JP6473461B2 - Brca1欠損癌または耐性癌の治療 - Google Patents

Brca1欠損癌または耐性癌の治療 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は2014年3月26日に出願された米国仮出願第61/970,737号の利益を主張し、その全体は参照することによりすべての目的のために本明細書に援用される。
アスキーファイルとして提出された「配列リスト」、表、またはコンピュータープログラムリストの添付書類への参照
ファイル48440−541001WO_ST25.TXT(2015年3月24日に生成、1,055バイト、マシンフォーマットIBM−PC、MS−Windowsオペレーティングシステム)中に書き込まれた配列リストは、参照することにより本明細書に援用される。
合衆国政府の助成による研究及び開発に基づいて行われた発明への権利に関する陳述
本発明は、National Institute of Cancer(NCI)によって授与された補助金番号CA 127541及びNational Institutes of Health(NIH)によって授与された補助金番号P30CA033572下の政府助成により行なわれた。米国政府は本発明において一定の権利を有する。
抗代謝薬ヒドロキシ尿素(HU)は、慢性骨髄性白血病、頭頸部癌などが含まれる多様なヒト癌の治療に使用されてきた(1)。その主要な抗癌標的はリボヌクレオチドレダクターゼ(RR)であり、それはリボヌクレオチドを対応するデオキシ形状へ還元してDNAの複製及び修復のためのdNTPを供給するものである(3、4)。ヒトRRはhRRM1及びhRRM2のサブユニットから構成される(3、4)。遺伝毒性の刺激に後続して、代替のRR酵素が誘導されてDNA修復のためにdNTPを供給するが、このRR酵素はhRRM1及びp53R2(腫瘍抑制因子タンパク質p53によってトランス活性化されるhRRM2のホモログ)からなる(5)。細胞内で、HUは、フリーラジカル媒介性触媒作用をクエンチングする(3)、酸化変換によるフリーラジカルの生成を介して(6)、両方のタイプのRRを阻害する(4)ことが公知である。しかしながら、薬理学的には、HU療法は、インビボでの半減期が短いこと及び問題となる副作用(最も顕著なものとしては、骨髄抑制ならびに胃腸及び皮膚への影響)があることに悩まされる(7)。
ポリ(ADP−リボース)ポリメラーゼ−1(PARP1)及びPARP2は、両者とも腫瘍発生における役割のあるADP−リボシルトランスフェラーゼ(ART)である。PARP活性を備えたARTメンバー(PARP1等)は、高度に保存された活性部位配列を持つ保存された触媒ドメインを含有する(12〜14)。一本鎖DNA切断に後続して、PARP1は、β−NAD+基質からADP−リボースポリマーを合成し、受容体タンパク質(それ自体または他のタンパク質)のグルタミン酸残基、リジン残基またはアスパラギン酸残基へこのポリマーを転移し、続いてこのポリマーはポリ(ADP−リボース)グリコヒドロラーゼ(PARG)によって分解される。一本鎖DNA切断修復(SSBR)または塩基除去修復(BER)の間に、PARP1及びPARP2はX線修復補完タンパク質−1(XRCC1)と相互作用して、SSBR/BER因子、DNAポリメラーゼβまたはDNAリガーゼIIIをDNA損傷部位へ動員する(12〜14)。PARP1なしでは、DNA複製の間に一本鎖切断が持続的に存在して、立ち往生した複製フォークをもたらし、その解消にはBRCA1またはBRCA2媒介性相同修復(HR)が要求される(15、16)。BRCA2と共にBRCA1は、家族性乳癌の開始に結びつけられる腫瘍抑制遺伝子である(11)。BRCA1の非存在下において、結果的に二本鎖切断は蓄積し、アポトーシス経由の細胞死をもたらす。BRCA1/2欠損腫瘍はPARP1阻害剤へ感受性であり得るが、PARP1阻害剤への獲得耐性に悩まされ得る。したがって、現在の治療法に関連する副作用及び/または獲得耐性を避けるようなBRCA1/2欠損腫瘍の治療についての当技術分野において必要性がある。したがって、当技術分野におけるこれら及び他の問題に対する解決が本明細書において提供される。
とりわけ、効果的な量のCOH29(薬学的に許容されるその塩が含まれる)の投与によって、BRCA1欠損被験体、PARP1阻害剤耐性被験体、またはDNA損傷性抗癌剤耐性被験体において癌を治療する方法が、本明細書において開示される。COH29(薬学的に許容されるその塩が含まれる)及びDNA損傷性抗癌剤を組み合わせた相乗的な量で投与することによって、被験体における癌を治療する方法も開示する。
BRCA1の状況はCOH29の細胞毒性及び抗腫瘍活性に影響を与える。図1A:COH29により72時間インキュベーションし、溶解した、wt(野生型)BRCA1(OV90)または変異BRCA1(UWB1.289)を発現する卵巣癌細胞についての用量応答曲線(細胞生存率はMTTアッセイによって査定した)であり、図示した点は、3つの独立した実験の平均を、示されたエラーバーと共に表わしたものである。 BRCA1の状況はCOH29の細胞毒性及び抗腫瘍活性に影響を与える。メスNSGマウスの乳腺脂肪体中でHCC1937(図1B)細胞により確立された腫瘍外植片の増殖である(マウスは示されるようにCOH29またはベヒクルにより処理され、結果は、4匹のマウス/群からの腫瘍測定値の平均±標準誤差である)。 BRCA1の状況はCOH29の細胞毒性及び抗腫瘍活性に影響を与える。メスNSGマウスの乳腺脂肪体中でHCC1937+BRCA1(図1C)細胞により確立された腫瘍外植片の増殖である(マウスは示されるようにCOH29またはベヒクルにより処理され、結果は、4匹のマウス/群からの腫瘍測定値の平均±標準誤差である)。 患者コホートにおけるPARP1とRRM2発現との相関性。乳癌(図2A)における臨床転帰の公開データベースから抽出されたRRM2及びPARP1の発現の回帰プロット。 患者コホートにおけるPARP1とRRM2発現との相関性。卵巣癌(図2B)における臨床転帰の公開データベースから抽出されたRRM2及びPARP1の発現の回帰プロット。 COH29はBRCA1欠損ヒト乳癌細胞においてPARP1を阻害する。図3A:変異BRCA1またはwtのBRCA1(各々の事例においてwt=+BRCA1)を発現する乳癌(HCC1937)及び卵巣癌(UWB1.289)のアイソジェニックペアの細胞株におけるPARP1活性に対するCOH29の効果を、材料及び方法において記述される手順を使用して、二重で査定した。 COH29はBRCA1欠損ヒト乳癌細胞においてPARP1を阻害する。図3B:アイソジェニックなHCC1937細胞株/HCC1937+BRCA1細胞株におけるPARP1タンパク質発現に対するCOH29の効果を、一次抗体として抗ヒトのPARP1抗体を使用するウエスタンブロット分析によって査定した。ローディング対照はβ−アクチンである。 COH29及びシスプラチンによる二重処理後の細胞生存性に対するBRCA1の効果。図4A:固定した濃度のCOH29(12.5μM)とシスプラチン(12.5、25、50及び100μM)により24時間処理したHCC1937細胞及びHCC1937+BRCA1細胞のMTTアッセイによって査定された生存率(図示した点は、3つの独立した実験の平均を、示されたエラーバーと共に表わしたものである)。 COH29及びシスプラチンによる二重処理後の細胞生存性に対するBRCA1の効果。図4B:5μMのCOH29単独、4μMのシスプラチン単独、または同じ濃度での2つの薬物の組み合わせの存在下において示された細胞の24時間の生存率のヒストグラム(3つの独立した実験の平均を示す)。 ゼブラフィッシュの遺伝毒性アッセイにおいて、HUと比較したCOH29の効果。図5A:示されるようにHUへ曝露された、4dpf(受精後の日数)の野生型ゼブラフィッシュ胚(眼及び心臓の発生における形態変化を矢頭によって示す)。 ゼブラフィッシュの遺伝毒性アッセイにおいて、HUと比較したCOH29の効果。図5B:ゼブラフィッシュに対するHUの1シリーズの異なる濃度の効果の棒グラフ(0、5、10、20、50mM、n=50、三重で遂行)。 ゼブラフィッシュの遺伝毒性アッセイにおいて、HUと比較したCOH29の効果。図5C:示されるようにCOH29へ曝露された、4dpfの野生型ゼブラフィッシュ胚。 ゼブラフィッシュの遺伝毒性アッセイにおいて、HUと比較したCOH29の効果。図5D:ゼブラフィッシュに対するCOH29の1シリーズの異なる濃度の効果の棒グラフ(0、10、20、50、100μM、n=46、三重で遂行)。 COH29処理はDNA損傷チェックポイントを活性化する。ウエスタンブロットによって査定された、wtのp53を発現(MCF−7)またはp53を欠損(MCF−7、p53−/−)するヒト乳癌細胞及びトリプルネガティブ乳癌細胞(MDA−MB−468)におけるDNA損傷チェックポイントタンパク質に対するCOH29治療の効果。 COH29はDDRを活性化し、BRCA1野生型ヒト肺癌細胞におけるRAD51発現を抑制する。図7A:DDR関連タンパク質に対するCOH29の効果は、ウエスタンブロット分析によって細胞質及び核中で査定され、そこで細胞を示された用量のCOH29により48時間処理し、示された抗体を使用して細胞溶解物でイムノブロットを行った(FOXO3活性はその下流の標的p27Kip1のレベルによって示され、β−チューブリン及びラミンA/Cは、細胞質抽出物及び核抽出物の分画及びローディング対照を表わす)。 COH29はDDRを活性化し、BRCA1野生型ヒト肺癌細胞におけるRAD51発現を抑制する。図7B:DDR関連タンパク質のリン酸化ATM(図7B)とfoxo3の核中の共局所化に対するCOH29の効果を、間接免疫蛍光法アッセイによって査定した。各々のタンパク質について、300の染色細胞の平均を分析し、陽性の核(≧5焦点)の細胞のパーセンテージ(%)をヒストグラムで示し、そこで、生物学的重複測定数は3であり、エラーバーは標準偏差(SD)を表わし、P値(対応のあるt−検定)は示される通りである。 COH29はDDRを活性化し、BRCA1野生型ヒト肺癌細胞におけるRAD51発現を抑制する。図7C:DDR関連タンパク質のγ−H2AX(図7C)とfoxo3の核中の共局所化に対するCOH29の効果を、間接免疫蛍光法アッセイによって査定した。各々のタンパク質について、300の染色細胞の平均を分析し、陽性の核(≧5焦点)の細胞のパーセンテージ(%)をヒストグラムで示し、そこで、生物学的重複測定数は3であり、エラーバーは標準偏差(SD)を表わし、P値(対応のあるt−検定)は示される通りである。 COH29はDDRを活性化し、BRCA1野生型ヒト肺癌細胞におけるRAD51発現を抑制する。図7D:DDR関連タンパク質のリン酸化p53(図7D)とfoxo3の核中の共局所化に対するCOH29の効果を、間接免疫蛍光法アッセイによって査定した。各々のタンパク質について、300の染色細胞の平均を分析し、陽性の核(≧5焦点)の細胞のパーセンテージ(%)をヒストグラムで示し、そこで、生物学的重複測定数は3であり、エラーバーは標準偏差(SD)を表わし、P値(対応のあるt−検定)は示される通りである。 NHEJ DNA修復に対するCOH29の効果。示された用量のCOH29単独またはシスプラチンと組み合わせたCOH29の活性を、細胞を薬物へ24時間曝露した後に、EJ2細胞(図8A)(代替のNHEJ経路)のFACS分析によって査定した。 NHEJ DNA修復に対するCOH29の効果。示された用量のCOH29単独またはシスプラチンと組み合わせたCOH29の活性を、細胞を薬物へ24時間曝露した後に、EJ5細胞(図8B)(NHEJ経路)のFACS分析によって査定した。 COH29はヒト肺癌細胞におけるRAD51を抑制する。図9A:RAD51タンパク質に対するCOH29の効果を、一次抗体として抗ヒトRAD51抗体を使用する間接免疫蛍光法アッセイによって査定した。A549肺癌細胞を示された用量でCOH29により24時間処理し、COH−29処理後にγ−H2AXの発現パターンも図9A中で同様に分析した。 COH29はヒト肺癌細胞におけるRAD51を抑制する。図9B:RAD51タンパク質に対するCOH29の効果を、分析のために一次抗体として抗ヒトRAD51抗体を使用するウエスタンブロット分析(ローディング対照はβ−アクチン)によって査定した。A549肺癌細胞を示された用量でCOH29により24時間処理し、COH−29処理後にγ−H2AXの発現パターンも図9B中で同様に分析した。
定義
「患者」「被験体」、「それを必要とする患者」、及び「それを必要とする被験体」は本明細書において互換的に使用され、COH29または本明細書において論じられるような他の抗癌剤と組み合わせたCOH29の投与によって治療できる疾患または病態を患うまたはそれらを起こしやすい生物体を指す。複数の実施形態において、疾患または病態は癌である。被験体の非限定例には、ヒト、他の哺乳類、ウシ属の動物、ラット、マウス、イヌ、サル、ヤギ、ヒツジ、ウシ、シカ及び他の非哺乳類動物が含まれる。複数の実施形態において、患者はヒトである。
「癌被験体」は、本明細書において使用される時、本明細書において記述されるような癌を有する被験体を指す。癌被験体は、本明細書において記述される癌のうちの少なくとも1つを有し得る。したがって、例えば、癌被験体は、「乳癌被験体」(例えば乳癌を有する被験体)または「卵巣癌被験体」(例えば卵巣癌を有する被験体)を指し得る。癌被験体は、特異的な遺伝子型または表現型の特徴(例えば遺伝子産物の欠損または特異的な抗癌剤への耐性)を示す癌を有し得る。したがって、癌被験体は「BRCA1欠損被験体」であり得、BRCA1欠損被験体は、BRCA1欠損遺伝子またはBRCA1欠損タンパク質(例えば「BRCA1欠損」)を含む癌を有する被験体である。複数の実施形態において、「BRCA1欠損被験体」は、BRCA1遺伝子の非発現(例えば対照の被験体または健康な被験体と比較して低減した発現)、被験体における機能的BRCA1の非存在(例えば対照の被験体または健康な被験体と比較して低減した量)、または被験体において少なくとも部分的に癌を直接若しくは間接的に引き起こすBRCA1の低減した発現を指す。複数の実施形態において、BRCA1欠損被験体は、BRCA1遺伝子の非発現、被験体における機能的BRCA1の非存在を示す。癌被験体は「PARP1阻害剤耐性被験体」であり得、PARP1阻害剤耐性被験体は、当技術分野において公知であるような少なくとも1つのPARP1阻害剤へ耐性のある癌を有する被験体である。癌被験体は「DNA損傷性抗癌剤耐性被験体」であり得、かかる被験体は、当技術分野において公知であるような少なくとも1つのDNA損傷性抗癌剤へ耐性のある癌を有する被験体である。癌被験体は、2つ以上の遺伝子型または表現型の特徴を示す癌を有し得る(例えば、乳癌被験体はBRCA1欠損及び少なくとも1つのPARP1阻害剤への耐性を有する癌を有し得る)。
「COH29」は、式(N−(4−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−5−フェニルチアゾール−2−イル)−3,4−ジヒドロキシベンズアミド)を有する化合物
Figure 0006473461
を指す。
COH29及びその合成は、米国特許第7,956,076号;第8,372,983号及び国際出願番号PCT/US13/24490中で記述され、それらの全体は本明細書に援用される。
COH29は本明細書において記載される癌被験体へ投与することができ、例えばそれらには、乳癌被験体、卵巣癌被験体、BRCA1欠損被験体、PARP1阻害剤耐性被験体またはDNA損傷性抗癌剤耐性被験体が含まれる。投与は本明細書において説明されるような治療法上効果的な量であり得る。
「BRCA1」はその一般的で通常の意味に従って使用され、そのタンパク質または類似する名称ならびにその機能的断片及びホモログを指す。この用語には、BRCA1の組換え形状若しくは天然に存在する形状(例えば乳癌1、早発型;GI番号:1698399)、またはBRCA1活性を維持するそのバリアント(例えばBRCA1と比較して少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%または100%内の活性)が含まれる。
「γ−H2AX」はその一般的で通常の意味に従って使用され、そのタンパク質または類似する名称ならびにその機能的断片及びホモログを指す。この用語には、γ−H2AXの任意の組換え形状若しくは天然に存在する形状(例えばγヒストンH2AX;GI番号:4504253)、またはγ−H2AXの活性を維持するそのバリアント(例えばγ−H2AXと比較して少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%または100%内の活性)が含まれる。
「Rad51」はその一般的で通常の意味に従って使用され、そのタンパク質または類似する名称ならびにその機能的断片及びホモログを指す。この用語には、Rad51の任意の組換え形状若しくは天然に存在する形状(例えばGI番号:49168602)、またはRad51活性を維持するそのバリアント(例えばRad51と比較して少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%または100%内の活性)が含まれる。
「PARP1」はその一般的で通常の意味に従って使用され、そのタンパク質または類似する名称ならびにその機能的断片及びホモログを指す。この用語には、PARP1の任意の組換え形状若しくは天然に存在する形状(例えばポリ[ADP−リボース]ポリメラーゼ1;GI番号:156523968)、またはPARP1活性を維持するそのバリアント(例えばPARP1と比較して少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%または100%内の活性)が含まれる。「PARP1阻害剤」は、PARP1(NAD+ADP−リボシルトランスフェラーゼ1)の活性を阻害する組成物(例えば化合物、ペプチド、タンパク質、核酸または抗体)である。
「PARP1阻害剤」は、PARP1の活性または発現の阻害によって癌を治療することに効果的な組成物(例えば化合物、ポリペプチド、アミノ酸、ポリヌクレオチド、核酸または抗体)である。PARP1阻害剤の非限定例には、オラパリブ、ベリパリブ、イニパリブ及びニラパリブが含まれる。
「DNA損傷性抗癌剤」は、DNAの損傷によって癌を治療することに効果的な組成物(例えば化合物、ポリペプチド、アミノ酸、ポリヌクレオチド、核酸または抗体)である。DNA損傷性抗癌剤は化学療法であり得る。複数の実施形態において、DNA損傷性薬剤には照射(例えばγ線照射)が含まれる。DNA損傷性抗癌剤の相互作用は、直接的(例えばDNAそれ自体と結合または相互作用する)または間接的(例えばDNAと相互作用する他の分子と結合また相互作用する)であり得る。本明細書において、DNA損傷性抗癌剤には、例えばアルキル化剤(例えばエチレンイミン、メチルメラミン、ニトロソウレア、ナイトロジェンマスタード、ブスルファン、シクロフォスファミド及びプロカルバジン)、抗代謝剤、アントラサイクリン、白金ベースの薬剤、タキサン、キナーゼ阻害剤、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(HDAC)、トポイソメラーゼ阻害剤及びヌクレオチド類似体が含まれる。複数の実施形態において、DNA損傷性抗癌剤には、DNA塩基対の間をインターカレートするかまたはDNAの副溝若しくは主溝中に結合する組成物が含まれる。複数の実施形態において、DNA損傷性抗癌剤は、トポイソメラーゼI剤、カンプトセシン、イリノテカン、トポテカン、トポイソメラーゼII剤、シスプラチン、カルボプラチン、オキサリプラチン、アドリアマイシン(例えばドキソルビシン)、エトポシド、一本鎖切断剤(例えばBCNU(カルマスティン)、CCNU(ロムスチン))、DTIC(ダカルバジン)、サイトキサン(シクロフォスファミド)、イフォスファミド、ブレオマイシン及びマイトマイシンCである。
「化学療法」または「化学療法剤」はその平易な通常の意味に従って使用され、抗新生物特性または細胞の増殖若しくは増加を阻害する能力を有する化学組成物または化合物を指す。
抗癌薬シスプラチンは、例えば、卵巣癌、睾丸癌、胚細胞腫瘍、小細胞肺癌、リンパ腫、頭頸部癌及び膀胱癌が含まれる様々なヒト癌を治療するために使用されている。本明細書において、「白金ベース化合物」または「白金含有剤」は、有機官能基及び/または無機官能基によって囲まれた白金の中心原子を含有する重金属錯体を含む化合物を指す。白金ベース薬は、白金ベース化合物内に含まれる。白金ベース化合物の非限定例には、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、トリプラチン、テトラニトラート、その薬学的に許容される塩、その立体異性体、その誘導体、その類似体、及びその組み合わせが含まれる。「シスプラチン」という用語には、誘導体及び類似体(米国特許第4,177,263号、第4,584,316号、第5,648,362号及び第5,399,694号中で記述されるもの等、それらの全体は参照により本明細書に援用される)が含まれる。
シスプラチン抗癌活性は主として標的細胞中のDNAの架橋から生じ、それは求核基によるシスプラチンクロライドイオンに関する交換反応を要求する。シスプラチンは、d(GpG)配列またはd(ApG)配列による鎖内付加物の形成を介してDNA中で二座配位性傷害を引き起こす。シスプラチンは鎖間架橋も生成することができ、それはDNA複製を妨害することができる。傷害はDNA損傷チェックポイントを活性化し、細胞周期進行の阻止をもたらす。患者における二次性腫瘍の形成は、シスプラチン療法と関連する主要な問題のうちの1つを表わす。シスプラチンの他の副作用には、腎毒性、神経毒性、吐き気、耳毒性、骨髄毒性及び電解質平衡異常が含まれ得る。シスプラチン耐性も癌患者において見出される。
「治療すること」または「治療」という用語は、損傷、疾患、病理または病態の治療または寛解における成功の任意の徴候を指し、それらには任意の客観的または主観的なパラメーター(軽減;寛解;症状を縮小すること、または損傷、病理若しくは病態を患者に対してより耐容されるようにすること;悪化または衰弱の率を減速させること;悪化の最終点の消耗をより少なくすること;患者の肉体的または精神的な安寧を改善すること等)が含まれる。症状の治療または寛解は客観的または主観的なパラメーターに基づくことができ、それらには、身体検査、神経精神病学的検査、及び/または、精神鑑定の結果が含まれる。「治療すること」という用語及びその語形変化には、損傷、病理、病態または疾患の防止が含まれる。
本明細書において使用される時、「癌」という用語は、哺乳類において見出されたすべてのタイプの癌、新生物、悪性腫瘍または良性腫瘍を指し、それらには、白血病、癌腫及び肉腫が含まれる。例示的な癌には、乳癌、卵巣癌、結腸癌、肝臓癌、腎臓癌及び膵臓癌が含まれる。追加の例には、白血病(例えば急性骨髄白血病(「AML」)または慢性骨髄性白血病(「CML」))、脳の癌、肺癌、非小細胞肺癌、黒色腫、肉腫及び前立腺癌、子宮頸癌、胃癌、頭頸部癌、子宮癌、中皮腫、転移性骨癌、髄芽細胞腫、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、多発性骨髄腫、神経芽細胞腫、横紋筋肉腫、原発性血小板血症、原発性マクログロブリン血症、原発性脳腫瘍、悪性膵臓インスリノーマ、悪性カルチノイド、膀胱癌、前悪性皮膚傷害、睾丸癌、リンパ腫、甲状腺癌、神経芽細胞腫、食道癌、尿生殖路癌、悪性高カルシウム血症、子宮内膜癌、副腎皮質癌、内分泌腺及び膵臓外分泌腺の新生物が含まれる。
「白血病」という用語は造血臓器の進行性の悪性疾患を広く指し、血液及び骨髄中の白血球及びそれらの前駆体の歪んだ増殖及び発生を一般的には特徴づける。白血病は、(1)疾患の継続期間及び特徴(急性または慢性);(2)関与する細胞のタイプ;骨髄性(骨髄原性)、リンパ性(リンパ行性)、または単球性;及び(3)血液中の異常細胞(白血性または非白血性(亜白血性))の数の増加または非増加に基づいて一般的には臨床的に分類される。マウス白血病モデルは、インビボの抗白血病活性の予測として広く認められる。P388細胞アッセイにおいて検査で陽性と出る化合物は、治療されている白血病のタイプにかかわらずある程度のレベルの抗白血病活性を一般的には示すだろうと考えられている。したがって、本発明には白血病を治療する方法が含まれ、それらには急性骨髄白血病、慢性リンパ球性白血病、急性顆粒球性白血病、慢性顆粒球性白血病、急性前骨髄球性白血病、成人T細胞白血病、非白血性白血病、非白血病性白血病、好塩基球性白血病、芽細胞白血病、ウシ白血病、慢性骨髄性白血病、皮膚白血病、胎生細胞性白血病、好酸球性白血病、グロス白血病、毛様細胞性白血病、血芽球性白血病、血球芽細胞性白血病、組織球性白血病、幹細胞性白血病、急性単球性白血病、白血球減少性白血病、リンパ性白血病、リンパ芽球性白血病、リンパ球性白血病、リンパ行性白血病、リンパ様白血病、リンパ肉腫細胞性白血病、マスト細胞白血病、巨核球性白血病、小骨髄芽球性白血病、単球性白血病、骨髄芽球性白血病、骨髄性白血病、骨髄性顆粒球性白血病、骨髄単球性白血病、ネーゲリ白血病、形質細胞白血病、多発性骨髄腫、形質細胞性白血病、前骨髄性白血病、リーダー細胞性白血病、シリング白血病、幹細胞性白血病、亜白血性白血病、及び未分化細胞性白血病を治療することが含まれる。
「肉腫」という用語は、一般的には胚性結合組織のような物質から構成され、一般的には線維性または均質の物質中に包埋される緊密にパックされた細胞から構成される腫瘍を指す。抗新生物性チオール結合性ミトコンドリアオキシダント及び抗癌剤の組み合わせにより治療することができる肉腫には、軟骨肉腫、線維肉腫、リンパ肉腫、黒色肉腫、粘液肉腫、骨肉腫、アバーネシー肉腫、脂肪肉腫(adipose sarcoma)、脂肪肉腫(liposarcoma)、胞巣状軟部肉腫、エナメル上皮肉腫、ブドウ状肉腫、緑色肉腫、絨毛腫、胎児性肉腫、ウィルムス腫瘍肉腫、子宮内膜肉腫、間質肉腫、ユーイング肉腫、筋膜肉腫、線維芽細胞性肉腫、巨細胞肉腫、顆粒球性肉腫、ホジキン肉腫、特発性多発性色素性出血性肉腫、B細胞の免疫芽球性肉腫、リンパ腫、T細胞の免疫芽球性肉腫、イエンセン肉腫、カポジ肉腫、クッパー細胞肉腫、血管肉腫、白血肉腫、悪性間葉腫肉腫、傍骨性骨肉腫、細網肉腫、ラウス肉腫、漿液嚢胞性肉腫、滑膜肉腫及び毛細血管拡張性肉腫が含まれる。
「黒色腫」という用語は、皮膚及び他の器官の色素細胞系から生じる腫瘍を意味する。抗新生物性チオール結合性ミトコンドリアオキシダント及び抗癌剤の組み合わせにより治療することができる黒色腫には、例えば末端性黒子性黒色腫、メラニン欠乏性黒色腫、良性若年性黒色腫、クラウドマン黒色腫、S91黒色腫、ハーディング・パッセー黒色腫、若年性黒色腫、悪性黒子型黒色腫、悪性黒色腫、結節型黒色腫、爪下黒色腫、及び表在拡大型黒色腫が含まれる。
「癌腫」という用語は、周囲の組織に浸潤し、転移を生じる傾向のある上皮細胞から構成される悪性の新しい増殖を指す。抗新生物性チオール結合性ミトコンドリアオキシダント及び抗癌剤の組み合わせにより治療することができる例示的な癌腫には、例えば細葉細胞癌、腺房細胞癌、腺様嚢胞癌、腺様嚢胞癌、腺癌、副腎皮質癌、細気管支肺胞上皮癌、肺胞上皮癌、基底細胞癌、基底細胞癌、類基底細胞癌、基底有棘細胞癌、気管支肺胞癌、細気管支癌、気管支原性癌、大脳様癌(cerebriform carcinoma)、胆管細胞癌、絨毛癌、膠様癌、コメド癌、子宮体部癌、篩状癌、鎧状癌、皮膚癌、円柱癌、円柱細胞癌、腺管癌、硬性癌、胎児性癌、脳様癌、類表皮癌、腺上皮癌、外向発育癌、潰瘍癌、線維癌、膠状癌(gelatiniforni carcinoma)、膠様癌、巨細胞癌、巨大細胞癌、腺癌、顆粒膜細胞癌、毛母組織癌、血様癌、肝細胞癌、ヒュルツル細胞癌、硝子状癌、副腎様癌、乳児胎児性癌、上皮内癌、表皮内癌、乳管内癌、クロムペッヘル癌(Krompecher’s carcinoma)、クルチツキー細胞癌(Kulchitzky−cell carcinoma)、大細胞癌、レンズ様癌、レンズ状癌、脂肪腫様癌、リンパ上皮癌、髄様癌、髄様癌、悪性黒色腫、軟性癌、ムチン産生癌、粘液分泌癌、粘液細胞癌、粘液性類表皮癌、粘液癌(carcinoma mucosum)、粘液癌(mucous carcinoma)、粘液腫様癌、鼻咽頭癌、燕麦細胞癌、骨化性癌、骨様癌、乳頭状癌、門脈周囲癌、前浸潤癌、有棘細胞癌腫、軟性癌、腎臓の腎細胞癌、予備細胞癌、肉腫様癌、シュナイダー癌、スキルス癌、陰嚢癌、印環細胞癌、単純癌、小細胞癌、バレイショ状癌、回転楕円面細胞癌、紡錘体細胞癌、海綿様癌、扁平上皮癌、扁平上皮細胞癌、ストリング癌腫、血管拡張癌(carcinoma telangiectaticum)、血管拡張癌(carcinoma telangiectodes)、移行上皮癌、結節癌(carcinoma tuberosum)、結節癌(tuberous carcinoma)、疣状癌及び絨毛癌が含まれる。
「癌モデル生物体」は、生物体内で、癌を暗示する表現型または癌誘発要素の活性を示す生物体(例えば癌細胞株)である。癌モデル生物体は、本明細書において記述されるような癌の表現型を示し得る。したがって、癌モデル生物体は、例えばPARP1阻害剤へ耐性があるかまたはDNA損傷性抗癌剤へ耐性のあるBRCA1を欠損した癌細胞株であり得る。様々な生物体を癌モデル生物体として供することができ、それらには、例えば癌細胞ならびに齧歯目の動物(例えばマウスまたはラット)及び霊長目の動物(ヒトなど)等の哺乳類生物体が含まれる。癌細胞株は、インビボの癌に類似する表現型または遺伝子型を示す細胞として当業者によって広く理解される。本明細書において使用される時、癌細胞株には動物(例えばマウス)及びヒトからの細胞株が含まれる。
「抗癌剤」はその平易な通常の意味に従って使用され、抗新生物特性または細胞の増殖若しくは増殖を阻害する能力を有する組成物(例えば化合物、ポリペプチド、アミノ酸、ポリヌクレオチド、核酸または抗体)を指す。いくつかの実施形態において、抗癌剤は化学療法剤である。いくつかの実施形態において、抗癌剤は癌を治療する方法において有用性を有すると本明細書において同定された薬剤である。いくつかの実施形態において、抗癌剤は、癌の治療のためにFDAまたは米国以外の国の類似する規制機関によって承認された薬剤である。抗癌剤はある特定の癌またはある特定の組織について選択的であり得る。
本明細書において使用される時、「投与」という用語は、被験体への経口投与、坐薬としての投与、局所接触、静脈内投与、非経口投与、腹腔内投与、筋肉内投与、病巣内投与、髄腔内投与、鼻腔内投与若しくは皮下投与、または徐放装置(例えば小型浸透圧ポンプ)の埋込みを意味する。投与は、非経口及び経粘膜(例えば、頬腔、舌下、口蓋、歯茎、鼻腔、膣、直腸、または経皮)が含まれる、任意の経路によるものである。非経口投与には、例えば、静脈内、筋肉内、細動脈内、皮内、皮下、腹腔内、脳室内及び頭蓋内が含まれる。送達の他の様式には、リポソーム製剤、静脈内点滴、経皮パッチなどの使用が含まれるが、これらに限定されない。
「共投与する」によって、本明細書において記載される組成物が、1つまたは複数の追加療法の適用と同時に、その直前に、またはその直後に投与されることが意味される。例えば、COH29は、患者へ単独で投与することができるかまたは共投与することができる。共投与には、個別のまたは組み合わせた(2つ以上の化合物または薬剤)、化合物の同時投与または連続投与が含まれることが意味される。したがって、調製物は、所望される場合、他の活性のある物質(例えば代謝分解を低減させる)とも組み合わせることができる。
本明細書において開示される組成物は、アプリケータスティック、溶液、懸濁物、エマルション、ゲル、クリーム、軟膏、ペースト、ゼリー、塗料、粉末及びエアロゾルとして製剤化されて、局所経路によって、経皮的に送達することができる。経口用調製物には、患者による摂取に適切な錠剤、ピル、粉末、糖衣錠、カプセル、液体、ロゼンジ、カシェー、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁物などが含まれる。固体形状調製物には、粉末、錠剤、ピル、カプセル、カシェー、坐薬及び分散可能顆粒が含まれる。液体形状調製物には、溶液、懸濁物、及びエマルション、例えば水、または水/プロピレングリコール溶液が含まれる。本発明の組成物は構成要素を追加で含んで、持続放出及び/または快適性を提供することができる。かかる構成要素には、高分子量の、陰イオン性粘液模倣ポリマー、ゲル化多糖類、及び微細分割された薬物担体基質が含まれる。これらの構成要素は、米国特許第4,911,920号;第5,403,841号;第5,212,162号;及び第4,861,760号中でより詳しく論じられる。これらの特許の全体の内容は、それらの全体の参照によってすべての目的のために本明細書において援用される。本明細書において開示される組成物は、身体中での徐放性のために微小球としても送達することができる。例えば、微小球は、皮下で徐放される薬物を含有する微小球の皮内注射を介して(Rao, J. Biomater Sci. Polym. Ed. 7:623−645, 1995を参照);生物分解性及び注射可能ゲル製剤として(例えばGao Pharm. Res. 12:857−863, 1995を参照);または経口投与のために微小球として(例えばEyles, J. Pharm. Pharmacol. 49:669−674, 1997を参照)、投与することができる。別の実施形態において、本発明の組成物の製剤はリポソームの使用によって送達することができ、このリポソームは細胞膜と融合するか、またはすなわちリポソームへ添付された受容体リガンド(それはエンドサイトーシスをもたらす細胞の表面膜タンパク質受容体へ結合する)を用いることによってエンドシトーシスされる。リポソームの使用によって、特にリポソーム表面が標的細胞について特異的な受容体リガンドを保有するか、またはそうでなければ特異的な器官へ優先的に方向付けられる場合には、標的細胞の中への本発明の組成物の送達をインビボで集中させることができる(例えばAl−Muhammed, J. Microencapsul. 13:293−306, 1996; Chonn, Curr. Opin. Biotechnol. 6:698−708, 1995; Ostro, Am. J. Hosp. Pharm. 46:1576−1587, 1989を参照)。組成物はナノ粒子としても送達することができる。
「効果的な量」は、化合物の非存在と比較して、化合物が明示された目的を遂行するのに十分な量である(例えば、投与の効果を達成するか、疾患を治療するか、酵素活性を低減するか、酵素活性を増加させるか、シグナリング経路を低減するか、または疾患若しくは病態の1つ若しくは複数の症状を低減する)。「治療法上効果的な量」の例は、疾患の症状(複数可)の治療、防止または低減を寄与するのに十分な量であり、それは「治療法上効果的な量」としても参照され得る。症状(複数可)の「低減」(及びこの語句の文法的な同意語)は、症状(複数可)の重症度若しくは頻度の減少または症状(複数可)の排除を意味する。正確な量は、治療の目的に依存し、公知の技法を使用して当業者によって確認可能である(例えばLieberman、Pharmaceutical Dosage Forms(1〜3巻、1992);Lloyd、The Art, Science and Technology of Pharmaceutical Compounding (1999);Pickar、Dosage Calculations (1999);及びRemington: The Science and Practice of Pharmacy、第20版、2003、Gennaro編、Lippincott, Williams & Wilkinsを参照)。
哺乳類へ投与される投薬の量及び頻度(単一用量または複数用量)は、多様な因子(例えば、哺乳類は別の疾患を患うかどうか、及びその投与経路;レシピエントの大きさ、年齢、性別、健康状態、体重、BMI及び食餌;治療されている疾患の症状の性質及び程度、併用治療の種類、治療されている疾患からの合併症、または他の健康関連の問題)に依存して変動し得る。他の治療法用のレジメンまたは薬剤は、本発明の方法及び化合物と併用して使用することができる。確立された投薬量(例えば頻度及び継続期間)の調整及び操作は当業者の能力内で適切である。
本明細書において記載される治療法上効果的な量は、細胞培養アッセイから最初に決定することができる。標的濃度は、本明細書において記載される方法または当技術分野において公知の方法を使用して測定されるような、本明細書において記述される方法を達成することができる活性化合物(複数可)の濃度であるだろう。
当該技術分野において周知であるように、ヒトで使用される治療法上効果的な量は動物モデルからも決定することができる。例えば、ヒトのための用量は、動物において効果的であることが見出された濃度を達成するように製剤化することができる。ヒトにおける投薬量は、化合物有効性のモニター及び投薬量の上方または下方への調整によって上記のように調整することができる。上記の方法及び他の方法に基づいてヒトにおいて最大有効性を達成するように用量を調整することは、当業者の能力内で適切である。
投薬量は、患者及び用いられている化合物の要求に依存して変動され得る。患者へ投与される用量は、本明細書の文脈では、患者における治療法への有益な応答に経時的に影響を与えるのに十分であるべきである。用量のサイズは、任意の有害な副作用の存在、性質及び程度によっても決定されるだろう。特定の状況についての適切な投薬量の決定は実施者の技能内である。一般的に、治療は、化合物の適量よりも少ない低投薬量により開始される。その後に、ある状況下で至適の効果が到達されるまで、投薬量を小さな増分で増加させる。投薬の量及び間隔を個別に調整して、治療されている特定の臨床的な徴候について効果的な投与化合物のレベルを提供することができる。これは、個体の疾患状態の重症度と釣り合う治療法レジメンを提供するだろう。
本明細書において定義される時、「阻害」、「阻害する」、「阻害すること」という用語、及び同種のものは、タンパク質阻害剤の相互作用に関して、阻害剤の非存在下におけるタンパク質の活性または機能と比較して、タンパク質の活性または機能に負に影響を与える(例えば、減少させる)ことを意味する。遺伝子の阻害に関して使用される場合、「阻害すること」は、阻害剤の非存在下における遺伝子の活性または発現と比較して、遺伝子の活性または発現に負に影響を与える(例えば、減少させる)ことを意味する。いくつかの実施形態において、阻害は、疾患、または疾患の症状の低減を指す。いくつかの実施形態において、阻害は、特定のタンパク質または核酸標的の活性の低減を指す。したがって、阻害には、少なくとも部分的に、部分的に、または完全に刺激を遮断すること、活性化を減少、防止若しくは遅延させること、またはシグナル伝達若しくは酵素活性若しくはタンパク質の量を不活性化、脱感作若しくはダウンレギュレートすることが含まれる。
「相乗性」、「相乗作用」、「相乗的な」、「組み合わせた相乗的な量」、及び「相乗的な治療法上の効果」という用語は、本明細書において互換的に使用され、測定された効果が、単独で投与された化合物の各々の個別の効果の合計を超える場合の、組み合わせて投与された化合物の測定された効果を指す。
方法
第1の態様は、それを必要とする被験体において癌を治療する方法である。方法は、効果的な量のCOH29を被験体へ投与することを含む。被験体は、本明細書において説明されるように、BRCA1欠損被験体、PARP1阻害剤耐性被験体、またはDNA損傷性抗癌剤耐性被験体である。したがって、複数の実施形態において、被験体はBRCA1欠損被験体である。被験体はPARP1阻害剤耐性被験体であり得る。被験体はDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る。複数の実施形態において、被験体は、BRCA1欠損被験体、PARP1阻害剤耐性被験体、またはDNA損傷性抗癌剤耐性被験体のうちの少なくとも1つである。したがって、被験体は、BRCA1欠損被験体、及びPARP1阻害剤耐性被験体またはDNA損傷性抗癌剤耐性被験体のうちの少なくとも1つであり得る(すなわち、癌は、BRCA1欠損、及びPARP1阻害剤またはDNA損傷性抗癌剤のうちの少なくとも1つへの耐性を有する)。
複数の実施形態において、被験体は、乳癌被験体、卵巣癌被験体、結腸癌被験体、肝臓癌被験体、腎臓癌被験体、肺癌被験体、非小細胞肺癌被験体、脳腫瘍被験体、前立腺癌被験体、膵臓癌被験体、黒色腫被験体、白血病被験体、または肉腫被験体である。
被験体は、乳癌被験体または卵巣癌被験体であり得る。被験体は乳癌被験体であり得る。被験体は卵巣癌被験体であり得る。被験体は結腸癌被験体であり得る。被験体は肝臓癌被験体であり得る。被験体は腎臓癌被験体であり得る。被験体は、肺癌被験体または非小細胞肺癌被験体であり得る。被験体は脳腫瘍被験体であり得る。被験体は前立腺癌被験体であり得る。被験体は膵臓癌被験体であり得る。被験体は黒色腫被験体であり得る。被験体は白血病被験体であり得る。被験体は肉腫被験体であり得る。
癌被験体(例えば乳癌被験体、卵巣癌被験体、肺癌被験体、前立腺癌被験体、または膵臓癌被験体)は、BRCA1欠損被験体、PARP1阻害剤耐性被験体、またはDNA損傷性抗癌剤耐性被験体のうちの少なくとも1つでもあり得る。したがって複数の実施形態において、癌被験体はBRCA1欠損被験体である。複数の実施形態において、癌被験体はPARP1阻害剤耐性被験体である。複数の実施形態において、癌被験体はDNA損傷性抗癌剤耐性被験体である。複数の実施形態において、癌被験体は、BRCA1欠損被験体及びPARP1阻害剤耐性被験体である。複数の実施形態において、癌被験体は、PARP1阻害剤耐性被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体である。複数の実施形態において、癌被験体は、BRCA1欠損被験体、PARP1阻害剤耐性被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体である。
したがって、複数の実施形態において、被験体は乳癌または卵巣癌を有するBRCA1欠損被験体である。BRCA1欠損被験体は乳癌を有し得る。BRCA1欠損被験体は卵巣癌を有し得る。
複数の実施形態において、被験体は、乳癌または卵巣癌を有するPARP1阻害剤耐性被験体である。PARP1阻害剤耐性被験体は乳癌を有し得る。PARP1阻害剤耐性被験体は卵巣癌を有し得る。
複数の実施形態において、被験体は、少なくとも1つのDNA損傷性抗癌剤(シスプラチン、カルボプラチン、オキサリプラチン、アドリアマイシン、ミトキサントロン、VP16、CPT11またはカンプトセシンが含まれるがこれらに限定されない)への耐性によって特徴づけられる癌を有するDNA損傷性抗癌剤耐性被験体である。複数の実施形態において、被験体は、乳癌、卵巣癌、結腸癌、肝臓癌、腎臓癌、肺癌、非小細胞肺癌、脳腫瘍、前立腺癌、膵臓癌、黒色腫、白血病または肉腫を有する、DNA損傷性抗癌剤耐性被験体である。被験体は、乳癌を有するDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る。被験体は、卵巣癌を有するDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る。
複数の実施形態において、被験体は、BRCA1欠損被験体及びPARP1阻害剤耐性被験体である。被験体は、乳癌または卵巣癌を有するBRCA1欠損被験体及びPARP1阻害剤耐性被験体であり得る。被験体は、乳癌を有するBRCA1欠損被験体及びPARP1阻害剤耐性被験体であり得る。被験体は、卵巣癌を有するBRCA1欠損被験体及びPARP1阻害剤耐性被験体であり得る。
複数の実施形態において、被験体は、BRCA1欠損被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体である。被験体は、乳癌または卵巣癌を有するBRCA1欠損被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る。被験体は、乳癌を有するBRCA1欠損被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る。被験体は、卵巣癌を有するBRCA1欠損被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る。
複数の実施形態において、被験体は、PARP1阻害剤耐性被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体である。被験体は、乳癌または卵巣癌を有するPARP1阻害剤耐性被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る。被験体は、乳癌を有するPARP1阻害剤耐性被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る。被験体は、卵巣癌を有するPARP1阻害剤耐性被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る。
複数の実施形態において、被験体は、BRCA1欠損被験体、PARP1阻害剤耐性被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体である。被験体は、乳癌または卵巣癌を有するBRCA1欠損被験体、PARP1阻害剤耐性被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る。被験体は、乳癌を有するBRCA1欠損被験体、PARP1阻害剤耐性被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る。被験体は、卵巣癌を有するBRCA1欠損被験体、PARP1阻害剤耐性被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る。
複数の実施形態において、癌被験体は、乳癌被験体、及びBRCA1欠損被験体、PARP1の阻害剤耐性被験体またはDNA損傷性抗癌剤耐性被験体のうちの少なくとも1つである。したがって、複数の実施形態において、乳癌被験体はBRCA1欠損被験体でもある。複数の実施形態において、乳癌被験体はPARP1阻害剤耐性被験体でもある。複数の実施形態において、乳癌被験体はDNA損傷性抗癌剤耐性被験体でもある。乳癌被験体は、BRCA1欠損被験体及びPARP1阻害剤耐性被験体であり得る(例えば、乳癌被験体は、BRCA1欠損を有しPARP1阻害剤へ耐性のある癌を有する)。乳癌被験体は、BRCA1欠損被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る(例えば、乳癌被験体は、BRCA1欠損を有しDNA損傷性抗癌剤へ耐性のある癌を有する)。乳癌被験体は、PARP1の阻害剤耐性被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る(例えば、乳癌被験体は、PARP1阻害剤及びDNA損傷性抗癌剤へ耐性のある癌を有する)。乳癌被験体は、BRCA1欠損被験体、PARP1阻害剤耐性被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る(例えば、乳癌被験体は、BRCA1欠損を有しPARP1阻害剤及びDNA損傷性抗癌剤へ耐性のある癌を有する)。
複数の実施形態において、癌被験体は、卵巣癌被験体、及びBRCA1欠損被験体、PARP1阻害剤耐性被験体またはDNA損傷性抗癌剤耐性被験体のうちの少なくとも1つである。したがって、複数の実施形態において、卵巣癌被験体はBRCA1欠損被験体でもある。複数の実施形態において、卵巣癌被験体はPARP1阻害剤耐性被験体でもある。複数の実施形態において、卵巣癌被験体はDNA損傷性抗癌剤耐性被験体でもある。卵巣癌被験体は、BRCA1欠損被験体及びPARP1阻害剤耐性被験体であり得る(例えば、卵巣癌被験体は、BRCA1欠損を有しPARP1阻害剤へ耐性のある癌を有する)。卵巣癌被験体は、BRCA1欠損被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る(例えば、卵巣癌被験体は、BRCA1欠損を有しDNA損傷性抗癌剤へ耐性のある癌を有する)。卵巣癌被験体は、PARP1阻害剤耐性被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る(例えば、卵巣癌被験体は、PARP1阻害剤及びDNA損傷性抗癌剤へ耐性のある癌を有する)。卵巣癌被験体は、BRCA1欠損被験体、PARP1阻害剤耐性被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体であり得る(例えば、卵巣癌被験体は、BRCA1欠損を有しPARP1阻害剤及びDNA損傷性抗癌剤へ耐性のある癌を有する)。
複数の実施形態において、癌被験体は、乳癌被験体、卵巣癌被験体、結腸癌被験体、肝臓癌被験体、腎臓癌被験体、肺癌被験体、非小細胞肺癌被験体、脳腫瘍被験体、前立腺癌被験体、膵臓癌被験体、黒色腫被験体、白血病被験体または肉腫被験体である。複数の実施形態において、癌被験体は、乳癌被験体または卵巣癌被験体である。複数の実施形態において、癌被験体は乳癌被験体である。複数の実施形態において、癌被験体は卵巣癌被験体である。
被験体は本明細書において記述されるような癌を有し得て、そこでは、癌が、BRCA1欠損、PARP1阻害剤への耐性またはDNA損傷性抗癌剤への耐性のうちの少なくとも1つを示す。癌は、乳癌、卵巣癌、結腸癌、肝臓癌、腎臓癌、肺癌、非小細胞肺癌、脳腫瘍、前立腺癌、膵臓癌、黒色腫、白血病または肉腫であり得る。癌はBRCA1欠損を有する前述の癌のうちの1つであり得る。それはPARP1阻害剤への耐性を有する前述の癌のうちの1つであり得る。癌は、DNA損傷性抗癌剤への耐性を有する前述の癌のうちの1つであり得る。
複数の実施形態において、癌は、BRCA1欠損、及びPARP1阻害剤またはDNA損傷性抗癌剤への耐性のうちの少なくとも1つを有する。複数の実施形態において、癌は、PARP1阻害剤への耐性を有し、BRCA1欠損またはDNA損傷性抗癌剤への耐性のうちの少なくとも1つを有する。複数の実施形態において、癌は、DNA損傷性抗癌剤への耐性を有し、BRCA1欠損またはPARP1阻害剤への耐性のうちの少なくとも1つを有する。
癌は乳癌または卵巣癌であり得る。癌は乳癌であり得る。癌は卵巣癌であり得る。癌は結腸癌であり得る。癌は肝臓癌であり得る。癌は腎臓癌であり得る。癌は肺癌または非小細胞肺癌であり得る。癌は脳腫瘍であり得る。癌は前立腺癌であり得る。癌は膵臓癌であり得る。癌は黒色腫であり得る。癌は白血病であり得る。癌は肉腫であり得る。
複数の実施形態において、COH29の投与は、癌被験体(例えばBRCA1欠損被験体、PARP1阻害剤耐性被験体またはDNA損傷性抗癌剤耐性被験体)における特異的なタンパク質の活性または発現を低下させる。この阻害は、COH−29が標的タンパク質へ結合し、それがプロテアソーム動員を介してタンパク質の分解を誘導することから生じ得る。タンパク質レベルにおける変化は、今度は対応する遺伝子の発現パターンを修飾し得る。複数の実施形態において、COH29は、被験体におけるPARP1、Rad51またはBRCA1の活性または発現を阻害する。分析を遂行して(例えばマイクロアレイ分析)、COH29治療の結果として差異的に発現される遺伝子を同定することができる。したがって、COH29の投与は、被験体におけるBRCA1タンパク質の活性または発現を低下させ得る。COH29の投与は、被験体におけるPARP1タンパク質の活性または発現を低下させ得る。COH29の投与は、被験体におけるRad51タンパク質の活性または発現を低下させ得る。被験体は、本明細書(その実施形態が含まれる)において記述されるような癌被験体であり得る。複数の実施形態において、癌被験体は、乳癌被験体、卵巣癌被験体、結腸癌被験体、肝臓癌被験体、腎臓癌被験体、肺癌被験体、非小細胞肺癌被験体、脳腫瘍被験体、前立腺癌被験体または膵臓癌被験体である。癌被験体は、乳癌被験体または卵巣癌被験体であり得る。
複数の実施形態において、COH29により治療したBRCA1欠損被験体のRNA発現プロファイルを、COH29により治療したBRCA1+(例えばインタクトなBRCA1)の癌被験体のRNA発現プロファイルと比較することができる。したがって、複数の実施形態において、COH29は、BRCA1+である癌被験体よりもBRCA1欠損被験体においてより高い程度でタンパク質の活性または発現を阻害する。したがって、複数の実施形態において、COH29は、BRCA1+である癌被験体よりもBRCA1欠損被験体においてより高い程度でPARP1を阻害する。COH29は、BRCA1+である癌被験体よりもBRCA1欠損被験体においてより高い程度でRad51を阻害し得る。複数の実施形態において、COH29は合成の致死性を介してBRCA1欠損被験体を治療する。BRCA1欠損被験体は、本明細書(その実施形態が含まれる)において記述されるようなものである。複数の実施形態において、BRCA1欠損被験体は、乳癌被験体または卵巣癌被験体でもある。
複数の実施形態において、COH29の投与は、癌(例えばBRCA1欠損、またはPARP1阻害剤若しくはDNA損傷性抗癌剤のいずれか若しくは両方へ耐性のある癌)における特異的なタンパク質の活性または発現を低下させる。この阻害は、COH−29が標的タンパク質へ結合し、それがプロテアソーム動員を介してタンパク質の分解を誘導し得ることから生じ得る。タンパク質レベルにおける変化は、今度は対応する遺伝子の発現パターンを修飾し得る。複数の実施形態において、COH29は、癌におけるPARP1、Rad51またはBRCA1の活性または発現を阻害する。分析を遂行して(例えばマイクロアレイ分析)、COH29治療の結果として差異的に発現される遺伝子を同定することができる。したがって、COH29の投与は、癌におけるBRCA1タンパク質の活性または発現を低下させ得る。COH29の投与は、癌におけるPARP1タンパク質の活性または発現を低下させ得る。COH29の投与は、癌におけるRad51タンパク質の活性または発現を低下させ得る。癌は、本明細書(その実施形態が含まれる)において記述されるような癌であり得る。複数の実施形態において、癌は、乳癌、卵巣癌、結腸癌、肝臓癌、腎臓癌、肺癌、非小細胞肺癌、脳腫瘍、前立腺癌または膵臓癌である。癌は乳癌または卵巣癌であり得る。
複数の実施形態において、COH29により治療したBRCA1欠損癌のRNA発現プロファイルは、COH29により治療したBRCA1+癌のRNA発現プロファイルと比較することができる。したがって、複数の実施形態において、COH29は、BRCA1+である癌よりもBRCA1欠損癌においてより高い程度でタンパク質の活性または発現を阻害する。COH29は、BRCA1+である癌よりもBRCA1欠損癌においてより高い程度でPARP1を阻害し得る。COH29は、BRCA1+である癌よりもBRCA1欠損癌においてより高い程度でRad51を阻害し得る。複数の実施形態において、COH29は合成の致死性を介してBRCA1欠損癌を治療する。癌は、本明細書(その実施形態が含まれる)において記述されるような癌であり得る。癌は乳癌または卵巣癌であり得る。
COH29は、合成の致死性を介してBRCA1欠損ヒト癌に向けた特異性を示し得る。したがって、複数の実施形態において、COH29はBRCA1欠損被験体(その実施形態が含まれる)を治療する。複数の実施形態において、合成の致死性は、BRCA1欠損癌における第2のタンパク質の阻害から生じる。第2のタンパク質はPARP1であり得る。BRCA1欠損を有する癌の発現プロファイルはBRCA1+癌細胞に比較され得る。複数の実施形態において、COH29は、BRCA1欠損癌におけるPARP1活性を、約10%、20%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%または100%減少させる。したがって複数の実施形態において、COH29は、BRCA1+癌細胞よりもBRCA1欠損癌細胞においてより高い有効性でPARP1活性を阻害する。複数の実施形態において、COH29は、BRCA1欠損癌におけるPARP1発現を、約5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%または100%減少させる。したがって、複数の実施形態において、COH29は、BRCA1+癌細胞よりもBRCA1欠損癌細胞においてより高い有効性でPARP1発現を阻害する。
COH29の投与は被験体におけるDNA修復を阻害し得る。COH29の投与は塩基除去修復(BER)を阻害し得る(例えば、特異的なグリコシラーゼを使用して損傷した塩基を除去することによって、例えば酸化、アルキル化、脱アミノ反応及び脱プリン反応/脱ピリミジン反応損傷に起因して生じる塩基傷害を修正することによる、損傷したDNAの修復)。COH29の投与はヌクレオチド除去修復(NER)を阻害し得る(例えば短い一本鎖DNAセグメントの除去による、UV曝露からもたらされる損傷等のかさ高いDNA付加物をもたらすDNA損傷の修正)。COH29の投与は被験体における二本鎖DNA切断修復(例えば、非相同末端結合(NHEJ経路)の使用、マイクロホモロジー媒介末端結合(MMEJ)経路、または相同組換え(HR)による)を阻害し得る。COH29の投与は、被験体における、塩基除去修復、ヌクレオチド除去修復または二本鎖DNA切断修復を阻害し得る。
複数の実施形態において、COH29の遺伝毒性のプロファイル、及びしたがってDNA損傷チェックポイントを活性化し、DNA損傷を誘導するその能力は、タンパク質(例えばATM、foxo3、γ−H2AX、p53またはRad51等)の修飾された活性または発現の検出によって査定することができる。
修飾は、タンパク質の活性若しくは発現の増加または活性若しくは発現の減少であり得る。したがって、複数の実施形態において、COH29の投与は、被験体におけるγ−H2AXの活性または発現を増加させる。複数の実施形態において、COH29の投与は、被験体におけるγ−H2AXの活性または発現を増加させる。COH29の投与は、被験体における、γ−H2AXの活性または発現を、少なくとも1倍、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、11倍、12倍、13倍、14倍、15倍、16倍、17倍、18倍、19倍または20倍増加させ得る。増加したγ−H2AXの活性または発現は、DNA損傷チェックポイントの活性化及びDNA損傷の誘導を示し得る。複数の実施形態において、COH29の投与は、本明細書(その実施形態が含まれる)において記述されるような癌におけるγ−H2AXの活性または発現を増加させる。複数の実施形態において、COH29の投与は、本明細書(その実施形態が含まれる)において記述されるような癌におけるγ−H2AXの活性または発現を増加させる。複数の実施形態において、COH29の投与は、トリプルネガティブ乳癌におけるγ−H2AXの活性または発現を増加させる。したがって、複数の実施形態において、COH29の効果的な量の投与はトリプルネガティブ乳癌を治療する。
COH29はDNA二重鎖切断(DSB)修復を阻害し得る。DSBは、例えば相同組換え(HR)または非相同末端結合(NHEJ)経路によって修復され得る。複数の実施形態において、COH29はHRを阻害する。複数の実施形態において、COH29はNHEJ経路を阻害する。DNA損傷応答は、HR修復に関与するタンパク質(例えばBRCA1及びRad51等)のタンパク質レベルの抑制によって延長され得る。複数の実施形態において、COH29の投与は、被験体または癌において、Rad51の活性または発現を減少させる。複数の実施形態において、COH29の投与は、被験体または癌において、BRCA1の活性または発現を減少させる。複数の実施形態において、BRCA1またはRad51の発現は、被験体または癌において減少する。複数の実施形態において、BRCA1及びRad51の発現は、被験体または癌において減少する。
別の態様は、それを必要とする被験体において癌を治療する方法である。方法は、COH29及びDNA損傷性抗癌剤を組み合わせた相乗的な量で投与することを含む。複数の実施形態において、被験体は、本明細書(その実施形態が含まれる)において記述されるようなものである。したがって、特定の複数の実施形態において、被験体は、BRCA1欠損被験体またはPARP1阻害剤耐性被験体である。被験体はBRCA1欠損被験体であり得る。被験体はPARP1阻害剤耐性被験体であり得る。
癌は、乳癌、卵巣癌、結腸癌、肝臓癌、腎臓癌、肺癌、非小細胞肺癌、脳腫瘍、前立腺癌、膵臓癌、黒色腫、白血病または肉腫であり得る。癌は乳癌または卵巣癌であり得る。したがって、複数の実施形態において、被験体は乳癌被験体または卵巣癌被験体である。被験体は乳癌被験体であり得る。被験体は卵巣癌被験体であり得る。被験体は、本明細書(その実施形態が含まれる)において記述されるような1つまたは複数の表現型または遺伝子型も示し得る(例えば、乳癌被験体は、BRCA1欠損被験体またはDNA損傷性抗癌剤耐性被験体でもあり得る)。複数の実施形態において、被験体は、BRCA1欠損被験体及びDNA損傷性抗癌剤耐性被験体である。被験体は、DNA損傷性抗癌剤への耐性を有する癌を有し得る。本明細書における方法は、COH29の効果的な量の共投与によって少なくとも1つのDNA損傷性抗癌剤への耐性を有する癌の治療を供することができる。
複数の実施形態において、DNA損傷性抗癌剤は化学療法DNA損傷性薬剤である。DNA損傷性抗癌剤はアルキル化剤であり得る。DNA損傷性抗癌剤は、本明細書(その実施形態が含まれる)において記述されるような抗代謝剤であり得る。DNA損傷性抗癌剤はアントラサイクリンであり得る。DNA損傷性抗癌剤は白金ベース剤であり得る。DNA損傷性抗癌剤はタキサンであり得る。DNA損傷性抗癌剤はキナーゼ阻害剤であり得る。DNA損傷性抗癌剤はヒストン脱アセチル化酵素阻害剤であり得る。DNA損傷性抗癌剤はトポイソメラーゼ阻害剤であり得る。DNA損傷性抗癌剤はヌクレオチド類似体であり得る。複数の実施形態において、癌の阻害は、DNA損傷性癌薬剤及びCOH29の存在下において相乗的に増加される。
複数の実施形態において、治療方法は、合成の致死性において少なくとも2つタンパク質を阻害することを含む。タンパク質のうちの少なくとも1つはBRCA1であり得る。タンパク質のうちの少なくとも1つはRad51であり得る。タンパク質のうちの少なくとも1つはPARP1であり得る。複数の実施形態において、PARP1の阻害はBRCA1欠損被験体において存在し得る。複数の実施形態において、PARP1の阻害は、DNA損傷性抗癌剤及びCOH29の存在下において相乗的に増加される。DNA損傷性抗癌剤は、ゲムシタビン、γ線照射、またはシスプラチン(本明細書において説明されるようなその誘導体が含まれる)であり得る。
DNA損傷性抗癌剤はシスプラチン(本明細書において記述されるようなその誘導体が含まれる)であり得る。複数の実施形態において、COH29の投与は、単独で投与された場合のシスプラチンの細胞毒性より大きいレベルへとシスプラチンの細胞毒性を増加させる(例えば、COH29及びシスプラチンを組み合わせた相乗的な量で一緒に投与する)。シスプラチンは広く使用される化学療法剤であり、その抗癌活性は標的細胞中でのDNA架橋に主に起因する。したがって、複数の実施形態において、COH29及びシスプラチンの共投与は、COH29またはシスプラチンのいずれかが単独で投与される場合の癌細胞の生存性の低減よりも、癌細胞の生存性のより大きい低減をもたらす(例えば、組み合わせた相乗的な量でCOH29及びシスプラチンを一緒に投与する)。
DNA損傷性抗癌剤はゲムシタビンであり得る。複数の実施形態において、COH29及びゲムシタビンの共投与は、COH29またはゲムシタビンのいずれかが単独で投与される場合の癌細胞の生存性の低減よりも、癌細胞の生存性のより大きい低減をもたらす(例えば、COH29及びゲムシタビンを組み合わせた相乗的な量で一緒に投与する)。DNA損傷性抗癌剤はγ線照射であり得る。複数の実施形態において、COH29の投与及びγ線照射による処理は、COH29またはγ線照射のいずれかが単独で投与される場合の癌細胞の生存性の低減よりも、癌細胞の生存性のより大きい低減をもたらす。COH29は、γ線照射による処理の前、その間、またはその後に投与され得る。
DNA損傷性薬物の有効性は、細胞内DNA修復能力によって高度に影響を受け、修飾される(9)。実際、DNA修復の小分子阻害剤は前臨床試験において従来の化学療法薬物と組み合わせられており(18)、DNA修復機構が新規の癌治療のための有望な標的であることを示す。更に、PARP阻害剤は臨床試験において白金化学療法と組み合わせられている(19、20)。これらの報告と一致して、特にBRCA1欠損細胞において、とりわけCOH29が細胞のシスプラチンへの感受性を促進することが見出された。これは、COH29の合成の致死性が、HR欠損細胞におけるNERまたはBERに依存することを示唆する。したがって、任意の特定の理論により束縛されるものではないが、複数のDNA修復経路(NER、BER及びHR)に対するCOH29の干渉は、シスプラチンの存在または非存在下においてBRCA1欠損細胞において観察される細胞毒性に寄与することを提案する。したがって、強力なDNA修復阻害剤としてCOH29を利用することができる。
すべての細胞株はAmerican Type Culture Collection(Manassas、VA、米国)から取得した。細胞は、10%のウシ胎仔血清、2mMのグルタミン、ならびに1mlの培地あたり100Uのペニシリン及び100μgのストレプトマイシン(Sigma)を備えたRPMI1640培地(Mediatech)中で、5%のCO2、37℃で維持した。HCC1937+BRCA1細胞を単離するために、全長BRCA1のcDNAを発現するpcDNA3.1プラスミドを親HCC1937細胞にトランスフェクションした。安定的なトランスフェクタントクローンを選択し、薬物感受性アッセイのために使用した。安定的なトランスフェクションのために、30〜40%の密集度の細胞を、製造者の説明書に従ってFUGENE(登録商標)6トランスフェクチン試薬(Roche Molecular Biochemical、Monza、イタリア)を使用して、2mgのプラスミドDNAにより一晩インキュベーションした。次いで、細胞をプロマイシン(1μg/ml)(Invitrogen Life Technologies、La Jolla、CA、米国)中で選択した。20〜30日後に、HCC1937トランスフェクションからの生存可能なプロマイシン耐性コロニーを、増幅及びスクリーニングした。プロマイシンを安定的に発現し増殖能力を保持したクローンを、ウエスタンブロット分析によってBRCA1発現についてアッセイした。ウエスタンブロット分析によって、プロマイシン耐性cDNA/トランスフェクタント細胞におけるBRCA1発現の回復を評価した。これらのトランスフェクションした細胞はBRCA1タンパク質の発現増加を示し、タンパク質発現の効果的な回復が示唆された。
COH29はCity of Hopeで合成及び精製した。γ−H2AXはcell signaling(Danvers、MA、米国)から購入した。Rad51はNovus(Littleton、CO、米国)から購入した。β−アクチンはMillipore(Billerica、MA、米国)からであった。FOXO3(H−144及びN−16、1:1000)、リン酸化H2AXセリン−139(γ−H2AX、1:1,000)、リン酸化p53セリン−15(p53−pS15、1:1,000)、Rad51(1:1000)、β−チューブリン(1:1000)、ラミンA/C(1:2000希釈)PARPに特異的な抗体、ならびに抗マウスIgG及び抗ウサギIgGは、Santa Cruz Biotechnology(Santa Cruz、CA、米国)から得た。FOXO3(1:1,000)及びリン酸化ATMセリン−1981(ATM−pS1981、1:1,000希釈)に対する抗体は、それぞれEpitomics(Burlingame、CA)及びMillipore(Billerica、MA)から得た。p53−pS15に対する抗体はCell Signaling Technology(Danvers、MA)から購入した。抗p27Kip1抗体はBD PharMingen(San Diego、CA)から購入した。アレクサ488(緑色)コンジュゲート二次抗体及びアレクサ594(赤色)コンジュゲート二次抗体は、Molecular Probes(Eugene、OR)から得た。抗ウサギIgG(全体の分子)−FITC抗体は、Sigma(St.Louis、MO、米国)から購入した。RHODAMINE RED−X(商標)ヤギ抗マウスIgGはInvitrogen(Carlsbad、CA、米国)から購入した。
以前に記載されたように免疫蛍光検査実験を行った(21、22)。具体的には、A549細胞をガラスカバーグラス上で増殖させた。24時間または48時間のCOH29(1μMまたは10μM)による処理後に、細胞を4%のパラホルムアルデヒドにより10分間固定し、TRITON(商標)X−100(0.5%)により透過性にした。カバーグラスをリン酸緩衝生理食塩水(PBS)により洗浄し、2%のウシ血清アルブミン(BSA)を含有するPBSによりブロッキングし、FOXO3またはATM−pS1981またはγ−H2AXまたはp53−pS15に特異的な抗体(1:50〜1:200希釈)、続いてアレクサ488がコンジュゲートされた抗ウサギ二次抗体または抗マウス二次抗体(1:200)、アレクサ594がコンジュゲートされた抗ヤギ二次抗体(1:100)(Molecular Probes)によりインキュベーションした。細胞を4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール(DAPI;Sigma)によりインキュベーションして、核を染色した。特異的な染色を可視化し、Leica SP2 AOBS共焦点レーザー顕微鏡により画像を捕捉した。フォーカス陽性細胞を測定するために、共焦点顕微鏡によってランダムに捕捉された約300細胞を使用した。フォーカス陽性細胞と判断されるパーセンテージは、少なくとも5つのフォーカスを含有する細胞から計算された。提示されたエラーバーは各々標準偏差の平均である。
細胞レベル以下の分画のために、細胞をトリプシン処理し、冷PBS溶液により2回洗浄した。1,200gで5分間の遠心分離の後、細胞を、プロテアーゼ阻害因子(各々5μg/mlのペプスタチ、ロイペプチン及びアプロチニン)及びホスファターゼ阻害剤を補足した、0.2%のNONIDET(商標)P−40(NP−40)を含有するバッファー(50mMのHEPES、pH7.5、150mMのNaCl、1mMのEDTA)中で5分間氷上でインキュベーションした。1,000gで5分間の遠心分離に後続して、上清を収集し(すなわち細胞質画分)、ペレットを同じバッファーにより2回洗浄した。洗浄したサンプルは、核画分について0.5%のNP−40含有分画バッファーにより氷上で40分間抽出した。すべてのサンプルを超音波処理し、16,000gで15分間の遠心分離によって清澄にした。すべての画分のタンパク質濃度をBio−Rad Protein Assay(Bio−Rad Laboratories、Hercules、CA)により決定した。以前に記載されたようにイムノブロットを遂行した(21、22)。簡潔には、等量の煮沸したタンパク質サンプルをSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)にかけ、ニトロセルロース膜(Bio−Rad Laboratories)上に転写した。膜を0.05%のTween 20(TBST)を含有するトリス緩衝生理食塩水中の3%のBSA中で1時間ブロッキングし、1%のBSAを含有するTBST中で希釈した一次抗体(1:500または1:1000)により1時間インキュベーションした。TBSTによる2回の洗浄後に、膜を、ホースラディシュペルオキシダーゼをコンジュゲートした二次抗体(1:3000希釈)により室温で1時間インキュベーションした。イムノブロットは、West−Q化学発光キット(GenDEPOT、Barker、TX)によりフィルム上で可視化した。
MTT細胞毒性分析は、MTTによりインキュベーションし、生存細胞によって形成されたMTTホルマザンを560nmの波長でマイクロプレートリーダーによりモニターすることによって遂行した。生存率は、式:(A試験−Aブランク)/(A対照−Aブランク)×100%を使用して決定した。細胞毒性は、半自動的な蛍光ベースのデジタル画像顕微鏡システム(DIMSCAN)を使用して、96ウェルプレート中で決定した。DIMSCANは、デジタル画像顕微鏡を使用して、FDA(フルオレセイン二酢酸;Alfa Aesar、Ward Hill、MA)を選択的に蓄積する生存細胞を定量化する。DIMSCANは、デジタル閾値化及びエオシンY(Mallinckrodt Baker、Center Valley、PA)クエンチングによるバックグラウンド蛍光の排除後に、1ウェルあたりの全蛍光(それは生存細胞の数に比例する)を定量化することによって、4logのダイナミックレンジにわたり細胞毒性を測定することができる。細胞は、細胞株の増殖率に依存して、1ウェルあたり2,000〜5,000細胞で100μLの完全培地中で96ウェルプレートの中へ播種した。一晩のインキュベーション後に、試験化合物を50μLの培養培地中で様々な濃度で各々のウェルへ添加した。37℃で96時間の薬物によるインキュベーション後に、FDA(最終濃度:10mg/mL)及びエオシンY[最終濃度:0.1%(w/v)]を各々のウェルへ添加し、細胞を37℃で追加の20分間インキュベーションした。次いで1ウェルあたりの全蛍光をDIMSCANを使用して測定し、結果を無処理ウェル中の蛍光に対する処理ウェル中の蛍光の比として表現した(生存画分)。
同所性腫瘍モデル。
マウスにおける実験は、City of HopeのIACUCによって承認されたプロトコル下で行った。HCC1937細胞及びHCC1937+BRCA1細胞が緩慢に増殖する腫瘍を形成するので、それらをMATRIGEL(商標)(Becton−Dickinson Biosciences)を使用して移植した。腫瘍を確立するために、50%のMATRIGEL(商標)を含有する200μLの無血清培地中の4×106細胞を、1ペアの8週齢のメスNSGマウスの鼠径部の周囲の乳房脂肪体の中へ注射した。一旦初発腫瘍が直径13mmに到達したならば、それらを解剖し、3mm片へとミンスし、実験用マウスの乳房脂肪体の鼠径部の中へ移植した。腫瘍を28日の期間にわたって測定し、各々の時間点について、スチューデントのt検定を使用して、30%のソルトール中の400mg/kgのCOH29による毎日の強制投与と対応するベヒクル対照との間の統計的有意性を決定する。0.05未満のp値(両側)は統計的有意性を示すと判断した。
EJ2細胞を生成してGFPの蛍光強度のモニターを介して代替のNHEJを評価し、EJ5細胞を使用して以前に記載されたようにNJEJを決定した(23)。細胞を6ウェルプレートの中へ播種し、異なる濃度のCOH29またはシスプラチンにより24時間処理した。次いで細胞をトリプシン処理し、洗浄し、フローサイトメトリーによって分析した。
抗ヒトBRCA1のsiRNAを発現するプラスミドの構築を以前に記載されたように行った(24)。したがって、以前に出版された抗ヒトBRCA1のsiRNA配列を利用した(5’−UCACAGUGUCCUUUAUGUA−3”[配列番号:1]及び5’−UACAUAAAGGACACUGUGA−3’[配列番号:2])。各々の事例において、siRNAをコードするアニールしたオリゴヌクレオチド二重鎖を、発現ベクターpsiRNA−hH1zeo(InvivoGen、San Diego、CA、米国)の中へサブクローン化して、RNAポリメラーゼIII依存性H1 RNAプロモーターの制御下で発現させる。細胞は、エレクトロポレーションを介して等モルの濃度で示されたプラスミドによりトランスフェクションした。
全RNAをRNEASY(登録商標)マイクロキット(Qiagen Inc.)を使用して単離した。ゲノムDNAの混入はDNAse I処理により除去した。単離されたRNAの完全性は、1%のアガロースゲル(SeaKem、FMC、Rockland、ME、米国)を介する電気泳動により、またはAgilent 2100 Bioanalyzer(Agilent Technologies、Santa Clara、CA、米国)により検討した。RNA濃度(A260/A280比)をUV分光測光法によって決定した。cDNAは、MMLV逆転写酵素及びプライマーとしてランダムヘキサマー(Invitrogen)を使用して全RNAから調製した。遺伝子発現は、cDNAサンプルを使用してリアルタイムPCRを介して定量化した。BRCA1のためのプライマーは、APPLIED BIOSYSTEMS(登録商標)、Foster City、CA、米国から購入した。18S及びβ−アクチンについての追加のプライマー及びプローブを、APPLIED BIOSYSTEMS(登録商標)ガイドライン(PRIMER EXPRESS(登録商標)ソフトウェア;APPLIED BIOSYSTEMS(登録商標))に従ってデザインして、リアルタイムPCR要求性へ適応させた。プライマーの配列は、AGGAATTGCGGGAGGAAAATGGGT(配列番号:3)及びGCCCCCTGAAGATCTTTCTGTCCT(配列番号:4)である。
PARP1活性は、製造業者のプロトコルに従ってPARP1化学発光アッセイキット(BPS Bioscience、San Diego)を使用して決定した。簡潔には、リボシル化反応は、試験阻害剤、陽性対照、基質対照及びブランクの反応を使用して、PARPアッセイバッファー中で活性化されたDNAにより25℃で1時間実行した。検出は、ルミノメーターで読み取られる化学発光基質A及びBとストレプトアビジン−HRPによるものであった。
ゼブラフィッシュ(Danio rerio)はTaipei Medical Universityのゼブラフィッシュ中核設備から得て、14時間明/10時間暗の周期で28℃で維持した。胚を28℃でインキュベーションし、記載されるように(25)、異なる発生ステージを決定した。野生型胚を、受精後20時間で、HU(0、5、10、20、50mM)またはCOH29(0、10、20、50、100μM)の異なる濃度により処理して、変異原性影響を評価した。1ウェル条件あたり15胚を処理した。処理した胚は、受精後2、3、4、5及び6日目に観察した。受精後6日目に、発生異常を示す魚のパーセンテージ及び生存率を決定した。胚はOlympus IX70−FLAの倒立蛍光顕微鏡を使用して観察した。画像は、SPOTデジタルカメラシステム(Diagnostic Instruments、Sterling Heights、Michigan、米国)を使用して取得し、ImageJソフトウェアでアセンブルした(26)。
マイクロアレイサンプルはPARTEK(登録商標)GENOMICS SUITE(商標)(バージョン6.6;Partek,Inc.)を使用してRMAで正規化し(27)、遺伝子が少なくとも1.2倍の変化及び0.05未満の偽発見率(FDR)を示したならば、差異的に発現されると定義した。FDR値は、線形対比p値によるANOVAの分布からBenjamini and Hochberg(28)の方法を使用して計算した。遺伝子オントロジー(GO)(29)エンリッチメント分析をPARTEK(登録商標)GENOMICS SUITE(商標)内で遂行し、GOカテゴリーは、フィッシャーの直接確率検定でp値<0.05であれば有意と定義した。
RRM2−PARP1相関分析は、Ivshinaらの研究(30)に基づいて、AFFYMETRIX(登録商標)U133 A&B(GSE4922)を使用して、289のパラフィン包埋された乳癌腫瘍サンプルの遺伝子発現プロファイルから決定した。統計的分析はBioconductor Rパッケージ、64ビット、v 3.0.2(31)を使用して遂行した。相関分析はスピアマンの順位相関を使用して行った。P<0.05及びr>0.5のレベルを統計的に有意であると判断した。
SV40複製起点を含有するpSVO+プラスミドのインビトロ複製は、以前に出版されたもの(26)を修飾して実行した。最終的に25μLの反応体積は、30mMのHEPES(pH=7.2)、7mMのMgCl2、0.5mMのDTT、5μCiの[α−32P]−dCTP、1μMのdCTP、各々100μMのdTTP、dCTP及びdGTP、各々の200μMのCTP、UTP及びGTP、4mMのATP、40mMのフォスフォクレアチン、50μgのクレアチンホスホキナーゼ、50ngのpSVO+、0.1〜1.0μgのT抗原(漸増アッセイによって決定された最適濃度)、及び最適量のHeLa抽出物(漸増アッセイによって決定された)(Chimerx;Milwaukee、WI)を含有していた。DNA複製阻害を定量化するために、HeLa抽出物を、反応開始前に濃度を増加させたCOH29により30分間インキュベーションした。HeLa−化合物の混合物を残りのSV40 DNA複製構成要素へ添加し、37℃で1時間インキュベーションし、WHATMAN(登録商標)DE81フィルターにスポットし、100mMのピロリン酸ナトリウム(pH7.4)及び300mMのギ酸アンモニウム(pH7.4)により洗浄し、次いで乾燥させた。次いで、新しく合成された娘DNA鎖の中へ取り込まれた放射性同位元素で標識された材料の量を、液体シンチレーションカウントによって決定した。
任意の特定の理論により束縛されるものではないが、COH29の抗癌活性は、ヒトリボヌクレオチドレダクターゼ(hRR)(それはDNA複製のためのデオキシリボヌクレオチドの生合成のための酵素である)の阻害から少なくとも部分的に生じ得る。加えて、塩基除去修復複合体の構成要素として、リボヌクレオチドレダクターゼはDNA修復にも関与する。したがって、複数の実施形態において、COH29は修復複合体の複数の追加の構成要素を標的化することが本明細書において見出された。更に、複数の実施形態において、BRCA1欠損ヒト乳癌細胞またはBRCA1欠損ヒト卵巣癌細胞は、野生型BRCA1カウンターパートよりもCOH29により感受性である。複数の実施形態において、COH29は、BRCA1変異細胞においてDNA架橋薬(シスプラチン等)と相乗性を示す。複数の実施形態において、COH29はRAD51を抑制することが本明細書において見出され、それは、任意の特定の理論により束縛されるものではないが、相同組換え(HR)経路による二重鎖切断(DSB)の修復に関与する。複数の実施形態において、COH29は複数のDNA修復経路を標的化し、遺伝的背景(突然変異)からもたらされるバックアップDNA修復を修飾する可能性がある。複数の実施形態において、COH29は、PARP阻害剤(例えばPARP1阻害剤)への獲得耐性を克服し得る。薬理学的に、そして任意の特定の理論により束縛されるものではないが、COH29は、ゲムシタビン耐性ヒト癌細胞の増殖を抑制し、シスプラチンまたはγ線照射と相乗することが本明細書において見出される。
COH29は芳香族で置換されたチアゾール化合物であり、任意の特定の理論により束縛されるものではないが、hRRM1/hRRM2境界に位置するhRRM2サブユニット上の構造的に保存されたリガンド結合ポケットをふさぐ。複数の実施形態において、このポケットへの結合はhRRM1/hRRM2のアセンブリーを阻害し、RR活性を効果的に阻害する。COH29はインビトロで複数のヒト癌細胞株において活性があり、大部分の事例において10μM未満のIC50で高い効力があることが示された。COH29はNCI−60細胞株パネルにおいて幅広い活性を保持し、複数のヒト乳癌細胞株(例えばヒト卵巣癌細胞株が含まれる)はCOH29へ感受性であることが示されている(6)。乳癌及び卵巣癌は、一般集団よりも変異BRCA1遺伝子の保因者においてより高い頻度で起こる(32)。したがって、本明細書において、BRCA1を欠損するヒト癌細胞がCOH29へより高い感受性を示すかどうかが調べられた。実際、図1Aにおいて示されるようにUWB1.289卵巣癌細胞株(ホモ接合体2594delC突然変異に起因して短縮型BRCA1タンパク質を発現する(33))は、OV90ヒト卵巣癌細胞株(野生型BRCA1を発現する)(IC50:31.57±3.35μM)よりも、COH29に、より感受性があった(IC50:12.30±1.15μM)。
COH29の効果は、変異BRCA1が細胞毒性を増加させた程度を決定するために、同一の遺伝的背景を備えてBRCA1発現でのみ異なる乳癌細胞において査定した。最初に、BRCA1発現をサイレンシングさせる効果を検討した。HCC1937は、短縮型BRCA1タンパク質の内因性発現をもたらす挿入変異のホモ接合体ヒト乳癌細胞(34)であり、HCC1937+BRCA1は、ヒト野生型BRCA1タンパク質を発現する安定的なトランスフェクタントクローンである。BRCA1発現をこれらの細胞においてRNA干渉によって抑制した。10μMのCOH29による72時間の処理後に、対照のsiRNAをトランスフェクションしたHCC1937+BRCA1細胞の72%は生存した。これとは対照的に、BRCA1のsiRNAをトランスフェクションした細胞の53%のみが生存した。COH29細胞毒性に対する野生型BRCA1発現の回復の効果は、HCC1937細胞及びHCC1937+BRCA1細胞の比較によって研究した。変動用量のCOH29により72時間処理した場合、野生型BRCA1を発現する細胞は、BRCA1変異HCC1937細胞(IC50:7.25±0.64μM)よりも、COH29への感受性がはるかに少なかった(IC50:35.01±3.63μM)。リアルタイム逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)から、HCC1937+BRCA1細胞は、HCC1937よりも約2.5倍高いレベルのBRCA1を発現することが示された。
COH29へのBRCA1欠損細胞の感受性を、同所性腫瘍外植片モデルにおいて更に確認した。マウス乳房脂肪体の中へ移植されたHCC1937腫瘍の増殖は、ベヒクルに比較して、400mg/kgのCOH29による毎日の経口投薬によって有意に(p=0.0007)抑制された(図1B)。これとは対照的に、アイソジェニックHCC1937+BRCA1細胞により確立された腫瘍は、ベヒクル対照よりも、COH29処理マウスにおいて有意に小さくはなかった(p=0.1577;図1C)。
卵巣癌細胞においてCOH29治療への応答に対するBRCA1突然変異の影響も考察した。UWB1.289+BRCA1は、ヒト野生型BRCA1遺伝子を発現する卵巣癌細胞の安定的なトランスフェクタントクローンであり、UWB1.289は、ネオマイシン耐性遺伝子を発現する対照プラスミドをトランスフェクションした親細胞である。これらの細胞はCOH29の投与量を変えることにより72時間処理した。wtのBRCA1を発現する細胞はCOH29への感受性がより少なかった(IC50:UWB1.289+BRCA1及びUWB1.289についてそれぞれ23.52±2.38μM及び12.30±1.15μM)。RT−PCRアッセイから、UWB1.289+BRCA1細胞は、UWB1.289よりも約3.08倍高いレベルのBRCA1を発現することが示された。これらの結果は、COH29がBRCA1欠損ヒト癌細胞においてより高い致死性を誘導し得ることを示唆する。COH29についての追加の薬理学的データを表1及び2として提供する。特に重要であることは、COH29がゲムシタビンまたはシスプラチンへ耐性のある様々なヒト癌細胞の増殖を抑制するという所見である(表1)。
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COH29がBRCA1変異ヒト癌細胞を優先的に溶解するメカニズムを同定するために、AFFYMETRIX(登録商標)GENECHIP(登録商標)マイクロアレイプラットフォームを使用してゲノムワイドマイクロアレイ分析を遂行して、COH29処理によって影響を受ける遺伝子発現プロファイル及び経路を同定した。BRCA1を欠くCOH29処理HCC1937乳癌細胞のRNA発現プロファイルを、COH29処理HCC1937+BRCA1細胞のRNA発現プロファイルと比較した。HCC1937−COH29細胞及びHCC1937+BRCA1−COH29細胞の両方は、DNA修復遺伝子についての遺伝子オントロジー(GO)エンリッチメントを示し(表1a;0.0046〜0.0069の範囲のp値)、COH29がDNA修復経路を妨害することを示唆する。例えば、DNA修復に関与するDNAライゲーションはHCC1937細胞においてより強く濃縮され、それは表現型効果に関連し得る。BRCA1野生型細胞において、COH29はDNA損傷シグナリングを誘導し、BRCA1及びRad51の発現を抑制し、それは、COH29は相同組換え(HR)経路を阻害でき、COH29活性化DDR(DNA損傷応答)によって誘導された二重鎖切断(DSB)を維持することを示唆する。
Figure 0006473461
乳癌及び卵巣癌の患者のコホートにおいて公的に利用可能な遺伝子発現研究を追加で検討して、RRM2とPARP1との間の遺伝子発現相関性を検証した。乳癌コホートのIvshinaら(30)の研究におけるRRM2とPARP1(n=289、P=0、r=0.56;図2A)に加えて、卵巣癌コホートのAnglesioら(35)の研究におけるRRM2とPARP1(n=90、p=0、r=0.62;図2B)との間の遺伝子発現相関分析で、強い相関性があることが見出された。選択された患者コホートにおける将来の遺伝子型と表現型の相関は、従来の乳房及び卵巣の化学療法と組み合わせたCOH29による標的化された治療についてのリスクプロファイルの決定を支援することができる。
COH29がBRCA1変異ヒト癌細胞を優先的に溶解するメカニズムを調査するために、標的タンパク質の同定を試みた。任意の特定の理論により束縛されるものではないが、標的タンパク質(複数可)の発現プロファイルがCOH29との相互作用を介して影響され得るという理論が立てられた。例えば、標的タンパク質へのCOH−29の結合はプロテアソーム動員を介してその分解を誘導し得る。タンパク質レベルの変化は、今度は対応する遺伝子の発現パターンを変更し得る。マイクロアレイ分析を遂行して、COH29処理の結果として差異的に発現する遺伝子を同定した。BRCA1を欠くCOH29処理HCC1937乳癌細胞のRNA発現プロファイルを、COH29処理HCC1937+BRCA1細胞のRNA発現プロファイルと比較した。差異的に発現する遺伝子のクラスタリングを図2A〜2B中で示す。
COH29がhPARP1を阻害したかどうかを決定するために、PARP1活性を、COH29ありまたはなしで4時間、8時間または24時間処理した細胞の溶解物において試験した。BRCA1を欠くヒト乳癌HCC1937細胞において、24時間のCOH29インキュベーションはPARP1活性を41.08%減少させた(無処理について726177cps対COH29処理について427851cps)が、同様に処理されたBRCA1を含有するHCC1937+BRCA1細胞において、12.66%減少させた(無処理について2336878cps対COH−29処理について2041097cps)(図3A)。
COH29によるPARP1の阻害はUWB1.289ヒト卵巣癌株においてより劇的であった(図3A)。PARP1活性は、8時間のCOH29処理後にBRCA1を欠くUWB1.289細胞において31.79%減少した(無処理について113559cps対COH29処理について774611)が、wtのBRCA1を発現する同様に処理されたUWB1.289+BRCA1細胞において46.31%上昇した(無処理について145769cps対COH29処理について2129944cps)。これらのことから、COH29は、BRCA1欠損ヒト癌細胞においてより高い有効性でPARP1を阻害することが示される。
PARP1タンパク質レベルに対するCOH29の効果も検討された。24時間のCOH29による処理は、HCC1937のBRCA1欠損乳癌細胞においてPARP1タンパク質を減じ、HCC1937−BRCA1 wt細胞においてはより少ない程度であった(図3B)。4時間のCOH29処理については少ない低減が観察された。これとは対照的に、4時間のABT−888処理は、BRCA1の状況にかかわらずHCC1937細胞においてPARP1の著しい低減をもたらした(図3B)。
BRCA1変異細胞バックグラウンドにおけるPARP1の阻害を介して達成された合成の致死性は、DNA損傷薬についての細胞毒性を増大し得る(18)。本明細書において、COH29によるPARP1の阻害が、BRCA1欠損ヒト癌細胞におけるシスプラチンの細胞毒性を促進するかどうかを調べた。シスプラチンは広く使用される化学療法剤であり、その抗癌活性は標的細胞中でのDNA架橋に主に起因する。wtのBRCA1を発現するヒト乳癌株HCC1937の安定的なトランスフェクタント細胞(HCC1937+)または対照トランスフェクタント細胞(HCC1937)を、COH29及びシスプラチンにより同時に24時間処理した。2つの薬物による処理後にHCC1937+BRCA1細胞と比較した場合、HCC1937細胞で生存性の著しい低減が起こった(図4A)。並列して遂行された対照実験から、COH29単独またはシスプラチン単独のいずれかによる単一の処理は2つの細胞株について少ないが同レベルの影響をまだもたらすことが示された(図4B;表3も参照)。追加の相乗性はCOH29とゲムシタビンまたはγ線照射との間で観察された(表2)。
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RR阻害薬のヒドロキシ尿素は遺伝毒性であることは公知である(36、37)。COH29もRRを阻害するので、COH29について類似の結果が予想される。ヒト細胞において、かかる損傷はDNA損傷チェックポイントを活性化して細胞周期進行を停止し、修復のための時間を与える。任意の特定の理論により束縛されるものではないが、DNA損傷によって開始されるシグナリングは、最初に「血管拡張性失調症変異」(ATM)及び「ATM及びRad3関連」(ATR)によって媒介される。Chk1及びChk2は、シグナリング事象のための下流のキナーゼ(それはCdc25ホスファターゼをリン酸化する)を表わす。Cdc25の阻害は次にはCdk/サイクリン複合体を抑制し、細胞周期阻止をもたらす(39)。DNA損傷チェックポイントに対するCOH29処理の効果を査定するために、p53の状況が異なる2つの細胞株を用いた。野生型p53を含有するMCF7細胞のCOH29処理は、ATMのリン酸化によって証明されるようにDNA損傷チェックポイントを活性化した(図6左パネル)。下流のキナーゼのCHK1及びCHK2もリン酸化された。p53を欠くMCF7細胞(MCF−7、p53−/−)において、COH29処理に後続してこれらのタンパク質も同様に修飾された(図6中央パネル)。DNA損傷に後続して、ATMまたはATRはγ−H2AXをリン酸化して、損傷したDNA部位へ修復タンパク質を動員する(39)。γ−H2AXレベルにおける増加が両方の細胞株においてCOH29処理に後続して起こった。したがって、COH29処理はp53非依存性の様式でDNA損傷チェックポイントを活性化する。最後に、「トリプルネガティブ」ヒト乳癌細胞(プロゲステロン受容体、エストロゲン受容体及びHer2受容体を減少したレベルで発現する)におけるCOH29の影響を考察した(33)。MDA−MB−468細胞をCOH29により処理した場合、上記のキナーゼに類似する活性化プロファイルが観察された(図6、右側パネル)。
BRCA1野生型細胞におけるCOH29の効果を更に評価した。図7A中で示されるように、COH29は、核中のγ−H2AX、リン酸化p53、及びリン酸化ATMの蓄積も誘導した。加えて、核中のfoxo3及びその標的タンパク質p27の誘導は、COH29処理細胞において観察された(図7A)。さらに、γ−H2AX、リン酸化p53、及びリン酸化ATMは核中のfoxo3と共局在することが共焦点免疫蛍光顕微鏡によって見出された(図7B、7C及び7D)。これらの結果は、COH29がBRCA1野生型のNSCLC A549細胞においてDNA損傷を同様に誘導することを示す。DNA二重鎖切断(DSB)は、相同組換え(HR)または非相同末端結合(NHEJ)経路のいずれかによって修復することができる。DSBのDNA修復におけるCOH29の役割を更に解明するために、COH29はNHEJ修復効率に対してほとんど効果がないことを、細胞中のGFPベース染色体レポーターのEJ5−GFPによって決定した(図8A〜8B)。しかしながら、HR修復に関与する重要なタンパク質のRad51の発現に対するCOH29の効果は、ウエスタン分析によれば、BRCA1野生型のNSCLC A549細胞の核中でダウンレギュレートさせるものであった(図7A)。更に、COH29は、細胞におけるDSBマーカーのγ−H2AXの蓄積に伴って、BRCA1のタンパク質レベル及びRad51フォーカス形成を抑制し(図9A及び9B)、それは、COH29は、BRCA1野生型のA549細胞におけるHR経路のダウンレギュレーションによって、DNA損傷応答(DDR)誘導性DSBを延長できることを示唆する。
COH29の遺伝毒性を査定するために、野生型ゼブラフィッシュ胚を一定の範囲の用量のCOH29(0〜100μM)により1〜7dpf(受精後日数)に処理し、発生障害を引き起こすことが公知のHU(0〜50mM)により同様に処理された胚に比較した。予想されるように、HUは、4dpfまでに、眼及び心臓における障害を引き起こし(図5A)、突然変異胚の数の用量依存的増加をもたらした(図5B)。これとは対照的に、COH29の存在下において、発生障害(図5C)または生存率の減少(図5D)は観察されなかった。
本明細書において、COH29は、インビトロ及びインビボの両方の研究において、BRCA1野生型細胞株よりも、BRCA1欠損細胞株においてより活性のあることが観察された。BRCA1はDNA損傷への細胞応答の媒介因子のうちの1つである。したがって、COH29処理したBRCA1欠損細胞及びBRCA1野生型細胞の差異的遺伝子発現分析を、本明細書において行い、追加の阻害されるタンパク質としてPARP1を同定した。更に、とりわけ、COH29がDNA損傷性薬剤のシスプラチンの活性を増大することが見出された。加えて、とりわけ、COH29がp53非依存性様式でDNA損傷チェックポイントを活性化し、核のRad51をダウンレギュレートすることが見出された。
上記の観察をまとめる中で、以下のシナリオが提案される。任意の特定の理論により束縛されるものではないが、ヒト細胞において、DNAへの損傷(シスプラチンによって形成された架橋等)が通常はBER経路を介して修復されることが提案される。RRは修復のために必要なdNTPを提供するので、酵素はS期の間に起こるBERに密接に関与する。G1期において、p53誘導性サブユニットp53R2はBERのためのdNTPを提供する。我々は、COH29によるRRの阻害がインビボでdNTPの枯渇を引き起こすことを以前に報告した(6)。
HR複合タンパク質Rad51の抑制を示す我々のデータによって示唆されるように、COH29は二本鎖DNA切断修復に影響し得る。これは、COH29がRad51タンパク質のレベルの減衰を細胞内で引き起こすという観察によって示される(図7A)。DNA損傷に応答して、RAD51はサイトゾルから核へ移動して、ssDNA上でヌクレオフィラメントを形成し、それはHR経路を促進する必須ステップである(45、46)。無処理細胞において、大多数のRad51はサイトゾルにおいて発現される(図7B、上部パネル)。COH29への曝露に応答して劇的に減少したRad51に平行して、核中の有意に増加したγ−H2AX発現は、Rad51がCOH29誘導性DSBにおいて役割を果たし得ることを示唆する。Rad51に対するCOH29のこの効果は、HUについて報告された効果(それは複製フォークを立ち往生させることが公知である(47))に類似するが、COH29はHUよりも20倍強力であるという重要な違いがあり(6)、あまり遺伝毒性ではない(図5A〜5D)。
加えて、COH29は、BRCA1(それは別の重要なHR構成要素である)も抑制した。PARPの阻害は、E2F4及びp130によって媒介されたBRCA1及びRAD51の発現をダウンレギュレートすることが報告されている(48)。HRのDNA修復機構を中断する阻害剤(51)の開発は魅力的であるが、それは、Rad51発現の上昇が多数のタイプの癌において観察されており、予後不良及び薬物耐性と相関しているからである(52、53)。Rad51発現レベルのアップレギュレートによるHR能力の増加は、PARP阻害剤への癌細胞の耐性を引き起こし得ることが報告されている(54)。BRCA1欠損細胞においてでさえ、53BP1の消失は部分的なHR修復を可能にし、PARP阻害剤への獲得耐性を媒介することができる(55)。COH29によって誘導される発現レベルのダウンレギュレートによるRad51機能の不活性化は、癌のための可能性のある治療法として働き得る。本データは、細胞におけるBER、NER及びHRの修復経路をCOH29が妨害できることを示し、COH29が遺伝的背景からもたらされるバックアップDNA修復またはPARP阻害剤への耐性を標的化できることを示唆する。
合成の致死性または他の手段を介してDNA損傷性薬物の有効性を増加させることは、インビボでのDNA修復能力を抑制することによって、これらの薬物の変異原性能力を増加させるリスクをもたらす。dsB修復経路の事例において、POLD1の不活性化(上記を参照)が結腸直腸腺腫及び結腸直腸癌を引き起こすことが示された(49)。RAD51の多型はある特定のヒト癌タイプの開始と関連する(50)。それにもかかわらず、本明細書におけるデータは、COH29処理がHUとは異なり、ゼブラフィッシュの胚発生中に目視可能な形態的異常を与えるようには見えないことを示している。本明細書において記載された進歩は、ヒト癌の治療についての現在の戦略の更なる改善をもたらし得る。様々なヒト乳癌細胞に対するCOH−29の効果を表3中で示す。
Figure 0006473461
参照文献
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実施形態
本明細書において開示される対象物の実施形態には以下のものが含まれる。
実施形態1。それを必要とする被験体において癌を治療する方法であって、効果的な量のCOH29(N−(4−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−5−フェニルチアゾール−2−イル)−3,4−ジヒドロキシベンズアミド)を投与することを含み、該被験体が、BRCA1欠損被験体、PARP1阻害剤耐性被験体またはDNA損傷性抗癌剤耐性被験体である、該方法。
実施形態2。前記被験体が乳癌被験体または卵巣癌被験体である、実施形態1に記載の方法。
実施形態3。前記投与が前記被験体におけるDNA修復を阻害する、実施形態1に記載の方法。
実施形態4。前記投与が、前記被験体における、塩基除去修復(BER)、ヌクレオチド除去修復(NER)または二本鎖DNA切断修復を阻害する、実施形態1に記載の方法。
実施形態5。前記投与が、前記被験体における、γ−H2AXタンパク質の活性または発現を増加させる、実施形態1に記載の方法。
実施形態6。前記投与が、前記被験体における、Rad51タンパク質の活性または発現を低下させる、実施形態1に記載の方法。
実施形態7。前記投与が、前記被験体における、BRCA1タンパク質の活性または発現を低下させる、実施形態1に記載の方法。
実施形態8。前記投与が、前記被験体における、PARP1タンパク質の活性または発現を低下させる、実施形態1に記載の方法。
実施形態9。それを必要とする被験体において癌を治療する方法であって、COH29(N−(4−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−5−フェニルチアゾール−2−イル)−3,4−ジヒドロキシベンズアミド):及びDNA損傷性抗癌剤を組み合わせた相乗的な量で投与することを含む、該方法。
実施形態10。前記被験体がBRCA1欠損被験体またはPARP1阻害剤耐性被験体である、実施形態9に記載の方法。
実施形態11。前記被験体が乳癌被験体または卵巣癌被験体である、実施形態10に記載の方法。
実施形態12。前記DNA損傷性抗癌剤が化学療法DNA損傷性薬剤である、実施形態9に記載の方法。
実施形態13。前記化学療法DNA損傷性薬剤がアルキル化剤である、実施形態12に記載の方法。
実施形態14。前記アルキル化剤が、エチレンイミン、メチルメラミン、ニトロソウレア、ナイトロジェンマスタード、ブスルファン、シクロフォスファミドまたはプロカルバジンである、実施形態13に記載の方法。
実施形態15。前記化学療法DNA損傷性薬剤が、トポイソメラーゼI剤、トポイソメラーゼII剤、カンプトセシン、イリノテカン、トポテカン、シスプラチン、カルボプラチン、オキサリプラチン、アドリアマイシン、ドキソルビシン、エトポシド、一本鎖切断剤、BCNUカルマスティン、CCNU、DTIC、サイトキサン、イフォスファミド、ブレオマイシンまたはマイトマイシンCである、実施形態9に記載の方法。
実施形態16。前記DNA損傷性抗癌剤が、シスプラチン、ゲムシタビンまたはγ線照射である、実施形態9に記載の方法。

Claims (13)

  1. それを必要とする被験体においてまたは卵巣癌を治療するための医薬組成物であって、以下の構造:
    Figure 0006473461
    を有する効果的な量の化合物を含み、該被験体が、BRCA1欠損被験体またはPARP1阻害剤耐性被験体である、医薬組成物。
  2. 前記医薬組成物が前記被験体におけるDNA修復を阻害する、請求項1に記載の医薬組成物。
  3. 前記医薬組成物が、前記被験体における、塩基除去修復(BER)、ヌクレオチド除去修復(NER)または二本鎖DNA切断修復を阻害する、請求項1に記載の医薬組成物。
  4. 前記医薬組成物が、前記被験体における、γ−H2AXタンパク質の活性または発現を増加させる、請求項1に記載の医薬組成物。
  5. 前記医薬組成物が、前記被験体における、Rad51タンパク質の活性または発現を低下させる、請求項1に記載の医薬組成物。
  6. 前記医薬組成物が、前記被験体における、BRCA1タンパク質の活性または発現を低下させる、請求項1に記載の医薬組成物。
  7. 前記医薬組成物が、前記被験体における、PARP1タンパク質の活性または発現を低下させる、請求項1に記載の医薬組成物。
  8. それを必要とする被験体においてまたは卵巣癌を治療するための医薬組成物であって、以下の構造:
    Figure 0006473461
    を有する化合物及びDNA損傷性抗癌剤を組み合わせた相乗的な量含み、該被験体が、BRCA1欠損被験体またはPARP1阻害剤耐性被験体である、医薬組成物。
  9. 前記DNA損傷性抗癌剤が化学療法DNA損傷性薬剤である、請求項に記載の医薬組成物。
  10. 前記化学療法DNA損傷性薬剤がアルキル化剤である、請求項に記載の医薬組成物。
  11. 前記アルキル化剤が、エチレンイミン、メチルメラミン、ニトロソウレア、ナイトロジェンマスタード、ブスルファン、シクロフォスファミドまたはプロカルバジンである、請求項10に記載の医薬組成物。
  12. 前記化学療法DNA損傷性薬剤が、トポイソメラーゼI剤、トポイソメラーゼII剤、カンプトセシン、イリノテカン、トポテカン、シスプラチン、カルボプラチン、オキサリプラチン、アドリアマイシン、ドキソルビシン、エトポシド、一本鎖切断剤、BCNUカルマスティン、CCNU、DTIC、サイトキサン、イフォスファミド、ブレオマイシンまたはマイトマイシンCである、請求項に記載の医薬組成物。
  13. 前記DNA損傷性抗癌剤が、シスプラチン、ゲムシタビンまたはγ線照射である、請求項12に記載の医薬組成物。
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