JP6944720B2 - リジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを含む修飾デキストラン複合体 - Google Patents

リジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを含む修飾デキストラン複合体 Download PDF

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Description

発明の分野
本発明は、グルタメート−尿素−リジンファーマコフォアを含むグアニジン−デキストラン複合体などの修飾デキストラン複合体、および当該複合体の調製方法に関する。本発明の複合体は、前立腺特異的膜抗原(PSMA)の発現に関連する疾患または状態の治療または診断に使用され得る。
背景
ヒドロキシポリマーは、糖ポリマーの一群であり、複数の水酸基を構成し、活性化され続いて効果的な化合物の異なる部分で都合よく置換され得る。デキストランは、製薬工業において最も頻繁に使用されるヒドロキシポリマーの１つであり、例えば血液量減少性ショック（chock）の予防、塞栓症の予防および微小循環の改善のための薬学的使用が確立されている。デキストランおよびその非毒性特性ならびに高い耐性は、非常によく報告されている(AS Segal, 1964 In: Modern medical monographs, ed. Wright, IS, Green & Stratton, NY, London, pp 5-17。従って、それは薬学的に適用可能なヒドロキシポリマーの例としてしばしは使用される。
グアニジン化合物は、多くの興味深くかつ重要な生物医学的効果を有し、従って多くの用途を有する。それらは、例えば、フリーラジカル捕捉剤、一酸化窒素の形成を阻止する一酸化窒素シンターゼ(NOS)の阻害剤として使用される。それらは、細胞に対して特定の抗増殖効果を有することが知られている。グアニジンはまた、「老化防止」薬として使用され、その効果は、進行したグリコシル化最終産物(AGE’s)の形成の阻害を通じて、低密度リポタンパク酸化からの保護、アテローム性動脈硬化症の形成の予防、糖尿病の組織損傷（例えば、心血管損傷）効果の抑制によって達成される。アミノグアニジンは、米国において非処方箋薬として現在供給されており、そして種々の疾患の治療におけるその役割は、臨床研究において調査されている。
標的化または腫瘍細胞選択性は、急速に分裂する腫瘍細胞の代謝要求の増加によって達成されると考えられており、これはポリアミン形成のためにアミノ-5-グアニジノペンタン酸および構造的に関連するグアニジン化合物、ならびに他の構成物を必要とする(D Scott Lind, Am Soc Nutr Sci, 2004, J Nutr, 134:2837-2841; E Wayne, Turk J Med Sci, 2003, 33, 195-205)。該グアニジン化合物の細胞取り込みは、主としてNa+非依存性塩基性アミノ酸輸送系y+(Cendan et al, Ann Surg Oncol, 1995, 2:257-265)を介して媒介される。
欧州特許EP2131867 B1において、本発明者らは、別個に使用したグアニジン化合物およびデキストランは腫瘍細胞に対してほとんど毒性効果を有しないが、グアニジンデキストラン複合体は、アドリアマイシン（登録商標）などの従来の抗腫瘍薬と類似のまたはいくつかの用量ではより高い抗腫瘍活性を示したことを実証した。
別の本発明者の欧州特許EP1137441 B1は、選択的標的化による荷電した腫瘍を治療するための医薬の製造のためのデキストランを含む化合物の使用を開示し、その電荷は、荷電したリジン基の共有結合によって修飾されている(リジン-デキストラン)。
本発明者のさらに別の欧州特許EP2274018 B1は、骨格腫瘍、すなわち骨転移、特にホルモン抵抗性前立腺癌HRPCおよび乳癌に関連する骨転移だけでなく、骨粗しょう症の治療のための修飾ヒドロキシポリマー複合体、好ましくはデキストラン-グアニジン-ビホスホネート複合体に関する。
グルタメートカルボキシペプチダーゼIIおよびN-アセチル化アルファ-結合酸性ジペプチダーゼ1としても知られる前立腺-特異的膜抗原(PSMA)は、遺伝子FOLH1によってコードされたM28ペプチダーゼファミリーに属する二量体II型膜貫通糖タンパク質(フォレートヒドロラーゼ1)である。タンパク質は、栄養素フォレートおよび神経ペプチドN-アセチル-l-アスパルチル-l-グルタメートを含む異なる別の基質に対してグルタメートカルボキシペプチダーゼとして作用し、そして前立腺、および比較的程度は低いが小腸、中枢および末梢神経系ならびに腎臓などの多くの組織において発現される。PSMAは、前立腺癌、腎臓癌、膵臓癌、乳癌、結腸癌、膀胱癌、精巣癌、黒色腫、グリア芽腫および軟部組織肉腫を含む広範な悪性腫瘍の血管新生において存在する。
PSMAは、ワクチンなどの免疫学的アプローチまたはモノクローナル抗体を用いた直接治療のための重要な標的であることが示されている。分泌タンパク質である他の前立腺-制限分子(PSA、前立腺酸性フォスファターゼ)とは異なり、PSMAは、分泌されない内在性細胞表面膜タンパクであり、これにより抗体治療のための理想的な標的となる。特異的腫瘍細胞表面タンパクに選択的に結合する放射性分子は、非侵襲性条件下で腫瘍を画像化および治療するための魅力的な経路を提供する。特に、多くの癌細胞においてしばしば過剰発現しているPSMAタンパクに対する放射標識されたリガンドは、癌細胞の非侵襲性画像化および選択的標的化のための魅力的な経路を提供する。
PROSTASCINT（登録商標）(カプロマブペンデチド)は、新たに診断されたおよび再発した前立腺癌患者の画像化および診断のためにFDAによって承認されたIn標識化抗PSMAマウスモノクローナル抗体である。カプロマブは、PSMAの細胞内エピトープに結合し、従って、PSMAの内部ドメインの内在化または曝露を要求し、よってアポトーシスまたは壊死細胞を優先的に結合する。モノクローナル抗体はまた、PSMAの細胞外ドメインに結合し、そして放射標識され、そして動物におけるPSMA-陽性前立腺腫瘍モデルにおいて蓄積することが示されている。しかし、モノクローナル抗体を用いた診断および腫瘍検出は、固体腫瘍におけるモノクローナル抗体の低い浸透性によって限定されている。
モノクローナル抗体は腫瘍検出および治療が期待できるが、固体腫瘍におけるそれらの低い浸透性のためにリンパ腫を除いて臨床的成功が限定されている。固体腫瘍においてより高い浸透性を有する低分子量模倣物は、グラム当たりの高いパーセントおよび特異的結合の高い割合を得るのに明らかな優位性を有するであろう。
EP 2097111 B1は、前立腺癌の迅速な可視化および特異的標的化を可能にして放射線治療を許可する放射画像化部分に結合したグルタメート-尿素-リジンPSMA-結合部位を開示する。
PSMAは従って、PSMAが発現している転移性前立腺癌だけでなく他の癌もまた画像化および治療する放射性医薬品の開発のための魅力的な分子標的として認識される。
発明の簡単な説明
本発明は、リジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを含む修飾デキストラン複合体に関する。
本発明はまた、リジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを有する修飾デキストラン複合体および少なくとも１つの薬学的に受容可能なアジュバントを含む殺腫瘍組成物に関する。
本発明はさらに、リジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを含む修飾デキストラン複合体、その薬学的に受容可能な塩または溶媒和物、および薬学的に受容可能な賦形剤を含む医薬製剤を含む。
リジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを含む修飾デキストラン複合体および少なくとも１つの薬学的に受容可能なアジュバントを含む殺腫瘍組成物またはリジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを有する修飾デキストラン複合体、その薬学的に受容可能な塩または溶媒和物、および薬学的に受容可能な賦形剤を含む医薬製剤の治療有効量をそのような治療が必要な被検体に投与することを含む、被検体における癌の治療方法もまた開示される。
さらに、本発明は、リジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを含む修飾デキストラン複合体の製造方法に関し、ここで、少なくとも１つの遊離アミノ基を有するグアニジン化合物が活性化デキストランおよびグルタミン−尿素−リジンと混合される。
図１は、本発明の化学を用いて得られた主要な分子構造を示す。構造Lig_PSMA-DXは、グルタメート-尿素-リジン-dx複合体であり、ここでdxはグアニジン-デキストランを記号で表す。 図２ａは、PSMA陽性22Rv1腫瘍細胞に結合するLig_PSMA-DX_FITC複合体を示す。 図２ｂは、Lig_PSMA-DX-FITC複合体がPSMAを発現しないDU145細胞に結合しないことを実証する。 図３ａは、PSMAを発現する22Rv1細胞に結合するLig_PSMA-DX_FITC複合体を実証する。 図３ｂは、過剰量のLig_PSMA(すなわち、遊離glu-尿素-lys)が、PSMAが発現している22Rv1細胞中に存在する場合のLig_PSMA-DX-FITC複合体の結合の阻害を実証する。 図４ａは、デキストラン-Lys-尿素-Glutに結合したガドリニウム標識化2-(4-アミノベンジル)-1,4,7 10-テトラアザシクロドデカン四酢酸(Gd-DOTA)の分子構造を示す。示すように、置換の程度は、用途/目的に応じて両方のリガンドについて調節され得る。 図４ｂは、結合の程度の決定のためにGd-DOTAについて調製された、A280での分光光度標準曲線を示す。
発明の詳細な説明
放射性核種-リガンド複合体に結合したグルタメート-尿素-グルタメート(GUG)またはグルタメート-尿素-リジン(GUL)認識要素を含むいくつかの化合物がPSMAに対して高い親和性を示すことが以前に示されている。本発明者らは、PSMAタンパク結合グルタメート-尿素-リジントリペプチドが、遊離アミノ基を有する化合物とさらに結合され得る修飾デキストランと結合された複合体を発明した。これらの化合物は、細胞増殖抑制剤または診断/治療放射性核種などの種々のリガンドを含む。本発明の修飾デキストラン複合体は、PSMAを発現する癌の非侵襲性画像化、選択的標的化および治療のための魅力的な経路を提供する。
本発明は、リジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを含む修飾デキストラン複合体に関する。１つの好ましい実施態様によれば、複合体はPSMA結合複合体である。別の好ましい実施態様によれば、デキストラン部分は、少なくとも１つの遊離アミノ基を有する化合物で置換されている。さらに好ましい実施態様によれば、デキストラン部分はグアニジン化合物で置換されている。
１つの好ましい実施態様によれば、複合体はデキストラン部分において他のリガンドでの置換をさらに含む。本発明のさらなる局面において、他のリガンドは、治療化合物、細胞増殖抑制薬およびガンマ、ベータまたはアルファ放射性核種をキレート化し得る放射性金属キレーターからなる群より選択される。１つの好ましい実施態様において、放射性核種は、ガンマ放射(テクネチウム-99m)Tc(CO)3キレート錯体、ベータ放射(レニウム-186/188)Re(CO)3キレート錯体またはアルファ放射性核種キレート錯体である。
別の実施態様によれば、デキストラン部分は、ガドリニウム標識化金属キレートで置換されている。ガドリニウム金属キレートでの置換は、例えばデキストラン部分がグアニジン化合物で置換されている状況と比較して、複合体の機能を低下させない。
リジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを含む修飾デキストラン複合体に加えられ得る１つの化合物は、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸(DOTAとしても知られる)であり、これは式(CH2CH2NCH2CO2H)4を有する有機化合物である。分子は、中心の12-員テトラアザ(すなわち、４つの窒素原子を含む)環からなる。DOTAは、特にランタニドイオンのための錯化剤として使用される。その錯体は、造影剤および癌治療としての医学的用途を有する。
頭字語DOTAは、テトラカルボン酸およびその種々の複合体基部の両方の省略表現である。配位化学の領域において、テトラ酸はH4DOTAと呼ばれ、そしてその完全に脱プロトン化された誘導体はDOTA4-である。多くの関連したリガンドは、DOTA頭字語を用いて参照されるが、これらの誘導体は一般的にテトラカルボン酸または複合体基部ではない。
DOTAは、サイクレンとして知られる大員環に由来する。４つの２級アミン基は、N-H中心をN-CH2CO2H基で置換することによって修飾される。得られるアミノポリカルボン酸は、カルボン酸基をイオン化すると、２価および３価カチオンに対して高い親和性のキレート剤である。多座リガンドとして、DOTAは金属カチオンを包接するが、リガンドの配位座数は金属カチオンの幾何学的傾向に依存する。主な用途はランタニドを含み、そしてそのような錯体においてDOTAは８座リガンドとして機能し、４つのアミンおよび４つのカルボキシレート基によって金属を結合する。ほとんどのこのような錯体は、追加の水リガンドを特徴とし、合計で９の配位数を与える。
ほとんどの遷移金属について、DOTAは６座リガンドとして機能し、４つの窒素および２つのカルボキシレート中心によって結合する。錯体は、２つの懸垂カルボキシレート基を有する８面体配位幾何学を有する。[Fe(DOTA)]-の場合、リガンドは７座である。DOTAはかつていくつかの癌治療の一部として用いられており、ここでそれは放射性同位体90Y3+のためのキレート剤として機能した。癌が拡散するのみであることを科学者が発見したときに研究は中断した。DOTAは、４つのカルボキシル基の１つがアミドとして結合することによってモノクローナル抗体に結合し得る。残りの３つのカルボキシレートアニオンは、イットリウムイオンへの結合のために利用可能である。修飾抗体は、腫瘍細胞に蓄積し、90Yの放射能の効果を濃縮する。このモジュールを含む薬物は、テトラキセタンで終わる国際一般的名称(イットリウム(90Y)クリバツズマブテトラキセタンおよびイットリウム(90Y)タカツズマブテトラキセタン)を受け取る。
DOTAはまた、種々の構造に対して親和性を有する分子に結合し得る。得られる化合物は、癌治療および診断において(例えば、陽電子放出断層撮影において)多数の放射性同位体とともに使用される。
１つの好ましい実施態様によれば、複合体は全身的に投与、すなわち静脈内投与される。複合体は、局所的または部位局所的に投与、例えば、腹腔に投与され得る。また、静脈内投与が全身投与のために用いられ得る。別の好ましい実施態様によれば、複合体は癌の治療、画像化または診断における使用のためのものである。さらに別の好ましい実施態様によれば、該癌は、前立腺癌、腎臓癌、膵臓癌、乳癌、結腸癌、膀胱癌、精巣癌、黒色腫、グリア芽腫および軟部組織肉腫を含む悪性腫瘍を含む。最も好ましい実施態様において、該癌は前立腺癌である。
本発明はまた、リジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを含む修飾デキストラン複合体および少なくとも１つの薬学的に受容可能なアジュバントを含む殺腫瘍組成物に関する。
本発明はさらに、リジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを含む修飾デキストラン複合体、その薬学的に受容可能な塩または溶媒和物、および薬学的に受容可能な賦形剤を含む医薬製剤に関する。
リジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを含む修飾デキストラン複合体および少なくとも１つの薬学的に受容可能なアジュバントを含む組成物またはリジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを含む修飾デキストラン複合体、その薬学的に受容可能な塩または溶媒和物、および薬学的に受容可能な賦形剤を含む製剤の治療有効量をそのような治療が必要な被検体に投与することを含む、被検体における癌の治療方法もまた、本発明の１つの局面である。
本発明の別の局面は、リジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを含む上記の修飾デキストラン複合体の製造方法であり、ここで少なくとも１つの遊離アミノ基を有するグアニジン化合物が活性化デキストランおよびグルタメート-尿素-リジンと混合される。
PSMA結合トリペプチド含有物質の有効性を改善する以前の試みは、トリペプチドを修飾することに焦点が当てられていた。PSMA結合トリペプチドを利用する以前の公知の１価複合体とは異なり、修飾デキストラン成分を用いる本発明は、優れた親和性を提供し、従って例えば、細胞増殖抑制剤または診断および/または治療放射性核種をPSMA発現腫瘍細胞に標的化するためのいくつかの可能性を提示する多価構築物である。
従って、一般的に、PSMA発現悪性疾患の標的化を意図したリガンドの構築に対する研究の焦点は、今までPSMA結合ファーマコフォアグルタメート-尿素-リジンの単量体修飾に完全に集中していた。その最も一般的な修飾は、ファーマコフォアの遊離アミン、すなわちリジンイプシロンアミノ基を介した化学結合による１つの単独の放射性金属キレーターでの置換である。ファーマコフォアの高分子修飾の可能性およびその固有の利点は、単純に見過ごされており、このことは関連する科学刊行物および特許出願を検討すれば確認される。
本明細書で使用されるように、用語「多価」は、１つより多いタイプまたはクラスのリガンド分子が同時に修飾デキストラン複合体と結合され得ることを意味する。本発明において、リガンドは、PSMA結合トリペプチドとの構築物において伝統的に行われるように、デキストラン部分および/またはトリペプチドに結合され得る。
本発明によれば、表現「特異的に標的化する」、「特異的標的化」および「特異的に標的化された」は、リガンドの受容体を発現しない正常組織における蓄積に対して、特異的に標的化された細胞型過剰蓄積におけるPSMA結合リガンド複合体の蓄積を検出する能力によって証明されるように、本明細書に記載のPSMA結合リガンド複合体が、前立腺癌細胞またはPSMAを優先的に発現するかまたは過剰発現する他の細胞に優先的に標的化されることを意味する。
標的化の原理、すなわち、標的腫瘍細胞によって発現される特異的構造またはタンパクに対して特異性を有するリガンド（単数）またはリガンド（複数）を有する標的化分子の静脈内投与は、リガンドの特異的結合を可能にする標的化分子と標的構造との間のランダムな衝突に依存する。複数の特異的リガンドを有する多価標的化分子の重要性は、その標的への結合の可能性が増大することである。この増大した結合は、標的化が促進される、すなわち、診断または治療の努力がより効果的になることを表す。
デキストラン部分は、少なくとも１つの遊離アミノ基を有し、かつデキストラン部分の活性化水酸基に共有結合される化合物で置換され得る。活性化デキストランポリマーは、例えばグアニジンのグアニジン側基によって置換され得る。グアニジン基は、グアニジン化合物の遊離アミノ側基を介して該デキストランポリマーに共有結合される。置換は、該デキストランポリマーを酸化によって活性化し、これによって該遊離アミノ側基との反応を可能にし、続く還元でグアニジン化合物の結合を形成し、安定なアミン結合を得ることによって進行する(Matsunaga et al, Nucl Med Biol. 2005, 32, 279-285)。本明細書で使用される用語「活性化デキストラン」は、従って、過ヨウ素酸ナトリウムの存在下でのデキストランの酸化から生じる生成物を言う。
グアニジンの他に、活性化デキストランポリマーもまた、例えば、リジンまたはチロシンなどのいくつかのアミノ酸に結合され得る。活性化デキストランポリマーに結合されるこれらの別の要素の必須の特徴は、遊離アミノ基の存在である。
一般に、「置換された」は、それに含まれる水素原子への１つ以上の結合が非水素原子または非炭素原子への結合によって置き換えられている、以下で定義されるように(例、アルキル基)、アルキルまたはアルケニル基を言う。置換された基はまた、炭素または水素原子への１つ以上の結合が、２重または３重結合を含むヘテロ原子への１つ以上の結合によって置き換えられている基を含む。従って、置換された基は、特に指示しない限り、１つ以上の置換基で置換されている。いくつかの実施態様において、置換された基は、1、2、3、4、5または6つの置換基で置換されている。置換基の例は、ハロゲン(すなわち、F、Cl、BrおよびI);ヒドロキシル;アルコキシ、アルケノキシ、アルキノキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ、ヘテロシクリルオキシおよびヘテロシクリルアルコキシ基;カルボニル(オキソ);カルボキシル;エステル;ウレタン;オキシム;ヒドロキシルアミン;アルコキシアミン;アラルコキシアミン;チオール;スルフィド;スルホキシド;スルホン;スルホニル;スルホンアミド;アミン; N-オキシド;ヒドラジン;ヒドラジド;ヒドラゾン;アジド;アミド;尿素;アミジン;グアニジン;エナミン;イミド;イソシアネート;イソチオシアネート;シアネート;チオシアネート;イミン;ニトロ基;ニトリル(すなわち、CN)、ハロアルキル、アミノアルキル、ヒドロキシアルキル、シクロアルキルなどを含む。好ましい実施態様において、修飾デキストランはグアニジンで置換されている。
本発明のグアニジン-ポリマー-複合体は、骨格化合物としてデキストランなどのヒドロキシルポリマーを有する化合物である。ヒドロキシルポリマーまたはデキストランの分子量は、103-106ダルトンの間である。典型的には、ヒドロキシポリマーまたはデキストランは、15〜60%の間、好ましくは20〜50%の間のグアニジン側基で置換されており、すなわち、デキストラン骨格中のグルコース部分の20-50%がグアニジン基で置換されている。
例示の場合において、アミノグアニジンは、ヒドロキシポリマーまたはデキストランポリマーとヒドラゾン結合を形成する。ヒドラゾン結合は、さらに還元され、グアニジノヒドラジン結合を生成し得る。適切なグアニジン化合物は、アグマチンおよびアミノグアニジンである。
本発明の範囲はまた、薬物をPSMA陽性細胞に標的化するための、PSMAに結合するリガンド-リンカー錯体（ここで、リガンドはモノクローナル抗体ではない）およびこのリガンド-リンカー錯体の使用を含む。本発明はまた、遊離アミン、例えば2-アミノ-ベンジルを介してデキストラン骨格に共有結合する抗癌部分または放射性核種キレーターを含む。
用語「キレート剤」または「キレーター」は、金属イオンへの供与に利用可能な２つ以上の非共有電子対を有する、分子、しばしば有機物、およびしばしばルイス塩基を言う。金属イオンは、通常２つ以上の電子対によってキレート剤へ配位される。用語「２座キレート剤」、「３座キレート剤」および「４座キレート剤」は、当該分野で承認されており、そしてキレート剤によって配位される金属イオンへの同時供与に容易に利用可能なそれぞれ２つ、３つ、および４つの電子対を有するキレート剤を言う。通常、キレート剤の電子対は、単一の金属イオンと配位結合を形成する;しかし、ある例において、キレート剤は１つより多い金属イオンと配位結合を形成し得、種々の結合様式が可能である。
大環状キレート剤による放射性核種の標的薬剤への安定な結合は、標的化された放射線治療/診断のための薬剤を生じる。放射性核種を保持するキレーターは、非標的細胞に対する放射線障害を回避するために、生理学的条件で高い安定性を有していなければならない。このような剤の構築の際、置換の程度および構築物の安定性の綿密な最適化を行うことが必須である。2-アミノ-ベンジル基の大環状放射性金属キレーターへの付加は、ケミカルハンドル、NH2基、および発色団、ベンジルを生じる。ケミカルハンドルは、還元的アミノ化のために優れており、そして発色団は構築の最適化を大いに容易にする。これは、A280での分光光度標準曲線の作成によって行われ、次いで、例えば置換の程度、すなわち大環状キレーターのカップリングの程度の決定が、標的薬剤の各誘導体の合成直後にA280で行われ得る。
本発明によれば、グルタメート-尿素-リジントリペプチドを含む修飾デキストラン複合体はまた、癌の診断または治療のために他のリガンド、例えば細胞増殖抑制化合物、ガンマ、ベータまたはアルファ放射性核種をキレートし得る放射性金属キレーターの置換を有し得る。また、リジンまたは任意の他のアミノ酸またはそれらの誘導体が、目的に応じて結合され得る。
他の官能基が、グアニジン-デキストラン-リジン-尿素-グルタメート複合体に追加的に結合され得る。これらの化合物は、化学療法薬、放射性核種、例えばTc-99m、I-131、Y-90、Re-188、Sm-153、ホルモン、ホルモンアンタゴニスト、例えばタモキシフェン、ペプチド、例えばソマトスタチン、毒素、モノクローナル抗体またはそのフラグメント、フリーラジカル捕捉剤、例えばアミフォスチンまたはタンパク質を含む。このような官能基のカップリングは、直接または官能基の含有前にヒドロキシポリマーに結合された２官能性キレートを介して達成され得る。
放射性核種または放射性金属は、種々の金属元素の多くの有用な放射性同位体を含む。適切に利用される場合、これらは価値のある放出特性を有し、単光子放出コンピューター断層撮影(SPECT、例(67)Ga、(99m)Tc、(111)In、(177)Lu)および陽電子放出断層撮影(PET、例(68)Ga、(64)Cu、(44)Sc、(86)Y、(89)Zr)などの診断画像化技術、ならびに治療用途(例(47)Sc、(114m)In、(177)Lu、(90)Y、(212/213)Bi、(212)Pb、(225)Ac、(186/188)Re)に使用され得る。放射性金属ベースの放射性医薬品の基本的な必須成分は、キレーターであり、リガンド系は、堅く安定な配位錯体における放射性金属を結合し、その結果、インビボで所望の分子標的へと適切に指向され得る。本発明において、キレーターは結合のための遊離アミン基、好ましくは2-アミノ-ベンジル基を有し、構築物におけるキレートの量の分光光度定量を可能とすべきである。
化学療法薬物および薬剤の実例は、アドレノコルチコイドおよびコルチコステロイド、アルキル化剤、抗アンドロゲン薬、抗エストロゲン薬、アンドロゲン薬、アクラマイシンおよびアクラマイシン誘導体、エストロゲン薬、代謝拮抗剤（例、シトシンアラビノシド）、プリンアナログ、ピリミジンアナログおよびメトトレキサート、ブスルファン、カルボプラチン、クロラムブシル、ススプラチンおよび他の白金化合物、タモキシフェン、タキソール、パクリタキセル、パクリタキセル誘導体、タキソテール（登録商標）、シクロホスファミド、ダウノマイシン、リゾキシン、T2トキシン、植物アルカロイド、プレドニゾン、ヒドロキシ尿素、テニポシド、マイトマイシン、ディスコデルモライド、微小管阻害剤、エポチロン、ツブリシン、シクロプロピルベンズ[e]インドロン、secoシクロプロピルベンズ[e]インドロン、O-Ac-secoシクロプロピルベンズ[e]インドロン、ブレオマイシンおよび任意の他の抗生物質、ナイトロジェンマスタード、ニトロソ尿素、ビンカアルカロイド（例、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ビンデシン、ビノレルビンおよびそのアナログおよび誘導体（例、デアセチルビンブラスチンモノヒドラジン(DAVLBH)）、コルヒチン、コルヒチン誘導体、アロコルヒチン、チオコルヒチン）、トリチルシステイン、ハリコンドリンB、ドラスタチン（例、ドラスタチン10）、アマニチン（例、a-アマニチン）、カンプトセシン、イリノテカン、および他のそのカンプトセシン誘導体、ゲルダナマイシンおよびゲルダナマイシン誘導体、エストラムスチン、ノコダゾール、MAP4、コルセミド、炎症剤および炎症性剤、ペプチドおよびペプチド模倣シグナル伝達阻害剤、ラパマイシン（例、シロリムスおよびエベロリムス）、および任意の他の薬物またはトキシンを含むが、これらに限定されない。本発明に従って化学療法薬物および薬剤を複合体に結合するために、該薬物および薬剤中に天然に存在するかまたは化学修飾によって導入された遊離アミン基が存在すべきである。
本明細書で使用される用語「ファーマコフォア」は、生物学的巨大分子によるリガンドの分子認識に必要な分子構造の抄録記述である。IUPACは、ファーマコフォアを「特定の生物学的標的との最適な超分子相互作用を確保しかつその生物学的応答を引き起こす（または妨害する）のに必要な立体的および電子的特徴の集合」であると定義する。典型的なファーマコフォアの特徴は、疎水性重心、芳香環、水素結合受容体または供与体、カチオン、およびアニオンを含む。特徴は、新規のリガンドを同定するために、類似の特性を有する異なる化学基と調和する必要がある。本明細書で使用されるファーマコフォアは、グルタメート-尿素-リジントリペプチドである。
本発明の局面は、前立腺癌、腎臓癌、膵臓癌、乳癌、結腸癌、膀胱癌、精巣癌、黒色腫、グリア芽腫、および軟部組織肉腫を含む悪性腫瘍の治療および診断のための、グアニジン-デキストラン-グルタメート-尿素-リジンPSMA結合複合体の使用である。好ましくは、悪性腫瘍は前立腺腫瘍である。
本発明は、PSMA発現腫瘍、特に前立腺癌の診断および/または治療のために使用され得る。
腫瘍は、新生物について一般的に使用されるが特定的でない用語である。単語腫瘍は単純に塊を言う。これは、良性(一般的に無害)または悪性(癌性)増殖を言うことができる一般的用語である。癌は、悪性腫瘍(悪性新生物)のための別の単語である。用語「癌」および「腫瘍」は、本明細書中、同義語として使用され、相互交換可能である。
本発明の別の局面は、グアニジン-デキストラン-グルタメート-尿素-リジンPSMA結合複合体の製造方法であり、ここで少なくとも１つの遊離アミノ基を有するグアニジン化合物が活性化デキストランおよびグルタミン−尿素−リジンと混合される。
また本発明のさらなる局面は、グアニジン-デキストラン-グルタメート-尿素-リジンPSMA結合複合体、その薬学的に受容可能な塩または溶媒和物、および薬学的に受容可能な賦形剤を含む医薬製剤である。
本発明の１つの局面はまた、有効量のグルタメート-尿素-リジンPSMA結合ファーマコフォアを含む修飾デキストラン複合体がその必要がある患者に投与されることを含む治療方法である。
本明細書で使用される表現「有効量」または「治療有効量」は、任意の医療に適用可能な合理的な利益/危険比で、動物における細胞の少なくとも亜母集団におけるいくつかの所望の治療効果を生じるのに効果的な、化合物、物質、または本発明の化合物または複合体を含む組成物、あるいは他の活性成分の量を意味する。本発明の化合物に関する治療有効量は、治療剤単独、または他の治療剤との組み合わせでの量を意味し、疾患の治療または予防において治療利益を提供する。本発明の化合物に関連して使用される用語は、全体の治療を改善する、疾患の症状または原因を低減または回避する、あるいは別の治療剤の治療効果またはそれとの相乗効果を増進する量を含み得る。
本明細書で使用されるように、用語「治療する」または「治療」は、診断、予防、治療および治癒もまた含むことを意図する。この治療を受ける患者は、一般に、霊長目、特にヒト、およびウマ、ウシ、ブタおよびヒツジなどの他の哺乳動物;および家禽およびペットを含む、必要な任意の動物である。
本発明のさらなる局面は、グルタメート-尿素-リジンPSMA結合ファーマコフォアを含む修飾デキストラン複合体および少なくとも１つの薬学的に受容可能なアジュバントを含む殺腫瘍組成物である。適切なアジュバントの例は、治療放射性核種およびアントラサイクリンである。
別の局面において、本発明による複合体を含む組成物は、患者においてPSMA発現細胞によって引き起こされる疾患の診断、画像化および/または治療のために、治療有効量の１つ以上の複合体または化合物を含む。組成物の実例は、単位用量、単位剤形などを含む。本発明による複合体を含む組成物は、他の治療活性化合物、および/または１つ以上の担体、および/または１つ以上の希釈剤、および/または１つ以上の賦形剤などを含むがこれらに限定されない他の成分および/または要素を含み得ることが理解されるべきである。別の実施態様において、患者におけるPSMA発現細胞によって引き起こされる疾患の診断、画像化および/または治療のための、化合物および医薬組成物の使用方法もまた、本明細書中に記載される。
１つの局面において、該方法は、本明細書中に記載の１つ以上の複合体を患者に投与する工程を含む。別の実施態様において、患者におけるPSMA発現細胞によって引き起こされる疾患の診断、画像化および/または治療のための医薬の製造における化合物および組成物の使用もまた、本明細書中に記載される。１つの局面において、該医薬は、本明細書中に記載の１つ以上の化合物および/または組成物の治療有効量を含む。
本発明の修飾デキストラン複合体は、結合、内在化および治療効果の発揮を含む３工程の作用機序を有する。グアニジン部分は、それらの帯電によって癌細胞への標的化を容易にし、ファーマコフォアはPSMAに結合し、そして治療部分は、癌細胞への内在化後にその効果を生じる。
本明細書中に記載の複合体および組成物は、単独で、または患者におけるPSMA発現細胞によって引き起こされる疾患の診断、画像化および/または治療に有用な、同じまたは異なる作用様式により治療的に効果的であり得る化合物を含む他の化合物と組み合わせて使用され得ることが本明細書中において理解される。さらに、本明細書中に記載の複合体および組成物は、疾患の他の症状を治療するために投与される他の化合物、例えば疼痛を低減するために投与される化合物などと組み合わせて使用され得ることが本明細書中において理解される。
医薬は、好ましくは、全身的、すなわち静脈内投与によって投与される。医薬は、局所的または部位局所的、例えば、腹腔への投与によって投与され得る。全てのこれらの投与経路が可能であり、そして特定の治療用途に依存する。
現在、前立腺癌のための適切な治療計画を選択することおよび患者の予後を改善することにおいて医師を補助するために、新たな画像化方法の重大な満たされない医学的必要性が存在する。本発明者らは、原発性前立腺癌ならびに軟組織および骨転移の両方を検出し得る本発明によるPSMA結合複合体が、この重大な満たされない必要性を満足するだけでなく、前立腺癌の検出および病期診断のための現在の枠組みを変化させることができ、また非侵襲性外部画像化による全身治療に対する応答に従う無比の機会を与えると考える。患者の管理は、これらの分子画像化薬剤が、それらのPSMA発現による前立腺腫瘍転移の位置および進行の両方を特異的に追跡するよう設計されているので、顕著に改善される。
本発明の特別な利点は、同じプラットフォームを診断および治療の両方のために使用し得ることである。本発明の修飾デキストラン複合体の使用は、より速くかつより正確な診断を可能とし、そして進行期および転移期における疾患の生物学に影響することを真に可能とし、その結果、現在の治療手段での不確かな解決視点を有する増え続ける社会的および医学的問題により効果的に対処する治療選択肢を表す。
実施例1
複合体合成
物質
デキストラン40(PhEUR; 10kD-500kD、好ましい40kDまたは70kD)(Pharmacosmos AS、デンマーク)を複合体骨格として用いた。メタ過ヨウ素酸ナトリウム(Merck AG、ダルムシュタット、ドイツ)を酸化/活性化のために用いた)。アミノグアニジン、L-リジン(Sigma-Aldrich、スウェーデン)およびPSMAリガンドグルタメート-尿素-リジン(Peptides & Elephants、受託合成)を結合のために用いた。シアノ水素化ホウ素ナトリウム(Sigma Aldrich、ストックホルム、スウェーデン)を還元的アミノ化のために用いた。PD-10使い捨てSephadex G-25カラムを分離および精製のために用いた(G&E Biotech AB、スウェーデン)。FITCはSigma Aldrichからのものであった。
活性化および複合体化
30mgのデキストランを、1 mlの蒸留H2O中、18mgの過ヨウ素酸ナトリウムと混合し、そしてpHをH2SO4で1.6に調整した。混合物を、暗闇中、磁気攪拌機でRTで45分間インキュベートした。
複合体化
30 mgの活性化デキストランを1 mlのpH 7.4の0.2 Mリン酸ナトリウム緩衝液中の20 mgのGlut-尿素-リジン + 5 mgのシアノ水素化ホウ素ナトリウムと混合し、次いで暗闇中、磁気攪拌機でRTで120分間インキュベートした。120分後、12 mgのアミノグアニジンおよび12 mgのリジンを加え、そしてインキュベーションをさらに60分間続けた。合計4 hのインキュベーション後、次いで溶液をpH 9.5の20 mMホウ酸緩衝液を溶出液として用いてPD-10カラムで精製した。
FITC標識化
1mLのpH 9.5のホウ酸緩衝液中の15 mgの複合体を、50 μgのFITCと混合し、そして暗闇中、RTで18 hインキュベートした。インキュベーション後、複合体をPD10カラムで精製し、そしてpH 6の酢酸ナトリウム中に溶出した。
細胞株および培養条件
アメリカンタイプカルチャーコレクション(ATCC, USA)から得たヒト転移性前立腺癌細胞株22Rv1、DU145およびPC3を用いた。細胞株をRPMI 1640(Sigma)を含む5 mlディッシュ(Falcon)中で培養した。2 mMグルタミン(Sigma)、10 %ウシ胎仔血清(Life Technologist)および1 %ペニシリン/ストレプトマイシン(Gibco)を培地に加えた。細胞を加湿空気および5 % CO2を有する37℃インキュベーター中で保持した。培養培地を１週間に２回交換した。細胞をトリプシン(0.5g)-EDTA(0.2g)(Sigma, USA)処理によってディッシュから取り出した。
細胞を、各細胞株について2つのウェルで各ウェル中に50 000で、8つのガラス試験容器に播種した。インキュベーター中の培地中で24 h後、細胞をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)中にすすぎ、そしてPSMA-リガンドでの遮断/阻害のあるなしで、Lig_PSMA-Dx-FITC複合体でインキュベートした。全てのインキュベーションをPBS中、RTで行った。627 μMの濃度のPSMAリガンドを用いてLig_PSMA-Dx-FITC複合体のPSMA結合を阻害した。10分後、Lig_PSMA-Dx-FITC複合体を1.25 μMの濃度で加えた。遮断なしの細胞のみをLig_PSMA-Dx-FITC 1.25 μMで10分間処理した。
さらなる10分後、細胞をPBS中に注意深くすすぎ、そして4 %ホルムアルデヒド中に10分間固定した。次いでガラスをDAPIを含む封入剤(Vectashield)で封入した。ガラスをZeiss顕微鏡で分析し、そしてAxiovisionソフトウェアを用いて写真を得た。
結果
実施例は、本発明によるグアニジン-デキストラン-グルタメート-尿素-リジンPSMA結合複合体が腫瘍細胞において選択的に蓄積されることを実証するのに役立つ。図1aは、Lig_PSMA-DX_FITC複合体がPSMA陽性腫瘍細胞22Rv1に結合することができることを示し、一方図1bは、Lig_PSMA-DX-FITC複合体がPSMAを発現しないDU145細胞に結合しないことを実証する。図3は、Lig_PSMA-DX_FITC複合体のPSMA陽性腫瘍細胞22Rv1への結合が過剰量の遊離グルタミン−尿素−リジンによって阻害され得ることをさらに示す。
実施例2
活性化および複合体化
30mgのデキストランを、1 mlの蒸留H2O中、18mgの過ヨウ素酸ナトリウムと混合し、そしてpHをH2SO4で1.6に調整した。混合物を、暗闇中、磁気攪拌機でRTで45分間インキュベートした。活性化後、混合物をPD10 sephadexカラムで精製し、そして精製および活性化したデキストランをpH 6,5の0.2M酢酸ナトリウム緩衝液中に溶出した。
複合体化
30 mgの活性化デキストランを2 mlのpH 6.4の0.2 M酢酸ナトリウム緩衝液中の40 mgのGlut-尿素-リジン + 10 mgのシアノ水素化ホウ素ナトリウムと混合し、次いで暗闇中、磁気攪拌機でRTで180分間インキュベートした。180分後、40mgのDOTAを加え、そしてインキュベーションを一晩続けた。インキュベーション後、次いで溶液をpH 6の0.2M酢酸ナトリウム緩衝液を溶出液として用いて２つのPD-10カラムで精製した(各カラムで1mLの混合物を精製した)。精製した複合体からサンプルを取り、そして分光光度計でA280で測定した。吸光度を書き留め、そしてDOTA標準曲線と比較し、そして置換の程度を計算することができた。

Claims (17)

  1. リジン−尿素−グルタメートファーマコフォアを含むことを特徴とする修飾デキストラン複合体であって、デキストランが複数のファーマコフォアと結合している、修飾デキストラン複合体。
  2. デキストラン部分が少なくとも１つの遊離アミノ基を有する化合物で置換されていることを特徴とする請求項１に記載の修飾デキストラン複合体。
  3. デキストラン部分がグアニジン化合物で置換されていることを特徴とする請求項２に記載の修飾デキストラン複合体。
  4. デキストラン部分がガドリニウム標識化金属キレートで置換されていることを特徴とする請求項２に記載の修飾デキストラン複合体。
  5. デキストラン部分に他のリガンドでの置換をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の修飾デキストラン複合体。
  6. 他のリガンドが治療化合物、細胞増殖抑制薬およびガンマ、ベータまたはアルファ放射性核種をキレート化し得る放射性金属キレーターからなる群より選ばれることを特徴とする請求項５に記載の修飾デキストラン複合体。
  7. 放射性核種がガンマ放射(テクネチウム-99m)Tc(CO)3キレート錯体、ベータ放射(レニウム-186/188)Re(CO)3キレート錯体またはアルファ放射性核種キレート錯体であることを特徴とする請求項６に記載の修飾デキストラン複合体。
  8. 前立腺特異的膜抗原(PSMA)結合複合体であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の修飾デキストラン複合体。
  9. 静脈内投与によって全身投与されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の修飾デキストラン複合体。
  10. 腹腔への投与により局所的または部位局所的に、あるいは全身投与のために静脈内に投与されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の修飾デキストラン複合体。
  11. 癌の治療、画像化または診断に使用するための請求項１〜１０のいずれかに記載の修飾デキストラン複合体。
  12. 癌が、前立腺癌、腎臓癌、膵臓癌、乳癌、結腸癌、膀胱癌、精巣癌、黒色腫、グリア芽腫および軟部組織肉腫を含む悪性腫瘍を含むことを特徴とする請求項１１に記載の修飾デキストラン複合体。
  13. 癌が前立腺癌であることを特徴とする請求項１２に記載の修飾デキストラン複合体。
  14. 請求項１〜１２のいずれかに記載の修飾デキストラン複合体および少なくとも１つの薬学的に受容可能なアジュバントを含むことを特徴とする殺腫瘍組成物。
  15. 請求項１〜１３のいずれかに記載の修飾デキストラン複合体、その薬学的に受容可能な塩または溶媒和物および薬学的に受容可能な賦形剤を含む医薬製剤。
  16. 被検体における癌の治療のための医薬の製造のための、請求項１４に記載の組成物または請求項１５に記載の製剤の使用。
  17. 少なくとも１つの遊離アミノ基を有するグアニジン化合物が活性化デキストランおよびグルタミン−尿素−リジンと混合されることを特徴とする、請求項１〜３または５〜１３のいずれかに記載の修飾デキストラン複合体の製造方法。
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