JP5393691B2 - 急性ヒト骨髄性白血病細胞を死滅させるトロンボポエチン受容体作用薬(TpoRA) - Google Patents
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Description
特に別段の定めがない限り、本明細書において用いられる全ての技術用語および専門用語は、本発明が関連する技術分野の当業者が通常理解するのと同じ意味を有する。本明細書において記載するものと類似または同等の方法および物質を本発明の試験の実施において使用できるが、好ましい物質および方法を本明細書では記載する。本発明を記載し、クレームするにあたって、以下の専門用語を使用する。
冠詞「a」および「an」は本明細書において、この冠詞の文法上の目的語の1つまたはそれ以上(すなわち、少なくとも1つ)について言及するために使用する。例として、「an element」とは、1つの要素または1つより多い要素を意味する。
本明細書において用いられる「DNA」という用語は、デオキシリボ核酸として定義される。
「突然変異」という語句は、本明細書において用いられる場合、遺伝子を表すDNA鎖の一部に対する変化の結果として起こる、遺伝子における変更を意味する。
「生殖細胞突然変異」は、卵または精子において存在し、親から子孫へと伝えられ得る。
「再発(繰り返し)」という語句は、本明細書において用いられる場合、治療後に寛解期にあった後に疾患が再発することを意味する。
「療法」という用語は、本明細書において用いられる場合、治療および/または予防を意味する。治療効果は、肝疾患に関連する病状の抑制、寛解、または根絶によって得られる。
「血小板減少症」という語句は、本明細書において用いられる場合、哺乳動物の血小板の濃度において正常を下回る減少を意味する。
本発明は、ヒト骨髄性白血病細胞成長および増殖を阻害するためにトロンボポエチン受容体作用薬を用いる方法を提供する。本発明の方法は、細胞増殖性および/または分化障害、特に急性骨髄性白血病に関連する障害の治療において有用である。
本発明におけるトロンボポエチン受容体作用薬
本発明の方法の一実施形態において、TpoRA、その誘導体または変異体を、AMLと診断された個体に投与する。本発明の一態様において、TpoRA、その誘導体、または変異体をAMLに罹った個体に、化学療法レジメンの一部として投与して、化学療法剤の有効性を増大させる。
TpoRA、その誘導体、または変異体を、たとえば、静脈内治療プロトコルをはじめとする、当該技術分野において公知の任意の好適な経路を用いて、個体に投与することができる。投与は、急速直接注射または低速注入によるなど一定期間にわたるかのいずれかであり得る。徐放性処方も用いることができる。さらに、TpoRA、その誘導体、または変異体を、ポリマー、たとえばポリエチレングリコールと安定して結合させて、所望の特性、たとえば溶解性、安定性、延長された半減期および他の医薬的に有利な特性をTpoRAに付与することができる(例えば、Burnham,1994,AM.J.Hosp.Pharm.51:210−8を参照)。
本明細書において記載される医薬組成物の処方は、薬理学の分野で既知であるか、または今後開発される任意の方法によって調製することができる。一般的に、このような調製法は、活性成分を、担体または1以上の他の副成分と結合させ、次いで、必要であるかもしくは望ましいならば、生成物を所望の単一投与単位または複数回投与単位に成形または包装する工程を含む。
活性成分に加えて、本発明の医薬組成物は、1以上の追加の医薬活性剤をさらに含み得る。
本明細書において用いられる場合、医薬組成物の「非経口投与」は、対象の組織を物理的に破壊し、医薬組成物を組織の裂け目を通って投与することによって特徴づけられる任意の投与経路を包含する。非経口投与は、したがって、これらに限定されないが、組成物の注射による医薬組成物の投与、外科的切開からの組成物の適用、組織を貫通する非外科的創傷からの組成物の適用などによる医薬組成物の投与を包含する。特に、非経口投与は、これらに限定されないが、静脈内、皮下、腹腔内、筋肉内、胸骨内注射、および腎臓透析注入技術を包含することが想定される。
本明細書において開示する実験において用いる物質および方法を説明する。
化合物Aは、Glaxo SmithKline Pharmaceuticals(ペンシルベニア州カレッジビル)から入手した。化合物を100%のDMSO中に溶解させて、10mMのストック溶液を調製し、次いでIMDM(Iscoves Modified Dulbecco’s Medium、カリフォルニア州カールズバッドのInvitrogen)中で希釈して、1mMの希釈標準溶液を得た。完全長組換えヒトトロンボポエチン(rhTPO)をR&D Systems(ミネソタ州ミネアポリス)から入手し、IMDM培地中に最終濃度5ng/mlで溶解させた。
N2C−TPO細胞は、巨核芽球細胞系をrhTpo中で10週間培養することによって誘導され、Glaxo SmithKline Pharmaceuticals(ペンシルベニア州カレッジビル)より入手した。N2C−TPO細胞を、10%のAnimal Serum Complex−Fetalplex(カリフォルニア州ウェスト・サクラメントのGemini Bio−Products)、0.5%のペニシリン/ストレプトマイシン(カリフォルニア州カールズバッドのInvitrogen)および20ng/mlのrhTPOを添加したRPMI(カリフォルニア州カールズバッドのInvitrogen)培地中で培養した。
正常なヒト前駆細胞を、フィブリノゲン凝塊中に1mlあたり5000個のCD34+細胞の密度で播種した。フィブリノゲン凝塊を次のようにして調製した:細胞を、重炭酸ナトリウム(3mg/ml);3−メルカプト−1−プロパンジオール(0.002%);トランスフェリン(300μg/ml);CaCl2(37μg/ml);脂肪酸を含まない脱イオンBSA(10%);インスリン(20μg/ml);コレステロール(5.6μg/ml)サイトカイン:IL−3(10ng/ml)、SCF(10ng/ml)およびrhTPO(100ng/ml=2.8μM)または化合物A(5μM)を添加したIMDM培地中に再懸濁させた。次いで、フィブリノゲン(0.2%)およびトロンビン(0.2u/ml)を含む凝塊ミックスを35mm培養皿上に播種し、加湿インキュベータ中、37℃および5%CO2で培養した。10日後、コロニーを固定し、巨核球マーカーCD41aについて蛍光標識した抗体で染色した。巨核球コロニーを、倒立蛍光顕微鏡を用いて計数した。
対照およびrhTPOまたは化合物Aで刺激した細胞をPBS中で2回洗浄し、次いでペレット化した。ペレットを、50mMのTRIS、150mMのNaCl、0.02%のアジ化ナトリウム、0.1%のドデシル硫酸ナトリウム(SDS)および1%のIgepal(ミズーリ州、セントルイスのSigma)を含むトリプル溶解(triple−lysis)緩衝液中に溶解させ、次いで10分ごとにボルテックスしながら氷上で30分間インキュベートした。溶解物を次いで、微小遠心機中、最高速度、4℃で10分間回転させた。抽出された細胞上清をウェスタンブロット分析に使用した。
N2C−TPO細胞(10%のFBSを加えたRPMI培地1mlあたり1×106個の細胞)を、2.8uMのTPOまたは5uMの化合物Aで30分間、1時間および3時間刺激した。次いで、細胞をPBS中で2回洗浄し、QiagenのRNaesyキット(カリフォルニア州バレンシア)を用いてRNAを単離した。各条件を3連で行った。RNAをPenn Microarray Facility(ペンシルベニア州フィラデルフィアのペンシルベニア大学)に提出した。分析は、Affymetrix GeneChip U133A vs 2を用いて実施した。統計データ分析を、Penn Bioinformatics Core(ペンシルベニア州フィラデルフィアのペンシルベニア大学)において、GCRMAアルゴリズムおよびArray Assistlite3.4プログラムを用いて実施した。遺伝子特性の可視化を、Spotfireソフトウェアを用いて行った。
化合物Aが、トロンボポエチン受容体(TpoR)作用薬として機能する能力ならびにヒト巨核球の増殖および分化を刺激する能力を有するかどうかを決定するために、Tpo依存性細胞系(N2C−TPO)ならびに正常なヒトCD34+細胞を用いて多くの細胞培養実験をおこなった。化合物AがTPO依存性細胞系N2C−TPOの増殖を刺激する能力は、1〜10uMで細胞増殖の用量に依存した増加を示し、5〜10μMで最大効果が得られることが判明した。したがって、rhTPO対化合物Aの特性を直接比較する他の実験では5μMの用量を使用した。
試料は、18人の急性骨髄性白血病(AML)患者、7人の急性リンパ球性白血病(ALL)患者および3人の慢性骨髄性白血病(CML)患者から入手した。18の試験したAML試料のうちの17において、化合物Aは、未処理対照またはrhTPOとともに培養した細胞と比較した場合、細胞増殖を70〜90%阻害した(図2A)。ALLおよびCML患者試料からの一次細胞において、化合物の顕著な効果は観察されなかった(図2BおよびC)。
化合物AがAML細胞の細胞死を引き起こす機構を理解するために、rhTPOおよび化合物Aによって刺激される細胞内シグナリング経路を比較した。造血前駆細胞(CD34+)ならびにTpoRを発現するように操作され、細胞増殖がTpoによる刺激によって制御されている巨核芽球細胞系N2C−TPOに関して、これらの研究を実施した。
増殖分析を、6人のAML患者から得られた細胞に関して実施した。一部の実験において、細胞をまず、化合物Aに暴露し、次いでrhTPOで5分後に刺激した。全ての受容体が化合物Aによって占められ、したがってrhTPOが結合するのが阻まれる可能性を回避するために、他の実験は、細胞をrhTPOでまず刺激し、続いて5分後に化合物Aに暴露した。6つの試料のうち4つ(857、774、759、342)において、AML細胞生存は、化合物Aでの刺激後にrhTPOを添加することによって、またはまず細胞をrhTPOで刺激したのち、化合物Aに暴露することによってのいずれかで救済されなかった。しかし、試料794および332において、rhTPOの添加は、化合物Aの影響を弱めなかった(図5)。これらの結果は、多くの可能性、すなわち、第1に、化合物AはrhTPOよりもTpoRについて遙かに強力な親和性を有し得ること、第2に、KDrhTPOは遙かに低く、したがって、化合物Aは受容体からrhTPOを置換できること;または、第3に、化合物Aは、AML細胞の細胞死を引き起こす他の経路を刺激することを示唆する。
化合物Aシグナリングに関与する機構をさらに理解するためにTpoまたは化合物Aで刺激された細胞に対して、Affymetrix GeneChipsを用いてマイクロアレイ分析を実施した。第1の実験セットにおいて、N2C−TPO細胞系を調べて、一次AML細胞を用いてさらに分析するために、最適な時点を規定した。
細胞をTPO(2.8μM)または化合物A(5μM)のいずれかで30分間、1時間または3時間刺激した。RNAを次に細胞から単離し、アレイ実験のために使用した。Tpo対化合物Aで刺激した後に、遺伝子発現の有意な差はなかった。刺激の30分後に、200の遺伝子が差次的に発現され、刺激の1時間後に、約400の遺伝子が差次的に発現され、3時間後に、2000を越える遺伝子が、TPOによって刺激された試料と比較して、化合物Aにおいて上方調節されるか、または上方調節されるかのいずれかであった(図7)。
アネキシンVは、ホスファチジルセリン(PS)に対して高い親和性を有するリン脂質結合タンパク質である。アネキシンVは、正常な無傷細胞と結合しないが、壊死細胞胞は十分漏出性であるので、アネキシンVが内膜PSに接近できる。ヨウ化プロピジウムはDNAを染色する。この分析は、したがって、アポトーシスを起こしている細胞を同定する。
一次細胞を、AML(患者774;上列)またはALL(患者710;下列)患者のいずれかから単離した。細胞を次いで、対照溶液(左のパネル対)、rhTpo+DMSO(中央のパネル対)、またはSB559457(右のパネル対)のいずれかに72時間暴露した。図10は、対照細胞(上、左のパネル)およびTpo+DMSOで刺激した細胞(上、中央のパネル)と比較して、SB55945に72時間暴露したAML試料(上、右のパネル)での、アネキシンVおよびPI陽性細胞における増加を表す。ALL患者から単離された一次細胞で、細胞アポトーシスにおける有意な増加は観察できなかった。このことは、SB559457がAML細胞においてアポトーシスを誘発することを示唆する。
アフィメトリクス遺伝子チップ分析を、5つの異なる一次AML細胞試料(AML患者332、342、774、および794)に関して実施した。一次細胞を、TpoまたはSB559457のいずれかで6時間刺激した。発現において統計的に有意な差は、チップ上に現れた22000遺伝子のうちの2つ(36%未満の誤差発見率を示す)、すなわちグリセルアルデヒド−3−ホスフェートデヒドロゲナーゼ(GAPDH)およびDNA損傷誘発性転写物4(Redd1としても知られる)にしか見られなかった。これらの結果を、定量的リアルタイムPCR(QRT−PCR)を用いて確認した。一次AML試料において、SB559457で処理した細胞におけるGAPDHの発現は、rhTpoで同じ時間(6時間)処理した細胞におけるよりも少なくとも2倍高かった。同様に、Redd1遺伝子の発現は、rhTpoとともにインキュベートされた対照細胞においてよりも、SB559457とともにインキュベートした細胞において約3〜4倍高かった(図11)。
Claims (4)
- 急性骨髄性白血病の治療用の医薬であって、3’−{N’−[1−(3,4−ジメチルフェニル)−3−メチル−5−オキソ−1,5−ジヒドロピラゾール−4−イリデン]ヒドラジン}−5’−フルオロ−2’−ヒドロキシビフェニル−3−カルボン酸であるトロンボポエチン受容体作用薬(TpoRA)を含み、白血病細胞成長および増殖を抑制する医薬。
- 急性骨髄性白血病の治療用の医薬組成物であって、3’−{N’−[1−(3,4−ジメチルフェニル)−3−メチル−5−オキソ−1,5−ジヒドロピラゾール−4−イリデン]ヒドラジン}−5’−フルオロ−2’−ヒドロキシビフェニル−3−カルボン酸であるトロンボポエチン受容体作用薬(TpoRA)、および医薬担体を含む医薬組成物。
- 非経口投与用である請求項1記載の医薬。
- 非経口投与用である請求項2記載の医薬組成物。
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