JP6893037B2 - C.difficile感染のための4,6−ジ−(O−チオホスフェート)−イノシトール−1,2,3,5−テトラ−O−スルフェート - Google Patents

C.difficile感染のための4,6−ジ−(O−チオホスフェート)−イノシトール−1,2,3,5−テトラ−O−スルフェート Download PDF

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Description

本発明は、4,6−ジ−(O−チオホスフェート)−イノシトール−1,2,3,5−テトラ−O−スルフェート(硫酸塩)、ならびにC.difficile感染と関連する中毒症状の予防および治療におけるクロストリジウム・ディフィシレ(Clostridium difficile)毒素の腸溶性活性化剤としてのその使用に関する。
発明の背景
クロストリジウム・ディフィシレ(Clostridium difficile)による感染は、重篤で、生命を脅かす下痢を引き起こし得る。この症状は、C.difficile、TcdAおよびTcdBによって合成された2つの毒素によって引き起こされる。毒素は、結腸内層の細胞に侵入し得、細胞質イノシトール六リン酸エステル(inositol hexakisphosphate)(IP6)によって活性化され、その毒性の機能を発揮する。
1つの示唆される治療的介入は、結腸内腔の細胞外空間において毒素を活性化することである。活性化された毒素は、もはや結腸細胞に入ることができず、結腸管腔内では、それらの毒性機能を発揮することができない。したがって、結腸内腔内の毒素の活性化は、影響を受けた患者にとって毒素を無害にさせる。
IP6は、結腸管腔内のカルシウム濃度が高いせいで沈殿するので、治療的介入には使用できない。
特許文献1は、PEG修飾イノシトールリン酸化合物および混合イノシトールリン酸−硫酸化合物、ならびにC.difficile毒素活性化の活性化におけるそれらの使用を示す。そこに示された化合物の活性は有望である。
国際公開第2013045107号パンフレット
しかし、特許文献1に関連する結果の改善は有利であろう。したがって、本発明の根底にある問題は、高カルシウム濃度でより強い活性を示すC.difficile毒素の活性化剤を提供することである。この問題は、独立した請求項の主題によって解決される。
発明の詳細な説明
WO2013045107A1(特許文献1)に最初に示された化合物クラスの研究の間、驚くべきことに、混合イノシトールテトラキススルフェートビオチオホスフェート化合物の小さなサブセットが、以前に研究された混合硫酸塩−リン酸塩化合物と効果を比較してはるかに優れていることが見出された(図1を参照のこと)。
本発明の第1の態様によれば、一般式(I)によって特徴付けられる化合物、
Figure 0006893037
であって、式中、6つのXのうち2つが、OPSO 2−であり、かつ残りのXがOSO である、化合物が提供される。
式Iの直線は、個々の環の炭素原子の立体化学が規定されていないことを示すことを意味する。式は、任意の立体異性体を包含することを意味する。
特定の実施形態では、この化合物は、一般式(IIa)または(IIb)
Figure 0006893037
によって特徴付けられる。
本発明の第2の態様によれば、式(I)、(II)、(IIa)または(IIb)によって特定される化合物は、疾患の治療または予防における医薬としての使用のために提供される。
本発明の第3の態様によれば、式(I)、(IIa)または(IIb)で特定される化合物は、C.difficile感染の治療もしくは予防における、またはC.difficile感染に関連する症状の治療もしくは予防における使用のために提供される。
本発明による化合物は、哺乳動物または細菌の膜を貫通して活性である必要はない。さらに、本発明による化合物は、C.difficile細菌に選択的な圧力をかけることはなく、したがって耐性に関連する問題は回避される。
本発明の第4の態様によれば、式(I)、(IIa)または(IIb)で特定される化合物を含む剤形が、C.difficile感染の治療もしくは予防に、またはC.difficile感染に関連する症状の治療もしくは予防における使用のために特に提供される。
特定の実施形態では、剤形は、経口製剤、特に錠剤、カプセル、トローチ剤、粉末、溶液またはシロップである。
本発明の別の態様によれば、本発明の上記態様において特定された化合物は、医薬品として、特にC.difficile感染に関連する症状の予防または治療に使用するために製剤化された医薬品として提供される。
特定の実施形態では、医薬品は、単独で、または1つ以上の薬学的に許容される賦形剤もしくは担体と一緒に、本発明の上記の態様で特定された化合物を含む。
この医薬品は、単独で、または1つ以上の治療剤と組み合わせて、特に抗菌薬物と組み合わせて、より好ましくは、(限定するものではないが)メトロニダゾール、バンコマイシンまたはフィダキソマイシンを含む群から選択される抗菌薬物と組み合わせて投与されてもよい。
本発明のさらに別の態様によれば、C.difficile感染に関連する症状の処置または予防方法であって、それを必要とする被験体に対する、式(I)、(IIa)または(IIb)で特定される化合物の被験体への投与を包含する方法が提供される。投与は、前述の手段のいずれかによって達成され得る。
この化合物は、C.difficile感染と既に診断された患者、またはC.difficile感染に罹患している疑いがある患者に投与されてもよい。あるいは、化合物は、病院環境で抗菌薬を用いた治療を受けている患者のような、感染に罹患する危険がある患者の予防薬として使用してもよい。
本発明のさらに別の態様によれば、抗菌薬、特にメトロニダゾール、バンコマイシンまたはフィダキソマイシンを、式(I)、(IIa)または(IIb)によって特定されるような化合物と組み合わせて、それを必要とする対象に投与することを包含する、C.difficile感染の処置方法が提供される。
IP6、IP2S4および活性化化合物IT2S4(IIa)のCa2+(10mM)の有無におけるTcdBの切断の程度を示す。 化合物(IIa)のH−NMRおよび31P−NMRを示す。 イノシトール六リン酸(IP6)、イノシトール六硫酸(IS6)、および2つの混合のリン酸塩−硫酸塩化合物についての10mMのCaClの存在下でのTcdBの切断の程度を示す。
[実施例]
実施例1:化合物(IIa)の合成
合成は、以下のスキームに描かれている順序に従った:
Figure 0006893037
PTSA:p−トルエンスルホン酸;DMF:ジメチルホルムアミド;TBDMSCl:tert−ブチルジメチルシリルクロライド;DCM:ジクロロメタン;S8:元素状硫黄;pyr.:ピリジン;TMSBr:臭化トリメチルシリル、TFA:トリフルオロ酢酸。
リン酸化反応
既知の2−tertブチルジメチルシリルイノシトールオルトホルメートを、トルエンと同時エバポレートさせ(3×)、ジクロロメタン(DCM)に溶解した。1H−テトラゾール(4当量)、続いてホスホラミダイト(8当量)を、反応物に添加し、一晩撹拌した。ピリジン、続いて粉砕した硫黄フレーク(20当量)を、この反応物に添加し、一晩撹拌した。得られた粗混合物を、DCMで希釈し、飽和NaHCOで洗浄し、NaSOで乾燥させ、濾過し、濃縮した。生成物をトルエン中のDCMを用いたフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。
H−NMR(400MHz;CDCl):δ7.35−7.29(m,4H)、7.15(dd、J=6.6,2.1Hz,2H)、7.07−7.04(m,2H)、5.54(d,J=1.1Hz,1H)、5.45−5.41(m,2H)、5.30−4.97(m,8H)、4.51−4.49(m,1H)、4.33−4.32(m,2H)、4.27(d,J=1.3Hz、1H)、0.93(s,9H)、0.13(s,6H);31P−NMR(162MHz;CDCl):δ70.1。
脱保護
以下の脱保護条件は、Journal of the American Chemical Society [JACS 2005,127,5288]に発表された合成と同様である。
出発物質(50mg)を、チオフェノール(300μl)、m−クレゾール(300μl)、トリフルオロ酢酸(1.8ml)で処理した。次いで、TMSBrOHをゆっくりと添加した(360μl)。室温で2時間撹拌した。トルエンから2回エバポレートした。DCMおよび約5mlの水で希釈した。1NのNaOHで中和した。SolEx C18カートリッジ(Thermofisher、1g、6ml)上に水層(わずかに濁った)を直接注いだ。水で溶出した。ある場合には、芳香族不純物がいくつか見出されたが、水中で時間と共に沈殿し、濾別可能であった。
H−NMR(500MHz;DO):δ4.36(q、J=9.6Hz、2H)、4.02(t、J=2.7Hz,1H)、3.64(dd、J=9.7,2.8Hz、2H)、3.50(t,J=9.3Hz,1H)。
31P−NMR(203MHz;DO):δ45.7。
硫酸化
チオリン酸エステル(チオホスフェート)は、反応条件下で最終的にリン酸塩に変換されるので、チオリン酸エステルの硫酸化反応は、注意深く実施しなければならない。従って、我々は慎重に硫酸化をモニターし、約30分後に反応が完了したこと、およびこの時点で分解は観察されなかったことを見た。従って、DMF中のイノシトールリン酸の懸濁液に、スルホトリオキシドジメチルホルムアミド(SO−DMF)複合体(12当量)を加えて、その反応物を35分間撹拌した。約pH8に続いて約3mlのメタノール(MeOH)で塩を沈殿させるまで、約1NのNaOHを加えて、反応をクエンチングさせた。固体をSephadex LH−20カラムにより、水で溶離して精製した。
H−NMR(500MHz;DO):δ5.06(s,1H)、5.04−4.98(m,4H)、4.79−4.76(m,1H)。31P−NMR(203MHz;DO):δ44.5
H−NMRおよび31P−NMRの結果を図2に示す。
実施例2:切断効率の比較
IP6、活性化化合物(IIa)およびIP2S4を、TcdBの切断の程度に関して比較した(図1)。試験される化合物は、100mMのTris pH7.4中の10mMのCa2+の有無において1mM〜150ngの毒素Bで添加され、37℃で3時間インキュベートされた。切断されたタンパク質断片を、SDS−PAGEにより分離し、銀染色により可視化した。切断の程度は、ImageJソフトウェアパッケージを用いてタンパク質バンド強度から定量した。
シグナルは、陽性対照および陰性対照の切断に対して標準化された。その結果によって、ジチオリン酸塩−四硫酸塩イノシトールが、二リン酸塩−四硫酸塩イノシトールと比較して驚くべきことにさらに優れており、これが以前に発表されたイノシトール六硫酸およびイノシトール六リン酸に対して驚くほど優れていることが示されている(図3および比較例3)。
実施例3(比較):P2S4イノシトール、IP6およびIS6切断効率
試料を調製し、実施例2に記載したように処理した。エラーバーは、s.d.を示し;アスタリスクは、IP2S4と比較して統計的差を示す(P<0.05);n=3。
方法:
ICP−MSによる類似体溶解度測定。10mMのCaClを含むかまたは含まないイノシトール六リン酸(IP6)類似体の100mM溶液を、10mMのトリスpH7.4中で調製し、37℃で2時間撹拌しながらインキュベートした。その溶液を直ちに、37℃に平衡化された0.2mmのナイロンフィルターで濾過した。各ろ液中のリン含量は、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS)によって測定した。得られた値を、各IP6類似体中のリン酸塩の数で割って、溶液中の化合物の濃度を決定した。
遊離カルシウムイオン定量。ムレキシド(Merck、Germany)の新鮮な1mMの溶液を、10mMトリスpH7.4中で調製した。各IP6類似体について、50mLの10mMトリス中の0.5mMの類似体、ムレキシドおよびCaClを含む試料を、三重に調製した。室温で5分間インキュベートした後、試料を20,000gで2分間遠心分離し、上清の上部40mLを、384ウェルプレートに移した。1mM〜20mM、および20mMの範囲のCaClを含有するIP6類似体を含まない試料も調製し、各実験の較正に使用した。吸光度を、474nmおよび544nmで測定し、そのデータをOhnishiによって報告されたように分析した[Anal.Biochem.85,165(1978)]この実験を3回繰り返した。
ホロトキシンによる切断アッセイ。1mMのIP6類似体を、100mMのトリスpH7.4中の10mMのCaClで、37℃で、15分間平衡化した後、150ngのTcdB(TgcBiomics、Germany)を総量20mLで添加した。陰性対照(IP6なし、10mMのCaCl)および陽性対照(1mMのIP6)もすべてのゲルに含まれた。反応混合物を37℃で3時間インキュベートし、次いで氷上に置いた。Laemmli試料緩衝液(5×)を添加して反応を停止させ、CaClを含む試料に10mM EDTAを添加した後、95℃で3分間加熱した。
分裂生成物を、SDS−PAGE(15ウェル8%アクリルアミドPreciseTMTris−グリシンゲル、ThermoScientific、USAを使用)で可視化し、続いて10分延長したチオ硫酸塩増感ステップを伴う改変Vorumプロトコール[Proteomics 1,1359(2001)]に従って銀染色した。染色プロトコールの直線性は、160ng/レーンから開始して20ng/レーンまで下がるTcdBの連続希釈で検証した。組換え毒素を用いた切断アッセイについて記載したように、バンド強度を定量した。実験は三重に行った。

Claims (4)

  1. 式(IIa)または(IIb)
    Figure 0006893037
    で記述されるアニオンを含有することを特徴とする化合物。
  2. 疾患の治療用または予防用の請求項1に記載の化合物。
  3. C.difficile感染の治療用もしくは予防用の、または、C.difficile感染に関連する症状の予防用もしくは治療用の請求項1に記載の化合物。
  4. 請求項3に記載の化合物を含む、剤形が錠剤、カプセル、トローチ剤、粉末、溶液またはシロップとしてのC.difficile感染の治療用もしくは予防用の、または、C.difficile感染に関連する症状の予防用もしくは治療用の薬剤。
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