JP2023512660A - がんに対するペプチド受容体を標的とした放射性核種療法の治療性能を改善するための構造最適化法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、特定の実施形態において、がんの治療処置のための式I:T-L-Xを含む癌腫ターゲティングコンジュゲート、及びその使用方法を提供し、Tは、SST2Rターゲティングリガンドであり、Lは、リンカーであり、Xは、キレート剤である。
Description
連邦政府支援の研究に関する声明文
本発明は、国立衛生研究所により付与されたR01CA243014及びP50CA174521の下、政府の支援を受けて行われた。政府は、本発明において特定の権利を有する。
本発明は、国立衛生研究所により付与されたR01CA243014及びP50CA174521の下、政府の支援を受けて行われた。政府は、本発明において特定の権利を有する。
関連出願の相互参照
本出願は、2020年1月29日出願の米国仮特許出願第62/967,497号の優先権を主張し、本開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、2020年1月29日出願の米国仮特許出願第62/967,497号の優先権を主張し、本開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
神経内分泌腫瘍(NEN)は、新生物の不均一な群であり、その発生率は、数十年にわたって増加し続けている(1,2)。NENは一般に、組織学的、生物学的、及び病理学的な違いによって、高分化型(低から中程度)の神経内分泌腫瘍(NET)と低分化型(高悪性度)の神経内分泌癌(NEC)に細分類される(2,3)。多くの場合、高分化型NETは低分化型NECよりも攻撃性が低く、いくつかの標的治療法に反応する(2)。大多数(>80%)のNENは、ソマトスタチン受容体を発現し(3)、その中でもソマトスタチン受容体サブタイプ2(SSTR2)は、ペプチド受容体放射性核種療法(PRRT)と呼ばれる特定の治療法のよく知られた標的である。SSTR2を標的としたPRRTの現在の開発は、ベータ粒子エミッターであるイットリウム-90(90Y)及びルテチウム-177(177Lu)(4~8)に基づいている。特に、177Lu標識DOTA-tyr3-オクトレオテート(177Lu-DOTATATE;Lutathera)は、米国食品医薬品局(FDA)が承認した高分化型NET用の唯一の放射線治療薬である(9)。この薬は、患者の腫瘍反応と無増悪生存期間(PFS)の延長によって治療効果を示した(6~8)。ただし、その効果は部分応答にとどまり-完全奏功が報告されることはめったにない。
α粒子エミッターは、従来のβ粒子エミッターに代わるもので、細胞内の放射線量が著しく増加し(最大数百倍)、崩壊による腫瘍の転移(10)をもたらし、同様に、α粒子の高い線エネルギー付与(LET)に起因する高い相対生物学的効果(RBE)をもたらす(11)。複数の研究は、α粒子エミッターが、β粒子エミッターに抵抗性であったがん患者を治療する可能性があることを示した(12、13)。鉛-212(212Pb)は、臨床適用に適した半減期(10.64h)を持ち(14)、in vivoでのペプチドの生物学的半減期(数時間)と良好に適合する魅力的なα粒子エミッターである。また、212Pbには診断ペアである鉛-203(203Pb)があり、それは、279keVの光子(81%強度)による単一光子放射型コンピューター断層撮影(SPECT)に使用できる(15)。203Pbの半減期(51.87h)は、212Pbの最大4~5の半減期を連続的に画像化することにより、各患者の体内分布と薬物動態を監視するのに十分な長さである(14)。更に、セラノスティックペアは、放射標識に関して同じ化学的性質を共有し、同じペプチドで標識された場合に同様の結合親和力と薬物動態を有し、このことは正確な線量測定に重要である。
ペプチド構造の変化は、放射性ペプチドの結合親和性、薬物動態、及び体内分布を著しく変化させることができる。したがって、ペプチドの構造変化は、これらのパラメータを改善することにより、ペプチ系治療法の治療結果を改善できる可能性がある。この用途のためのペプチドの最大の性能を操作するためのアプローチには、環化法の変更、キレート剤をペプチド骨格に接続するリンカーの適切なサイズ及び組成で挿入すること、並びに放射性核種特異的キレート剤の開発が含まれる。レニウム配位ペプチド環化(16)及び「クリック」環化、並びにグリシン-グリシン(GG)リンカー(17)による更なる最適化は、メラノコルチン受容体サブタイプ1(MC1R)を標的とするメラノーマモデルで評価されており、前記アプローチによる腫瘍のターゲティングや薬物動態、及び体内分布が改善される可能性が示唆された。他の多くの調査では、様々なリンカーの挿入(17-19)及びキレート剤の変更(20~22)により、in vivoでの性能が向上し、最適な腫瘍ターゲティングのために放射性ペプチドを最適化できることが指摘された。
本研究では、Tyr3-オクトレオチド(TOC)に基づいて、様々な戦略によるペプチド構造の変更が行われた。新しいキレート剤組成物である1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-7-アセトアミド-1,4,10-三酢酸(本明細書では、Pb特異的キレート剤またはPSCと呼ばれる)が、Pb同位体及び他の2+に荷電した放射性核種に導入された。キレート剤とTOCの間にポリエチレングリコール(PEG)リンカーを追加することで、構造は更に最適化された。DOTATOC、PSCTOC、PSC-PEG2-TOC、及びPSC-PEG4-TOCは、標準的Fmoc系固相ペプチド合成によって合成された。各ペプチドの性能は、放射性標識効率、結合親和性、細胞取り込み、及び体内分布によって包括的に評価され、鉛化合物は、203PbのSPECTイメージング及び212Pb療法/毒性研究に使用された。
上述のように、本発明は、一実施形態では、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-7-アセトアミド-1,4,10-三酢酸である新しいキレート剤に関する。キレート剤は、鉛同位体を含む2+荷電放射性核種に特異的である。構造には、キレート剤とTyr3-オクトレオチド(TOC)または他のペプチドとの間にポリエーテルリンカーが含まれ、ポリエチレングリコール(PEG)リンカーが好ましい。本発明は、主に、神経内分泌腫瘍、小細胞肺癌、髄膜腫、神経芽細胞腫、髄芽腫、傍神経節腫、及び褐色細胞腫を含むがこれらに限定されない、ソマトスタチン受容体サブタイプ2(SSTR2)を発現する任意のがんを標的とするために使用される。
[発明を実施するための形態]
[発明を実施するための形態]
本発明は、特定の実施形態において、がんの治療処置のために式Iを含む癌腫ターゲティングコンジュゲートを提供し、
T-L-X
Tは、SST2Rターゲティングリガンドであり、
Lは、リンカーであり、
Xは、キレート剤である。
T-L-X
Tは、SST2Rターゲティングリガンドであり、
Lは、リンカーであり、
Xは、キレート剤である。
特定の実施形態において、放射標識SST2R標的化リガンドは、ペプチド、または抗体もしくは抗体断片、または小分子である。
特定の実施形態において、Tは、Tyr3-オクトレオチドである。
特定の実施形態において、SST2R標的化リガンドは、キレート剤(X)に化学的に結合され、がん性腫瘍の医用イメージング及び/または治療で使用される放射性核種で放射標識される。
特定の実施形態において、放射性核種は、Ga-68、In-111、Pb-203、F-18、C-11、Zr-89、Sc-44、Tc-99m、またはイメージングに使用される他の医療用放射性核種である。
特定の実施形態において、放射性核種は、Y-90、Pb-212、Bi-212、Bi-213、At-211、Lu-177、Re-188、またはがん性腫瘍の治療に使用される他の医療用放射性核種である。
特定の実施形態において、Lは、SST2Rタンパク質を認識するペプチド骨格と、治療及び/または画像診断のために放射性核種を使用して組成物を放射標識するために使用されるキレート剤との間の位置に挿入される化学リンカーであり、前記リンカーは、組成物の細胞への結合及び/または内部移行を改善し、腫瘍における組成物の保持を改善し、他の臓器(例えば、腎臓)への放射線被曝を最小限に抑えながら、他の排泄経路を介した残留組成物のクリアランスを改善して、がん性組織への放射線のより正確な送達を実現する。
特定の実施形態において、Lは、キレート剤をペプチド骨格に接続する脂肪族炭素鎖からなる最大4つの炭素を含むポリエーテルリンカーである。
特定の実施形態において、Lは、PEGnであり、nは、1~4である。特定の実施形態において、nは、2または4である。
特定の実施形態において、Xは、がん性腫瘍の医用イメージング及び/または治療で使用される放射性核種で放射標識されている。
特定の実施形態において、放射性核種は、Ga-68、In-111、Pb-203、Cu-64もしくは他のCu同位体、F-18、C-11、Zr-89、Sc-44、Tc-99m、またはイメージングに使用される他の医療用放射性核種である。
特定の実施形態において、放射性核種は、Y-90、Pb-212、Cu-67もしくは他のCu同位体、Bi-212、Bi-213、At-211、Lu-177、Re-188、またはがん性腫瘍の治療に使用される他の医療用放射性核種である。
特定の実施形態において、キレート剤は、がんもしくは他の疾病の画像診断、もしくは治療のために放射性核種を結合するために使用される1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-7-アセトアミド-1,4,10-三酢酸または他のキレート剤に基づく。
本発明は、特定の実施形態において、PSC-PEG2/PEG4-TOCからなるコンジュゲートを提供する。
特定の実施形態において、薬剤は、経口または非経口で投与される。
特定の実施形態において、薬剤は、皮下投与される。
特定の実施形態において、コンジュゲートは、経口または非経口で投与される。
特定の実施形態において、方法は、抗がん組成物を投与することを更に含む。
特定の実施形態において、コンジュゲートは、単一用量で投与される。
特定の実施形態において、コンジュゲートは、複数回用量で投与される。
特定の実施形態において、コンジュゲートは、数日間、毎日連続して投与される。
特定の実施形態において、コンジュゲートは、1か月間、週に1回投与される。特定の実施形態において、コンジュゲートは、最大6か月間、週に1回投与される。
特定の実施形態において、コンジュゲートは、医用イメージングのために1mCiの線量で投与される。
特定の実施形態において、コンジュゲートは、医用イメージングのために最大10mCiの線量で投与される。
特定の実施形態において、コンジュゲートは、医用イメージングのために最大50mCiの線量で投与される。
特定の実施形態において、コンジュゲートは、がん性腫瘍の医学的処置のために0.1mCiの線量で投与される。
特定の実施形態において、コンジュゲートは、がん性腫瘍の医学的処置のために最大1mCiの線量で投与される。
特定の実施形態において、コンジュゲートは、がん性腫瘍の医学的処置のために最大10mCiの用量で投与される。
特定の実施形態において、コンジュゲートは、がん性腫瘍の医学的処置のために最大100mCiの線量で投与される。
特定の実施形態において、コンジュゲートは、1か月を超えて投与される。
特定の実施形態において、コンジュゲートは、1年を超えて投与される。
特定の実施形態において、コンジュゲートは、少なくとも0.05μg/日の用量で投与される。
本発明は、特定の実施形態において、上述のコンジュゲートの使用を提供し、
a)コンジュゲートは、1つ以上の抗がん剤と同時に投与される、または、
b)コンジュゲート及び1つ以上の抗がん剤は、連続して投与される、または、
c)1つ以上の抗がん剤の投与は、コンジュゲートの投与の約1~約10日前に開始する、または、
d)そのコンジュゲートの投与は、1つ以上の抗がん剤の投与の約1~約10日前に開始する、または、
e)コンジュゲートの投与及び1つ以上の抗がん剤の投与は、同じ日に開始される。
a)コンジュゲートは、1つ以上の抗がん剤と同時に投与される、または、
b)コンジュゲート及び1つ以上の抗がん剤は、連続して投与される、または、
c)1つ以上の抗がん剤の投与は、コンジュゲートの投与の約1~約10日前に開始する、または、
d)そのコンジュゲートの投与は、1つ以上の抗がん剤の投与の約1~約10日前に開始する、または、
e)コンジュゲートの投与及び1つ以上の抗がん剤の投与は、同じ日に開始される。
特定の実施形態において、リガンドは、ペプチドである。
特定の実施形態において、前記ペプチドは、放射標識されている。
特定の実施形態において、SST2R標的化リガンドは、ソマトスタチン受容体サブタイプ2に結合するペプチドである。
特定の実施形態において、前記ペプチドは、放射標識されている。
特定の実施形態において、SST2Rの発現を増加させる薬剤は、SST2R標的化リガンドと別個に、連続的に、または同時に投与される。
特定の実施形態において、SST2Rの発現を増加させる薬剤は、SST2R標的化リガンドの投与の約1日前~約6か月前に投与される。
特定の実施形態において、前記薬剤は、経口または非経口で投与される。
特定の実施形態において、前記薬剤は、皮下投与される。
特定の実施形態において、SST2R標的化リガンドは、経口的または非経口で投与される。
特定の実施形態において、薬剤の投与は、SST2R標的化リガンドの投与の約1日~約10日前に開始する。
特定の実施形態において、薬剤の投与及びSST2R標的化リガンドの投与は、同じ日に開始する。
特定の実施形態において、方法は、抗がん組成物を投与することを更に含む。
本特許または出願書類は、カラーで作成された少なくとも1つの図面を含む。カラー図面(複数可)を含む本特許または特許出願公開の複写は、要請かつ必要な料金の支払により特許庁より提供される。
以下の実施例は、本発明を更に説明することを意図している。いかなる方法によっても本発明を限定することを意図しない。
材料及び方法
ペプチド合成
DOTATOC、PSCTOC、PSC-PEG2-TOC、及びPSC-PEG4-TOCは、標準的Fmoc系固相ペプチド合成によって合成した。線状ペプチドD-Phe-Cys-Tyr-D-Trp-Lys-Thr-Cys-Thr(ol)は、自動ペプチドシンセサイザー(AAPPTEC Apex396)を使用して100μmolスケールで樹脂上で合成された。自動合成の最後に、線状ペプチドのN末端を25%ピペリジン(PIP)で脱保護した。PSC-PEG2-TOCまたはPSC-PEG4-TOCについては、PEGリンカー(PEG2またはPEG4)を手動で追加した。ペプチド樹脂は、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)で懸濁され、5当量(当量)のFmoc-NH-PEG2/PEG4-プロピオン酸(AAPPTECから購入)、2-(7-アザ-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)-1,1,3,3-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート(HATU)、及び1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)、並びに10当量のN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)を加え、37℃で2時間混合しながら反応させた。次に、ペプチド樹脂のN末端のFmocを、25℃で10分間穏やかに混合しながら、25%ピペリジン(DMF中)で手動で脱保護し、DMF/ジクロロメタン(DCM)/メタノールで洗浄し、前記プロセルを繰り返した。次に、樹脂上に開鎖N末端を有する線状ペプチドをDMFに再懸濁し、5当量のDOTA-トリス(tert-ブチルエステル)またはPSC-ビス(tert-ブチルエステル)、HATU、及びHOBtのいずれか、並びに10当量のDIPEAを加え、一晩混合しながら37℃で反応させた。カップリング/脱保護の各工程の成功は、カイザーテストによって検証され、成功するまでプロセスが繰り返された。次に、線状ペプチドをヨウ素酸化によって環化した。ヨウ素(I2、20当量)を6mlのDMF中に溶解させ、ペプチド樹脂に添加し、反応させてシステインからのトリチル脱保護を進行させ、同時に3時間の酸化によるジスルフィド形成を促進した。次に、室温で2時間、3mLの切断カクテル(93%トリフルオロ酢酸、3%トリイソプロピルシラン、4%水)を加えて、続いて氷上で少なくとも4時間エーテル沈殿させることによって、環状化ペプチドから樹脂及び保護基を切断した。次に、粗ペプチドを、C-18カラム(Vydac10×250mm、10μm;Grace,Deerfield,IL)を備えたセミ分取高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で精製した。採取した試料を、回転蒸発により濃縮し、凍結乾燥した。精製されたペプチドは、質量分析計によって特性決定された。
ペプチド合成
DOTATOC、PSCTOC、PSC-PEG2-TOC、及びPSC-PEG4-TOCは、標準的Fmoc系固相ペプチド合成によって合成した。線状ペプチドD-Phe-Cys-Tyr-D-Trp-Lys-Thr-Cys-Thr(ol)は、自動ペプチドシンセサイザー(AAPPTEC Apex396)を使用して100μmolスケールで樹脂上で合成された。自動合成の最後に、線状ペプチドのN末端を25%ピペリジン(PIP)で脱保護した。PSC-PEG2-TOCまたはPSC-PEG4-TOCについては、PEGリンカー(PEG2またはPEG4)を手動で追加した。ペプチド樹脂は、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)で懸濁され、5当量(当量)のFmoc-NH-PEG2/PEG4-プロピオン酸(AAPPTECから購入)、2-(7-アザ-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)-1,1,3,3-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート(HATU)、及び1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)、並びに10当量のN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)を加え、37℃で2時間混合しながら反応させた。次に、ペプチド樹脂のN末端のFmocを、25℃で10分間穏やかに混合しながら、25%ピペリジン(DMF中)で手動で脱保護し、DMF/ジクロロメタン(DCM)/メタノールで洗浄し、前記プロセルを繰り返した。次に、樹脂上に開鎖N末端を有する線状ペプチドをDMFに再懸濁し、5当量のDOTA-トリス(tert-ブチルエステル)またはPSC-ビス(tert-ブチルエステル)、HATU、及びHOBtのいずれか、並びに10当量のDIPEAを加え、一晩混合しながら37℃で反応させた。カップリング/脱保護の各工程の成功は、カイザーテストによって検証され、成功するまでプロセスが繰り返された。次に、線状ペプチドをヨウ素酸化によって環化した。ヨウ素(I2、20当量)を6mlのDMF中に溶解させ、ペプチド樹脂に添加し、反応させてシステインからのトリチル脱保護を進行させ、同時に3時間の酸化によるジスルフィド形成を促進した。次に、室温で2時間、3mLの切断カクテル(93%トリフルオロ酢酸、3%トリイソプロピルシラン、4%水)を加えて、続いて氷上で少なくとも4時間エーテル沈殿させることによって、環状化ペプチドから樹脂及び保護基を切断した。次に、粗ペプチドを、C-18カラム(Vydac10×250mm、10μm;Grace,Deerfield,IL)を備えたセミ分取高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で精製した。採取した試料を、回転蒸発により濃縮し、凍結乾燥した。精製されたペプチドは、質量分析計によって特性決定された。
203Pb/212Pb放射性標識効率
DOTATOC及びPSCコンジュゲートペプチドは、203Pb及び212Pbで放射標識された。18.5MBqの203Pbまたは14.1MBqの212PBを、0.5Mの酢酸ナトリウム(NaOAc)緩衝液中で10nmolペプチドと反応させた(pH=5.4、1mlの反応体積)。反応は、203Pb標識化のために、様々な温度(25℃、50℃または85℃)及び反応時間(10分、20分、または30分)で実施した。DOTATOC及びPSCTOCは、212Pb標識化用に選択され、反応は、一定温度(85℃)で時間をかけて(最大30分)行われた。反応後、結果として得られたものを、予備乾燥した即時薄層クロマトグラフィー(iTLC)細片にスポットし、0.1MのNaOAc緩衝液中の10mMのジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)で展開させた。次に、細片を半分に切断し、iTLC細片の各部分(上部、遊離203Pb/212Pb;下部、ペプチドに標識された203Pb/212Pb)の放射能を、NaI検出器を使用して同位体固有のガンマピークで測定した(203Pb、279keV;212Pb、239keV)。
DOTATOC及びPSCコンジュゲートペプチドは、203Pb及び212Pbで放射標識された。18.5MBqの203Pbまたは14.1MBqの212PBを、0.5Mの酢酸ナトリウム(NaOAc)緩衝液中で10nmolペプチドと反応させた(pH=5.4、1mlの反応体積)。反応は、203Pb標識化のために、様々な温度(25℃、50℃または85℃)及び反応時間(10分、20分、または30分)で実施した。DOTATOC及びPSCTOCは、212Pb標識化用に選択され、反応は、一定温度(85℃)で時間をかけて(最大30分)行われた。反応後、結果として得られたものを、予備乾燥した即時薄層クロマトグラフィー(iTLC)細片にスポットし、0.1MのNaOAc緩衝液中の10mMのジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)で展開させた。次に、細片を半分に切断し、iTLC細片の各部分(上部、遊離203Pb/212Pb;下部、ペプチドに標識された203Pb/212Pb)の放射能を、NaI検出器を使用して同位体固有のガンマピークで測定した(203Pb、279keV;212Pb、239keV)。
125I-TOC競合結合アッセイ
TOCは、他の箇所で説明されているように(23)、従来のクロラミンT法によってヨウ素125(125I)で標識した。1.0x105のAR42Jラット膵臓腺房細胞を、ポリ-D-リシンでコーティングした24ウェルプレートに蒔いた。3日後、細胞を、濃度を上げた(10-11~10-6M)TOC、DOTATOC、PSCTOC、PSC-PEG2-TOC、またはPSC-PEG4-TOCを含む結合培地(0.2%ウシ血清アルブミンを補充したRPMI、1640、0.3mMの1,10-フェナントロリン)中の30,000CPMの125I-TOCとともに37℃で2時間インキュベートした。次に、細胞を、氷冷PBSで2回洗浄し、0.5NのNaOHで溶解し、放射能をガンマカウンターで測定した。50%阻害濃度(IC50)は、GraphPad PrismV8.0を使用して決定した。
TOCは、他の箇所で説明されているように(23)、従来のクロラミンT法によってヨウ素125(125I)で標識した。1.0x105のAR42Jラット膵臓腺房細胞を、ポリ-D-リシンでコーティングした24ウェルプレートに蒔いた。3日後、細胞を、濃度を上げた(10-11~10-6M)TOC、DOTATOC、PSCTOC、PSC-PEG2-TOC、またはPSC-PEG4-TOCを含む結合培地(0.2%ウシ血清アルブミンを補充したRPMI、1640、0.3mMの1,10-フェナントロリン)中の30,000CPMの125I-TOCとともに37℃で2時間インキュベートした。次に、細胞を、氷冷PBSで2回洗浄し、0.5NのNaOHで溶解し、放射能をガンマカウンターで測定した。50%阻害濃度(IC50)は、GraphPad PrismV8.0を使用して決定した。
203Pb標識ペプチドの内部移行及び排出
37MBqの203Pbを10nmolのDOTATOC、PSCTOC、及びPSC-PEG2-TOCで標識し、以前に開発された分離方法による標識ペプチドと非標識ペプチドの保持時間の差に基づき、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって標識ペプチドを非標識ペプチドから分離した(15)。次に、HPLC分離放射性ペプチドを、C-18カートリッジで精製した。2日前に2.0x105の細胞密度で蒔いたAR42J細胞を、200,000CPMのHPLC精製203Pb標識ペプチドとともに37°Cで最大120分間インキュベートした。次に、細胞を氷冷PBSで2回洗浄し、膜結合放射性物質を50mMの酸性(pH=4)の酢酸ナトリウム緩衝液で洗浄し、収集した。残りの細胞を、0.5NのNaOHを5分間加えることによって溶解させた。各部分(膜結合及び内部移行)の放射能は、310CobraIIガンマカウンター(PerkinElmer、Freemont、CA)によって計数した。排出アッセイでは、細胞を、200,000CPMのHPLC精製203Pb標識ペプチドとともに37℃で120分間インキュベートした。次に、細胞を氷冷PBSで2回洗浄し、結合培地を補充した。60分及び120分後、排出(培地への)、膜結合及び内部移行(内部移行アッセイと同じ方法で採取)の放射能を計数した。
37MBqの203Pbを10nmolのDOTATOC、PSCTOC、及びPSC-PEG2-TOCで標識し、以前に開発された分離方法による標識ペプチドと非標識ペプチドの保持時間の差に基づき、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって標識ペプチドを非標識ペプチドから分離した(15)。次に、HPLC分離放射性ペプチドを、C-18カートリッジで精製した。2日前に2.0x105の細胞密度で蒔いたAR42J細胞を、200,000CPMのHPLC精製203Pb標識ペプチドとともに37°Cで最大120分間インキュベートした。次に、細胞を氷冷PBSで2回洗浄し、膜結合放射性物質を50mMの酸性(pH=4)の酢酸ナトリウム緩衝液で洗浄し、収集した。残りの細胞を、0.5NのNaOHを5分間加えることによって溶解させた。各部分(膜結合及び内部移行)の放射能は、310CobraIIガンマカウンター(PerkinElmer、Freemont、CA)によって計数した。排出アッセイでは、細胞を、200,000CPMのHPLC精製203Pb標識ペプチドとともに37℃で120分間インキュベートした。次に、細胞を氷冷PBSで2回洗浄し、結合培地を補充した。60分及び120分後、排出(培地への)、膜結合及び内部移行(内部移行アッセイと同じ方法で採取)の放射能を計数した。
203Pb標識ペプチドの体内分布
37kBqの203Pb標識DOTATOC、PSCTOC、及びPSC-PEG2-TOC(比放射能:22.2MBq/nmol)を、雌のAR42J腫瘍を有する胸腺欠損nu/nuマウスに尾静脈を介して注射した。マウスは、イソフルラン麻酔下での頸椎脱臼により、注射の1時間後、3時間後、及び24時間後に安楽死させた。目的の腫瘍及び臓器/組織が採取され、収集された臓器/細胞の重量を測定した。試料の放射能は、PerkinElmer310CobraIIガンマカウンター(PerkinElmer、Freemont、CA)で測定した。
37kBqの203Pb標識DOTATOC、PSCTOC、及びPSC-PEG2-TOC(比放射能:22.2MBq/nmol)を、雌のAR42J腫瘍を有する胸腺欠損nu/nuマウスに尾静脈を介して注射した。マウスは、イソフルラン麻酔下での頸椎脱臼により、注射の1時間後、3時間後、及び24時間後に安楽死させた。目的の腫瘍及び臓器/組織が採取され、収集された臓器/細胞の重量を測定した。試料の放射能は、PerkinElmer310CobraIIガンマカウンター(PerkinElmer、Freemont、CA)で測定した。
腫瘍及び腎臓の線量測定
線量測定分析には、粒子及び重イオン輸送コードシステム(PHITS)を使用した。腎臓線量測定には、DigiMouseボクセルファントムモデルを使用し、腎臓の体積が、体内分布試験(AR42Jを有する、8~10週)から得られた雌の胸腺欠損ヌードマウスの腎臓の平均体積(288.7+-41.4mg、28匹のマウス)と同じになるようにモデルのボクセルサイズを調整した。腎臓の基本組成と質量密度は、国際放射線単位測定委員会(ICRU)の報告書46から得られたヒトの参照成人の値と同じであると想定した。腫瘍線量測定では、28匹のマウスの平均腫瘍質量(156.9+-0.096mg)に基づいて、球形の体積を作成した。腫瘍の基本組成(腺様嚢胞癌)及び質量密度(1.04g/cm3)は、Maughan et al.1997Med Phys24(8):1241-4及びRM Thomson et al.2013Phys.Med.Biol.58:1123-50から採用した。モンテカルロ・シミュレーションでは少なくとも100万個の粒子が輸送され、統計的不確実性を1%未満に低減した。
線量測定分析には、粒子及び重イオン輸送コードシステム(PHITS)を使用した。腎臓線量測定には、DigiMouseボクセルファントムモデルを使用し、腎臓の体積が、体内分布試験(AR42Jを有する、8~10週)から得られた雌の胸腺欠損ヌードマウスの腎臓の平均体積(288.7+-41.4mg、28匹のマウス)と同じになるようにモデルのボクセルサイズを調整した。腎臓の基本組成と質量密度は、国際放射線単位測定委員会(ICRU)の報告書46から得られたヒトの参照成人の値と同じであると想定した。腫瘍線量測定では、28匹のマウスの平均腫瘍質量(156.9+-0.096mg)に基づいて、球形の体積を作成した。腫瘍の基本組成(腺様嚢胞癌)及び質量密度(1.04g/cm3)は、Maughan et al.1997Med Phys24(8):1241-4及びRM Thomson et al.2013Phys.Med.Biol.58:1123-50から採用した。モンテカルロ・シミュレーションでは少なくとも100万個の粒子が輸送され、統計的不確実性を1%未満に低減した。
203Pb-DOTATOCと203Pb-PSC-PEG2-TOCの連続SPECT/CTイメージング
1.85GBq(50mCi、61.7MBq/nmol)の203Pbを、DOTATOC及びPSC-PEG2-TOCで標識した。11.1MBqの各203Pb標識ペプチドを尾静脈を介してAR42Jを有するマウスに注射し、注射の3時間後と24時間後にマウスの画像を作成した。これとは別に、放射性トレーサーの腫瘍特異性を確認するためのブロッキング研究のために、同じ放射能の203Pb-PSC-PEG2-TOCを、30nmolの非標識PSC-PEG2-TOCと同時注射した。Inveonリサーチワークプレイスソフトウェアを使用して、同じパラメータ設定で画像を再構成及び分析した。体重(SUVbw)で補正された標準化取り込み値を分析し、投与の30時間後でマウスの体内分布を取得した。
1.85GBq(50mCi、61.7MBq/nmol)の203Pbを、DOTATOC及びPSC-PEG2-TOCで標識した。11.1MBqの各203Pb標識ペプチドを尾静脈を介してAR42Jを有するマウスに注射し、注射の3時間後と24時間後にマウスの画像を作成した。これとは別に、放射性トレーサーの腫瘍特異性を確認するためのブロッキング研究のために、同じ放射能の203Pb-PSC-PEG2-TOCを、30nmolの非標識PSC-PEG2-TOCと同時注射した。Inveonリサーチワークプレイスソフトウェアを使用して、同じパラメータ設定で画像を再構成及び分析した。体重(SUVbw)で補正された標準化取り込み値を分析し、投与の30時間後でマウスの体内分布を取得した。
水及びヒト血清中の203Pb-PSC-PEG2-TOCの安定性
同定された鉛化合物として、PSC-PEG2-TOCを様々な側面で更に評価した。PSC-PEG2-TOCを、50MBq(1.34mCi)の203Pbで放射標識し、C-18で精製した。9MBq(0.24mCi)の精製した放射性ペプチドを、3mlの水またはヒト血清に添加し、37℃で最大24時間インキュベートした。インキュベーション後、203Pb-PSC-PEG2-TOCを含む血清試料を、Amicon Ultra遠心式フィルター(3K;Millipore)に移し、Beckman Coulter Avanti J-25I遠心分離機で遠心分離した。遠心分離による浸透(血清試料)または水中の試料は、放射性HPLCシステム(IN/USβ-RAMモデル4放射能検出器と接続したAgilent1200シリーズ)によって分析し、ペプチド分解の程度を監視した。
同定された鉛化合物として、PSC-PEG2-TOCを様々な側面で更に評価した。PSC-PEG2-TOCを、50MBq(1.34mCi)の203Pbで放射標識し、C-18で精製した。9MBq(0.24mCi)の精製した放射性ペプチドを、3mlの水またはヒト血清に添加し、37℃で最大24時間インキュベートした。インキュベーション後、203Pb-PSC-PEG2-TOCを含む血清試料を、Amicon Ultra遠心式フィルター(3K;Millipore)に移し、Beckman Coulter Avanti J-25I遠心分離機で遠心分離した。遠心分離による浸透(血清試料)または水中の試料は、放射性HPLCシステム(IN/USβ-RAMモデル4放射能検出器と接続したAgilent1200シリーズ)によって分析し、ペプチド分解の程度を監視した。
PSC-PEG2-TOCの臨床的に関連する高比放射能203Pb放射標識
PSC-PEG2-TOCは、90MBq/nmolまたは120MBq/nmolのいずれかの高比放射能で、203Pbで放射標識された。DOTATOCも、参照のため90MBq/nmolで標識された。反応は、85℃で30分間、0.5Mの酢酸ナトリウム(NaOAc)緩衝液(pH=5.4、1~2mlの反応体積)中で行った。203Pb標識ペプチドを含有する2μlの反応生成物を、即時薄層クロマトグラフィー(iTLC)細片にスポットした。試料片は、移動相(0.2M酢酸ナトリウムと20mMのEDTA)で展開され、次にリン光撮像装置(Typhoon FLA7000)で撮像した。細片を半分に切断し、細片の両面の放射能を、203Pbガンマピーク(279keV)によりNaI検出器で測定し、放射性標識効率を測定した。
PSC-PEG2-TOCは、90MBq/nmolまたは120MBq/nmolのいずれかの高比放射能で、203Pbで放射標識された。DOTATOCも、参照のため90MBq/nmolで標識された。反応は、85℃で30分間、0.5Mの酢酸ナトリウム(NaOAc)緩衝液(pH=5.4、1~2mlの反応体積)中で行った。203Pb標識ペプチドを含有する2μlの反応生成物を、即時薄層クロマトグラフィー(iTLC)細片にスポットした。試料片は、移動相(0.2M酢酸ナトリウムと20mMのEDTA)で展開され、次にリン光撮像装置(Typhoon FLA7000)で撮像した。細片を半分に切断し、細片の両面の放射能を、203Pbガンマピーク(279keV)によりNaI検出器で測定し、放射性標識効率を測定した。
AR42Jを有数するヌードマウスにおける212Pb-PSC-PEG2-TOCの体内分布
74kBqの212Pb-PSC-PEG2-TOC(比放射能、3.7MBq/nmol)を、尾静脈を介してAR42Jを有する胸腺欠損ヌードマウスに注射し、注射の3時間後に体内分布を得た(n=4)。このデータを、以前に得た203Pb-PSC-PEG2-TOCの体内分布と直接比較した(比放射能、22.2MBq/nmol、図5)。データは、212Pb-PSC-PEG2-TOCのイメージング及び線量測定の代用として、203Pb-PSC-PEG2-TOCの妥当性を決定した。
74kBqの212Pb-PSC-PEG2-TOC(比放射能、3.7MBq/nmol)を、尾静脈を介してAR42Jを有する胸腺欠損ヌードマウスに注射し、注射の3時間後に体内分布を得た(n=4)。このデータを、以前に得た203Pb-PSC-PEG2-TOCの体内分布と直接比較した(比放射能、22.2MBq/nmol、図5)。データは、212Pb-PSC-PEG2-TOCのイメージング及び線量測定の代用として、203Pb-PSC-PEG2-TOCの妥当性を決定した。
リシン同時注射による、AR42Jを有するヌードマウスにおける203Pb-PSC-PEG2-TOCの体内分布
37kBqの203Pb-PSC-PEG2-TOC(比放射能:22.2MBq/nmol)は、尾静脈を介してAR42J腫瘍を有するヌードマウスに注射され、DL-リシン(400mg/kg、8mg/動物)の同時注射をした場合及び同時注射をしなかった場合で、リシンの同時注射が放射性トレーサーの非特異的な腎臓への取り込みを低減できるかどうかを観察した。また、10nmolの非標識ペプチド(リシンなし)と37kBqの203Pb-PSC-PEG2-TOCを同時注射することによる腫瘍標的化の特異性を検証する腫瘍ブロッキング用に、別の群を追加した。次に、これらのマウスを注射の3時間後に安楽死させ、体内分布を評価した(各群についてn=3)。別の実験では、DL-リシンの同時注射による注射の1時間後、3時間後、6時間後、及び24時間後に包括的な体内分布が得られ、更なる線量測定実験のための完全な薬物動態データを取得した。
37kBqの203Pb-PSC-PEG2-TOC(比放射能:22.2MBq/nmol)は、尾静脈を介してAR42J腫瘍を有するヌードマウスに注射され、DL-リシン(400mg/kg、8mg/動物)の同時注射をした場合及び同時注射をしなかった場合で、リシンの同時注射が放射性トレーサーの非特異的な腎臓への取り込みを低減できるかどうかを観察した。また、10nmolの非標識ペプチド(リシンなし)と37kBqの203Pb-PSC-PEG2-TOCを同時注射することによる腫瘍標的化の特異性を検証する腫瘍ブロッキング用に、別の群を追加した。次に、これらのマウスを注射の3時間後に安楽死させ、体内分布を評価した(各群についてn=3)。別の実験では、DL-リシンの同時注射による注射の1時間後、3時間後、6時間後、及び24時間後に包括的な体内分布が得られ、更なる線量測定実験のための完全な薬物動態データを取得した。
212Pb-PSC-PEG2-TOC療法
5.0x106のAR42Jラット膵臓腺房細胞を、雌の胸腺欠損nu/nuマウスの左肩に移植した。10日後、平均腫瘍サイズが約150mm3になったとき、274MBq(7.4mCi)の212Pbを、アスコルビン酸(1mg/ml)の存在下で85℃にて20分間、30nmolのPSC-PEG2-TOC(9.1MBq/nmol)と反応させた。反応後、放射性ペプチドをC-18で精製し、アスコルビン酸(1mg/ml)を含有する生理食塩水で再懸濁した。0.37MBq(10μCi)及び1.85MBq(50μCi)の212Pb-PSC-PEG2-TOCを尾静脈から注射した。放射線治療薬の腎臓への取り込みをブロックするために、DL-リシン(400mg/kg)を同時注射した。
5.0x106のAR42Jラット膵臓腺房細胞を、雌の胸腺欠損nu/nuマウスの左肩に移植した。10日後、平均腫瘍サイズが約150mm3になったとき、274MBq(7.4mCi)の212Pbを、アスコルビン酸(1mg/ml)の存在下で85℃にて20分間、30nmolのPSC-PEG2-TOC(9.1MBq/nmol)と反応させた。反応後、放射性ペプチドをC-18で精製し、アスコルビン酸(1mg/ml)を含有する生理食塩水で再懸濁した。0.37MBq(10μCi)及び1.85MBq(50μCi)の212Pb-PSC-PEG2-TOCを尾静脈から注射した。放射線治療薬の腎臓への取り込みをブロックするために、DL-リシン(400mg/kg)を同時注射した。
212Pb-PSC-PEG2-TOC毒性試験
212Pb-PSC-PEG2-TOCの漸増用量(0、0.37、1.85、3.33及び5.55MBq、または0、10、50、90及び150μCi)を、腫瘍のないCD-1エリート(SOPF)雄マウスに投与した(各群でn=4)。体重は、注射の3週間後まで週2回、その後は週1回測定した。腎臓の急性尿細管毒性を評価するために、投与後の1日目と3日目に尿試料を(代謝症例を介して)収集した。尿試料を遠心分離し、尿中好中球ゼラチナーゼ関連リポカリン(uNGAL)のレベルを、マウスNGAL ELISAキット(キット042、BIOPORTO Diagnostics)を使用して製造元のマニュアルに従って測定した。注射の3か月後に、血清試料を尾静脈ニッキングによって収集し、IDEXX Laboratories,inc.に送って、血中尿素窒素(BUN)を含む包括的な血液化学について分析した。包括的な血液化学検査及び腎臓の組織病理学的分析のために、6~7か月後に更にフォローアップを行った。血液毒性は、投与後の1週目、2週目、及び4週目に、自動獣医血液分析装置(ADVIA120、Siemens Healthineers)を使用して全血球計算(CBC)によって評価した。更に、212Pb-PSC-PEG2-TOC体内分布試験が、1時間、3時間、6時間、及び24時間(骨髄を含む)に実施され、腎臓及び骨髄を含む重要な臓器/組織における毒性プロファイルと相関し得る線量測定分析を支持した。線量推定は、30gのマウスボクセルファントムモデルを使用して、臓器レベルの内部線量評価(OLINDA、V2.1)ソフトウェアで実行した。
212Pb-PSC-PEG2-TOCの漸増用量(0、0.37、1.85、3.33及び5.55MBq、または0、10、50、90及び150μCi)を、腫瘍のないCD-1エリート(SOPF)雄マウスに投与した(各群でn=4)。体重は、注射の3週間後まで週2回、その後は週1回測定した。腎臓の急性尿細管毒性を評価するために、投与後の1日目と3日目に尿試料を(代謝症例を介して)収集した。尿試料を遠心分離し、尿中好中球ゼラチナーゼ関連リポカリン(uNGAL)のレベルを、マウスNGAL ELISAキット(キット042、BIOPORTO Diagnostics)を使用して製造元のマニュアルに従って測定した。注射の3か月後に、血清試料を尾静脈ニッキングによって収集し、IDEXX Laboratories,inc.に送って、血中尿素窒素(BUN)を含む包括的な血液化学について分析した。包括的な血液化学検査及び腎臓の組織病理学的分析のために、6~7か月後に更にフォローアップを行った。血液毒性は、投与後の1週目、2週目、及び4週目に、自動獣医血液分析装置(ADVIA120、Siemens Healthineers)を使用して全血球計算(CBC)によって評価した。更に、212Pb-PSC-PEG2-TOC体内分布試験が、1時間、3時間、6時間、及び24時間(骨髄を含む)に実施され、腎臓及び骨髄を含む重要な臓器/組織における毒性プロファイルと相関し得る線量測定分析を支持した。線量推定は、30gのマウスボクセルファントムモデルを使用して、臓器レベルの内部線量評価(OLINDA、V2.1)ソフトウェアで実行した。
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本明細書で表現される組成物及び範囲の軽微な投与量並びに配合の変更を行うことができ、それでも本発明の範囲及び趣旨の範囲内に入り得ることを理解されたい。
特定の組成物、有効性の理論などを参照して本発明を説明してきたが、本発明がそのような例示的な実施形態またはメカニズムによって限定されることは意図されておらず、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲または精神から逸脱することなく、変更が行い得ることは当業者には明らかであろう。そのような明白な修正及び変更はすべて、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲内に含まれることが意図されている。特許請求の範囲は、文脈上特に反対の指示がない限り、そこに意図された目的を達成するために有効である任意の順序で、特許請求された構成要素及び工程を包含することを意図している。
前述の説明は、例示及び説明の目的で提示されている。これは、網羅的なリストであること、または開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。当業者に明らかな他の代替のプロセス及び方法が本発明に含まれると見なされることが想到される。前記説明は、実施形態の単なる例である。他の任意の変更、置換、及び/または追加が行われ得、それは、本開示の意図された趣旨及び範囲内である。前述のことから、本開示の例示的な態様は、意図された目的の少なくともすべてを達成することがわかり得る。
Claims (20)
- がんの治療処置及び医用イメージングのための式I:
T-L-X
を含む、癌腫ターゲティングコンジュゲートであって、
Tは、放射標識されたSST2Rターゲティングリガンドであり、
Lは、リンカーであり、
Xは、キレート剤である、前記コンジュゲート。 - 前記SST2Rターゲティングリガンドは、ペプチドである、請求項1に記載のコンジュゲート。
- 前記SST2Rリガンドは、抗体もしくは抗体断片、または小分子である、請求項1に記載のコンジュゲート。
- 前記SST2Rリガンドは、がん性腫瘍の医用イメージング及び/または治療に使用される放射性核種で放射標識されている、請求項2または3に記載のコンジュゲート。
- 前記放射性核種は、Ga-68、In-111、Pb-203、F-18、C-11、Zr-89、Sc-44、Tc-99m、Cu-64、及びイメージングに使用される他の医療用放射性核種からなる群から選択される、請求項4に記載のコンジュゲート。
- 前記放射性核種は、Y-90、Pb-212、Bi-212、Bi-213、At-211、Lu-177、Re-188、Cu-67(または他のCu放射性核種)、及び前記がん性腫瘍の治療で使用される他の医療用放射性核種からなる群から選択される、請求項4に記載のコンジュゲート。
- Tは、Tyr3-オクトレオチドである、請求項1に記載のコンジュゲート。
- Lは、化学リンカーである、請求項1~7のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
- Lは、前記キレート剤をペプチド骨格に接続する脂肪族炭素鎖からなる最大4つの炭素を含むポリエーテルリンカーである、請求項1~7のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
- Lは、PEGnであり、nは、1~4である、請求項1~9のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
- nは、2または4である、請求項10に記載のコンジュゲート。
- Xは、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-7-アセトアミド-1,4,10-三酢酸に基づくキレート剤である、請求項1~11のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
- PSC-PEG2/PEG4-TOCである、請求項1~12のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
- 請求項1に記載のコンジュゲートを投与することを含む、がんを治療する方法。
- 前記コンジュゲートは、経口、非経口、及び皮下からなる群から選択される方法によって投与される、請求項14に記載の方法。
- 前記コンジュゲートは、抗がん組成物とともに投与される、請求項14に記載の方法。
- 前記コンジュゲートは、単一用量で投与される、請求項14に記載の方法。
- 前記コンジュゲートは、複数回用量で投与される、請求項14に記載の方法。
- 前記コンジュゲートは、数日間、毎日連続して投与される、請求項14に記載の方法。
- 前記コンジュゲートは、最大150mCiの線量で投与される、請求項14に記載の方法。
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