JP7068677B2 - 疾患の処置におけるマクロアザピリジノファン金属錯体の使用 - Google Patents

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Description

本発明は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置および予防における使用のためのマクロアザピリジノファンの金属錯体、およびその組成物に関する。
リソソームおよびプロテアソームは細胞内沈着物の蓄積を排除するための2つの主要な細胞経路である。リソソームは、エンドサイトーシスを介して、細胞内でタンパク質、核酸または脂質を分解するのに重要であるが、オートファジーとして知られるプロセスにおいて、プロテアソームが、真核生物における細胞内タンパク質の主な原因である。
オートファジーは、古くなった細胞成分をリサイクルし、損傷された細胞小器官およびタンパク質凝集体を排除するために使用されるリソソーム分解プロセスである。オートファジーのプロセスは複数のステップを含む:オートファジーの誘導後、細胞質の一部は、器官全体を含むことができ、二重膜によって捕捉され、オートファゴソームを形成する。その後、オートファゴソームはエンドソームおよびリソソームと融合し、オートリソソームを形成する。その後、器官および高分子の完全な消化が行われる。オートファゴソーム膜の伸長は、主にタンパク質結合の2つの系によって制御されている。一方の系は、Atg12およびAtg5の共役を意味し、他方の系は、LC3-Iとして知られるLC3のサイトゾル型を、オートファゴソーム膜に関連するLC3-IIとして知られる脂質型に変換することを意味する。LC3-IIタンパク質のレベルは現在、オートファジー活性の最も容認されて使用されるバイオマーカーである。
他方では、いくつかの研究によって、老化の際にタンパク質恒常性が崩壊すると、折り畳まれていない、誤って折り畳まれた、または凝集されたタンパク質が蓄積され、多くの加齢性疾患を引き起こすことが実証された。プロテオームを維持するための主要なメカニズムの1つは、プロテアソーム系であり、損傷されたまたは誤って折り畳まれたタンパク質の排除を確保するため、老化を遅らせる上で中心的な役割を果たす。
最終的に、いくつかの疾患は、オートファジーおよびプロテアソーム活性における欠陥を示し、細胞にタンパク質、脂質または他の分子を蓄積させる。実際、ニューロンは、損なわれたオートファジーまたはプロテアソーム活性に対して特に脆弱な細胞である。例えば、ハンチントン病の原因となるタンパク質である、変異ハンチンチンは、哺乳類において遍在的に発現される。しかしながら、この分子が凝集体に崩壊し、ニューロンの核内および周囲に蓄積した後、神経系のみが実質的な障害を被る。他のすべての組織および細胞のタイプは明らかに影響を受けないままである。したがって、タンパク質の沈着または蓄積を示す疾患には、オートファジーまたはプロテアソーム活性のいずれかを介して、それらの内部沈着物を排除する細胞の問題が明らかにある。
したがって、細胞内沈着物の蓄積を示す疾患であって、蓄積がこれらの沈着物の異常な蓄積をもたらす代謝欠損に起因し、正常な細胞オートファジーまたはプロテアソーム活性がそれらを排除できない疾患、または蓄積が、不完全なオートファジーまたはプロテアソーム活性に起因する疾患を処置する必要がある。
付与された特許EP2492270および米国特許第9145386号は、以下にAまたはBとして説明される化合物を含む金属錯体に言及している。前記化合物は、大環状のポリアザピリジノファン中心構造にキノロン複素環が結合した中心構造を含み、該キノロン複素環は、4位によってメチレン基(または橋)に結合し、メチレン基(または橋)は、(以下のAとして示される)トリアザピリジノファン中心構造に連結されたエチルアミン鎖の-NH基に順に結合されるか、あるいは、前記キノロン複素環は、(以下のBとして示される)トリアザピリジノファン中心構造に連結されたエチルアミン鎖の-NH基に順に結合されるメチレン基に2位によって結合される。
Figure 0007068677000001
上記のAまたはBとして示される化合物を含む前記金属錯体のファミリーは、引用された特許によれば、その病因が内因性SODの活性の障害または内因性SODにおける欠乏に起因する治療的疾患を処置するのに有用である(EP 2492270[0001]を参照のこと)。
本発明は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患、および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置における使用のための、一般式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体に関する。
Figure 0007068677000002
したがって、本明細書に開示される金属錯体は、キノロン部分の4位によって連結されたトリアザピリジノファン中心を特徴としている。
本明細書において開示される実験データは、金属錯体のファミリーの選択にのみ関連し、金属錯体のファミリーに特徴的なキノロン複素環は、4位によって(Aとして示される)トリアザピリジノファン中心構造に結合される。
開示される一実施形態は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置における使用のための本明細書の上述の金属錯体を指し、金属イオンは二価金属イオンである。
開示される別の実施形態は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置における使用のための本明細書に上述の金属錯体を指し、二価金属イオンは、Cu(II)、Fe(II)、Zn(II)またはMn(II)から独立して選択され得る。
細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置において使用する上記の金属錯体の別の実施形態は、式(I)の化合物およびMn(II)を含む金属錯体(II)である。
開示される実験データは、オートファジーおよび/またはプロテアソーム活性の活性化が、上述の特許文書(EP2492270、米国特許第9145386号およびWO 2015124824)に開示されるトリアザピリジノファン金属錯体のファミリーの特定の選択に対してのみ存在することを示している。
実際、本発明は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置における使用のための、キノロン部分が4位によってトリアザピリジノファン中心構造に結合される、金属錯体の特定の選択に関する 。
さらに、本発明の一実施形態は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置における使用のための、少なくとも1つの賦形剤または担体と一緒に、上述の一般式(I)の化合物、および少なくとも1つの金属イオンを含む有効量の金属錯体を含む組成物に関する。
好ましくは、前記金属イオンは二価金属イオンであり、より好ましくは、前記二価金属イオンは、Cu(II)、Fe(II)、Zn(II)またはMn(II)から独立して選択され得、さらにより好ましくはMn(II)である。
金属錯体(II)の存在下または非存在下におけるヒト線維芽細胞上のLC3-IIのレベルであって、完全および絶食培地(Krebs-Henseleit)の対照細胞株(C1およびC2)ならびにラフォラ患者の細胞株(L1、L2およびM1)上のLC3-IIレベルにおける金属錯体(II)の効果を示す。 金属錯体(II)の存在下または非存在下におけるヒト線維芽細胞のLC3-IIのレベルであって、完全および絶食培地の対照細胞株(C1およびC2)およびL3ならびにM1ラフォラ患者の細胞株(L1、L2およびM1)のLC3-IIレベルにおける金属錯体(II)の効果を示す。 6時間の間に5μMでの金属錯体(II)の非存在下または存在下で試験された、蛍光GFP-LC3でトランスフェクトした、ラフォラ患者からのヒト線維芽細胞(L-3として示される)および健康なヒト線維芽細胞(C-1して示される)を示す。目に見える点は、オートファジーの液胞を示す。図面の下部にある白線は、参照用に使用されており、10μmを表す。 1μM、5μMおよび10μM濃度(それぞれ、2、3および4として標識された)金属錯体(II)の非存在下(1として標識された)または存在下で試験された健康な、またはラフォリン(3349Bのラフォリン突然変異ではL1および3348Dのラフォリン突然変異ではL2)およびマリン(3349Bのマリン突然変異ではM1)において突然変異を有するヒト線維芽細胞(細胞株3349Bおよび3348D)のLC3-IIレベルを示す。ラパマイシンを陽性対照(5として標識された)として使用した。ラベル5はローディングのエラーである。 ヒト皮膚線維芽細胞における金属錯体(II)によるプロテアソームのキモトリプシン様活性化を示すインビトロ研究を示し、結果は、対照に正規化された相対発光単位(RLU)で測定される。図3Aは、未処理細胞の対照に対しても5μMのピトレン 2Qで実施した試験を示す。ピトレン 2Qは、金属錯体(II)として、トリアザピリジノファン中心構造を含むMn(II)錯体でもあるが、キノロン複素環は、2位によって前記トリアザピリジノファン中心構造に結合される。したがって、ピトレン 2Qにおけるキノロン複素環は、本明細書に開示される金属錯体におけるように4位ではなく、2位によってトリアザピリジノファン中心構造に結合される。 ヒト皮膚線維芽細胞における金属錯体(II)によるプロテアソームのキモトリプシン様活性化を示すインビトロ研究を示し、結果は、対照に正規化された相対発光単位(RLU)で測定される。図3Bは、未処理細胞の対照に対して5μMの金属錯体(II)で実施した試験を示す。 モデルワーム線虫(C.elegans)のグラフィカルな表現および穏やかなタッチ感度(爪楊枝の端に接着された眉毛)をテストするための器具を示す。 図5Aは、トランスジェニックワーム(C.elegans)の頭部の共焦点画像を示し、FLP機械感覚ニューロンにおける110Q::TdTomatoの発現(丸で囲んだ部分)を示す。ライトグレーの組織は、導入遺伝子のマーカー(すなわち、咽頭で発現される緑色蛍光タンパク質(GFP))である。図5Bは、110Q::TdTomatoの凝集体(丸で囲んだ部分)を発現するFLPニューロンを示す共焦点画像を示す。図5Cは、神経障害(野生型動物よりも低い機械感覚)を示す110Q::TdTomatoを発現する3つの独立した株のタッチアッセイを示す。図5Dは、金属錯体(II)が用量依存的に110Q::TdTomato発現による神経障害を救助する方法を示す。その試験は、対照Cとして(神経障害を示す110Q::TdTomatoを発現する)未処理動物を使用して実施された。図5Cおよび図5Dの結果は、タッチ応答を示す個体の%として表された。メトホルミン(METF)を陽性対照として使用した。 金属錯体(II)を線虫のハンチントン病モデルにおける異なる濃度で穏やかなタッチ感度で試験した、図5Dによって表される3回の反復試験の結果を示す。その試験は、対照Cとして(神経障害を示す110Q::TdTomatoを発現する)未処理動物を使用して実施された。結果は、タッチ応答を示す個体の%として表された。メトホルミン(METF)を陽性対照として使用した。 金属錯体(II)が、試験された用量に有意な変化をもたらさない化合物2Qに対して、用量依存的に110Q::TdTomato発現による神経障害を救助する方法を示す。その試験は、対照Cとして(神経障害を示す110Q::TdTomatoを発現する)未処理動物を使用して実施された。メトホルミンを陽性対照として使用した。結果は、タッチ応答動作を示す個体の%として表された。 対照(左から1列目)として(神経障害を示す110Q::TdTomatoを発現する)未処理動物と比較して、金属錯体(II)が110Q::TdTomato発現による神経障害を救助する方法(左から3列目)を示す。結果は、タッチ応答を示す個体の%として表された。しかしながら、クロロキンのようなオートファジーの特定の阻害剤が金属錯体(II)と組み合わせて使用された場合、救助は検出されなかった(左から4列目)。クロロキンは、110Q::TdTomato発現によるタッチ応答障害(左から1列目)に追加のタッチ応答障害(左から2列目)を引き起こさない。
したがって、本発明は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患、および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置における使用のための、一般式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体に関する。
Figure 0007068677000003
本明細書に記載されるように、金属錯体は、化合物と少なくとも1つの金属イオンとの分子会合、特に一般式(I)の化合物と少なくとも1つの金属イオンとの分子会合を指す。
本発明の一実施形態は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置における使用のための、式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体に関し、前記金属イオンは二価金属イオンである。
本発明の別の実施形態は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置における使用のための、式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体に関し、前記二価金属イオンは、Cu(II)、Fe(II)、Zn(II)またはMn(II)から独立して選択される。
本発明の別の実施形態において、金属錯体は、式(I)の化合物およびMn(II)を含む金属錯体(II)である。
本発明の文脈において、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患は、ハンチントン病、プリオン病、限局性糸球体硬化症、AAT欠乏症(α-1-アンチトリプシン欠乏症)、スフィンゴリピドース、ニーマン-ピックC型疾患(NPC)、ウォルマン病およびコレステリルエステル蓄積症(CESD)、グリコーゲン貯蔵病、ガラクトース血症、遺伝性フルクトース不耐性、ムコ多糖症、ピルビン酸代謝障害、ホスホグリセリン酸キナーゼ欠損症、ラフォラ病、副腎白質ジストロフィー、オートファジー液胞ミオパチー、ダノン病、大脳海綿状奇形(CCM)、顆粒状角膜ジストロフィー2型(GCD2)、慢性腎疾患(CKD)、ベツレムミオパシーとしての遺伝性筋疾患、Ullrich先天性筋ジストロフィーおよび筋硬化症、封入体筋炎に関連する疾患、HIV、アデノウイルス、B型肝炎またはHTLVとしてのウイルス感染、シェーグレン症候群、敗血症または代謝性アシドーシスを指すが、これらに限定されない。
特に、本発明の一実施形態は、本発明によれば、細胞内沈着物の蓄積および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置における使用のための、式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体に関し、疾患は、ハンチントン病、プリオン病、白内障、限局性糸球体硬化症、AAT欠乏症、スフィンゴリピドース、ニーマン-ピックC型疾患(NPC)、ウォルマン病およびコレステリルエステル蓄積症(CESD)、グリコーゲン貯蔵病、ガラクトース血症、遺伝性フルクトース不耐性、ムコ多糖症、ピルビン酸代謝障害、ホスホグリセリン酸キナーゼ欠損症、ラフォラ病、副腎白質ジストロフィー、オートファジー液胞ミオパチー、ダノン病、大脳海綿状奇形(CCM)、顆粒状角膜ジストロフィー2型(GCD2)、慢性腎疾患(CKD)、ベツレムミオパシー、ウールリッヒ型先天性筋ジストロフィー、筋硬化症、封入体筋炎、HIV、アデノウイルス、B型肝炎、HTLV、シェーグレン症候群、敗血症または代謝性アシドーシスから独立して選択される。好ましくは、疾患は、ラフォラ病、副腎白質ジストロフィーまたはハンチントン病から独立して選択される。より好ましくは、前記疾患はラフォラ病またはハンチントン病である。
本明細書に開示される式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体は、不完全なオートファジーおよび/またはプロテアソーム活性を示す細胞において、オートファジーおよびプロテアソーム活性を刺激または活性化する。本明細書に開示される金属錯体は、また、不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性を示す疾患の症状を軽減させることができる。
本発明の一実施形態は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置における使用のために本明細書で上述した、式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体に関し、前記疾患は加齢性疾患である。
本明細書の目的のために、加齢性疾患は、細胞老化および細胞損傷の蓄積、特に脂質、炭水化物またはタンパク質沈着物である細胞内沈着物の蓄積に順に関連する老化の増加に関連する疾患である。
本開示の文脈において、脂質、炭水化物またはタンパク質沈着物の蓄積に順に関連する前記加齢性疾患は、AAT欠乏症(α-1-アンチトリプシン欠乏症)、ハンチントン病、プリオン病、限局性糸球体硬化症、スフィンゴリピドーシス、ニーマン-ピックC型疾患(NPC)、ウォルマン病およびコレステリルエステル蓄積症(CESD)、グリコーゲン貯蔵病、ガラクトース血症、遺伝性フルクトース不耐性、ムコ多糖症、ピルビン酸代謝障害またはホスホグリセリン酸キナーゼ欠損症に関連する疾患を指すが、これらに限定されない。
本発明の別の実施形態は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置における使用のための、本明細書で上述した、式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体に関し、前記疾患はラフォラ病またはハンチントン病から独立して選択される。
本発明の一実施形態は、細胞内沈着物の蓄積を示す疾患の処置における使用のための、本明細書で上述した、式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体に関する。
好ましい実施形態において、前記疾患は、ラフォラ病、副腎白質ジストロフィーまたはハンチントン病から選択され、より好ましくは、ラフォラ病またはハンチントン病から選択される。
ラフォラ病は、ラフォラ進行性ミオクローヌスてんかんまたはMELFとも呼ばれ、心臓、肝臓、筋肉および皮膚の細胞の細胞質内の封入体(ラフォラ体)の存在によって特徴付けられる常染色体劣性遺伝障害である。ラフォラ患者は、ラフォリンまたはマリンタンパク質において変異を示す。
本明細書に開示される式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体は、実施例1(図1および2)に示されるように、不完全なオートファジーを示すラフォリンおよびマリンタンパク質における変異を有するラフォラ病患者の細胞内のオートファジーを活性化する。実際、実施例1では、健康な人からの線維芽細胞およびラフォラ病患者からの線維芽細胞がテストされた。結果は、すべての線維芽細胞が、金属錯体(II)を用いた処理後にLC3-IIタンパク質のより高いレベルを有することを示し、LC3-IIの量はオートファジー活性化のレベルを示す(図1および2)。
最初のテストは、完全培地を用いておよび絶食培地を用いて実行された。培地から栄養分を部分的に除去すると、細胞の絶食状態(絶食培地)を模倣し、細胞を刺激してオートファジーを活性化し、内部構造の分解からエネルギーを獲得する。
ラフォラ患者に存在する不完全なオートファジーを、図1A、図1Bに示す。ラフォリンおよびマリンに変異を有する未処理細胞株(L1、L2、L3またはM1)は、完全培地および絶食培地の両方で、未処理対照細胞株(C1およびC2)よりも低いLC3-IIレベルを示す。
対照線維芽細胞およびラフォラ患者からの線維芽細胞(図1Aおよび1B)は、6時間の間5μMの濃度で金属錯体(II)を用いて処理した後、LC3-IIタンパク質のより高いレベルを有する。
絶食培地においておよび金属錯体(II)の非存在下において、完全培地中の同じ細胞で行われた試験と比較すると、タンパク質LC3-IIのレベルの増加が見られ、栄養素の非存在下でオートファジーが増加することが確認される。金属錯体(II)で処理すると、未処理細胞に照らし合わせると、LC3-IIのレベルがさらに増加し、金属錯体(II)で処理された細胞におけるオートファジーレベルの増加が確認される。
別の研究が、1、5および10μMの濃度で金属錯体(II)をテストするために実施された。健康なヒト線維芽細胞またはラフォリンおよびマリンに変異を有するヒト線維芽細胞のLC3-IIのレベルを、金属錯体(II)の非存在下(1として標識される)または存在下で、1μM、5μMおよび10μMの濃度(それぞれ2、3および4として標識される)で試験した。ラパマイシンを陽性対照(5として標識される)として使用した。再び、ラフォラ患者に存在する不完全なオートファジーは、健康な未処理細胞と未処理のラフォラ細胞のLC3-IIのレベルを比較して、図2のこの研究でも見られる。研究の結果を図2に示し、そこでは、金属錯体(II)は、培地に添加されるとオートファジーを増加させ、正常なヒト線維芽細胞およびラフォリンまたはマリンを欠く線維芽細胞におけるより高いレベルのLC3-IIタンパク質を示す。
LC3-IIの量がオートファジー活性化のレベルを示すことを考慮すると、前記データは、金属錯体(II)が健康な細胞およびオートファジー欠損細胞でオートファジーを刺激または活性化することを示す。
本明細書に開示された金属錯体のオートファジーに対する効果を研究するための異なる実験を使用して、GFP-LC3でトランスフェクトされた細胞を用いた蛍光試験が行われた(図1C)。この実験では、健康なヒト線維芽細胞(対照C-1)およびラフォラ患者からの線維芽細胞(L-3)を、金属錯体(II)の非存在下または存在下でテストした。図1Cに示す結果は、オートファジーが金属錯体(II)の存在下で増加される(オートファジー液胞の増加により測定される)ことを示し、このことは、金属錯体(II)がオートファジーを刺激または活性化することを再び示す。
ハンチントン病は、ハンチンチン(Htt)と呼ばれる遺伝子の個体の2つのコピーのいずれか1つにおける常染色体優性突然変異によって引き起こされる。ヒトにおけるHttの機能は不明である。ハンチンチンタンパク質をコードする遺伝子におけるCAG(シトシン-アデニン-グアニン)トリプレットリピートの拡大は、グルタミンの長い軌跡をコードする異常なタンパク質をもたらし、それ自体および他のタンパク質と凝集する傾向がある。変異ハンチンチン(mHtt)のこの「粘着性」の状態は、多くの重要なニューロンの事象(例えば、シナプス伝達、軸索輸送、転写)を妨げ、完全に理解されていないメカニズムを通じて脳内の細胞を徐々に損傷する。したがって、この疾患はニューロン内のmHttタンパク質の蓄積によって引き起こされる。本明細書に開示された金属錯体を用いたプロテアソームおよび/またはオートファジー活性化を介したこれらの沈着物の分解は、実施例3における線虫のハンチントン病モデルで示される症状の後退をもたらす。
線虫は、神経回路を使用して多様な機械的刺激を検出し、これに応答する。これらの刺激は、身体に送達される優しいタッチ刺激、中間体への厳しいタッチ、頭または尾への厳しいタッチ、鼻のタッチ、およびテクスチャを含む。穏やかなタッチ感度をテストするために最初にかつ最も一般的に使用される方法は、爪楊枝の端に接着された眉毛で動物を撫でることである(図4)。
実施例3で使用された線虫動物は、図5Aおよび5Bに示すように、機械感覚ニューロン中の赤色蛍光タンパク質TdTomatoのための遺伝子(110Q::TdTomato)とインフレームで融合される110CAGを発現した。110Q::TdTomatoを発現する動物は、図5Cに示すように、野生型動物(WT)に対して神経障害を示し、110Q::TdTomatoを発現する神経障害動物(3つの異なる系統)で実施された試験で得られたタッチ応答を示す動物の%は、WT動物で得られたものよりも有意に低い。
図5D(および図6に示される上記試験の3回の繰り返し)は、用量依存的に、未処理動物と比較する場合金属錯体(II)で処理された動物におけるタッチ応答を示す個体の%の有意な改善を示す。したがって、結果は、金属錯体(II)によって例示される本発明の金属錯体が、用量依存的に、110Q::TdTomatoを発現する線虫のハンチントン病モデルにおいて示される症状を著しく改善できることを示す。
この活性とは対照的に、図7は、未処理動物と比較した場合、2Qで処理した動物における%タッチ応答の有意な改善を示さず、したがって、2Qは、試験した用量のいずれかでの線虫ハンチントン病モデルにおけるタッチ応答を有意に改善しなかった。
2Qと金属錯体(II)との間の構造的な違いは、本明細書に開示された金属錯体の特定のファミリーにより提供されるプロテアソームおよび/またはオートファジー活性化に驚くほど関与している。上述のように、本明細書に開示される式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体は、分子のトリアザピリドファン中心構造に4位によって結合されたキノロン部分を特徴とするが、トリアザピリドファン中心構造を特徴とする化合物である2Qは、代わりに2位によって結合されたキノロン部分を特徴とする。
上記のすべての結果は、金属錯体(II)がニューロンの110Q::TdTomatoによって生じる毒性効果を救うことができ、タッチ反応を示す動物の%を有意に増加させることを強く支持する。
また、このニューロンの救済効果がオートファジーによって特異的に生成されるかどうかも試験された。これは、実施例3で説明されるように行われ、線虫のワームは、金属錯体(II)およびオートファジーの周知の阻害剤であるクロロキンの存在下でインキュベートされた。図8が示すように、両方の化合物の存在下で培養された動物はもはや救済されず、このことは、金属錯体(II)の有益な効果はオートファジーによるものであることを示唆している。
本発明の別の実施形態は、不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置において使用するための、本明細書で上述した式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体に関する。
実施例2は、金属錯体(II)によって例示される本発明の化合物が、プロテアソーム活性を刺激する方法を示す(図3B)。2Qも同じ試験条件で試験された。図3Aは、金属錯体(II)によって示される活性とは対照的に、化合物2Qがプロテアソーム活性を刺激しないことを示す。
再び、それらの結果は、2Qと金属錯体(II)との間の構造的な違いを示し、キノロン複素環は、それぞれ、4位ではなく2位によってトリアザピリドファン中心構造に結合し、驚くべきことに、プロテアソームおよび/またはオートファジー活性化を有する本明細書に開示される金属錯体の選択を提供する。
本発明の一実施形態は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置における使用のための、少なくとも1つの賦形剤または担体と一緒に、本明細書で上述したような一般式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体を含む、組成物または医薬組成物に関する。
本開示の目的のために、許容可能な賦形剤または担体は、水、生理食塩水、アルコール、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエトキシ化ヒマシ油、落花生油、オリーブ油、乳糖、白土、ブドウ糖、果糖、マンニトール、シクロデキストリン、アミロース、ステアリン酸マグネシウム、 タルク、ゼラチン、寒天、ペクチン、デンプン、アカシア、ステアリン酸またはセルロースの低級アルキルエーテル、ケイ酸、脂肪酸、脂肪酸アミン、脂肪酸モノグリセリドおよびジグリセリド、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン、ヒドロキシメチルセルロース、またはポリビニルピロリドンなどである。
別の実施形態は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置における使用のための、少なくとも1つの賦形剤または担体と一緒に、本明細書で上述した一般式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む有効量の金属錯体を含む組成物を開示する。
一般に、有効量の対象化合物が、処置において使用される。本発明に従って使用される化合物の用量は、化合物および処置される状態、例えばレシピエント患者の年齢、体重、および臨床状態に応じて変化する。その他の要因には、投与経路、患者、患者の病歴、疾患進行の重症度、および特定の化合物の効力が含まれる。投与量は、患者に容認できない毒性を生じることなく、処置される疾患の症状または徴候を改善するのに十分であるべきである。一般的に、化合物の有効量は、臨床医または他の資格のある観察者が指摘するように、症状の主観的な軽減または客観的に特定可能な改善のいずれかを提供する量である。
本発明の別の実施形態は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置における使用のための少なくとも1つの賦形剤または担体とともに、本明細書に記載の一般式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む有効量の金属錯体を含む、本明細書に記載の使用のための組成物に関し、前記組成物は、必要に応じて、少なくとも第2の活性化合物をさらに含む。
前記第2の活性化合物は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患、および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置において使用される化合物に対応し、メトホルミン、核酸、抗体、microRNA、抗酸化剤、ポリフェノール化合物、ドーパミン作動性阻害剤、コリンエステラーゼ阻害剤、リルゾール、クルクミン、および細胞治療薬を含むが、これらに限定されない。
したがって、本発明の実施形態は、本明細書で上述のような使用のための組成物を指し、ここで、第2の活性成分は、メトホルミン、核酸、抗体、microRNA、抗酸化剤、ポリフェノール化合物、ドーパミン作動性阻害剤、コリンエステラーゼ阻害剤、リルゾールまたはクルクミンから独立して選択される。
本発明の一実施形態において、前記組成物は、少なくとも1つの賦形剤または担体とともに、本明細書で上述した一般式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む有効量の金属錯体を含み、前記金属イオンは二価イオンである。より好ましくは、前記二価金属イオンは、Cu(II)、Fe(II)、Zn(II)またはMn(II)から選択される。
本発明の別の実施形態は、本明細書で上述のような使用のために、本明細書で上述したような一般式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む有効量の金属錯体、ならびに少なくとも1つの賦形剤または担体を含む組成物を開示し、ここで、前記金属錯体は金属錯体(II)である。
本発明の別の実施形態は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置において使用するための、本明細書に上記の組成物を開示し、前記疾患は加齢性疾患である。
本発明の一実施形態は、細胞内沈着物の蓄積を示す疾患の処置において使用するための、本明細書で上述したような組成物を開示する。好ましい実施形態において、前記疾患は、ラフォラ病、副腎白質ジストロフィーまたはハンチントン病から選択され、より好ましくは、ラフォラ病またはハンチントン病から選択される。
本発明の別の実施形態は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患、および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置における使用のための、少なくとも1つの賦形剤または担体とともに、本明細書で上述した一般式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む有効量の金属錯体を含む組成物を開示し、前記疾患は、ラフォラ病またはハンチントン病から独立して選択される。
一実施形態は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なあるオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置のための薬剤の製造における、本明細書で上述した一般式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体の使用を開示する。好ましくは、前記金属イオンは、二価イオンであり、より好ましくは、Cu(II)、Fe(II)、Zn(II)またはMn(II)から独立して選択される。
別の実施形態は、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患、および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置のための薬剤の製造において、本明細書で上述した一般式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体の使用を開示し、前記金属錯体は金属錯体(II)である。
開示される本発明の一実施形態は、本明細書で上述した一般式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む有効量の金属錯体を、細胞内沈着物の蓄積を示す疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患に罹患している個体に投与する工程を含む、処置の方法を提供する。好ましくは、前記金属イオンは二価イオンであり、より好ましくは、Cu(II)、Fe(II)、Zn(II)またはMn(II)から独立して選択される。
開示される一実施形態は、本明細書で上述した一般式(I)の化合物および少なくとも1つの金属イオンを含む有効量の金属錯体を、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患に罹患している個体に投与する工程を含む処置の方法を提供し、前記金属錯体は金属錯体(II)である。
(実施例1:ラフォラ病におけるオートファジー活性化の研究)
健康な個体からの2系統の線維芽細胞(対照C1およびC2)およびラフォラ病患者からの3系統の線維芽細胞(L1およびL2ラフォリン欠損、M1マリン欠損)をテストした。
すべての細胞株を、Centro de Investigacion Principe Felipe(CIP F))コレクションから入手した。ラフォリンを欠くラフォラ患者から使用されたすべての細胞株[Aguado et al.,2010、Human Molecular Genetics 19,2867-2876;Knecht et al.,2010、Autophagy,991-993]or malin[Criado et al.,2012,Hum。Mol.Genetics 21,1521-1533;Knecht et al.,2012,autophagy 8,701-703]には、オートファジーに欠陥がある。
1.1.LC3-IIレベルの研究
前述のように、LC3-IIタンパク質のレベルは、今日ではオートファジー活性の最良のバイオマーカーである。
以前に記載されているように[Moruno-Manchon at al.,Biochem.J.449,497-506]、完全培地および絶食培地(すなわち、培地から栄養素を部分的に除去する)中ですべてインキュベートされた上述の細胞株(C1、C2、L1、L2、M1、A1、A2およびA3)におけるLC3-IIタンパク質のレベルは、ウェスタンブロット分析によって評価された。オートファジーの流れを決定するために、リソソームの分解が、[Fuertes at al.,2003 Biochem.J.375,75-86]に記載のように、(0.2mMのロイペプチンおよび20mMのNHClを使用して)阻害され、これにより、LC3-IIタンパク質の蓄積が可能になる。LC3に対するおよび(電荷対象として使用された)アクチンに対する抗体を使用した。
(結果研究1)
研究1を、細胞株C1およびC2(健康な個体)、L1、L2およびM1(ラフォラ患者)において、5μMの金属錯体(II)での処理によりおよび処理を行うことなく実施した。
研究を、完全培地および絶食培地を使用して、それぞれのケースで実施した。培地から栄養分を部分的に除去すると、細胞の絶食状態(絶食培地)を模倣し、細胞を刺激してオートファジーを活性化し、内部構造の分解からエネルギーを獲得する。図1に示すように、対照線維芽細胞(細胞株C1、C2)、ラフォラ患者からの線維芽細胞(図1Aの細胞株L1、L2およびM1、ならびに図1Bの細胞株L3およびM1)は、6時間の間に5μMの濃度で、金属錯体(II)で処理した後により高いLC3-IIタンパク質のレベルを有する。したがって、結果は、金属錯体(II)で処理した健康な細胞株およびラフォラ患者細胞株の両方でオートファジーの増加を示す。
(結果研究2)
健康なヒト線維芽細胞、またはラフォリン(L1およびL2)およびマリン(M1)に変異を有するヒト線維芽細胞(3349Bおよび3348D)におけるLC3-IIのレベルを、1μM、5μMおよび10μM濃度(それぞれ、2、3および4として標識された)金属錯体(II)の非存在下(1として標識された)または存在下で試験した。ラパマイシンを陽性対照(5として標識された)として使用した。
図2に示すように、1μM、5μMおよび10μM濃度の金属錯体(II)は、ラフォリンおよびマリンを欠くヒト線維芽細胞上の培地に添加された場合、オートファジーの欠陥を改善した。LC3-IIの量はオートファジー活性化のレベルを示す。
1.2.オートファジー空胞の数の研究
この試験は、金属錯体(II)で処理された細胞におけるオートファジーのレベルを決定するために、GFP-LC3蛍光トランスフェクト細胞の研究とともに実施された。健康なヒト線維芽細胞およびラフォラ患者からの線維芽細胞を、6時間の間に0.5μgのpEGFP-LC3に一時的にトランスフェクトした。トランスフェクションの約24時間後、細胞の一部を6時間の間に5μMの金属錯体(II)で処理した。処置の最後の90分の間に、リソソーム阻害剤(0.2Mのロイペプチン+20mMのNHCL)を添加した。
図1Cに示すように、金属錯体(II)は、ヒト線維芽細胞(健康なヒト線維芽細胞またはラフォラ病を示すヒト線維芽細胞の両方)において、オートファジー液胞の数を増加させ、それによってオートファジーを増加させた。
(実施例2:プロテアソームのキモトリプシン様活性化)
ヒト皮膚線維芽細胞における金属錯体(II)を用いたプロテアソームのキモトリプシン様活性化を示すためのインビトロ研究。結果は、対照に正規化された相対発光単位(RLU)で測定される。図3Bは、5μMの濃度での金属錯体(II)を用いた処理が、対照の未処理の初代ヒト皮膚線維芽細胞と比較した場合、プロテアソームのキモトリプシン様活性化を、64.0e16.0%(P値=0.0103)刺激することを示す。この研究は、また、トリアザピリジノファン中心構造を含むMn(II)錯体である、2Qでも行われたが、2Qにおけるキノロン複素環は、本明細書に開示される金属錯体におけるように4位によってではなく2位によって、トリアザピリジノファン中心構造に結合されている。図3Aに示されるように、前記化合物はプロテアソーム活性に対して有意な効果を示さなかった。
以下の表は、金属錯体(II)を使用して実施した試験の結果も要約している。
Figure 0007068677000004
これは、キノロン部分が4位によってトリアザピリジノファン中心構造に結合される本明細書に開示される金属錯体のみが、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性に関連する疾患の処置において有用であることを確認する。
(実施例3:線虫のハンチントン病モデルにおける応答活性化)
この研究は、金属錯体(II)の投与が、Caenorhabditis elegans(線虫)ハンチントン病モデルにおける神経感度(穏やかなタッチ感度)を改善するかどうかを評価するために実施された。
線虫は、神経回路を使用して多様な機械的刺激を検出し、これに応答する。これらの刺激は、身体に送達される優しいタッチ刺激、中間体への厳しいタッチ、頭または尾への厳しいタッチ、鼻のタッチ、およびテクスチャを含む。
穏やかなタッチ感度をテストするために最初にかつ最も一般的に使用される方法は、爪楊枝の端に接着された眉毛で動物を撫でることである(図4)。
機械感覚ニューロン凝集体内で、インフレームで融合され、神経障害を誘発される110CAGを発現している線虫を、使用した。図5Aは、FLP機械感覚ニューロン(丸で囲まれた部分)において110Q::TdTomatoの発現を示す線虫トランスジェニックワームの頭部の共焦点画像を示す。ライトグレーの組織は、導入遺伝子のマーカー(すなわち、咽頭で発現される緑色蛍光タンパク質(GFP))である。図5Bは、110Q::TdTomatoの凝集体(丸で囲まれた部分)を発現するFLPニューロンを示す共焦点画像を示す。
線虫の神経障害を図5Cに示し、ここでは、図4で説明したように、110Q::TdTomatoを発現する3つの独立した株を、タッチアッセイを使用してテストした。110Q::TdTomatoを発現するテストされた3つの株はすべて、野生型動物の結果(WTと標識される)と比較する場合、図5Cで見られるように、神経障害(タッチ応答を示す個体の%として示されるより低い機械感覚)を示した。
図5Dは、金属錯体(II)が用量依存的に110Q::TdTomato発現による神経障害を救助する方法を示す。試験を、対照Cとして(110Q::TdTomatoを発現し、したがって神経障害を示す)未処理動物を使用して実行し、2mMのメトホルミンで処理された動物を陽性対照として使用した。結果は、図6に示す3つの実験の繰り返しに基づいている。各試験は、対照として未処理動物を使用して、陽性対照として2mMの濃度で、メトホルミンで処理された動物を使用して、5、10および20μM濃度の金属錯体(II)を用いて(神経障害を示す110Q::TdTomatoを発現する)動物を処理して行われた。
図7は、金属錯体(II)が試験された用量において有意な変化をもたらさない化合物2Qに対して、用量依存的に110Q::TdTomato発現による神経障害をどのように救済できるかを示す。試験を、対照Cとして(神経障害を示す110Q::TdTomatoを発現する)未処理動物を使用して実行した。メトホルミンを再び陽性対照として使用した。再び、これらのデータは、キノロン部分が4位によってトリアザピリジノファン)中心構造に結合されている本明細書に開示される金属錯体の選択のみが、細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患および/または不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性の処置において有用であることを示す。
最後に、金属錯体(II)の処理で示される110Q::TdTomato発現による神経障害の救済が、オートファジーの活性化によって生じるかどうかを試験した。この目的のために、(神経障害を示す110Q::TdTomatoを発現する)ワーム線虫を、金属錯体(II)の存在下で、オートファジーの周知の阻害剤であるクロロキンの存在下および非存在下でインキュベートした。対照として、(神経障害を示す110Q::TdTomatoを発現する)動物も、クロロキンの存在下および非存在下で、金属錯体(II)を用いた処理なしでインキュベートした。図8が示すように、両方の化合物の存在下で培養された動物はもはや救済されず、金属錯体(II)の有益な効果はオートファジーによるものであり、他の可能なメカニズムによるものではないことを示唆している。
(実施例4:式(I)の金属錯体のインビボでの急性毒性)
急性毒性を評価するために、3匹のマウスの4つの群に分けられた合計12匹のマウスに、インビボで金属錯体(II)を投与した。オスおよびメスマウスの体重は、それぞれ24~30gおよび17~22gであった。金属錯体(II)を、リン酸生理食塩水緩衝液(PBS)またはNaClO.9%とともに、マウスに経口投与した。
急性毒性実験は、PBSまたは0.9%の0.9%のNaClのいずれかにおいて、最大200mg/kgの用量で経口投与した試験マウス(オスおよびメス)において死亡も運動活性の低下も示さなかった。

Claims (7)

  1. 不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性、あるいはそれらによる細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患の処置のための薬物の製造における、一般式(I)の化合物および、Cu(II)、Fe(II)、Zn(II)またはMn(II)から選択される少なくとも1つの金属イオンを含む金属錯体の使用であって、
    Figure 0007068677000005
    前記疾患は、ハンチントン病、プリオン病、アミロイドーシス病、限局性糸球体硬化症、α-1-アンチトリプシン(AAT)欠乏症、スフィンゴリピドース、ニーマン-ピックC型疾患(NPC)、ウォルマン病およびコレステリルエステル蓄積症(CESD)、グリコーゲン貯蔵病、ガラクトース血症、遺伝性フルクトース不耐性、ムコ多糖症、ピルビン酸代謝障害、ホスホグリセリン酸キナーゼ欠損症、ラフォラ病、副腎白質ジストロフィー、オートファジー液胞ミオパチー、ダノン病、大脳海綿状奇形(CCM)、顆粒状角膜ジストロフィー2型(GCD2)、慢性腎疾患(CKD)、ベツレムミオパシー、ウールリッヒ型先天性筋ジストロフィー、筋硬化症、封入体筋炎、HIV、アデノウイルス、B型肝炎、シェーグレン症候群、敗血症または代謝性アシドーシスに関連する疾患から独立して選択される、使用。
  2. 前記二価金属イオンは、Mn(II)である、請求項に記載の使用。
  3. 前記疾患は、ラフォラ病、副腎白質ジストロフィーまたはハンチントン病から選択される、請求項1または2に記載の使用。
  4. 不完全なオートファジーおよび/または不完全なプロテアソーム活性、あるいはそれらによる細胞内沈着物の蓄積に関連する疾患の処置において使用するための、少なくとも1つの賦形剤または担体と一緒に、一般式(I)の化合物および、Cu(II)、Fe(II)、Zn(II)またはMn(II)から選択される少なくとも1つの金属イオンを含む有効量の金属錯体を含む組成物であって、
    Figure 0007068677000006
    前記疾患は、ハンチントン病、プリオン病、アミロイドーシス病、限局性糸球体硬化症、α-1-アンチトリプシン(AAT)欠乏症、スフィンゴリピドース、ニーマン-ピックC型疾患(NPC)、ウォルマン病およびコレステリルエステル蓄積症(CESD)、グリコーゲン貯蔵病、ガラクトース血症、遺伝性フルクトース不耐性、ムコ多糖症、ピルビン酸代謝障害、ホスホグリセリン酸キナーゼ欠損症、ラフォラ病、副腎白質ジストロフィー、オートファジー液胞ミオパチー、ダノン病、大脳海綿状奇形(CCM)、顆粒状角膜ジストロフィー2型(GCD2)、慢性腎疾患(CKD)、ベツレムミオパシー、ウールリッヒ型先天性筋ジストロフィー、筋硬化症、封入体筋炎、HIV、アデノウイルス、B型肝炎、シェーグレン症候群、敗血症または代謝性アシドーシスに関連する疾患から独立して選択される、組成物。
  5. 前記組成物は、第2の活性成分をさらに含む、請求項に記載の使用のための組成物。
  6. 前記第2の活性成分は、メトホルミン、核酸、抗体、microRNA、抗酸化剤、ポリフェノール化合物、ドーパミン作動性阻害剤、コリンエステラーゼ阻害剤、リルゾールまたはクルクミンから独立して選択される、請求項に記載の使用のための組成物。
  7. 前記疾患は、ラフォラ病、副腎白質ジストロフィーまたはハンチントン病から選択される、請求項4~6のいずれかに記載の使用のための組成物。
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