JP6073306B2 - 免疫賦活化合物としての多価[β]−1,2−結合マンノースオリゴ糖及びその使用 - Google Patents

免疫賦活化合物としての多価[β]−1,2−結合マンノースオリゴ糖及びその使用 Download PDF

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Description

本発明は、免疫賦活化合物、並びにTヘルパー(Th)及び制御性T(Treg)細胞によって媒介される免疫応答を制御するためのその使用に関する。
I型即時型アトピー性アレルギーは、西洋社会において最も一般的な健康問題の1つであり、罹患率は常に上昇し続けている(ISAAC 1998)。この上昇は、先進諸国において微生物負荷が低下したことに関連すると推測されており、本来の制御性T(Treg)及び1型Th(Th1)細胞の反応が低下して、アトピー性疾患を特徴とするTh2反応の増強へと移行する。
CD4+T細胞(Treg、Th1及びTh2)は、アレルギー性免疫応答の主な調節因子である。IL−4、IL−5及びIL−13などのサイトカインを分泌するTh2細胞は、B細胞によるIgE産生、肥満細胞の脱顆粒及び好酸球動員を誘導することから、アレルギー性炎症の発症に重要である。制御性T細胞及びそのサイトカインIL−10は、アレルゲンに対するTh2型反応の下方調節における重要な役割も果たす。Th1細胞は、細胞傷害性T(Tc)細胞及びナチュラルキラー(NK)細胞の活性化を誘導することによる、微生物、特に細胞内病原体、並びに癌に対する防御に不可欠である。さらに、IFN−γ、IL−12及びIL−18を含めたTh1型サイトカインは、アレルゲンに誘導されるTh2型免疫応答の抑制に関与する。さらに、アレルゲンワクチン接種において、サイトカインIFN−γ、IL−10及びIL−18の上方調節が生じ、in vivoにおいても、アレルギー性炎症の抑制に重大な役割を示す。
最近の研究により、Th1又はTh2型免疫の発現に重大な時期は、幼年期であることが示されている。出生時にはTh2型免疫は弱く、健常者においては、これがTh1型応答へと転換する。環境中の微生物成分及び腸内微生物相(内毒素、乳酸菌、ミコバクテリア)による免疫系の刺激は、この転換に不可欠と考えられている。
Th1−Th2均衡における微生物成分の効果について研究が行われてきた。感染症に対する免疫付与のためのより効果的で安全なワクチンの開発、並びに自己免疫疾患、アトピー性疾患及び悪性疾患を処置する新規な治療法に使用できる微生物分子を求めて、多くの努力が払われてきた。これらの分子のうちには、3−脱アシル化モノホスホリルリピドA(MPL)、サルモネラ・ミネソタ(Salmonella minnesota)のリポ多糖(LPS)の非毒性誘導体、及び、一般的に中心の非メチル化CGジヌクレオチドからなる、免疫賦活性の細菌DNA塩基配列(CpG−ODN)がある。これらの分子は、臨床的に試験され、B型肝炎ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、インフルエンザA型ウイルス、及び熱帯熱マラリア原虫(Plasmodium falciparum)に対する免疫付与のための多くのワクチン及び処置に、並びに、非ホジキンリンパ腫及び黒色腫などの癌の処置に、有効且つ耐容性が良好なアジュバントであることが示されている。これらの分子は、単球、マクロファージ、及び樹状細胞などの抗原提示細胞の様々なToll様受容体に対する作用による、Th1型パターンのサイトカイン産生を強力に誘導して機能することが示されている。さらに、ミコバクテリア及び細菌のリポ多糖のTh1増強の効果として、Th2型反応、アレルギー性炎症、IgE反応、及び気管支機能亢進の抑制をその後に伴うことが、いくつかの研究で示されている。さらに、プロバイオティック乳酸菌は、妊娠中及び出生直後に経口投与された場合、2歳でのアトピー性湿疹の罹患率を低下させることが示されている。アレルゲンに共有結合で結び付く、細菌のCpG−ODNオリゴヌクレオチドを用いた免疫療法は、アレルギー性鼻炎患者において鼻の炎症反応を緩和することも示されている。MPLは、アレルギー免疫療法におけるアジュバントとして、試験に成功している。
これらの微生物化合物の治療的使用は、ある問題に直面している。LPSは毒素であり、それ自体が治療的使用に適さない。CpG−ODNは遺伝子であり、さらに大規模な合成には費用がかかり、潜在的な世論問題(遺伝子組み換え食品など)を意味する。MPLアジュバントは、単一の化学成分ではなく、脂肪酸鎖の数及び長さを反映した差がある類似体の混合物である。プロバイオティック乳酸菌は、起こり得る感染症に関する安全性の問題を含む、生きている細菌であり、さらに標準化が困難である。ミコバクテリアの溶解物も、生物学的な標準化の範囲を超えた、細菌成分の粗混合物である。アレルギーの処置に理想的な治療成分は、できる限り小さい分子サイズを有し、自然に発生する、非毒性の、安全な、精製された分子であろう。
WO02/09728において、80種超の様々な疾患を予防及び処置するために、複合糖質が提示されている。この公報では、糖質は、2つ以上の糖部分を含み、多糖(ムコ多糖及びマンナンを含む)並びにオリゴ糖[乳糖を含めたシアル酸付加糖などの分岐オリゴ糖を含み;一般的な分類の複合糖質に組み込まれる重要な乳糖(ヘキサオースとも呼ばれる)は、ジフコシルラクト−N−ヘキサオースa及びb、ジシアリル−モノフコシルラクト−N−ヘキサオース、並びにモノフコシルラクト−N−ヘキサオースI、II及びIIである]のような分類の化合物を含むあらゆるポリマーと定義される。列挙された疾患には、アレルギーに関連する状態が含まれ;個別には、アレルギーに関連するアナフィラキシー、喘息及び掻痒、並びに、例えば白血球の接着阻害に基づく過敏性反応が挙げられる。
US2002/0054886は、カンジダ症を処置するためのβ−1,2−結合直鎖オリゴ−マンノシル残基を含むワクチンを開示している。カンジダ症に対する防御抗体反応を誘発するため、又はカンジダ・アルビカンス(Candida albicans)が哺乳類細胞に接着することを予防するために、オリゴ−マンノシル残基をエピトープとして使用している。効果は、微生物成分を模倣した合成物質の使用に基づき、投与されると、その物質に対する特異的な免疫応答を誘導する。
WO2006/096970A1は、カンジダ症を処置する別の適用を開示している。そこでは、リンカーを介してタンパク質担体に結合させた、天然のO結合型及びS結合型オリゴ糖、より具体的には、β−1,2−結合直鎖オリゴ−マンノシル残基を含むコンジュゲートが提供される。前記コンジュゲートは、タンパク質を常に含む。タンパク質である前記担体が、胸腺依存性免疫応答を誘発することが不可欠である。前記部分を結合するための合成方式も提示されている。リンカーにより共有結合で結合させたオリゴ糖及びタンパク質担体で形成されたコンジュゲートは、それを必要としている対象において、カンジダ種への免疫応答の誘導に使用可能であることが示唆されている。
WO2007/010084は、β−1,2−結合鎖及びβ−1,2−(D)−マンノオリゴ糖を含む、免疫賦活性マンナン多糖、並びにTヘルパー(Th)細胞によって媒介される免疫応答を制御するためのその使用を開示している。しかし、4種類までのオリゴ糖からなる、合成した単純なβ−1,2−結合マンノオリゴ糖鎖の活性は、天然の粗オリゴ糖混合物と比較して劣っていた。
したがって、これらの合成オリゴ糖鎖には、新規な変更が必要であった。
本発明者らの、継続的な研究努力において、合成オリゴ価又は多価β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物が、Tヘルパー(Th)及び制御性T(Treg)細胞によって媒介される免疫応答を制御する優れた特性を有することが見出された。
したがって、本発明の目的の1つは、Tヘルパー(Th)及び制御性T(Treg)細胞によって媒介される免疫応答を制御する、免疫賦活化合物及び組成物を提供することである。
本発明の別の目的は、医薬品として使用する免疫賦活化合物を提供することである。さらに、本発明の別の目的は、Treg及び/若しくはTh1型を誘導すること、並びに/又はTh2型免疫応答を阻害することにより予防又は処置できる状態になった罹患している、又は罹患しやすい、ヒトを含めた哺乳類を処置するための医薬品として使用する免疫賦活化合物を提供することである。
本発明のさらなる目的は、ワクチンのアジュバントとして使用する免疫賦活化合物を提供することである。
本発明のさらなる別の目的は、食品添加剤として使用する免疫賦活化合物を提供することである。
これらの目的を達成するために、本発明は、独立請求項で提示されるもので特徴付けられる。
本発明の、いくつかの好ましい実施形態は、他の請求項で記載されるであろう。
典型的には、本発明による免疫賦活化合物は、オリゴ価若しくは多価糖質の集合体又は配置であり、多くのβ−1,2−結合マンノオリゴ糖は、リンカー基によって中心のコアユニット又は担体に連結されている。より詳細には、本発明による免疫賦活化合物は、式(I)

のオリゴ価又は多価β−1,2−結合マンノオリゴ糖である(式中、nは0から6であり、mは3から5であり、各Rは、アセチル(COCH)、水素(H)、トリフルオロアセチル(COCF)、スルホネート基又は他のエステル基から独立して選択され、β−1,2−結合マンノオリゴ糖は、リンカー基(B)によって中心のコアユニット又は担体(A)に連結されている)。
上に提示したように、式(I)の最後の糖質は、リンカー/担体へとα結合している。しかし、別のリード化合物において、この末端結合は、β結合にもできる。言い換えれば、β−1,2−結合マンノオリゴ糖について、ここでは、マンノースユニットがβ−1,2−結合により互いに連結しているが、次いで上記オリゴ糖が、β又はα−位置で、リンカーを介して担体と連結できる化合物を指す。
本発明者らは、免疫賦活化合物により、異なるリンカーを利用した場合でさえ、良好な結果が得られることを見出した。当業者は、本発明の免疫賦活化合物に適切なリンカーを選択できる。しかし、本発明による合成免疫賦活化合物は、実施された実験に基づいて、分子のリンカー基Bとして、例えばトリアゾール部分若しくはその誘導体、又は炭素鎖を含むことができる。
前記リンカーBは、好ましくは、構造
−X−Y−Z−
からなることができる(式中、Xは、ゼロである、又は基−CH−、又は原子O、S若しくはNを表し;Yは、炭素鎖を表し、場合により置換されていてもよく、1から8個の炭素原子からなる骨格を有し、最も好ましくは、脂肪族C〜C炭素鎖であり;Zは、ゼロである、又はO、S若しくはNから選択される原子を表す。しかし、リンカー基(B)は、p−ニトロフェニルアジピン酸ジエステル又はチオアセテートペンタンに由来する部分を含まない。
Bがトリアゾール部分を含む場合、上の構造は
−X−Y’−Z−
として提示できる(式中、Xは、ゼロである、又は基−CH−、又は原子O、S、若しくはNを表し;Y’は、トリアゾール部分を表し、前記トリアゾールの1位の窒素から基−(CH−によってXと結合しており(ここで、pは1から10であり、好ましくは、1から6である)、Y’は、前記トリアゾール基の4位の炭素から基−(CH−によってZと結合しており(ここで、qは1から6である);Zはゼロである、又はO、S若しくはNから選択される原子を表す)。実験パートにおいて、Xが原子Oであり、Y’が基−(CH−であり、pが2又は3であり、qが1であり、Zがゼロである化合物を合成し、活性について試験した。
中心のコアユニット又は担体Aは、置換又は非置換の脂肪族構造、芳香族構造若しくは環状構造、又はポリマーであり、好ましくは、置換又は非置換の脂肪族構造、芳香族構造又は環状構造でありうる。前記コアユニットAを、比較的小さく単純な分子から選択する場合、免疫賦活化合物全体の構造及びサイズは、それぞれ小さいままである。比較的小さく単純な分子については、ここでは、脂肪族構造、芳香族構造、又は環状構造を指し、コアユニットAは、その骨格構造に、炭素分子を20個まで含み、好ましくは炭素分子を10個まで、より好ましくは炭素分子を6個まで、最も好ましくは炭素分子を3個まで含む。当業者には、コアユニットのサイズは、リンカー(B)を介してそれと付着できるβ−1,2−結合マンノオリゴ糖の数と相関することは容易に理解される。したがって、3つの炭素分子を含むコア化合物は、3つのリンカー(B)を介して3つのβ−1,2−結合マンノオリゴ糖に結合できる。本発明による結合技術を用いて、図7bに例示されているように、5個までのβ−1,2−結合マンノオリゴ糖部分をグルコピラノース環に結合できる。
一実施形態において、β−1,2−結合マンノオリゴ糖部分は、リンカーを介して担体としてケイ素(Si)と結び付ける/つなぎ留めることができるので、例えば9個又は12個の糖質部分を示す。さらなる別の実施形態によれば、チロシンを担体/デポー補助物質として使用できる。
望ましい場合は、前記中心のコアユニット又は担体に対して、1個又は複数の置換基を選択してさらなる官能性を得ることができる。1個又は複数の炭素を、基又は置換基で置換し、前記中心のコア又は担体を、別の類似した化合物又は異なる化合物に固定するために、又はそこへの他の官能性(複数可)を設計するために、結合させる、付着させる、又は結び付けるための結合部位を得ることができる。
オリゴ価又は多価は、本発明の化合物において、リンカーBを介して、中心のコアユニット又は担体に結合したβ−1,2−結合マンノオリゴ糖の価数を指す。有利なことに、化合物は、オリゴ価であるため、β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物の価数は、好ましくは3から5であり、言い換えれば、三価、四価及び五価の化合物が好ましい。しかし、中心のコア又は担体ユニットをそれぞれ2個以上含んだ免疫賦活β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物2個以上を含む集合体として配置する場合、前記集合体は多価構造を形成し得る。
本発明の好ましい一実施形態において、本発明による免疫賦活化合物は、三価β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物(すなわちmが3)である。三価β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物は、3つ(m=3)のβ−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物が、リンカー基(B)を介して中心のコアユニット又は担体に連結するオリゴ価糖質分子を意味する。アセチル化した場合、三価二糖は、水性環境において、価数の多い対応する類似体よりも溶解しやすい。
本発明の一実施形態によれば、本発明の免疫賦活化合物は、3つのβ−1,2−結合マンノ二糖が中心のコアユニットに結合している、三価糖質誘導体からなる。好ましくは、三価β−1,2−結合マンノ二糖は式(II)

に従い、式中、各Rは、アセチル(COCH)、水素(H)、トリフルオロアセチル(COCF)、又はスルホネート基若しくは他のエステル基から独立して選択される。
本発明の別の実施形態によれば、三価β−1,2−結合マンノ二糖は、式(III)

に従ってもよく、式中、各Rは、アセチル(COCH)、水素(H)、トリフルオロアセチル(COCF)、又はスルホネート基若しくは他のエステル基から独立して選択され、nは、典型的には4又は6である。
トリアゾール部分(式IIの化合物のリンカー基)は、例えば、三価分子におけるトリアゾール架橋と類似した鎖長を提供する、例えば4個又は6個の炭素原子などを含有する単純な炭素鎖(式IIIの化合物のリンカー基)で置き換えることができる。
本発明による三価免疫賦活化合物の合成は、好ましくは、クリックケミストリープロトコールの使用に基づく。
本発明の実施形態によれば、前記化合物において、式Iで表されているすべてのRは、同一である。好ましい実施形態によれば、本発明による免疫賦活化合物は、式(II)に従い、すべてのRはアセチルである。したがって、本発明による免疫賦活化合物は、好ましくは、式(IV)

で示されている、1,2,3−トリス[1−[(2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−β−D−マンノピラノシル)−(1→2)−(3,4,6−トリ−O−アセチル−α−D−マンノピラノシルオキシエチル)]−4−[メチル−1−オキシ]トリアゾリル]プロパンである。
式(IV)の三価分子は、コアユニットとしてトリアゾール部分及びプロパン誘導体を含むリンカー基を組み込んでおり、その内部で連結した3つのβ−1,2−結合マンノ二糖部分が、免疫系を潜在的に調節するために、サイトカインIFN−γ及びIL−10の産生に最高の活性物質と見出されている。本発明の化合物と比較して価数が減少した分子は、免疫賦活活性を有さず、価数が増えた分子は、小さいサイズゆえに達成されるいくつかの利益を損なう。例えば、本発明のアセチル化した免疫賦活化合物を研究する場合、分子サイズの増大、すなわち三価から五価への増大は、水中における溶解性に問題を引き起こす。したがって、本発明による三価分子は、水性条件で働かせる場合、最も興味深い免疫賦活化合物であることが見出される。しかし、異なるマトリックス又は条件、例えば親油性条件において、他の価は、三価分子と比べて良好な特性を得ることができる。
官能基Rは、アセチル(COCH)、水素(H)、トリフルオロアセチル(COCF)、又はNaSO などのスルホネート基若しくはいくつかの他の官能基の群から選択される。本発明のいくつかの適用又は実施形態において、免疫賦活化合物の特性、例えば、それを必要とする対象への投与に関しては、代謝における吸収、医薬品の製剤、安定性の問題などを調整する必要が生じることがある。これらの要求に適合させるために官能基Rを選択することは、当業者にはごく普通の知識である。
本発明は、医薬品として使用するための、本発明による免疫賦活化合物も提供する。本発明の一実施形態は、ワクチンのアジュバントとして使用するための、本発明による免疫賦活化合物を提供する。
本発明は、Treg及び/若しくはTh1型を誘導すること、並びに/又はTh2型免疫応答を阻害することによって予防又は処置できる状態の処置に使用するための、本発明による免疫賦活化合物、又はその組合せも提供する。
Treg及び/若しくはTh1型免疫応答は、T細胞におけるIFN−γ産生の誘導並びに/又はTh2型T細胞、肥満細胞、好酸性顆粒球及び/若しくは好塩基性顆粒球の機能の阻害若しくは抑止により誘導される。Th2型免疫応答は、T細胞におけるIL−10産生の誘導、並びに/又はTh2型T細胞、肥満細胞、好酸性顆粒球及び/若しくは好塩基性顆粒球の機能の阻害又は抑制によって阻害される。Th2型免疫応答の抑制は、アレルゲンに誘導されるIL−5産生の抑制にも基づく。
本発明は、I型即時型アトピー性アレルギーの処置に使用するための、本発明による免疫賦活化合物も提供する。好ましい実施形態において、I型即時型アトピー性アレルギーは、アトピー性湿疹/皮膚炎症候群(AEDS)、アレルギー性喘息、アレルギー性鼻炎、アレルギー性蕁麻疹、食物アレルギー、毒物アレルギー、及びアレルギー性鼻結膜炎の群から選択される。さらなる実施形態において、本発明は、感染性疾患の処置に使用するための、本発明の免疫賦活化合物を提供する。
本発明は、本発明による免疫賦活化合物の少なくとも1種又はそれらの混合物、及び医薬として許容できる担体を含む免疫賦活組成物も対象にする。
本発明は、本発明による免疫賦活化合物、及び/又はそれらのあらゆる組合せの食品添加剤としての使用も提供する。
本発明は、Treg及び/又はTh1型免疫応答の誘導に有効な量で、本発明の組成物を対象へ投与することを含む、Treg及び/又はTh1型免疫応答を誘導する方法、並びに、Th2型免疫応答の発現の部分的又は完全な阻害に有効な量で、本発明の組成物又は本発明の食品を対象へ投与することを含むTh2型免疫応答を阻害する方法も提供する。
β−1,2−結合マンノオリゴ糖によって媒介されるTh免疫応答の制御を例示する図である。 本発明の式(II)による三価化合物、及びより具体的には化合物(IV)を含有する、β−1,2−結合マンノ二糖の合成を例示する図である。 三価化合物を含有する、β−1,2−結合マンノ二糖の官能基の修飾を例示する図である。 化合物(IV)のリンカーを含有するトリアゾールに加えられる−CH−1個を有する活性β−1,2−結合マンノ二糖化合物の合成を例示する図である。 Luminex100(商標)という計測器を使用してLINCOplex(商標)キットにより評価された、対象3例のヒトPBMCにおいて、化学的に合成された、本発明の多価β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物3種により誘導されるサイトカイン産生(垂直軸)を示す図である。水平軸は濃度を示すので、研究された各化合物の20及び200μg/mlの濃度を示す。 Luminex100(商標)という計測器を使用してLINCOplex(商標)キットにより評価された研究対象4例(A,B,C,D)のヒトPBMCにおいて、化学的に合成された、多価β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物2種により、アレルゲン(カバノキ、ベツラ・ヴェルコサ(Betula verrucosa))が誘導したIL−5産生の抑制を示す図である。 実施例1及び2で使用されるマンノオリゴ糖化合物の化学構造を例示する図である。 実施例1及び2で使用されるマンノオリゴ糖化合物の化学構造を例示する図である。 実施例1及び2で使用されるマンノオリゴ糖化合物の化学構造を例示する図である。
本発明の免疫賦活オリゴ価又は多価β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物によって得られる機構は、図1で提示した糖質によって媒介されるTh免疫応答の制御であると考えられている。前記糖質部分の不可欠な要素は、β−1,2−結合マンノオリゴ糖である。この適用の文脈において、β−1,2−結合マンノオリゴ糖という用語は、2から8個のマンノピラノース部分からなる糖質部分を指す。オリゴ価化合物も、マンノース部分又は他の単糖部分を組み込むことができる。
アレルギー性炎症は、IgE抗体産生、肥満細胞脱顆粒及び好酸球炎症によって特徴付けられる。これらの反応は、IL−4及びIL−5などのサイトカインを分泌する、アレルゲンに特異的なTh2型免疫細胞によって媒介される。IFN−γを含めたサイトカインを分泌するTh1細胞は、アレルゲンに誘導されるTh2型免疫応答の抑制に関与する。調節性サイトカインIL−10も、Th2型免疫応答の下方調節に重要である。実施例に記載された実験に基づいて、本発明による三価β−1,2−結合マンノ二糖が、ヒト白血球においてIFN−γ及びIL−10を刺激するという発見は、これらのサイトカインが、Th2細胞反応、ひいてはアレルギー性炎症のβ−1,2−結合マンノオリゴ糖によって媒介される抑制において役割を担うことを示唆する。
本発明は、合成免疫賦活オリゴ価又は多価β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物と、上に記載したThによって媒介される免疫応答を制御するための、並びに対象におけるI型アトピー性アレルギー及び感染性疾患を予防又は処置する医薬品、医薬製剤、及び栄養調製物の製造における、上記分子又はそれらのプロドラッグの使用とについて記載する。
免疫学を論じる場合、免疫原が、該免疫原に対する特異的な免疫応答を刺激するために使用されることは注目に値する。しかし、免疫賦活剤は、併用される免疫原に対する特異的な免疫応答を増強する目的で、免疫系の非特異的な活性化を刺激するために使用される。
免疫賦活剤又は免疫賦活化合物という用語は、生物学的な活性物質を指し、その活性は、Tヘルパー1型及び制御性T細胞反応を刺激することにより、宿主対象の免疫系の機能に影響を与える、又は機能の役割を果たす。対象という用語は、ヒトを含めた哺乳類を指す。免疫賦活剤は、免疫系の非特異的な活性化を誘導する。免疫賦活剤は、免疫賦活化合物と併用されるワクチンの免疫原に対して、特異的な体液性又は細胞性免疫応答を増強するために、とりわけワクチンのアジュバントとしての適用にも使用される。
したがって、本発明による免疫賦活化合物は、ワクチンのアジュバントとしての使用にも適切である。本発明による免疫賦活化合物又はそれらの混合物は、アジュバントとしてワクチンに加えられて、免疫系の標的抗原への反応を刺激するが、それ自体が免疫を与えるわけではない。特に、本発明による化合物は、減感作の注射剤におけるアジュバントとしての使用に適切である。本発明の化合物は、感染性疾患に対するワクチンにおけるアジュバントとしても使用できる。本発明による免疫賦活化合物は、アジュバントとして使用される場合、好ましくは、主成分である問題の免疫原と併用され得る。しかし、本発明による免疫賦活化合物は、場合により、前記免疫原又はワクチン組成物の別の成分と結合、又はさらに連結するように設計できる。
本発明は、Treg及び/又はTh1型免疫応答を誘導する方法も包含する。方法は、Treg及び/又はTh1型サイトカイン合成の誘導に有効な量で、本発明による組成物を対象へ投与することに関与する。好ましい実施形態において、方法は、T細胞におけるIFN−γ合成の誘導に関与するが、それに限定されない。
本発明は、Th2型免疫応答を阻害する方法をさらに含む。方法は、アレルゲンに対するTh2型免疫応答の発現の部分的又は完全な阻害に有効な量で、本発明による組成物を対象へ投与することを含む。好ましい実施形態において、阻害の機構は、T細胞におけるIL−10産生の誘導を含むが、それに限定されない。方法は、Th2型T細胞、肥満細胞、好酸性顆粒球及び好塩基性顆粒球の機能を阻害又は抑制することにより、Th2型免疫応答の抑制にも関与できる。
より具体的には、本発明による免疫賦活化合物は、
a)T細胞におけるIFN−γ産生の誘導、並びに/又は
b)Th2型T細胞、肥満細胞、好酸性顆粒球、及び/若しくは好塩基性顆粒球の機能の阻害又は抑制
によってTreg及び/又はTh1型免疫応答が誘導される使用に好ましい。
さらに、本発明による免疫賦活化合物は、
a)T細胞におけるIL−10産生の誘導、並びに/又は
b)Th2型T細胞、肥満細胞、好酸性顆粒球、及び/若しくは好塩基性顆粒球の機能の阻害又は抑制
によってTh2型免疫応答が阻害される使用に好ましい。
本発明は、Thによって媒介される免疫応答を制御する方法も提供する。好ましくは、本発明に従って刺激される免疫応答は、Th1型反応に偏り、Th2型反応に関わらない。一態様において、方法は、Th1型サイトカイン産生の刺激に有効な量で、前記組成物を対象へ投与することを含む。好ましい実施形態において、方法は、T細胞におけるIFN−γ合成の誘導を含むが、それに限定されない。他の態様において、方法は、アレルゲンに対するTh2型免疫応答の発現の部分的又は完全な阻害に有効な量で、前記組成物を対象へ投与することを含む。好ましい実施形態において、阻害の機構には、T細胞におけるIL−10産生の誘導を含むが、それに限定されない。方法は、Th2型T細胞、肥満細胞、並びに好酸性顆粒球及び好塩基性顆粒球の機能を阻害又は抑制することにより、Th2型免疫応答の抑制も含むことができる。
本発明はさらに、I型即時型アトピー性アレルギーを予防又は処置するための医薬品、医薬製剤又は栄養調製物を製造する、本発明による組成物の使用に関する。好ましい実施形態において、I型即時型アトピー性アレルギーは、アトピー性湿疹/皮膚炎症候群(AEDS)、アレルギー性喘息、アレルギー性鼻炎、アレルギー性蕁麻疹、食物アレルギー、毒物アレルギー、及びアレルギー性鼻結膜炎からなる群から選択される。さらなる実施形態において、本発明の化合物は、感染性疾患の予防及び処置に使用できる。本明細書で使用される、予防する、予防又は予防することという用語は、障害を有する、又は障害が発症する危険性が高い対象において、前記障害の発症を完全に又は部分的に阻害することを指す。処置する、処置又は処置することという用語は、前記化合物又は組成物を、障害の発症の予防、症状の緩和、進行の停止に有効な量で、対象へ投与することと定義される。本明細書で使用される有効量という用語は、必要な用量及び期間で望ましい治療結果を達成するために有効な量を指す。治療有効量は、組成物、及び特に投与形態に応じて、約1μgから数gの間で変動することが多い。例えば、本発明による三価β−1,2−結合マンノ二糖の非経口投与についての典型的な量は、1μgから100μg、好ましくは2μgから30μg、最も好ましくは3μgから10μgであり、経口投与についての典型的な量は、数mgからかなり多く数gまでにできる。プロドラッグが投与される場合、有効量は、免疫賦活β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物、例えば三価β−1,2−結合マンノ二糖の生成可能量、及び前記化合物の実際の放出量に依存する。
さらなる実施形態において、本発明の医薬品又は医薬製剤は、経腸経路、粘膜経路、非経口経路、及び局所経路を含めて、当業界で既知のあらゆる経路で対象に投与される。経腸経路は、経口経路、及び消化管からの吸収に関連するあらゆる経路を含む。粘膜経路は、経口、経鼻、舌下、バッカル、経肺、経皮、及び経眼経路を含むが、それに制限されない。非経口経路は、静脈内、皮内、筋肉内、及び皮下経路を含むが、それらに制限されない。
いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、医薬として許容できる担体とともに使用される。本発明による免疫賦活組成物は、典型的には、本発明による免疫賦活化合物の少なくとも1種又はその混合物、及び医薬として許容できる担体を含む。医薬として許容できる担体という用語は、有効成分を結合させて対象へ適用しやすくした、受容者が生理学的に許容できる担体物質を指す。医薬として許容できる担体は、経皮担体、経粘膜担体、経口担体、非経口担体、デポー製剤用担体、及び徐放性製剤用担体からなる群から選択されるが、それらに制限されない。
本発明の免疫賦活化合物は、マトリックス内にカプセル化する、組み込む、又は溶解することができ、徐放性の全身送達をもたらす。場合により、限局した組織の領域内、例えば、アレルギー反応の部位内、感染部位内、又はワクチン接種部位内に徐放性の送達をもたらすように使用するために適合できる。この持続放出又は制御放出は、in vivoにおけるデポー若しくはその成分の生分解の結果として、又は代謝変換若しくは前記免疫賦活化合物の溶解放出の結果として発生する放出を包含することを指すよう意図されている。例えば、皮下注射において、免疫賦活化合物がアレルゲンとともにアジュバントとして使用される場合、それ自体が、血液/周囲組織へと経時的に漏出することになるデポーとして機能できる。
別の方法として、本発明の免疫賦活化合物は、コアユニット又は担体から、直接脂質基へと共役でき、次いでデポー調製物が得られる。これらの修飾された脂質、又は脂質付加された免疫賦活化合物は、懸濁液の製剤、乳剤、脂質膜、脂質小胞、リポソームなどへの組み込みに使用できる。
さらなる実施形態において、本発明の医薬組成物は、別の治療化合物を含むことができる。本明細書で使用される治療化合物という用語は、優先的にはアレルギー薬、喘息薬又は抗微生物剤である。他の実施形態において、本発明の医薬組成物は、抗原を含む。抗原という用語は、宿主の免疫系により認識され、特異的な免疫応答を誘発できる、あらゆる種類の分子(例えば、タンパク質、ペプチド、多糖、糖タンパク質、核酸、又はそれらの組合せ)を広く含む。いくつかの実施形態において、抗原は、特異的アレルゲン免疫療法(アレルゲンワクチン接種又は舌下免疫療法)のためのアレルゲン調製物である。本明細書で使用されるアレルゲンという用語は、感受性のある対象において、アレルギー反応又は喘息反応を誘導できる物質を指し、花粉、昆虫の毒、動物の鱗屑、真菌胞子及び家塵ダニを含むが、それらに限定されない。アレルゲン免疫療法、減感作療法又は免疫学的減感作療法としても知られる特異的アレルゲン免疫療法という用語は、徐々に量を増やしたアレルゲンを、知られているあらゆる経路で投与することによって、アレルギー性障害を有する対象を処置し、アレルゲンに対する免疫学的耐性を誘導して、さらなるアレルギー反応を予防することを指す。したがって、本発明の組成物は、特異的アレルゲン免疫療法のためのアレルゲン調製物;及び/又は追加のアレルギー薬若しくは喘息薬を含むこともできる。
別の方法として、本発明の医薬組成物は、感染性疾患に対するワクチン接種又は免疫付与のための、微生物特異的な抗原調製物、及び/又は抗微生物剤をさらに含む。感染性疾患という用語は、体内における外来微生物又は感染性病原体の存在に起因する疾患を指す。感染性病原体、すなわち微生物という用語は、ウイルス、細菌及び寄生生物を指す。そのように、感染性病原体という用語は、正常な微生物相も含むことは、望ましくない。一態様において、本発明の医薬組成物及び微生物抗原の併用投与は、悪性細胞及び病原体に対して増強した免疫応答を刺激し、有用である。本明細書で使用される微生物抗原という用語は、無傷の微生物、並びにその天然の分離株、断片又は誘導体を含み、天然の微生物抗原と一致した、又は類似した合成化合物も含む。他のさらなる実施形態において、本発明の医薬組成物は、微生物抗原と特異的に結合又は認識する抗原又は抗体断片を含む。
他のさらなる実施形態において、本発明の化合物は、食品添加剤として使用される。本発明の化合物は、栄養調製物にも製剤できる。栄養調製物は、散剤、錠剤、カプセル剤、液体濃縮物、固形製品、又はそのまま飲める飲料など、選択的に経腸投与し得る。別の方法として、該実施形態の栄養調製物は、一般的な食品の添加剤として適切なマトリックスと結合する。他の実施形態において、本発明の栄養調製物は、特殊調製粉乳及び他の機能性食品の栄養強化に使用される。本組成物を含むさらなる実施形態は、チューインガムにできる。
本発明によるβ−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物の合成
タンパク質−糖質相互作用に関与する様々な因子を理解するために、強力な糖質阻害剤が必要であることから、この分野における合成及び発現が推進されている。構造、形状、サイズ、幾何学的形状及び原子価などの特徴が、糖質リガンドの一般的に弱い結合特性への影響において決定因子になることが証明されている。これらの結合相互作用の弱さを克服するために、クラスター及びオリゴマーから、糖ポリマー及びグリコールデンドリマーなどの高分子の多分散系までの範囲の多価ネオ複合糖質を生成して、親和性が高い抗接着因子を得ている。これらの、多数の多価糖質リガンドは、その動物又は植物の特異的なレクチンに対して試験された際に、強力な阻害特性を実証した。多価の領域において、受容体のクラスター化を通じて、生物学的プロセスのエフェクターとして多価糖質のサイズ変動が発現することは、興味深い話題である。一般的に、結び付きに関与する糖質は、リンカーを介して互いに連結される。Huisgenによる、トリアゾールをもたらすためのアジド及びアルキンの1,3−双極子付加環化は、そのような結合において、おそらく最も強力な「クリック」反応である。糖質化学の分野において、クリックケミストリーは、アジドの機能を有する糖質が、糖類、ペプチド又はポリマー鎖に移植される、複合糖質及び糖質の大員環の合成に使用されている。
現在、本発明のβ−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物の合成に適用する手法には利用できるものもある。特に適切なものは、いわゆるクリックケミストリープロトコール(Ballellら、2006;Perez−Balderasら、2005)である。
前記クリックケミストリープロトコールは、本発明によるβ−1,2−結合マンノ二糖に基づく三価分子の合成に使用されている。β−1,2−結合マンノ二糖の2−アジドエチルグリコシド及びトリ−O−プロパルギル化合物に基づくグリセロールの間のCu(I)によって媒介されるクリック反応により、望ましい三価分子が優れた収率で供給された。
部分的に保護したチオグリコシド1(Circhら、2006)から、図2に示した最小限のステップ数で、三価化合物9(アセチル体)及び10(ヒドロキシル体)に基づくβ−1,2−結合マンノ二糖を調製した。化合物9は、本発明の式(IV)の化合物と合致する。アセチル基を1のC−2位に導入して(α−選択的グリコシレーション中の隣接基関与を補助するため)、グリコシル供与体2を得た。N−ヨードスクシンイミド−TMSOTf(Ohlssonら、2000)の存在下における、供与体2及び2−アジドエタノール(Pfaendlerら、1996)の間のグリコシル化により、1,2−トランス生成物3が62%収率で得られた。化合物3のZemplen脱アセチル化により、グリコシル受容体4(Alpeら、2003)が、定量的収率で得られた。
化合物4及びグリコシル供与体5(Circhら、2002)のBSP/TfOによって媒介されるβ−選択的グリコシル化(Circhら、2001)を使用して、二糖6を65%収率で得た。β−結合の存在を、δ100.8で、アノマー炭素の定値157.0HzのCHカップリングによって確認した(Bocksら、1974)一方で、α−結合の存在を、δ98.6で、アノマー炭素の定値168.2HzのCHカップリングによって確認した(Circhら、2000)。グリコシド6のエーテル基すべてのTFAによって媒介される脱保護(Codeeら、2005)に続いて従来のアセチル化を行い、2ステップにわたって、化合物7を収率91%で得た。2−アジドエチルグリコシド7及びトリ−O−プロパルギルグリセロール8の間に頑強なクリックカップリングを適用すること(Mourerら、2008)により、アセチル化三価化合物9が87%の収率で供給され、Zemplen脱アセチル化すると、完全に脱保護された三価化合物10が93%の収率で得られた(図2)。
本発明によるβ−1,2−結合三価マンノオリゴ糖化合物の官能基修飾
本発明のβ−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物は、式(I、II、III)及び図2、3及び4においてRで表される、いくつかの官能基を含む。これらは、ごく普通の処理により、それらのマンノオリゴ糖誘導体に変換でき、環状ヒドロキシル基の少なくとも1個の水素が別の化学部分に置き換えられる。一実施形態において、アセチル基若しくはC〜Cアシル基、又はベンジル基若しくはクロロベンジル基などの保護基を使用してマンノピラース誘導体を形成する。これらの位置において、保護基又は他の置換基を使用することは、化合物を合成する間、或いは、本発明のβ−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物を含む医薬品を製剤又は投与する間、有益になり得る。官能基Rをそれらの誘導体に変換する場合、Rで表される基すべてが同一の反応ステップで変換される可能性があり、又は選択される位置でR基への変換が発生する可能性があり、変化できる置換基を有する化合物が生じる。しかし、R基すべてが反応して、同一の置換基を表すことが好ましい。アセチル及びアシル誘導体は、in vivoで加水分解でき、マンノピラース複合体を形成する。
これは、図3により具体的に例示されており、三価マンノシド10を、他の官能基に誘導体化できる程度を示す。無水トリフルオロ酢酸/トリフルオロ酢酸ピリジンが反応すると、三価の10は11に変形する一方で、SO.Py/ピリジン(de Pazら、2005)を用いた10のヒドロキシル基の処理は、より親水性の高い硫酸基に変換できるので、図3に示したように三価の12を形成できる。望ましい場合は、誘導体化を省くことができ、例えば投与する前に化合物10を再度得ることができる。
本発明によるβ−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物のリンカー部の構造修飾
本発明者らは、異なるリンカー構造を利用した場合でも、β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物により、優れた結果が得られることを見出し、実験的に示した。リンカーは、例えば、トリアゾール部分又はその誘導体を含むことができる。
銅によって媒介されるアジド−アルキン付加環化(クリックケミストリー)反応は、付着点でトリアゾール部分を生成する。これらのトリアゾール部分は、水素結合を通じた標的との関連により、分子の生物活性を増強できる。したがって、不活性リンカーだけではないことがある。その影響を十分に理解するために、これらのトリアゾール部分は、類似したスペーサー長さで単純な炭素鎖に置き換えることができる。単純な炭素鎖を有する単糖含有三価分子は、多少類似した方法で合成できる。
β−1,2−結合マンノ二糖含有三価化合物を合成するために、チオグリコシドを、最初のα結合を誘導するためのグリコシル供与体として使用できる。アリルアルコールを用いた、前記チオグリコシドのNIS/TMSOTfによって媒介されるα選択的グリコシル化により、アリルグリコシドが供給される。このアリルグリコシドのZemplen脱アセチル化により、グリコシル供与体を用いたBSP/TfOによって媒介されるβ−選択的グリコシル化により二糖が供給できると、グリコシル受容体が得られる。9−BBNを用いたヒドロホウ素化に続いて、H/NaOHを用いて酸化させ、前記二糖の二重結合を第一級アルコールに変換させ、ひいては2−ヒドロキシエチルグリコシドを形成できる(Soderquistら、1980)。Bentzら、2006及びMatsudaら、2006によればCBr/PPhを用いて処理すると、ヒドロキシル基はブロモ基に変化して中間体が供給される。
三価化合物を供給するために、アセチル化陰イオンを用いて、炭素−炭素結合をさらに形成できる。10%超の水素の存在下で触媒水素化/水素化分解すると、Pd−Cにより完全に脱保護され、飽和されたβ−1,2−結合マンノ二糖含有三価化合物が得られる。従来のそのアセチル化では、アセチル化誘導体が供給できた。さらに、SO.Py/ピリジンを用いた処理では硫酸化誘導体が供給できた。
β−1,2−結合三価マンノオリゴ糖化合物の実験的合成
β−結合三価マンノシドの実験的合成を、図2の参照番号を使用して、以下に記載した。
フェニル2−O−アセチル−4,6−O−ベンジリデン−3−O−p−メトキシベンジル−1−チオ−α−D−マンノピラノシド(2):ピリジン(10mL)中の化合物1(1.85g、3.85mmol)の溶液に、無水酢酸(5mL)を加え、混合物を室温で4時間撹拌した。溶媒を蒸発させて、トルエン(3×10mL)と同時蒸発させる。SiO(ヘキサン/EtOAc;5:1)上の粗反応混合物を精製して、無色の泡として純粋化合物2(1.9g、94%)を得た。ESI-HRMS, 計算値 C29H30O7SNa [M+Na]+: 545.1610; 実測値: 545.1622.
2−アジドエチル2−O−アセチル−4,6−O−ベンジリデン−3−O−p−メトキシベンジル−α−D−マンノピラノシド(3):CHCl(15mL)中の化合物2(1.5g、2.87mmol)及び2−アジドエタノール(300mg、3.44mmol)の溶液に、4Åモレキュラーシーブ(1.5g)を加え、アルゴン雰囲気下で、混合物を室温で30分間撹拌した。NIS(775mg、3.44mmol)を加え、反応混合物を−40℃まで冷却し、続いてTMSOTf(38mg、31μl、0.17mmol)を加えた。反応混合物を、同一温度で2時間撹拌して、EtN(100μl)を用いてクエンチした。反応混合物をceliteのパッドを通して濾過し、CHCl(40mL)を用いて洗浄した。合わせた有機層を、水(30mL)、飽和水性NaHCO(2×30mL)及びブライン溶液(2×30mL)をそれぞれ用いて洗浄した。次いで、有機層を乾燥させ(NaSO)、濃縮し、SiO2(ヘキサン/EtOAc;7:2)を通して精製して、無色の泡として、純粋な3(890mg、62%)を得た。ESI-HRMS, 計算値 C25H29N3O8Na [M+Na]+: 522.1852; 実測値: 522.1839.
2−アジドエチル4,6−O−ベンジリデン−3−O−p−メトキシベンジル−α−D−マンノピラノシド(4):MeOH(20mL)中の化合物3(780mg、0.05mmol)の溶液に、ナトリウムメトキシド(MeOHに0.1M、600μL)を加え、混合物を室温で2時間撹拌した。Dowex(登録商標)50WX8−100(H)を加えて中和した。反応混合物を濾過し、メタノール(3×10mL)を用いて洗浄した。合わせた有機層を、減圧下で蒸発乾固させて、無色の油として化合物4(690mg、定量的)を得た。4に対する特性評価データは、文献(Alpeら、2003)に報告されているものに従っている。
2−アジドエチル(4,6−O−ベンジリデン−2,3−ジ−O−p−メトキシベンジル−β−D−マンノピラノシル)−(1→2)−4,6−O−ベンジリデン−3−O−p−メトキシベンジル−α−D−マンノピラノシド(6):CHCl(20mL)中のグリコシル供与体5(1.5g、2.49mmol)の溶液に、4Åモレキュラーシーブ(2g)を加え、アルゴン雰囲気下で、混合物を室温で30分間撹拌した。−60℃でBSP(630mg、2.99mmol)及びTTBP(930mg、3.74mmol)を加え、続いてTfO(920mg、550μl、3.24mmol)を加え、同一条件下で30分間撹拌した。CHCl(10mL)中の化合物4(950mg、2.08mmol)を、−78℃で反応混合物に加え、EtN(1mL)を用いてクエンチする前に、この温度で2時間撹拌した。次いで、反応混合物をceliteのパッドを通して濾過し、続いてCHCl(60mL)を用いて洗浄した。合わせた有機層を、水(2×30mL)、ブライン(20mL)を用いて洗浄し、乾燥させ(NaSO)、濃縮し、SiO(ヘキサン/EtOAc;5:2)を通して精製して、無色の泡としてβ−異性体6(1.27g、65%)を得た。ESI-HRMS, 計算値 C52H57N3O14Na [M+Na]+: 970.3739; 実測値: 970.3717.
2−アジドエチル(2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−β−D−マンノピラノシル)−(1→2)−3,4,6−トリ−O−アセチル−α−D−マンノピラノシド(7):CHCl(10mL)中の化合物6(1.0g、1.05mmol)及び1,3−プロパンジチオール(915mg、850μL、8.44mmol)の、撹拌した溶液に、0℃でTFA−HO(5mL、4:1)を加え、撹拌を室温で2時間続けた。反応混合物を、水(15mL)を用いて希釈し、CHCl(4×15mL)を用いて洗浄して、すべての非極性有機物質を除去した。水性相を蒸発させ、続いて減圧下でトルエン(4×20mL)と同時蒸発させた。次いで、粗生成物をピリジン(20mL)中で溶解し、続いて0℃でAcOを加え、その後反応混合物を室温で20時間撹拌した。減圧下で溶媒を蒸発させ、続いてトルエン(3×20mL)と同時蒸発させた。次いで、粗生成物を、SiO(ヘキサン/EtOAc;1:1)を通して精製して、白色粉末としてアセチル化生成物7(675mg、91%)を得た。ESI-HRMS, 計算値 C28H39N3O18Na [M+Na]+: 728.2127; 実測値: 728.2112.
1,2,3−トリス[1−[(2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−β−D−マンノピラノシル)−(1→2)−(3,4,6−トリ−O−アセチル−α−D−マンノピラノシルオキシエチル)]−4−[メチル−1−オキシ]トリアゾリル]プロパン(9)、すなわち本発明の式(IV)による化合物:BuOH:HO:CHCl(6mL、1:1:1、v/v/v)中の2−アジドエチルグリコシド7(300mg、0.43mmol)及び8(26.6mg、0.13mmol)の溶液に、硫酸銅(6.2mg、0.04mmol)及びアスコルビン酸ナトリウム(15.3mg、0.08mmol)をそれぞれ加え、55℃で12時間加熱した。飽和NHCl及び水(20mL、1:1)を溶液に注ぎ、続いてCHCl(3×20mL)を用いて抽出した。有機層を乾燥させ(NaSO)、濾過し、濃縮し、SiO(CHClの4%MeOH)を通して精製して、無色の固体として純粋な標題の化合物9(260mg、87%)を得た。R:0.45(CHClに7%MeOH);[α] 25−67.5°(c1、CHCl); 1H NMR(600.13MHz, CDCl3) δ 7.80(s, 1H), 7.73(s, 1H), 7.72(s, 1H), 5.48-5.46(m, 3H), 5.25-5.21(m, 6H), 5.04-5.00(m, 3H), 4.91-4.87(m, 3H), 4.81-4.77(m, 5H), 4.70-4.69(m, 3H), 4.67-4.55(m, 10H), 4.34-4.30(m, 3H), 4.28-4.27(m, 3H), 4.20-4.16(m, 3H), 4.14-4.09(m, 3H), 4.02-3.99(m, 6H), 3.93-3.90(m, 3H), 3.82(五重線, J=5.2Hz, 1H), 3.69-3.54(m, 10H), 2.23(br s, 9H), 2.12(br s, 9H), 2.09(br s, 9H), 2.04(br s, 9H), 2.03(br s, 6H), 2.02(br s, 9H), 2.01(s, 3H), 2.00(brs, 9H); 13C NMR(150.9MHz, CDCl3) δ 170.8(3 C), 170.6, 170.5(2 C), 170.3, 170.2(4 C), 170.1, 169.9, 169.8(2 C), 169.6(3 C), 169.2, 169.1(2 C), 145.5, 145.0, 144.9, 123.8, 123.7(2 C), 97.4(3 C), 96.2(3 C), 77.1, 72.1(2 C), 72.0, 71.9, 71.8(2 C), 70.6, 70.5(2 C), 70.0(4 C), 69.9, 68.9(2 C), 68.8, 68.4(3 C), 66.0(3 C), 65.9(3 C), 64.7(3 C), 64.4(2 C), 63.5, 62.3(3 C), 61.6, 61.5(2 C), 49.7(2 C), 49.6, 20.7(6 C), 20.6(6 C), 20.5(6 C), 20.4(3 C); MALDI-TOF-MS, 計算値 C96H131N9O57Na [M+Na]+: 2344.752; 実測値: 2344.768.
1,2,3−トリス[1−(β−D−マンノピラノシル)−(1→2)−(α−D−マンノピラノシルオキシエチル)]−4−[メチル−1−オキシ]トリアゾリル]プロパン(10):MeOH(3mL)中の化合物9(47mg、0.02mmol)の溶液に、ナトリウムメトキシド(MeOHに0.1M、100μL)を加え、混合物を室温で2時間撹拌した。Dowex(登録商標)50WX8−100(H)を加えて中和した。反応混合物を濾過し、メタノール(3×20mL)を用いて洗浄した。合わせた有機層を、減圧下で蒸発乾固させて、白色の泡として純粋な10(27mg、93%)を得た。[α] 25−2.0°(c1、HO); 1H NMR(600.13MHz, D2O) δ 8.09(br s, 2H), 8.08(s, 1H), 4.92-4.90(m, 3H), 4.74(br s, 2H), 4.70-4.64(m, 13H), 4.14-4.09(m, 3H), 4.08-4.06(m, 3H), 4.00(d, J=3.2Hz, 3H), 3.97-3.87(m, 8H), 3.74-3.61(m, 21H), 3.55(t, J=9.7Hz, 3H), 3.36-3.32(m, 3H), 3.02-2.98(m, 3H); 13C NMR(150.9MHz, D2O) δ 144.0(3 C), 125.6(3 C), 98.5(3 C), 97.3(3 C), 77.0(3 C), 76.8, 76.3(3 C), 72.8(2 C), 72.7(3 C), 70.7(3 C), 69.8(3 C), 69.0(2 C), 66.6(4 C), 66.5(3 C), 65.5(3 C), 63.3(2 C), 62.1, 60.9(3 C), 60.2(3 C), 50.1(3 C); MALDI-TOF-MS, 計算値 C54H89N9O36Na [M+Na]+: 1462.530; 実測値: 1462.548.
本発明の式(IV)による同一の化合物、すなわち1,2,3−トリス[1−[(2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−β−D−マンノピラノシル)−(1→2)−(3,4,6−トリ−O−アセチル−α−D−マンノピラノシルオキシエチル)]−4−[メチル−1−オキシ]トリアゾリル]プロパン(9)を、別の実験において大規模に生成した。中間体又は最終生成物の合成又は特性評価のすべてはここで示さないが、前記合成により、化合物7及び8から、上に記載した類似方法で、純粋な化合物である1,2,3−トリス[1−[(2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−β−D−マンノピラノシル)−(1→2)−(3,4,6−トリ−O−アセチル−α−D−マンノピラノシルオキシエチル)]−4−[メチル−1−オキシ]トリアゾリル]プロパン(9)(230mg、74%)が無色の固体として得られた。
長いリンカーを用いた本発明の式(IV)による免疫賦活化合物の類似体の合成
3−アジドプロピル2−O−アセチル−4,6−O−ベンジリデン−3−O−p−メトキシベンジル−α−D−マンノピラノシド(13):CHCl(15mL)中の化合物2(2g、3.82mmol)及び3−アジド−1−プロパノール(464mg、4.59mmol)の溶液に、4Åモレキュラーシーブ(1.5g)を加え、アルゴン雰囲気下で、混合物を室温で30分間撹拌した。NIS(1.03g、4.59mmol)を加え、反応混合物を−40℃まで冷却し、続いてTMSOTf(45mg、36μl、0.20mmol)を加えた。反応混合物を、同一温度で2時間撹拌し、EtN(100μl)を用いてクエンチした。反応混合物をceliteのパッドを通して濾過し、CHCl(40mL)を用いて洗浄した。合わせた有機層を、水(30mL)、飽和水性NaHCO(2×30mL)及びブライン溶液(2×30mL)をそれぞれ用いて洗浄した。次いで、有機層を乾燥させ(NaSO)、濃縮し、SiOを通して精製して、無色の泡として、純粋な13(1.09g、56%)を得た。C263118Na[M+Na]に対する計算値:536.2127;実測値:536.1952
3−アジドプロピル4,6−O−ベンジリデン−3−O−p−メトキシベンジル−α−D−マンノピラノシド(14):MeOH(20mL)中の化合物13(920mg、1.79mmol)の溶液にメトキシドナトリウム(MeOHに0.1M、600μL)を加え、混合物を室温で4時間撹拌した。Dowex(登録商標)50WX8−100(H)を加えて中和した。反応混合物を濾過し、メタノール(4×15mL)を用いて洗浄した。合わせた有機層を、減圧下で蒸発乾固させて、無色の油として化合物14(827mg、96%)を得た。
3−アジドプロピル(4,6−O−ベンジリデン−2,3−ジ−O−p−メトキシベンジル−β−D−マンノピラノシル)−(1→2)−4,6−O−ベンジリデン−3−O−p−メトキシベンジル−α−D−マンノピラノシド(15):CHCl(20mL)中のグリコシル供与体5(1.24g、2.03mmol)の溶液に、4Åモレキュラーシーブ(2g)を加え、アルゴン雰囲気下で、混合物を室温で30分間撹拌した。−60℃でBSP(511mg、2.44mmol)及びTTBP(727mg、2.92mmol)を加え、続いてTfO(690mg、412μl、2.44mmol)を加え、その後反応混合物を同一条件下で30分間撹拌した。CHCl(10mL)中の化合物14(800mg、1.69mmol)を、−78℃で反応混合物に加え、EtN(1mL)を用いてクエンチする前に、この温度で2時間撹拌した。次いで、反応混合物をceliteのパッドを通して濾過し、続いてCHCl(60mL)を用いて洗浄した。合わせた有機層を、水(2×30mL)、ブライン(20mL)を用いて洗浄し、乾燥させ(NaSO)、濃縮し、SiOを通して精製して、無色の泡としてβ−異性体15(930mg、57%)を得た。ESI-HRMS, 計算値 C53H59N3O14Na [M+Na]+: 985.0500; 実測値: 984.3821.
3−アジドプロピル(2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−β−D−マンノピラノシル)−(1→2)−3,4,6−トリ−O−アセチル−α−D−マンノピラノシド(16):CHCl(10mL)中の化合物15(800mg、0.832mmol)及び1,3−プロパンジチオール(901mg、835μL、8.32mmol)の、撹拌した溶液に、0℃でTFA−HO(5mL、4:1)を加え、撹拌を室温で2時間続けた。反応混合物を、水(15mL)を用いて希釈し、CHCl(4×15mL)を用いて洗浄して、すべての非極性有機物質を除去した。水性相を蒸発させ、続いて減圧下でトルエン(4×20mL)と同時蒸発させた。次いで、粗生成物をピリジン(15mL)中で溶解し、続いて0℃でAcO(10mL)を加え、その後反応混合物を室温で20時間撹拌した。減圧下で溶媒を蒸発させ、続いてトルエン(3×20mL)と同時蒸発させた。次いで、粗生成物を、SiO(ヘキサン/EtOAc;1:1)を通して精製して、白色粉末としてアセチル化生成物16(365mg、61%)を得た。ESI-HRMS, 計算値 C29H41N3O18Na [M+Na]+: 742.6507; 実測値: 742.2282.
1,2,3−トリス[1−[(2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−β−D−マンノピラノシル)−(1→2)−(3,4,6−トリ−O−アセチル−α−D−マンノピラノシルオキシプロピル)]−4−[メチル−1−オキシ]トリアゾリル]プロパン(17):BuOH:HO:CHCl(6mL、1:1:1、v/v/v)中の8(26.6mg、0.13mmol)及び2−アジドプロピルグリコシド16(300mg、0.41mmol)の溶液に、硫酸銅(6.3mg、0.042mmol)及びアスコルビン酸ナトリウム(15.4mg、0.08mmol)をそれぞれ加え、混合物を55℃で12時間加熱した。飽和NHCl及び水(20mL、1:1)を溶液に注ぎ、続いてCHCl(3×20mL)を用いて抽出した。有機層を乾燥させ(NaSO)、濾過し、濃縮し、SiO(CHCl中の4%MeOH)を通して精製して、無色の固体として純粋な17(160mg、62%)を得た。1H NMR(600.13MHz, CDCl3) δ 7.69(s, 1H), 7.63(s, 2H), 5.48-5.47(m, 3H), 5.26-5.21(m, 6H), 5.05-5.03(m, 3H), 4.96-4.93(m, 3H), 4.77-4.73(m, 8H), 4.63(s, 4H), 4.49-4.45(m, 6H), 4.34-4.28(m, 6H), 4.34-4.22(m, 3H), 4.04-4.00(m, 6H), 3.87-3.85(m, 3H), 3.79-3.76(m, 1H), 3.76-3.73(m, 3H), 3.68-3.64(m, 7H), 3.48-3.37(m, 3H), 2.23(brs, 9H), 2.22-2.19(m, 6H), 2.09(br s, 9H), 2.08(br s, 9H), 2.04(br s, 9H), 2.02(br s, 9H), 2.01(br s, 9H), 1.99(br s, 9H); 13C NMR(150.9MHz, CDCl3) δ 170.9(3 C), 170.6(3 C), 170.4(3 C), 170.3(3 C), 169.9(3 C), 169.6(3 C), 169.3(3 C), 145.6, 145.2(2 C), 122.9, 122.7(2 C), 97.8(3 C), 96.3(3 C), 77.3, 72.1(3 C), 72.0(3 C), 70.6(3 C), 70.3(3 C), 70.2(2 C), 68.7(3 C), 68.5(3 C), 66.1(3 C), 65.0(3 C), 64.8(3 C), 64.6(2 C), 63.8, 62.4(3 C), 61.8(3 C), 47.1(3C), 30.0(3 C), 20.8(6 C), 20.7(9 C), 20.6(6 C); ESI-HRMS, 計算値 C99H137N9O57H [M+H]+: 2364.8100; 実測値: 2364.8168.
本発明による合成β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物の生物学的試験
次に、本発明によるβ−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物を、その免疫学的活性について試験した。免疫学の分野における専門家が試験を行うので、それに合うように試料すべての名前を変更し、文書化し、報告した。先の実験で合成されたβ−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物は、以下の生物学的試験で言及されている。
CM−C8−2010は、好ましい実施形態によるβ−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物を指し、先に式IVの化合物として記載され、化合物9として図2に示されている。
RP−I−82 2010は、別の好ましい実施形態によるβ−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物を指し、実施例4の生物学的活性について試験される。この化合物の合成スキームは、図4及び最終生成物17としてのその構造に記載されている。
CM−C4−2010、CM−C7−2010及びCM−C4−2011は、図7a、図7b、図7cでそれぞれ示された構造を指す。
説明で論じられたサイトカインに加えて、腫瘍壊死因子であるTNFに対する効果について、実施例4において細胞培養物をさらに試験した。TNFは、肥満細胞に発現する多面的炎症性サイトカインであり、喘息患者の気管支肺胞液、特により重篤な喘息患者の気管支肺胞洗浄液(BAL)に高濃度で存在する。これは、難治性喘息において重要な役割を果たすであろうことを示唆している。
ヒトPBMC
ヒトPBMCは、ヘパリン添加血液試料から、Ficoll(Ficoll−Paque、Amersham Pharmacia Biotech、Sweden)密度勾配遠心法を用いて単離した。PBMCを、ハンクス液(HBSS)を用いて2回洗浄し、5%自己血清、L−グルタミン(Fluka Biochemica、Germany)2mM及びゲンタマイシン(Biological Industries、Israel)100μg/mlを添加したRPMI媒体中で懸濁した。細胞懸濁液をRPMIベースの培養物を希釈して10細胞/mlとし、48ウェル培養プレート(Costar、Cambridge、MA、USA)に加えた。
(実施例1)
合成β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物によるサイトカインの誘導
アトピーの対象3例の末梢血単核細胞(PBMC)試料における、サイトカインIL−4、IL−5、IL−10及びIFN−γの生成について、合成オリゴ糖を試験した。可溶化オリゴ糖を細胞培養物懸濁液に加えることによりPBMCを刺激した。この例で使用される合成多価β−1,2−結合オリゴ糖は、本発明の式(IV)の化合物(CM−C8−2010とコード化されている)、CM−C4−2010とコード化された三価単糖(R=H)及びCM−C7−2010とコード化された五価二糖(R=O)による分子である。CM−C4−2010及びCM−C7−2010の化学構造は、図7a及び7bに示されている。PBMCに由来するサイトカイン反応を、Luminex100(商標)という計測器を使用し、高感受性ヒトサイトカインLINCOplex(商標)キット(LINCO Research、St.Charles、MO、USA)を用いてサイトカイン分泌を測定することにより、刺激開始から72時間後に検出した。製造者のプロトコールに従って、Luminexの技術を利用してアッセイを行った。試験したオリゴ糖のうち、IFN−γ及びIL−10の高度な誘導因子は、CM−C8−2010とコード化された本発明の式(IV)の化合物による分子であり、中等度の誘導因子は、CM−C7−2010とコード化された分子であり、軽度の誘導因子はCM−C4−2010とコード化された分子であった(図5)。IL−4及びIL−5の生成は、まったく見られなかった。
(実施例2)
アレルゲン誘導免疫応答に対する合成β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物の効果
本発明が正当であることを示すために、アレルギー性炎症を促進する主なTh2型サイトカインの1つであるIL−5の産生に対する、CM−C8−2010とコード化されている本発明の式(IV)の化合物による合成分子の効果を、アレルギー性鼻炎を有するカバノキアレルギー患者4名(A、B、C、D)の、アレルゲン(カバノキ)で刺激したPBMC培養物において研究した。CM−C4−2011とコード化された三価アセチル化単糖を、陰性対照として使用した。CM−C4−2011の化学構造は図7cに示されている。PBMCを、上で記載したように単離し、培養した。カバノキ全体のアレルゲン抽出物を50μg/mlの濃度で、及びCM−C8−2010を20μg/mlの濃度で使用した。培養物を72時間インキュベートした。続いて刺激を与え、Luminex100(商標)という計測器を使用し、LINCOplex(商標)キットを用いてIL−5の生成を測定した。すべての鼻炎患者の培養物において、CM−C8−2010は、カバノキアレルギーを誘導するIL−5反応を効果的に抑制したが、CM−C4−2011では抑制が見られなかった(図6)。
(実施例3)
アレルゲン誘導免疫応答の抑制における合成β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物と先行技術のアジュバントとの比較
アレルギー性炎症を促進する主なTh2型サイトカインである、IL−4、IL−5及びIL−13産生に対する、CM−C8−2010とコード化された本発明の式(IV)の化合物による合成分子の効果を、アレルギー性鼻炎を有するカバノキアレルギー患者26名の、アレルゲン(カバノキ)で刺激したPBMC培養物において研究した。効果を、3−脱アシル化モノホスホリルリピドA(MPL)、サルモネラ・ミネソタのリポ多糖(LPS)の非毒性誘導体及び免疫賦活細菌DNA塩基配列(CpG−ODN−1)の効果と比較した。これらの分子を、アレルゲン免疫療法におけるアジュバントとして、臨床的に試験することに成功した。免疫賦活活性を伴わない、別の細菌DNA塩基配列(CpG−ODN−2)を陰性対照として使用した。カバノキ花粉が多い時期の間に収集したPBMCを、上で記載したように単離し、培養した。カバノキ全体のアレルゲン抽出物を50μg/mlの濃度で、及びCM−C8−2010を200及び20μg/mlの濃度で使用した。CpG−ODN−1及びCpG−ODN−2を5μg/mlの濃度で、及びMPLを、先に発表されている実験に基づき10μg/mlの濃度で使用した。培養物を24時間インキュベートした。刺激後に、Luminex100(商標)という計測器を使用し、LINCOplex(商標)キットを用いてIL−4、IL−5及びIL−13の生成を測定した。分析に関しては、高度に誘導されるサイトカイン反応を有する培養物のみが含まれた。CM−C8−2010は、カバノキアレルギーを誘導するIL−4、IL−5及びIL−13反応をCpG−ODN−1又はMPLよりも効果的に抑制した(表1)。抑制効果は、CpG−ODN−1又はMPLを用いた対象よりも多くの対象で見られた。
結果により、本発明による化合物が、先行技術のアジュバントと比較して、より良好な抑制をもたらすことが示される。この実験において、結果から、本発明による化合物に対する患者間の変動は、先行技術の化合物に対する差異よりも少ないことをさらに示した。アレルギー反応は、いくつかの反応に依存し、調節因子の数によって影響を受ける。したがって、CpG−ODN−1が、IL−5及びIL−13にそれぞれ僅かな反応しかもたらさない場合、IL−4の反応は弱くなる。これに比較して、本発明の化合物で得られる結果は、きわめて有望であり、それ自体の特性により、多くの患者に対する治療及び適合性の見込みを改善することが予想される。
(実施例4)
合成オリゴ糖によるサイトカインの誘導
対象3例の末梢血単核細胞(PBMC)試料において、サイトカインIL−4、IL−5、IL−10、IL−13、TNF及びIFN−γの産成について、RP−I−82とコード化された合成オリゴ糖を試験した。細胞培養物懸濁液内に可溶化オリゴ糖を加えることにより、PBMCを刺激した。この実施例で使用される合成オリゴ価β−1,2−結合オリゴ糖は、本発明の式(IV)の化合物(RP−I−82とコード化されている)による分子であった。RP−I−82の合成スキーム及び化学構造は図2に示されている(化合物9)。陽性対照は、酸加水分解したカンジダ・アルビカンスのマンナン(CAM)であった。Luminex100(商標)という計測器を使用し、高感受性ヒトサイトカインLINCOplex(商標)キット(LINCO Research、St.Charles、MO、USA)を用いてサイトカイン分泌を測定することによる刺激開始から24時間後に、PBMCに由来するサイトカイン反応を検出した。製造者のプロトコールに従って、Luminexの技術を利用してアッセイを行った。試験したオリゴ糖は、IL−10及びTNFの高度な誘導因子であり、IFN−γの中等度の誘導因子であった(表2)。IL−4、IL−5及びIL−13の生成はまったく見られなかった。
これらの結果から、本発明による化合物(RP−I−82)は、サイトカインの特異的誘導であるIL−10、IFN−γ及びTNF生成を細胞培養物懸濁液にもたらすと結論付けることができる。これは、IL−10及びTNFに対して、対照であるカンジダ・アルビカンスのマンナン(CAM)よりもかなり高かった。前記対照のCAMが、空試料(刺激なし)と比較して、すべてのサイトカインを誘導した一方、本発明による化合物(RP−I−82)が、アレルゲンに対するTh2型免疫応答の下方調節に重要な役割を果たす、選択的な誘導をもたらしたことも注目に値する。
(参考文献)
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Claims (15)

  1. 式(II)

    のβ−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物
    (式中、各Rは、アセチル(COCH)、水素(H)、及びトリフルオロアセチル(COCF)からなる群から独立して選択される)を含む、免疫賦活剤。
  2. 前記β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物の各Rがアセチル(COCH)である、請求項1に記載の免疫賦活剤。
  3. 医薬品として使用するための、請求項1又は2に記載の免疫賦活剤。
  4. ワクチンのアジュバントとして使用するための、請求項1又は2に記載の免疫賦活剤。
  5. Treg及び/若しくはTh1型を誘導すること、並びに/又はTh2型免疫応答を阻害することによって予防又は処置できる状態の処置に使用するための、請求項1又は2に記載のβ−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物の少なくとも1つ、又はそれら化合物の組み合わせを含む免疫賦活剤。
  6. 状態が、I型即時型アトピー性アレルギーである、請求項5に記載の使用のための免疫賦活剤。
  7. 状態が、
    a)アトピー性湿疹/アトピー性皮膚炎症候群(AEDS)、
    b)アレルギー性喘息、
    c)アレルギー性鼻炎、
    d)アレルギー性蕁麻疹、
    e)食物アレルギー、
    f)毒物アレルギー、及び
    g)アレルギー性鼻結膜炎
    からなる群から選択される、請求項5又は6に記載の使用のための免疫賦活剤。
  8. 状態が、感染性疾患である、請求項5に記載の免疫賦活剤。
  9. 式(II)

    のβ−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物
    (式中、各Rは、アセチル(COCH)、水素(H)、及びトリフルオロアセチル(COCF)からなる群から独立して選択される)の少なくとも1つ、又はそれらの混合物、及び医薬として許容できる担体を含み、該医薬として許容できる担体が、経皮担体、経粘膜担体、経口担体、非経口担体、デポー製剤用担体、及び徐放性製剤用担体からなる群から好ましくは選択される、免疫賦活組成物。
  10. 前記β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物の各Rがアセチル(COCH)である、請求項9に記載の免疫賦活組成物。
  11. 担体が、舌下及び/又はバッカル投与のための経粘膜担体である、請求項9又は10に記載の免疫賦活組成物。
  12. 特異的アレルゲン免疫療法のためのアレルゲン調製物;及び/又は追加的なアレルギー薬又は喘息薬をさらに含む、請求項9から11までのいずれか一項に記載の免疫賦活組成物。
  13. 感染性疾患に対するワクチン接種のための微生物特異的抗原;及び/又は抗微生物剤をさらに含む、請求項9から12までのいずれか一項に記載の免疫賦活組成物。
  14. 式(II)

    のβ−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物
    (式中、各Rは、アセチル(COCH)、水素(H)、及びトリフルオロアセチル(COCF)からなる群から独立して選択される)の少なくとも1つ、又はそれらの組み合わせを含む、食品添加剤、又は栄養調製物。
  15. 前記β−1,2−結合マンノオリゴ糖化合物の各Rがアセチル(COCH)である、請求項14に記載の食品添加剤、又は栄養調製物。
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