JP6472750B2 - がん処置のためのオピオイド類と抗がん薬との組み合わせ - Google Patents

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Description

本発明は、オピオイドレセプターアゴニストと抗がん化合物との組み合わせに基づいてがん患者を処置するための新規ストラテジーに関する。
発明の背景
がんは、細胞分化の喪失によって特徴付けられる組織の異常な成長として定義され得る。この用語は、原発部位から他の身体部分に未分化細胞が侵襲的に広がり、そこでさらに未分化細胞の複製が起こり、最終的には、組織および器官の正常な機能が妨害される、大きな疾患群を包含する。
がんは、本来、環境病であり、症例の90〜95%は環境要因のせいであり、5〜10%が遺伝に起因する。がん研究者が使用するとき、環境とは、単に汚染ではなく、遺伝的に受け継がれない任意の原因を意味する。がん死亡に関与する一般的な環境要因としては、喫煙(25〜30%)、食事および肥満(30〜35%)、感染症(15〜20%)、放射線(電離と非電離の両方、最大10%)、ストレス、身体活動の不足、ならびに環境汚染物質が挙げられる。
がんは、毎年、300万を超える新規症例および170万の死亡数であるにもかかわらず、欧州において、2番目に重要な死因および罹患率である。世界規模では、がんは、2004年に740万の死亡数(全体のおよそ13%)を占めた。
がん死亡の40%超は、予防できるにもかかわらず、がんは、欧州地域において死因の第1位であり、全体の20%の原因である。著しいことに、欧州は、全世界の人口のたった8分の1しか構成していないが、世界のがんの全症例のおよそ4分の1:1年あたり約320万人の新規患者を有する。
がんの最も一般的な形態は、前立腺がん、直腸結腸がん、乳がん、白血病および肺がんだった。75歳未満でがんになるリスクは、26.5%、すなわち、およそ4人に1人である。しかしながら、上記の欧州の人口は、高齢化しているので、がんの新規症例の割合も、上昇すると予想される。
各がんは、未分化細胞の増殖の部位、性質および臨床上の原因によって特徴付けられるが、がんのイニシエーションに関する根底にある機序は、完全に理解されていない。
がんは、通常、化学療法、放射線療法(radiation therapy)および手術によって処置される。手術に加えて化学療法は、乳がん、直腸結腸がん、膵がん、骨原性肉腫、精巣がん、卵巣がんおよびある特定の肺がんを含むいくつかの異なるがんタイプにおいて有用であることが立証されている。放射線療法は、がんの症状を治癒させるためまたは改善するために電離放射線の使用を伴う。放射線療法は、全症例の約半数において使用され、その放射線は、近接照射療法の形態では内部線源から、または外部線源からであり得る。放射線は、代表的には、手術およびまたは化学療法に加えて使用されるが、初期の頭頸部がんなどのある特定のタイプのがんの場合は、単独で使用されることがある。有痛性の骨転移の場合、約70%の人において有効であることが見出されている。
数多くの治療ストラテジーがあるにもかかわらず、現在の処置の選択肢で効果的に処置できない腫瘍がなおも存在する。さらに、放射線療法および化学療法の有効性は、身体の他の組織に対する毒性によって限定されることが多い。さらに、抗がん治療は、放射線療法および/または化学療法に対する腫瘍細胞の抵抗性が原因で効果的でないことが多い。
したがって、腫瘍学では、がん処置をより効果的にする新規ストラテジーが大いに必要とされている。特に、がん患者を処置するための新規手段を提供することが、本発明の目的である。
発明の要旨
この目的は、がんを処置するためにオピオイドレセプターアゴニストと抗がん薬との組み合わせを使用することによって解決され、ここで、この組み合わせは、本発明の請求項1に記載の特定の投与スキームで与えられる。
第1の態様において、本発明は、がんの処置において使用するための、オピオイドレセプターアゴニストと少なくとも1つの抗がん因子との組み合わせに関し、ここで、
(a)前記オピオイドレセプターアゴニストは、少なくとも1週間にわたって治療的に有効な血漿レベルを確立するために1またはそれより多くの用量で患者に投与され、
(b)化学療法剤、細胞傷害剤、細胞分裂抑制剤、免疫毒性剤および/または照射療法(radiotherapy)からなる群より選択される少なくとも1つの抗がん因子は、ある期間を治療的に有効な血漿レベルで確立するために投与され、
(c)前記a)およびb)の期間は、重複する。
この併用療法は、オピオイドレセプターアゴニストが抗がん因子とともに、がん細胞をより効果的に殺滅するという予想外の知見に基づく。さらに、本発明者らは、オピオイドレセプターアゴニストと抗がん因子との相互作用が、図26に図示されるような自己強化(self−reinforcing)フィードバックループであることを示すことができた。このループの第1の経路では、オピオイドレセプターアゴニストが、抗がん薬の細胞取り込みを増強し、抗がん薬の流出を阻害する。前記ループの第2の経路では、蓄積した抗がん薬が、がん細胞の表面上におけるオピオイドレセプターの発現を増加させる。ゆえに、オピオイドレセプターアゴニストと抗がん因子の両方が、それらの細胞傷害性の潜在能力をより高い程度に発揮し得る。
さらに、本発明は、がん細胞の細胞表面上に発現されるオピオイドレセプターの量が、異なるがんタイプの間で様々であり、また、個体間の差異も示し、この表面会合型のオピオイドレセプターの発現が、抗がん因子によって増加され得るという予想外の知見に基づく。例えば、ドキソルビシン、イダルビシン、エピルビシン、ダウノルビシン、カルボプラチン、オキサリプラチン、シスプラチン、エトポシド、メトトレキサート、シタラビン、テニポシド、リツキシマブ、フルダラビンは、がん細胞の細胞表面上に発現されるオピオイドレセプターの数の増加を誘導することができる。
大規模なインビトロ実験およびインビボ実験によって、種々のがんタイプが本発明の併用療法の対象となり得ることを示すことができた。さらにまた、種々の抗がん薬および種々のオピオイド類が、上に記載されたフィードバックループにおいて有効であることが立証された。
ゆえに、本発明に係るオピオイドレセプターアゴニストと抗がん薬との併用療法は、以下の方法のうちの1つまたはそれより多くによってがん治療を改善し得る:
・オピオイドレセプターのアップレギュレーションに起因して、以前のオピオイド非感受性がんタイプが、オピオイドレセプターアゴニスト治療の対象になり得る。
・オピオイドレセプターアゴニストによって誘導される、抗がん薬の細胞内蓄積(抗がん薬の取り込みの増加もしくは流出の減少または両方の組み合わせによって)に起因して、その処置の有効性が増強される。
・これにより、従来の治療的な抗がんアプローチによって処置可能でないかまたは効果的に処置可能でないがんタイプの治療をもたらすことができた。
・さらに、これにより、抗がん薬の用量を減少させることが可能になり、化学療法の安全性および患者の服薬率が高まるだろう。
・最終的には、抵抗性のがん細胞が、抗がん処置に対して再度高感度化され得る。
・さらに、販売中の数多くのオピオイド類および数多くの抗がん薬が、高められた有効性および/または安全性のおかげで、改善された処置になり得る新しい薬の組み合わせに対して道を開く。
特定の実施形態では、例えば以下が提供される:
(項目1)
がんの処置において使用するための、オピオイドレセプターアゴニストと少なくとも1つの抗がん因子との組み合わせであって、ここで、
(a)前記オピオイドレセプターアゴニストは、少なくとも1週間にわたって治療的に有効な血漿レベルを確立するために1またはそれより多くの用量で患者に投与され、
(b)化学療法剤、細胞傷害剤、細胞分裂抑制剤、免疫毒性剤および/または照射療法からなる群より選択される少なくとも1つの抗がん因子は、ある期間を治療的に有効な血漿レベルで確立するために投与され、
(c)前記a)およびb)の期間は、重複する、
組み合わせ。
(項目2)
前記抗がん因子および前記オピオイドレセプターアゴニストが、同時にまたは逐次投与される、項目1に記載の組み合わせ。
(項目3)
前記オピオイドレセプターアゴニストが、細胞増殖を阻害することができ、かつ/または細胞死を誘導することができる、項目1または2に記載の組み合わせ。
(項目4)
前記患者が、抗がん因子を含む前処置を受けたことがある、項目1〜3のいずれかに記載の組み合わせ。
(項目5)
治療的に妥当な用量を提供する前記オピオイドレセプターアゴニストに対する投与期間が、少なくとも2週間、より好ましくは4週間であり、なおもより好ましくは、長期間処置を表す、上記の項目のいずれかに記載の組み合わせ。
(項目6)
前記オピオイドレセプターアゴニストが、
i.メタドン群の化合物、例えば、D/L−メタドン、D−メタドン、L−メタドン、ノルメタドン、
ii.フェンタニル誘導体、例えば、フェンタニル、スフェンタニルおよびカルフェンタニル;
iii.モルフィナン化合物、例えば、モルヒネ、コデイン、ヘロイン、デキストラロルファン、デキストロメトルファン、デキストロファノール、ジメモルファン、レバロルファン、レボフレチルノルモルファノール、レボメトルファン、レボフェナシルモルファン、レボルファノール、メトルファン、モルファノール、オキシロルファン、フェノモルファンおよびキソルファノール、
iv.ベンゾモルファン誘導体、例えば、5,9−DEHB、アラゾシン、アナゾシン、ブレマゾシン、ブチナゾシン、カルバゾシン、コガゾシン、シクラゾシン、デゾシン、エプタゾシン、エタゾシン、エチルケトシクラゾシン、フルオロフェン、ゲマゾシン、イバゾシン、ケタゾシン、メタゾシン、モキサゾシン、ペンタゾシン、フェナゾシン、クアダゾシン、チアゾシン、トナゾシン、ボラゾシンおよび8−CAC;
v.4−フェニルピペリジン誘導体、例えば、ペチジン、ケトベミドン、アニレリジン、ピミノジン、フェノペリジン、フレチジン、アルファ−プロジン、トリメペリジン、ならびに4−フェニルピロリジン誘導体、例えば、プロファドール(profadol)および4−フェニルアゼパン誘導体、例えば、メプタジノール、
vi.シクロヘキサン誘導体、例えば、チリジン、U−50488、トラマドールおよびタペンタドール
vii.内因性オピオイド類、例えば、エンドルフィン類、エンケファリン類、ダイノルフィン類、ノシセプチン、デルモルフィン類、モルフィセプチン、エンドモルフィン類、およびタンパク質プロオピオメラノコルチン(POMC)に由来するフラグメント
からなるリストより選択される、上記の項目のいずれかに記載の組み合わせ。
(項目7)
前記オピオイドレセプターアゴニストが、前記メタドン群に属する、上記の項目のいずれかに記載の組み合わせ。
(項目8)
前記オピオイドレセプターアゴニストが、D/Lメタドンであり、好ましくは、その塩酸塩の形態である、項目7に記載の組み合わせ。
(項目9)
前記抗がん因子が、
i.インターカレート物質、例えば、アントラサイクリン、ドキソルビシン、イダルビシン、エピルビシンおよびダウノルビシン;
ii.トポイソメラーゼ阻害剤、例えば、イリノテカン、トポテカン、カンプトテシン、ラメラリンD、エトポシド、テニポシド、ミトキサントロン、アムサクリン、エリプチシン類およびアウリントリカルボン酸;
iii.ニトロソ尿素化合物、例えば、カルムスチン(BCNU)、ロムスチン(CCNU)、ストレプトゾシン;
iv.ナイトロジェンマスタード類、例えば、シクロホスファミド、メクロレタミン、ウラムスチン、ベンダムスチン、メルファラン、クロラムブシル、マホスファミド、トロホスファミドおよびイホスファミド;
v.スルホン酸アルキル類、例えば、ブスルファンおよびトレオスルファン;
vi.アルキル化剤、例えば、プロカルバジン、ダカルバジン、テモゾロミドおよびチオテパ;
vii.白金アナログ、例えば、シスプラチン、カルボプラチン、ネダプラチン、オキサリプラチン、サトラプラチンおよびトリプラチンテトラニトレート;
viii.微小管破壊薬、例えば、ビンブラスチン、コルセミドおよびノコダゾール;
ix.メトトレキサート、アミノプテリン、ジクロロメトトレキサート、ペメトレキセド、ラルチトレキセドおよびプララトレキサートのような葉酸代謝拮抗薬:
x.アザチオプリン、メルカプトプリン、チオグアニン、フルダラビン、リン酸フルダラビン、ペントスタチンおよびクラドリビンのようなプリンアナログ;
xi.5−フルオロウラシル、フロクスウリジン、シタラビン、6−アザウラシル、ゲムシタビンのようなピリミジンアナログ;
xii.ゲスターゲン、アンドロゲン、糖質コルチコイド類、デキサメタゾン、プレドニゾロンおよびプレドニゾンのようなステロイドホルモン;
xiii.抗がん抗体、例えば、モノクローナル抗体、放射活性的に標識された抗体および抗体−薬物結合体;
xiv.抗がんペプチド、例えば、放射活性的に標識されたペプチドおよびペプチド−薬物結合体;
xv.アルファ、ベータもしくはガンマ線照射、電子粒子、または放射活性的に標識された化合物;
xvi.タキサン、ならびにパクリタキセルおよびドセタキセルのようなタキサンアナログ
からなるリストより選択される、上記の項目のいずれかに記載の組み合わせ。
(項目10)
前記抗がん因子が、メトトレキサート、シタラビン、シスプラチン、テモゾロミド、エトポシド、ビンクリスチン、チオグアニン、ゲムシタビン、ベータ線照射またはガンマ線照射、特に、ドキソルビシン、シスプラチン、オキサリプラチン、リツキシマブまたはトラスツズマブである、上記の項目のいずれかに記載の組み合わせ。
(項目11)
患者が、疾病および関連保健問題の国際統計分類の第10回目の修正版(ICD−10)に従って分類される新生物に罹患しており、前記新生物は、クラスC00〜C97の悪性新生物、クラスD00〜D09の上皮内新生物、クラスD10〜D36の良性新生物およびクラスD37〜D48の性状不詳または不明の新生物からなる群からの新生物である、上記の項目のいずれかに記載の組み合わせ。
(項目12)
患者が、膵臓癌腫、肝芽腫、結腸癌腫、(小細胞肺がん、メラノーマ、乳癌腫、卵巣癌腫、前立腺癌腫、神経膠芽腫、急性リンパ芽球性白血病、急性骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性リンパ性白血病、白血病の原型、ヘアリーセル白血病、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、神経膠芽腫起源幹細胞、腫瘍幹細胞および多発性骨髄腫からなる群からの新生物に罹患している、項目11に記載の組み合わせ。
(項目13)
前記患者が、内因性抵抗性または獲得抵抗性のいずれかを示す、前述の項目のいずれかに記載の組み合わせ。
(項目14)
前記患者が、次の抵抗性:
i.アポトーシス抵抗性
ii.多剤抵抗性
iii.抗がん薬抵抗性
iv.細胞傷害薬抵抗性
v.活性酸素種に対する抵抗性
vi.DNA傷害剤に対する抵抗性
vii.毒性のある抗体に対する抵抗性
viii.ドキソルビシンまたはリツキシマブ抵抗性
ix.シスプラチン抵抗性
x.テモゾロミド抵抗性
xi.HER2標的化治療、例えば、トラスツズマブ処置に対する抵抗性
xii.特に、以下の原薬:メトトレキサート、シタラビン、シスプラチン、エトポシド、ビンクリスチン、パクリタキセル、カルボプラチン、シスプラチン、オキサリプラチン、ゲムシタビン、テモゾロミド、チオグアニン、テニポシド、デキサメタゾン、プレドニゾロン、シクロホスファミド、ジホスファミド、ドキソルビシン、エピルビシン、イダルビシン、ダウノルビシン、メルカプトプリンおよびフルダラビンのうちの1つまたはそれより多くに対する単一抵抗性または交差抵抗性
xiii.照射抵抗性(例えば、アルファ、ベータ、ガンマまたはオージェ電子)
のうちの1つまたはそれより多くを示す、項目13に記載の組み合わせ。
(項目15)
前記抗がん因子が、前記抗がん因子だけを使用してがんを処置する場合の推奨用量に等しいかまたはそれ未満の用量で与えられる、上記の項目のいずれかに記載の組み合わせ。
(項目16)
前記抗がん因子が、前記抗がん因子だけを使用してがんを処置する場合の推奨用量の3分の1、好ましくは、30分の1、より好ましくは、100分の1の用量で与えられる、項目15に記載の組み合わせ。
(項目17)
少なくとも1つのさらなるオピオイドレセプターアゴニストが、前記患者に投与される、上記の項目のいずれか1項に記載の組み合わせ。
(項目18)
前記オピオイドモルヒネが、さらなるオピオイドフェンタニルとともに前記患者に投与される、項目17に記載の組み合わせ。
(項目19)
上記の項目のいずれかに記載の組み合わせを選択するためおよび/または前記組み合わせの中で使用される前記薬物の用量を選択するための方法であって、前記方法は、以下の工程:
(a)好ましくはがん生検材料または液体サンプル(例えば、血液、羊水、胸膜液、脳脊髄液または腹水)から単離された、がん細胞、細胞株または初代細胞のインビトロ培養物を提供する工程;
(b)必要に応じて、工程(a)からの細胞をオピオイドレセプターの発現について試験する工程;
(c)工程(a)からの細胞をオピオイドアゴニストもしくは少なくとも1つの抗がん薬またはそれらの組み合わせで処置する工程;
(d)前記細胞を細胞死/生存率および/またはオピオイドレセプターの発現について解析する工程、
(e)前記オピオイドレセプター/抗がん薬の組み合わせを、および好ましくは、前記組み合わせに対する用量を細胞死/生存率または増殖阻害の所望の程度に基づいて選択する工程;ならびに/または
(f)前記抗がん因子を、および好ましくは、オピオイドレセプター誘導の所望の程度を示す前記抗がん因子に対する用量を選択する工程
を含む、方法。
(項目20)
がんを処置するためのオピオイドレセプターアゴニストを選択するため、および好ましくは、前記オピオイドレセプターアゴニストに対する処置用量を選択するための方法であって、前記方法は、以下の工程:
(a)好ましくはがん生検材料または液体サンプル(例えば、血液、羊水、胸膜液、脳脊髄液または腹水)から単離された、がん細胞、細胞株または初代細胞のインビトロ培養物を提供する工程;
(b)必要に応じて、工程(a)からの細胞をオピオイドレセプターの発現について試験する工程;
(c)工程(a)からの細胞を処置する工程;
(d)前記細胞を細胞死/生存率について解析する工程;
(e)前記オピオイドレセプター/抗がん薬の組み合わせを、および好ましくは、前記組み合わせに対する用量を細胞死/生存率または増殖阻害の所望の程度に基づいて選択する工程;ならびに/または
(f)前記オピオイドレセプターアゴニストを、および好ましくは、細胞死誘導の所望の程度を示す前記オピオイドレセプターアゴニストに対する用量を選択する工程
を含む、方法。
D,L−メタドンは、オピオイドレセプターのクリティカルな発現レベルに応じて、エキソビボにおいてALL細胞を殺滅する。(A)ヒトALL−SCID6およびALL−SCID3、異種移植されたマウスに由来するALL−SCID7およびプレ−B−ALL−SCIDは、異なるレベルのオピオイドレセプターをそれらの細胞表面上に示す。ALL−SCID6、ALL−SCID3およびALL−SCID7を、ナロキソン−フルオレセインで染色して、フローサイトメトリーによってオピオイドレセプターの発現を測定し(OR,太い黒色曲線)、解析した。コントロール(Co)は、細い黒色曲線として示されている。(B)ALL−SCID6、ALL−SCID3、ALL−SCID7およびプレ−B−ALL−SCIDを、種々の濃度のD,L−メタドンで処置した(示されているとおり)。24時間後および48時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、FSC/SSC解析によって測定した。特定のアポトーシスのパーセンテージを、以下のとおり計算した:100×[実験で死んだ細胞(%)−培地中の自発的に死んだ細胞(%)]/[100%−培地中の自発的に死んだ細胞(%)]。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。 D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置は、中程度の量のオピオイドレセプターを発現しているALL細胞においてアポトーシスを誘導する。(A)種々のBCP−ALL細胞株(Tanoue、Nalm6およびReh)は、中程度の数のオピオイドレセプターをそれらの細胞表面上に発現している。Tanoue、Nalm6およびRehを、ナロキソン−フルオレセインで染色して、フローサイトメトリーによってオピオイドレセプター発現を測定し(OR,太い黒色曲線)、解析した。コントロール(Co)は、細い黒色曲線として示されている。(B)BCP−ALL細胞株(Tanoue、Nalm6およびReh)を、種々の濃度のD,L−メタドン(示されているとおり)の単独(−Doxo,白色の棒)、ドキソルビシンの単独、またはドキソルビシンに加えてD,L−メタドン(示されているとおり)(+Doxo,黒色の棒)で処置した。細胞株Tanoueに対して、本発明者らは、ドキソルビシンを0.06μg/mLの濃度で使用し、Nalm6およびRehに対して、0.01μg/mLの濃度で使用した。刺激の120時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。(C)D,L−メタドンは、エキソビボにおいて、異種移植片由来のBCP−ALL患者細胞のドキソルビシン感度を強く増強する。異種移植片由来のBCP−ALL細胞(プレ−B−ALL−SCID)を、種々の濃度のD,L−メタドン(示されているとおり)の単独(−Doxo,白色の棒)、0.01μg/mLドキソルビシンの単独、またはドキソルビシンに加えてD,L−メタドン(+Doxo,黒色の棒)で処置した。刺激の48時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、FSC/SSC解析によって測定した。特定のアポトーシスのパーセンテージを、図1Bに記載されたように計算した。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。 ドキソルビシンと組み合わせたD,L−メタドンは、インビトロにおいて、中程度の量のオピオイドレセプターを発現しているBCP−ALL細胞におけるアポトーシス経路の不十分な活性化を回復させる。(A)D,L−メタドンとドキソルビシンとの同時処置は、カスパーゼ活性化を誘発する。BCP−ALL細胞株Tanoueを、D,L−メタドン(示されているとおり)の単独(−Doxo)、0.06μg/mLのドキソルビシン(+Doxo)の単独またはドキソルビシンに加えてD,L−メタドン(示されているとおり)(+Doxo)で処置した。120時間後、カスパーゼ−2、カスパーゼ−9、カスパーゼ−3およびPARPに対するウエスタンブロット解析を行った。約48kDaにおいて、プロカスパーゼ−2のダウンレギュレーションが検出された。カスパーゼ−9の活性型フラグメントが、約37kDaにおいて検出され、カスパーゼ−3の活性型フラグメントが、約19kDaおよび約17kDaにおいて検出され、PARP切断が、約85kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。(B)D,L−メタドンおよびドキソルビシンによって誘導されるアポトーシスは、カスパーゼ活性化に依存する。細胞株Tanoueを50μMのカスパーゼ阻害剤zVAD.fmkとともに1時間プレインキュベーション(白色の棒)した後、または前処置なしで(黒色の棒)、D,L−メタドン(示されているとおり)を0.06μg/mLのドキソルビシンと組み合わせて加えた。刺激の120時間後に、FSC/SSC解析によって、アポトーシス誘導を検出した。特定のアポトーシスのパーセンテージを、図1Bに記載されたように計算した。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。(C)D,L−メタドンとドキソルビシンとの同時処置によるXIAPおよびBcl−xのダウンレギュレーション。細胞株Tanoueを、D,L−メタドン(示されているとおり)の単独(−Doxo)、0.06μg/mLのドキソルビシン(+Doxo)の単独、またはドキソルビシンに加えてD,L−メタドン(示されているとおり)(+Doxo)で処置した。120時間後、XIAPおよびBcl−xに対するウエスタンブロット解析を行った。XIAPは、58kDaにおいて検出され、Bcl−xは、約30kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。 ドキソルビシンは、オピオイドレセプターの発現を増強するのに対し、D,L−メタドンは、ドキソルビシンの取り込みを増強し、その流出を阻害する。(A)ドキソルビシンは、細胞表面上のオピオイドレセプター発現を増強する。BCP−ALL細胞株Tanoueを、0.06μg/mLのドキソルビシンで96時間処置した。ドキソルビシンで処置された細胞(+Doxo)および未処置の細胞(−Doxo)をナロキソン−フルオレセインで染色した後、相対的な蛍光強度をフローサイトメトリーで計測した。細胞の自己蛍光(−Doxo)およびドキソルビシン蛍光(+Doxo)を減算した後の、オピオイドレセプター発現のX倍増加が示されている。(B)D,L−メタドンは、ドキソルビシンの取り込みを増強し、その流出を阻害する。BCP−ALL細胞株Tanoueを、0.3μg/mLのドキソルビシン(Doxo)の単独またはドキソルビシンと10μg/mLのD,L−メタドンとの組み合わせ(Doxo+メタドン)で24時間前処理した。フローサイトメトリーを使用して、24時間後に、最大のドキソルビシン細胞取り込みを、細胞内のドキソルビシン蛍光によって解析した(0h,最大取り込み)。ドキソルビシンで処置された細胞を洗浄した後、細胞を未処置のまま放置するか(Doxo)、または10μg/mLのD,L−メタドンで処置し(Doxo+メタドン)、種々の時間にわたってインキュベートした(8h、24h)。フローサイトメトリーを使用して、8時間後および24時間後に、ドキソルビシンの流出を、細胞内のドキソルビシン蛍光によって解析した。値は、平均蛍光強度+/−SEである。 D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置によって誘導されるアポトーシスは、cAMPのダウンレギュレーションを介したオピオイドレセプターの引き金作用に依存する。(A)オピオイドレセプターの引き金作用の阻害は、D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置によって媒介されるアポトーシス誘導を阻害する。BCP−ALL細胞株Tanoueを、60μg/mLのナロキソン(ナロキソン)、3μg/mLのD,L−メタドン(D,L−メタドン)および0.06μg/mLのドキソルビシン(Doxo)の単独または示されるとおりの種々の組み合わせとともにインキュベートした。96時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、FSC/SSC解析によって測定した。(B)オピオイドレセプターの引き金作用の阻害は、D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置によって媒介されるカスパーゼ活性化を阻害する。BCP−ALL細胞株Tanoueを、60μg/mLのナロキソン(ナロキソン)、3μg/mLのD,L−メタドン(D,L−メタドン)および0.06μg/mLのドキソルビシン(Doxo)の単独または示されるとおりの種々の組み合わせとともにインキュベートした。カスパーゼ−2、カスパーゼ−9、カスパーゼ−3およびPARPに対するウエスタンブロット解析を、インキュベーションの96時間後に行った。プロカスパーゼ−2のダウンレギュレーションが、約48kDaにおいて検出された。カスパーゼ−9の活性型フラグメントは、約37kDaにおいて検出され、カスパーゼ−3の活性型フラグメントは、約19kDaおよび約17kDaにおいて検出され、PARP切断は、約85kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。(C)ホスホジエステラーゼ活性の抑制を介したcAMPレベルの上昇は、アポトーシスを阻害する。BCP−ALL細胞株Tanoueを、200μM 3−イソブチル−1−メチルキサンチン(IBMX)、3μg/mLのD,L−メタドン(D,L−メタドン)および0.06μg/mLのドキソルビシン(Doxo)の単独または示されるとおりの種々の組み合わせとともに96時間インキュベートした。(D)オピオイドレセプターからの阻害性Gタンパク質の脱共役は、アデニリルシクラーゼの阻害を妨げることによって、アポトーシスを阻害する。BCP−ALL細胞株Tanoueを、20ng/mLの百日咳毒素(PTX)、3μg/mLのD,L−メタドン(D,L−メタドン)および0.06μg/mLのドキソルビシン(Doxo)の単独または示されるとおりの種々の組み合わせとともにインキュベートした。96時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、FSC/SSC解析によって測定した。アポトーシス細胞の割合をFSC/SSC解析によって計測した。特定のアポトーシスのパーセンテージを、図1Bに記載されたように計算した。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。 D,L−メタドンは、白血病異種移植片の成長を阻害し、ドキソルビシン感度を高める。患者由来のT−ALLのインビボ継代のフラグメント(ALL−SCID6,図1も参照のこと)を、雄のNSGマウスに移植した。マウスを、D,L−メタドン単独(n=8,経口的、1〜76日目、D,L−メタドン)、ドキソルビシン単独(n=8,i.v.46、53、60、76日目、ドキソルビシン)またはD,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置(n=8,D,L−メタドン+Doxo)で処置した。D,L−メタドンは、20から120mg/kg/日まで毎週増加させて使用し、ドキソルビシンは、3mg/kgの用量で使用した。コントロール群として、異種移植されたマウスを、食塩水中の10%Tween80でi.v.処置した(n=8,ビヒクル)。移植後76日間にわたって、腫瘍の成長、体重および健康状態についてすべてのマウスをモニターした。ビヒクルに対して有意(p<0.05,マン・ホイットニーU検定)。 オピオイドレセプターのシグナル伝達。D,L−メタドンのようなアゴニストによるオピオイドレセプター(OR)の刺激は、阻害性Gタンパク質の活性化をもたらす。そのαサブユニットは、アデニリルシクラーゼ(AC)を不活性化し、細胞内のcAMPレベルを低下させ、それにより、いくつかの異なる調節因子によって媒介され得るアポトーシスに至る。また、そのGタンパク質のβγ−サブユニットは、Ca2+チャネルの阻害およびKチャネルの活性化のような、異なるエフェクターの活性を調節する。 神経膠芽腫細胞上でのオピオイドレセプターの発現。神経膠芽腫細胞株U118MGおよびA172を、ナロキソンフルオレセインで染色して、フローサイトメトリーによってオピオイドレセプターの発現(OR,太い黒色曲線)を測定し、解析した。コントロール(Co)は、細い黒色曲線として示されている。 D,L−メタドンは、神経膠芽腫細胞をドキソルビシン処置に対して高感度化する。神経膠芽腫細胞A172を、3μg/mLのD,L−メタドンの単独、0.1μg/mLのドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo)の単独または0.1μg/mLのドキソルビシンと組み合わせた3μg/mLのD,L−メタドン(Doxo+D,L−メタドン)とともにインキュベートした。コントロールは、未処置の神経膠芽腫細胞である。144時間後、光学顕微鏡写真を撮影した。A172と3μg/mLのD,L−メタドンおよび0.1μg/mLのドキソルビシンとの同時処置により、底(ground)からの細胞の剥離、膜ブレブ形成および細胞収縮がもたらされた。 D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置は、神経膠芽腫細胞においてアポトーシスを誘導する。A172およびU118MG神経膠芽腫細胞を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)の単独(培地,白色の棒)、ドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo,黒色の棒)の単独、またはドキソルビシンに加えて種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)(0.1μg/mL Doxo,黒色の棒)で処置した。120時間後および144時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。特定のアポトーシスのパーセンテージを、以下のとおり計算した:100×[実験で死んだ細胞(%)−培地中の自発的に死んだ細胞(%)]/[100%−培地中の自発的に死んだ細胞(%)]。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。類似の結果が、3つの独立した実験において得られた。 D,L−メタドンは、初代ヒト神経膠芽腫細胞をドキソルビシン処置に対して高感度化する。(A)初代ヒト神経膠芽腫細胞を、ナロキソンフルオレセインで染色して、フローサイトメトリーによってオピオイドレセプター発現(OR,太い黒色曲線)を測定し、解析した。コントロール(Co)は、細い黒色曲線として示されている。(B)初代ヒト神経膠芽腫細胞を、種々の濃度のD,L−メタドン(3、1μg/mL)の単独(培地,白色の棒)、0.1μg/mLのドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo,黒色の棒)の単独、または0.1μg/mLのドキソルビシンに加えてD,L−メタドン(3、1μg/mL)(0.1μg/mL Doxo,黒色の棒)で処置した。120時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。特定のアポトーシスのパーセンテージを、図1cに記載されたように計算した。棒,3つ組の平均値,バー,SD<10%。類似の結果が、3つの独立した実験において得られた。 D,L−メタドンは、神経膠芽腫起源幹細胞をドキソルビシン処置に対して高感度化する。(A)神経膠芽腫起源幹細胞を、ナロキソンフルオレセインで染色して、フローサイトメトリーによってオピオイドレセプター発現(OR,太い黒色曲線)を測定し、解析した。コントロール(Co)は、細い黒色曲線として示されている。(B)神経膠芽腫起源幹細胞を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)の単独(培地,白色の棒)、0.1μg/mLのドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo,黒色の棒)の単独、または0.1μg/mLのドキソルビシンに加えてD,L−メタドン(3、1μg/mL)(0.1μg/mL Doxo,黒色の棒)で処置した。144時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。特定のアポトーシスのパーセンテージを、図1cに記載されたように計算した。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。類似の結果が、3つの独立した実験において得られた。 図13。D,L−メタドンとドキソルビシンとの同時処置を用いる神経膠芽腫細胞の細胞死誘導は、カスパーゼ活性化に依存する。(A)D,L−メタドンは、神経膠芽腫細胞における不十分なカスパーゼ活性化をドキソルビシンによって回復させた。A172を、種々の濃度のD,L−メタドン(3、1μg/mL)の単独、0.1μg/mLのドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo)の単独、またはドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo)に加えて種々の濃度のD,L−メタドン(3、1μg/mL)で処置した。144時間後、カスパーゼ−10、−2、−9、−3およびPARPに対するウエスタンブロット解析を行った。プロカスパーゼ−10のダウンレギュレーションが、約58kDaにおいて、プロカスパーゼ−2のダウンレギュレーションが、約48kDaにおいて、検出された。カスパーゼ−9の活性型フラグメントは、約37kDaにおいて、カスパーゼ−3の活性型フラグメントは、約17kDaにおいて、PARP切断は、約85kDaにおいて、検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。(B)カスパーゼの広域性阻害剤であるzVAD.fmkによるカスパーゼ活性化の阻害は、A172細胞においてD,L−メタドンとドキソルビシンとの同時処置によって誘導されるアポトーシスを阻止する。神経膠芽腫細胞A172を、50μmol/LのzVAD.fmkの非存在下(培地,黒色の棒)または存在下(白色棒,50μmol/mL zVAD.fmk)において、0.1μg/mLのドキソルビシン(+0.1μg/mL Doxo)と組み合わせた種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)で処置した。120時間後および144時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。特定のアポトーシスのパーセンテージを、図1cに記載されたように計算した。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。類似の結果が、3つの独立した実験において得られた。(C)ドキソルビシンと組み合わせてD,L−メタドンを使用することによる、神経膠芽腫細胞におけるXIAPおよびBcl−xのダウンレギュレーション。神経膠芽腫細胞A172を、種々の濃度のD,L−メタドン(3、1μg/mL)の単独、0.1μg/mLのドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo)の単独、またはドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo)に加えてD,L−メタドン(3、1μg/mL)で144時間処置した。XIAPおよびBcl−xに対するウエスタンブロット解析を行った。XIAPは、58kDaにおいて検出され、Bcl−xは、30kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。 図13。D,L−メタドンとドキソルビシンとの同時処置を用いる神経膠芽腫細胞の細胞死誘導は、カスパーゼ活性化に依存する。(A)D,L−メタドンは、神経膠芽腫細胞における不十分なカスパーゼ活性化をドキソルビシンによって回復させた。A172を、種々の濃度のD,L−メタドン(3、1μg/mL)の単独、0.1μg/mLのドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo)の単独、またはドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo)に加えて種々の濃度のD,L−メタドン(3、1μg/mL)で処置した。144時間後、カスパーゼ−10、−2、−9、−3およびPARPに対するウエスタンブロット解析を行った。プロカスパーゼ−10のダウンレギュレーションが、約58kDaにおいて、プロカスパーゼ−2のダウンレギュレーションが、約48kDaにおいて、検出された。カスパーゼ−9の活性型フラグメントは、約37kDaにおいて、カスパーゼ−3の活性型フラグメントは、約17kDaにおいて、PARP切断は、約85kDaにおいて、検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。(B)カスパーゼの広域性阻害剤であるzVAD.fmkによるカスパーゼ活性化の阻害は、A172細胞においてD,L−メタドンとドキソルビシンとの同時処置によって誘導されるアポトーシスを阻止する。神経膠芽腫細胞A172を、50μmol/LのzVAD.fmkの非存在下(培地,黒色の棒)または存在下(白色棒,50μmol/mL zVAD.fmk)において、0.1μg/mLのドキソルビシン(+0.1μg/mL Doxo)と組み合わせた種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)で処置した。120時間後および144時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。特定のアポトーシスのパーセンテージを、図1cに記載されたように計算した。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。類似の結果が、3つの独立した実験において得られた。(C)ドキソルビシンと組み合わせてD,L−メタドンを使用することによる、神経膠芽腫細胞におけるXIAPおよびBcl−xのダウンレギュレーション。神経膠芽腫細胞A172を、種々の濃度のD,L−メタドン(3、1μg/mL)の単独、0.1μg/mLのドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo)の単独、またはドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo)に加えてD,L−メタドン(3、1μg/mL)で144時間処置した。XIAPおよびBcl−xに対するウエスタンブロット解析を行った。XIAPは、58kDaにおいて検出され、Bcl−xは、30kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。 D,L−メタドンは、神経膠芽腫起源幹細胞におけるアポトーシス経路の不十分な活性化をドキソルビシンによって逆転させた。(A)神経膠芽腫起源幹細胞を、D,L−メタドン(3μg/mL)の単独、0.1μg/mLのドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo)の単独、またはドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo)に加えてD,L−メタドン(3μg/mL)で処置した。144時間後、カスパーゼ−10、−2、−9、−3およびPARPに対するウエスタンブロット解析を行った。プロカスパーゼ−10のダウンレギュレーションは、約58kDaにおいて、プロカスパーゼ−2のダウンレギュレーションは、約48kDaにおいて検出された。カスパーゼ−9の活性型フラグメントは、約37kDaにおいて、カスパーゼ−3の活性型フラグメントは、約19kDaおよび約17kDaにおいて、PARP切断は、約85kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。(B)神経膠芽腫起源幹細胞を、D,L−メタドン(3μg/mL)の単独、0.1μg/mLのドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo)の単独、またはドキソルビシン(0.1μg/mL Doxo)に加えてD,L−メタドン(3μg/mL)で144時間処置した。XIAP、Bcl−xおよびBcl−xに対するウエスタンブロット解析を行った。XIAPは、58kDaにおいて検出され、Bcl−Xは、30kDaにおいて検出され、Bcl−xは、27kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。 D,L−メタドンは、ドキソルビシンの取り込みを増強し、その流出を阻害する。(A)D,L−メタドンは、神経膠芽腫細胞株A172においてドキソルビシン蓄積を増強する。A172を、0.3μg/mLのドキソルビシンの単独とともに、または10μg/mLのD,L−メタドンと組み合わせてインキュベートした。4、8および24時間のインキュベーションの後、ドキソルビシンの蛍光強度(Doxo)を、フローサイトメトリー解析を使用して計測した。グラフでは、相対的なドキソルビシンの取り込みが示されている。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。類似の結果が、3つの独立した実験において得られた。(B)A172を、0.3μg/mLのドキソルビシンとともに4時間インキュベートした。ドキソルビシン含有培地を洗浄した後(0時間)の異なる時点において(4、8および24h)、ドキソルビシンの蛍光強度を、フローサイトメトリー解析を用いて計測した。グラフでは、相対的なドキソルビシン含有量が示されている。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。類似の結果が、3つの独立した実験において得られた。 1ドキソルビシンは、細胞表面上のオピオイドレセプターの発現を増強する。(A)神経膠芽腫細胞株A172を、0.1μg/mLのドキソルビシンで106時間処置した。ドキソルビシンで処置された細胞(ドキソルビシン)および未処置の細胞をナロキソン−フルオレセイン(ナロキソン)で染色した後、相対的な蛍光強度をフローサイトメトリーで測定した。(B)未処置コントロール細胞およびドキソルビシンコントロール細胞、ナロキソンで処置された細胞の表形式の要約であって、D(ナロキソン−コントロール)は、細胞の自己蛍光(コントロール)を減算した後の蛍光強度の中央値を表している。 D,L−メタドンは、白血病がん細胞(Nalm−6)、膵がん細胞(Colo357)および卵巣がん細胞(A2780)をエトポシド処置またはシスプラチン処置に対して高感度化する。Nalm6、Colo357およびA2780細胞を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)の単独(培地,白色の棒)、0.03μg/mLのエトポシドもしくは0.3μg/mLのシスプラチンの単独、または0.03μg/mLのエトポシド(0.03μg/mL Etoposide,黒色の棒)もしくは0.3μg/mLのシスプラチン(0.3μg/mL シスプラチン,黒色の棒)に加えてD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)で処置した。120〜144時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。特定のアポトーシスのパーセンテージを、図1cに記載されたように計算した。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。類似の結果が、3つの独立した実験において得られた。 D,L−メタドンは、慢性リンパ性白血病(CLL)細胞をフルダラビン処置に対して高感度化する。CLL細胞を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)の単独(培地,白色の棒)、0.1μMフルダラビン(0.1μM Fludarabine,黒色の棒)の単独、または0.1μMフルダラビン(0.1μM Fludarabine,黒色の棒)に加えてD,L−メタドン(30、10、5、3、1、0.5、0.3、0.1μg/mL)で処置した。72時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。特定のアポトーシスのパーセンテージを、図1Bに記載されたように計算した。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。類似の結果が、3つの独立した実験において得られた。 シスプラチンは、HL60細胞においてオピオイドレセプターの発現を増強する。シスプラチンは、前骨髄球性白血病細胞株HL60の表面上のオピオイドレセプターの発現を増強する。HL60細胞株を、0.3μg/mLのシスプラチンで24時間処置した。シスプラチンで処置された細胞(+シスプラチン)および未処置の細胞(−シスプラチン)をナロキソン−フルオレセインで染色した後、相対的な蛍光強度をフローサイトメトリーで測定した。細胞の自己蛍光を減算した後、オピオイドレセプター発現の2.1倍の増加が示されている。 Her2/neu抵抗性乳癌腫細胞株JIMT−1は、高レベルのμ−オピオイドレセプターを発現している。臨床的にハーセプチンに抵抗性である乳がんを有する62歳患者の胸膜転移に由来するヒトJIMT−1細胞株は、オピオイドレセプターをその細胞表面上に示す。JIMT−1細胞を、ナロキソン−フルオレセインで染色して、フローサイトメトリーによってオピオイドレセプターの発現(OR,太い黒色曲線)を測定し、解析した。コントロール(Co)は、細い黒色曲線として示されている。 図21。D,L−メタドンとドキソルビシンとの組み合わせで処置されたHer2/neu抵抗性乳癌腫細胞株JIMT−1の細胞周期解析およびアポトーシス。ヒトJIMT−1細胞株を、1、3または10μg/mLのメタドンの単独(1、3、10Met−Doxo)、0.015μg/mLのドキソルビシン(Doxo)または0.015μg/mLのドキソルビシンと1、3もしくは10μg/mLのメタドンとの組み合わせ(1、3、10Met+Doxo)で処置した。(A)それらの細胞のFACS解析から、両方の物質の組み合わせが、処置の96時間後にJIMT−1細胞のアポトーシスを用量依存的に増加させたことが明らかになった。(B)処置の96時間後(図の左側)および120時間後(図の右側)に行われたFACS解析は、併用処置に起因した、さらに増加したアポトーシスレベルを示した。0または0.015μg/mlのドキソルビシン(黒色バー)、1μg/mLのメタドン+0または0.015μg/mlのドキソルビシン(白色バー)、3μg/mLのメタドン+0または0.015μg/mlのドキソルビシン(斜線バー)、10μg/mLのメタドン+0または0.015μg/mlのドキソルビシン(ドット柄バー)。 図21。D,L−メタドンとドキソルビシンとの組み合わせで処置されたHer2/neu抵抗性乳癌腫細胞株JIMT−1の細胞周期解析およびアポトーシス。ヒトJIMT−1細胞株を、1、3または10μg/mLのメタドンの単独(1、3、10Met−Doxo)、0.015μg/mLのドキソルビシン(Doxo)または0.015μg/mLのドキソルビシンと1、3もしくは10μg/mLのメタドンとの組み合わせ(1、3、10Met+Doxo)で処置した。(A)それらの細胞のFACS解析から、両方の物質の組み合わせが、処置の96時間後にJIMT−1細胞のアポトーシスを用量依存的に増加させたことが明らかになった。(B)処置の96時間後(図の左側)および120時間後(図の右側)に行われたFACS解析は、併用処置に起因した、さらに増加したアポトーシスレベルを示した。0または0.015μg/mlのドキソルビシン(黒色バー)、1μg/mLのメタドン+0または0.015μg/mlのドキソルビシン(白色バー)、3μg/mLのメタドン+0または0.015μg/mlのドキソルビシン(斜線バー)、10μg/mLのメタドン+0または0.015μg/mlのドキソルビシン(ドット柄バー)。 図22。D,L−メタドンとドキソルビシンとの同時処置を用いるJIMT−1細胞の細胞死誘導は、カスパーゼ活性化に依存する。広域性カスパーゼ阻害剤zVAD.fmkによるカスパーゼ活性化の阻害は、JIMT−1細胞においてD,L−メタドンとドキソルビシンとの同時処置によって誘導されるアポトーシスを阻止する。ヒト細胞株JIMT−1を、50μmol/LのzVAD.fmkの非存在下(左側の線図)または存在下(右側の線図)において、0.015μg/mLのドキソルビシン(+0.015μg/mL Doxo)と組み合わせた種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)で処置した。薬の組み合わせを加えた96時間後(A)または120時間後(B)に、細胞を、フローサイトメトリーを用いて解析した。 図22。D,L−メタドンとドキソルビシンとの同時処置を用いるJIMT−1細胞の細胞死誘導は、カスパーゼ活性化に依存する。広域性カスパーゼ阻害剤zVAD.fmkによるカスパーゼ活性化の阻害は、JIMT−1細胞においてD,L−メタドンとドキソルビシンとの同時処置によって誘導されるアポトーシスを阻止する。ヒト細胞株JIMT−1を、50μmol/LのzVAD.fmkの非存在下(左側の線図)または存在下(右側の線図)において、0.015μg/mLのドキソルビシン(+0.015μg/mL Doxo)と組み合わせた種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)で処置した。薬の組み合わせを加えた96時間後(A)または120時間後(B)に、細胞を、フローサイトメトリーを用いて解析した。 図23。D,L−メタドンとドキソルビシンとの同時処置を用いるJIMT−1細胞の細胞死誘導は、カスパーゼ活性化に依存する。(A)D,L−メタドンは、JIMT−1における不十分なカスパーゼ活性化をドキソルビシンによって回復させた。A172を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)の単独、0.015μg/mLのドキソルビシンの単独、または0.015μg/mlのドキソルビシンに加えて種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)で処置した。96時間後、カスパーゼ−8、−9、−3およびPARPに対するウエスタンブロット解析を行った。カスパーゼ−8の活性型フラグメントは、約43kDaにおいて検出され、カスパーゼ−9の活性型フラグメントは、約37kDaにおいて検出され、カスパーゼ−3の活性型フラグメントは、約17kDaにおいて検出され、PARP切断は、約85kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。(B)D,L−メタドンをドキソルビシンと組み合わせて使用することによる、JIMT−1細胞におけるXIAPおよびBcl−xのダウンレギュレーション。乳癌腫細胞JIMT−1を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)の単独、0.015μg/mLのドキソルビシンの単独、またはドキソルビシン(0.015μg/mL Doxo)に加えてD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)で96時間処置した。XIAPおよびBcl−xに対するウエスタンブロット解析を行った。XIAPは、57kDaにおいて検出され、Bcl−xは、21kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。 図23。D,L−メタドンとドキソルビシンとの同時処置を用いるJIMT−1細胞の細胞死誘導は、カスパーゼ活性化に依存する。(A)D,L−メタドンは、JIMT−1における不十分なカスパーゼ活性化をドキソルビシンによって回復させた。A172を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)の単独、0.015μg/mLのドキソルビシンの単独、または0.015μg/mlのドキソルビシンに加えて種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)で処置した。96時間後、カスパーゼ−8、−9、−3およびPARPに対するウエスタンブロット解析を行った。カスパーゼ−8の活性型フラグメントは、約43kDaにおいて検出され、カスパーゼ−9の活性型フラグメントは、約37kDaにおいて検出され、カスパーゼ−3の活性型フラグメントは、約17kDaにおいて検出され、PARP切断は、約85kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。(B)D,L−メタドンをドキソルビシンと組み合わせて使用することによる、JIMT−1細胞におけるXIAPおよびBcl−xのダウンレギュレーション。乳癌腫細胞JIMT−1を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)の単独、0.015μg/mLのドキソルビシンの単独、またはドキソルビシン(0.015μg/mL Doxo)に加えてD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)で96時間処置した。XIAPおよびBcl−xに対するウエスタンブロット解析を行った。XIAPは、57kDaにおいて検出され、Bcl−xは、21kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。 ドキソルビシンとフェンタニルとの組み合わせによる、T細胞白血病CEM細胞におけるアポトーシスの誘導。ヒトT細胞白血病CEM細胞株(10000細胞/100μl)を、30、10、5、3、1、0.5、0.3、0.1μg/mLのフェンタニルの単独(白色バー)で、または0.02μg/mLのドキソルビシンに加えて(黒色バー)処置した。48時間後および72時間後、アポトーシスの定量をフローサイトメトリーによって測定した。 ドキソルビシンとブプレノルフィンとの組み合わせによるヒト急性骨髄性白血病HL−60細胞におけるアポトーシスの誘導。ヒト急性骨髄性白血病HL−60細胞株(5000細胞/100μl)を、20、10、5、3、1、0.5、0.3、0.1μg/mLのブプレノルフィンの単独(白色バー)で、または0.003μg/mLのドキソルビシンに加えて(黒色バー)、処置した。144時間後または168時間後、アポトーシスの定量をフローサイトメトリーによって測定した。 オピオイド類と抗がん薬との相互の正の相互作用を示している模式図。片側において、オピオイド類は、抗がん薬の細胞取り込みを増強し、抗がん薬の流出を阻害する。反対側において、抗がん薬は、オピオイドレセプターの高発現をもたらす。ゆえに、両方の薬剤が、細胞傷害性の潜在能力をより高い程度に発揮し得る。 異なる白血病におけるオピオイドレセプターの発現。種々の白血病細胞(ヒトT細胞白血病、ヒト急性骨髄性白血病、ヒトB細胞前駆体白血病およびヒトB細胞白血病)は、異なる中程度の数のオピオイドレセプターをそれらの細胞表面上に発現している。白血病細胞を、ナロキソン−フルオレセインで染色して、フローサイトメトリーによってオピオイドレセプターの発現(OR,太い黒色曲線)を測定し、解析した。ナロキソンなしのコントロール(Co)は、細い黒色曲線として示されている。 オピオイドレセプターアゴニストと抗がん因子D,L−メタドンとの併用療法の効果は、種々の白血病細胞のシスプラチン感度を強く増強する。種々の白血病細胞(ヒトT細胞白血病、ヒト急性骨髄性白血病、ヒトB細胞前駆体白血病およびヒトB細胞白血病)を、種々の濃度のD,L−メタドン(示されているとおり)の単独(−CDDP,白色の棒)、シスプラチンの単独、またはシスプラチンに加えてD,L−メタドン(+CDDP,黒色の棒)で処置した。インキュベーションの時間の後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、FSC/SSC解析によって測定した。特定のアポトーシスのパーセンテージを、図1Bに記載されたように計算した。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。 シスプラチンと組み合わせたD,L−メタドンは、白血病細胞におけるアポトーシス経路の不十分な活性化を回復させる。D,L−メタドンとシスプラチンとの同時処置は、カスパーゼ活性化を誘発し、XIAPのダウンレギュレーションおよび切断ならびにBaxのアップレギュレーションを誘導する。種々の白血病細胞(ヒトT細胞白血病、ヒト急性骨髄性白血病、ヒトB細胞前駆体白血病)を、D,L−メタドン(示されているとおり)の単独(−CDDP)、シスプラチン(CDDP)の単独、またはシスプラチンに加えてD,L−メタドン(示されているとおり)(+CDDP)で処置した。インキュベーションの時間の後、カスパーゼ−2、カスパーゼ−9、カスパーゼ−3、PARP、XIAPおよびBaxに対するウエスタンブロット解析を行った。プロカスパーゼ−2のダウンレギュレーションは、約48kDaにおいて検出された。カスパーゼ−9の活性型フラグメントは、約37kDaにおいて、カスパーゼ−3の活性型フラグメントは、約19kDaおよびまたは約17kDaにおいて、PARPは、約116kDaにおいて、PARP切断は、約85kDaにおいて検出され、XIAPは、約58kDaにおいて、XIAP切断は、約30kDaにおいて、Baxは、約21kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。 D,L−メタドンおよびシスプラチンによって誘導されるアポトーシスは、カスパーゼ活性化に依存する。種々の白血病細胞(ヒトT細胞白血病、ヒト急性骨髄性白血病、ヒトB細胞前駆体白血病)を50μMのカスパーゼ阻害剤zVAD.fmkとともに1時間プレインキュベーション(+zVAD.fmk,白色の棒)した後、または前処置なしで(−zVAD.fmk,黒色の棒)、シスプラチン(示されているとおり)と組み合わせたD,L−メタドン(示されているとおり)を加えた。アポトーシスの誘導を、インキュベーションの時間の後、FSC/SSC解析によって検出した。特定のアポトーシスのパーセンテージを、図1Bに記載されたように計算した。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。 シスプラチンは、オピオイドレセプターの発現を増強する。(A)シスプラチンは、シスプラチン(示されているとおり)で処置された種々の白血病細胞(ヒトT細胞白血病、ヒト急性骨髄性白血病およびヒトB細胞前駆体白血病)の細胞表面上のオピオイドレセプターの発現を増強する。シスプラチンで処置された細胞(CDDP)および未処置の細胞(Co)をナロキソン−フルオレセインで染色した後、相対的な蛍光強度をフローサイトメトリーで測定した。未処置のコントロール群と比べてオピオイドレセプター発現のX倍の増加が、細胞の自己蛍光およびシスプラチンの蛍光を減算した後に示される。 D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置によって誘導されるアポトーシスは、オピオイドレセプターの引き金作用に依存する。オピオイドレセプターの引き金作用の阻害は、D,L−メタドンとドキソルビシンとの併用処置によって媒介されるアポトーシス誘導を阻害する。神経膠芽腫細胞を、60μg/mLのナロキソン(ナロキソン)、3μg/mLのD,L−メタドン(D,L−メタドン)および0.1μg/mLのドキソルビシン(Doxo)の単独または記号+および−によって示されるとおりの種々の組み合わせとともにインキュベートした。120時間後および144時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、FSC/SSC解析によって測定した。単一のバーの下に所与の物質に関して示されている種々の処置の120時間後(図の左側)および144時間後(図の右側)の結果が、図32に示されている。 種々のオピオイド類の種々の効果持続時間は、神経膠芽腫細胞において種々の細胞死率を誘導する。A)神経膠芽腫細胞を、種々の濃度のD,L−メタドン(示されているとおり)の単独(−Doxo,非常に低く、黒色バーの左側である白色の棒)、ドキソルビシンの単独、またはドキソルビシンに加えてD,L−メタドン(示されているとおり)(+Doxo,黒色の棒)で、すべての処置に対して0.1μg/mLという同じ濃度のドキソルビシンおよび示されているとおりの種々の濃度のD,L−メタドンを使用して、処置した。刺激の144時間後、細胞死およびアポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。B)神経膠芽腫細胞を、種々の濃度のモルヒネ(示されているとおり)の単独(−Doxo,非常に低く、黒色バーの左側である白色の棒)、ドキソルビシンの単独、またはドキソルビシンに加えてモルヒネ(示されているとおり)(+Doxo,黒色の棒)で、すべての処置に対して0.1μg/mLという同じ濃度のドキソルビシンおよび示されているとおりの種々の濃度のD,L−メタドンを使用して、処置した。刺激の144時間後、細胞死およびアポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。特定の細胞死のパーセンテージを、図1Bに記載されたように計算した。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。 異なるオピオイドの異なる効果持続時間は、白血病細胞において異なる細胞死率を誘導する。A)白血病細胞(ヒトB細胞白血病)を、種々の濃度のD,L−メタドン(示されているとおり)の単独(−Doxo,黒色バーの左側の白色の棒)、ドキソルビシンの単独、またはドキソルビシンに加えてD,L−メタドン(示されているとおり)(+Doxo,黒色の棒))で、すべての処置に対して0.1μg/mLという同じ濃度のドキソルビシンおよび示されているとおりの種々の濃度のD,L−メタドンを使用して、処置した。刺激の96時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。B)白血病細胞(ヒトB細胞白血病)を、種々の濃度のモルヒネ(示されているとおり)の単独(−Doxo,黒色バーの左側の白色の棒)、ドキソルビシンの単独、またはドキソルビシンに加えてモルヒネ(示されているとおり)(+Doxo,黒色の棒)で、すべての処置に対して0.1μg/mLという同じ濃度のドキソルビシンおよび示されているとおりの種々の濃度のD,L−メタドンを使用して、処置した。刺激の96時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。特定のアポトーシスのパーセンテージを、図1Bに記載されたように計算した。棒,3つ組の平均値;バー,SD<10%。 D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置は、神経膠芽腫細胞において、増殖を阻害し、S/G2−Mの細胞周期静止を誘導する。メタドンおよびドキソルビシンで処置された神経膠芽腫細胞のフローサイトメトリー解析が示された。未処置の細胞(未処置細胞)(G1ピークが、G2ピークより高い)、1μg/mlのメタドンで処置された細胞(メタドン)(G1ピークが、G2ピークより高い)および0.1μg/mlのドキソルビシンに加えてメタドンで処置された細胞(メタドン+Doxo)のフローサイトメトリー解析。G2/M期における細胞周期進行の静止(G1ピークは、未処置細胞より低く、G2ピークは、未処置細胞より高い)が、96時間後に、ドキソルビシンに加えてメタドンで処理された神経膠芽腫細胞において示された(A)。G1の前のsubG1ピークは、断片化されたDNAである(細胞死のパーセンテージ)。結果は、3つの独立した実験の代表である。 図36。アポトーシスの誘導およびカスパーゼの活性化は、神経膠芽腫においてcAMPのダウンレギュレーションを誘導するオピオイドレセプター活性化に依存する。cAMPのダウンレギュレーションの引き金を引くオピオイドレセプターの活性化は、神経膠芽腫細胞をドキソルビシン処置に対して高感度化する際に重要な役割を果たす。(A、B)オピオイドレセプターの活性化を阻止することにより、アポトーシスの誘導が阻害される。神経膠芽腫細胞株A172を、100μg/mLのナロキソン(ナロキソン)、3μg/mLのD,L−メタドン(D,L−メタドン)および0.3μg/mLのドキソルビシン(Doxo)の単独、または示されるとおりの種々の組み合わせとともにインキュベートした。(A)120時間後および(B)144時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。(C)オピオイドレセプター活性化の阻害は、カスパーゼの活性化を阻害する。A172細胞を、100μg/mLのナロキソン(ナロキソン)、3μg/mLのD,L−メタドン(D,L−メタドン)および0.3μg/mLのドキソルビシン(Doxo)の単独、または示されるとおりの種々の組み合わせとともにインキュベートした。カスパーゼ−9、カスパーゼ−3およびPARPに対するウエスタンブロット解析を、120時間のインキュベーションの後に行った。カスパーゼ−9の活性型フラグメントは、約37kDaにおいて検出され、カスパーゼ−3の活性型フラグメントは、約19kDaおよび約17kDaにおいて検出され、PARP切断は、約85kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。(D)ホスホジエステラーゼ活性の抑制を介したcAMPレベルの増加は、アポトーシスを阻害する。A172細胞を、25μM 3−イソブチル−1−メチルキサンチン(IBMX)、3μg/mLのD,L−メタドン(D,L−メタドン)および0.3μg/mLのドキソルビシン(Doxo)の単独、または示されるとおりの種々の組み合わせとともに120時間インキュベートした。120時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。 図36。アポトーシスの誘導およびカスパーゼの活性化は、神経膠芽腫においてcAMPのダウンレギュレーションを誘導するオピオイドレセプター活性化に依存する。cAMPのダウンレギュレーションの引き金を引くオピオイドレセプターの活性化は、神経膠芽腫細胞をドキソルビシン処置に対して高感度化する際に重要な役割を果たす。(A、B)オピオイドレセプターの活性化を阻止することにより、アポトーシスの誘導が阻害される。神経膠芽腫細胞株A172を、100μg/mLのナロキソン(ナロキソン)、3μg/mLのD,L−メタドン(D,L−メタドン)および0.3μg/mLのドキソルビシン(Doxo)の単独、または示されるとおりの種々の組み合わせとともにインキュベートした。(A)120時間後および(B)144時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。(C)オピオイドレセプター活性化の阻害は、カスパーゼの活性化を阻害する。A172細胞を、100μg/mLのナロキソン(ナロキソン)、3μg/mLのD,L−メタドン(D,L−メタドン)および0.3μg/mLのドキソルビシン(Doxo)の単独、または示されるとおりの種々の組み合わせとともにインキュベートした。カスパーゼ−9、カスパーゼ−3およびPARPに対するウエスタンブロット解析を、120時間のインキュベーションの後に行った。カスパーゼ−9の活性型フラグメントは、約37kDaにおいて検出され、カスパーゼ−3の活性型フラグメントは、約19kDaおよび約17kDaにおいて検出され、PARP切断は、約85kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。(D)ホスホジエステラーゼ活性の抑制を介したcAMPレベルの増加は、アポトーシスを阻害する。A172細胞を、25μM 3−イソブチル−1−メチルキサンチン(IBMX)、3μg/mLのD,L−メタドン(D,L−メタドン)および0.3μg/mLのドキソルビシン(Doxo)の単独、または示されるとおりの種々の組み合わせとともに120時間インキュベートした。120時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。 D,L−メタドンは、神経膠芽腫の腫瘍の成長を阻害する。神経膠芽腫細胞株U87MG(U87)を、ヌードマウスに移植した。マウスを、D,L−メタドン(n=8,黒色正方形)またはビヒクルである食塩水中の10%Tween80(n=8,黒色菱形)で毎日した。移植後、マウスを33日間観察した。種々の時点において(示されているとおり)、腫瘍の成長および腫瘍の体積を測定した。コントロールに対して有意(p<0.05,マン・ホイットニーU検定)。 D,L−メタドンは、卵巣がん細胞を短期間のシスプラチン処置に対して高感度化する。A2780卵巣がん細胞を、種々の濃度のD,L−メタドン(3、1、0μg/mL)の単独、5もしくは3μg/mLのシスプラチンの単独、またはD,L−メタドンと5μg/mLのシスプラチン(+5μg/mLのCDDP,黒色の棒)もしくは3μg/mLのシスプラチン(+3μg/mL、白色の棒)との組み合わせで処置した。24時間後、48時間後および72時間後、細胞死/アポトーシス細胞のパーセンテージを測定した。 D,L−メタドンは、卵巣がん細胞を長期間のシスプラチン処置に対して高感度化する。A2780卵巣がん細胞を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1、0μg/mL)の単独、シスプラチン(2、1、0.5、0.3μg/mL)の単独、またはD,L−メタドンとシスプラチンとの組み合わせで処置した。72時間後、96時間後、120時間後および144時間後、細胞死/アポトーシス細胞のパーセンテージを測定した。 D,L−メタドンは、シスプラチン抵抗性卵巣がん細胞をシスプラチン処置に対して高感度化する。A2780cis卵巣がん細胞を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1、0μg/mL)の単独、シスプラチン(3、2、1μg/mL)の単独、またはD,L−メタドンとシスプラチンとの組み合わせで処置した。72時間後、96時間後、120時間後および144時間後、細胞死/アポトーシス細胞のパーセンテージを測定した。 D,L−メタドンは、卵巣がん細胞をシスプラチン処置に対して強く高感度化する。A2780卵巣がん細胞を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1、0μg/mL)の単独、2μg/mLのシスプラチンの単独(黒色の棒)、および示されているとおりのD,L−メタドンと組み合わせた、0.5または0.2μg/mLのシスプラチン(それぞれ斜線および灰色の棒)で処置した。144時間後、細胞死/アポトーシス細胞のパーセンテージを測定した。 D,L−メタドンを用いるオピオイドレセプターの活性化は、卵巣がん細胞を、シスプラチンによって誘導されるカスパーゼの活性化に対して高感度化する。D,L−メタドンは、卵巣がん細胞おけるシスプラチンによる不十分なカスパーゼ活性化を回復させた。A2780卵巣がん細胞を、種々の濃度のD,L−メタドン(3、1μg/mL、−CDDP)の単独、5もしくは3μg/mLのシスプラチンの単独、または5もしくは3μg/mLのシスプラチンに加えてD,L−メタドン(3、1μg/mL)(+CDDP)で処置した。24時間後、ウエスタンブロット解析を行った。カスパーゼ−9の活性型フラグメントは、約37kDaにおいて、カスパーゼ−3の活性型フラグメントは、約19および17kDaにおいて、カスパーゼ−8の活性型フラグメントは、約43および41kDaにおいて、PARP切断は、約85kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。 D,L−メタドンを用いるオピオイドレセプターの活性化は、乳がん細胞をドキソルビシン処置に対して高感度化する際に重要な役割を果たす。オピオイドアンタゴニストであるナロキソンを用いてオピオイドレセプターの活性化を阻止することにより、D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置によって誘導されるアポトーシスの誘導が強く阻害される。乳がん細胞JIMT−1を、100μg/mLのナロキソン(ナロキソン)、10μg/mLのD,L−メタドン(D,L−メタドン)および0.01μg/mLのドキソルビシン(Doxo)の単独または示されるとおりの種々の組み合わせとともにインキュベートした。96時間後、細胞死/アポトーシス細胞のパーセンテージを測定した。 D,L−メタドンは、前立腺がん細胞をシスプラチン処置に対して高感度化する。前立腺がん細胞PC−3を、種々の濃度のD,L−メタドン(3、1μg/mL)の単独、5もしくは3μg/mLのシスプラチンの単独、またはD,L−メタドンと5μg/mLのシスプラチン(+5μg/mLのCDDP,黒色の棒)もしくは3μg/mLのシスプラチン(+3μg/mL,白色の棒)との組み合わせで処置した。96時間後および120時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、低二倍体DNA解析によって測定した。 D,L−メタドンは、白血病細胞を、種々の抗がん薬による処置に対して高感度化する。白血病細胞Nalm6を、D,L−メタドン(3μg/mL)の単独、示されているとおりの種々の抗がん薬の単独(白色の棒)またはD,L−メタドンと種々の抗がん薬との組み合わせ(黒色の棒)で処置した。96時間後、細胞死/アポトーシスのパーセンテージを測定した。 D,L−メタドンは、神経膠芽腫細胞を、同じ抗がん薬クラスの異なる抗がん薬による処置に対して高感度化する。神経膠芽腫細胞A172を、D,L−メタドン(3μg/mL)の単独、示されているとおりの種々の抗がん薬の単独(白色の棒)、またはD,L−メタドンと種々の抗がん薬との組み合わせ(黒色の棒)で処置した。120時間後、細胞死/アポトーシスのパーセンテージを測定した。 膵がん細胞上のオピオイドレセプター発現。膵がん細胞Colo357を、ナロキソンフルオレセインで染色して、フローサイトメトリーによってオピオイドレセプターの発現(OR,太い黒色曲線)を測定した。コントロール(Co)は、細い黒色曲線として示されている。膵がんの表面上にオピオイドレセプターの強い発現が見られた。 D,L−メタドンなどのオピオイド類は、膵がん細胞において、抗がん薬によって誘導される細胞死を増加させる。膵がん細胞Colo357を、D,L−メタドン(10、3、1、0μg/mL)の単独、示されているとおりのオキサリプラチンもしくはシスプラチンの単独、またはD,L−メタドンと(A)オキサリプラチンもしくは(B)シスプラチンとの組み合わせで処置した。120時間後(A)および144時間後(B)、細胞死/アポトーシスのパーセンテージを測定した。 D,L−メタドンを用いるオピオイドレセプターの活性化は、膵がん細胞を、シスプラチンおよびオキサリプラチンによって誘導されるカスパーゼの活性化に対して高感度化する。D,L−メタドンは、膵がん細胞における不十分なカスパーゼ活性化を(A)オキサリプラチンまたは(B)シスプラチンによって回復させた。膵がん細胞Colo357を、種々の濃度のD,L−メタドン(3、1μg/mL)の単独、(A)オキサリプラチン(2、3μg/mL)の単独、または(B)シスプラチン(0.5または0.7μg/mL)の単独、または(A)2もしくは3μg/mLのオキサリプラチンに加えてD,L−メタドン(3、1μg/mL)、または(B)0.5もしくは0.7μg/mLのシスプラチンに加えてD,L−メタドン(3、1μg/mL)で処置した。120時間後、ウエスタンブロット解析を行った。カスパーゼ−9の活性型フラグメントは、約46kDaにおいて、カスパーゼ−3の活性型フラグメントは、約19および17kDaにおいて、PARP切断は、約85kDaにおいて検出された。カスパーゼXIAPの阻害性タンパク質は、約57kDaにおいて検出された。等しいタンパク質充填の正確さを、抗β−アクチン抗体によって確認した。 カスパーゼ活性化の阻害は、オキサリプラチンまたはシスプラチンによって誘導されるアポトーシスに対する、オピオイドによる膵がん細胞の高感度化を阻止する。膵がん細胞Colo357を、50μmol/LのzVAD.fmkを加えずに(−zVAD.fmk,黒色の棒)または加えて(+zVAD,白色の棒)、(A)3μg/mLのオキサリプラチン、(B)2μg/mLのオキサリプラチン、(C)0.7μg/mLのシスプラチンまたは(D)0.5μg/mLのシスプラチンと組み合わせた種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1、0μg/mL)で処置した。120時間後および144時間後、細胞死/アポトーシス細胞のパーセンテージを測定した。 D,L−メタドンを用いるオピオイド類は、神経膠芽腫細胞をテモゾロミド処置に対して高感度化する。神経膠芽腫細胞A172を、種々の濃度のD,L−メタドン(3、1、0μg/mL)の単独、テモゾロミドの単独、またはD,L−メタドンとテモゾロミドとの組み合わせ(黒色の棒)で処置した。120時間後、アポトーシス細胞のパーセンテージを測定した。 D,L−メタドンを用いるオピオイド類は、膵がん細胞をオキサリプラチン処置およびシスプラチン処置に対して強く高感度化する。(A)膵がん細胞(Colo357)を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1、0μg/mL)の単独、10μg/mLのオキサリプラチン(黒色の棒)、3、2μg/mlのオキサリプラチンの単独、および示されているとおりの、D,L−メタドンと組み合わせた3μg/mLのオキサリプラチン(斜線の棒)またはD,L−メタドンと組み合わせた2μg/mLのオキサリプラチン(白色の棒)で処置した。120時間後、細胞死/アポトーシス細胞のパーセンテージを測定した。(B)膵がん細胞(Colo357)を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1、0μg/mL)の単独、10μg/mLのシスプラチン(黒色の棒)、0.7または0.5μg/mlのシスプラチンの単独、および示されているとおりの、D,L−メタドンと組み合わせた0.7μg/mLのシスプラチン(斜線の棒)またはD,L−メタドンと組み合わせた0.5μg/mLのシスプラチン(白色の棒)で処置した。144時間後、細胞死/アポトーシス細胞のパーセンテージを測定した。 D,L−メタドンを用いるオピオイド類は、白血病細胞をドキソルビシン処置に対して強く高感度化する。(A)白血病細胞(Nalm6)を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1、0μg/mL)の単独、0.1μg/mlのドキソルビシン(黒色の棒)の単独、0.01μg/mlのドキソルビシンの単独、または示されているとおりの0.01μg/mLのドキソルビシンとD,L−メタドンとの組み合わせ(斜線の棒)で処置した。120時間後、細胞死/アポトーシス細胞のパーセンテージを測定した。(B)白血病細胞(Reh)を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1、0μg/mL)の単独、0.1μg/mlのドキソルビシン(黒色の棒)の単独、0.01μg/mlのドキソルビシンの単独、または示されているとおりの0.01μg/mLのドキソルビシンとD,L−メタドンとの組み合わせ(斜線の棒)で処置した。120時間後、細胞死/アポトーシス細胞のパーセンテージを測定した。(C)白血病細胞(Tanoue)を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1、0μg/mL)の単独、0.1μg/mlのドキソルビシン(黒色の棒)の単独、0.01μg/mlのドキソルビシンの単独、または示されているとおりの0.01μg/mLのドキソルビシンとD,L−メタドンとの組み合わせ(斜線の棒)で処置した。120時間後、細胞死/アポトーシス細胞のパーセンテージを測定した。 D,L−メタドンを用いるオピオイド類は、乳がん細胞をドキソルビシン処置に対して強く高感度化する。(A)HER2標的化治療に対して抵抗性の乳がん細胞(JIMT−1)を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1、0μg/mL)の単独、0.1μg/mlのドキソルビシン(黒色の棒)の単独、または0.015μg/mlのドキソルビシンの単独、および示されているとおりのD,L−メタドンと組み合わせた0.015μg/mLのドキソルビシン(斜線の棒)で処置した。120時間後、細胞死/アポトーシス細胞のパーセンテージを測定した。 D,L−メタドンを用いるオピオイド類は、神経膠芽腫細胞をドキソルビシン処置に対して強く高感度化する。神経膠芽腫細胞(A172)を、種々の濃度のD,L−メタドン(10、3、1、0μg/mL)の単独、1μg/mlのドキソルビシン(黒色の棒)の単独、0.1μg/mlのドキソルビシンの単独、または示されているとおりの0.1μg/mLのドキソルビシンとD,L−メタドンとの組み合わせ(斜線の棒)で処置した。144時間後、細胞死/アポトーシス細胞のパーセンテージを測定した。 モルヒネとフェンタニルとの併用処置は、白血病細胞における細胞死の誘導に対して強い相乗効果を示す。HL60白血病細胞を、フェンタニル(3、1μg/mL)の単独(A)またはモルヒネ(3、1μg/mL)の単独(A)、または示されておりとおりの濃度のフェンタニルとモルヒネとの組み合わせ(B)で処置した。96時間後、120時間後、および144時間後、特定の細胞死/アポトーシス細胞のパーセンテージを測定した。
本発明の文脈において、用語「オピオイドレセプターアゴニスト」は、同じタイプのレセプター、いわゆるオピオイドレセプターにおいてアゴニスト的に働く、天然、合成または半合成の物質の化学的に不均一な群として定義される。痛覚消失および副作用のプロファイルによると、5つのタイプのオピオイドレセプター、すなわち、μ−レセプター(リガンド=モルヒネ)、κ[カッパー]−レセプター(リガンド=ケタゾシン(ketazocine))、デルタ−レセプター(リガンド=デルトルフィン(deltorphine)II)、σ[シグマ]−レセプター(リガンド=SKF10081)、ならびに後に同定されたORL1−レセプター(リガンド=ノシセプチン)が知られている。他のレセプターシステムに対応させると、結合の研究ならびに機能性の調査から、オピオイドレセプターのサブタイプが存在することが示唆された。μ−およびδ−レセプタータイプでは、2つのサブタイプ、μ−1およびμ−2ならびにδ−1およびδ−2が、報告されている。κ−レセプターは、さらなるκ−3サブタイプを含む。特に、μ−オピオイドレセプターに関しては、その2つのサブタイプは、本発明に含められる。
用語「オピオイドレセプターアゴニスト」は、本明細書中で使用されるとき、完全アゴニスト、ならびに混合アゴニスト/アンタゴニストまたは部分的アゴニスト、例えば、ブプレノルフィンを含む。
オピオイド類の群は、天然のオピエート類(例えば、モルヒネまたはジヒドロコデインのようなアルカロイド類)、ならびに天然のオピエート類に由来する半合成のオピエート類(例えば、ヒドロモルホンまたはオキシコドン)または完全に合成のオピオイド類(例えば、フェンタニルまたはブプレノルフィン)を含む。オピオイド類の群はまた、エンドルフィン類、ダイノルフィン類またはエンケファリン類のような体内において天然に産生され得るが、合成もされ得る、内因性オピオイドペプチドも含む。
本明細書中で使用されるとき、用語「抗がん薬」は、がんを処置するために使用されるすべての化学的または物理的な介入を包含する。ゆえに、この用語は、化学療法剤(例えば、細胞傷害剤または免疫毒性剤)だけでなく、アルファ、ベータおよびガンマ線ならびに電子を放射し得る、放射活性的に標識された抗体、ペプチドおよび化学的物質も含む。照射療法はさらに、十分に高いエネルギーの光子、荷電粒子(例えば、加速器からの電子、陽電子、ミューオン、プロトン、アルファ粒子および重い原子核)だけでなく、中性子およびガンマ線も含む。
用語「治療的に有効な血漿レベル」は、致死効果を引き起こす薬物の血漿レベルと治療効果を引き起こす最低の血漿レベルとの間の血漿レベルとして定義される。本発明の文脈において、オピオイドレセプターアゴニストの治療効果は、同時に投与された抗がん薬の細胞取り込みの増加および/もしくは細胞からの流出の阻害、ならびに/または例えば、アポトーシス、ネクローシス、分裂期細胞死(mitotic catastrophe)およびオートファジーによる細胞死の誘導によってもたらされる。本発明の文脈において、抗がん薬の治療効果は、がん細胞を殺滅する能力および/またはがん細胞上においてオピオイドレセプターの発現を誘導する能力によってもたらされる。
がん処置の結果を考察する方法が2つある。一方の一般的な方法は、細胞死の測定である(増加のデータは、より多くの細胞が死んでいることを意味する)。他方の方法は、細胞の生存率を測定することである(減少のデータは、より少ない生細胞が存在するかまたは増殖能を失ったことを意味する)。
本発明の文脈において使用されるとき、単語「処置する(treat)」、「処置する(treating)」または「処置」とは、本発明の組み合わせまたはそれらを含む任意の組成物を使用して、がんを予防的に妨げるか、またはがんを緩和するか、回復させるかもしくは停止させることを指す。それらは、別段明示的に述べられない限り、治療または治癒、ならびに緩和、緩解または予防を包含する。また、本明細書中で使用されるとき、単語「患者」とは、ヒトを含む哺乳動物のことを指す。
本発明によると、処置は、具体的には、がん細胞の増殖および/または成長の阻害のことを指す。この活性は、例えば、細胞分裂抑制活性または細胞傷害活性、さらに、細胞および/または腫瘍の成長の静止を含み得る。がん細胞の増殖は、細胞分裂の阻害の結果である。特に、オピオイドレセプターアゴニストは、腫瘍において細胞死を誘導する。本発明の文脈における細胞死は、すべてのタイプの細胞死を含む。これは、ネクローシス細胞死ならびにアポトーシス細胞死またはオートファジーを含み得る。本発明の1つの実施形態において、細胞死は、カスパーゼ依存性経路またはカスパーゼ非依存性経路の活性化によって誘導される。しかしながら、オピオイドレセプターアゴニストは、様々な経路を介して細胞死を誘導し得る。本発明の好ましい実施形態において、オピオイドレセプターアゴニストは、がん細胞においてアポトーシスを誘導する。
本明細書中で使用されるとき、用語「新生物」に対して同意語として使用される用語「がん」は、異常な細胞が、制御なしに分裂し、他の組織を浸潤することができる疾患のことを指す。がん細胞は、血液およびリンパ系を通じて、身体の他の部分に広がり得る。
・本発明の文脈における用語「従来の治療」および「従来の治療レジメン」は、Deutsche Krebshilfe、Deutsche Krebsgesellschaft、Nationacl Cancer Institute(NCI),National Comprehensive Cancer Network(NCCN)のような連合、連盟、および民間の、非政府のまたは連邦の組織であり得るそれぞれの保健機関またはがん機関の治療ガイドラインとして推奨される処置プログラム(用量、反復時間および期間に関する)として定義される。これはまた、抗がん因子のそれぞれの使用説明書に開示されている、抗がん因子の製造者または販売者によって定められる(好ましくは、単一の)抗がん因子に対する処置プログラムも含む。
本発明の文脈における用語「従来の治療時間」は、抗がん因子が、本発明に係るオピオイドレセプターアゴニストなしで患者に適用される従来の治療における時間と定義される。この治療時間は、抗がん因子の最初の適用から始まり、抗がん因子が患者の治療的な血漿レベル未満になる時点までの、がんおよび抗がん因子に特異的な反復時間(例えば、1週間にわたる1日に2回の用量の適用、次いで、3週間の休止、次いで、再度、1週間にわたる1日に2回の用量の適用に続いて、3週間の休止)を含み得る。
本発明の文脈におけるがんおよびその種々のタイプは、ICD−10基準のクラスC00〜C97およびD00〜D36の専門分類であるICD−O基準によって分類され得る。あるいは、Boeckerら、2008のchapter6の分類(Pathologie,Elsevier,Urban & Fischer,p167−218)が使用され得る。
本発明のさらなる実施形態において、前記オピオイドレセプターアゴニストは、細胞増殖を阻害することができる。
本発明の1つの実施形態において、前記抗がん因子および前記オピオイドレセプターアゴニストは、同時にまたは逐次投与される。
本発明の好ましい実施形態において、オピオイドレセプターアゴニストおよび抗がん因子の治療的に有効な血漿レベルの期間はそれぞれ、主に重複する。
本発明のさらに好ましい実施形態において、抗がん因子の治療的に有効な血漿レベルの期間は、オピオイドレセプターアゴニストのそれぞれの期間内に完全に入っている。
2つまたはそれより多くの抗がん因子を投与するとき、部分的な重複、主な重複または完全な重複が要求されるそれぞれの期間は、それらの2つまたはそれより多くの抗がん因子の組み合された期間によってもたらされる。
本発明のさらなる実施形態において、オピオイドレセプターアゴニストは、患者が前記オピオイドレセプターアゴニストに対して慣れを示す方法で与えられる。したがって、慣れの期間が始まるかまたはプラトーに達するまで、抗がん処置を待つことが好ましい。その慣れは、薬効の低下および/または呼吸抑制などの副作用の減少の結果であり得る。オピオイドレセプターアゴニストの副作用は、血圧低下、呼吸抑制、嘔吐、便秘、眩暈、鎮静、多幸感および心臓作用である。この副作用は、オピオイドレセプターアゴニストおよびがんの薬剤(cancer agent)を用いた治療スキームを決定する場合に考慮しなければならない。これは、オピオイドレセプターアゴニストが、非常に低レベル、すなわち治療用量の1%という開始用量で与えられ、次いで、当業者に公知でありかつオピオイドレセプターアゴニストの製造者または販売者が公表しているオピオイドレセプターアゴニストのガイドラインに従って、抗がん因子とオピオイドレセプターアゴニストとの組み合わせに対して要求される治療レベルに至るまで適切な時間でその用量を増加させて与えられることを意味する。
本発明の好ましい実施形態において、投与レジメン、ひいては抗がん因子の治療的に有効な血漿レベル以内である期間は、従来の治療レジメンによって定義される。
本発明のさらなる態様において、本発明に係る組み合わせで処置される患者は、抗がん因子を含む前処置を受けたことがある。
より好ましい実施形態において、抗がん因子による前処置は、中断されているか、または終了されている。
さらに好ましい実施形態において、前処置は、抗がん処置に対する抵抗性に起因して、終了されている。
本発明の好ましい実施形態において、抗がん因子の治療的に有効な血漿レベル以内である期間は、少なくとも1日、好ましくは、3日、より好ましくは、少なくとも5日続く。
本発明の1つの実施形態において、オピオイドレセプターアゴニストに対して治療的に有効な血漿レベル以内である期間は、少なくとも2週間、より好ましくは、4週間、なおもより好ましくは、長期間処置である。
本発明の文脈内において、用語「長期間処置」は、4週間超、好ましくは、数ヶ月超続く投与期間を有するオピオイドレセプターアゴニスト処置として定義される。さらなる実施形態において、この長期間処置は、定められたまたは当業者に公知の従来の治療レジメンとは異なるか、あるいはDeutsche KrebshilfeもしくはDeutsche Krebsgesellschaftのような連合または連盟;NCCN、NCIまたは類似の保健機関もしくはがん機関の治療ガイドライン、あるいはがんを処置するために使用される薬物の製造者または販売者のガイドラインに公表されている。
本発明の文脈内において、少なくとも1つの抗がん因子の使用とは、本発明に係るオピオイドレセプターアゴニストと組み合わせて与えられる1つまたはそれより多くの抗がん因子の使用のことを指す。したがって、その組み合わせは、1、2、3、4、5個またはさらにより多くの抗がん因子の使用を含む。
一般に、アポトーシスは、2つの主要な生化学的経路を介して誘導され得ることが知られている。「デスレセプター経路」(または外因性経路)は、TNFレセプターによって誘導される(腫瘍壊死因子)モデルおよびFasレセプターによって誘導されるモデル(Fasレセプターは、Apo−1またはCD95としても知られる)を含む。これらのレセプターに結合すると、カスパーゼ−8の活性化を含む、死を誘導するシグナル伝達経路がその細胞において形成される。「ミトコンドリア経路」(または内因性経路)は、ミトコンドリアからのシトクロムcの放出、Apaf−1の結合およびプロカスパーゼ−9の活性化を含む。いくつかの制御因子(例えば、アポトーシス促進性タンパク質であるBaxおよびBakまたは抗アポトーシスタンパク質であるBcl−2、Bcl−XLまたはXIAP)が、それらのアポトーシス経路を活性化させるかまたは不活性化すると知られている。
本発明の1つの実施形態において、オピオイドレセプターアゴニストは、腫瘍細胞におけるカスパーゼ−3およびポリ(ADP−リボース)ポリメラーゼ(PARP)の切断、ならびに/またはカスパーゼ−9の切断およびアポトーシスタンパク質のX連鎖阻害剤(XIAP)のダウンレギュレーション、ならびに/またはB細胞リンパ腫特大タンパク質(Bcl−XL)のダウンレギュレーションによって、アポトーシスを誘導する。
本発明の好ましい実施形態によると、オピオイドレセプターアゴニストは、D−/L−メタドン、レボメタドン、レバセチルメタドールおよびピリトラミドを含むメタドン群のメンバーである。
本発明の文脈において、用語「メタドン群」は、3,3−ジフェニルプロピルアミンの誘導体であるオピオイド類に関する。これらの化合物は、以下の式(I):
によって示されるような3,3−ジフェニルアミンコア構造を有し、式中、Rは、脂肪族ケトン、3−アセトキシプロピル残基、シアノ基または1−ピロリジノ−メチルケトン、−(C=O)Cであり、RおよびRは、CHであるか、または一体となって、複素環(heterocyle)、好ましくは、モルホリノ基を形成し、Rは、Hまたはアルキル残基であり、好ましくは、CHである。
メタドン群の化合物に対する例の非限定的なリストとしては、メタドン、ノルメタドン、デキストロモルアミド、イソメタドン、アセチルメタドール、アルファアセチルメタドール、レボアセチルメタドール(levoacetylmethadol)、プレメタドン(premethadone)、ラセモルアミド(racemoramid)、フェナドキソン(phenadoxone)、デキストロプロポキシフェン、ジピパノン(dipipanone)、ベンジトルアミド(benzitramide)、ピリトラミド、ロペラミド、テマロン(themalon)(3,3−ジチオフェニルプロピルアミンに相当する)およびレボモルアミド(levomoramid)が挙げられる。
これらのオピオイド類のすべてが、塩として使用され得る。D−/L−メタドンのラセミ型は、好ましくは、塩酸塩の形態で提供される。本発明の好ましい実施形態において、オピオイドメタドンは、がん細胞においてミトコンドリア経路を介してアポトーシスを誘導する。
本発明の1つの実施形態において、オピオイドレセプターアゴニストは、メタドン群の化合物(例えば、D/L−メタドン、D−メタドン、L−メタドン、ノルメタドン)、フェンタニル誘導体(例えば、フェンタニル、スフェンタニル、ロフェンタニル(lofenantil)、アルフェンタニル、レミフェンタニル、オーメフェンタニル(ohmefentanyl)およびカルフェンタニル);モルフィナン(morphinane)化合物(例えば、モルヒネ、コデイン、ヘロイン(heroine)、デキストラロルファン(dextrallorphane)、デキストロメトルファン、デキストロファノール(dextrophanol)、ジメモルファン、レボルファノール(levalorphanol)、ブトルファノール、レボフレチルノルモルファノール(levofurethylnormorphanol)、レボメトルファン(levomethorphane)、レボフェナシルモルファン(levophenacylmorphane)、レボルファノール、メトルファン(methorphane)、モルファノール(morphanol)、オキシロルファン(oxilorphan)、フェノモルファン(phenomorphan)およびキソルファノール(xorphanol))、ベンゾモルファン(benzomorphane)誘導体(例えば、5,9−DEHB、アラゾシン(alazocine)、アナゾシン(anazocine)、ブレマゾシン、ブチナゾシン(butinazocine)、カルバゾシン(carbazocine)、コガゾシン(cogazocine)、シクラゾシン、デゾシン、エプタゾシン、エタゾシン(etazocine)、エチルケトシクラゾシン、フルオロフェン、ゲマゾシン(gemazocine)、イバゾシン(ibazocine)、ケタゾシン(ketazocine)、ケトシクラゾシン(ketocyclazozine)、メタゾシン(metazocine)、モキサゾシン(moxazocine)、ペンタゾシン、フェナゾシン、クアダゾシン(quadazocine)、チアゾシン(thiazocine)、トナゾシン(tonazocine)、ボラゾシン(volazocine)および8−CAC);内因性オピオイド類(例えば、エンドルフィン類(アルファ−、ベータ−、ガンマ−またはデルタ−エンドルフィン類であり得る)、エンケファリン類(例えば、Met−エンケファリン、Leu−エンケファリンおよびメトルファミド(methorphamid))、ダイノルフィン類(例えば、ダイノルフィンA、ダイノルフィンBまたはアルファ−ネオエンドルフィン)、ノシセプチン、デルモルフィン類、モルフィセプチン(morphiceptin)、ベータ−カソモルフィン(caomorphine)−5、DALAMID、DADLE、DADL DSLT、DSLET、DTLET、DAGO、DAMGO、DALCE、DAMME、DALDA、DPDPE、FK33−824、[D−Met2,Pro5]エンケファリン−アミド、ビファリン(biphalin)およびエンドモルフィン類(endomorphines)(例えば、エンドモルフィン(endomoprhin)−1およびエンドモルフィン−2));さらに、タンパク質プロオピオメラノコルチン(POMC)に由来するすべてのフラグメント(例えば、ベータ−リポトロピン、ベータ−LPH−[61−64]、ベータ−LPH−[61−65]−NH、(Met(O)65)−ベータ−LPH−[61−65]、ベータ−LPH−[61−69]およびベータ−LPH−[61−69]);4−フェニルピペリジン誘導体(例えば、ペチジン、ケトベミドン、アニレリジン、ピミノジン(piminodine)、フェノペリジン、フレチジン(furethidine)、アルファ−プロジン(prodin)、トリメペリジン(trimeperidine)、ならびに4−フェニルピロリジン誘導体(例えば、プロファドール(profadol))および4−フェニルアゼパン誘導体(例えば、メプタジノール);シクロヘキサン誘導体(例えば、チリジン、U−50488、トラマドールおよびタペンタドール(tapentadol))からなるリストより選択される。
本発明の好ましい実施形態において、本発明のオピオイドレセプターアゴニストは、細胞増殖を阻害することができる。
本発明のさらなる実施形態において、オピオイドレセプターアゴニストは、少なくとも1つのさらなるオピオイドレセプターアゴニストと組み合わされる。結果として、本発明の組み合わせは、2、3、4つまたはそれより多くのオピオイドレセプターアゴニストからなる。好ましくは、2つの異なるオピオイドレセプターアゴニストの組み合わせが、使用される。異なるオピオイドを組み合わせて使用することにより、がん細胞に対して相乗的なアポトーシス促進効果がもたらされることを証明することができた(実施例38および図56を参照のこと)。
好ましい実施形態において、オピオイドレセプターアゴニストの前記組み合わせは、モルヒネおよびフェンタニルを含む。好ましくは、前記組み合わせは、モルヒネおよびフェンタニルからなる。モルヒネとフェンタニルとの相乗効果は、例えば、白血病細胞株HL60に対して示された(実施例38および図56を参照のこと)。
好ましい実施形態において、メタドン、好ましくは、D,L−メタドン、最も好ましくは、D,L−メタドンの塩酸塩の形態は、特に、0.05μg/mL〜3μg/mLの血漿レベルが得られるように患者に与えられる。
さらに好ましい実施形態において、メタドン、好ましくは、D,L−メタドン、最も好ましくは、D,L−メタドンの塩酸塩の形態は、特に、0.01μg/mL〜3μg/mLの血漿レベルが得られるように患者に与えられる。
本発明の1つの実施形態において、抗がん因子は、インターカレート物質(例えば、アントラサイクリン、ドキソルビシン、イダルビシン、エピルビシンおよびダウノルビシン);トポイソメラーゼ阻害剤(例えば、イリノテカン、トポテカン、カンプトテシン、ラメラリン(lamellarin)D、エトポシド、テニポシド、ミトキサントロン、アムサクリン、エリプチシン類およびアウリントリカルボン酸);ニトロソ尿素化合物(例えば、カルムスチン(BCNU)、ロムスチン(CCNU)、ストレプトゾシン);ナイトロジェンマスタード類(例えば、シクロホスファミド、メクロレタミン、ウラムスチン、ベンダムスチン、メルファラン、クロラムブシル、マホスファミド(mafosfamide)、トロホスファミド(trofosfamid)およびイホスファミド);スルホン酸アルキル類(例えば、ブスルファンおよびトレオスルファン);アルキル化剤(例えば、プロカルバジン、ダカルバジン、テモゾロミドおよびチオテパ);白金アナログ(例えば、シスプラチン、カルボプラチン、ネダプラチン、オキサリプラチン、サトラプラチン(satraplatin)およびトリプラチンテトラニトレート(triplatin tetranitrate));微小管破壊薬(例えば、ビンブラスチン、コルセミドおよびノコダゾール);葉酸代謝拮抗薬(メトトレキサート、アミノプテリン、ジクロロメトトレキサート(dichloromethotrexat)、ペメトレキセド、ラルチトレキセド(raltitrexed)およびプララトレキサートのような);プリンアナログ(アザチオプリン、メルカプトプリン、チオグアニン、フルダラビン、リン酸フルダラビン、ペントスタチンおよびクラドリビンのような);ピリミジンアナログ(5−フルオロウラシル、フロクスウリジン、シタラビン、6−アザウラシル、ゲムシタビン、カペシタビンのような);タキサンおよびタキサンアナログ(パクリタキセルおよびドセタキセルのような);ステロイドホルモン(ゲスターゲン(gestagene)、アンドロゲン(androgene)、糖質コルチコイド類、デキサメタゾン、プレドニゾロンおよびプレドニゾンのような);抗がんペプチド(放射活性的に標識されたペプチド(paptides)およびペプチド−薬物結合体を含む);抗がん抗体(放射活性的に標識された抗体および抗体−薬物結合体(例えば、ベバシズマブ、セツキシマブ、パニツムマブ、リツキシマブ、イピリムマブ(ipilimumab)、アレムツズマブ、オファツムマブ(ofatumumab)、ゲムツズマブ−オゾガミシン、ブレンツキシマブベドチン(brentuximab vedotin)、90Y−イブリツモマブチウキセタン、131I−トシツモマブまたはトラスツズマブ)を含む)、粒子放射線を含むアルファ、ベータまたはガンマ線照射からなるリストより選択される。
上で列挙された抗がん因子は、PEG化などの修飾およびリポソームの使用などの製剤化(すなわち、PEG化されたリポソーマルドキソルビシン)も含む。
さらなる実施形態において、抗がん因子は、放射活性的に標識された化合物、ペプチド、タンパク質またはモノクローナル抗体であり得、ここで、その放射性標識は、アルファ、ベータまたはガンマ線および電離粒子さえも放射し得る。
本発明の好ましい実施形態において、抗がん因子は、メトトレキサート、シタラビン、ゲムシタビン、パクリタキセル、ドセタキセル、カルボプラチン、オキサリプラチン、エトポシド、ビンクリスチン、フルダラビン、特に、シスプラチン、ドキソルビシン、アントラサイクリン、イダルビシン、ダウノルビシン、エピルビシンまたはアルファ、ベータもしくはガンマ線照射である。
オピオイドレセプターの誘導が望まれるがんの実体を処置するとき、患者は、好ましくは、ドキソルビシン、イダルビシン、エピルビシン、ダウノルビシン、カルボプラチン、オキサリプラチン、シスプラチン、エトポシド、メトトレキサート、シタラビン、テニポシド、ゲムシタビン、パクリタキセル、リツキシマブおよびトラスツズマブからなる群より選択される抗がん因子で処置される。
本発明の1つの実施形態において、本発明の組み合わせで処置される患者は、疾病および関連保健問題の国際統計分類の第10回目の修正版(ICD−10)に従って分類される新生物に罹患しており、その新生物は、クラスC00〜C97の悪性新生物、クラスD00〜D09の上皮内新生物、クラスD10〜D36の良性新生物およびクラスD37〜D48の性状不詳または不明の新生物からなる群のものである。
上記クラスは、以下のとおり定義される:(C00)口唇の悪性新生物、(C01)舌の基底部の悪性新生物、(C02)その他のおよび部位不明の舌の悪性新生物、(C03)歯肉の悪性新生物、(C04)口腔底の悪性新生物、(C05)口蓋の悪性新生物、(C06)その他のおよび部位不明の口腔の悪性新生物、(C07)耳下腺の悪性新生物、(C08)その他のおよび部位不明の大唾液腺の悪性新生物、(C09)扁桃の悪性新生物、(C10)中咽頭の悪性新生物、(C11)鼻咽頭の悪性新生物、(C12)梨状陥凹の悪性新生物、(C13)下咽頭の悪性新生物、(C14)その他のおよび部位不明確の口唇、口腔および咽頭の悪性新生物、(C15)食道の悪性新生物、(C16)胃の悪性新生物、(C17)小腸の悪性新生物、(C18)結腸の悪性新生物、(C19)直腸S状結腸移行部の悪性新生物、(C20)直腸の悪性新生物、(C21)肛門および肛門管の悪性新生物、(C22)肝臓および肝内胆管の悪性新生物、(C23)胆嚢の悪性新生物、(C24)その他のおよび部位不明の胆管の悪性新生物、(C25)膵臓の悪性新生物、(C26)その他のおよび部位不明確の消化器の悪性新生物、(C30)鼻腔および中耳の悪性新生物、(C31)副鼻腔の悪性新生物、(C32)喉頭の悪性新生物、(C33)気管の悪性新生物、(C34)気管支および肺の悪性新生物、(C37)胸腺の悪性新生物、(C38)心臓、縦隔および胸膜の悪性新生物、(C39)その他のおよび部位不明確の呼吸器系および胸腔内臓器の悪性新生物、(C40〜C41)悪性新生物、骨および関節軟骨、(C43)皮膚の悪性黒色腫、(C44)その他の皮膚の悪性新生物、(C45)中皮腫、(C46)カポジ肉腫、(C47)末梢神経および自律神経系の悪性新生物、(C48)後腹膜および腹膜の悪性新生物、(C49)その他の結合組織および軟部組織の悪性新生物、(C50)乳房の悪性新生物、(C51)外陰部の悪性新生物、(C52)膣の悪性新生物、(C53)子宮頚部の悪性新生物、(C54)子宮体部の悪性新生物、(C55)部位不明の子宮の悪性新生物、(C56)卵巣の悪性新生物、(C57)その他のおよび部位不明の女性生殖器の悪性新生物、(C58)胎盤の悪性新生物、(C60)陰茎の悪性新生物、(C61)前立腺の悪性新生物、(C62)精巣の悪性新生物、(C63)その他のおよび部位不明の男性生殖器の悪性新生物、(C64)腎盂を除く腎の悪性新生物、(C65)腎盂の悪性新生物、(C66)尿管の悪性新生物、(C67)膀胱の悪性新生物、(C68)その他のおよび部位不明の泌尿器の悪性新生物、(C69)眼および付属器の悪性新生物、(C70)髄膜の悪性新生物、(C71)脳の悪性新生物、(C72)脊髄、脳神経およびその他の中枢神経系の部位の悪性新生物、(C73)甲状腺の悪性新生物、(C74)副腎の悪性新生物、(C75)その他の内分泌腺および関連組織の悪性新生物、(C76)その他のおよび部位不明確の悪性新生物、(C77)リンパ節の続発性および部位不明の悪性新生物、(C78)呼吸器および消化器の続発性悪性新生物、(C79)その他の部位の続発性悪性新生物、(C80)部位の明示されない悪性新生物、(C81)ホジキン病、(C82)濾胞性非ホジキンリンパ腫(結節性)、(C83)びまん性非ホジキンリンパ腫、(C84)末梢性および皮膚T細胞性リンパ腫、(C85)非ホジキンリンパ腫のその他のおよび部位不明の型、(C88)悪性免疫増殖性疾患、(C90)多発性骨髄腫および悪性形質細胞性新生物、(C91)リンパ性白血病、(C92)骨髄性白血病、(C93)単球性白血病、(C94)細胞型の明示されたその他の白血病、(C95)細胞型不明の白血病、(C96)その他のおよび部位不明のリンパ組織、造血組織および関連組織の悪性新生物、(C97)独立した(原発性)多部位の悪性新生物、(D00)口腔、食道および胃の上皮内癌、(D01)その他のおよび部位不明の消化器の上皮内癌、(D02)中耳および呼吸器系の上皮内癌、(D03)上皮内黒色腫、(D04)皮膚の上皮内癌、(D05)乳房の上皮内癌、(D06)子宮頚部の上皮内癌、(D07)その他のおよび部位不明の生殖器の上皮内癌、(D09)その他のおよび部位不明の上皮内癌、(D10)口腔および咽頭の良性新生物、(D11)大唾液腺の良性新生物、(D12)結腸、直腸、肛門および肛門管の良性新生物、(D13)その他のおよび部位不明確の消化系の良性新生物、(D14)中耳および呼吸器系の良性新生物、(D15)その他のおよび部位不明の胸腔内臓器の良性新生物、(D16)骨および関節軟骨の良性新生物、(D17)良性脂肪腫性新生物、(D18)任意の部位の血管腫およびリンパ管腫、(D19)中皮組織の良性新生物、(D20)後腹膜および腹膜の軟部組織の良性新生物、(D21)結合組織およびその他の軟部組織のその他の良性新生物、(D22)メラニン細胞性母斑、(D23)皮膚のその他の良性新生物、(D24)乳房の良性新生物、(D25)子宮の平滑筋腫、(D26)子宮のその他の良性新生物、(D27)卵巣の良性新生物、(D28)その他のおよび部位不明の女性生殖器の良性新生物、(D29)男性生殖器の良性新生物、(D30)泌尿器の良性新生物、(D31)眼および付属器の良性新生物、(D32)髄膜の良性新生物、(D33)脳および中枢神経系のその他の部位の良性新生物、(D34)甲状腺の良性新生物、(D35)その他のおよび部位不明の内分泌腺の良性新生物、(D36)その他のおよび部位不明の良性新生物、(D37)口腔および消化器の性状不詳または不明の新生物、(D38)中耳および呼吸器および胸腔内臓器の性状不詳または不明の新生物、(D39)女性生殖器の性状不詳または不明の新生物、(D40)男性生殖器の性状不詳または不明の新生物、(D41)泌尿器の性状不詳または不明の新生物、(D42)髄膜の性状不詳または不明の新生物、(D43)脳および中枢神経系の性状不詳または不明の新生物、(D44)内分泌腺の性状不詳または不明の新生物、(D45)真性赤血球増多症(Polycythaemia vera)、(D46)骨髄異形成症候群、(D47)リンパ系、造血組織および関連組織の性状不詳または不明のその他の新生物、(D48)その他のおよび部位不明の性状不詳または不明の新生物。
本発明の特定の実施形態において、本発明の組み合わせで処置される患者は、転移に苦しんでいる。
本発明の好ましい実施形態において、本発明の組み合わせで処置される患者は、C25、C50、C56、C71、C91およびC92からなるクラスのリストより選択される新生物に罹患している。
より好ましい実施形態において、患者は、急性リンパ芽球性白血病(C91.0)、B細胞慢性リンパ性白血病(C91.2)、急性前骨髄球性白血病(C92.4)、急性骨髄性白血病(C92.0)、慢性骨髄性白血病(C92.1)、すべての形態の神経膠芽腫(C71)、すべての形態の膵がん(C25)、すべての形態の卵巣がん(C56)、乳がんのクラス(C50)および神経膠芽腫起源幹細胞(glioblastoma initiating stem cells)などの腫瘍幹細胞を含むリストより選択される新生物に罹患している。
本発明のさらなる実施形態において、患者は、例えば、トラスツズマブ抵抗性乳がんのような、HER2標的化治療に抵抗性の乳がんに罹患している。
好ましい実施形態において、急性リンパ芽球性白血病(C91.0)に罹患している患者は、メトトレキサート、シタラビン、カルボプラチン、オキサリプラチン、ビンクリスチン、フルダラビンからなるリストより選択され、好ましくは、シスプラチン、アントラサイクリン、ドキソルビシン、イダルビシン、ダウノルビシン、エピルビシン、エトポシド、ゲムシタビン、パクリタキセル、ドセタキセルまたはアルファ、ベータもしくはガンマ線照射である、抗がん因子を含む本発明に係る組み合わせで処置される。
さらに好ましい実施形態において、急性リンパ芽球性白血病(C91.0)に罹患している患者は、D,L−メタドン、ブプレノルフィン、フェンタニルおよびモルヒネからなるリストより選択され、好ましくは、D,L−メタドンである、オピオイドレセプターアゴニストを含む本発明に係る組み合わせで処置される。
本発明のなおもより好ましい実施形態において、急性リンパ芽球性白血病(C91.0)に罹患している患者は、D,L−メタドンおよびエトポシド、またはD,L−メタドンおよびドキソルビシンを含む組み合わせで処置される。
好ましい実施形態において、B細胞慢性リンパ性白血病(C91.2)に罹患している患者は、メトトレキサート、シタラビン、カルボプラチン、オキサリプラチン、ビンクリスチン、フルダラビンからなるリストより選択され、好ましくは、シスプラチン、アントラサイクリン、ドキソルビシン、イダルビシン、ダウノルビシン、エピルビシン、エトポシド、ゲムシタビン、パクリタキセル、ドセタキセルまたはアルファ、ベータもしくはガンマ線照射である、抗がん因子を含む本発明に係る組み合わせで処置される。
さらに好ましい実施形態において、B細胞慢性リンパ性白血病(C91.2)に罹患している患者は、D,L−メタドン、ブプレノルフィン、フェンタニルおよびモルヒネからなるリストより選択され、好ましくは、D,L−メタドンである、オピオイドレセプターアゴニストを含む本発明に係る組み合わせで処置される。
本発明のなおもより好ましい実施形態において、B細胞慢性リンパ性白血病(C91.2)に罹患している患者は、D,L−メタドンおよびフルダラビン、またはブプレノルフィンおよびフルダラビン、またはフェンタニルおよびフルダラビン、またはモルヒネおよびフルダラビンを含む組み合わせで処置される。
好ましい実施形態において、急性前骨髄球性白血病(C92.4)に罹患している患者は、メトトレキサート、シタラビン、カルボプラチン、オキサリプラチン、ビンクリスチン、フルダラビンからなるリストより選択され、好ましくは、シスプラチン、アントラサイクリン、ドキソルビシン、イダルビシン、ダウノルビシン、エピルビシン、エトポシド、ゲムシタビン、パクリタキセル、ドセタキセルまたはアルファ、ベータもしくはガンマ線照射である、抗がん因子を含む本発明に係る組み合わせで処置される。
さらに好ましい実施形態において、急性前骨髄球性白血病(C92.4)に罹患している患者は、D,L−メタドン、ブプレノルフィン、フェンタニルおよびモルヒネからなるリストより選択され、好ましくは、D,L−メタドンである、オピオイドレセプターアゴニストを含む本発明に係る組み合わせで処置される。
本発明のなおもより好ましい実施形態において、急性前骨髄球性白血病(C92.4)に罹患している患者は、D,L−メタドンおよびドキソルビシン、またはブプレノルフィンおよびドキソルビシン、またはフェンタニルおよびドキソルビシン、またはモルヒネおよびドキソルビシンを含む組み合わせで処置される。
好ましい実施形態において、急性骨髄性白血病(C92.0)に罹患している患者は、メトトレキサート、シタラビン、カルボプラチン、オキサリプラチン、ビンクリスチン、フルダラビンからなるリストより選択され、好ましくは、シスプラチン、アントラサイクリン、ドキソルビシン、イダルビシン、ダウノルビシン、エピルビシン、エトポシド、ゲムシタビン、パクリタキセル、ドセタキセルまたはアルファ、ベータもしくはガンマ線照射である、抗がん因子を含む本発明に係る組み合わせで処置される。
さらに好ましい実施形態において、急性骨髄性白血病(C92.0)に罹患している患者は、D,L−メタドン、ブプレノルフィン、フェンタニルおよびモルヒネからなるリストより選択され、好ましくは、D,L−メタドンである、オピオイドレセプターアゴニストを含む本発明に係る組み合わせで処置される。
本発明のなおもより好ましい実施形態において、急性骨髄性白血病(C92.0)に罹患している患者は、D,L−メタドンおよびドキソルビシン、またはブプレノルフィンおよびドキソルビシン、またはフェンタニルおよびドキソルビシン、またはモルヒネおよびドキソルビシンを含む組み合わせで処置される。
好ましい実施形態において、慢性骨髄性白血病(C92.1)に罹患している患者は、メトトレキサート、シタラビン、カルボプラチン、オキサリプラチン、ビンクリスチン、フルダラビンからなるリストより選択され、好ましくは、シスプラチン、アントラサイクリン、ドキソルビシン、イダルビシン、ダウノルビシン、エピルビシン、エトポシド、ゲムシタビン、パクリタキセル、ドセタキセルまたはアルファ、ベータもしくはガンマ線照射である、抗がん因子を含む本発明に係る組み合わせで処置される。
さらに好ましい実施形態において、慢性骨髄性白血病(C92.1)に罹患している患者は、D,L−メタドン、ブプレノルフィン、フェンタニルおよびモルヒネからなるリストより選択され、好ましくは、D,L−メタドンである、オピオイドレセプターアゴニストを含む本発明に係る組み合わせで処置される。
本発明のなおもより好ましい実施形態において、慢性骨髄性白血病(C92.1)に罹患している患者は、D,L−メタドンおよびイマチニブ、またはブプレノルフィンおよびイマチニブ、またはフェンタニルおよびイマチニブ、またはモルヒネおよびイマチニブを含む組み合わせで処置される。
本発明の別の好ましい実施形態において、慢性骨髄性白血病(C92.1)に罹患している患者は、D,L−メタドンおよびフルダラビン、またはブプレノルフィンおよびフルダラビン、またはフェンタニルおよびフルダラビン、またはモルヒネおよびフルダラビンを含む組み合わせで処置される。
本発明のさらなる実施形態において、白血病に罹患している患者は、本発明の組み合わせに加えて、少なくとも1つのさらなるオピオイドレセプターアゴニストで処置される。ゆえに、その患者は、少なくとも2つのオピオイドレセプターアゴニストで処置される。このストラテジーは、異なるオピオイド類の組み合わせが、がん細胞株に対して相乗的なアポトーシス促進効果を示すという知見に基づく(図56を参照のこと)。
好ましい実施形態において、本発明の組み合わせは、モルヒネ、フェンタニルおよび少なくとも1つの抗がん因子を含み、さらなる実施形態において、その組み合わせは、モルヒネ、フェンタニルおよびさらなる抗がん因子からなる。モルヒネとフェンタニルとの相乗効果は、例えば、白血病細胞株HL60に対して示された(実施例38を参照のこと)。
好ましい実施形態において、神経膠芽腫(C71)に罹患している患者は、メトトレキサート、シタラビン、カルボプラチン、オキサリプラチン、ビンクリスチン、フルダラビンからなるリストより選択され、好ましくは、シスプラチン、テモゾロミド、アントラサイクリン、ドキソルビシン、イダルビシン、ダウノルビシン、エピルビシン、エトポシド、ゲムシタビン、パクリタキセル、ドセタキセルまたはアルファ、ベータもしくはガンマ線照射である、抗がん因子を含む本発明に係る組み合わせで処置される。
さらに好ましい実施形態において、神経膠芽腫(C71)に罹患している患者は、D,L−メタドン、ブプレノルフィン、フェンタニルおよびモルヒネからなるリストより選択され、好ましくは、D,L−メタドンである、オピオイドレセプターアゴニストを含む本発明に係る組み合わせで処置される。
本発明のなおもより好ましい実施形態において、神経膠芽腫(C71)に罹患している患者は、D,L−メタドンおよびドキソルビシンを含む組み合わせで処置される。
好ましい実施形態において、前記ドキソルビシンは、血液脳関門を横断するドキソルビシンの移行を増強する製剤として与えられる。当業者には、BBB移行を可能にするかまたは増強するために利用可能な製剤化ストラテジーがいくつかある。例として、ドキソルビシンは、リポソーム内に詰め込まれ得るか、またはトランスフェリンに結合され得る。
本発明の別の好ましい実施形態において、神経膠芽腫(C71)に罹患している患者は、D,L−メタドンおよびダウノルビシンを含む組み合わせ、D,L−メタドンおよびイダルビシンを含む組み合わせ、またはD,L−メタドンおよびテモゾロミドを含む組み合わせで処置される。
好ましい実施形態において、神経膠芽腫起源幹細胞に罹患している患者は、メトトレキサート、シタラビン、カルボプラチン、オキサリプラチン、ビンクリスチン、フルダラビンからなるリストより選択され、好ましくは、シスプラチン、アントラサイクリン、ドキソルビシン、イダルビシン、ダウノルビシン、エピルビシン、エトポシド、ゲムシタビン、パクリタキセル、ドセタキセルまたはアルファ、ベータもしくはガンマ線照射である、抗がん因子を含む本発明に係る組み合わせで処置される。
さらに好ましい実施形態において、神経膠芽腫起源幹細胞に罹患している患者は、D,L−メタドン、ブプレノルフィン、フェンタニルおよびモルヒネからなるリストより選択され、好ましくは、D,L−メタドンである、オピオイドレセプターアゴニストを含む本発明に係る組み合わせで処置される。
本発明のなおもより好ましい実施形態において、神経膠芽腫起源幹細胞に罹患している患者は、D,L−メタドンおよびドキソルビシンを含む組み合わせで処置される。
好ましい実施形態において、膵がん(C25)に罹患している患者は、メトトレキサート、シタラビン、カルボプラチン、オキサリプラチン、ビンクリスチン、フルダラビンからなるリストより選択され、好ましくは、シスプラチン、オキサリプラチン、アントラサイクリン、ドキソルビシン、イダルビシン、ダウノルビシン、エピルビシン、エトポシド、ゲムシタビン、パクリタキセル、ドセタキセルまたはアルファ、ベータもしくはガンマ線照射である、抗がん因子を含む本発明に係る組み合わせで処置される。
さらに好ましい実施形態において、膵がん(C25)に罹患している患者は、D,L−メタドン、ブプレノルフィン、フェンタニルおよびモルヒネからなるリストより選択され、好ましくは、D,L−メタドンである、オピオイドレセプターアゴニストを含む本発明に係る組み合わせで処置される。
本発明のなおもより好ましい実施形態において、膵がん(C25)に罹患している患者は、D,L−メタドンおよびシスプラチンを含む組み合わせで処置される。
本発明のさらに好ましい実施形態において、膵がん(C25)に罹患している患者は、D,L−メタドンおよびオキサリプラチンを含む組み合わせで処置される。
本発明の1つの実施形態において、がんに罹患している患者は、D,L−メタドンおよびテモゾロミドを含む組み合わせで処置される。
好ましい実施形態において、卵巣がん(C56)に罹患している患者は、メトトレキサート、シタラビン、カルボプラチン、オキサリプラチン、ビンクリスチン、フルダラビンからなるリストより選択され、好ましくは、シスプラチン、カルボプラチン、アントラサイクリン、ドキソルビシン、イダルビシン、ダウノルビシン、エピルビシン、エトポシド、ゲムシタビン、パクリタキセル、ドセタキセルまたはアルファ、ベータもしくはガンマ線照射である、抗がん因子を含む本発明に係る組み合わせで処置される。
さらに好ましい実施形態において、卵巣がん(C56)に罹患している患者は、D,L−メタドン、ブプレノルフィン、フェンタニルおよびモルヒネからなるリストより選択され、好ましくは、D,L−メタドンである、オピオイドレセプターアゴニストを含む本発明に係る組み合わせで処置される。
本発明のなおもより好ましい実施形態において、卵巣がん(C56)に罹患している患者は、D,L−メタドンおよびシスプラチンを含む組み合わせで処置される。
別の実施形態において、D,L−メタドンとシスプラチンとの組み合わせで処置される患者は、シスプラチン抵抗性卵巣がんに罹患している。
好ましい実施形態において、乳がん(C50)に罹患している患者は、メトトレキサート、シタラビン、カルボプラチン、オキサリプラチン、ビンクリスチン、フルダラビンからなるリストより選択され、好ましくは、シスプラチン、アントラサイクリン、ドキソルビシン、イダルビシン、ダウノルビシン、エピルビシン、エトポシド、ゲムシタビン、パクリタキセル、ドセタキセルまたはアルファ、ベータもしくはガンマ線照射である、抗がん因子を含む本発明に係る組み合わせで処置される。
さらに好ましい実施形態において、乳がん(C50)に罹患している患者は、D,L−メタドン、ブプレノルフィン、フェンタニルおよびモルヒネからなるリストより選択され、好ましくは、D,L−メタドンである、オピオイドレセプターアゴニストを含む本発明に係る組み合わせで処置される。
本発明のなおもより好ましい実施形態において、乳がん(C50)に罹患している患者は、D,L−メタドンおよびシスプラチンを含む組み合わせで処置される。
本発明のさらに好ましい実施形態において、好ましくはトラスツズマブ抵抗性乳がんなどのHER2標的化治療に抵抗性の乳がんである、乳がん(C50)に罹患している患者は、D,L−メタドンおよびドキソルビシンを含む組み合わせで処置される。
本発明の別の実施形態において、前立腺がん(C62)に罹患している患者は、D,L−メタドンおよびシスプラチンを含む組み合わせで処置される。
本発明の1つの実施形態において、白血病に罹患している患者は、D,L−メタドンと以下の抗がん因子:エトポシド、シタラビン、メトトレキサート、シクロホスファミド、チオグアニン、ゲムシタビン、パクリタキセル、ドセタキセルまたはビンクリスチンのうちの1つとの組み合わせで処置される。
別の実施形態において、処置されるがんは、2000年からの現行のバージョンICD−O−3における国際疾病分類腫瘍学ICD−Oに係る新生物である。あるいは、処置されるがんは、患者の体内のがんの程度を説明するがんの病期分類システムである、悪性腫瘍のTNM分類(TNM)に含められるようながんである。さらなる代替物において、処置されるがんは、Boeckerら、2008のchapter6(Pathologie,Elsevier,Urban & Fischer,p.167−218)(その全体が参照により援用される)によって開示されている。
本発明の好ましい実施形態において、前記組み合わせで処置される患者は、白血病、乳がん、皮膚がん、骨がん、前立腺がん、肝臓がん、肺がん、脳腫瘍、喉頭がん、胆嚢がん、膵臓がん、直腸がん、副甲状腺がん、甲状腺がん、副腎がん、神経組織がん、頭頸部がん、結腸がん、胃がん、気管支がん、腎臓がん、基底細胞癌腫、潰瘍型と乳頭型の両方の扁平上皮癌腫、転移性皮膚癌腫、骨肉腫、ユーイング肉腫、細網肉腫(veticulum cell sarcoma)、ミエローマ、巨細胞腫瘍、小細胞肺腫瘍、膵島細胞腫瘍、原発性脳腫瘍、急性および慢性のリンパ球性および顆粒球性腫瘍、ヘアリーセル腫瘍、アデノーマ、過形成、髄様癌腫、褐色細胞腫、粘膜神経腫、腸管神経節性神経腫、過形成性角膜神経腫瘍(hyperplastic corneal nerve tumour)、マルファン体型腫瘍(marfanoid habitus tumour)、ウィルムス腫瘍、セミノーマ、卵巣腫瘍、平滑筋腫(leiomyomata)、子宮頸部異形成および上皮内癌腫、神経芽細胞腫、網膜芽細胞腫、軟部組織肉腫、悪性カルチノイド、局所的皮膚病変、菌状息肉腫(mycosis fungoide)、横紋筋肉腫、カポジ肉腫、骨原性肉腫および他の肉腫、悪性の高カルシウム血症、腎細胞腫瘍、真性赤血球増多症(polycythermia vera)、腺癌、多形神経膠芽腫、白血病、リンパ腫、悪性黒色腫ならびに類表皮癌からなる群からの非固形腫瘍に罹患している。
本発明のさらに好ましい実施形態において、処置される患者は、膵臓癌腫、肝芽腫、結腸癌腫(小細胞肺がん、メラノーマ、乳癌腫、卵巣癌腫、前立腺癌腫、神経膠芽腫、急性リンパ芽球性白血病、急性骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性リンパ性白血病、前駆型の(pro−forms of)白血病、ヘアリーセル白血病、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、リンパ腫、腫瘍幹細胞、神経膠芽腫起源幹細胞および多発性骨髄腫からなる群より選択される新生物に罹患している。
本発明の別の実施形態において、患者は、内因性抵抗性または獲得抵抗性を示す。
したがって、本発明の文脈において、「抵抗性」は、全体的または部分的であり得;換言すれば、本発明に従って処置可能であると考えられる患者は、従来の抗がん処置に対して感度の低下または感度の完全な欠如さえも示し得る。これらの患者は、「非反応者」または「反応不良者(poor−responder)」としても判断され得る。
「抵抗性の」がんまたは腫瘍に対するさらなる同義語は、「難治性」タイプのがんであり、これは、完全にまたは部分的に難治性であり得る。したがって、内因性の抵抗性は、「原発性の難治性がん」としても判断され得る。特定の形態の難治性または抵抗性のがん細胞は、例えば、最初は殺滅されるが急速に複製すると有効な処置はほぼ不可能であるという白血病細胞で公知の現象である、いわゆる「動態学的に難治性の細胞」である。
本発明の文脈において使用されるとき、用語「従来の」処置または治療とは、過去の研究の結果および/または規制当局の許可に基づいて、ある特定のタイプのがんの現在認められているおよび広く使用されている治療的な処置のことを指す。
従来の抗がん薬には、細胞傷害剤および細胞分裂抑制剤が含まれ、これらは、がん細胞を殺滅するか、またはそれらの成長もしくは増殖を減少させるおよび/もしくは停止する。これらの抗がん薬の作用様式は、様々であり得;例は、代謝拮抗物質(例えば、シタラビン、メトトレキサート、メルカプトプリンまたはクロファラビン(clofarabine))、DNA架橋剤(例えば、シスプラチンおよびその誘導体)、DNAインターカレート物質(例えば、ドキソルビシン)、トポイソメラーゼ毒(例えば、エトポシド)、キナーゼ阻害剤(例えば、セツキシマブ)、ステロイド類(例えば、デキサメタゾン)または有糸分裂阻害剤(例えば、ビンクリスチン)である。白血病の従来の抗がん処置に対する1つの例は、ドキソルビシンまたはリツキシマブの投与である。
従来の照射療法は、放射線療法も含み得、それは、X線、アルファ、ベータおよびガンマ線、オージェ電子、紫外線、中性子、プロトン、ならびにがん細胞を殺滅し、腫瘍を縮小させる他の線源からの高エネルギー放射線の使用を意味する。放射線は、身体の外側のデバイスを起源とし得るか(外部ビーム放射線療法)、またはがん細胞の近傍の体内に配置された放射性源を起源とし得る(内部放射線療法)。全身放射線療法では、血流に乗って標的組織まで移動する放射性標識されたモノクローナル抗体などの放射性物質が使用される。放射線抵抗性の(radio resistant)がん細胞は、これらの処置に反応しないか、または部分的にしか反応しない。
上で詳細に概要を述べたように、本発明の1つの実施形態によると、オピオイドレセプターアゴニストは、従来の抗がん処置および/もしくは放射線処置に対するがん細胞の内因性抵抗性または獲得抵抗性、あるいはアポトーシス抵抗性を克服するためまたは「打破する」ために適用される。本発明の1つの実施形態において、本発明に従って処置可能であると考えられるがん細胞は、オピオイドレセプター、特に、μオピオイドレセプターを発現している。
本発明によると、用語「抵抗性」、「放射線抵抗性」または「化学療法剤抵抗性」は、少なくとも1つの従来のがん治療、すなわち、抗がん薬または照射療法に対するがん細胞の低感度として定義される。そのようながんに罹患している患者は、「抵抗性」がん患者と判断される。その抵抗性は、内因性または獲得性であり得るので、観察される感度の低下は、適用された抗がん薬および/もしくは放射線の治療的に有効な投与量に対して反応性である完全に感受性の「通常の」がん細胞と比較されるか、治療を開始した際の元の感度と比較される。後者の場合、抵抗性は、同じ用量の場合に、少ない量の腫瘍退縮として(放射線または抗がん薬のいずれか)または等しい量の腫瘍退縮のために必要な用量の増加として現れる。
本発明の別の実施形態において、患者は、次の抵抗性:アポトーシス抵抗性、多剤抵抗性、抗がん薬抵抗性、細胞傷害薬抵抗性、活性酸素種に対する抵抗性、DNA傷害剤に対する抵抗性、毒性のある抗体に対する抵抗性、ドキソルビシン抵抗性、単一抵抗性または交差抵抗性、照射抵抗性(irradiation resistance)(例えば、アルファ、ベータ、ガンマまたはオージェ電子)のうちの1つまたはそれより多くを示す。
特定の実施形態において、患者は、以下の原薬:メトトレキサート、シタラビン、チオグアニン、シスプラチン、オキサリプラチン、エトポシド、ビンクリスチン、パクリタキセル、カルボプラチン、テニポシド、デキサメタゾン、プレドニゾロン、シクロホスファミド、ジホスファミド、ドキソルビシン、エピルビシン、ダウノルビシン、イダルビシン、メルカプトプリン、フルダラビン、ゲムシタビン、テモゾロミド、抗HER2および抗CD20のうちの1つまたはそれより多くに対して抵抗性である。
本発明の1つの実施形態において、オピオイドレセプターアゴニストとともに投与される抗がん因子は、それぞれのがんに対する推奨用量に等しいかまたはそれ未満の用量で与えられる。推奨用量は、オピオイドレセプターアゴニストの投与なしでの従来のがん治療によって与えられるものである。好ましくは、当業者の観点からの抗がん因子のそれぞれの用量は、最適以下の用量または治療用量以下の用量であり、それらは、患者の副作用がより少ないという利点を有する。主要な効果は、その用量の抗がん薬の取り込みががん細胞において増加するが、血漿濃度は、従来の治療のレベルであるという点である。これは、従来の治療に対する非反応者が処置され得るという効果を有する。
本発明の好ましい実施形態において、オピオイドレセプターアゴニストとともに投与される抗がん因子は、その抗がん因子だけを使用してがんを処置する場合の推奨用量の2分の1、好ましくは、3分の1、5分の1、10分の1または30分の1、なおもより好ましくは、100分の1の用量で与えられる。
本発明のさらに好ましい実施形態において、オピオイドレセプターアゴニストとともに投与される抗がん因子は、それぞれのがんに対する推奨用量に等しいかまたはそれ未満の用量で与えられ、ここで、その抗がん因子の有効な血漿レベルの期間は、完全に、オピオイドレセプターアゴニストの有効な血漿レベルの期間内である。その推奨用量は、オピオイドレセプターアゴニストの投与なしでの従来のがん治療によって与えられるものである。
本発明のさらに好ましい実施形態において、オピオイドレセプターアゴニストは、D/L−メタドンであり、抗がん因子は、メトトレキサートおよびデキサメタゾンである。
本発明のさらなる実施形態において、オピオイド類またはオピオイドレセプターアゴニストは、少なくとも1つの抗がん薬を含む複合物として使用され得る。
本発明の文脈において、用語「抗Her2」は、Her−2/Neu遺伝子の遺伝子産物に結合して、それと相互作用する任意のリガンドのことを表す。これは、トラスツズマブ(ハーセプチン)などの抗体または任意の有機化合物を包含する。
本発明の文脈内の「複合物」は、治療有効量の本発明に従って定義されるような任意のオピオイドレセプターアゴニスト(成分A)および少なくとも1つのさらなる抗がん物質(成分B)を含む医薬品に関する。この「複合物」は、単一の組成物、または同時にもしくは続いて患者に投与され得る少なくとも2つの組成物を構成し得る。上述の物質は、好ましくは、メタドン、より好ましくは、D/L−メタドンの塩酸塩の形態と組み合わされる。
本発明の複合物は、単一の組成物と比べて相乗効果を示し得るので、がん細胞の効果的な処置にとって有益であり得る。特に、成分Aとしてメタドンおよび成分Bとして以下のような薬剤のうちの1つを含む複合物が、好ましい:メトトレキサート、シタラビン、シスプラチン、カルボプラチン、オキサリプラチン、エトポシド、ビンクリスチン、ドキソルビシン、イダルビシン、エピルビシン、ダウノルビシン、フルダラビン、ゲムシタビン、パクリタキセル、ドセタキセル、テモゾロミド、抗CD20、抗HER2。さらに、照射処置も含む併用処置が、可能である。
さらに好ましい複合物は、成分Aとしてのメタドンおよび成分Bとしてのテモゾロミドからなる。
本発明の好ましい実施形態において、抵抗性または感受性の非固形がん、すなわち、血液、骨髄およびリンパ節が冒されるすべての血液学的悪性疾患(急性リンパ芽球性白血病、急性骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性リンパ性白血病およびすべての白血病の原型、ヘアリーセル白血病、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、リンパ腫ならびに多発性骨髄腫を含む)を処置するために、オピオイド類が使用される。
さらなる態様において、本発明は、オピオイドレセプターアゴニストと1つまたはそれより多くの抗がん薬との組み合わせを選択するための方法を提供する。この方法は、以下の工程:
(a)好ましくはがん生検材料または液体サンプル(例えば、血液、羊水、胸膜液、腹水または脳脊髄液)から単離された、がん細胞、細胞株または初代細胞のインビトロ(an vitro)培養物を提供する工程;
(b)必要に応じて、工程(a)からの細胞をオピオイドレセプターの発現について試験する工程;
(c)工程(a)からの細胞をオピオイドアゴニストもしくは少なくとも1つの抗がん薬またはそれらの組み合わせで処置する工程;
(d)それらの細胞を細胞死および/またはオピオイドレセプターの発現について解析する工程
(e)オピオイドレセプター/抗がん薬の組み合わせを選択する工程、および好ましくは、前記組み合わせに対する用量を所望の細胞死/生存率または増殖阻害の程度に基づいて選択する工程;および/または
(f)抗がん因子を選択する工程、および好ましくは、所望のオピオイドレセプター誘導の程度を示す前記抗がん因子に対する用量を選択する工程
を含む。
インビトロで培養されるがん細胞は、不死化細胞株、異種移植された細胞、続発性もしくは原発性のがん細胞株または初代細胞であり得る。好ましい実施形態において、その細胞株および/または細胞は、がん生検材料に由来し、より好ましい実施形態において、その生検材料もしくは血液のサンプリングまたは脳脊髄液のサンプリングまたは胸膜液のサンプリングまたは羊水のサンプリングまたは腹水のサンプリングは、本発明に係る組み合わせで処置される患者から採取される。がん細胞株は、1つのがん細胞型にしか基づかない均一な細胞株または異なる細胞型を含む不均一ながん細胞株であり得る。
工程(b)におけるオピオイドレセプターの発現の解析は、当業者に公知の手法によって行われ得る。例の非限定的なリストとしては、前記オピオイドレセプターに対して産生された抗体または抗体フラグメントを使用する免疫蛍光法、オピオイドレセプターの免疫沈降、またはナロキソン−フルオレセインなどの標識されたオピオイドレセプターリガンドの使用が挙げられる。
工程(c)における細胞生存率およびアポトーシスの解析については、当業者に公知の手法がいくつかある。例の非限定的なリストとしては、(a)細胞溶解アッセイまたは膜漏出アッセイ(例えば、乳酸デヒドロゲナーゼアッセイ、ヨウ化プロピジウムアッセイ、トリパンブルーアッセイ、7−アミノアクチノマイシンDアッセイ)、(b)ミトコンドリア活性アッセイまたはカスパーゼアッセイ(例えば、リザズリンおよびホルマザン(MTT/XTT)が、細胞死の前兆となるアポトーシスプロセスにおける様々なステージについてアッセイし得る)、(c)赤血球の場合、細胞変形能、浸透圧脆弱性、溶血、ATPレベルおよびヘモグロビン含有量を測定する、機能性アッセイ;(d)DNAマイクロアレイおよびタンパク質チップを使用する、ストレス経路の活性化の解析を含む、ゲノムアッセイおよびプロテオームアッセイが挙げられる。
さらに好ましい実施形態において、細胞生存率は、ヨウ化プロピジウムアッセイによって測定され、アポトーシスは、低二倍体DNA(subG1)の計測およびフローサイトメトリーによるFSC/SSC解析によって測定される。
工程(d)において、培養された細胞は、好ましくは、オピオイドのみ、抗がん因子のみ、およびそれらの2つの物質の組み合わせの使用を含む平行した実験において処置される。さらなる実施形態において、効果の効力は、それぞれの効果の用量依存性を調べることによって、解析される。代替の実験では、抗アポトーシス効果またはオピオイドレセプター発現を増加させるため、または副作用プロファイルを減少させるために、いくつかの抗がん因子が組み合わされ得る。さらなる実施形態において、試験化合物の最初の選択は、腫瘍の特徴に依存し得る。さらに、年齢、性別、体重、共存症、個体の代謝能力、アレルギーおよび不適合性、遺伝的素因、疾患の経過ならびに家族歴を含む患者の特徴もまた、考慮され得る。
インビトロでの解析の場合、上に記載されたようなオピオイドレセプターアゴニストは、試験のために使用され得る。好ましくは、D,L−メタドン、L−メタドン、フェンタニル、ブプレノルフィン、モルヒネ、コデイン、オキシコドン、トラマドールおよびタペンタドールが、使用される。
好ましい実施形態において、それぞれのがん細胞型、細胞株または細胞に対して効果を有すると周知である抗がん因子が、選択される。
抗がん因子だけを試験するとき、培養された細胞を、オピオイドレセプターの発現レベルの比較が可能である条件下において、抗がん処置前および抗がん処置後のオピオイドレセプターの発現について解析する。前記比較により、それぞれのがん細胞上でのオピオイドレセプターの発現を増加させる抗がん因子を特定することが可能になる。
工程(e)における選択により、患者にとって許容され得る副作用プロファイルを保ったまま有効性を最大にするための、薬の組み合わせおよび/またはそれぞれの用量の優先順位がつけられる。
工程(f)における選択により、がん細胞上でのオピオイドレセプターの発現を増加させる能力に関して抗がん因子の優先順位がつけられる。結果として、オピオイドアゴニストの抗アポトーシス効果ならびに抗がん因子の抗アポトーシス効果(anti−apoptotic affect)が、最大にされる。
工程(c)において、細胞培養物が、オピオイドレセプターアゴニストと抗がん因子との組み合わせで処置された場合、使用される組み合わせの優先順位付けは、組み合わせの用量が、培養中の細胞に対してより良い致死効果を有する態様において行われる。最も高い致死効果を有する組み合わせ、または観察可能である場合、培養中の細胞に対して最も高い致死効果を有する組み合わせよりも最大10%低い細胞致死効果を有する用量であるが、オピオイドレセプターアゴニストのより少ない用量が、使用されるべきである。例えば、図2cは、D,L−メタドンの使用説明書に記載されているような従来の治療用量においてドキソルビシンを用いるとき、0.1μg/mLの用量が好ましいだろうということを示している。
さらなる態様において、本発明は、がんを処置するためのオピオイドレセプターアゴニストを選択するための方法を提供し、その方法は、以下の工程:
(a)好ましくはがん生検材料または液体サンプル(例えば、血液、羊水、胸膜液または腹水または脳脊髄液)から単離された、がん細胞、細胞株または初代細胞のインビトロ培養物(an vitro culture)を提供する工程;
(b)必要に応じて、工程(a)からの細胞をオピオイドレセプターの発現について試験する工程;
(c)工程(a)からの細胞を処置する工程;
(d)それらの細胞を細胞死/生存率または増殖阻害について解析する工程;
(e)オピオイドレセプター/抗がん薬の組み合わせを選択する工程、および好ましくは、前記組み合わせに対する用量を所望の細胞死の程度に基づいて選択する工程;および/または
(f)オピオイドレセプターアゴニストを選択する工程、および好ましくは、所望の細胞死誘導の程度を示す前記オピオイドレセプターアゴニストに対する用量を選択する工程
を含む。
この方法の場合、工程(a)〜(d)は、上に記載されたような方法およびストラテジーによって行われ得る。
オピオイドレセプターの発現の解析により、オピオイドレセプターアゴニストで処置され得るがんタイプの選択が可能になる。オピオイドレセプターアゴニストによるインビトロでの処置のおかげで、インビボでのがん処置に対する個別の用量が決定され得る。
I.実験手順
薬物および試薬
インビトロ実験に向けて、D,L−メタドン塩酸塩(D,L−メタドン)およびドキソルビシンをSigma(Taufkirchen,Germany)から、ナロキソンをFagron GmbH&Co.KG(Barsbuttel,Germany)から、および百日咳毒素(PTX)をCalbiochem(Nottingham,UK)から購入した。各実験の前に、調製物の一定品質を確実にするために、これらの物質を新たに滅菌蒸留水に溶解した。3−イソブチル−1−メチルキサンチン(IBMX,Sigma)を新たに0.01N NaOHに溶解した。
インビボでの適用に向けて、本発明者らは、D,L−メタドン(Methaddict,Hexal,Germany)を、地元の薬局から購入した5mgの錠剤として使用した。その錠剤を微粉状にし、使用前に新たに食塩水中の10%Tween80に可溶化した。ドキソルビシン(Hexal)を、注射液(5mg/ml)として購入し、新たに食塩水で適切な濃度に希釈した。
細胞株
ヒトB細胞白血病(BCP−ALL)細胞株Tanoue、RehおよびNalm6を、DSMZ(Braunschweig,Germany)から入手し、37℃、95%大気/5%COにおいて、10%熱不活性化FCS(Lonza,Verviers,Belgium)、1mmol/Lのグルタミン(Invitrogen)、1%ペニシリン/ストレプトマイシン(Invitrogen)、25mmol/LのHEPES(Biochrom)を含むRPMI1640(Invitrogen)中で培養した。実験の設定において、それらの白血病細胞を、10,000細胞/mLの密度で播種した。
オピオイドレセプターシグナル伝達の試験
D,L−メタドンのようなアゴニストによってオピオイドレセプター(OR)を刺激すると、阻害性Gタンパク質が活性化する。そのαサブユニットは、アデニリルシクラーゼ(AC)を不活性化し、細胞内のcAMPレベルを低下させ、それにより、いくつかの異なる調節因子(modulators)によって媒介され得るアポトーシスに至る。また、そのGタンパク質のβγサブユニットは、Ca2+チャネルの阻害およびKチャネルの活性化のような、異なるエフェクターの活性を調節する。オピオイドレセプターアンタゴニストとしてのナロキソンは、オピオイドレセプターを競合的に阻害する。PTx(百日咳毒素)は、Gタンパク質を不活性化し、cAMPのダウンレギュレーションを阻止する。IBMX(イソブチル−1−メチルキサンチン)は、ホスホジエステラーゼを阻害し、cAMPレベルを上昇させる。
メタドンの血清濃度
血清サンプル中のメタドンの計測を、液体/液体抽出後に、ガスクロマトグラフを備えた質量分析計(GC/MS)を使用して行った。内標準として、d−メタドンを加えた。質量選択検出器を、電子衝撃モードで操作した。選択されたイオンをモニタリングするモードで、データを取得した。0.8ng/mlという検出限界および1.2ng/mlという定量限界とともに、以下の質量、メタドンに対しては、m/z294、223、72(標的イオン)ならびにd−メタドンに対しては、m/z303、226および78を用いて、被検体を同定した。
ドキソルビシンの血清濃度
血清中のドキソルビシンおよびその主要な代謝産物の計測を、以前に報告されているように(Hilgerら、2005;Richlyら、2006)行った。この検証された方法を用いると、ドキソルビシン、ドキソルビシノールおよび7−デオキシ−ドキソルビシノロンの定量が、0.2ng/mlのLLQで可能だった。
患者由来のALL異種移植片
インビボで使用するために、ALL−SCID6モデルを選択した。インビボで継代された腫瘍のフラグメントを0日目に、32匹の雄のNOD/SCID/IL2ryヌル(NSG)マウスの皮下に移植した。ランダム化の後、D,L−メタドンによる経口処置(胃管栄養法によって)を、1日後に開始し、実験の終了まで用量を増加させながら毎日行った:第1週目20mg/kg/d、第2週目30mg/kg/d、第3週目40mg/kg/d、第4週目60mg/kg/d、第5〜第10週目2×60mg/kg/inj.。D,L−メタドンの過量投与による中毒死を回避するために、用量の適合が必要だった。使用したマウスの系統におけるD,L−メタドンの最大耐用量は、2×60mg/kg/inj.だった。46、53、60および76日目に、ドキソルビシン3mg/kgをi.v.投与した。腫瘍サイズを、1週間に2回、二次元で測定し、腫瘍体積を式(長さ×幅)/2に従って計算した。平均腫瘍体積および標準偏差を1群ごとに計算した。パーセントを単位とする、コントロールに対して処理された値(Treated to control values)(T/C)を、各測定日における各群の平均腫瘍体積をコントロールと関連付けることによって、計算した。個体の体重を、耐容性に対するパラメータとして1週間に2回計測し、パーセントを単位とする体重変化を、各群の平均値を最初の測定日と関連づけることによって、計算した。
D,L−メタドンで処置されたマウス由来の血清を、76日目における最後のD,L−メタドン処置の0.5、1、4および24時間後にそれぞれ採取し、メタドンの濃度を計測するまで−20℃で保存した。倫理的な理由のために77日目にマウスを屠殺した。
インビトロでの調査のために、T細胞(ALL−SCID6、ALL−SCID3)、B細胞(ALL−SCID7)およびB細胞前駆体(BCP、プレ−B−ALL−SCID)急性白血病を有する患者由来のヒト異種移植片に由来するALL細胞の細胞懸濁液を得て、インビトロで培養し、記載されているように(Borgmannら、2000)表現型および遺伝子型の特徴付けを行った。すべての動物実験が、現地の監督当局(LaGeSo Berlin)によって承認されたものであり、腫瘍学的実験における動物福祉に対するガイドライン(Workmanら、2000)に従って行われた。
細胞表面のオピオイドレセプターを計測するためのフローサイトメトリーアッセイ
細胞を、1%FCSが補充されたPBS中で洗浄し、遠心し、ナロキソン−フルオレセイン(0.05mM,Invitrogen)(Hedinら、1997)を含むPBS/1%FCSに再懸濁した。RTでの30分間のインキュベーションの後、それらの細胞を、PBS/1%FCSで2回洗浄し、遠心し、氷冷PBS/1%FCSに再懸濁した。フローサイトメトリー解析を、FACSCalibur(BD,Heidelberg,Germany)を使用して行った。
アポトーシスの誘導
ALL細胞を、175cmフラスコまたは96ウェルプレートにおいて、D,L−メタドン(≦3μg/mLの治療的血漿濃度)で、単独でまたはドキソルビシンに加えて処置した。60μg/mLのナロキソン、200μM IBMXまたは200ng/mLのPTXを加えた後、さらなる実験を同時に行った。種々の時点の後、フローサイトメトリーによってアポトーシス率を測定した(Carbonariら、1994;Nicolettiら、1991)。アポトーシスを判定するために、Nicolettiが記載しているように(Nicolettiら、1991)、クエン酸ナトリウム(0.1%)、Triton X−100(0.1%)およびヨウ化プロピジウム(50μg/mL)を含むNicoletti緩衝液で細胞を溶解した。低二倍体DNA(subG1)または前方散乱/側方散乱解析(Carbonariら、1994)によって、アポトーシス細胞を判定した。特定のアポトーシスのパーセンテージを、以下のとおり計算した:100×[実験で死んだ細胞(%)−培地中の自発的に死んだ細胞(%)]/[100%−培地中の自発的に死んだ細胞(%)]。自発的に死んだ細胞は、細胞株を使用したとき、5〜10%の範囲(rage)内だった。未処置の患者細胞(自発的に死んだ細胞)の生存率は、24時間後および48時間後において35%未満だった。
zVAD.fmkによる一般的なカスパーゼ阻害
アポトーシスを阻害するために、記載されているように(Friesenら、2007)、白血病細胞をカスパーゼの汎カスパーゼ阻害剤であるzVAD.fmk(ベンゾイルカルボニル−Val−Ala−Asp−フルオロメチルケトン;Enzyme−Systems−Products,Dubli,USA)で処置した。その細胞に50μM zVAD.fmkを1時間加えた後、D,L−メタドンおよびドキソルビシンで刺激した。種々の時点の後、アポトーシス細胞のパーセンテージを、フローサイトメトリーを介するFSC/SSC解析(Carbonariら、1994)によって計測した。
ウエスタンブロット解析
ウエスタンブロット解析を、記載されているように(Classenら、2003;Friesenら、2004)行った。全細胞溶解産物を、PARP、カスパーゼ−3、カスパーゼ−9、カスパーゼ−2、XIAP、Bcl−xおよびβ−アクチンについて、ウサギ抗PARPポリクローナル抗体(1:5000,Roche)、マウス抗カスパーゼ−2モノクローナル抗体(1:1000,BD−Transduction−Laboratories,Heidelberg,Germany)、抗XIAPモノクローナル抗体(1:1000,BD−Transduction−Laboratories)、マウス抗カスパーゼ−3モノクローナル抗体(1:1000,Cell−Signaling,Boston,MA/USA)、ウサギ抗カスパーゼ−9ポリクローナル抗体(1:1000,Cell−Signaling)、ウサギ抗Bcl−xポリクローナル抗体(1:1000,Santa−Cruz,Heidelberg,Germany)およびマウス抗−β−アクチンモノクローナル抗体(1:5000,Sigma)を使用して、免疫検出した。二次抗体として、ペルオキシダーゼ結合体化ヤギ抗マウスIgGまたはペルオキシダーゼ結合体化ヤギ抗ウサギIgG(1:5000,Santa−Cruz)を、高感度化学発光システム(ECL,Amersham−Pharmacia,Freiburg,Germany)に対して使用した。等しいタンパク質充填の正確さを、β−アクチン検出によって確認した。
ドキソルビシンの取り込みおよび流出の解析
ドキソルビシンの取り込みを解析するために、BCP−白血病細胞株Tanoueを、175cmフラスコに100,000細胞/mLの密度で播種し、37℃/5%COで、未処置のまま放置するか、または0.3μg/mLのドキソルビシンもしくは0.3μg/mLのドキソルビシンと3μg/mLのD,L−メタドンとの組み合わせとともにインキュベートした。24時間後、細胞を氷冷PBS/1%FCSで2回洗浄した。細胞における相対的なドキソルビシンの取り込みを、フローサイトメトリーを用いて解析した。
ドキソルビシンの流出を解析するために、24時間にわたるインキュベーションの後、細胞を洗浄して、培地からドキソルビシンを除去した。次に、細胞を、ドキソルビシンを含まない新鮮培地またはドキソルビシンを含まず3μg/mLのD,L−メタドンを含む新鮮培地とともに37℃/5%COにおいてインキュベートして、ドキソルビシンの流出を測定した。種々の時点の後、細胞を回収し、洗浄し、白血病細胞における相対的なドキソルビシン含有量を、フローサイトメトリーを使用して解析した。
II.実施例
実施例1:D,L−メタドンは、オピオイドレセプターの発現に応じて異種移植片由来ALL細胞において細胞死を誘導する
白血病の処置におけるD,L−メタドンの臨床的関連および細胞死誘導におけるオピオイドレセプターの引き金作用の役割を示すために、D,L−メタドンの抗がん効果を、種々の異種移植片由来ALL細胞において解析した。それらの異種移植片は、そもそも、T細胞(ALL−SCID6、ALL−SCID3)、B細胞(ALL−SCID7)(Borgmannら、2000)およびB細胞前駆体(BCP、プレ−B−ALL−SCID)急性白血病を有する患者から確立された。まず、異種移植片由来ALL細胞上のオピオイドレセプターの発現を測定した。ALL−SCID6、ALL−SCID3およびALL−SCID7白血病細胞は、オピオイドレセプターを大量に示したのに対し(図1A)、プレ−B−ALL−SCIDは、中程度レベルのオピオイドレセプターしか発現しなかった(図1A)ことが観察された。
D,L−メタドンを用いた細胞死の誘導が、オピオイドレセプターの発現レベルに依存するかを解析するために、ALL−SCID6、ALL−SCID3、ALL−SCID7およびプレ−B−ALL−SCIDを、種々の濃度のD,L−メタドンで処置した(図1B)。
リンパ組織および骨髄におけるD,L−メタドンのレベルは、より高い可能性があるが、測定されたことがないので(Singhら、2011)、治療的血漿濃度のD,L−メタドン(≦3μg/mL)を使用するだけでなく、10μg/mLというより高い濃度のD,L−メタドンも使用した。治療的血漿濃度のD,L−メタドン(≦3μg/mL)は、細胞表面上に大量のオピオイドレセプターを発現している異種移植片由来ALL細胞において強い細胞死を誘導したことが見出された(図1A,B)。これらの観察結果と比較して、中程度のオピオイドレセプターレベルを有するプレ−B−ALL−SCID(図1A)は、治療濃度のD,L−メタドンではわずかにしか殺滅されることができなかった(図1B)。これは、D,L−メタドンによるアポトーシスの誘導が、オピオイドレセプターの発現レベルに依存することをはっきりと明らかにしている。
実施例2:D,L−メタドンとドキソルビシンとの併用処置は、中程度のオピオイドレセプター発現を有するALL細胞を殺滅し、その細胞においてカスパーゼを活性化する
類似の研究において、細胞表面上に中程度のレベルでオピオイドレセプターを発現しているBCP−ALL細胞株(Tanoue、Reh、Nalm6)に対するD,L−メタドンの細胞傷害性の潜在能力(図2A)を試験した。
これらのBCP−ALL細胞株は、プレ−B−ALL−SCIDに対して観察されたように(図1B)、D,L−メタドンによってわずかにしか殺滅されることができなかった(図2b)。異なる物質が相乗的に作用するかを示すために、細胞株Tanoue、Reh、Nalm6およびプレ−B−ALL−SCIDを、種々の濃度のD,L−メタドンおよびドキソルビシンの単独で、または互いと組み合わせて、処置した(図2B、2C)。その併用処置は、BCP−ALL細胞株、ならびに異種移植片由来BCP−ALL患者細胞(プレ−B−ALL−SCID)において細胞殺滅を強く誘導することが観察された(図2B,C)。
細胞殺滅の分子経路をより詳細に解析するため、およびD,L−メタドンとドキソルビシンとの併用処置が、どのようにしてアポトーシスを誘導したかを解明するために、まず、アポトーシスシグナル伝達のどのエフェクター分子が、D,L−メタドンまたはドキソルビシン単独で処置された細胞と比べて、この併用処置のBCP−ALL細胞において活性化されているかを解析した。BCP−ALL細胞株Tanoueを、ドキソルビシンに加えてD,L−メタドンで処置した120時間後に、BCP−ALL細胞におけるカスパーゼカスケードの活性化を観察した。この解析から、カスパーゼ−3、カスパーゼ−9およびカスパーゼ−2の強い活性化、ならびにカスパーゼ−3の原型基質であるポリ−(ADP−リボース)−ポリメラーゼ(PARP)の切断が明らかになった(図3A)。
アポトーシス誘導におけるカスパーゼカスケードの役割をさらに、カスパーゼの広域性阻害剤であるzVAD.fmkを用いて調査した。BCP−ALL細胞を、50μMのzVAD.fmkありまたはなしでプレインキュベートし、ドキソルビシンに加えてD,L−メタドンで処置した。zVAD.fmkは、BCP−ALL細胞において、D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置後の細胞死を大きく減少させた(図3B)ことから、カスパーゼ活性化への依存が明白になった。
アポトーシスの機構は、XIAPおよびBcl−xのような抗アポトーシス因子によって厳重に制御されており(Fulda,2009a;Fulda,2009b)、本発明者らは、これが、ドキソルビシンに加えてD,L−メタドンで処置されたBCP−ALL細胞において強くダウンレギュレートされることを見出した(図3C)。これらの結果から、D,L−メタドンとドキソルビシンとの組み合わせが、カスパーゼの活性化ならびにXIAPおよびBcl−xのダウンレギュレーションを介したアポトーシスに対してBCP−ALL細胞を高感度化することが示唆される。
実施例3:ドキソルビシンは、白血病細胞においてオピオイドレセプターの発現を強く誘導する
白血病細胞をD,L−メタドンで処置した後の細胞死誘導の効率およびアポトーシス経路内のエフェクター分子の活性化は、細胞表面上に示されるオピオイドレセプターの量に依存するとみられる。D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置は、中程度のオピオイドレセプター発現を有する白血病細胞を大いに殺滅するが、これは、D,L−メタドンまたはドキソルビシン単独では、わずかにしか殺滅されることができなかった。化学療法薬は、白血病細胞においてCD95のようなレセプターの発現を増強する(Posovszkyら、1999)。ドキソルビシンが、オピオイドレセプターの発現に影響し得るかを解析するために、BCP−ALL細胞株Tanoueを、ドキソルビシンで96時間処置した。その後、未処置細胞と比べたオピオイドレセプターの相対量を、フローサイトメトリーによって測定した。ドキソルビシンは、オピオイドレセプターの発現を大きく増加させたことが見出されたことから(図4A)、D,L−メタドンが、ドキソルビシンで同時に処置された細胞に大量に結合し得ることが示唆された。この効果は、おそらく、D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置のより高い細胞傷害性の潜在能力をもたらし得る。
実施例4:D,L−メタドンのようなオピオイド類は、ドキソルビシンの取り込みを増強し、その流出を阻害する
オピオイド類は、多剤抵抗性に関わる流出ポンプP糖タンパク質(P−gp)の基質である。D,L−メタドンが、白血病細胞におけるドキソルビシンの取り込みおよび/または流出に影響し得るかを解析するために、BCP−ALL細胞株Tanoueを、ドキソルビシン単独またはドキソルビシンとD,L−メタドンとの組み合わせとともに、異なる間隔にわたってインキュベートした。24時間後(0時間)、ドキソルビシンおよびD,L−メタドンとともに同時にインキュベートされた細胞においてドキソルビシン濃度の上昇(図4B)が、観察された。上清からドキソルビシンを除去した後、新鮮培地をドキソルビシンなしで加え、D,L−メタドンを適用した。8時間後および24時間後、D,L−メタドンは、ドキソルビシンの流出を大きく減少させたことから(図4B)、D,L−メタドンが、ドキソルビシンの取り込みを増加させ、白血病細胞からのドキソルビシンの流出を阻害することが示唆される。これは、D,L−メタドンならびにドキソルビシンが、どのようにしてそれらの細胞傷害性の潜在能力を相互に増加させるかを説明するものである。
実施例5:D,L−メタドンおよびドキソルビシンによるアポトーシス誘導は、オピオイドレセプターの活性化およびcAMPの濃度に決定的に依存する
アポトーシス誘導、およびその結果としてのアポトーシス経路の活性化におけるオピオイドレセプターの引き金作用の役割をさらに解析するために、BCP−ALL細胞株Tanoueを、D,L−メタドン、ドキソルビシンもしくはオピオイドレセプターアンタゴニストであるナロキソンの単独または互いとの種々の組み合わせで処置した(図5A,B)。
96時間後、ナロキソンによるオピオイドレセプターの阻止が、D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置のアポトーシス率を大きく低下させたことが見出された(図5A)。さらに、ナロキソンによるオピオイドレセプターの阻止は、BCP−ALL細胞をドキソルビシンに加えてD,L−メタドンで処置した後、カスパーゼ−9、カスパーゼ−2およびカスパーゼ−3の活性化ならびにPARPの切断を大幅に減少させた(図5B)。これは、オピオイドレセプターの引き金作用が、アポトーシスの誘導およびカスパーゼの活性化に決定的に関わっていることを示唆する(図7)。
オピオイドレセプターの刺激は、阻害性Gタンパク質を活性化し、そしてそれは、アデニリルシクラーゼ活性を阻止して、cAMPを減少させる(図7)。cAMPは、白血病細胞においてDNA傷害ならびにドキソルビシンによって誘導されるアポトーシスの阻害剤である(Naderiら、2009;Safaら、2010a)。百日咳毒素(PTX)は、Gタンパク質を不活性化し、cAMPのダウンレギュレーションを阻止する(Lawら、1985)(図7)。しかしながら、IBMXは、ホスホジエステラーゼ阻害の結果として、cAMPレベルを上昇させる(図7)。オピオイドレセプターの活性化によって誘導されるアポトーシスにおけるcAMPの重要な役割を解析するために、BCP−ALL細胞株Tanoueを、D,L−メタドン、ドキソルビシンおよびIBMXまたはPTXで、単独または互いとの種々の組み合わせで、処置した(図5C、D)。96時間後、IBMXによるcAMPのアップレギュレーション(図5C)およびPTXによるcAMPのダウンレギュレーションの阻止(図5D)は、D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置のアポトーシス率を大きく低下させたことが見出された。さらに、IBMXによるcAMPのアップレギュレーションは、ドキソルビシンによって誘導されるアポトーシスも減少させた(図5C)。これらの結果から、オピオイドレセプター共役Gタンパク質の活性化が、細胞内のcAMPレベルを介して制御され得るアポトーシスの誘導にとって不可欠であることが示唆される。
実施例6:D,L−メタドンは、単独でまたはドキソルビシンに加えて、ALL異種移植モデルのインビボにおいて腫瘍の成長を阻害する
インビトロの結果は、D,L−メタドンが、いくつかの白血病細胞株においてアポトーシスを誘導できることおよびドキソルビシンの細胞傷害性を増加させることを証明した。D,L−メタドンの単独でのまたはドキソルビシンと組み合わせたときの抗がんの潜在能力の臨床的関連を確かめるためおよびこれまでに得られた結果を検証するために、ALL異種移植研究を行った。
インビボ研究のために、患者由来のALL異種移植モデル(ALL−SCID6)を使用した。元の患者サンプルとそれの表現型および遺伝子型の同一性を立証した(Borgmannら、2000)。実験は、0日目に、インビボでの継代からのALL−SCID6フラグメントを雄のNOD/SCID/IL2ryヌル(NSG)マウスに皮下接種することによって開始した。ランダム化の後、ALL接種の後の1日目から開始して用量を増加させながら、D,L−メタドンを経口的に投与した。腫瘍が明らかになったら、ドキソルビシン処置を開始した。D,L−メタドンおよびドキソルビシンでの処置によって、腫瘍の成長が同程度で有意に阻害された(図6)。
D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置は、70日目までD,L−メタドンまたはドキソルビシン単独と類似の抗腫瘍有効性を有した。後の時点において、この腫瘍阻害は、D,L−メタドンとドキソルビシンとを組み合わせた処置において、より長く継続した。この治療は、耐容性がよく、体重変化は、組み合わせの場合、−10%であり、D,L−メタドン処置またはドキソルビシン処置の場合、それぞれ−8%または−4%だった。マウスにおけるD,L−メタドンの血清濃度を解析するために、最後にD,L−メタドンを適用した0.5、1、4および24時間後に、血清を採取し、質量分析によってD,L−メタドンを定量した。メタドンの血清濃度は、D,L−メタドン適用の0.5〜4時間後までの時間経過において、28ng/mL〜138ng/mLに見られたことから、インビトロ濃度に匹敵するレベルが達成され得ることが示唆される。ドキソルビシンの血清濃度は、156ng/mL〜198ng/mLに見られた。これらの結果は、D,L−メタドンおよびドキソルビシンとD,L−メタドンとを使用した同時処置が、インビボにおいて腫瘍の成長を有意に阻害したことを証明している。
実施例7:D,L−メタドンは、神経膠芽腫細胞をドキソルビシン処置に対して高感度化する
フローサイトメトリーによって示されるように、神経膠芽腫細胞株A172およびU118MG(図8を参照のこと)ならびに初代神経膠芽腫細胞(図11Aを参照のこと)および神経膠芽腫起源幹細胞(図12Aを参照のこと)は、オピオイドレセプターを発現している。これらの細胞および細胞株のすべてにおいて、D,L−メタドンとドキソルビシンとの併用処置は、アポトーシスを用量依存的に誘導する(図9、10、11Bおよび12Bを参照のこと)。神経膠芽腫細胞株A172に対して例証されたように、D,L−メタドンとドキソルビシンとの同時処置を用いた神経膠腫細胞の細胞死誘導が、カスパーゼ活性化に依存することを示すことができた(図13を参照のこと)。さらに、D,L−メタドンが、神経膠芽腫起源幹細胞においてドキソルビシンによってアポトーシス経路の不十分な活性化を逆転させることを示すことができた(図14を参照のこと)。
実施例8:ドキソルビシンの取り込みおよび流出に対するD,L−メタドンの効果
神経膠芽腫細胞株A172を使用したインビトロの結果は、D,L−メタドンが、ドキソルビシンの取り込みを増強できること、およびまたドキソルビシンの流出を阻害できることを証明した(図15を参照のこと)。これは、抗がん薬による処置に対するがん細胞の高感度化を説明するものである。
実施例9:がん細胞上のオピオイドレセプターの発現に対するドキソルビシンまたはシスプラチンの効果
神経膠芽腫細胞株A172に対して示されるように、ドキソルビシンによって、オピオイドレセプターの発現が6倍増加する(図16を参照のこと)。前骨髄球性白血病細胞株HL60では、シスプラチン処置によって、オピオイドレセプターの発現が2.1倍増加するので、この機序は、他のがんタイプおよび抗がん薬に対しても当てはまることを示すことができた(図19を参照のこと)。
実施例10:種々の抗がん因子による処置に対する白血病、膵がんおよび卵巣がん細胞の高感度化。さらなるインビトロ解析において、D,L−メタドンが、白血病がん細胞(Nalm−6)、膵がん細胞(Nalm6)および卵巣がん細胞(A2780)をエトポシドまたはシスプラチン処置に対して高感度化することを証明することができた(図17を参照のこと)。さらに、慢性リンパ性白血病細胞(CLL)もまた、D,L−メタドンによって、フルダラビンを使用したアポトーシス処置に対して高感度化されることができた(図18を参照のこと)。
実施例11:種々の抗がん因子による処置に対する乳癌腫細胞の高感度化。フローサイトメトリーによって示されるように、Her2/Neu抵抗性乳癌腫細胞株JIMT−1は、μ−オピオイドレセプターを発現している(図20を参照のこと)。FACS解析によって示されるように、D,L−メタドンとドキソルビシンとの併用処置は、JIMT−1細胞においてアポトーシスを用量依存的に誘導する(図21を参照のこと)。D,L−メタドンとドキソルビシンとの同時処置を用いたJIMT−1細胞の細胞死誘導が、カスパーゼ活性化に依存することを示すことができた(図22および23を参照のこと)。
実施例12:オピオイドであるフェンタニルによるドキソルビシン処置に対するがん細胞の高感度化。T細胞由来白血病細胞株CEMに対して例証されるように、オピオイドであるフェンタニルもまた、ドキソルビシンを使用する処置に対してCEM細胞を高感度化できることを示すことができた(図24を参照のこと)。さらなるインビトロ実験において、オピオイドであるブプレノルフィンは、ドキソルビシンのおかげで、白血病細胞(HL−60)をアポトーシスに対して高感度化した(図25を参照のこと)。
実施例13:D,L−メタドンおよびシスプラチン(CDDP)による併用処置は、種々の白血病細胞を殺滅し、それらの細胞においてカスパーゼを活性化する。種々の白血病細胞株に対するD,L−メタドンの細胞死の潜在能力が、ヒトT細胞白血病、ヒト急性骨髄性白血病、ヒトB細胞前駆体白血病、ヒトB細胞白血病において示された。試験されたすべての細胞株が、中程度のレベルで細胞表面上にオピオイドレセプターを発現している(図27)。
これらの白血病細胞は、D,L−メタドンによってわずかにしか殺滅されることができなかった(図28,白色バー)。種々の抗がん因子(物質)が相乗的に作用することを示すために、ヒトT細胞白血病、ヒト急性骨髄性白血病、ヒトB細胞前駆体白血病およびヒトB細胞白血病を、種々の濃度のD,L−メタドン(−CDDP)もしくはシスプラチンの単独またはシスプラチンに加えてD,L−メタドン(+CDDP)で処置した(図28)。その併用処置は、種々の濃度のシスプラチンまたは/およびD,L−メタドンに応じて種々の白血病において細胞死を強く誘導した。
細胞殺滅の分子経路を、詳細に示し、オピオイドレセプターアゴニスト、すなわちD,L−メタドンと抗がん因子、すなわちシスプラチンとによる併用処置が、どのようにしてアポトーシスを誘導するかを示した。まず、種々の白血病細胞(ヒトT細胞白血病、ヒト急性骨髄性白血病、ヒトB細胞前駆体白血病)において活性化される、アポトーシスシグナル伝達のエフェクター分子を示した。シスプラチンと組み合わせたD,Lメタドン(+CDDP)の併用処置を、D,L−メタドン単独(−CDDP)またはシスプラチン単独で処置された細胞と比較した。種々の白血病細胞をシスプラチンに加えてD,L−メタドン(+CDDP)で処置したとき、白血病細胞におけるカスパーゼカスケードの活性化が誘導されたことが示された。カスパーゼ−3(活性型カスパーゼ−3 p19、p17)、カスパーゼ−9(活性型カスパーゼ−9 p37)およびカスパーゼ−2の強い活性化、ならびにカスパーゼ−3の原型基質であるポリ−(ADP−リボース)−ポリメラーゼ(PARP)の切断(p85の切断およびまたはPARP p116のダウンレギュレーション)が、併用処置に応じて誘導された(図29)。
アポトーシス誘導におけるカスパーゼカスケードの役割をさらに、カスパーゼの広域性阻害剤であるzVAD.fmkを用いて調査した。種々の白血病細胞(ヒトT細胞白血病、ヒト急性骨髄性白血病、ヒトB細胞前駆体白血病)を、50μMのzVAD.fmkあり(+zVAD.fmk,白色バー)またはzVAD.fmkなし(−zVAD.fmk,黒色バー)でプレインキュベートし、シスプラチンに加えてD,L−メタドンで処置した。zVAD.fmkは、D,L−メタドンとシスプラチンとによる併用処置後に細胞死を大きく減少させたことから(図30)、カスパーゼ活性化への依存性が明白になった。
アポトーシスの機構は、XIAPおよびBcl−xLのような抗アポトーシス因子ならびにBaxのようなアポトーシス促進因子によって厳重に制御されている(Fulda,2009a;Fulda,2009b)。XIAPは、種々の濃度のシスプラチンまたは/および種々の濃度のD,L−メタドンに応じて、シスプラチンに加えてD,L−メタドン(+CDDP)で処置された種々の白血病細胞において強くダウンレギュレートされ(p57)、かつまたは切断された(p30)(図29)。Bax(p21)の強いアップレギュレーションは、シスプラチンに加えてD,L−メタドン(+CDDP)による処置後に誘導されたヒトT細胞白血病において誘導される。D,L−メタドンとシスプラチンとの組み合わせは、カスパーゼの活性化を介する、ならびにXIAPなどの抗アポトーシス因子のダウンレギュレーションおよび阻害、ならびにBaxなどのアポトーシス促進因子のアップレギュレーションによるアポトーシスに対して種々の白血病細胞を高感度化する。ゆえに、オピオイドレセプターは、細胞死を誘導し、かつカスパーゼの活性化、PARPのダウンレギュレーションおよびもしくは切断ならびにまたは抗アポトーシス因子のダウンレギュレーションならびにまたはアポトーシス促進因子のアップレギュレーションならびにまたは阻害性アポトーシスタンパク質(IAP)のダウンレギュレーションおよび阻害に関わるアポトーシス経路を活性化するレセプターであることが示される。ゆえに、オピオイドレセプターは、CD95/CD95Lの系のような通常の公知の細胞死レセプター/死誘導リガンドの系および機序以外の、細胞死を誘導する新しい機序を有する新しいまだ知られていない経路である。
実施例14:シスプラチンは、白血病細胞においてオピオイドレセプターの発現を強く誘導する
オピオイドレセプターアゴニスト、すなわち、D,L−メタドンで白血病細胞を処置した後のアポトーシス経路における細胞死誘導の効率およびエフェクター分子の活性化は、細胞表面上に示されるオピオイドレセプターの量に依存する。D,L−メタドンとシスプラチンとによる併用処置は、中程度のオピオイドレセプター発現を有する白血病細胞を大いに殺滅するが、これは、D,L−メタドンまたはシスプラチン単独では、わずかにしか殺滅されることができなかった。化学療法薬は、白血病細胞において、特別な公知のデスレセプターであるレセプターCD95(FAS、APO−1)の発現を増強する(Posovszkyら、1999)。シスプラチンが、オピオイドレセプターの発現に影響することを示すために、種々の白血病細胞(ヒトT細胞白血病、ヒト急性骨髄性白血病、ヒトB細胞前駆体白血病)をシスプラチンで処置した。その後、未処置細胞と比べたオピオイドレセプターの相対量を、フローサイトメトリーによって測定した。シスプラチンは、オピオイドレセプターの発現を大きく増加させることが示された(図31)。ゆえに、D,L−メタドンのようなオピオイドレセプターアゴニストは、シスプラチン、またはより高いレベルのオピオイドレセプターの発現を誘導することができる他の抗がん因子で同時に処置された細胞に大量に結合し得る。この効果は、オピオイドレセプターアゴニスト、すなわちD,L−メタドンと、抗がん因子、すなわちシスプラチンとの併用処置のより高い細胞死の潜在能力をもたらす。
本発明では、D,Lメタドンのような、最小効果持続時間がより長いオピオイドレセプターアゴニストは、モルヒネのような、D,Lメタドンと比べて最小効果持続時間がより短いものよりも良い結果を有することが示される(図33および図34)。
実施例15:D,L−メタドンおよびドキソルビシンによるアポトーシスの誘導は、神経膠芽腫においてオピオイドレセプターの活性化に決定的に依存する
固体腫瘍である神経膠芽腫のアポトーシス誘導におけるオピオイドレセプターの引き金作用の役割を示すために、神経膠芽腫細胞を、D,L−メタドン、ドキソルビシンまたはオピオイドレセプターアンタゴニストであるナロキソンの単独または互いとの種々の組み合わせで処置した(図32)。
120時間後および144時間後に、ナロキソンによるオピオイドレセプターの阻止が、D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置のアポトーシス率を大きく減少させることが示された(図32)。
実施例16:異なるオピオイドの異なる効果持続時間は、神経膠芽腫または白血病においてD,L−メタドンまたはモルヒネをドキソルビシンなどの抗がん薬と組み合わせて使用するとき、種々のアポトーシス率を誘導する
神経膠芽腫細胞または白血病細胞をオピオイド類で処置した後の細胞死誘導の効率は、そのオピオイド類の効果持続時間に依存する。メタドンの最小効果持続時間は、5〜7時間であり、モルヒネの最小効果持続時間は、2〜4時間である。D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置は、神経膠芽腫細胞(図33A)および白血病細胞(図34A)において高い細胞死率を強く誘導した。対照的に、モルヒネとドキソルビシンとの併用処置は、神経膠芽腫細胞(図33B)および白血病細胞(図34B)においてより低い細胞死率を誘導した。これは、オピオイド類と抗がん薬との併用処置後の細胞死誘導の割合が、オピオイド類の効果持続時間にも依存することを示唆する。その効果は、他の抗がん因子においても見られる。
実施例17:ドキソルビシンに加えてD,L−メタドンを使用する併用処置は、神経膠芽腫細胞において細胞増殖の阻害およびG2/M細胞周期の静止を媒介した
細胞増殖は、成長因子だけではなく細胞周期の進行を阻害するように作用する様々なシグナルによっても制御される、真核細胞サイクルによって支配されている(Sherr CJ.Cancer cell cycles.Science 1996;274:1672−7)。がん細胞のほとんどが、4つの細胞分裂周期の段階:ギャップ1(G1)、合成(S)、G2および有糸分裂(M)を有する。染色体DNAは、S期の間に複製する。神経膠芽腫細胞が分裂するとき、細胞周期は、S期からG2/M期に移っているはずである。この厳重に制御された時間的順序は、様々なサイクリンとの複合体の形成による、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)として公知であるいくつかのタンパク質キナーゼの連続的な活性化によって、与えられるものである。オピオイドレセプターアゴニスト、例えば、メタドンは、ドキソルビシンと組み合わせて、神経膠芽腫細胞などのがん細胞の増殖を阻害し、神経膠芽腫細胞においてS/G2−M細胞周期の静止を誘導する。
実施例18:アポトーシス誘導およびカスパーゼ活性化は、神経膠芽腫においてcAMPのダウンレギュレーションを誘導するオピオイドレセプターの活性化に依存する
cAMPに関連するシグナル伝達は、アポトーシスの誘導および細胞の成長を制御し得る。神経膠芽腫細胞のアポトーシス誘導およびカスパーゼ活性化におけるオピオイドレセプター活性化の役割を解析するために、神経膠芽腫細胞A172を、オピオイドレセプターアゴニストであるD,L−メタドン、抗がん因子であるドキソルビシンまたはオピオイドレセプターアンタゴニストであるナロキソンの単独または種々の組み合わせで処置した(図36A、36Bおよび36C)。ナロキソンによるオピオイドレセプターの阻止は、D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置によって誘導される、アポトーシス(図36Aおよび36B)ならびにカスパーゼ−9、カスパーゼ−3の活性化およびPARPの切断(図36C)を大きく減少させた。これは、オピオイドレセプターの活性化が、アポトーシス誘導およびカスパーゼ活性化において重要な役割を果たすことを示唆する。オピオイドレセプターの刺激は、阻害性Gタンパク質を活性化し、それにより、アデニリルシクラーゼ活性が阻止され、cAMPが減少する。しかしながら、IBMXは、ホスホジエステラーゼ阻害に起因して、cAMPレベルを上昇させる。オピオイドレセプターの活性化によって誘導されるアポトーシスにおけるcAMPの重要な役割を解析するために、A172細胞を、D,L−メタドン、ドキソルビシンおよびIBMXの単独または種々の組み合わせで、処置した(図36D)。IBMXによるcAMPのアップレギュレーションは、D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置によるアポトーシス誘導を大きく減少させたことから、cAMPダウンレギュレーションを介したオピオイドレセプターの活性化が、ドキソルビシンによって誘導されるアポトーシスおよびカスパーゼ活性化に対して神経膠芽腫細胞を高感度化することが示唆される。
実施例19:D,L−メタドンを使用したオピオイドレセプターの活性化は、インビボにおいて腫瘍の成長を阻害する
U87MG神経膠芽腫細胞をヌードマウスの皮下に接種した。16匹のマウスをランダム化した後、D,L−メタドンを8匹のマウスに、1日目から開始して実験の終了まで毎日、経口的に投与した。D,L−メタドンの投与量を、1日2回の60から120〜240mg/kg/dまで毎週増加させた。33日目に、D,L−メタドンによる最後の処置の24時間後に、マウスを屠殺した。マウスにおけるD,L−メタドンの血清濃度を解析するために、最後にD,L−メタドンを適用した0.5、1および4時間後に、血清を採取し、質量分析によってD,L−メタドンを定量した。コントロール群のビヒクルで処置されたマウスと比較して、D,L−メタドンで処置されたマウスは、19〜33日目において、49%という最適なT/C値で有意に減少した腫瘍サイズを有した(図37を参照のこと)。D,L−メタドン処置は、使用された用量において耐容性がよく、9%というわずかな体重減少しか誘導しなかった。血清濃度は、D,L−メタドンを適用した0.5〜4時間後の時間経過において、136ng/ml〜1608ng/mlのメタドンで見られた。これらの知見から、D,L−メタドンを使用したオピオイドレセプターの活性化が、インビボにおいて神経膠芽腫の成長を阻害することが証明される。
実施例20:D,L−メタドンなどのオピオイド類は、短期間の処置後の卵巣がん細胞においてシスプラチンによって誘導される細胞死を増加させる
A2780卵巣がん細胞を、シスプラチン(5、3μg/mL)またはD,L−メタドン(3、1μg/mL)の単独または組み合わせで処置した。図38に示されているように、D,L−メタドンとシスプラチンとの同時処置によって、細胞死の強い誘導が観察された。これは、D,L−メタドンなどのオピオイド類が、卵巣がん細胞においてシスプラチンによって誘導されるアポトーシスを強く強化することを示唆する。
実施例21:D,L−メタドンなどのオピオイド類は、長期間の処置後の卵巣がん細胞においてシスプラチンによって誘導される細胞死を増加させる
A2780卵巣がん細胞を、シスプラチン(2、1、0.5、0.3μg/mL)またはD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)の単独または組み合わせで処置した。図39に示されているように、D,L−メタドンとシスプラチンとの同時処置によって、細胞死の強い誘導が観察された。これは、D,L−メタドンなどのオピオイド類が、卵巣がん細胞においてシスプラチンによって誘導されるアポトーシスを強く強化することおよび化学療法剤抵抗性を打破することを示唆する。
実施例22:D,L−メタドンなどのオピオイド類は、シスプラチン抵抗性卵巣がん細胞においてシスプラチンによって誘導される細胞死を増加させる
A2780cis卵巣がん細胞を、シスプラチン(3、2、1μg/mL)またはD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)の単独または組み合わせで処置した。図40に示されているように、D,L−メタドンとシスプラチンとの同時処置によって、細胞死の強い誘導が観察された。これは、D,L−メタドンなどのオピオイド類が、シスプラチン抵抗性卵巣がん細胞においてシスプラチンによって誘導されるアポトーシスを強く強化することを示唆する。
実施例23:D,L−メタドンなどのオピオイド類は、卵巣がん細胞の処置におけるシスプラチンの有効性を高める
A2780卵巣がん細胞をシスプラチン(2μg/ml)単独で処置した。図41に示されているように、2μg/mLの濃度のシスプラチンは、144時間後に90%の細胞死を誘導した。しかしながら、D,L−メタドン(10、3、1μg/mL)に加えて0.5μg/mLのシスプラチンによる処置は、95%の細胞死を誘導した。さらに、D,L−メタドン(10、3、1μg/mL)に加えて0.2μg/mLのシスプラチンによる処置は、D,L−メタドンの濃度に応じて70〜85%の細胞死を誘導した。これは、D,L−メタドンなどのオピオイド類が、卵巣がん細胞において、シスプラチンによって誘導されるアポトーシス/細胞死を強く強化することを示唆する。D,L−メタドンは、卵巣がんの処置においてシスプラチンの有効性を高めることから、匹敵する細胞死率を得るために、D,L−メタドンとの同時処置によって抗がん薬の濃度を大きく減少させることができること、およびゆえに、その抗がん薬のより少ない副作用が観察されることが示唆される。本データに基づくと、この抗がん因子は、それぞれのがんの処置に対する推奨用量の少なくとも2分の1または少なくとも3分の1で、および最少100分の1の用量で与えることができる。
実施例24:オピオイドレセプターの活性化は、卵巣がん細胞における不十分なカスパーゼ活性化をシスプラチンによって逆転させる
不十分なカスパーゼの活性化が、抗がん薬または放射線で処置された化学療法抵抗性および放射線抵抗性の卵巣がん細胞において観察された。卵巣がん細胞におけるD,L−メタドンとシスプラチンとの併用療法によって誘導されるアポトーシスにおけるカスパーゼ活性化の関与を明らかにするために、A2780卵巣がん細胞を、D,L−メタドン(3、1μg/mL)またはシスプラチン(5、3μg/mL)の単独または組み合わせで処置した。図42に示されているように、シスプラチンおよびD,L−メタドンを使用した併用処置は、カスパーゼ−3、カスパーゼ−9およびカスパーゼ−8の活性化ならびにポリ−(ADP−リボース)−ポリメラーゼ(PARP)の切断によって、卵巣がん細胞において強いカスパーゼ活性化をもたらす。これは、D,L−メタドンを使用したオピオイドレセプターの活性化が、卵巣癌腫細胞における不十分なカスパーゼの活性化をシスプラチンによって逆転させることを証明する。
実施例25:D,L−メタドンを使用したオピオイドレセプターの活性化は、乳がん細胞をドキソルビシン処置に対して高感度化する際に重要な役割を果たす
乳がんのアポトーシス誘導におけるオピオイドレセプターの活性化の役割を解析するために、トラスツズマブ抵抗性乳がん細胞JIMT−1を、オピオイドレセプターアゴニストであるD,L−メタドン、ドキソルビシンまたはオピオイドレセプターアンタゴニストであるナロキソンの単独または種々の組み合わせで処置した(図43)。ナロキソンによるオピオイドレセプターの阻止は、D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置によって誘導されるアポトーシスを大きく減少させた。これは、オピオイドレセプターの活性化が、アポトーシス誘導において重要な役割を果たすことを示唆する。
実施例26:D,L−メタドンなどのオピオイド類は、前立腺がん細胞において、シスプラチンによって誘導される細胞死を増加させる
前立腺がん細胞PC−3を、シスプラチン(5、3μg/mL)またはD,L−メタドン(10、3、1μg/mL)の単独または種々の組み合わせで処置した。図44に示されているように、D,L−メタドンとシスプラチンとの同時処置によって、細胞死の強い誘導が観察された。これは、D,L−メタドンなどのオピオイド類が、前立腺がん細胞において、シスプラチンによって誘導されるアポトーシスを強く強化することを示唆する。
実施例27:D,L−メタドンなどのオピオイド類は、白血病細胞において異なる抗がん薬クラスの種々の抗がん薬の細胞死誘導を増加させる
白血病細胞Nalm6を、種々の抗がん薬単独で(白色の棒)またはD,L−メタドンとの組み合わせで(黒色の棒)処置した。図45に示されているように、D,L−メタドンと抗がん薬との同時処置によって、細胞死の強い誘導が観察された(黒色の棒)。これは、D,L−メタドンなどのオピオイド類が、白血病細胞において、異なる抗がんクラスの種々の抗がん薬のアポトーシス誘導を強く強化することを示唆する。
実施例28:D,L−メタドンなどのオピオイド類は、神経膠芽腫細胞において、抗がん薬によって誘導される細胞を増加させる
神経膠芽腫細胞A172を、アントラサイクリン類(ドキソルビシン、イダルビシンおよびダウノルビシン)などの同じ抗がん薬クラスの種々の抗がん薬で処置した。神経膠芽腫細胞を、アントラサイクリン類単独で(白色の棒)またはD,L−メタドンとの組み合わせで(黒色の棒)処置した。図46に示されているように、D,L−メタドンと種々のアントラサイクリンとの同時処置によって、細胞死の強い誘導が観察された。これは、D,L−メタドンなどのオピオイド類が、神経膠芽腫細胞において同じクラスの異なる抗がん薬のアポトーシス誘導を強く強化することを示唆する。
実施例29:膵がん細胞上でのオピオイドレセプターの発現
膵がん細胞Colo357をナロキソンフルオレセインで染色して、フローサイトメトリーでオピオイドレセプターの発現を測定した。結果として、膵がんの表面上においてオピオイドレセプターの強い発現が見られた(図47を参照のこと)。
実施例30:D,L−メタドンなどのオピオイド類は、膵がん細胞において、抗がん薬によって誘導される細胞を増加させる
膵がん細胞Colo357を、シスプラチン金属錯体(オキサリプラチン、シスプラチン)などの同じ抗がん薬クラスの種々の抗がん薬で処置した。膵がん細胞Colo357を、種々の濃度のシスプラチン金属錯体であるオキサリプラチンもしくはシスプラチンの単独またはD,L−メタドンとの組み合わせで処置した。図48に示されているように、D,L−メタドンと白金金属錯体である(A)オキサリプラチンまたは(B)シスプラチンとの同時処置によって、細胞死の強い誘導が観察された。これは、D,L−メタドンなどのオピオイド類が、膵がん細胞において同じ抗がん薬クラスの異なる抗がん薬のアポトーシス誘導を強く強化することを示唆する。
実施例31:オピオイドレセプターの活性化は、膵がん細胞における不十分なカスパーゼ活性化をシスプラチンおよびオキサリプラチンによって逆転させる
不十分なカスパーゼ活性化が、抗がん薬または放射線で処置された化学療法抵抗性および放射線抵抗性の膵がん細胞Colo357において観察された。膵がんにおけるD,L−メタドンとシスプラチンとの併用療法によって誘導されるアポトーシスまたはD,L−メタドンとオキサリプラチンとの併用療法によって誘導されるアポトーシスにおけるカスパーゼ活性化の関与を明らかにするために、膵がん細胞Colo357を、D,L−メタドン(3、1μg/mL)またはオキサリプラチン(3、2μg/mL;図49Aを参照のこと)またはシスプラチン(0.5、0.7μg/mL;図49Bを参照のこと)の単独、またはメタドンとオキサリプラチン(図49Aを参照のこと)またはシスプラチン(図49Bを参照のこと)との組み合わせで処置した。図49に示されているように、併用処置は、カスパーゼ−3、カスパーゼ−9の活性化およびポリ−(ADP−リボース)−ポリメラーゼ(PARP)の切断によって、膵がん細胞において強いカスパーゼ活性化をもたらす。これは、D,L−メタドンを使用したオピオイドレセプターの活性化が、膵がん細胞における不十分なカスパーゼの活性化をシスプラチンによって逆転させることを証明する。
実施例32:カスパーゼ活性化の阻害は、オキサリプラチンまたはシスプラチンによって誘導されるアポトーシスに対する、オピオイドによる膵がん細胞の高感度化を阻止する
オピオイドレセプターの活性化によって誘導されるアポトーシスにおけるカスパーゼの重要な役割を調査するために、膵がん細胞Colo357を、カスパーゼの広域性阻害剤であるzVAD.fmkとともにインキュベートした。zVAD.fmkとのインキュベーションは、オキサリプラチンに加えてD,L−メタドン(図50A,Bを参照のこと)またはシスプラチンに加えてD,L−メタドン(図50C,Dを参照のこと)によって誘導される、膵がん細胞におけるアポトーシスをほぼ完全に阻害したことから、カスパーゼが、オキサリプラチン処置およびシスプラチン処置に対して、オピオイドレセプターの活性化によって媒介される膵がん細胞の高感度化にとって中心的であることが示唆される。これは、D,L−メタドンなどのオピオイドレセプターの活性化が、膵がん細胞における不十分なカスパーゼの活性化をオキサリプラチンまたはシスプラチンによって逆転させることを証明する。
実施例33:D,L−メタドンなどのオピオイド類は、神経膠芽腫細胞において、テモゾロミド(Temodal)によって誘導される細胞死を増加させる
神経膠芽腫細胞A172を、テモゾロミドまたはD,L−メタドン(3、1μg/mL)の単独または組み合わせで処置した。図51に示されているように、D,L−メタドンとテモゾロミドとの同時処置によって、細胞死の強い誘導が観察された。これは、D,L−メタドンなどのオピオイド類が、神経膠芽腫細胞において、テモゾロミドによって誘導されるアポトーシスを強く強化することを示唆する。
実施例34:D,L−メタドンなどのオピオイド類は、膵がん処置において、オキサリプラチンおよびシスプラチンの有効性を高める
膵がん細胞Colo357を、種々の濃度のオキサリプラチン(A)もしくはシスプラチン(B)の単独またはD,L−メタドンとの組み合わせで処置した(斜線の棒、白色の棒)。図52に示されているように、D,L−メタドンと種々のシスプラチン金属錯体であるオキサリプラチン(A)またはシスプラチン(B)との同時処置によって、細胞死の強い誘導が観察された。
膵がん細胞Colo357を、(A)オキサリプラチン(10μg/ml)単独で処置した。10μg/mLのシスプラチンは、120時間後に60%の細胞死を誘導した。しかしながら、D,L−メタドン(10、3、1μg/mL)に加えて3μg/mLのオキサリプラチンによる処置は、65%の細胞死を誘導した。さらに、D,L−メタドン(10、3、1μg/mL)に加えて 2μg/mLのオキサリプラチンによる処置は、45%の細胞死を誘導した。
膵がん細胞Colo357を、(B)シスプラチン(10μg/ml)単独で処置した。10μg/mLのシスプラチンは、144時間後に70%の細胞死を誘導した。しかしながら、D,L−メタドン(10、3、1μg/mL)に加えて0.7μg/mLのシスプラチンによる処置は、85%の細胞死を誘導した。さらに、D,L−メタドン(10、3、1μg/mL)に加えて0.5μg/mLのシスプラチンによる処置は、60%の細胞死を誘導した。
これは、D,L−メタドンが、膵がんの処置においてシスプラチンまたはオキサリプラチンの有効性を高めることを示唆することから、匹敵する細胞死率を得るために、D,L−メタドンとの同時処置によって抗がん薬の濃度を大きく減少させることができること、およびゆえに、その抗がん薬のより少ない副作用が観察されることが示唆される。さらに、抗がん薬を使用した従来の治療は、患者を処置するために使用される抗がん薬濃度の毒性によって限定されるので、これは、D,L−メタドンなどのオピオイド類が、化学療法剤抵抗性を打破することを証明する。
実施例35:D,L−メタドンなどのオピオイド類は、白血病処置においてドキソルビシンの有効性を高める
BCP−ALL細胞株(Nalm6、RehおよびTanoue)を、ドキソルビシンの単独またはD,L−メタドンとドキソルビシンとの組み合わせ(斜線の棒)で処置した。図53に示されているように、D,L−メタドンを使用した同時処置によって、細胞死の強い誘導が観察された。これは、D,L−メタドンが、白血病細胞の処置においてドキソルビシンの有効性を高めることを示唆することから、匹敵する細胞死率を得るために、D,L−メタドンとの同時処置によって抗がん薬の濃度を大きく減少させることができること、およびゆえに、その抗がん薬のより少ない副作用が観察されることが示唆される。
実施例36:D,L−メタドンなどのオピオイド類は、乳がん処置においてドキソルビシンの有効性を高める
トラスツズマブ抵抗性乳がん細胞(JIMT−1)を、ドキソルビシンの単独またはD,L−メタドンとドキソルビシンとの組み合わせ(斜線の棒)で処置した。図54に示されているように、D,L−メタドンとの同時処置によって、細胞死の強い誘導が観察された。0.1μg/mLのドキソルビシンは、120時間後に70%の細胞死を誘導した。しかしながら、D,L−メタドン(10、3、1、0.1μg/mL)に加えて0.015μg/mLのドキソルビシンによる処置は、D,L−メタドンの濃度に応じて70〜55%の細胞死を誘導した。
これは、D,L−メタドンが、乳がん細胞の処置においてドキソルビシンの有効性を高めることを示唆することから、匹敵する細胞死率を得るために、D,L−メタドンとの同時処置によって抗がん薬の濃度を大きく減少させることができること、およびゆえに、その抗がん薬のより少ない副作用が観察されることが示唆される。
実施例37:D,L−メタドンなどのオピオイド類は、神経膠芽腫処置においてドキソルビシンの有効性を高める
神経膠芽腫細胞A172を、種々の濃度のドキソルビシンの単独またはD,L−メタドンとの組み合わせで処置した(斜線の棒、白色の棒)。図55に示されているように、D,L−メタドンとドキソルビシンとの同時処置によって、細胞死の強い誘導が観察された。
神経膠芽腫細胞A172を、ドキソルビシン(1μg/ml)単独で処置した。1μg/mLのドキソルビシンは、144時間後に80%の細胞死を誘導した。しかしながら、D,L−メタドン(10、3、1μg/mL)に加えて0.1μg/mLのドキソルビシンによる処置は、D,L−メタドンの濃度に応じて85%〜50%の細胞死を誘導した。
これは、D,L−メタドンが、神経膠芽腫の処置においてドキソルビシンの有効性を高めることを示唆することから、匹敵する細胞死率を得るために、D,L−メタドンとの同時処置によって抗がん薬の濃度を大きく減少させることができること、およびゆえに、その抗がん薬のより少ない副作用が観察されることが示唆される。さらに、抗がん薬を使用した従来の治療は、患者を処置するために使用される抗がん薬濃度の毒性によって限定されるので、これは、D,L−メタドンなどのオピオイド類が、化学療法剤抵抗性を打破することを証明する。
実施例38:異なるオピオイドの併用処置は、白血病細胞における細胞死の誘導について相乗効果を示す
白血病細胞HL60を、フェンタニル(3、1μg/mL)の単独(A)またはモルヒネ(3、1μg/mL)の単独(A)または示されるような濃度のフェンタニルとモルヒネとの組み合わせ(B)で処置した。図56に示されているように、モルヒネとフェンタニルとの同時処置(B)によって、相乗的に増加された強い細胞死の誘導が観察された。これは、異なるオピオイドの組み合わせが、アポトーシス促進効果を増強し、さらなる抗がん因子との組み合わせにおいても、オピオイド類を組み合わせて使用することに賛成することを示唆する。
考察
上記の実施例は、D,L−メタドンが、cAMPのダウンレギュレーションを誘導するオピオイドレセプターの活性化に応じて、白血病細胞において、アポトーシスを誘導し、カスパーゼを活性化し、ドキソルビシンによって誘導される細胞死を増加させるという証拠を提供する。さらに、D,L−メタドンが、異種移植モデルのインビボにおいてALLの腫瘍成長を大きく減少させることができることを初めて証明することができた。著しいことに、この腫瘍殺滅効果は、D,L−メタドンと抗がん薬ドキソルビシンとの組み合わせによって増強することができた。
メタドンは、μ−オピオイドレセプターが細胞上に提示されている場合、それに結合するμ−オピオイドレセプターアゴニストである。D,L−メタドンが、高レベルのオピオイドレセプターを発現している異種移植片由来ALL細胞を強く殺滅することが見出された。対照的に、D,L−メタドンは、中程度のオピオイドレセプターの量を発現している異種移植片由来ALL細胞および細胞株においてはわずかにしか細胞死を誘導しないことから、D,L−メタドンによって誘導されるアポトーシスは、白血病細胞において、オピオイドレセプターのクリティカルな発現レベルに依存するとみられることが示唆される。
種々の治療薬が、互いと相互作用して、より弱いデスシグナルを増幅すると知られているとき、併用処置は、いずれかの処置単独に対してなおも部分的に反応する悪性疾患において有益であることが判明する可能性がある。D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置は、中程度のレベルのオピオイドレセプターを発現しているBCP−ALL細胞において、両方の薬剤の抗腫瘍有効性を相乗的に増強し、感受性および抵抗性のがん細胞におけるアポトーシス誘導において重要な役割を果たすカスパーゼの活性化を大きく増加させる(Fulda,2009c)。さらに、ALLまたはNHLのような多くの悪性疾患において抵抗性の発生に関与する抗アポトーシスタンパク質XIAPおよびBcl−xのダウンレギュレーション(Addeoら、2005)も、著しく増強される。これは、D,L−メタドンとドキソルビシンとの併用処置が、アポトーシス誘導を大きく増加させ、それらの抗腫瘍有効性を相乗的に改善し得ることを示唆する。
従来の化学療法薬に対する抵抗性は、治療の有効性における制限因子であり、P−gpなどの薬物トランスポーターの過剰発現の結果としての多剤耐性もまた、十分特徴付けられている。健常な細胞では、P−gpの発現は、正常な細胞防御システムに属するが、ヒトがん細胞では、P−gpの過剰発現は、生存率の低下および不良な結果と相関する(Diestraら、2003)。D,L−メタドンは、その作用を阻害するP−gpの基質であると示すことができた(Crettolら、2007)。本明細書とともに示されるように、ドキソルビシンとD,L−メタドンとの同時処置は、ドキソルビシンの細胞取り込みを増強し、さらに、白血病細胞からのドキソルビシンの流出を阻害することから、D,L−メタドンが、細胞内のドキソルビシンの濃度を上げることによって、ドキソルビシンによって誘導されるアポトーシスに対して白血病細胞を高感度化することが示唆される。
D,L−メタドンおよびドキソルビシンを使用する併用処置は、中程度の量のオピオイドレセプターを表面上に発現しているBCP−ALL細胞においてアポトーシスおよびカスパーゼ活性化を誘導した。この併用処置の毒性の増強は、ドキソルビシン処置後のオピオイドレセプター発現の増加とさらに関連すると見出された。ゆえに、D,L−メタドンは、ドキソルビシンで同時処置された細胞により多くの量で結合し得る。これらの結果から、D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置における毒性の増強が、ドキソルビシンによって媒介されるオピオイドレセプター発現のアップレギュレーション、ならびにさらに、D,L−メタドンによって媒介されるドキソルビシンの取り込みの増加および流出の減少と関連することが示唆される。ゆえに、両方の薬剤が、それらの細胞傷害性の潜在能力をより高い程度にまで発揮し得る。
オピオイドレセプターは、G上でのリガンド依存性のヌクレオチド交換を触媒し、それにより、アデニリルシクラーゼを阻害し、N型カルシウムチャネルならびにGタンパク質ゲート型(gated)内向き整流性カリウム(GIRK)型カリウムチャネルを調節することによって、シグナル伝達して、細胞シグナル伝達の変化をもたらす(図7)。オピオイドレセプターの引き金作用に対するアポトーシス誘導の依存は、それらの阻害によって強調される。オピオイドレセプターのシグナル伝達をオピオイドレセプターアンタゴニストであるナロキソンで阻止することにより、D,L−メタドンとドキソルビシンとによる併用処置によって誘導されるアポトーシスおよびカスパーゼ活性化が、高い割合で阻害されたことから、D,L−メタドンによるオピオイドレセプターの引き金作用は、アポトーシスの誘導およびカスパーゼの活性化に関与することが示唆される(図7)。この作用機序に基づくと、すべてのオピオイドレセプターが、G経路を介してアデニリルシクラーゼに連結されるので、個々のオピオイドレセプターと無関係であるすべてのオピオイドレセプターアゴニストが、アポトーシスによって腫瘍細胞を殺滅するはずである。
さらなる実験により、上に記載された併用療法の一般適用性が判明する:
広範囲のがん。いくつかの多様ながんタイプ(例えば、乳がん、膵がん、前立腺がん、卵巣がん、神経膠芽腫または白血病)が、オピオイドレセプターアゴニストの組み合わせによって処置され得る。
広範囲のオピオイド類。Giが関連する作用機序によると、D,L−メタドン、ブプレノルフィンおよびフェンタニルのような、いくつかの構造的および薬理学的に異なるオピオイド類が、がん細胞を抗がん薬に対して高感度化し得る。
広範囲の抗がん薬。いくつかの構造的および薬理学的に異なる抗がん薬について、それらが、オピオイドレセプターの発現を増加させ、同時に適用されるオピオイドアゴニストに起因して流入の増加/流出の減少を示すことが示され得る。
要旨
オピオイド類と抗がん因子との相互作用が、図26に図示されるような自己強化フィードバックループであることは、強調されなければならない。このループの第1の経路では、オピオイド類が、抗がん薬の細胞取り込みを増強し、抗がん薬の流出を阻害する。前記ループの第2の経路では、蓄積した抗がん薬が、オピオイドレセプターの発現を高める。ゆえに、両方の薬剤が、それらの細胞傷害性の潜在能力をより高い程度に発揮し得る。
本実施例は、患者由来のALL細胞、患者由来の神経膠芽腫細胞および神経膠芽腫起源幹細胞との臨床的関連をエキソビボにおいて検証することができ、単独療法としてのまたはドキソルビシンとの組み合わせのD,L−メタドンが、患者由来の白血病モデルおよび神経膠芽腫異種移植モデルにおいて、強い腫瘍成長阻害をもたらすことを初めて示すことができた。この抗白血病有効性、神経膠芽腫の腫瘍成長阻害、およびD,L−メタドンの単独またはドキソルビシンとの組み合わせの副作用は、ドキソルビシン単独のそれらと匹敵した。しかしながら、併用処置だけで、より長く続く成長阻害を達成することができた。マウスにおけるメタドンの血清濃度は、インビトロで細胞傷害性を示す濃度と相関した。
要するに、オピオイド類と抗がん薬との併用療法は、いくつか方法でがん治療を改善し得る:
・オピオイドレセプターのアップレギュレーションに起因して、以前のオピオイド非感受性がんタイプが、オピオイド治療の対象になり得る。
・オピオイドによって誘導される、抗がん薬の細胞内蓄積に起因して、その処置の有効性が増強される。
・Bcl−Xなどの抗アポトーシスタンパク質の阻害およびXIAPなどの阻害性アポトーシスタンパク質の阻害に起因して。
・これにより、処置が困難ながんタイプの治療をもたらすことができた。
・さらに、これにより、抗がん薬の用量を減少させることが可能になり、化学療法の安全性および患者の服薬率が高まるだろう。
・最終的には、抵抗性のがん細胞が、抗がん処置に対して再度高感度化され得る。
・さらに、販売中の数多くのオピオイド類および数多くの抗がん薬が、高められた有効性および/または安全性のおかげで、改善された処置になり得る新しい薬の組み合わせに対して道を開く。

Claims (14)

  1. がんの処置において使用するための、オピオイドレセプターアゴニストと少なくとも1つの抗がん因子との組み合わせ物であって、ここで、
    (a)前記オピオイドレセプターアゴニストは、少なくとも4週間にわたって治療的に有効な血漿レベルを確立するために1またはそれより多くの用量で患者に投与され、
    (b)少なくとも1つの抗がん因子は、ある期間を治療的に有効な血漿レベルで確立するために投与され、
    (c)前記a)およびb)の期間は、重複し、
    前記少なくとも1つの抗がん因子および前記オピオイドレセプターアゴニストは逐次投与されることを特徴とし、ここで、前記オピオイドレセプターアゴニストが最初に投与され、
    前記組み合わせ物は、(xi)オピオイドレセプターアゴニストであるD,Lメタドンと、(xii)ドキソルビシン、イダルビシン、ダウノルビシン、エトポシド、シクロホスファミド、テモゾロミド、シスプラチン、オキサリプラチン、ビンクリスチン、メトトレキサート、フルダラビン、チオグアニンおよびシタラビンの群から選択される少なくとも1つの抗がん因子を含む
    組み合わせ物。
  2. 前記オピオイドレセプターアゴニストが、細胞増殖を阻害することができ、かつ/または細胞死を誘導することができる、請求項1に記載の組み合わせ物。
  3. 前記患者が、抗がん因子を含む前処置を受けたことがある、請求項1または2に記載の組み合わせ物。
  4. 治療的に妥当な用量を提供する前記オピオイドレセプターアゴニストに対する投与期間が、長期間処置を表す、請求項1〜3のいずれかに記載の組み合わせ物。
  5. 前記オピオイドレセプターアゴニストが、D/Lメタドンである、請求項に記載の組み合わせ物。
  6. 患者が、疾病および関連保健問題の国際統計分類の第10回目の修正版(ICD−10)に従って分類される新生物に罹患しており、前記新生物は、クラスC00〜C97の悪性新生物、クラスD00〜D09の上皮内新生物、クラスD10〜D36の良性新生物およびクラスD37〜D48の性状不詳または不明の新生物からなる群からの新生物である、請求項1〜のいずれかに記載の組み合わせ物。
  7. 患者が、膵臓癌腫、肝芽腫、結腸癌腫、小細胞肺がん、メラノーマ、乳癌腫、卵巣癌腫、前立腺癌腫、神経膠芽腫、急性リンパ芽球性白血病、急性骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性リンパ性白血病、白血病の原型、ヘアリーセル白血病、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、神経膠芽腫起源幹細胞、腫瘍幹細胞および多発性骨髄腫からなる群からの新生物に罹患している、請求項に記載の組み合わせ物。
  8. 前記患者が、内因性抵抗性または獲得抵抗性のいずれかを示す、請求項1〜のいずれかに記載の組み合わせ物。
  9. 前記患者が、次の抵抗性:
    i.アポトーシス抵抗性
    ii.多剤抵抗性
    iii.抗がん薬抵抗性
    iv.細胞傷害薬抵抗性
    v.活性酸素種に対する抵抗性
    vi.DNA傷害剤に対する抵抗性
    vii.毒性のある抗体に対する抵抗性
    viii.ドキソルビシンまたはリツキシマブ抵抗性
    ix.シスプラチン抵抗性
    x.テモゾロミド抵抗性
    xi.HER2標的化治療、
    xii.以下の原薬:メトトレキサート、シタラビン、シスプラチン、エトポシド、ビンクリスチン、パクリタキセル、カルボプラチン、シスプラチン、オキサリプラチン、ゲムシタビン、テモゾロミド、チオグアニン、テニポシド、デキサメタゾン、プレドニゾロン、シクロホスファミド、ジホスファミド、ドキソルビシン、エピルビシン、イダルビシン、ダウノルビシン、メルカプトプリンおよびフルダラビンのうちの1つまたはそれより多くに対する単一抵抗性または交差抵抗性
    xiii.照射抵抗性
    のうちの1つまたはそれより多くを示す、請求項に記載の組み合わせ物。
  10. 前記抗がん因子が、前記抗がん因子だけを使用してがんを処置する場合の推奨用量に等しいかまたはそれ未満の用量で与えられる、請求項1〜のいずれかに記載の組み合わせ物。
  11. 前記抗がん因子が、前記抗がん因子だけを使用してがんを処置する場合の推奨用量の3分の1の用量で与えられる、請求項10に記載の組み合わせ物。
  12. 少なくとも1つのさらなるオピオイドレセプターアゴニストが、前記患者に投与される、請求項1〜11のいずれかに記載の組み合わせ物。
  13. がんの処置において使用するための、オピオイドレセプターアゴニストを含む組成物であって、
    (a)前記組成物は、少なくとも4週間にわたって治療的に有効な血漿レベルを確立する1またはそれより多くの前記オピオイドレセプターアゴニストの用量で患者に投与されることを特徴とし、
    (b)前記組成物は、少なくとも1つの抗がん因子と組み合わせて前記患者に投与されることを特徴とし、ここで、前記抗がん因子はある期間を治療的に有効な血漿レベルで確立するように投与され、
    (c)前記a)およびb)の期間は、重複し、
    前記少なくとも1つの抗がん因子および前記組成物は逐次投与されることを特徴とし、ここで、前記組成物が最初に投与され、
    ここで、前記組成物は、(xi)オピオイドレセプターアゴニストであるD,Lメタドンを含み、(xii)ドキソルビシン、イダルビシン、ダウノルビシン、エトポシド、シクロホスファミド、テモゾロミド、シスプラチン、オキサリプラチン、ビンクリスチン、メトトレキサート、フルダラビン、チオグアニンおよびシタラビンの群から選択される少なくとも1つの抗がん因子と組み合わせて投与される
    組成物。
  14. がんの処置において使用するための、少なくとも1つの抗がん因子を含む組成物であって、
    (a)前記組成物は、ある期間を治療的に有効な血漿レベルで確立するように投与されることを特徴とし、
    (b)前記組成物はオピオイドレセプターアゴニストと組み合わせて投与されることを特徴とし、ここで、前記オピオイドレセプターアゴニストは、少なくとも4週間にわたって治療的に有効な血漿レベルを確立するように1またはそれより多くの用量で患者に投与され、
    (c)前記a)およびb)の期間は、重複し、
    前記組成物および前記オピオイドレセプターアゴニストは逐次投与されることを特徴とし、ここで、前記オピオイドレセプターアゴニストが最初に投与され、
    ここで、前記組成物は、(xi)オピオイドレセプターアゴニストであるD,Lメタドンと組み合わせて投与され、(xii)ドキソルビシン、イダルビシン、ダウノルビシン、エトポシド、シクロホスファミド、テモゾロミド、シスプラチン、オキサリプラチン、ビンクリスチン、メトトレキサート、フルダラビン、チオグアニンおよびシタラビンの群から選択される少なくとも1つの抗がん因子を含む
    組成物。
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