JP6567502B2 - 式x1−gqretpegaeakpwy−x2の環状ペプチドを含有する凍結乾燥物 - Google Patents
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Description
X1−GQRETPEGAEAKPWY−X2 I
[式中、
X1は、特にはC(Cys)、KSP(Lys−Ser−Pro)、K(Lys)、オルニチン、4−アミノ酪酸、β−アラニンのアミノ酸(配列)から選択される天然および非天然アミノ酸を含んでなる、1〜4、特には1〜3個のアミノ酸(配列)を含んでなり、かつ、
X2は、特にはC(Cys)、D(Asp)、G(Gly)およびE(Glu)の群から選択される天然アミノ酸を含んでなり、かつ、
X1は、左側の1位にN末端アミノ酸を含んでなり、かつ、X2は、右側の位置の最後にC末端アミノ酸を含んでなる。]
であって、添加剤および/または安定化剤を伴わない凍結乾燥物の形態である環状ペプチドが提供される。
X1−Gly−Gln−Arg−Glu−Thr−Pro−Glu−Gly−
Ala−Glu−Ala−Lys−Pro−Trp−Tyr−X2 I
[式中、X1およびX2は上記で定義された通りである。]
(i)原則として天然アミノ酸の化学構造を有するが、αアミノ酸とは異なるアミノ酸、
(ii)D型の天然アミノ酸、すなわち天然L型以外のものであり、つまり、2位のC原子にあるアルキル基がL配置ではなくD配置で存在する天然アミノ酸、
(iii)例えば、上記の(i)および(ii)で定義されたもの以外の非天然アミノ酸であって、2〜12、例えば2〜6の炭素原子、少なくとも1つのアミノ基(例えば、1つまたは2つ)および少なくとも1つのカルボキシ基(例えば、1つまたは2つ)、加えて所望により天然アミノ酸にも存在する置換基、例えば、OH、−CONH2、−NH−C(=NH2)NH2、SH、(C1-4)アルキル−S−、フェニル、ヘテロシクリル(例えば、5または6員環を含んでなり、N、O、Sから選択され、好ましくはNである少なくとも1つの異種原子(例えば、1つまたは2つ)を含んでなり、これらはフェニル等のさらなる環とアニールされていてもよく、例えば、プロリル、インドリル、イミダゾリルを含んでなる)を含んでなるもの。
−配列番号1:
シクロ(CGQRETPEGAEAKPWYC)
[式中、両末端のシステイン残基の間でジスルフィド架橋が形成される。]のアミノ酸配列を有する化合物;
−配列番号2:
シクロ(KSPGQRETPEGAEAKPWYE)
[式中、N末端のリジン残基のε−炭素原子に結合しているアミノ基とC末端のグルタミン酸残基のγ−炭素原子に結合している側鎖カルボキシ基との間でアミド結合が形成される。]のアミノ酸配列を有する化合物;
−配列番号3:
シクロ(KGQRETPEGAEAKPWYG)
[式中、N末端のリジン残基の側鎖のε−炭素原子に結合しているアミノ基とC末端のグリシン残基のカルボキシ基との間でアミド結合が形成される。]のアミノ酸配列を有する化合物;
−配列番号4:
シクロ(オルニチン−GQRETPEGAEAKPWYG)
[式中、N末端のオルニチン残基の側鎖のδ−炭素原子に結合しているアミノ基とC末端のグリシン残基のカルボキシ基との間でアミド結合が形成される。]のアミノ酸配列を有する化合物;
−配列番号5:
シクロ(4−アミノ酪酸−GQRETPEGAEAKPWYD)
[式中、N末端の4−アミノ酪酸残基のアミノ基とC末端のアスパラギン酸残基のβ−炭素原子に結合している側鎖カルボキシ基との間でアミド結合が形成される。]のアミノ酸配列を有する化合物;および
−配列番号6:
シクロ(β−アラニン−GQRETPEGAEAKPWYE)
[式中、N末端のβ−アラニン残基(3−アミノプロパン酸残基)のアミノ基とC末端のグルタミン酸残基のγ−炭素原子に結合している側鎖カルボキシ基との間でアミド結合が形成される。]のアミノ酸配列を有する化合物
を含んでなる。
さらなる面において、添加剤を伴わない本発明による凍結乾燥物を吸入剤の形態で患者に投与することを特徴とする、肺機能を改善するため、例えば、肺浮腫を処置するための方法が提供され、および
さらなる面において、肺機能を改善/調整するために、または、肺機能を改善/調整するために吸入するために使用するための本発明による凍結乾燥物が提供される。
ペプチドは、以下の工程に従って製造された:
アミノ酸の連続的結合;固相からの選択的切り出し;精製および凍結乾燥、選択的環化;保護基の開裂;精製および凍結乾燥;解析調査。
配列番号2の環状タンパク質の純度は96.3%であった。m/z(ESI)1924.2(M++1)。
配列番号3の環状タンパク質の純度は98.8%であった。m/z(ESI)1888.2(M++1)。
配列番号4の環状タンパク質の純度は97.4%であった。m/z(ESI)1873.4(M++1)。
配列番号5の環状タンパク質の純度は99%であった。m/z(MALDI−TOF)1901.6(M++1)。
配列番号6の環状タンパク質の純度は99%であった。m/z(MALDI−TOF)1902.7(M++1)。
配列番号7の環状タンパク質の純度は95%であった。m/z(MALDI−TOF)1778.02(M++1)。
シクロ(CGQREAPAGAAAKPWYC)
のアミノ酸配列を有する化合物[式中、両末端のシステイン残基の間でジスルフィド架橋が形成される。]は生物学的に不活性であることが明らかとなったため、比較目的で使用した。
巨視的ナトリウムイオン電流は、「パッチクランプ」技法による「ホールセル」コンフィギュレーションにおけるヒト肺上皮細胞A549に由来した(Hamill et al, Pflugers Arch. 1981, 391(2):85-100., 1981)。「ホールセル」コンフィギュレーションにおける電流については以下のバスおよび電極溶液を使用した:
バス溶液:135mMメタンスルホン酸ナトリウム、10mM NaCl、2.7mM KCl、1.8mM CaCl2、2mM MgCl2、5.5mMグルコールおよび10mM HEPES、pH7.4。
電極溶液:120mMメタンスルホン酸カリウム、15mM KCl、6mM NaCl、1mM Mg2ATP、2mM Na3ATP、10mM HEPESおよび0.5mM EGTA(pH7.2)。
式Iの環状ペプチドの安定保管形態の開発を技術的規模で行った。そのため、配列番号1〜6の環状ペプチドと配列番号7の環状ペプチドを純水に0.1mg/ml〜100mg/mlの量で溶解し、混濁物、汚染、滅菌されていない可能性のあるものを除去するために細孔径0.2μmのフィルターにより濾過した。
配列番号1〜6のアミノ酸配列の環状ペプチドの凍結乾燥物の安定性試験を技術的規模で行った。そのため、2〜8℃で24か月までと、25℃、相対湿度60%で6か月まで凍結乾燥物の保存を行った。安定性はこの期間の異なる時点で試験を行った。特に、環状ペプチドの外観、含有量、純度について試験を行った。そのために、例えば、目視検査や逆相HPLC等の研究室で一般的な分析方法を用いた。
配列番号1〜6のアミノ酸配列の環状タンパク質の投与用プレ製剤について、実施例2に従って凍結乾燥により得られた安定白色粉末をそれぞれ規定容積の純水に溶解し、0.1mg/mlおよび100mg/mlの間の濃度で得た。得られた配列番号1〜6の環状タンパク質の溶液はその後ネブライザーの保管容器に移した。配列番号1〜6の環状ペプチドを水に溶解することにより透明な溶液を得た。
実用的な理由から、配列番号1〜6のアミノ酸配列の環状ペプチドの水溶液は、吸入用に製造した後、直接使用できるとは限らない。このような理由から、水溶液の安定性を実験的に試験した。よって、すぐに使える溶液を、研究室で一般的に使用されるシリンジにおいて2〜8℃で7日間、あるいは、ネブライザーの容器において25℃で24時間のいずれかで保存した。特に、配列番号1の環状タンパク質の外観、含有量および純度を試験した。よって、使用する方法は、例えば、目視検査や逆相HPLCによる分析として研究室で一般的に用いられる分析方法を用いた。
タンパク質およびペプチドは予想以上に不安定であることがあるため、溶解された製剤における配列番号1〜6のアミノ酸配列の環状ペプチドがエアロゾルへの変換の間、安定性が維持されるか否かを試験した。そのために、実施例4に記載されるように環状ペプチドを水に溶解した。ネブライザーの保管容器に充填した後、環状ペプチドの水溶液をエアロゾルに変換した。これには「メッシュ式」ネブライザーを使用した。ネブライザーから排出されるエアロゾルを図4に示すような冷却トラップに回収した。回収されたエアロゾルの生物学的活性をパッチクランプ法により決定した。それにより、A549細胞の巨視的電流を、下記「アミロライド感受性ナトリウムイオンチャネル(ENaC)の電気生理学的試験」で記載される「パッチクランプ」技法の「ホールセル」コンフィギュレーションにおいて推測した。
水溶液をエアロゾルに変換するネブライザーにより、配列番号1〜6のアミノ酸配列の環状ペプチドの水溶液もエアロゾルに変換することができる。このようなエアロゾルは中間液滴サイズおよびエアロゾル液滴のサイズ分布に関して特徴づけることができる。これには薬局方にも記載される従来法を使用する。分析方法の1つとしてカスケードインパクター、実際の構成には「次世代インパクター」を使用する。それにより、穴の直径を板ごとに小さくしていき、穴の量を増やす一連の篩板を通してエアロゾルを処理する。他の分析方法、レーザー回析測定では、レーザーにより液滴サイズを測定する。これらの測定の間に決定される2つの重要なパラメータのうち、一方はすべての液滴の直径のメジアン、他方は≦5μmの直径を有する液滴の量である。文献には、吸入されたエアロゾル粒子が実際に肺に到達する限界としての直径が記載されている。
非経口投与後の血中の配列番号1〜6のアミノ酸配列の環状ペプチドの実験的証明をイヌおよびラットにおいて行った。その実験のために、ボーラスとして配列番号1のアミノ酸配列の環状ペプチドの水溶液(25mg/kg体重)を実験動物に静脈内投与した。静脈内適用終了の直後、血液を採取し、配列番号1のアミノ酸配列の環状タンパク質の濃度を研究室で一般的な逆相HPLC/MSにより決定した。結果は、静脈内適用後の配列番号1のアミノ酸配列の環状ペプチドの血漿濃度を示す表6に示す。
配列番号1〜6のアミノ酸配列の環状ペプチドの証明はラットの肺組織において行うことができる。その実験のために、配列番号1のアミノ酸配列の環状ペプチドの水溶液からネブライザーを用いてエアロゾルを生産した。エアロゾルは実験動物に吸入させた(72mg/kg体重)。エアロゾル吸入の終了後、実験動物の肺組織を血液について検討を行った。逆相HPLC/MSにより配列番号1のアミノ酸配列の環状ペプチドの濃度を決定した。代表的に、配列番号1のアミノ酸配列の環状ペプチドは、合計で72mg/kg体重の吸入後、1.2μg/gの濃度で肺組織において検出することができた。対照的に、配列番号1のアミノ酸の環状ペプチドは検出限界0.1μg/mlまで血中では検出することができなかった。
ホールセル実験において、パッチクランプ測定の直前に、A549細胞を酵素「PNGase F」(ペプチド−N4−(N−アセチル−β−D−グルコサミニル)アスパラギンアミダーゼF)、100ユニットで1〜5分間インキュベートし、1mLバスのチャンバーに移す前に、培養された細胞を有するカバーガラスを外液ですすいだ。対照の記録後、240nMの配列番号1のアミノ酸配列のペプチドをバス溶液に添加した。対照条件下で前処置をせず、引き続いて配列番号1〜7のアミノ酸配列のペプチドを添加する細胞と、PNGase Fによる前処置を伴う細胞から総細胞電流をEh=−100mVで記録した。ホールセル様式におけるパッチクランプアッセイ使用の下での脱グリコシル化実験の結果を、配列番号1〜7のアミノ酸配列のペプチドによるナトリウム電流の活性化に対するA549細胞の脱グリコシル化の影響を示す表7に示す。ホールセル電流はEh=−100mVで記録した。バス溶液中の配列番号1〜7のアミノ酸配列のペプチド濃度は240nMであった。
脳死ブタを仰向けにし、垂直胸骨切開を行った。心膜と両胸膜腔を開いた。下および上大静脈を包囲した。右心室排出管における巾着縫合により流入カテーテルを肺動脈に挿入した。下および上大静脈を接続させることにより流入閉塞を、大動脈をホチキスでとめることにより排出閉塞を得た。その後、流入カテーテルを通して、冷等張保護溶液(50ml/ブタのkg体重、カリウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオン、デキストラン、グルコース、緩衝液イオンを含んでなる)で予防的にすすぐことにより肺を保護した。左心管の切断により排出を生じさせた。その間に肺を50%酸素に曝し、氷スラッジを両胸膜腔と縦隔に入れた。
a)気管の両側の胸腔に渡る軟組織を切開する。
b)両肺間膜の切断(非常に深く、困難な露出)、その後、それぞれ、下部胸部上行大動脈または食道のVCIの切断。
c)残存する縦隔接着の鈍的分離。
d)クリップでの気管閉鎖前のドナー肺の完全拡張。
−肺動脈流(PAF):L/分
−(平均)肺動脈圧(PAP):mmHg
−左心房圧(LAP):mmHg
−肺血管抵抗(PVR=[PAP−LAP]×80/PAF):ダイン/秒/cm−5
−気道の中圧、最高圧およびプラトー圧(mAwP、ピークAwP、プラトーAwP):cm H2O
−動的コンプライアンス(mL/cm H2O)
−灌流ガス分析−流入(PA)および流出(PV)pO2、pCO2およびpH。
本研究は、肺移植をシミュレーションする体外系における肺機能に対する配列番号1のアミノ酸配列を有するペプチドの影響を評価する。研究の結果によれば、図2Aおよび図2Bに示されるように、吸入を通して投与すると、配列番号1のアミノ酸配列を有するペプチドで処置された肺において動的肺適合や動静脈pO2の差のΔpO2の双方が改善されることが示された。
Claims (9)
- 下記式の環状ペプチド:
X1−GQRETPEGAEAKPWY−X2 I
[式中、
X1は、天然および非天然アミノ酸を含んでなる、1〜4個のアミノ酸(配列)を含んでなり、かつ、
X2は、天然アミノ酸を含んでなり、かつ、
X1は、左側の1位にN末端アミノ酸を含んでなり、かつ、X2は、右側の位置の最後にC末端アミノ酸を含んでなる。]
を含有し、添加剤および安定化剤を伴わない吸引用の水性エアロゾルの形態である医薬であって、
前記式Iの環状ペプチドは、酢酸塩の形態であり、
前記水性エアロゾルは、添加剤および安定化剤を伴わない、酢酸塩の形態である式Iの環状ペプチドの凍結乾燥物を含有し、
前記添加剤および安定化剤は、凍結乾燥時および噴霧時の加熱および加圧に対して、ペプチドの化学構造および生物学的活性を維持するためのものである、医薬。 - 式I中のX1が、C(Cys)、KSP(Lys−Ser−Pro)、K(Lys)、オルニチン、4−アミノ酪酸、β−アラニンのアミノ酸(配列)から選択される、請求項1に記載の医薬。
- 式I中のX2が、C(Cys)、D(Asp)、G(Gly)およびE(Glu)の群から選択される、請求項1または2に記載の医薬。
- 式Iの環状化合物が、
−配列番号1:
シクロ(CGQRETPEGAEAKPWYC)
[式中、両末端のシステイン残基の間でジスルフィド架橋が形成される。];
−配列番号2:
シクロ(KSPGQRETPEGAEAKPWYE)
[式中、N末端のリジン残基のε−炭素原子に結合しているアミノ基とC末端のグルタミン酸残基のγ−炭素原子に結合している側鎖カルボキシ基との間でアミド結合が形成される。];
−配列番号3:
シクロ(KGQRETPEGAEAKPWYG)
[式中、N末端のリジン残基の側鎖のε−炭素原子に結合しているアミノ基とC末端のグリシン残基のカルボキシ基との間でアミド結合が形成される。];
−配列番号4:
シクロ(オルニチン−GQRETPEGAEAKPWYG)
[式中、N末端のオルニチン残基の側鎖のδ−炭素原子に結合しているアミノ基とC末端のグリシン残基のカルボキシ基との間でアミド結合が形成される。];
−配列番号5:
シクロ(4−アミノ酪酸−GQRETPEGAEAKPWYD)
[式中、N末端の4−アミノ酪酸残基のアミノ基とC末端のアスパラギン酸残基のβ−炭素原子に結合している側鎖カルボキシ基との間でアミド結合が形成される。];および
−配列番号6:
シクロ(β−アラニン−GQRETPEGAEAKPWYE)
[式中、N末端のβ−アラニン残基(3−アミノプロパン酸残基)のアミノ基とC末端のグルタミン酸残基のγ−炭素原子に結合している側鎖カルボキシ基との間でアミド結合が形成される。]
のアミノ酸配列のペプチドから選択される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の医薬。 - スプレーされるエアロゾルの粒径が、≦5μmの直径を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の医薬。
- 肺機能を改善するための、請求項1〜5のいずれか一項に記載の医薬。
- 肺浮腫の治療のための、請求項1〜6のいずれか一項に記載の医薬。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の医薬が含有する水性エアロゾルの調製方法であって、
添加剤および安定化剤を伴わない、酢酸塩の形態である請求項1に定義される前記式Iの環状ペプチドの凍結乾燥物を水に溶解する工程、および
得られた水溶液を、添加剤および安定化剤を伴わずに、スプレーする工程を含む、調製方法。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の医薬を、ドナー肺に生体外でスプレーする、肺機能を改善するための体外方法。
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