの下流基質のリン酸化の増加と整合した(データ示さず)。しかしながら、RSK-1は未変化のままであった(データ示さず)。さらに、AKT-1/-2/-3/-panのリン酸化は、その下流p70リボソームS6キナーゼ(p70S6K)と同じくアップレギュレーションされた(データ示さず)。要するに、VEGF-R1/-R2の脱リン酸化がNRPa-47によって誘導されていたとしても、それらの下流キナーゼは過剰リン酸化された状態になった。これらの興味深い結果の前に、本発明者らは、p38経路(p38α、p38β、p38γ、p38δを含む)に存在する第三のMAPKに着目した。この経路では、60分に有意に減少したp38αを除き、p38リン酸化の有意な変動は観察されなかった(図1)。小さいヒートショックタンパク質27(HSP27)ならびにマイトジェンおよびストレス活性化プロテインキナーゼ2(MSK2)を含むp38α下流基質は、結果として脱リン酸化された(データ示さず)。加えて、GSK-3βリン酸化だけが、ERK/AKT経路ではなくp38αリン酸化障害が原因で影響を受けた(データ示さず)。総合的に考えると、NRPa-47は、ERK、JNKおよびAKT経路のリン酸化を誘導するが、p38αリン酸化およびその下流キナーゼを阻害する。
MDA-MB-231に対するNRPa-47の影響をさらに理解するために、本発明者らは、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)および下流キナーゼを標的とする生化学膜プラットフォームを使用して研究を拡大した(データ示さず)。驚くべきことに、NRPa-47は、細胞外シグナル調節キナーゼ(ERK-1/-2)およびc-Jun N末端キナーゼ(JNK-1/-2/-3/-pan)経路などのMAPKを負にモジュレーションしなかったが、それぞれ薬物曝露の10分および60分の時点でそれらの有意な過剰リン酸化に寄与した(データ示さず)。これらのMAPK過剰リン酸化は、60分で観察されたp90リボソームS6キナーゼ(RSK-2)などのそれらの下流基質のリン酸化の増加と整合した(データ示さず)。しかしながら、RSK-1は未変化のままであった(データ示さず)。さらに、AKT-1/-2/-3/-panのリン酸化は、その下流p70リボソームS6キナーゼ(p70S6K)と同じくアップレギュレーションされた(データ示さず)。要するに、VEGF-R1/-R2の脱リン酸化がNRPa-47によって誘導されていたとしても、それらの下流キナーゼは過剰リン酸化された状態になった。これらの興味深い結果の前に、本発明者らは、p38経路(p38α、p38β、p38γ、p38δを含む)に存在する第三のMAPKに着目した。この経路では、60分に有意に減少したp38αを除き、p38リン酸化の有意な変動は観察されなかった(図1)。小さいヒートショックタンパク質27(HSP27)ならびにマイトジェンおよびストレス活性化プロテインキナーゼ2(MSK2)を含むp38α下流基質は、結果として脱リン酸化された(データ示さず)。加えて、GSK-3βリン酸化だけが、ERK/AKT経路ではなくp38αリン酸化障害が原因で影響を受けた(データ示さず)。総合的に考えると、NRPa-47は、ERK、JNKおよびAKT経路のリン酸化を誘導するが、p38αリン酸化およびその下流キナーゼを阻害する。
3.3-修飾NRPa-47(NRPa-48)およびNRP-1/VEGF-R下流シグナル伝達に対するそれ自体の影響
NRPa-47によって媒介されるVEGF-Rの脱リン酸化と下流シグナル伝達の過剰リン酸化との間のこれらの興味深い結果に直面して、本発明者らは、新たな構造ドッキング分析を実施した。この目的のために、本発明者らは、NRP-1 b1ドメインで規定されたポケットをタフトシンドッキングによって使用した(データ示さず)。本発明者らが言及するように、ドッキングされたNRPa-47のメチル基は、ポケットの外側に位置しており(データ示さず)、非従来型のカルボキシチオ尿素リンカーを予期せぬ形で幾何学的に拘束し得る。したがって、本発明者らは、ここでNRPa-48と呼ばれるこの構造的に関連する新たな化合物を研究するために、このメチル基を除去することに決めた(データ示さず)。また、VEGF-R1とVEGF-R2の両方のリン酸化を阻害するNRPa-48の能力を、MDA-MB-231で過去に報告されている半数阻害抗増殖濃度(IC50=0.4+/-0.2μM)で調査している[16]。予想通り、NRPa-48は、チロシンVEGF-R1およびVEGF-R2キナーゼ阻害能を有意に発揮したが(データ示さず)、NRPa-47よりも低効率であった(データ示さず)。この事実にもかかわらず、NRPa-48はまた、MDA-MB-231増殖を遮断するのにNRPa-47よりも効率的である(0.6対0.4μM)[16]。したがって、これらの結果は、VEGF-R下流シグナル伝達に対するその役割を調査するよう本発明者らを駆り立てた。
NRPa-47によって媒介されるVEGF-Rの脱リン酸化と下流シグナル伝達の過剰リン酸化との間のこれらの興味深い結果に直面して、本発明者らは、新たな構造ドッキング分析を実施した。この目的のために、本発明者らは、NRP-1 b1ドメインで規定されたポケットをタフトシンドッキングによって使用した(データ示さず)。本発明者らが言及するように、ドッキングされたNRPa-47のメチル基は、ポケットの外側に位置しており(データ示さず)、非従来型のカルボキシチオ尿素リンカーを予期せぬ形で幾何学的に拘束し得る。したがって、本発明者らは、ここでNRPa-48と呼ばれるこの構造的に関連する新たな化合物を研究するために、このメチル基を除去することに決めた(データ示さず)。また、VEGF-R1とVEGF-R2の両方のリン酸化を阻害するNRPa-48の能力を、MDA-MB-231で過去に報告されている半数阻害抗増殖濃度(IC50=0.4+/-0.2μM)で調査している[16]。予想通り、NRPa-48は、チロシンVEGF-R1およびVEGF-R2キナーゼ阻害能を有意に発揮したが(データ示さず)、NRPa-47よりも低効率であった(データ示さず)。この事実にもかかわらず、NRPa-48はまた、MDA-MB-231増殖を遮断するのにNRPa-47よりも効率的である(0.6対0.4μM)[16]。したがって、これらの結果は、VEGF-R下流シグナル伝達に対するその役割を調査するよう本発明者らを駆り立てた。
NRPa-47と対照的に、NRPa-48は、すべての被験MAPK(データ示さず)、例えば、ERK-1/-2(データ示さず)、JNK-1/-2/-3/pan(データ示さず)、p38α/p38β/p38γ/p38δを時間依存的に有意に阻害した(図2)。RSK-1/RSK-2、MSK-2、HSP-27、GSK-3α/βなどのそれら自体のそれぞれの下流キナーゼ基質も時間依存的に阻害された(データ示さず)。加えて、AKT-1/-2/-3/-panを含むAKT経路も10分から60分までに阻害された(データ示さず)。まとめると、NRPa-47の化学構造からのメチル基除去は、NRPa-48に、研究したすべてのMAPKおよび下流キナーゼのVEGF-A165が誘導する活性を遮断する興味深い効率性を付与した。
本発明者らのヒットの特異性を裏付けるために、成長因子受容体、細胞周期キナーゼ、インスリン受容体などの中の40個の選択されたキナーゼに対するNRPa-47およびNRP-48の活性をインビトロで評価した。キナーゼ活性の結果が非効率的なヒット分析セクションの範囲内にとどまっているため、これらのうちどれも両ヒットにほとんど影響されなかった(図3A~3B)。
特に、VEGF-R1/-R2/-R3、TGF-β1-R1、FGF-R1/-R2/-R3/-R4、EGF-RなどのNRP共受容体またはVEGF-R下流シグナル伝達のキナーゼ活性の減少は観察されなかった(図3A~3B)。より重要なことに、処置腫瘍細胞におけるこれらのヒットによって誘導されたキナーゼリン酸化モジュレーションの観察と対照的に、インビトロ試験したキナーゼ活性のうちどれもこれらのヒットによって遮断されない。したがって、この試験は、がん治療上重要な因子p38αの阻害に対するこれらのヒットの影響を裏付けており、これは、この処置の特異的な下流での結果である。
3.4-NRPa-47によって誘導されるアポトーシス経路
NRPa-47およびNRPa-48は共にMAPKリン酸化の差異的調節をもたらしたので、本発明者らは、細胞死に対するこの差異的効果の影響を調査した。したがって、本発明者らは、研究をNRPa誘導アポトーシスカスケードに向けた。この作用機序を解明するために、本発明者らは、アポトーシスプロテオームアレイ実験を短期(60分)および長期(48時間)で実施した(データ示さず)。本発明者らは、最初に、TRAIL-R1/DR4、TRAIL-R2/DR5、FAS/TNFSF6、TNF-R1/TNSFRSF1などの細胞死受容体およびそれらのアダプタータンパク質FADDを分析した。これらのパラメーターのすべてが、60分以降、より少ないが48時間の時点で大幅にダウンモジュレーションされた(データ示さず)。この結果は、NRPa-47によって誘導される細胞死が、細胞死受容体に依存的でないようであることを示唆した。加えて、Bad、Bax、SMAC/Diablo、HTRA2/Omiおよびシトクロムcを含むアポトーシス促進性タンパク質はNRPa-47によって誘導されなかったが、対照的に、カスパーゼ-3切断誘導を除き、これらのタンパク質の急速な減少が短時間薬物曝露で観察され、長時間でも減少したままであった(データ示さず)。しかしながら、Bcl-2、Bcl-x、cIAP-1、cIAP-2、XIAP、サバイビン、リビン、クラステリンなどの抗アポトーシス性タンパク質ならびにヒートショックタンパク質(HSP-27、HSP-60、HSP-70)は60分以降有意に低減され、48時間の時点でも減少したままであった(データ示さず)。
NRPa-47およびNRPa-48は共にMAPKリン酸化の差異的調節をもたらしたので、本発明者らは、細胞死に対するこの差異的効果の影響を調査した。したがって、本発明者らは、研究をNRPa誘導アポトーシスカスケードに向けた。この作用機序を解明するために、本発明者らは、アポトーシスプロテオームアレイ実験を短期(60分)および長期(48時間)で実施した(データ示さず)。本発明者らは、最初に、TRAIL-R1/DR4、TRAIL-R2/DR5、FAS/TNFSF6、TNF-R1/TNSFRSF1などの細胞死受容体およびそれらのアダプタータンパク質FADDを分析した。これらのパラメーターのすべてが、60分以降、より少ないが48時間の時点で大幅にダウンモジュレーションされた(データ示さず)。この結果は、NRPa-47によって誘導される細胞死が、細胞死受容体に依存的でないようであることを示唆した。加えて、Bad、Bax、SMAC/Diablo、HTRA2/Omiおよびシトクロムcを含むアポトーシス促進性タンパク質はNRPa-47によって誘導されなかったが、対照的に、カスパーゼ-3切断誘導を除き、これらのタンパク質の急速な減少が短時間薬物曝露で観察され、長時間でも減少したままであった(データ示さず)。しかしながら、Bcl-2、Bcl-x、cIAP-1、cIAP-2、XIAP、サバイビン、リビン、クラステリンなどの抗アポトーシス性タンパク質ならびにヒートショックタンパク質(HSP-27、HSP-60、HSP-70)は60分以降有意に低減され、48時間の時点でも減少したままであった(データ示さず)。
さらに、NRPa-47は、p21/CIP1/CDNK1A、p27/kip1などの細胞周期タンパク質発現およびRad-17のリン酸化の低減を包括的に誘導した(データ示さず)。その上、p53タンパク質のすべてのリン酸化部位が60分以降阻害された(データ示さず)。驚くべきことに、NRPa-47は、60分の時点で、血清パラオキソナーゼ/アリールエステラーゼ2(PON-2)ではなく、カタラーゼ誘導によって明らかになった急速な酸化ストレスを誘導した(データ示さず)。
結論として、NRPa-47は、アポトーシス促進性および抗アポトーシス性タンパク質ならびに細胞死受容体のダウンモジュレーションを誘導した。しかしながら、NRPa-47は、カタラーゼ誘導によって反映される酸化ストレスを急速に引き起こした。加えて、誘導性(HO-1/HMOX1/HSP32)および構成的(HO-2/HMOX2)ヘムオキシゲナーゼ形態の発現が共に60分以降低減された(データ示さず)。細胞死は、HIF-1αとサバイビンの両方の減少に起因する可能性がある(データ示さず)。
3.5-NRPa-48誘導細胞死の機序
MAPK調節に対するNRPa-47と比較したNRPa-48の相反効果を明らかにするため、本発明者らは研究を拡大して、アポトーシス経路に対するその作用機序を解明した(データ示さず)。早期のNRPa-47効果と対照的に、NRPa-48は、アポトーシス経路の調節に対して、60分ではなく48時間に観察されたように遅発効果をもたらした(データ示さず)。詳細に述べると、カスパーゼ-3切断誘導を除き、Bad、Bax、SMAC/Diablo、HTRA2/Omiおよびシトクロムcなどのアポトーシス促進性タンパク質が有意に減少した(データ示さず)。Bcl-2、Bcl-x、cIAP-1、cIAP-2、XIAP、サバイビン、リビン、クラステリンなどの抗アポトーシス性タンパク質、ヒートショックタンパク質(HSP-27、HSP-60、HSP-70)、ならびにTRAIL-R1/DR4、TRAIL-R2/DR5、FAS/TNFSF6、TNF-R1/TNSFRSF1Aなどの細胞死受容体およびそれらのアダプタータンパク質FADDもダウンモジュレーションされた(データ示さず)。NRPa-48は、p21/CIP1/CDNK1A、p27/kip1などの細胞周期タンパク質発現、Rad-17およびクラスピンのリン酸化の低減を誘導した(データ示さず)。加えて、p53タンパク質のすべてのリン酸化部位が阻害された(データ示さず)。NRPa-47と対照的に、NRPa-48は、高いカタラーゼレベルによって検出される後期酸化ストレスを誘導したが、PON-2レベルは未変化のままであった(データ示さず)。興味深いことに、NRPa-48は、過去にNRPa-47で観察されたようなHIF-1α発現を阻害する能力を有する(データ示さず)。加えて、誘導性(HO-1/HMOX1/HSP32)および構成的(HO-2/HMOX2)ヘムオキシゲナーゼ形態の発現が共に48時間の時点で低減された(データ示さず)。
MAPK調節に対するNRPa-47と比較したNRPa-48の相反効果を明らかにするため、本発明者らは研究を拡大して、アポトーシス経路に対するその作用機序を解明した(データ示さず)。早期のNRPa-47効果と対照的に、NRPa-48は、アポトーシス経路の調節に対して、60分ではなく48時間に観察されたように遅発効果をもたらした(データ示さず)。詳細に述べると、カスパーゼ-3切断誘導を除き、Bad、Bax、SMAC/Diablo、HTRA2/Omiおよびシトクロムcなどのアポトーシス促進性タンパク質が有意に減少した(データ示さず)。Bcl-2、Bcl-x、cIAP-1、cIAP-2、XIAP、サバイビン、リビン、クラステリンなどの抗アポトーシス性タンパク質、ヒートショックタンパク質(HSP-27、HSP-60、HSP-70)、ならびにTRAIL-R1/DR4、TRAIL-R2/DR5、FAS/TNFSF6、TNF-R1/TNSFRSF1Aなどの細胞死受容体およびそれらのアダプタータンパク質FADDもダウンモジュレーションされた(データ示さず)。NRPa-48は、p21/CIP1/CDNK1A、p27/kip1などの細胞周期タンパク質発現、Rad-17およびクラスピンのリン酸化の低減を誘導した(データ示さず)。加えて、p53タンパク質のすべてのリン酸化部位が阻害された(データ示さず)。NRPa-47と対照的に、NRPa-48は、高いカタラーゼレベルによって検出される後期酸化ストレスを誘導したが、PON-2レベルは未変化のままであった(データ示さず)。興味深いことに、NRPa-48は、過去にNRPa-47で観察されたようなHIF-1α発現を阻害する能力を有する(データ示さず)。加えて、誘導性(HO-1/HMOX1/HSP32)および構成的(HO-2/HMOX2)ヘムオキシゲナーゼ形態の発現が共に48時間の時点で低減された(データ示さず)。
総合的に考えると、両方のNRPaは、アポトーシスに関与するタンパク質の類似のダウンモジュレーションをもたらし、酸化ストレスを誘導した。さらに興味深いことに、NRPaによってこの経路でモジュレーションされた最も重要なタンパク質は、HO-1/HMOX1/HSP32、サバイビンおよびHIF-1αであった。
結論として、NRPa-47およびNRPa-48がMAPKシグナル伝達に対して同じ影響を有していなかったとしても、両方とも、処置細胞を類似の様式であるが異なるタイミングで細胞死プログラムに誘導する。
3-6 異種移植NOGマウスに対するNRPa-48のインビボ抗腫瘍活性
NRPa-48を使用してMDA-MB-231異種移植NOGマウスに対してインビボ実験を実施して、腫瘍成長阻害に対するその効率性を、本発明者らのチームが過去に記載しているNRPa-47と比較した(PMID 24752068)。1つの群を強制摂食によって50mg/kgのNRPa-48で週3回処置し、残りの群を陰性対照とした。興味深いことに、処置した動物は、いかなる体重減少も示さず、このことは、この濃度で、NRPa-48が急性毒性を示さないことを示唆している(データ示さず)。38日目(処置を開始した21日後)に、腫瘍のサイズが参照群と比較しておよそ29%縮小したので(***p<0.001)、NRPa-48によって腫瘍成長が強く低減された(データ示さず)。50mg/kgの群は、45日目もおおむね効率的なままであり、34%の腫瘍サイズの縮小を示した(データ示さず)。さらに興味深いことに、50mg/kgのNRPa-48でマウスを処置した際に対照群と比較して生存期間が有意に増加した(データ示さず)。したがって、生存期間中央値は、対照群の動物では35日であり、NRPa-48で処置した動物では56日を超えた(p=0.008)(データ示さず)。まとめると、NRPa-48によって媒介されるインビボ腫瘍成長阻害は、効率的であり、処置したマウスの62%が処置終了時も依然として生存していた。
NRPa-48を使用してMDA-MB-231異種移植NOGマウスに対してインビボ実験を実施して、腫瘍成長阻害に対するその効率性を、本発明者らのチームが過去に記載しているNRPa-47と比較した(PMID 24752068)。1つの群を強制摂食によって50mg/kgのNRPa-48で週3回処置し、残りの群を陰性対照とした。興味深いことに、処置した動物は、いかなる体重減少も示さず、このことは、この濃度で、NRPa-48が急性毒性を示さないことを示唆している(データ示さず)。38日目(処置を開始した21日後)に、腫瘍のサイズが参照群と比較しておよそ29%縮小したので(***p<0.001)、NRPa-48によって腫瘍成長が強く低減された(データ示さず)。50mg/kgの群は、45日目もおおむね効率的なままであり、34%の腫瘍サイズの縮小を示した(データ示さず)。さらに興味深いことに、50mg/kgのNRPa-48でマウスを処置した際に対照群と比較して生存期間が有意に増加した(データ示さず)。したがって、生存期間中央値は、対照群の動物では35日であり、NRPa-48で処置した動物では56日を超えた(p=0.008)(データ示さず)。まとめると、NRPa-48によって媒介されるインビボ腫瘍成長阻害は、効率的であり、処置したマウスの62%が処置終了時も依然として生存していた。
考察
NRPaの開発は、がん処置のための新たなツールおよびこのプロセスに関与する生化学経路の知識をもたらした。この報告において、本発明者らは、2つの構造的に関連するNRPa(NRPa-47およびNRPa-48)の構造における非常に小さい構造変化、すなわち、メチル基の抑制が、影響を受けたシグナル伝達経路の性質の大きな変化を誘導したことを観察した。NRP-1阻害剤は、HIF-1αタンパク質およびmRNAの発現だけでなくVEGF mRNAも急速に阻害し、したがって、自己分泌HIF-1α/VEGFフィードバックループの妨害の発生に寄与し得る。この結果は、HIF-1αが重要ながん薬物標的であることから、極めて興味深い[22]。この状況で、NRPaは、腫瘍細胞のVEGF飢餓を誘導し、それらの成長および生存を損ない得る。加えて、カタラーゼ発現の増加によって反映される高い酸化ストレスが、NRPa-47では60分に、NRPa-48では48時間に誘導される。両方のNRPaがVEGF-Rチロシンキナーゼの脱リン酸化を誘導可能であっても、それらの下流標的は同じように影響されるわけではない。2つのNRPaについて観察された主な違いは、MAPK(ERK、JNK、p38αを除くp38)調節への制限であり、そのリン酸化は、NRPa-47によって増加し、NRPa-48によって減少する(データ示さず)。AKT経路およびその下流標的(p70S6キナーゼ)で類似の違いが観察される。この状況における別の下流経路媒介MAPKリン酸化を特定および/または明確にするためにさらなる調査が必要とされている。
NRPaの開発は、がん処置のための新たなツールおよびこのプロセスに関与する生化学経路の知識をもたらした。この報告において、本発明者らは、2つの構造的に関連するNRPa(NRPa-47およびNRPa-48)の構造における非常に小さい構造変化、すなわち、メチル基の抑制が、影響を受けたシグナル伝達経路の性質の大きな変化を誘導したことを観察した。NRP-1阻害剤は、HIF-1αタンパク質およびmRNAの発現だけでなくVEGF mRNAも急速に阻害し、したがって、自己分泌HIF-1α/VEGFフィードバックループの妨害の発生に寄与し得る。この結果は、HIF-1αが重要ながん薬物標的であることから、極めて興味深い[22]。この状況で、NRPaは、腫瘍細胞のVEGF飢餓を誘導し、それらの成長および生存を損ない得る。加えて、カタラーゼ発現の増加によって反映される高い酸化ストレスが、NRPa-47では60分に、NRPa-48では48時間に誘導される。両方のNRPaがVEGF-Rチロシンキナーゼの脱リン酸化を誘導可能であっても、それらの下流標的は同じように影響されるわけではない。2つのNRPaについて観察された主な違いは、MAPK(ERK、JNK、p38αを除くp38)調節への制限であり、そのリン酸化は、NRPa-47によって増加し、NRPa-48によって減少する(データ示さず)。AKT経路およびその下流標的(p70S6キナーゼ)で類似の違いが観察される。この状況における別の下流経路媒介MAPKリン酸化を特定および/または明確にするためにさらなる調査が必要とされている。
それにもかかわらず、過剰リン酸化だけでなく脱リン酸化も誘導するMAPK調節に対するこの相反効果は、腫瘍細胞死を導き得る。死受容体、アポトーシス促進性および抗アポトーシス性タンパク質のダウンモジュレーションがアポトーシス/生存不均衡(これも細胞死へと誘導し得る)を生じ得るとしても、両者の間で顕著なアポトーシス経路は出現しなかった。アポトーシス誘導への確実な最も重要な事象は、サバイビン発現の減少、酸化ストレス(カタラーゼ)の誘導、ヘムオキシゲナーゼのダウンレギュレーションおよびHIF-1αのダウンモジュレーションである。HO-1/HMOX1/HSP32などの他のHIF-1α誘導因子の発現が、HO-1の活性化因子でもあるp38αリン酸化と同じく阻害された。P38α経路阻害は、p53脱リン酸化、HSP27、GSK-3βおよびMSK2リン酸化異常、ならびにサバイビンのダウンモジュレーションを生じる(データ示さず)。サバイビン発現の崩壊は、アポトーシスを増加させ、腫瘍成長を減少させる。
総合的に考えると、この報告は、NRPaによって媒介される細胞シグナル伝達カスケードにおけるp38αの重要な役割を浮き彫りにした。いくつかの研究は、p38 MAPK活性に進行を依存しているがんを処置する特異的阻害剤を開発するための薬物標的としてp38αを報告している。p38α阻害剤とDNA損傷化学療法との組み合わせは、p38α媒介性の細胞周期停止およびDNA修復メカニズムの障害によって、がん細胞死を誘発し得る[23]。その上、p38α阻害剤は、5-フルオロウラシル(5-FU)およびオキサリプラチン(登録商標)などの化学療法に対する腫瘍細胞の感受性を増加させる[24]。これに関して、乳がん細胞に対する両方のNRPaと5-FU(登録商標)またはオキサリプラチン(登録商標)との組み合わせは、予想通り、これらのそれぞれの薬物に対する感受性を増加させた(データ示さず)。より重要なことに、NRPaとラレメチニブ(Ralemitininb)(登録商標)(P-p38α阻害剤)との組み合わせは、これらの薬物の相加および/または相乗効果(使用される用量に応じて)が乳がん細胞増殖を有意に低減させたので(図4A~4B)、この仮説を裏付けた。要するに、NRPaは、がんを処置するために単独でまたは薬物と組み合わせて使用することができるだろう。この観察は、NRPaの開発に関する最新の関心をもたらした。
Claims (15)
- その必要のある患者におけるがんを処置する方法であって、少なくとも1つのニューロピリンアンタゴニストと少なくとも1つのp38α-キナーゼ阻害剤を含む治療上有効な組み合わせを患者に投与することを含む方法。
- 対象が、ヒトである、請求項1に記載の方法。
- 対象が、非ヒト哺乳動物である、請求項1に記載の方法。
- がんが、造血系のがんまたは非造血系のがんである、請求項1に記載の方法。
- がんが、乳がんである、請求項1に記載の方法。
- がんが、トリプルネガティブ乳がんである、請求項1に記載の方法。
- がんが、ニューロピリン陽性である、請求項1に記載の方法。
- ニューロピリンアンタゴニストが、ニューロピリンアンタゴニストとニューロピリンとの間の相互作用がニューロピリン活性または発現の低減または停止をもたらすような、アンチセンスポリヌクレオチド、干渉RNA、触媒RNA、RNA-DNAキメラ、ニューロピリン特異的アプタマー、抗ニューロピリン抗体、抗ニューロピリン抗体のニューロピリン結合断片、ニューロピリン結合低分子、ニューロピリン結合ペプチド、およびニューロピリンに特異的に結合する他のポリペプチド(任意で1つ以上の追加のドメインに融合された1つ以上のニューロピリンリガンドのニューロピリン結合断片を含むがこれに限定されない)からなる群より選択される、請求項1に記載の方法。
- ニューロピリンアンタゴニストが、ニューロピリンタンパク質(例えば、NRP-1)とそのパートナー、特にVEGF-A165との間の相互作用を阻害する、請求項1に記載の方法。
- ニューロピリンアンタゴニストが、ニューロピリン(例えば、NRP-1またはNRP-2)に特異的に結合して、ニューロピリンシグナル伝達経路を活性化するその活性を中和する、特に、ニューロピリンとVEGF-A165との結合を阻害する、抗体である、請求項1に記載の方法。
- ニューロピリンアンタゴニストが、NRPa-47またはNRPa-48である、請求項1に記載の方法。
- p38α-キナーゼ阻害剤が、p38α-キナーゼ阻害剤とp38αとの間の相互作用がp38αキナーゼ活性または発現の低減または停止をもたらすような、アンチセンスポリヌクレオチド、干渉RNA、触媒RNA、RNA-DNAキメラ、p38-α特異的アプタマー、抗p38α抗体、抗p38α抗体のp38α結合断片、p38α結合低分子、p38α結合ペプチド、およびp38αに特異的に結合する他のポリペプチド(任意で1つ以上の追加のドメインに融合された1つ以上のp38αリガンドのp38α結合断片を含むがこれに限定されない)からなる群より選択される、請求項1に記載の方法。
- p38α-キナーゼ阻害剤が、ARRY-371797、ARRY-614、AZD-7624、ラリメチニブ、LY-3007113、FX005、GSK610677、GW856553、SB-681323、KC706、UR-13870、PF-03715455、VX-745、SCID-469、PH-797804、VX-702、SB-202190、SB-203580、SB-239063、BIRB-796、BMS-582949、およびパマピモドからなる群より選択される、請求項1に記載の方法。
- ニューロピリンアンタゴニストがNRPa-47であり、p38α-キナーゼ阻害剤がラリメチニブである、請求項1に記載の方法。
- ニューロピリンアンタゴニストがNRPa-48であり、p38α-キナーゼ阻害剤がラリメチニブである、請求項1に記載の方法。
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