JP2023510724A - アウリスタチン関連化合物、コンジュゲートアウリスタチン化合物、およびその使用方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は一般に、アウリスタチンファミリーの新規化合物、ペイロードを別の分子、例えば標的結合分子にカップリングさせるための新規リンカー、新規リンカー-毒素分子、および制御された、部位特異的なコンジュゲーションを可能にする新規抗体分子に関する。【選択図】図1
Description
関連出願の相互参照
本発明は、2020年1月6日に出願された米国仮出願第62/957,780号(その内容は、参照により全体として本明細書に組み込まれる)の恩典を主張する。
本発明は、2020年1月6日に出願された米国仮出願第62/957,780号(その内容は、参照により全体として本明細書に組み込まれる)の恩典を主張する。
発明の分野
本開示は一般に、アウリスタチンファミリーの新規化合物に関する。本開示はまた、一般に、ペイロードを別の分子、例えば標的結合分子にカップリングさせるための新規リンカーに関する。本開示はまた一般に、新規リンカー-毒素分子に関する。本開示は新規リンカー-毒素分子にコンジュゲートされた標的結合分子に関し、毒素はアウリスタチンファミリーの新規化合物である。
本開示は一般に、アウリスタチンファミリーの新規化合物に関する。本開示はまた、一般に、ペイロードを別の分子、例えば標的結合分子にカップリングさせるための新規リンカーに関する。本開示はまた一般に、新規リンカー-毒素分子に関する。本開示は新規リンカー-毒素分子にコンジュゲートされた標的結合分子に関し、毒素はアウリスタチンファミリーの新規化合物である。
配列表への参照
37C.F.R.§1.821に従って、コンピュータ可読形態(ASCIIフォーマット)で、EFS-Webを介してファイル名CYTX_070_PCT_ST25.txtとしてこれと同時に電子的に提出された配列表が参照により本明細書に組み込まれる。配列表のASCIIコピーは2021年1月6日に作成され、サイズは48キロバイトである。
37C.F.R.§1.821に従って、コンピュータ可読形態(ASCIIフォーマット)で、EFS-Webを介してファイル名CYTX_070_PCT_ST25.txtとしてこれと同時に電子的に提出された配列表が参照により本明細書に組み込まれる。配列表のASCIIコピーは2021年1月6日に作成され、サイズは48キロバイトである。
ドラスタチンとして知られているいくつかの短いペプチド化合物が、天然源から単離され、または、および、チューブリンに結合し、その重合をブロックすることにより抗有糸分裂生物活性を有することが見出された。アウリスタチンとして知られているこれらの化合物の類似体もまた調製されており、いくつかが、同様の活性を有することが見出されている。
そのような分子は、それらを化学リンカーを介して標的結合部分、例えば、標的-特異的モノクローナル抗体にコンジュゲートさせ、これにより、毒性ペイロードを標的-特異的様式で送達させることにより治療的に使用される。そのような分子の有効性および安全性は、毒素の性質および連結リンカーの安定性に依存する可能性があり、というのも、低い安定性を有するリンカーは薬物をインサイチューで放出し、よって、潜在的に、薬物の毒性および認容性を増加させるからである。
薬物の抗体または活性化可能抗体へのコンジュゲーションは典型的には、薬物を重もしくは軽鎖上のアミノもしくはチオール側鎖に結合させる化学反応に依存する。しかしながら、これらの天然アミノ酸残基への依存は、コンジュゲーション後の薬物と抗体の間の化学量論(DAR)の変動という結果になり得、または、既存のシステインジスルフィド結合を破壊させ、コンジュゲーションを可能にするために抗体を還元させることが必要とされる。
したがって、本分野では好適な有効性を有する薬物および十分安定なリンカーが継続的に必要とされる。本分野では、制御された、部位特異的なコンジュゲーションを可能にする新規抗体バリアントもまた、継続的に必要とされる。
式(I)、(II)、および(III)の化合物が本明細書で提供される;
式中、R1は水素またはC1-6アルキル基であり、Rは、下記からなる群より選択される:水素、C1-6アルキル、リンカー、またはX1-Y1-*基(式中、*は窒素への結合点である)、
式中、R3は式(II)に結合される作用物質であり、結合点は窒素、硫黄、酸素、または炭素原子であり、R2は式(II)に結合される部分であり、結合点は、下記からなる群より選択される:塩素基、ヨウ素基、臭素基、およびチオール基、
式中、R2は式(III)に結合される部分であり、結合点は、下記からなる群より選択される:塩素基、ヨウ素基、臭素基、およびチオール基。
Kabat位328がシステインである抗体および活性化可能抗体が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、式(I)、(II)、および(III)の化合物はポリペプチドにコンジュゲートされる。いくつかの実施形態では、式(I)、(II)、または(III)の化合物は抗体に、Kabat位328のシステインの側鎖チオール基にコンジュゲートされる。
本開示の式(I)の化合物のいくつかの実施形態では、Y1はオキシカルボニル基であり、X1はC1-6アルキル基、9-フルオレニルメチル基、ベンジル基、またはtert-ブチル基である。式(I)の化合物のいくつかの実施形態では、R1はメチル基であり、Rは水素である。式(I)の化合物のいくつかの実施形態では、X1-Y1は9-フルオレニルメトキシカルボニル(Fmoc)基である。
本開示の式(II)の化合物のいくつかの実施形態では、R2は標的結合部分であり、R2の結合点はチオール基である。式(II)の化合物のいくつかの実施形態では、標的結合部分は、標的に特異的に結合する単離抗体またはその抗原結合性フラグメント(AB)である。式(II)の化合物のいくつかの実施形態では、標的結合部分は活性化可能抗体であり、それは、活性化状態では、標的に特異的に結合し、活性化可能抗体は、標的に特異的に結合する抗体またはその抗原結合性フラグメント(AB)、ABに結合されたマスキング部分(MM)(MMは、活性化可能抗体が未切断状態にある場合ABの標的への結合を阻止する)、ABに結合された切断可能な部分(CM)(CMはプロテアーゼのための基質として機能するポリペプチドである)を含む。式(II)のいくつかの実施形態では、MMはABのその標的への解離定数より大きいABへの結合のための解離定数を有し、MMは、活性化可能抗体が切断状態にある場合、その標的への結合について、ABを妨害せず、またはこれと競合せず、MMは40アミノ酸以下の長さのポリペプチドであり、MMポリペプチド配列は標的配列とは異なり、および/または、MMポリペプチド配列は、ABの任意の天然結合パートナーと50%以下同一である。式(II)のいくつかの実施形態では、標的は、CD44、CD147、CD166、ITGa3、ITGb1、PSMA、およびSLC34A2からなる群より選択される。式(II)のいくつかの実施形態では、作用物質は、アウリスタチンE、モノメチルアウリスタチンF(MMAF)、モノメチルアウリスタチンE(MMAE)、モノメチルアウリスタチンD(MMAD)、マイタンシノイドDM4、マイタンシノイドDM1、カリチアマイシン、デュオカルマイシン、ピロロベンゾジアゼピン、およびピロロベンゾジアゼピン二量体からなる群より選択される。
式(I)のいくつかの実施形態では、Rはリンカーである。いくつかの実施形態では、リンカーは切断可能なリンカーである。いくつかの実施形態では、リンカーは標的結合部分に結合される。いくつかの実施形態では、標的結合部分は抗体またはその抗原結合性フラグメントである。いくつかの実施形態では、標的は、CD44、CD147、CD166、ITGa3、ITGb1、PSMA、およびSLC34A2からなる群より選択される。いくつかの実施形態では、抗体または活性化可能抗体はKabat位328でシステイン残基を含む。
いくつかの実施形態では、式(I)、(II)、または(III)の化合物はポリペプチドに、チオール基に結合される。いくつかの実施形態では、チオール基はシステイン残基のチオール基側鎖である。いくつかの実施形態では、システイン残基は、抗体のKabat位328のシステイン残基である。
本開示のいくつかの実施形態では、化合物をポリペプチドにコンジュゲートさせる方法は、式(I)の化合物をポリペプチドにコンジュゲートさせることを含み、R1は水素またはC1-6アルキル基であり、Rは、下記からなる群より選択される:水素、C1-6アルキル、リンカー、またはX1-Y1-*基(式中、*は窒素への結合点である);ならびに、Y1はオキシカルボニル基であり、X1はC1-6アルキル基、9-フルオレニルメチル基、ベンジル基、またはtert-ブチル基であり、式(I)の化合物またはその誘導体の少なくとも1つの等価物がポリペプチドにコンジュゲートされる。
本開示のいくつかの実施形態では、化合物をポリペプチドにコンジュゲートさせる方法は、式(II)の化合物をポリペプチドにコンジュゲートさせることを含み、R2は式(II)に結合される部分であり、結合点は、下記からなる群より選択される:塩素基、ヨウ素基、臭素基、およびチオール基。
本開示のいくつかの実施形態では、化合物をポリペプチドにコンジュゲートさせる方法は、ポリペプチドを還元剤で還元することであって、少なくとも1つのジスルフィド基が遊離チオール基に還元されること、ポリペプチドを酸化剤で、遊離チオール基を酸化させずに再酸化すること、ならびに、式(I)または(III)の化合物を遊離チオール基にコンジュゲートさせることを含む。
本開示は一般に、アウリスタチンファミリーの新規化合物に関する。本開示はまた一般に、ペイロードを別の分子、例えば標的結合分子にカップリングさせるための新規リンカーに関する。本開示はまた一般に、新規リンカー-毒素分子に関する。そのような実施形態の例が下記実施例において記載される。
実施例1:アウリスタチン種の例示的な調製
この実施例はMMATH(分子14)の化合物、チオフェニルメチルおよびヒドロキシメチル置換基を有するモノメチルアウリスタチン分子の調製の例示的な方法を提供する。この分子の合成的調製の概略図が図1に示される。
スキーム1:
この実施例はMMATH(分子14)の化合物、チオフェニルメチルおよびヒドロキシメチル置換基を有するモノメチルアウリスタチン分子の調製の例示的な方法を提供する。この分子の合成的調製の概略図が図1に示される。
スキーム1:
スキーム1で概要が示される反応について説明すると、Ala(2-TH)-OH(分子1;50.04g、0.29mol)を含むMeOH(500.00mL)の撹拌(0℃)懸濁液に、SOCl2(100.07mL、1.38mol)を2時間にわたって添加した。混合物を23℃で撹拌した。17時間後、揮発性物質を減圧下で蒸発させた。残渣をさらに144時間乾燥させた。Ala(2-Th)-OMe_HClを得た(分子2)。HPLC rt=0.59分(標準方法)、ESI[M+H]+186.2。
スキーム2:
スキーム2:
スキーム2で概要が示される反応について説明すると、Ala(2-Th)-OMe_HCl(分子2:64.43g、0.29mol)、Boc-Dap-OH_DCHA(分子3:163.64g、0.35mol)、WSC_HCl(67.25g、0.35mol)およびHOBt_H2O(42.77g、0.28mol)を含むDCM(1.00L)の撹拌(23℃)懸濁液に、Et3N(49.00mL、0.35mol)を添加した。18時間後、反応混合物をシリカゲルパッド(およそ500g)に通して濾過し、濾過ケーキをDCM(1L)で洗浄した。濾液を減圧下で残りが約500mLとなるまで濃縮した。不溶解材料を濾過し、濾過ケーキをDCM(100mL)で洗浄した。濾液に1.0M HCl aq.(500mL)を添加し、次いで、混合物を30分間撹拌した。不溶解材料を濾過した後、濾液を分離した。分離した有機層に1.0M HCl aq.(500mL)を再び添加し、次いで、混合物を30分間撹拌した。分離後、有機層をsat.NaHCO3 aq.(500mL)、ブライン(500mL)で洗浄し、MgSO4上で乾燥させた。有機層を濾過した後、濾液を減圧下で濃縮した。残渣をさらに3時間乾燥させた。粗材料にAcOEt(200mL)を添加し、次いで、混合物を80℃(内部温度)まで加熱した。混合物をセライト(Cellite)に通して濾過し、その後、濾液を減圧下で濃縮した。残渣にAcOEt(150mL)を添加し、次いで、混合物を80℃(内部温度)まで、材料が溶解するまで加熱した。混合物を周囲温度で放置した。24時間後、混合物を濾過し、固体を50mLのヘキサン/AcOEtの10:1混合物で2回洗浄した。固体をさらに14時間乾燥させた。Boc-Dap-Ala(2-Th)-OMe(分子4;92.30g、0.20mol)を得た。HPLC rt=1.52分(標準方法)、ESI[M+H]+455.2。
スキーム3:
スキーム3:
スキーム3について説明すると;氷浴冷却下で、LAH(8.25g、0.22mol)を含むTHF(500.00mL)の撹拌溶液に、Boc-Dap-Ala(2-Th)-OMe(分子4;39.10g、0.09mol)を含むTHF(100mL)を、内部温度を5℃未満に維持しながら2時間にわたって添加した。反応混合物を同じ温度(内部温度;5℃)で撹拌した。5分後、氷浴冷却下で、混合物に、H2O(8.5mL)を徐々に、15%NaOH aq(8.5mL)およびH2O(25.5mL)をこの順で添加した。混合物を周囲温度で16時間撹拌した。混合物をセライトパッドに通して濾過し、次いで、濾過ケーキを100mLのAcOEtで3回洗浄した。濾液を減圧下で濃縮した。残渣をさらに4時間乾燥させた。粗材料にトルエン(110mL)を添加し、次いで、混合物を60℃まで、全ての材料が溶解するまで加熱した。混合物を周囲温度で放置した。24時間後、混合物を濾過し、次いで、固体を50mLのトルエンで2回洗浄し、さらに15時間乾燥させた。Boc-Dap-Ala(2-Th)-CH2OH(分子5;28.43g、0.07mol)を得た。HPLC rt=1.38分(標準方法)、ESI[M+H]+427.3。
スキーム4:
スキーム4:
スキーム4で概要が示される反応について説明すると、Boc-Dap-Ala(2-Th)-CH2OH(分子5;19.42g、0.05mol)を含むMeOH(100.00mL)の撹拌(23℃)溶液に、HCl/ジオキサン(91.00mL、0.36mol)を添加した。2時間後、揮発性物質を減圧下で蒸発させた。残渣にAcOEt(250mL)を添加し、次いで、混合物を真空で濃縮させた。このプロセスを2回繰り返した。残渣をさらに20時間乾燥させた。粗材料に、ACN/H2O(38mL)の20:1混合物を添加した。混合物を70℃(内部温度)まで、全ての材料が溶解するまで加熱し、次いで、混合物を周囲温度で放置した。24時間後、混合物を濾過し、次いで、固体を15mLのACNで2回洗浄した。固体をさらに8時間乾燥させた。H-Dap-Ala(2-Th)-CH2OH_HCl(12.84g、0.04mol)を得た。HPLC rt=0.60分(標準方法)、ESI[M+H]+327.2。Ala(2-TH)-OH(50.04g、0.29mol)を含むMeOH(500.00mL)の撹拌(0℃)懸濁液に、SOCl2(100.07mL、1.38mol)を2時間にわたって添加した。混合物を23℃で撹拌した。17時間後、揮発性物質を減圧下で蒸発させた。残渣をさらに144時間乾燥させた。Ala(2-Th)-OMe_HClを得た(分子6)。HPLC rt=0.59分(標準方法)、ESI[M+H]+327.2。
スキーム5:
スキーム5:
スキーム5で概要が示される反応について説明すると、(2S)-2-{[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]アミノ}-3-メチルブタン酸(分子7;100.00g、294.65mmol)、tert-ブチル(3R,4S,5S)-3-メトキシ-5-メチル-4-(メチルアミノ)ヘプタノエート(分子8;63.69g、245.54mmol)、および2-クロロ-1-メチルピリジン-1-イウムヨージド(106.64g、417.42mmol)を含む酢酸エチル(2.50L)の撹拌(20℃)溶液に、N,N-ジイソプロピルエチルアミン(154.38mL、883.95mmol)を添加し、すぐに、一貫した混合を達成した。16時間後、粗反応混合物を濾過し、EtOAcで洗浄した。溶液を1Lの1M HCl、続いて、1Lの水、続いて、0.5L重炭酸ナトリウム、続いて、0.5Lブラインで抽出した。有機画分を合わせ、硫酸マグネシウムを用いて乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮した。tert-ブチル(3R,4S,5S)-4-[(2S)-2-{[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]アミノ}-N,3-ジメチルブタンアミド]-3-メトキシ-5-メチルヘプタノエート(分子9;149.00g、0.26mol)をピンク固体として得た。HPLC rt=1.55分(標準方法)、ESI[M+H]+581.4。
スキーム6:
スキーム6:
スキーム6で概要が示される反応について説明すると、tert-ブチル(3R,4S,5S)-4-[(2S)-2-{[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]アミノ}-N,3-ジメチルブタンアミド]-3-メトキシ-5-メチルヘプタノエート(分子9;143.00g、246.23mmol)を含む酢酸エチル(200.00mL)の撹拌(20℃)溶液にジエチルアミン(200.00mL、1,930.63mmol)を添加した。1時間後、粗混合物を真空で濃縮させた。残渣を200mLの酢酸エチルに溶解し、次いで、再び濃縮した。この操作を2回繰り返した。残渣に、50mLのトルエンを添加し、次いで、濃縮した。残渣を1000mLのヘキサンに溶解した。混合物に500mLの1M塩酸および500mLの水を添加した。混合物を5分間撹拌した。二相混合物を分液漏斗に入れ、水層を分離した。有機層を500mLの0.1M塩酸により2回抽出した。水層を合わせ、500mLのヘキサンで2回洗浄した。水層に炭酸カリウムを添加し、pHを10超に調整した。水溶液を分液漏斗に入れ、500mLの酢酸エチルにより3回抽出した。有機層を合わせ、500mLブラインで洗浄し、硫酸マグネシウム上で乾燥させ、真空で濃縮した。tert-ブチル(3R,4S,5S)-4-[(2S)-2-アミノ-N,3-ジメチルブタンアミド]-3-メトキシ-5-メチルヘプタノエート(分子10;66.80g、0.19mol)をピンク油として得た。HPLC rt=0.82分(標準方法)、ESI[M+H]+359.4。
スキーム7:
スキーム7:
スキーム7で概要が示される反応について説明すると、(2S)-2-{[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル](メチル)アミノ}-3-メチルブタン酸(分子7;55.00g、155.63mmol)、tert-ブチル(3R,4S,5S)-4-[(2S)-2-アミノ-N,3-ジメチルブタンアミド]-3-メトキシ-5-メチルヘプタノエート(分子10;55.79g、0.16mol)、および2-クロロ-1-メチルピリジン-1-イウムヨージド(67.59g、264.56mmol)を含む酢酸エチル(1.50L)の撹拌(20℃)溶液に、N,N-ジイソプロピルエチルアミン(97.85mL、560.25mmol)を添加し、すぐに一貫した混合を達成した。16時間後、黄色沈殿物をセライト濾過により除去し、100mLのEtOAcで洗浄した。濾液を分液漏斗に入れ、200mLの1M塩酸で2回、200mLの水、200mLの飽和重炭酸ナトリウム溶液で2回、およびブラインで洗浄した。有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥させ、真空で濃縮した。残渣をhi-vac下で24時間乾燥させ、Fmoc-MeVal-Val-Dil-OtBu(分子11;103.53g、0.15mol)を黄色フォームとして得た。HPLC rt=1.86分(標準方法)、ESI[M+H]+694.5。
スキーム8:
スキーム8:
スキーム8で概要が示される反応について説明すると、塩酸(57.64mL、230.58mmol)の撹拌(20℃)溶液に、tert-ブチル(3R,4S,5S)-4-[(2S)-2-[(2S)-2-{[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル](メチル)アミノ}-3-メチルブタンアミド]-N,3-ジメチルブタンアミド]-3-メトキシ-5-メチルヘプタノエート(分子11;20.00g、28.82mmol)を添加した。16時間後、粗混合物を真空で濃縮させた。残渣を50mLのトルエンに懸濁させ、真空で濃縮した。この操作を3回繰り返した。得られた残渣をhi-vac下で24時間乾燥させ、Fmoc-MeVal-Val-Dil-OH(分子12;18.00g、0.03mol)をベージュフォームとして得た。HPLC rt=1.58分(標準方法)、ESI[M+H]+638.6。
スキーム9:
スキーム9:
スキーム9で概要が示される反応について説明すると、Dap-(2-Th)Ala-CH2OH_HCl(分子5;3.94g、10.86mmol)に、Fmoc-MeVal-Val-Dil-OH(分子12;6.30g、9.88mmol)、EDC_HCl(2.84g、14.82mmol)、HOBt(1.51g、9.88mmol)およびDIPEA(4.30mL、24.69mmol)を添加した。反応混合物を23℃で撹拌した。18時間撹拌した後、混合物にCH2Cl2(100mL)を添加した。混合物を0.1M HCl aq(100mL)、sat.NaHCO3 aq.(100mL)、次いでブライン(100mL)で洗浄した。有機層をMgSO4で乾燥させ、固体を濾過により除去した。有機層を真空で濃縮し、Fmoc-MMATH(モノメチルアウリスタチンチオフェニルメチルヒドロキシメチル)(分子13;7.63g、0.01mol)を得た。HPLC rt=1.63分(標準方法)、ESI[M+H]+946.8。
スキーム10:
スキーム10:
スキーム10で概要が示される反応について説明すると、Fmoc-MMATH(分子13;7.13g、7.54mmol)に、EtOAc(100.00mL)、ドデシルメルカプタン(3.61mL、15.07mmol)およびDBU(0.23mL、1.51mmol)を添加した。反応混合物を23℃で撹拌した。18時間撹拌した後、粗混合物を分液漏斗に入れ、50mLの1.0M塩酸で2回抽出した。水層を合わせ、100mLの酢酸エチルで2回洗浄した。水溶液を丸底フラスコに移した。混合物に炭酸カリウムを添加し、混合物のpHを10超に調整した。水溶液を分液漏斗に入れ、100mLの酢酸エチルで2回抽出した。有機層を合わせ、ブラインで洗浄し、硫酸マグネシウム上で乾燥させ、真空で濃縮した。残渣をhi-vac下で16時間乾燥させ、MMATH(分子14;4.51g、0.01mol)を無色フォームとして得た。HPLC rt=0.95分(標準方法)、ESI[M+H]+724.7。
実施例2:アウリスタチンリンカー-毒素種の例示的な調製
この実施例は、ターゲティング分子にカップリングさせるのに好適なリンカーを有する、MMATH(分子14)、チオフェニルメチルヒドロキシメチルアウリスタチン分子の化合物の調製の例示的な方法を提供する。
スキーム11:
この実施例は、ターゲティング分子にカップリングさせるのに好適なリンカーを有する、MMATH(分子14)、チオフェニルメチルヒドロキシメチルアウリスタチン分子の化合物の調製の例示的な方法を提供する。
スキーム11:
スキーム11で概要が示される反応について説明すると、Boc2O(137.0g、628mmol)を含むTHF(600mL)の撹拌23℃溶液に、H2N-Cit-OH(分子15;100.0g、571mmol)およびNaCO3H(71.9g、856mmol)を含む水(600mL)を添加した。16時間後、沈殿物が形成し、20時間後、反応はLCMS分析により完了した。揮発性有機物を減圧下で除去し、反応物をpH4に2M HClで調整し、EtOAC(4×750mL)で抽出した。有機物を合わせ、ブラインで洗浄し、MgSO4で乾燥させた。溶液を濾過し、減圧下で濃縮し、77%の分子16を白色固体として得た。
スキーム12:
スキーム12:
スキーム12で概要が示される反応について説明すると、Boc-Cit(分子16、120.0g、436mmol)を含むEtOH(600mL)の撹拌50℃溶液にPaba(64.4g、523mmol)およびEEDQ(129.3g、523mmol)を添加した。溶液を24時間撹拌し、有機溶媒を300mLまで濃縮した。濃縮粗溶液を1.0LのEtOAcに添加し、続いて、2.0Lのヘキサンに添加してトリチュレートし、1時間撹拌する。白色固体を濾過により収集し、減圧下で乾燥させ、分子16を77%収率で得た。
スキーム13:
スキーム13:
スキーム13で概要が示される反応について説明すると、Boc-Cit-Paba(分子16;10.0g、26.3mmol)を含むMeCN(300mL)の撹拌23℃溶液にIm(1.79g、26.3mmol)、次いで、PNP-COCl(7.95g、39.4mmol)を添加した。16時間後、反応物を減圧下で濃縮して、黄色油を得た。油に300mLのEtOAcを添加し、溶液を15分間トリチュレートした。白色沈殿物を濾過により収集し、上清を濃縮して50%体積とし、第2のバッチを15分間トリチュレートし、濾過により収集した。材料を合わせ、減圧下で乾燥させ、分子17を白色粉末として69%収率で得た。
スキーム14:
スキーム14:
スキーム14で概要が示される反応について説明すると、Boc-Cit-Paba-PNP(分子17;1.45g、2.65mmol)を含むDMF(21mL)の撹拌23℃溶液に、MMATH(分子14;1.2g、1.66mmol)およびHOAt(83.7mg、0.55mmol)、次いで、NMM(0.73mL、6.63mmol)を添加した。72時間後、反応物をEtOAc(200mL)で希釈し、1.0M HCl(2×100mL)、続いて、Sat.NaHCO3(1×100mL)およびブライン(1×100mL)で洗浄した。有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮した。黄色フォームをフラッシュカラムクロマトグラフィーによりシリカゲル上で0%~10%MeOHを含むEtOAcを使用して精製し、Boc-Cit-Paba-MMATH(分子18)を白色フォームとして80%収率で得た。
スキーム15:
スキーム15:
スキーム15で概要が示される反応について説明すると、Boc-Cit-Paba-MMATH(分子18、1.2g、1.06mmol)をMeCN(6mL)に、5分の超音波処理を使用して溶解する。Boc-Cit-Paba-MMATH(分子18;1.2g、1.06mmol)を含むMeCN(6mL)の撹拌23℃溶液に、H3PO4(6mL)を添加する。16時間後、溶液を水(15mL)で希釈し、10M aqNaOHでpH8に調整した。水層をDCM(2×100mL)で抽出した。有機物を合わせ、MgSO4で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮し、Cit-Paba-MMATH(分子19)を黄色フォームとして98%収率で得た。
スキーム16:
スキーム16:
スキーム16で概要が示される反応について説明すると、β-homoVal(分子20;1000mg、7.62mmol)を含むMeCN(40mL)の撹拌0℃懸濁液に4M NaOH(3.81mL、15.25mmol)を添加し、続いて、希ClAcCl(0.60mL、7.55mmol)を含むMeCN(10mL)を徐々に添加した(1mL/分)。20分後、反応物を1M HCl(100mL)およびEtOAc(100mL)で希釈した。水層を除去し、有機層を1M HCl(3×100mL)、続いて、ブライン(1×100ml)で洗浄した。有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮した。粗反応物をRP-HPLCにより、Phenomex Gemini-NXカラムを用いて、5%~98%MeCNを含む0.05%TFA水溶液を溶離剤として使用して精製した。分子21を無色油として得た(1.14g)。
スキーム17:
スキーム17:
スキーム17で概要が示される反応について説明すると、DMTMMT(55mg、0.14mmol)を含むDMF(0.5mL)の撹拌0℃溶液に、DIPEA(100μL、0.57mmol)、続いて、H2N-Cit-Paba-MMATH(分子19;105mg、0.1mmol)を添加した。反応物を5分間撹拌した後、ClAc-β-homoVal(分子21;30mg、0.14mmol)を添加した。1時間後、粗溶液を、分取RP-HPLCによりPhenomenex Gemini 10μ、C18 110Åカラムを用いて、5%~98%MeCNを含む0.05%TFA水溶液を溶離剤として使用して精製した。MMATH-L-Cl(分子22)を白色粉末として得た(114mg、91%)。
本開示の他の実施形態では、MMATHリンカー-毒素の組み合わせは、分子22のブロモ-およびヨード-誘導体を含み、ここで、クロロ基はブロモ基(分子23)またはヨード基(分子24)と置き換えられ、「ペイロード」は毒素を表す。本開示のいくつかの実施形態では、毒素はN末端窒素を介して連結されたMMATH(分子22)である。
本開示のいくつかの実施形態では、分子23、24、または25のペイロードは、作用物質、例えば、毒素により表すことができる。
本開示のいくつかの実施形態では、化合物は分子26により表され、ペイロードは作用物質、例えば、毒素を表し、Rは標的結合部分、例えば、抗体またはその抗原結合、または遊離チオール基を介する任意の他の分子を表す。
実施例3:アウリスタチン種のインビトロ細胞毒性
この例示的な研究では、インビトロ細胞毒性を、本明細書では式(I)として示されるMMATH(アウリスタチンのチオフェニルメチルヒドロキシメチル誘導体)、本開示のアウリスタチン種の相対的な毒性を評価するために使用した。
この例示的な研究では、インビトロ細胞毒性を、本明細書では式(I)として示されるMMATH(アウリスタチンのチオフェニルメチルヒドロキシメチル誘導体)、本開示のアウリスタチン種の相対的な毒性を評価するために使用した。
このアッセイでは、試験細胞を播種し、適切な細胞密度(例えば、SW780細胞について1500細胞/ウェル(50μL毎ウェル))まで増殖させた。細胞を薬物(MMATHまたはMMAE(モノメチルアウリスタチンE))を用いて、10μM~10-4nMの範囲の濃度にて、三通りで5日間処理した。第6日エンドポイントに、細胞を20μLのPresto Blueと共に37℃で2時間インキュベートし、シグナルをBiotek synergy H4プレートリーダーで読み取った。培地バックグラウンドを減算した後、生存パーセントを計算し、プロットし、EC50を決定した。表1に例示的な結果が示される。
例示的な研究では、MMAEおよびMMATHのチューブリンへの結合を測定し、69.9nM(MMAE)および204.4nM(MMATH)のKDを示した。例示的な結果により、新規MMATHアウリスタチン種はMMAEと同等な毒性を有することが示される。これらの例示的な結果により、この同等なインビトロ有効性は、チューブリン、有効性についてのその推定分子標的へのより低い親和性を有する分子を用いて達成されたことも示される。
実施例4:リンカー種の安定性
この例示的な研究では、インビトロ研究を使用して、バリン-シトルリン(vc)リンカーと比較して、本開示のリンカー(分子26)の安定性を評価した。
この例示的な研究では、インビトロ研究を使用して、バリン-シトルリン(vc)リンカーと比較して、本開示のリンカー(分子26)の安定性を評価した。
この研究では、2つの異なるシステイン-コンジュゲート薬物リンカーについての様々なカテプシンによる切断の相対動力学速度をLCMSにより測定した。酵素(カテプシンB、D、H、K、L、およびS)を活性化させ、その後、基質に導入した。1つの基質は、バリン-シトルリン-PAB-カルボキシリンカーを介してシステインに結合されたアウリスタチンMMAEとし(CAS No.:646502-53-6)、もう一方は、分子26のリンカーを介してシステインに結合された本開示のMMATHアウリスタチン(分子14)とした。
2つの異なるチオール-結合システイン-結合アウリスタチン(MMATH-L-CysおよびCys-vc-MMAE)を37℃で予め活性化された酵素と共に48時間の期間にわたりインキュベートした。時点を直接2M、pH9 Trisバッファーにアリコートし、酵素活性を停止させ、次いで、直ちに-80℃で凍結させた。各々について、遊離薬物およびシステイン-結合薬物の両方のMS XICのAUCを時間と共にモニタした。全ての試料をThermo LTQ Velos OrbiTrap質量分析計上でDionex LCフロントエンドを用いて実施した。元々のシステイン-結合薬物、遊離薬物、および切断された「リンカー」スタブの量を時間と共に測定した。
図2Aおよび2Bについて説明すると、例示的な結果により、分子26のリンカーを有するシステイン-結合MMATHは、対応するシステイン-結合vcMMAEより高い安定性を示したことが示される。カテプシンH、D、L、K、およびSを用いた結果では、結果により、全てのカテプシンに対して2つのリンカー間で同様な相対的安定性が示された。カテプシンDおよびLは、カテプシンBと同等な速度で切断したが、カテプシンHはカテプシンBよりも相対的に遅く切断した。カテプシンKおよびSはカテプシンBよりも相対的に速く切断した。
別の例示的な研究では、2つのシステイン-結合アウリスタチン種の安定性を活性化リソソーム由来ライセートにおいて試験した。この研究では、リソソームを3つの連続凍結/解凍サイクル、続いて、30分の超音波処理により溶解させた。システイン-結合アウリスタチンを37℃で、予め活性化されたリソソームと共に24時間の期間にわたりインキュベートした。この研究では、システイン-MMATH-L基質を5×リソソーム濃度を用いてインキュベートした。時点をインキュベーションを通してとり、遊離薬物およびcys-DLの両方についてのMS XICのAUCを時間と共にモニタした。全ての試料をThermo LTQ Velos OrbiTrap質量分析計上でDionex LCフロントエンドを用いて実施した。元々のシステイン-結合薬物、遊離薬物、および切断された「リンカー」スタブの量を時間と共に測定した。
図3Aおよび3Bについて説明すると、例示的な結果により、分子26のリンカーを有するシステイン-結合MMATHは活性化リソソームにおいて、対応するシステイン-結合vcMMAEと同等な安定性を示し、前者は5×リソソーム濃度で処理され、よって、vcMMAEリンカーよりも約5×遅い切断速度が示されたことが示される。
さらに例示的な研究では、基質の安定性を4つの異なるカルボキシルエステラーゼ(ヒトまたはマウスCES-1およびCES-1C)の存在下で決定した。この研究では、酵素を基質導入前に活性化し、次いで、基質と共に37℃で48時間の期間にわたりインキュベートした。時点を直接2M、pH9 Trisバッファーにアリコートし、酵素活性を停止させ、次いで、直ちに-80℃で凍結させた。各々について、遊離薬物およびシステイン-結合薬物の両方のMS XICのAUCを時間と共にモニタした。全ての試料をThermo LTQ Velos OrbiTrap質量分析計上でDionex LCフロントエンドを用いて実施した。元々のシステイン-結合薬物、遊離薬物、および切断された「リンカー」スタブの量を時間と共に測定した。
CES-1またはCES-1Cマウスまたはヒトカルボキシルエステラーゼを使用するこの研究では、ヒトまたはマウスCES-1によるどちらの基質の切断も観察されなかった。しかしながら、システイン-vcMMAEは48時間で、ヒトおよびマウスCES-1Cの両方により完全に切断された。本開示のMMATH-リンカーについては、マウスまたはヒトCES-1Cによる切断は、およそ12時間で、vcMMAEで観察されるものよりも実質的に遅い速度で始まる。
これらの例示的な結果により、分子26のリンカーは活性化酵素およびリソソームの両方においてバリン-シトルリンリンカーより高い安定性を有することが示される。これらの例示的な結果により、分子26のリンカー-MMATHは活性化酵素およびリソソームの両方においてvcMMAEより高い安定性を有することが示される。
実施例5:新規抗体コンジュゲーション部位
この例示的な研究では、ロイシン残基はヒトIgG1重鎖定常領域のFG-ループ内に位置した。参考のため、問題になっているロイシンは配列KVSNKALPAPI(すなわち、Kabat番号付け328位)との関連で見出されている。本開示では、この位置のロイシンはシステインに部位特異的に改変され、すなわち、KVSNKACPAPIであった。
この例示的な研究では、ロイシン残基はヒトIgG1重鎖定常領域のFG-ループ内に位置した。参考のため、問題になっているロイシンは配列KVSNKALPAPI(すなわち、Kabat番号付け328位)との関連で見出されている。本開示では、この位置のロイシンはシステインに部位特異的に改変され、すなわち、KVSNKACPAPIであった。
この研究では、標的HER2に特異的に結合するモノクローナル抗体トラスツズマブをこの位置で、ロイシンからシステインに改変し、薬物コンジュゲーションの適合性および他の効果を決定した。天然トラスツズマブと本開示の改変型の間の比較を以下で示す。
これらの例示的な結果により、元々の抗体と比べて、本開示のL328CバリアントのFcγ受容体への結合の著しい減少が示され、一方、およそ2の特定的なDARが得られ、さらに、高効率的なコンジュゲーション、すなわち、1%未満コンジュゲート抗体が得られた。
この突然変異の他の例が本明細書で記載される(抗PSMAおよび抗SLC34A2抗体)。
これらの例示的な結果により、この部位特異的な改変を有する抗体または活性化可能抗体を使用する利点が示され、特定の化学量論でのコンジュゲーションのための効率的な、制御された部位が提供される。
実施例6:コンジュゲーションの例示的な方法
この実施例では、本開示のアウリスタチンMMATHを抗体分子にコンジュゲートさせるための例示的なコンジュゲーション方法が記載される。
この実施例では、本開示のアウリスタチンMMATHを抗体分子にコンジュゲートさせるための例示的なコンジュゲーション方法が記載される。
図4の例示的なプロセスフロー図について説明すると、本開示の例示的な方法では、Kabat位328でシステイン残基を有する抗体が7.2のpHで14g/Lの濃度で提供される。抗体溶液を濾過し、次いで、還元剤トリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン(TCEP)を用いて9:1 TCEP:抗体モル比で、80-120分間20℃で還元させる。反応物を接線流濾過(TFF)により、8ダイアボリュームで濾過し、12g/Lで回収した。抗体を(L)-デヒドロアスコルビン酸(DHA)を用いて10:1DHA:抗体モル比で、90分間20℃で再酸化させた。
R2が塩素である、式(III)を有するMMATHリンカー-毒素化合物をヨウ化ナトリウムで活性化した。活性化リンカー-毒素を再酸化抗体に9:1リンカー-毒素:抗体モル比で12-16時間20℃で添加し、リンカー-毒素を抗体にコンジュゲートさせた。反応混合物をTFFにより10ダイアボリュームで濾過し、17g/Lで回収した。コンジュゲート抗体の分析により、2のDARを有するKabat328システイン位で部位特異的なコンジュゲーションが示された。
これらの例示的な結果により、本開示のアウリスタチン誘導体は抗体に部位特異的にコンジュゲートさせることができ、2のDARを有する抗体-薬物コンジュゲートが提供されることが示された。
これらの例示的な結果により、リンカー-毒素をKabat位328で部位特異的なシステインにコンジュゲートさせることにより、コンジュゲーションはリンカー-毒素のシステインチオール基へのヨウ素-活性化カップリングを使用して進行することができることもまた示された。このようにして、コンジュゲート生成物はチオール-マレイミドコンジュゲートよりも脱コンジュゲーション反応を受けにくく、後者はチオール交換により、より容易に逆転される可能性があり、リンカー-毒素の望ましくない放出という結果になる。リンカー-毒素コンジュゲーションのために部位特異的なシステイン、例えば、Kabat位328のものを有する抗体の使用はまた、2のDARを有するコンジュゲート抗体生成物を提供する。部位特異的なシステイン残基、例えば、Kabat位328のものを有するそのような抗体の使用によっても、抗体の天然鎖内または鎖間ジスルフィド結合の破壊なしで、抗体へのリンカー-毒素コンジュゲーションが可能になる。
他の実施形態
本発明についてその詳細な説明と共に記載してきたが、前記記載は、本発明を説明することを意図しており、その範囲を制限することを意図しておらず、本発明は添付の特許請求の範囲により規定される。他の態様、利点、および改変は下記の範囲内にある。
本発明についてその詳細な説明と共に記載してきたが、前記記載は、本発明を説明することを意図しており、その範囲を制限することを意図しておらず、本発明は添付の特許請求の範囲により規定される。他の態様、利点、および改変は下記の範囲内にある。
Claims (58)
- R1はメチル基であり、Rは水素である、請求項1に記載の化合物。
- X1-Y1は9-フルオレニルメトキシカルボニル(Fmoc)基である、請求項1に記載の化合物。
- R2は標的結合部分であり、R2の結合点はチオール基である、請求項4に記載の化合物。
- 前記チオール基はシステイン残基の側鎖チオール基である、請求項5に記載の化合物。
- R2は標的結合部分であり、R2の結合点はチオール基である、請求項7に記載の化合物。
- 前記チオール基がシステイン側鎖チオール基である、請求項8に記載の化合物。
- 前記標的結合部分は、前記標的に特異的に結合する単離抗体またはその抗原結合性フラグメント(AB)である、請求項4~9のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記標的結合部分は、活性化状態では、前記標的に特異的に結合する活性化可能抗体であり、前記活性化可能抗体は下記を含む、請求項4~9のいずれか一項に記載の化合物:
前記標的に特異的に結合する抗体またはその抗原結合性フラグメント(AB);
前記ABに結合されたマスキング部分(MM)であって、前記MMは、前記活性化可能抗体が未切断状態にある場合、前記ABの前記標的への結合を阻止する、部分;ならびに
前記ABに結合された切断可能な部分(CM)であって、前記CMはプロテアーゼのための基質として機能するポリペプチドである、部分。 - 前記MMは前記ABのその標的への解離定数より大きい前記ABへの結合のための解離定数を有する、請求項11に記載の化合物。
- 前記MMは、前記活性化可能抗体が切断状態にある場合、その標的への結合について、前記ABを妨害しない、またはこれと競合しない、請求項11または請求項12に記載の化合物。
- 前記MMは40アミノ酸以下の長さのポリペプチドである、請求項11~13のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記MMポリペプチド配列は前記標的配列とは異なる、請求項11~14のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記MMポリペプチド配列は、前記ABの任意の天然結合パートナーと50%以下同一である、請求項11~15のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記標的は、CD44、CD147、CD166、ITGa3、ITGb1、PSMA、およびSLC34A2からなる群より選択される、請求項10~16のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記作用物質は、アウリスタチンE、モノメチルアウリスタチンF(MMAF)、モノメチルアウリスタチンE(MMAE)、モノメチルアウリスタチンD(MMAD)、マイタンシノイドDM4、マイタンシノイドDM1、カリチアマイシン、デュオカルマイシン、ピロロベンゾジアゼピン、およびピロロベンゾジアゼピン二量体からなる群より選択される、請求項4~6のいずれか一項に記載の化合物。
- Rはリンカーである、請求項1~3のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記リンカーは切断可能なリンカーである、請求項19に記載の化合物。
- 前記リンカーは標的結合部分に結合される、請求項19または請求項20に記載の化合物。
- 前記標的結合部分は、前記標的に特異的に結合する単離抗体またはその抗原結合性フラグメント(AB)である、請求項21に記載の化合物。
- 前記標的結合部分は、活性化状態では、前記標的に特異的に結合する活性化可能抗体であり、前記活性化可能抗体は、下記を含む、請求項21に記載の化合物:
前記標的に特異的に結合する抗体またはその抗原結合性フラグメント(AB);
前記ABに結合されたマスキング部分(MM)であって、前記MMは、前記活性化可能抗体が未切断状態にある場合、前記ABの前記標的への結合を阻止する、部分;ならびに
前記ABに結合された切断可能な部分(CM)であって、前記CMはプロテアーゼのための基質として機能するポリペプチドである、部分。 - 前記標的は、CD44、CD147、CD166、ITGa3、ITGb1、PSMA、およびSLC34A2からなる群より選択される、請求項21~23のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記抗体または活性化可能抗体はKabat位328でシステイン残基を含む、請求項10~23のいずれか一項に記載の化合物。
- Kabat位328がシステインである、IgG1抗体。
- 下記を含む活性化可能抗体であって:
前記標的に特異的に結合する抗体またはその抗原結合性フラグメント(AB);
前記ABに結合されたマスキング部分(MM)であって、前記MMは、前記活性化可能抗体が未切断状態にある場合、前記ABの前記標的への結合を阻止する、部分;ならびに
前記ABに結合された切断可能な部分(CM)であって、前記CMはプロテアーゼのための基質として機能するポリペプチドである、部分、
前記ABのKabat位328がシステインである、活性化可能抗体。 - 前記抗体または前記ABは、CD44、CD147、CD166、ITGa3、ITGb1、PSMA、およびSLC34A2からなる群より選択される標的に特異的に結合する、請求項26に記載の抗体または請求項27に記載の活性化可能抗体。
- 請求項1~28のいずれか一項に記載の化合物、抗体、または活性化可能抗体;および
好適な担体
を含む、医薬組成物。 - R1はメチル基であり、Rは水素である、請求項30に記載の方法。
- X1-Y1は9-フルオレニルメトキシカルボニル(Fmoc)基である、請求項30に記載の方法。
- Rはリンカーである、請求項30に記載の方法。
- 前記リンカーは切断可能なリンカーである、請求項33に記載の方法。
- 前記R2はハロゲン基である、請求項35に記載の方法。
- 前記R2はヨウ素基である、請求項36に記載の方法。
- 前記R2は臭素基である、請求項36に記載の方法。
- 前記R2は塩素基である、請求項36に記載の方法。
- 式(I)または(III)の少なくとも1つの化合物が前記ポリペプチドに、前記ポリペプチド上のチオール基を介してコンジュゲートされる、請求項30~39のいずれか一項に記載の方法。
- 前記チオール基は前記ポリペプチドのシステイン残基の側鎖チオール基である、請求項40に記載の方法。
- 前記ポリペプチドは標的結合部分を含む、請求項30~41のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポリペプチドは標的に特異的に結合する抗体またはその抗原結合性フラグメント(AB)を含む、請求項30~42のいずれか一項に記載の方法。
- 前記システイン残基は前記ABのKabat位328にある、請求項43に記載の方法。
- 前記方法は、
(i)前記ポリペプチドを還元剤で還元することであって、少なくとも1つのジスルフィド基が遊離チオール基に還元される工程;
(ii)前記ポリペプチドを酸化剤で、前記遊離チオール基を酸化させずに再酸化する工程;ならびに
(iii)式(I)または(III)の化合物を前記遊離チオール基にコンジュゲートさせる工程
を含む、請求項30~44のいずれか一項に記載の方法。 - 前記還元剤はTCEPである、請求項45に記載の方法。
- R1はメチル基である、請求項47に記載のコンジュゲートポリペプチド。
- 前記リンカー[L]は切断可能なリンカーである、請求項47または請求項48に記載のコンジュゲートポリペプチド。
- 前記リンカー[L]または前記リンカー-毒素[LC]は前記標的結合部分[T]に前記標的結合部分上のチオール基を介して結合される、請求項47~50のいずれか一項に記載のコンジュゲートポリペプチド。
- 前記チオール基は、前記標的結合部分上のシステイン残基の側鎖チオール基である、請求項51に記載のコンジュゲートポリペプチド。
- 前記標的結合部分[T]は標的に特異的に結合する抗体またはその抗原結合性フラグメント(AB)を含む、請求項47~52のいずれか一項に記載のコンジュゲートポリペプチド。
- 前記システイン残基が前記ABのKabat位328のシステイン残基である、請求項53に記載のコンジュゲートポリペプチド。
- その必要のある被験体に、有効量の、請求項1~25のいずれか一項に記載の化合物、請求項29に記載の医薬組成物、または請求項47~54のいずれか一項に記載のコンジュゲートポリペプチドを含む組成物を投与することを含む、疾患または障害を有する被験体を治療する方法。
- 疾患または障害を治療するための、請求項1~25のいずれか一項に記載の化合物、請求項29に記載の医薬組成物、または請求項47~54のいずれか一項に記載のコンジュゲートポリペプチドの使用。
- 疾患または障害を治療するための薬剤の調製において使用するための、請求項1~25のいずれか一項に記載の化合物、請求項29に記載の医薬組成物、または請求項47~54のいずれか一項に記載のコンジュゲートポリペプチド。
- 前記疾患または障害は癌である、請求項55~57のいずれか一項に記載の方法。
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